微机原理及应用实验教程参考答案.docx

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微机原理及应用实验教程参考答案

微机原理及应用实验教程参考答案

实验一DEBUG调试程序

一、实验目的

掌握DEBUG调试软件的基本命令。

为今后编程调试，打下基础。

二、实验内容：

DEBUG.EXE程序是专门为分析、研制和开发汇编语言程序而设计的一种调试工具，具有跟踪程序执行、观察中间运行结果、显示和修改寄存器或存储单元内容等多种功能。

它能使程序设计人员或用户触及到机器内部，因此可以说它是80X86CPU的心灵窗口，也是我们学习汇编语言必须掌握的调试工具。

WINDOWS操作系统安装时自带有DEBUG.EXE程序,不需另外安装。

1、DEBUG程序的使用

在DOS提示符下键入命令：

C:

\>DEBUG [盘符：

][路径][文件名.EXE][参数1][参数2]

这时屏幕上出现DEBUG的提示符“-”，表示系统在DEBUG管理之下，此时可以用DEBUG进行程序调试。

若所有选项省略，仅把DEBUG装入内存，可对当前内存中的内容进行调试，或者再用N和L命令，从指定盘上装入要调试的程序；若命令行中有文件名，则DOS把DEBUG程序调入内存后，再由DEBUG将指定的文件名装入内存。

2、DEBUG的常用命令

（1）汇编命令A

格式：

A[起始地址]或A           ；每输入完一条指令，用回车键来确认。

功能：

将输入源程序的指令汇编成目标代码并从指定地址单元开始存放。

若缺省起始地址，则从当前CS：

100（段地址：

偏移地址）地址开始存放。

A命令是按行进行汇编，主要是用于小段程序的汇编或对目标程序的修改，具有检查错误的功能。

如有错误，用^Error提示。

然后重新输入正确命令即可。

注：

DEBUG的A命令中数字部分输入的默认格式是16进制。

如输入10，对于计算机而言，就是10H。

另外A命令不支持标识符的输入。

只能用准确的段地址：

偏移地址来设置跳转的位置。

（2）反汇编命令U

格式1：

U[起始地址]

格式2：

U[起始地址][结束地址|字节数]

功能：

格式1从指定起始地址处开始固定将32个字节的目标代码转换成汇编指令形式，缺省起始地址，则从当前地址CS:

IP开始。

格式2将指定范围的内存单元中的目标代码转换成汇编指令。

（3）显示、修改寄存器命令R

格式：

R[寄存器名]或R

功能：

若给出寄存器名，则显示该寄存器的内容并可进行修改。

缺省寄存器名，则按以下格式显示所有寄存器的内容及当前值（不能修改）。

AX=0000  BX=0004 CX=0020 DX=0000 SP=0080 BP=0000 SI=0000

DI=0000  DS=3000 ES=23A0 CS=138E IP=0000

NVUPDIPLNZNAPONC

138E:

0000MOVAX,1234

   -RAX      ；输入命令

   AX0014    ；显示AX的内容

   ：

         ；供修改，不修改按回车。

若对标志寄存器进行修改，输入：

-RF

屏幕显示如下信息，分别表示OF、DF、IF、SF、ZF、AF、PF、CF的状态。

   NVUPDIPLNZNAPONC

不修改按回车键。

要修改需个别输入一个或多个此标志的相反值，再按回车键。

R命令只能显示、修改16位寄存器。

（4）显示存储单元命令D

格式1：

D[起始地址]

格式2：

D[起始地址][结束地址|字节数]

功能：

格式1从起始地址开始按十六进制显示80H（128）个单元的内容，每行16个单元，共8行，每行右边显示16个单元的ASCII码，不可显示的ASCII码则显示“·”。

格式2显示指定范围内存储单元的内容，其他显示方式与格式1一样。

如果缺省起始地址或地址范围，则从当前的地址开始按格式1显示。

例如：

 -D200     ;表示从DS:

0200H开始显示128个单元内容

      -D100120 ;表示显示DS:

0100-DS:

0120单元的内容

说明：

在DEBUG中，地址表示方式有如下形式：

段寄存器名：

相对地址，如：

DS:

100

段基值：

偏移地址（相对地址），如：

23A0:

1500

（5）修改存储单元命令E

格式1：

E[起始地址][内容表]

格式2：

E[地址]

功能：

格式1按内容表的内容修改从起始地址开始的多个存储单元内容，即用内容表指定的内容来代替存储单元当前内容。

例如：

—E  DS：

0100 'VAR' 12 34

表示从DS:

0100为起始单元的连续五个字节单元内容依次被修改为

'V'、'A'、'R'、12H、34H。

格式2是逐个修改指定地址单元的当前内容。

如：

—EDS：

0010

156F：

001041.5F

其中156F:

0010单元原来的值是41H，5FH为输入的修改值。

若只修改一个单元的内容，这时按回车键即可；若还想继续修改下一个单元内容，此时应按空格键，就显示下一个单元的内容，需修改就键入新的内容，不修改再按空格跳过，如此重复直到修改完毕，按回车键返回DEBUG“-”提示符。

如果在修改过程中，将空格键换成按“-”键，则表示可以修改前一个单元的内容。

（6）运行命令G

格式：

G[=起始地址][第一断点地址[第二断点地址……]

功能：

CPU从指定起始地址开始执行，依次在第一、第二等断点处中断。

若缺省起始地址，则从当前CS:

IP指示地址开始执行一条指令。

最多可设置10个断点。

（7）跟踪命令T

格式：

T[＝起始地址][正整数]；缺省时执行一条指令

功能：

从指定地址开始执行‘正整数’条指令。

若缺省‘正整数’，表示执行一条指令，若两项都缺省，表示从当前CS:

IP指示地址开始执行一条指令。

（8）指定文件命令N

格式：

N<文件名或扩展名>

功能：

指定即将调入内存或从内存写入磁盘的文件名。

该命令应该用在L命令和W命令之前。

（9）装入命令L

格式1：

L[起始地址][盘符号][扇区号][扇区数]

格式2：

L[起始地址]

功能：

格式1根据盘符号，将指定扇区的内容装入到指定起始地址的存储区中。

格式2将N命令指出的文件装入到指定起始地址的存储区中，若省略起始地址，则装入到CS:

100处或按原来文件定位约定装入到相应位置。

（10）写磁盘命令W

格式1：

W<起始地址>[驱动器号]<起始扇区><扇区数>

格式2：

W[起始地址]

功能：

格式1把指定地址开始的内容数据写到磁盘上指定的扇区中。

格式2将起始地址的BX×10000H+CX个字节内容存放到由N命令指定的文件中。

BX中存放程序段地址的末地址与首地址的差（通常程序存放在一个段中，即BX＝0），CX中存放偏移地址的末地址与首地址的差。

在格式2的W命令之前，除用N命令指定存盘的文件名外，还必须将要写的字节数用R命令送入BX和CX中。

（11）退出命令Q

格式：

Q

功能：

退出DEBUG，返回到操作系统。

以上介绍的是DEBUG常用命令，其他命令请参考有关书籍。

练习程序：

1。

将0－99等100个数依次存放到1000：

0000为首地址的存储单元中。

 xxxx:

0100  MOVAX,1000          ;数据段地址

MVDS,AX

XORBX,BX           ；清零

MOVCX,0064         ；循环次数

MOVAL,00

xxxx:

010C  MOV[BX],AL

INCAL

DAA                  ；加法的十进制调整

INCBX

LOOP 010C           ；跳转到010c处

INT03                

所对应的宏汇编格式的程序：

DATASEGMENT

  32DBDUP（?

）

DATAENDS

CODESEGMENT

       ASSUMECS:

CODE,DS:

DATA

START:

 MOVAX,1000H

MOVDS,AX

XORBX,BX

MOVCX,0064H

MOVAL,00H

A1:

     MOV[BX],AL

 INCAL

 DAA

 INCBX

 LOOPA1

 MOVAX,4C00H

 INT21H

CODE ENDS

         ENDSTART

三、实验步骤：

通过练习程序，熟悉相关DEBUG的命令。

（1）用A命令输入相关程序。

（2）保存该程序到硬盘中。

1）先要计算该程序的大小。

分别在BX和CX送入相应的数值。

2）用N命令给程序起文件名。

例：

－NC:

\STU\文件名.COM。

此时保存的文件后缀名只能是.COM的（或缺省不要后缀名）。

3）用W命令将程序写入到一个指定的地方或由计算机选择转载地址。

例：

－Wxxxx:

xxxx  或－W  

（3）用Q命令退出DEBUG。

（4）用DEBUG路径\文件名.COM的方式，将刚才保存的文件重新装入到内存。

（5）用U命令，查看程序转载的地址。

（6）用G命令运行程序。

例：

－G=xxxx:

xxxx 从程序转载处的地址开始运行

（7）查看结果。

如果结果在寄存器中，用R命令查看。

如果结果在存储单元中，用D命令查看。

实验二循环程序设计

一、实验目的

1、加深对循环结构的理解。

2、掌握循环结构程序设计的方法。

3、熟练掌握调试循环程序的方法。

二、实验内容

编制程序

1、使S=1+2*3+3*4+…+N*（N+1），直到N*（N+1）项大于200为止

2、求某数据区内负数的个数。

设数据区的第一个单元存放数据的个数，从第二个单元开始存放数据，在最后一个单元存放结果。

参考程序一如下：

STACKSEGMENTSTACK

DB32DUP（?

）

STACKENDS

CODESEGMENT 

      ASSUMECS:

CODE

START:

MOVDX,0001H

              MOV BL,02H

A1:

  MOV AL,BL

              INC BL 

              MUL BL

              ADD DX,AX 

              CMP AX,00C8H

              JNA A1 

              INT 03H

CODE  ENDS

    END START    

参考程序二、（数据段内的数据可根据需要改变）

STACKSEGMENTSTACK

       DW64DUP（?

）

STACKENDS

DATASEGMENT

   DB06H,12H,88H,82H,90H,22H,33H

DATAENDS

CODESEGMENT

   ASSUMECS:

CODE,SS:

STACK,DS:

DATA

START:

MOVAX,DATA

     MOVDS,AX

     MOVDI,0000H

     MOVCL,[DI]

     XORCH,CH

     MOVBL,CH

     INCDI

 A0:

MOVAL,[DI]

     TESTAL,80H

     JEA2

     INCBL

 A2:

INCDI

     LOOPA0

     MOV[DI],BL

     MOVAX,4C00H

     INT21H

CODEENDS

   ENDSTART

三、实验步骤：

（1）用编辑软件如：

EDIT，输入源程序，并保存，后缀名为.ASM。

（2）用MASM.EXE编译源程序，编译无错后，生成相应的OBJ目标文件。

（3）用LINK.EXE连接OBJ文件，生成可执行的EXE文件。

（4）运行程序：

根据需要，可选择直接通过文件名的方式运行程序，或者是用DEBUG将可执行的EXE文件跳入内存后，用G命令运行。

例：

C:

\>DEBUG文件名.EXE

   -U  ;先用反汇编来查看源程序装入的地址和数据段的地址

   ：

   -G=xxxx:

xxxx ；从程序装入的地址处，开始运行程序

（5）查看实验结果。

（6）也可使用EMU8086软件进行调试和运行。

实验三排序程序设计

一、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

二、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，要求用大数沉底法（或冒泡法）对该数据区中数据按递增关系排序。

设计思想：

A、从最后一个数（或者第一个数）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。

B、对剩下的N-1个数重复上步，找到N-1个数中的最小数。

C、重复第二步，直到N个数全部排序好为止。

编程：

将DATA数据区内的10个16位有符号二进制数，由小到大排序,结果放在原数据区。

这16个数是：

6666H,7777H,8888H,9999H,0AAAAH,0BBBBH,0CCCCH,0DDDDH,0EEEEH,0FFFFH

参考程序：

DATA SEGMENT

DW6666H,7777H,8888H,9999H,0AAAAH,0BBBBH,0CCCCH,0DDDDH,0EEEEH,0FFFFH

DATA ENDS

CODE SEGMENT

      ASSUME CS:

CODE,DS:

DATA

START:

MOVAX,DATA

MOVDS,AX

MOVCX,9

L1:

    MOVDX,CX

MOVBX,0

L2:

    MOVAX,[BX]

INCBX

INCBX

CMPAX,[BX]

JLE DONE      ;小于或等于转移

XCHG[BX],AX

DECBX

DECBX

MOV[BX],AX

INCBX

INCBX

DONE:

 DECDX

JNE   L2  

LOOP  L1

MOVAX,4C00H

INT 21H

CODE ENDS

END START

三、实验步骤：

（1）用编辑软件如：

EDIT，输入源程序，并保存，后缀名为.ASM。

（2）用MASM.EXE编译源程序，编译无错后，生成相应的OBJ目标文件。

（3）用LINK.EXE连接OBJ文件，生成可执行的EXE文件。

（4）运行程序：

根据需要，可选择直接通过文件名的方式运行程序，或者是用DEBUG将可执行的EXE文件跳入内存后，用G命令运行。

例：

C:

\>DEBUG文件名.EXE

   -U  ;先用反汇编来查看源程序装入的地址

   ：

   -G=xxxx:

xxxx ；从程序装入的地址处，开始运行程序

（5）查看实验结果。

实验四系统功能调用

一、实验目的：

1、了解INT21H及INT10H中断系统中各功能块的作用及用法。

2、掌握字符方式下PC机显示器的显示控制。

二、实验内容及步骤：

1、在屏幕上输出HELLOWORLD的字符串。

2、等待键盘输入，无论是小写还是大写字母，均以大写字母显示在屏幕上，数字和其他键无效，回车返回系统。

（做完后，考虑如果要改成数字键有效，字符键无效，应如何编写）

3、在显示器上显示A-Z，26个英文字母。

4、从键盘输入0－F，显示对应不同的背景色。

参考程序一：

DATA SEGMENT

TEXTDB‘HELLOWORLD!

’,0DH,0AH,’$’

DATA ENDS

CODE SEGMENT

ASSUMECS:

CODE,DS:

DATA

START:

 MOVAX,DATA

MOVDS,AX

MOVAH,9

LEADX,TEXT  ；或者用MOVDX,OFFSETTEXT

INT21H

MOVAH,4CH

INT21H

CODE ENDS

ENDSTART

参考程序二：

 CODESEGMENT

       ASSUMECS:

CODE

START:

 MOVAH,07H     ；等待键盘输入,无回显

INT21H

CMPAL,0DH      ；回车键

JZRT

CMPAL, ’z’      ；小写z

JASTART

CMPAL, ’a’      ；小写a

JBL1

SUBAL,20H          

JMPL2

L1:

  MPAL, ’Z’      ；大写Z

JASTART

CMPAL,’A’     ；大写A

JBSTART

L2:

  MOVAH,0EH    ；显示字符，也可用21H当中的2号功能代替，显示字符在DL

INT10H

JMPSTART

RT:

    MOVAH,4CH   ；结束返回系统

INT21H

CODEENDS

ENDSTART     

参考程序三：

CODE SEGMENT

ASSUMECS:

CODE,DS:

DATA

START:

MOVAL,'A'

A2:

MOVAH,0EH

INT10H

INCAL

CMPAL,'Z'

JBA2

MOVAH,4CH

INT21H

CODE ENDS

ENDSTART

参考程序四：

DATASEGMENT

TBLDB48DUP（0FFH）

      DB0,1,2,3,4,5,6,7,8,9

      DB39DUP（0FFH）

      DB0AH,0BH,0CH,0DH,0EH,0FH

      DB57DUP（0FFH）

DATAENDS

CODESEGMENT

      ASSUMECS:

CODE,DS:

DATA

START:

 MOVAX,DATA

             MOVDS,AX

STD:

   MOVAL,04

MOVAH,00H ；320*200的彩色图形模式

INT10H

ST1:

             MOVAH,00H ；读取键盘状态 AL＝字符码

INT16H

CMPAL,0DH

JZRTN

MOVBX,OFFSETTBL

XLAT        ；（AL+BL）－>AL

CMPAL,0FFH

JZST1

MOVBL,AL

MOVBH,00H   ；置彩色调色板，BH=彩色调色板ID，BL和ID配套使用的颜色

MOVAH,0BH

INT10H

JMPST1

RTN:

   MOVAL,03H   ；80*25彩色模式

MOVAH,00H

INT10H

MOVAX,4C00H

INT21H

CODEENDS

ENDSTART

实验五 8253定时/计数器应用实验

5.0基础知识

可编程计数器／定时器接口芯片8253的基本功能是对脉冲信号进行计数。

当它用于对外部事件计数时，它的作用是计数器；当它用于对内部基准时钟计数时，它的作用是定时器。

8253内部有3个独立的计数器，又称为3个通道，具有完全相同的功能，其芯片结构和引脚如图2.3.1所示。

8253有2位地址线A0和A1用于内部寻址，内部地址分配如下：

A1A0

读操作

写操作

00

读通道0当前计数值

写通道0计数初值

01

读通道1当前计数值

写通道1计数初值

10

读通道2当前计数值

写通道2计数初值

11

非法操作

写通道0、1、2控制字

8253每个通道的内部结构主要由三部分组成：

初值寄存器、减1计数器和输出锁存器，其结构如图2.3.2所示。

8253每个通道有6种不同的工作方式，这些工作方式的区别主要体现在GATE信号控制作用以及OUT信号输出波形的不同。

归纳起来，各种工作方式有以下特点：

其中方式0和1输出波形相同，前者为编程触发，后者为GATE升沿触发；方式2和3输出连续波形，常用作分频器，其触发方式既可以采用GATE升沿触发，也可以采用编程触发（当GATE=1时）；方式4和5输出波形相同，前者编程触发，后者GATE升沿触发。

所谓编程触发（即软触发）是指对8253某一通道进行编程（写控制字和计数初值或只写计数初值）后，即能触发通道工作；所谓GATE升沿触发（即硬触发）是指对通道编程后，还需要硬件信号GATE升沿才能触发通道工作。

软触发时，一次编程只能触发一次；硬触发时，一次编程后可用GATE升沿多次触发。

需要说明的是，无论是软触发还是硬触发，对于CLK信号都可能是异步的（即触发时序与CLK无关），所以在8253各通道内部，都要采用各种的CLK信号对触发进行同步，具体地说，无论何种触发，都要在其后CLK信号完成一次↑和↓后才能真正实现，其后计数器的减1计数，也是在CLK↓进行的。

这些细节，在后面的实验中请注意观察。

在通道工作过程中，随时可以读取其当前计数值。

如果是静态读取（即在停止计数的情况下），可以直接从通道读取；如果是动态读取（即边计数边读取），则必须先把减1计数器的内容锁存到输出锁存器中，然后才能进行读取。

对8253某个通道进行编程包括写方式控制字和计数初值。

方式控制字只须一个字节，随后的计数初值则可以只写一个字节（8位），也可以写两个字节（16位），要由前面的方式控制字决定。

如果只写一个字节，则另一个字节自动清零。

三个通道的方式控制字都写入同一个控制口（A1A0=11），而计数初值则分别写入各自的通道口（A1A0=00、01、10）。

8253方式控制字的格式是：

其中：

SC=00、01、10为通道选择：

RL=00为输出锁存器锁存当前计数值，

  01为只读、写低8位，