微机原理实验指导书

0微机原理及应用实验指导书南京理工大学机械工程学院2011年10月10日1实验1基本操作实验1.实验目的(1)掌握TD-PITC80X86微机原理及接口技术教学实验系统的操作，熟悉Wmd86联机集成开发调试软件的操作环境。(2)掌握使用运算类指令编程及调试方法；(3)掌握运算类指令对各状态标志位的影响及其测试方法；(4)学习使用软件监视变量的方法。2.实验设备PC机一台，TD-PITC实验装置一套。3.实验内容及步骤通过对样例程序的操作，学会在TD-PITC境下，如何输入汇编语言程序，如何进行汇编语言源程序的汇编、连接、下载和运行；在调试程序的学习过程中，应学会：如何设置断点；如何单步运行程序；如何连续运行程序；怎样查看寄存器的内容；怎样修改寄存器的内容；怎样查看存储器的内容；怎样修改存储器的内容。3．1实验内容1――――BCD码转换为二进制数实验内容：将四个二位十进制数的BCD码存放于3500H起始的内存单元中，将转换的二进制数存入3510H起始的内存单元中，自行绘制流程图并编写程序。参考实验程序清单如下：SSTACKSEGMENTSTACKDW64DUP(?)SSTACKENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODESTART:XORAX,AXMOVCX,0004HMOVSI,3500HMOVDI,3510HA1:MOVAL,[SI]ADDAL,ALMOVBL,AL2ADDAL,ALADDAL,ALADDAL,BLINCSIADDAL,[SI]MOV[DI],ALINCSIINCDILOOPA1A2:JMPA2CODEENDSENDSTART实验步骤：1）运行Wmd86软件，进入Wmd86集成开发环境。2）根据程序设计使用语言的不同，通过在“设置”下拉列表来选择需要使用的语言，如图1-1所示。语言选择后，下次再启动软件，语言环境保持这次的修改不变。在这里，我们选择汇编语言。图1-1语言环境选择界面3）语言选择后，点击新建或按Ctrl+N组合键来新建一个文档，如图1-2所示。默认文件名为Wmd861。图1-2新建文件界面4）编写实验程序，如图1-3所示，并保存，此时系统会提示输入新的文件名，输完后点击保存。35）点击，编译文件，若程序编译无误，则输出如图1-4所示的输出信息，然后再点击进行链接，链接无误输出如图1-5所示的输出信息。图1-4编译输出信息界面图1-5链接输出信息界面6）连接PC与实验系统的通讯电缆，打开实验系统电源。7）编译、链接都正确并且上下位机通讯成功后，就可以下载程序，联机调试了。可以通过端口列表中的“端口测试”来检查通讯是否正常。点击下载程序。为编译、链接、下载组合按钮，通过该按钮可以将编译、链接、下载一次完成。下载成功后，在输出区的结果窗中会显示“加载成功！”，表示程序已正确下载。起始运行语句下会有一条绿色的图1-3程序编辑界面4背景。如图1-6所示。8）将四个二位十进制数的BCD码存入3500H～3507H中，即：将输出区切换到调试窗口，先键入E3500，然后输入0102030405060708（每个数用空格隔开），如图1-7所示。存储器在初始状态时，默认数据为CC。9）点击按钮运行程序，然后再点击来停止程序运行，接下来观察程序运行结果，使用命令D3510显示转换结果，应为：0C22384E。10）反复输入几组数据，验证程序功能。图1-6加载成功输出显示界面思考题：1）叙述修改实验数据有几种方法？这些方法各有什么特点？2）能否利用“调试窗口”直接对程序进行修改？3）在调试窗口中用什么命令查看和修改寄存器的内容、查看存储器的内容、修改存储器的内容？3．2实验内容2――――二进制双精度加法运算实验内容:计算X＋Y＝Z，将结果Z存入某存储单元。实验程序参考如下。本实验是双精度（2个16位，即32位）加法运算，编程时可利用累加器AX，先求低16位的和，并将运算结果存入低地址存储单元，然后求高16位的和，将结果存入高地址存储单元中。由于低16运算后可能向高位产生进位，因此高16位运算时使用ADC指令，这样在低16位相加运算有进位时，高位相加会加上CF中的1。参考实验程序清单：SSTACKSEGMENTSTACKDW64DUP(?)SSTACKENDS图1-7内存地址单元数据显示5PUBLICXH,XL,YH,YL,ZH,ZL;设置全局变量DATASEGMENTXLDW?;X低位XHDW?;X高位YLDW?;Y低位YHDW?;Y高位ZLDW?;Z低位ZHDW?;Z高位DATAENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE,DS:DATASTART:MOVAX,DATAMOVDS,AXMOVAX,XLADDAX,YL;X低位加Y低位MOVZL,AX;低位和存到Z的低位MOVAX,XHADCAX,YH;高位带进位加MOVZH,AX;存高位结果JMPSTART;在此行设置断点，以观察变量值CODEENDSENDSTART实验步骤（1）编写程序，经编译、链接无误后装入系统；（2）程序装载完成后，点击‘变量区’标签将观察窗切换到变量监视窗口；（3）点击菜单条上，将变量XH，XL，YH，YL，ZH，ZL添加到变量监视窗中，然后修改XH，XL，YH，YL的值，如图1-7所示，修改XH为0015，XL为65A0，YH为0021，YL为B79E；（4）在JMPSTART语句行设置断点，然后运行程序；（5）当程序遇到断点后停止运行，查看变量监视窗口，计算结果ZH为0037，ZL为1D3E；思考题：1、如何利用E命令直接修改XH、XL、YH、YL变量的值，并求出ZL、ZH？2、直接修改源程序，将XH为0015H，XL为65A0H，YH为0021H，YL为0B79EH，求出ZL、ZH的值。图1-7变量监视窗口6实验2分支程序设计实验1实验目的（1）掌握分支程序的结构；（2）掌握分支程序的设计、调试方法。2实验设备PC机一台，TD-PITC实验装置一套。3实验内容及步骤设计一数据块间的搬移程序。设计思想：程序要求把内存中一数据区（称为源数据块）传送到另一存储区（成为目的数据块）。源数据块和目的数据块在存储中可能有三种情况，如图2-1所示。图2-1源数据块与目的数据块在存储中的位置情况对于两个数据块分离的情况，如图2-1（a），数据的传送从数据块的首地址开始，或从数据块的末地址开始均可。但是对于有重叠的情况，则要加以分析，否则重叠部分会因“搬移”而遭到破坏，可有如下结论：当源数据块首地址＜目的块首地址时，从数据块末地址开始传送数据，如图2-1（b）所示。当源数据块首地址＞目的块首地址时，从数据块首地址开始传送数据，如图2-1（c）所示。实验程序流程图如图2-2所示。参考实验程序清单：SSTACKSEGMENTSTACKDW64DUP(?)SSTACKENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODESTART:MOVCX,0010HMOVSI,3100HMOVDI,3200HCMPSI,DIJAA2ADDSI,CX7图2-2分支实验程序流程图ADDDI,CXDECSIDECDIA1:MOVAL,[SI]MOV[DI],ALDECSIDECDIDECCX8JNEA1JMPA3A2:MOVAL,[SI]MOV[DI],ALINCSIINCDIDECCXJNEA2A3:JMPA3CODEENDSENDSTART4实验步骤：1)按流程图编写实验程序，经编译、链接无误后装入系统；2)用E命令在以SI为起始地址的单元中填入16个数；3)运行程序，然后再停止运行；4)通过D命令查看DI为起始地址的单元中的数据是否与SI单元中数据相同；5)通过改变SI、DI的值，观察在三种不同的数据块情况下程序的运行情况，并验证程序的功能。5思考题：试编写一个程序，该程序的功能是：当BL寄存器内容为0时，将0-255这256个数据按从小到大的顺序放入到以3100H为起始单元的地址中去；当BL寄存器内容为1时，将0-255这256个数据按从大到小的顺序放入到以3100H为起始单元的地址中去。输入程序，编辑、调试通过，连接、下载、运行程序，查看结果。9实验3排序程序设计实验1实验目的（1）掌握分支、循环、子程序调用等基本的程序结构；（2）学习综合程序的设计、编制及调试。2实验设备PC机一台，TD-PITC实验装置一套。3实验内容及步骤3．1实验内容1――――气泡排序法实验内容：在数据区中存放着一组数，数据的个数就是数据缓冲区的长度，要求采用气泡法对该数据区中的数据按递增关系排序。设计思想：（1）从最后一个数（或第一个数）开始，依次把相邻的两个数进行比较，即第N个数与第N－1个数比较，第N－1个数与第N－2个数比较等等；若第N－1个数大于第N个数，则两者交换，否则不交换，直到N个数的相邻两个数都比较完为止。此时，N个数中的最小数将被排在N个数的最前列。（2）对剩下的N－1个数重复（1）这一步，找到N－1个数中的最小数。（3）再重复（2），直到N个数全部排列好为止。参考实验程序清单：SSTACKSEGMENTSTACKDW64DUP(?)SSTACKENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODESTART:MOVCX,000AHMOVSI,300AHMOVBL,0FFHA1:CMPBL,0FFHJNZA4MOVBL,00HDECCXJZA4PUSHSIPUSHCXA2:DECSIMOVAL,[SI]DECSICMPAL,[SI]JAA310XCHGAL,[SI]MOV[SI+01H],ALMOVBL,0FFHA3:INCSILOOPA2POPCXPOPSIJMPA1A4:JMPA4CODEENDSENDSTART实验步骤：（1）分析参考程序，绘制流程图并编写实验程序；（2）编译、链接无误后装入系统；（3）键入E3000命令修改3000H～3009H单元中的数，任意存入10个无符号数；（4）先运行程序，然后再停止程序运行；（5）通过键入D3000命令查看程序运行的结果；（6）可以反复测试几组数据，观察结果，验证程序的正确性。3.2实验内容2――――学生成绩名次表将分数在1～100之间的30个成绩存入首地址为3000H的单元中，3000H＋I表示学号为I的学生成绩。编写程序，将排出的名次表放在3100H开始的数据区，3100H＋I中存放的为学号为I的学生名次。参考实验程序清单：SSTACKSEGMENTSTACKDW64DUP(?)SSTACKENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODESTART:MOVAX,0000HMOVDS,AXMOVES,AXMOVSI,3000H;存放学生成绩MOVCX,001EH;共30个成绩MOVDI,3100H;名次表首地址A1:CALLBRANCH;调用子程序MOVAL,1EHSUBAL,CLINCALMOVBX,DXMOV[BX+DI],ALLOOPA111A4:JMPA4;===扫描成绩表，得到最高成绩者的学号===BRANCH:PUSHCXMOVCX,001EHMOVAL,00HMOVBX,3000HMOVSI,BXA2:CMPAL,[SI]JAEA3MOVAL,[SI]MOVDX,SISUBDX,BXA3:INCSILOOPA2ADDBX,DXMOVAL,00HMOV[BX],ALPOPCXRETCODEENDSENDSTART实验步骤：（1）绘制流程图，并编写实验程序；（2）编译、链接无误后装入系统；（3）将30个成绩存入首地址为3000H的内存单元中；（4）调试并运行程序；（5）检查3100H起始的内存单元中的名次表是否正确。12实验48259中断控制实验1实验目的（1）掌握8259中断控制器的工作原理；（2）学习8259的应用编程方法；（3）掌握8259级联方式的使用方法。2实验设备PC机一台，TD-PITC实验装置一套。3实验内容及步骤在对8259进行编程时，首先必须进行初始化。一般先使用CLI指令将所有的可屏蔽中断禁止，然后写入初始化命令字。8259