微机原理与接口技术 软件实验报告.doc

实验一 DEBUG 的使用 一、实验目的 1.掌握汇编程序的编辑,编译,连接和执行的全过程； 2.学习和掌握用 DEBUG 调试程序的方法。 二、实验任务及内容 1.用编辑软件,输入以下汇编语言源程序: DAT SEGMENT A DB 20 ;(自定) B DB 15 ;(自定) Y DB 3 DUP(0) Z DB 0,0 DAT ENDS STA SEGMENT STACK DW 50 DUP(?) STA ENDS COD SEGMENT ASSUME CS:COD,DS:DAT STAR PROC FAR PUSH DS XOR AX,AX PUSH AX MOV AX,DAT MOV DS,AX MOV AX,STA MOV SS,AX MOV AL,A MOV Z,AL MOV Z+1,AL CALL SUB1 MOV AL,B MOV Z,AL MOV Z+1,AL CALL SUB1 MOV AL,A MOV Z,AL MOV AL,B MOV Z+1,AL CALL SUB1 ADD WORD PTR Y,AX ADC BYTE PTRY+2,0 RET STAR ENDP SUB1 PROC MOV AL,Z MOV AH,Z+1 MUL AH ADD WORD PTR Y,AX ADC BYTE PTRY+2,0 RET SUB1 ENDP COD ENDS END STAR2.通过编译,连接形成可执行文件； 3.用 DEBUG 将可执行文件调入,并进行调试； (1)用 D 命令观察数据区在内存中的具体内容,记录单元 A 和 B 的具体地址； (2)用 U 命令对目标代码反汇编,观察反汇编后的结果.注意发现源程序的起始位置, 并记录这个起始地址； (3)用 T 命令作单步跟踪调试.比较每条指令执行后的结果和原来的理解是否一致.得出程序运行的结果:它们是写在什么单元,具体内容是什么，并判断结果是 否正确； (4)在子程序 SUB1 的入口处设一断点,用 G 命令执行程序，在断点处观察堆栈的内容,比较堆栈的内容和程序返回地址是否一致； (5)用 E 命令修改单元 A,B 的内容,重新执行程序,并记录结果； (6)用 M 命令和 A 命令对程序进行修改: 将主程序中最后两条指令 (ADD 和 ADC) 修改为一条 CALL SUB1 指令,重新执行程序； (7)退出 DEBUG； 4.重新使用编辑软件,把源程序最后一句中的 STAR 去掉.再次生成可执行文件,并用 DEBUG 调入内存.当使用 U 命令时,显示的结果与前一次(未加 STAR) 的结果有何不同? 三、 程序流程图开始调用SUB1子程序并返回保存现场DS段初始化赋值：Z = 20 Z+1 = 20调用SUB1子程序并返回赋值：Z =15 Z+1 = 15调用SUB1子程序并返回赋值：Z =20 Z+1 = 15结束AX与Y带进位相加四、源程序见实验任务及内容五、程序运行结果（1）U 命令对目标代码反汇编, 注意发现源程序的起始位置, 并记录这个起始地址。答：源程序起始地址：1512:0000H。(2) D 命令观察数据区在内存中的具体内容,记录单元 A 和 B 的具体地址。答：150A:0000H 是A的具体地址，150A:0001H 是B的具体地址。(3) T 命令作单步跟踪调试.比较每条指令执行后的结果和原来的理解是否一致。得出程序运行的结果:它们是写在什么单元,具体内容是什么，并判断结果是否正确。答：由于单步调试的结果较多，在这里仅说几项以示情况。 PUSH AX 后观察得到IP值自加2。 MOV DS,AX 后DS 的值由14FAH变成150AH。 Z的偏移地址为0005H，而寻址Z中的内容成为0005H。所以结果一致正确。(4) 在子程序 SUB1 的入口处设一断点,用 G 命令执行程序，在断点处观察堆栈的内容,比较堆栈的内容和程序返回地址是否一致。 答：SS = 150BH，IP = 0017H，和程序返回地址一致。(5)用 E 命令修改单元 A,B 的内容,重新执行程序,并记录结果。(6) 用 M 命令和 A 命令对程序进行修改: 将主程序中最后两条指令 (ADD 和 ADC) 修改为一条 CALL SUB1 指令,重新执行程序。(6) 重新使用编辑软件,把源程序最后一句中的 STAR 去掉.再次生成可执行文件, 并用 DEBUG 调入内存.当使用 U 命令时,显示的结果与前一次(未加 STAR) 的结果有何不同?答：整个代码段仅有一条指令，ADD BX+SI,AL。由于把源程序最后一句中的 STAR 去掉，那么程序就不一定是从STAR开始，会造成程序混乱。（结果抓图见下页）六、预习题1.熟悉常用的 DEBUG 命令。u 地址 反汇编 d xx:偏移地址 xx:cs ds ss es 查看内存单元的内容 t=开始地址 结束地址 跟踪执行 p 跳过子程序单步运行 g=开始地址 断点地址 执行到断点处 g 全速运行 r 查看寄存器内容 r xx xx：寄存器名称，修改寄存器内容 e xx:偏移地址 xx:cs ds ss es 修改内存单元的内容 a 偏移地址 汇编，录入程序或可修改语句 2.阅读并分析程序的功能。（见程序流程图） 3.若 SS=2000H,SP=FFFFH, 向堆栈中压入 4 字节数据后,如何用 D 命令显示压入堆栈的内容?答：D 2000:FFFCH。七、实验总结、建议要求、心得体会初步掌握了汇编程序的编辑、编译、连接和执行的全过程，学习了用 DEBUG 调试程序的方法，了解了另一种程序语言的编写。感觉它比其他高级语言确实要复杂，但是能更一步体会计算机是如何操作的。实验二 分支及循环程序设计 一、 实验目的 1.开始独立进行汇编语言程序设计； 2.掌握基本分支,循环程序设计； 3.掌握最简单的 DOS 功能调用。 二、实验任务及内容 1.安排一个数据区,内存有若干个正数,负数和零.每类数的个数都不超过 9； 2.编写一个程序统计数据区中正数,负数和零的个数； 3.将统计结果在屏幕上显示。三、程序流程图YNYN开始数据、循环初始化CX = N数据段DS、堆栈段SS初始化CX = 0比较AX 等于、大于或者小于 0循环初始化CX = 3显示展示Z、A、B的句子及各自的值CX = 0返回DOS系统结束四、实验源程序DAT SEGMENTZDW0 ;数据中0的个数ADW0 ;数据中大于0的个数BDW0 ;数据中小于0的个数NUMDW9,0,6,-4,-1,-5,5,-9,-8,-1,9 ;一组数据NDW($-NUM)/2 ;该组数据的个数TYPE0 DB The result is :, 0DH, 0AH, Number of zeros : $ ;显示一句话，展示0的个数TYPE1DB0DH, 0AH, Numbers above 0 : $ ;显示一句话，展示大于0的个数TYPE2DB0DH, 0AH, Numbers below 0 : $ ;显示一句话，展示小于0的个数EVENLOCATEDWTYPE0, TYPE1, TYPE2DAT ENDSSTA SEGMENT STACKDW128 DUP(?)STA ENDSCOD SEGMENTASSUMEDS:DAT,SS:STA,CS:CODSTAR:MOVAX,DATMOVDS,AXMOVAX,STAMOVSS,AX ;初始化DS、SS指向STAMOVBX,OFFSET NUMMOVCX,N_START:MOVAX,BX;取出NUM中的第一个数字CMPAX,0JZ_Z ;判断是0，跳转到Z自加SALAX,1 JC_B ;判断是小于0，跳转到B自加INCWORD PTR A;否则，A自加JMP_OK_B:INCWORD PTR BJMP_OK_Z:INCZ_OK:ADDBX,2LOOP_START;循环CX次判断MOVCX,3 ;显示3句话XORBX,BX_SHOW:MOVDX,LOCATEBX ;显示一句话MOVAH,09HINT21HMOVDX,ZBX ADDDX,0MOVAH,02HINT21H ;加上ASCII码，显示Z、A、B的值ADDBX,2LOOP_SHOWMOVAX,4C00HINT21H ;返回DOS系统COD ENDS END STAR五、程序运行结果答：程序中数据为NUM，是9,0,6,-4,-1,-5,5,-9,-8,-1,9一组数。 六、思考题1.十进制数 0 - 9 所对应的 ASCII 码是什么? 如何将十进制数 0 -9 在屏幕上显示出来? 答：对应的ASCII码是30H，31H，32H，33H，34H，35H，36H，37H，38H，39H。 对应的ASCII码赋给DX，用2号功能调用即可。 2.如何检验一个数为正,为负或为零? 你能举出多少种不同的方法?答： 先检验其ZF位，再检验其SF位。 将待判断的数与0比较，同样先检验ZF，再检验CF位。七、 实验总结、建议要求、心得体会已经能够开始独立进行汇编语言程序设计了，通过上课和实验编程初步掌握了基本分支,循环程序的设计，数字的显示相关功能，即掌握了最简单的 DOS 功能调用。但是用这种方法预见如果显示一串在程序中得到的数字，将会是比较繁琐的过程。实验三 代码转换程序设计一、实验目的 1.掌握几种最基本的代码转换方法； 2.运用子程序进行程序设计。 二、实验任务及内容 1.从键盘上输入若干两位十进制数,寻找其中的最小值,然后在屏幕上显示出来。 2.两个十进制数之间的分隔符,输入结束标志自定,但要在报告中说明。 3.对输入要有检错措施,以防止非法字符输入,并有适当的提示。 4.将整个程序分解为若干模块,分别用子程序实现。在报告中要给出模块层次图。显示输入的二位数，与MIN比较，取较小值刷新YY显示最小值，结束YNYY输入结束符.错误提示N输入是数字09输入分隔符;开始数据、提示字符串、最小值（99）初始化输入十位，调用子程序输入是数字09输入个位，调用子程序N三、程序流程图 N四、源程序 DATA SEGMENTREMIND DB 0DH,0AH,Please input the decimal numbers(the token is ; end with .):,0DH,0AH,$ERROR DB 0DH,0AH,INPUT ERROR,0DH,0AH,$STR DB 0DH,0AH,the minimum is:,0DH,0AH,$MIN DB 9,9DATA ENDS ;设置最初输入提醒、错误提示、初始化最小值为99。STACK SEGMENT STACK STACK DB 100 DUP(?)STACK ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATA,SS:STACKINPUT PROC NEAR ; 提供显示的子程序 MOV AH,01H; 非法输入则将AL = 0后返回 INT 21H CMP AL,0 JB FLAG CMP AL,9 JA FLAG RET FLAG: MOV AL,0 RETINPUT ENDPSTART: MOV AX,DATA MOV DS,AX ;初始化数据段DSLOOP1: MOV AH,09H MOV DX, OFFSET REMIND ;显示输入提示的字符串 INT 21H LOOP2: CALL INPUT ; 调用输入子程序，输入十位数 CMP AL,0 ; 错误则输出提醒 JZ ERR MOV DH,AL CALL INPUT ; 调用输入子程序,输入个位数 CMP AL,0 ; 错误则输出提醒 JZ ERR MOV DL,AL MOV AH,1 INT 21H CMP AL,. JZ EXIT ;判断是结束符“.”则跳转 CMP AL,; ;判断是分隔符才继续 JNZ ERR CMP DX,WORD PTR MIN ;比较较小值，是则跳转并刷新最小值 JB SWAP JMP LOOP2 EXIT: MOV AH,09H ; 显示最小值的那句话 MOV DX,OFFSET STR INT 21H MOV AH,02H MOV DL,MIN+1 ;显示最小值的十位 INT 21H MOV AH,02H MOV DL,MIN ;显示最小值的个位 INT 21H MOV AX,4C00H ;返回DOS系统 INT 21HSWAP: MOV WORD PTR MIN,DX ; 刷新最小值 JMP LOOP2ERR: MOV DX,OFFSET ERROR MOV AH,09H INT 21H JMP LOOP1CODE ENDS END START五、程序运行结果 分隔符是“;”，结束符是“.”。错误提示为“INPUT ERROR”。三位数输入、一位数输入、分隔符不对、结束符不对，都会有错误提示。运行后结果抓图显示如下：六、思考题1.如何将输入的两个字符(0 - 9)变为十进制或二进制数? 答： 将输入的两个字符(0 - 9)变为十进制：输入的十进制二位数的十位放入寄存器（DX）高位，输入的个位放入寄存器（DX）的低位。输出相应的值，则可称变为十进制。 将中寄存器的数化为二进制，形成BCD码。在运用BCD码化为二进制数的规则就可将两个字符变为二进制。 2.如何将选出的最小值(二进制或十进制)变为 ASCII 码再进行显示? 答：选出的最小值按高低位储存在寄存器的高低位，那么将高低位分别加上“0”的ASCII码，调用2号功能即可。 3.你觉得采用二进制运算还是十进制运算更适合于这个实验?答：在实验设计中，使用的是二进制（十六进制）在机器中运算的，这样更加方便和简洁。七、实验总结、建议要求、心得体会这次学习并运用了子程序进行程序设计。子程序设计的最重要的地方在于入口参数、出口参数的设计与主程序之间的关系。还有子程序功能之前应该保护现场。本实验主要将子程序设计在从键盘输入数字的功能，并设置标志，用于主程序确认输入是否正确。分隔符、结束符的确认较为简单，只需一个比较就可以了。数字的确认需要两个比较，即必须在09之间。输入错误时调用09号功能输出提示字符串 。对于最小值的确认，初始应设为最大值99，以方便接下来的刷新。得到最小值就将其赋给MIN，最后再位、个位分别输出。实验四 子程序设计 一、实验目的 1.进一步掌握子程序设计方法； 2.进一步掌握基本的 DOS 功能调用。 二、实验内容 1.从键盘上输入某班学生的某科目成绩.输入按学生的学号由小到大的顺序输入。 2.统计检查每个学生的名次。 3.将统计结果在屏幕上显示。 4.为便于观察,输入学生数目不宜太多,以不超过一屏为宜。输出应便于阅读.尽可能考虑美观。 5.输入要有检错手段。三、程序流程图Y输入为合法:0099或者MAX开始数据、循环初始化设置先后输入学生分数的十位、个位高位存储至HIGH，低位存储至LOW显示空格，在相应存储地址处占位0FFH1N1初始化循环CX = 输入的数据个数将每个输入数与所有的数比较，得到每个输入数的名次YNCX = 0将排名R 学号ST 成绩SC输出结束四、源程序DATA SEGMENTHIGHDB100DUP(0FFH)LOWDB100DUP(0FFH)NDB ? N1DB ? NUMEQU$-LOWNUMBERDB?LOOP3SDB0DISPLAYDB0DH,0AH,ERROR! PLEASE INPUT A NUMBER,0DH,0AH,$BEGIN_ DB0DH,0AH,PLEASE INPUT SCORES:,0DH,0AH,$RESULTS DB0DH,0AH,0DH,0AH,THE STUTENTS ARRAY:,0DH,0AH,0AH, R ST SC, $DATA ENDS;以上为数据段设置，包括将要使用的变量及输入提示、错误提示。CODE SEGMENTASSUMECS:CODEDS:DATACOMIND PROCMOVDX, OFFSET BEGIN_MOVAH,09HINT21HRETCOMIND ENDP ;显示输入的提示DISPROCMOVDX,OFFSET DISPLAYMOVAH,09HINT21HRETDISENDP ;显示输入错误时的提示ERROR:MOVBYTE PTR SI,0FFHMOVBYTE PTR DI,0FFHCALLDISJMPLOOP1 ;输入错误时显示错误提示，并返回程序最初MAX100:MOVAH, 01HINT21HCMPAL, AJZMC ;与A的ASCII码比较，不相等跳转到错误处JMPERRORMC:MOVAH, 01HINT21HCMPAL, X ;与A的ASCII码比较，不相等跳转到错误处JZMMCJMPERRORMMC:MOVDL, ;显示空格MOVAH,02HINT21HMOVBYTE PTR SI,MMOVBYTE PTR DI,XINC SIINC DIINCNUMBERLOOPLOOP1START:MOVAX, DATA ;程序开始的位置MOVDS, AXMOVSI, OFFSET HIGH ;所有高位的首地址MOVDI, OFFSET LOW ;所有低位的首地址MOVCX, NUM ;循环次数CX;以上是对程序的初始化MOVNUMBER, 0 ;初始化二位数的个数CALLCOMIND ;显示输入的提示LOOP1: MOVAH,01HINT21HCMPAL,0DH ;允许输入，将输入与空格比较，相等则跳转JZEDDCMPAL,MJZMAX100CMPAL,0JBERRORCMPAL,9JAERROR ;确认输入的每个数的高位为0 9的数字MOVSI, AL ;将输入数的高位保存到高位的地址MOVAH, 01HINT21HCMPAL, 0DHJZEDDCMPAL, 0JBERRORCMPAL, 9JAERROR ;确认输入的每个数低位为0 9的数字 MOVDI, AL ;将输入数的低位保存到低位的地址 MOVDL, MOVAH, 02H ;显示一个空格，作为每个二位数之间的分隔符INT21HINCSIINCDIINCNUMBERLOOPLOOP1EDD:MOVBYTE PTR SI,0FFH ;输入为空格时在SI、DI相应位置填充0FFHMOVBYTE PTR DI,0FFHMOVAL, NUMBERMOVLOOP3S, AL LOOP3:MOVSI, OFFSET HIGH ;重新赋高低位的首地址给SI、DI MOVDI, OFFSET LOWXORCH, CHMOVCL, NUMBER ;存储的数据的个数CL为接下来的循环次数MOVBX, 0FFFFHMOVN,1MOVN1,0LOOP2:MOVAH, SI ;将数据依次赋给AX MOVAL, DI ;AX BX, COUNT 自加1CMPAX, BXJAECONTMOVBX, AXMOVDL, NMOVDH, N1 ;DX =01H,比别的数小的话,DX加1CONT:INCSI INC DICMPN, 9 ;N与9的ASCII码比较，相等就跳转JE UPADDN, 1JMPUPLOOP UP:ADDN1, 1MOVN,0 ;将DX作为十进制(BCD码)的计数器的ASCII码UPLOOP:LOOPLOOP2PUSHBXPUSHDX MOVBX, DXSUB BX, 3030H ;将DX中保存的计数的ASCII码转为真正的数值MOVAL, 0AHMULBH XORBH, BHADDAX, BX ;AX = (16进制的)计数DECAXMOVSI, OFFSET HIGHMOVDI, OFFSET LOWADDSI, AXADDDI, AXMOVBYTE PTR SI, 0FFHMOVBYTE PTR DI, 0FFHXORCH, CHMOVCL, LOOP3SDECLOOP3SLOOPLOOP3JMP RESULTRESULT: MOV CL, NUMBER ;输入数据中个数是显示循环次数XORCH, CHMOVN, 1MOVN1, 0MOVDX, OFFSET RESULTS ;显示结果的那句字符串MOVAH, 09HINT21HLOOP4:POPBXMOVDL,0AH ;显示换行MOVAH,02HINT21HMOVDL,0DHMOVAH,02HINT21H ;显示空格MOVDL, MOVAH,02HINT21HMOVDL, MOVAH,02HINT21H ;显示两个空格MOVDL,N1MOVAH,02HINT21HMOVDL,NMOVAH,02HINT21H ;显示名次MOVDL, MOVAH,02HINT21HMOVDL, MOVAH,02HINT21H ;显示两个空格MOVDL,BHMOVAH,02HINT21HMOVDL,BLMOVAH,02HINT21H ;显示输入的次序（学号）MOVDL, MOVAH,02HINT21HMOVDL, MOVAH,02HINT21HMOVDL, MOVAH,02HINT21HPOPBXMOVDL, BHMOVAH, 02HINT21HMOVDL,BLMOVAH,02HINT21H ;输出该名次的成绩CMPN,9JEUP4ADDN,1JMPUPLOOP4UP4:ADDN1,1MOVN,0UPLOOP4: LOOPLOOP4MOVAX,4C00HINT21HCODEENDSENDSTART五、程序运行结果 输入正确，并且没有满分时的情况，分别以名次（R），学号（ST）,成绩（SC）列表。 有满分（MAX）时，成绩的排列情况。其中，满分是以MX形式输出。 输入有错误时，给出的错误提示“ERROR!”并要求接着输入“PLEASE INPUT A NUMBER”。而之前输入的数据并没有被抹去，仍可以使用。六、思考题1.如何确定一个学生在这门科目中的名次? 答：将该同学的成绩与其他学生的成绩一一比对，小的话，寄存器加1。最后寄存器中的数值+1，就是该同学的名次。2.你觉得输入结束后,采用什么方法进行比较以得到学生的名次最为简单? 答：从数据结构中可以知道，比较一组数的大小并排列，冒泡排序是最为简单的。3.准备好模块层次图。 答：见流程图。4.给出输出显示的形式。答：如下图所示：七、实验总结、建议要求、心得体会在这个实验中，我进一步掌握了子程序的设计方法，还有基本的 DOS 9号、一号等功能调用。 由于要完成从键盘上输入某班学生的某科目成绩，所以设置了计数器用以记录成绩。而输入默认按学生的学号由小到大的顺序输入。在这个实验中，输入“MAX”代替了100分，而输出则显示“MX”，并排在第一位。避免了满分同学无法录入的问题。同时，还有纠错功能。显示“ERROR! PLEASE INPUT A NUMBER”。由于要求接着输入“PLEASE INPUT A NUMBER”并且之前输入的数据并没有被抹去，仍可以使用。这样，更加人性化。实验五 中断程序设计一、实验目的 1.初步掌握中断程序的设计方法； 2.初步掌握修改 DOS 系统中断,以适应实际使用的方法。 二、实验任务及内容 1.编写一个 32 位二进制数除以 16 位二进制数的除法程序。观察当除数为 0,或超过相应寄存器范围时,程序执行的结果。 2.修改零号中断服务程序,使它具有以下功能: (1)判断除数是否为 0，当除数为 0 时,显示相应的结果； (2)当除数不为 0 时，采用适当的方法完成商超过 16 位的二进制数的除法运算； 3.注意必须保护原有中断服务程序的入口地址，并在程序完毕前加以恢复。 选做题: 4.用二进制将结果在屏幕上显示. 5.从键盘输入二进制数。三、程序流程图N开始初始化，中断程序入口地址写入调用写入子程序调用检验子程序写入有错误Y错误提示高位灭0，输出商符合中断情况中断恢复结束四、源程序 Data segment str01 db Please input a binary divident,at most 32 digited!,0dh,0ah,$ str02 db 0dh,0ah,Please input a binary divisor,at most 16 digited!,0dh,0ah,$ str0 db 0dh,0ah,Illegal input,please input again!,0dh,0ah,$ str1 db 0dh,0ah,Divisor should not be 0!$ str3 db 0dh,0ah,Quotient:$ str4 db 0dh,0ah,Residual:$ dividend _ h dw 0 dividend _ l dw 0 divisor dw 0 quotient dw 2 dup(0) residual dw 0 keepip dw 0 keepcs dw 0data endsstack segment stack stack db 100 dup(?)stack endscode segment para code assume cs:code,ss:stack,ds:data,es:datasta proc far push dsxor ax, axpush axmov ax, datamov ds,axmov es,axmov ax,3500hint 21hmov keepip,bxmov keepcs,esclipush ds ;中断程序装载mov ax,seg myovflmov ds,axmov dx,offset myovflmov ax,2500hint 21hpop dssticall input mov ax,divident_lmov dx,divident_hmov bx,divisor cmp bx,0jnz nextlea dx,str1mov ah,9int 21hjmp done next:div bxmov quotient,axmov residual,dx rtaddr:call output;返回后输出商和余数 done:cli;恢复原中断向量push dsmov dx,keepipmov ax,keepcsmov ds,axmov ax,2500h int 21hpop dsstiret myovfl:pop cx;中断服务程序lea cx,rtaddrpush cxpush axmov ax,dxmov dx,0div bxmov quotient+2,axpop axdiv bxmov quotient,axmov residual,dxstiiretsta endpcheck proc;输入检错，标志为blcmp al,0jl falsecmp al,1jg falsemov bl,1jmp exit false:mov bl,0 exit:retcheck endpinput proc;依次输入被除数和除数lea dx,str01mov ah,9int 21hmov cx,32;被除数最多32位 input1:mov ah,1int 21hcmp cx,32;第一个字符不能为回车符jz next1cmp al,0dhjz done1 next1:call checkcmp bl,0jz err1and al,0fh;输入字符的转化sal divident_l,1rcl divident_h,1mov ah,0add divident_l,axadc divident_h,0jmp l1 err1:lea dx,str0mov ah,9int 21hinc cx l1:loop input1 done1:lea dx,str02mov ah,9int 21h mov cx,16 input2:mov ah,1int 21hcmp cx,16jz next2cmp al,0dhjz done2 next2:call checkcmp bl