微机原理实验指导书
《8086/8088微机原理与接口技术》
实验指导书
成都理工大学
核技术与自动化工程学院
电气工程系
2012-9-10
目录
实验一EMU8086软件的使用 (3)
实验二8086指令观察 (7)
实验三顺序结构程序设计 (10)
实验四分支结构程序设计 (13)
实验五循环结构程序设计 (15)
实验六子程序设计 (17)
附录1汇编语言上机实验基础 (19)
1.1汇编语言程序上机实验过程 (19)
1.2EMU8086 .................................... 错误!未定义书签。
1.3实验及实验报告要求 (20)
基础软件实验部分共有六个实验组成,通过对这些实验程序的编写、调试,使学生熟悉8086/8088的指令系统等,了解程序设计过程,掌握汇编程序设计方法以及如何使用实验系统提供的各种调试、分析手段来排除程序错误。
实验一EMU 8086软件使用
EMU 8086是一款基于Windows的集编辑、汇编、链接、调试运行于一体的可视化的8086 CPU仿真软件,有着与8086十分相近的功能。EMU8086是交互式学习汇编语言(Assembly Language)、计算机结构(Computer Architecture)和逆向工程(Reverse Engineering)的完整仿真体系。其内部集成了汇编程序汇编器、链接器、虚拟硬件、参考资料、例程、学习指南等。EMU8086是学习Intel 8086微处理器的理想工具,它模拟真实微处理器的每一步骤,并显示内部寄存器、存储器、堆栈、变量和标志寄存器,而且其中任何一个数值都可通过鼠标双击来改变。同时它还提供了微机显示器、直流步进电机、交通灯、LED等虚拟外设。
本节对EMU 8086的使用方法作一简介,仍以例1的HELLO程序为例。
双击EMU8086图标,打开程序。此时会弹出welcome窗口,见图1.1所示,可将该窗口关闭直接进入编辑状态;也可点击它的new按钮,则会弹出代码模板选择框供用户选择(可选择EXE模板),见图1.2所示,一般点击Cancel按钮,直接进入编辑状态。在编辑窗口,可直接将源程序输入,见图1.3所示。
图1.1 welcome窗口
图1.2 模板选择
图1.3编辑窗口输入源程序
点击compile(编译)按钮则进行汇编和链接,生成.EXE文件,并提示存盘。
点击emulate(仿真)按钮则可进入8086仿真器界面,见图1.4所示。界面中提供了寄存器窗口、内存单元窗口及反汇编窗口,下方一行按钮则提供了虚拟屏幕、源代码观察、复位、辅助工具、变量、DEBUG、堆栈及FLAGS(标志寄存器)观察等功能。
用户可点击run连续运行程序,也可点击single step对程序进行单步调试。
图1.5为HELLO.EXE的运行结果,用户通过虚拟屏幕观察,非常形象生动。
图1.4 8086仿真器界面
图1.5 HELLO.EXE的运行结果
EMU 8086提供了断点设置功能,见图1.6所示,先用鼠标选中要设置为断点的指令,然后点击菜单debug——set break point,即可设置断点。若要清除断点,则点击菜单debug——clear break point。
图1.6 断点设置
EMU 8086也支持DEBUG调试程序,仿真器界面下方的一行按钮中有debug 按钮,点击打开后可输入DEBUG命令进行调试。见图1.7所示。
图1.7 EMU 8086提供的DEBUG
实验二 8086指令观察
一、实验目的和要求
1. 掌握汇编语言程序编辑、汇编、链接和调试的基本概念。
2. 掌握在PC机上建立、汇编、链接和运行8088汇编语言程序的过程。
3. 通过观察深入掌握数据传送类、算术运算类和逻辑运算类等各类指令的功能。
二、实验任务
编辑汇编程序,并汇编、链接和调试程序,验证结果。
三、实验设备和软件
PC机、EMU8086
四、实验内容
1. 寻找最大最小数程序实验
设内存缓冲区从BUF单元开始,存放若干个单字节数,其数据长度在BUF单元,要求找出最大数送MAX单元,最小数送MIN单元。
源程序:
;FILENAME:MAXMIN.ASM
DATA SEGMENT
BUF DB 9,-4,55,78,-9,0,41,124
B1 EQU $-BUF
MAX DB ?
MIN DB ?
DATA ENDS
CODE SEGMENT
ASSUME CS:CODE,DS:DATA
START: MOV AX, DATA
MOV DS, AX
MOV CH, 0
MOV CL, B1 ;CX=数据个数
DEC CX ;循环次数
MOV AL, BUF ;第一个数据送AL寄存
器
MOV MAX, AL ;假设第一个数是最大
数
MOV MIN,AL ;假设第一个数是最小
数
MOV BX, OFFSET BUF+1 ;下一个数据地址LAST: MOV AL, [BX]
CMP AL, MAX ;比较
JG GREAT
CMP AL, MIN
JL LESS
JMP NEXT
GREAT: MOV MAX, AL ;大数->MAX JMP NEXT
LESS: MOV MIN, AL ;小数->MIN NEXT: INC BX
LOOP LAST
NOP ;实验时程序执行到
此,通过D命令查看数
据段结果
MOV AH, 4CH
INT 21H
CODE ENDS
END START
2. 代码转换实验
从键盘输入2个十进制数组合成压缩BCD码存入DL,再将压缩BCD码转换成ASCII码送CRT显示。
源程序:
CODE SEGMENT
ASSUME CS:CODE
ST: MOV AH, 01H ;键盘输入并回显,AL=输入
字符
INT 21H
MOV CL, 4
SHL AL, CL
MOV DL, AL
MOV AH, 01H
INT 21H
AND AL, 0FH
OR DL, AL
MOV BL, DL ;保护DL原值
SHR DL, CL
OR DL, 30H
MOV AH, 02H ;显示十位数,DL=输出字符
INT 21H
MOV DL, BL
AND DL, 0FH
OR DL, 30H
MOV AH, 02H ;显示个位数
INT 21H
MOV AH, 4CH
INT 21H
CODE ENDS
END ST
要求先编写汇编文件, EMU8086采用单步调试的方法进行运行调试,任意输入两个数字,验证实验结果。
五、实验报告
实验报告要求参考附录一。
实验三顺序结构程序设计
一、实验目的和要求
1. 熟悉EMU8086集成环境软件的使用方法。
2. 熟悉8086汇编指令,能自己编写简单的程序,并调试运行验证结果。
二、实验任务
学习使用EMU8086集成环境软件,验证及编写调试实验内容的程序。
三、实验设备和软件
PC机、EMU8086
四、实验内容
1. 编写简单程序,用数据运算指令,对两个16位数做加法运算。这两个数从地址10050H开始连续存放,低位在低地址一端,结果放在这两个数之后。
实验框图:
程序清单:
CODE SEGMENT
ASSUME CS:CODE
BG: MOV AX,0000H
MOV DS,AX
MOV SI,50H
MOV DI, 52H
MOV BX, 54H
CLC
XOR AX, AX
MOV AX, [SI]
ADC AX, [DI]
MOV [BX], AX
HLT
CODE ENDS
END BG
2. 编写简单程序,实现组合BCD码转换成ASCII码送CRT显示。
程序清单:
CODE SEGMENT
ASSUME CS:CODE
BEGIN: MOV AL,27H ;27的BCD码,先显示高位。
MOV DL, AL
MOV CL, 4
SHR DL, CL
OR DL, 30H
MOV AH, 2
INT 21H ;显示'2'
MOV DL, AL
AND DL, 0FH
OR DL, 30H
MOV AH, 2
INT 21H ;显示'7'
MOV AH, 4CH
INT 21H
CODE ENDS
END BEGIN
3. 试用已学过的指令编程,运算以下算式:
⑴、5555H + 6666H + 8756H
⑵、5678 +(-1234)- 4321
4. 已知BX=12ABH,试编程将其内容转换成ASCII码送到数据段0100H单元开始存放。
五、实验报告
实验报告要求参考附录一。
实验四分支结构程序设计
一、实验目的和要求
1. 学习分支结构程序的设计和调试方法;
2. 熟悉8086汇编指令中的程序控制指令的应用。
二、实验任务
学习使用EMU8086集成环境软件,验证及编写、调试实验内容。
三、实验设备和软件
PC机、EMU8086
四、实验内容
1. 已知在内存中有一个字节单元NUM,存有带符号数据,要求计算出它的绝对值后,放入RESULT单元中。
题目分析:根据数学中绝对值的概念知道,一个正数的绝对值是它本身,而一个负数的绝对值是它的相反数;要计算一个数的相反数,需要完成减法运算,即用0减去这个数。8086/8088指令系统中有专门的求相反数的指令NEG。
实验框图:
程序清单:
DATA SEGMENT
X DB -25
RESULT DB ?
DATA ENDS
CODE SEGMENT
ASSUME CS:CODE, DS:DATA
START: MOV AX,DATA
MOV DS, AX ;初始化
MOV AL, X ;X取到AL中
TEST AL, 80H ;测试AL正负
JZ NEXT ;为正,转NEXT
NEG AL 否则AL求补
NEXT: MOV RESULT, AL ;送结果
MOV AH, 4CH
INT 21H ;返回DOS
CODE ENDS
END START ;汇编结束
2. 编写计算下面函数值的程序:
1 X>0
Y= 0 X=0
-1 X<0
设输入数据为X、输出数据Y,且皆为字节变量。
3. 试编一程序,求三个带符号字数据中的最大值,并将最大值存入MAX字单元中。
设三个带符号数分别在三个字变量X、Y、Z中存储。
五、实验报告
实验报告要求参考附录一。
实验五循环结构程序设计
一、实验目的和要求
1. 学习、掌握循环结构程序的设计和调试方法;
2. 熟悉8086汇编指令中的程序控制指令和LOOP指令的应用。
二、实验任务
学习使用EMU8086集成环境软件,验证及编写、调试实验内容。
三、实验设备和软件
PC机、EMU8086
四、实验内容
1. 编写程序完成求1+2+3+……N的累加和,直到累加和超过1000为止。统计被累加的自然数的个数送CN单元,累加和送SUM。流程图如下图所示。
实验框图:
程序清单:
DATA SEGMENT
SUM DW ?
CN DW ?
DATA ENDS
CODE SEGMENT
ASSUME CS:CODE, DS:DATA
START: MOV AX,DATA
MOV DS, AX ;初始化
MOV AX, 0 ;0送AX
MOV BX, 0
LP: INC BX ;BX加1
ADD AX, BX ; 求累加和
CMP AX, 1000 ; 比较
JBE LP ; ≤1000转
MOV SUM, AX
MOV CN, BX ; 送结果
MOV AH, 4CH
INT 21H
CODE ENDS
END START ; 汇编结束
2. 采用LOOP指令来实现上例。
3. 已知有几个元素存放在以BUF为首址的字节存贮区中,试统计其中正元素的个数。
显然,每个元素为一个8位有符号二进制数,统计其中正元素的个数可用循环程序实现。
五、实验报告
实验报告要求参考附录一。
实验六子程序设计
一、实验目的和要求
学习子程序的结构、特点,以及子程序的设计和调试方法。
二、实验任务
学习使用EMU8086集成环境软件,验证及编写、调试实验内容。
三、实验设备和软件
PC机,EMU8086
四、实验内容
1. 设计一个子程序,功能是将一个字节的BCD码转换成二进制数。
说明:名称:BCD2BIN
功能:将一个字节的BCD码转换成二进制数
所用寄存器:CX
入口参数:AL存放两位BCD码
出口参数:AL存放二进制数
主程序及子程序清单:
CODE SEGMENT
ASSUME CS:CODE
START: MOV AL,12H
CALL BCD2BIN
HALT
BCD2BIN PROC NEAR ;子程序
PUSH CX
MOV CH, AL
AND CH, 0FH ;存低4位
MOV CL, 4
SHR AL, CL ;高4位右移4位后乘10
MOV CL, 10
MUL CL
ADD AL, CH ;高4位加低4位
POP CX
RET
BCD2BIN ENDP
CODE ENDS
END START
2. 试编写一个将BCD码转换成ASCII码并显示的子程序。
3. 试编写一个求字变量绝对值的子程序。
五、实验报告
实验报告要求参考附录一。
附录1 汇编语言上机实验基础
1.1 汇编语言程序上机实验过程
图1.1 汇编语言程序上机实验过程
汇编语言上机实验的主要过程如图1.1所示,包括如下几个步骤:
1、建立和修改源程序文件
在编写出汇编语言源程序后,应建立源文件(扩展名为.ASM)。可运用Windows自带的记事本建立汇编源程序文件。
2、汇编源文件
.ASM源文件必须先由汇编程序(如ASM、MASM、TASM等)把它汇编(翻译)为目标文件(扩展名为.OBJ),才能在计算机上运行。
3、链接(链接)
为了使目标程序文件能在特定的系统环境下执行,经汇编后产生的目标文件需经过链接生成可执行文件(扩展名为.EXE),才能在计算机上启动运行。链接过程通过调用链接程序来完成。
4、调试
程序必须经过试运行和调试后才能正式投入运行。若程序没有错误,前3步完成后即可运行程序。若程序有错误,则在汇编提示错误下修改程序,直到程序无误经过汇编、链接生成可执行文件。调用调试程序(如DEBUG、TDEBUG等)进行调试。
5、运行程序
在程序没有错误的情况下即可运行程序。
1.2 实验及实验报告要求
一、实验要求
上机实验是《微机原理及应用》课程一个重要的学习环节,要求学生在每次实验前应做充分的准备工作,认真预习,明确实验目的,在上机前自己编写出程序并认真检查,在实验过程中经过调试改正程序中的错误,得到正确的结果。自己有电脑的同学可预先在自己的电脑上进行调试。
在上机调试过程中,学生对遇到的问题要认真分析、找出原因给予解决。鼓励相互讨论,做到“动手、动脑、协作”,着重培养自主学习、研究性学习和协作学习的能力。要注意及时将调试的主要过程和结果记录或者拷屏保存。
二、实验报告要求
每次实验完成后,应认真撰写实验报告。实验报告的主要内容为:
(1)实验目的和要求
(2)实验软件,写出本次实验用软件名称。
(3)实验内容,实验具体内容及实验结果记录
(4)调试说明和结果,指调试的主要过程和运行结果,以及有关的必要的说明。(流程图、源程序清单、拷屏截图等可以打印后以附件的形式粘贴在实验