微机原理Emu8086仿真软件实验讲义.docx

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微机原理Emu8086仿真软件实验讲义

实验一显示程序实验

1.emu8086介绍

Emu8086-AssemblerandMicroprocessorEmulator是一个可在Windows环境下运行的8086CPU汇编仿真软件，Emu8086集源代码编辑器，汇编／反汇编工具以及可以运行debug的模拟器（虚拟机器）于一身，它优于一般编译器的地方在于提供了一个虚拟的80x86环境，拥有自己一套独立的“硬件”，可以完成一些纯软件编译器无法完成的功能例如Led显示，交通灯，步进电机等等，而且动态调试（DEBUG）时非常方便

一．软件启动

启动界面如图1所示，用户可以选择新建文本、程序实例、启动指南、近期文档。

注册的用户名随意，密码112，即可成功。

二．新建文件

单击图1中的“New”选项，软件会弹出如图2所示的选择界面。

●         COM模板——适用于简单且不需分段的程序，所有内容均放在代码段中，程序代码默认从ORG0100H开始；

●         EXE模板——适用于需分段的复杂程序，内容按代码段、数据段、堆栈段划分。

需要注意的是采用该模板时，用户不可将代码段人为地设置为ORG0100H，而应由编译器自动完成空间分配；

●         BIN模板——二进制文件，适用于所有用户定义结构类型；

●         BOOT模板——适用于在软盘中创建文件。

此外，若用户希望打开一个完全空的文档，则可选择emptyworkspace的选项。

三．编译和加载程序

用户可根据上述选择的模板中编写程序，如图3所示。

该编辑界面集文档编辑、指令编译、程序加载、系统工具、在线帮助为一体，其菜单功能如表1所示。

编写完程序后，用户只需单击工具栏上的“compile”按钮，即可完成程序的编译工作，并弹出如图4所示的编译状态界面。

若有错误则会在窗口中提示，若无错误则还会弹出保存界面，让用户将编译好的文件保存相应的文件夹中。

默认文件夹为…\emu8086\MyBuild\，但您可以通过菜单中assembler/setoutputdirectory对默认文件夹进行修改。

用户保存的文件类型及第一阶段所选择的模板有关。

完成编译和保存文件后，用户可按下图4中的“close”按钮先关闭该窗体，再利用工具栏上的“emulate”按钮打开真器界面和原程序界面进行真调试，也可以按下图4中的Run按钮运行直接程序。

表1编译器菜单功能

一级菜单名称

二级菜单名称

三级菜单名称

功能

file

文件

new

新建

comtemplate

com模板

exetemplate

exe模板

bintemplate

bin模板

boottemplate

boot模板

example

实例

open

打开文件

save

保存文件

saveas

另存为

prints

打印文件

exporttoHTML

转换为超文本文件

exit

退出

edit

编辑

undo

取消

redo

重复

cut

剪切

cope

复制

paste

粘贴

selectall

选择全部

find

查找

findnext

查找下一个

replace

代替

indent

缩进

outdent

凸出

commentblock

将被选块变为注释

uncommentblock

将被注释变为指令

advancededitormacros

高级宏汇编

advanced

高级设置

Showlinenumbers

显示行编号

tabitfyselection

空格转换为定位字元

untabitfyselection

定位字元转换为空格

lowercaseselection

用小写字母表示

uppercaseselection

用大写字母表示

displaywhitespace

显示出空格出空间

bookmark

书签

togglebookmark

在光标处放置标签

previousbookmark

跳到上一个标签处

nextbookmark

跳到下一个标签处

jumptofirst

跳到第一个标签处

jumptolast

跳到最后一个标签处

clearallbookmark

清除所有标签

assembler

汇编

compile

编译

compileandloadintheemulation

编译并加载到真器中

fasm

Fasm汇编

setoutputdirectory

设置输出文件夹

emulator

真器

showemulator

显示真窗口

assembleandloadintheemulator

编译并加载到真器中

math

数学计算

multibasecalculator

多进制基本计算器

baseconverter

基本转换器

asciicode

ASCII码表

help

帮助

documentationandtutorials

文档及指南

checkforanupdate

软件更新检查

about

关于软件

四．仿真调试

当用户完成程序编译后，利用工具栏中的“emulate”按钮可将编译好的文件加载到仿真器进行真调试。

除使用“emulate”按钮外，用户也可以用菜单栏中的assembler/compileandloadintheemulation或emulator/assembleandloadintheemulator打开仿真器。

仿真器界面如图5所示。

当用户将程序加载到仿真器后，会同时打开仿真器界面和源程序界面，用户在仿真器界面中也可以同时看到源代码和编译后的机器码。

点击的任意一条源程序指令，则对应的机器代码显示为被选显示状态，及此同时，上面的代码指针也会相应变化。

用户也可以通过这种操作了解，数据段和堆栈段中各变量或数据在存储器中的情况。

用户可以利用工具栏中的“singlestep”按钮进行单步跟踪调试，以便仔细观察各寄存器、存储器、变量、标记位等情况，这对于程序初始调试时十分有用；当程序调试完毕，或需要连续运行观察时，则可以使用“run”按钮；当希望返回上一步操作时，则可以使用“stepback”按钮；若单击“reload”按钮，则真器会重新加载程序，并将指令指针指向程序的第一条指令；您也可以利用“load”按钮，从您保存的文件夹中加载其它程序。

用户除使用上述工具栏中的按钮进行仿真调试外，还可以利用其菜单中的其它功能进行更高级的调试和设置。

菜单的详细功能见表2所示。

表2真器菜单功能

一级菜单名称

二级菜单名称

功能

file

文件

loadexecutable…

加载要执行的程序

reload

重新加载程序

examples

打开实例

resetemulatorandram

复位真器和RAM

setcommandlineparameter

设置命令行参数

settheemulator’sstate

保存真器设置

loadformpreviousstate

载入原先保存的设置

math

数学计算

multibasecalculator

多进制基本计算器

baseconverter

基本转换器

debug

singlestep

单步跟踪

singleover

单步

stepback

单步返回

stoponcondition

设置停止运行的条件

rununtil

运行到光标处

run

连续运行

setbreakpoint

在光标处设置断点

clearbreakpoint

清除所有断点

showcurrentbreakpoint

显示当前断点指令

showcurrentinstruction（atCS:

IP）

显示当前指令

setCS:

IPtoselectedposition

将被选指令设定为当前指令

view

观察

loganddebug.exeemulation

打开debug.调试窗口

extendvalueviewer

打开扩展数值观察器

stack

打开堆栈窗口

variables

打开变量窗口

symboltable

打开标记表

listing

显示源程序及目标文件内容

originalsourcecode

打开源程序代码窗口

option

软件高级设置，可对字体、颜色、文本格式、键盘输入等进行设置

arithmetic&logicalunit

选择打开存储器、寄存器等单元，及AUX按钮功能相同

flag

打开标记位窗口

lexicalflaganalyser

打开文本说明格式的标记位窗口

asciicode

打开ASCII码表

emulatorscreen

打开模拟屏幕窗口

external

外部真器

startdebug.exe

启动windows的debug真调试器

commandprompt

打开DOS命令窗口

run

在DOS环境下运行程序

virtualdevices

虚拟设备

LED-Disply.exe

LED显示器

printer.exe

打印机

robit.exe

机器人

simple.exe

读写端口

simplest.exe

在屏幕上读写端口

stepper_motor.exe

步进马达

thermometer.exe

温度控制

tranffic_lights

交通灯控制

VGA_STATE.exe

显示屏控制

Virtualdrive

虚拟驱动盘

bootformvirtualfloppy（floppy_0）

从虚拟的软盘中导入程序

write512byteat0000:

7C00tobootsector（floppy_0）（

将存储器中07C00单元开始的512个字节写到软盘中

write“.bin”filetofloppy

将bin文件写到软盘中

createnewfloppydrive

创建一个新的软盘

2.实验目的

（1）熟悉emu8086集成环境和调试器的使用。

（2）掌握部分DOS功能调用使用方法。

3.实验内容

本实验要求显示一串字符。

注释：

INT 10H是由BIOS对屏幕及显示器所提供的服务程序，这些服务程序也加挂在INT 10H内。

使用INT 10H中断服务程序时，先指定AH寄存器为下表编号其中之一，该编号表示欲调用的功用，而其他寄存器的详细说明，参考表后文字，当一切设定好之后再调用 INT 10H。

AH：

00H —设置显示器模式

AL:

03H—80×25  16色 文本

AH:

10H —设置颜色中断。

AL:

03H — 触发闪烁/亮显位

4.参考程序：

name"hi-world"

;thisexampleprintsout"helloworld!

"

;bywritingdirectlytovideomemory.

;invgamemory:

firstbyteisasciicharacter,bytethatfollowsischaracterattribute.

;ifyouchangethesecondbyte,youcanchangethecolorof

;thecharacterevenafteritisprinted.

;characterattributeis8bitvalue,

;high4bitssetbackgroundcolorandlow4bitssetforegroundcolor.

;hexbincolor

;

;00000black

;10001blue

;20010green

;30011cyan

;40100red

;50101magenta

;60110brown

;70111lightgray

;81000darkgray

;91001lightblue

;a1010lightgreen

;b1011lightcyan

;c1100lightred

;d1101lightmagenta

;e1110yellow

;f1111white

org100h

;setvideomode

movax,3;textmode80x25,16colors,8pages（ah=0,al=3）

int10h;doit!

;cancelblinkingandenableall16colors:

movax,1003h

movbx,0

int10h

;setsegmentregister:

movax,0b800h

movds,ax

;print"helloworld"

;firstbyteisasciicode,secondbyteiscolorcode.

mov[02h],'H'

mov[04h],'e'

mov[06h],'l'

mov[08h],'l'

mov[0ah],'o'

mov[0ch],','

mov[0eh],'W'

mov[10h],'o'

mov[12h],'r'

mov[14h],'l'

mov[16h],'d'

mov[18h],'!

'

;colorallcharacters:

movcx,12;numberofcharacters.

movdi,03h;startfrombyteafter'h'

c:

mov[di],11101100b;lightred（1100）onyellow（1110）

adddi,2;skipovernextasciicodeinvgamemory.

loopc

;waitforanykeypress:

movah,0

int16h

ret

5.总结思考

1.DS数据段寄存器：

数据所存放段的起始地址b800h,观察内存b800:

0000的存放内容

2.movax,0b800h

movds,ax

改为movds,0b800h是否可行

实验二十进制数的BCD码加法运算程序实验

1.实验目的

（1）掌握运算类指令编程及调试方法。

（2）掌握运算类指令对各状态标志位的影响及测试方法。

2.实验原理

（1）二进制数在计算机上进行运算是非常简单的。

但是，通常人们习惯于用十进制数。

在计算机中十进制数是用BCD码来表示的，BCD码有两类：

一类叫压缩型BCD码，一类叫非压缩型BCD码。

压缩BCD码及非压缩BCD码的区别——压缩BCD码的每一位用4位二进制表示，一个字节表示两位十进制数。

例如10010110B表示十进制数96D；非压缩BCD码用1个字节表示一位十进制数，高四位总是0000，低4位的0000~1001表示0~9.例如00001000B表示十进制数8.

8421BCD码是最基本和最常用的BCD码，它和四位自然二进制码相似，各位的权值为8、4、2、1，故称为有权BCD码。

和四位自然二进制码不同的是，它只选用了四位二进制码中前10组代码，即用0000~1001分别代表它所对应的十进制数，余下的六组代码不用。

用BCD码进行加、减、乘、除运算，通常采用两种方法：

一种是在指令系统中设置一套专用于BCD码运算的指令；另一种是利用二进制数的运算指令算出结果，然后再用专门的指令对结果进行修正（调整），使之转变为正确的BCD码表示的结果。

8086／8088指令系统所采用的是后一种方法。

BCD码的运算规则：

BCD码是十进制数，而运算器对数据做加减运算时，都是按二进制运算规则进行处理的。

这样，当将BCD码传送给运算器进行运算时，其结果需要修正。

修正的规则是：

当两个BCD码相加，如果和等于或小于1001（即十进制数9），不需要修正；如果相加之和在1010到1111（即十六进制数0AH～0FH）之间，则需加6进行修正；如果相加时，本位产生了进位，也需加6进行修正。

这样做的原因是，机器按二进制相加，所以4位二进制数相加时，是按“逢十六进一”的原则进行运算的，而实质上是2个十进制数相加，应该按“逢十进一”的原则相加，16及10相差6，所以当和超过9或有进位时，都要加6进行修正。

 需要修正BCD码运算值的举例。

（1）计算5+8；

（2）计算8+8

解：

（1）将5和8以8421BCD输入机器，则运算如下：

0101

+）1000

1101结果大于9

+）0110加6修正

10011即13的BCD码

结果是0011，即十进制数3，还产生了进位。

5+8=13，结论正确。

（2）将8以8421BCD输入机器，则运算如下：

1000

+）1000

10000结果大于9

+）0110加6修正

1011016的BCD码

结果是0110，即十进制的6，而且产生进位。

8+8=16，结论正确。

（2）非压缩型BCD码加法调整指令AAA （ASCII Adjust for Addition）

    指令格式：

 AAA

    AAA也称为加法的ASCII调整指令。

指令后面不写操作数，但实际上隐含累加器操作数AL和AH。

指令的操作为：

 如果  （AL）∧0FH>9，或（AF）=1

 则    （AL）←（AL）+06H

      （AH）←（AH）+1

      （AF）←1

      （CF）←（AF）

      （AL）←（（AL）∧0FH）

 否则  （AL）←（（AL）∧0FH）

  由上可见，指令将影响AF和CF标志，但状态标志位SF、ZF、PF和OF的状态不确定。

  在用AAA指令调整以前，先用指令ADD（多字节加法时用ADC）进行8位数的加法运算，相加结果放在AL中，用AAA指令调整后，非压缩型BCD码结果的低位在AL寄存器，高位在AH寄存器。

3.实验内容：

本实验要求计算X+Y=Z，其中，X、Y、Z为BCD码，其中X=09H，Y=05H。

4.参考程序：

;thisexampleshowstheuseofaaainstruction（asciiadjustafteraddition）.

;itisusedtoaddhugebcdnumbers.

name"bcd_aaa"

org100h

;firstnumber'9':

movah,09h

;secondnumber'5':

moval,05h

;al=al+ah=

;=09h+05h=0eh

addal,ah

;cleartensbyteofbcd

;result:

xorah,ah

;adjustresulttobcdform,

;ah=1,al=4->'14'

aaa

;printtheresult:

;storecontentsof

;axregister:

movdx,ax

;printfirstdigit:

movah,0eh

;converttoascii:

ordh,30h

moval,dh

int10h

;printseconddigit:

;converttoascii:

ordl,30h

moval,dl

int10h

;waitforanykeypress:

movah,0

int16h

ret;returncontroltooperatingsystem.

5总结思考：

（1）xor指令含义;

（2）aaa指令的操作过程

实验三串操作类指令应用程序

1.实验目的

（1）掌握串操作类指令编程及调试方法。

（2）掌握串操作类指令对各状态标志位的影响及测试方法。

2.实验原理

（1）在计算机中，大部分数据存放在主存中，8086CPU提供了一组处理主存中连续存放的数据串的指令——串操作指令。

串操作指令中，源操作数用寄存器SI寻址，默认在数据段DS中；目的操作数用寄存器DI寻址，默认在附加段ES中。

每执行一次串操作指令，作为源地址指针的SI和作为目的地址指针的DI将自动修改：

+/-1（对于字节串）或+/-2（对于字串）。

地址指针时增加还是减少取决于方向标志DF。

在系统初始化后或者执行指令CLD指令后，DF=0,此时地址指针增1或2；在执行指令STD后，DF=1，此时地址指针减1或2。

串操作指令寻址方式:

源操作数和目的操作数分别使用寄存器DS:

[SI]和ES:

[DI]进行间接寻址，源指针DS:

[SI]和目的指针ES:

[DI]将自动进行修改：

±1、±2、±4，其对应的分别是字节操作、字操作和双字操作。

串比较指令:

CMPSB;字节串比较：

DS:

[SI]-ES:

[DI],SI←SI+/-1,DI←DI+/-1

CMPSW;字串比较：

DS:

[SI]-ES:

[DI],SI←SI+/-2,DI←DI+/-2比较指令的功能是比较源串及目的串是否相同，并根据其减法