李志强—霓虹灯”的模拟显示程序设计

1、学 号： 0121011360219课 程 设 计题 目“霓虹灯”的模拟显示学 院自动化学院专 业自动化专业班 级自动化1002班姓 名李志强指导教师张素文2013年01月10日课程设计任务书学生姓名： 李志强 专业班级： 自动化1002班 指导教师： 张素文 工作单位： 自动化学院 题 目: “霓虹灯”的模拟显示 初始条件：在屏幕中央以字符显示一矩型，并以*及将矩型内部交叉填满；然后再按相反的次序消失。按Q退出程序。要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）（1） 设计任务及要求分析（2） 方案比较及认证说明（3） 系统原理阐述（4） 硬件设计课题需要

2、说明：硬件原理，电路图，采用器件的功能说明（5） 软件设计课题需要说明：软件思想，流程图，源程序及程序注释（6） 调试记录及结果分析（7） 总结（8） 参考资料（9） 附录：芯片资料或程序清单，软件演示屏幕拷贝图或硬件实物图时间安排：1月2日1月3日：收集资料，方案选择1月4日1月7日：整体流程，程序细节1月8日1月10日:调试程序，报告撰写1月10：交设计报告，程序演示，答辩指导教师签名： 年 月 日系主任（或责任教师）签名： 年 月 武汉理工大学微机原理与接口技术课程设计说明书目录摘要11.设计意义与要求21.1设计意义21.2设计要求22方案论证32.1方案比较32.2方案选择53系统原

3、理阐述63.1设计思路63.2程序中的BIOS和DOS功能调用63.2.1 BIOS功能调用63.2.2 DOS功能调用73.3.程序模块74.软件思想与流程图104.1程序功能描述104.2 流程图105.调试记录及结果分析155.1 调试过程155.2结果记录155.3调试中出现的问题及解决方法176.心得体会187.参考文献198.附录 源程序清单20摘要本次微机原理与接口技术课程设计是要设计一个“霓虹灯”的模拟显示程序。本次课程设计用的是8086最小系统，在MF2KI汇编集成环境下完成。该课程的总体任务是一个接一个的执行的，属于单任务顺序结构，所以该任务主要用汇编语言进行顺序和循环的逻

4、辑结构编写。首先根据课设题目的要求找出需要调用的各个DOS和BIOS调用，然后对程序中最重要的DOS调用和BIOS调用进行的方案比较。之后根据课设题目要求设计整个顺序结构的程序框架，然后运用模块化的设计思想，将题设要求分成几个小的模块，一段一段的设计程序。然后分段对程序进行编写和调试，当各个模块调试好后，再整体调试。最后观察整体程序结构的现象，进行总结并对某些部分进行完善。在本课设里，我在完成任务之外，在程序的开始加了一个欢迎界面，这样在程序结果的演示中给人一种美感。关键词：“霓虹灯”模拟、DOS调用、BIOS调用“霓虹灯”的模拟显示程序设计1.设计意义与要求1.1设计意义通过课程设计，能够对

5、所学知识有更进一步的理解，并能掌握学习理论时没有注意的细节。调试程序，排除故障有助于提高分析问题、解决问题的能力。课程设计中碰到的挫折，有助于养成良好的学习习惯、严谨的工作作风。通过此课程设计的汇编语言练习，可以熟悉汇编语言的寻址方式和指令系统，BIOS和DOS系统功能调用，程序设计方法并熟悉汇编的编程环境。1.2设计要求 设计内容：采用汇编语言设计一个在屏幕中央以字符显示一矩形，并以&和将矩型内部从左到右，由上到下填满；然后再按相反的次序消失的程序。按Q退出程序 设计要求：（1） 设计任务及要求分析（2） 方案比较及认证说明（3） 系统原理阐述（4） 软件设计课题需要说明：软件思想，流程图，

6、源程序及程序注释（5） 调试记录及结果分析（6） 总结（7） 参考资料（8） 附录：芯片资料或程序清单，软件演示屏幕拷贝图或硬件实物图2方案论证2.1方案比较在设计过程中清屏函数中有不同的方式。方案一：运用BIOS功能的7号调用，程序设计如下CLEAR PROC NEARPUSH AXPUSH BXPUSH CXPUSH DXPUSH SIPUSH DIMOV AH,07 ;屏幕初始化或下卷MOV AL,25 ;下卷行数MOV BH,0F0H ;卷入行属性MOV CH,0 ;左上角行号MOV CL,0 ;左上角列号MOV DH,24 ;右下角行号MOV DL,79 ;右下角列号INT 10HP

7、OP DIPOP SIPOP DXPOP CXPOP BXPOP AXRETCLEAR ENDP在本程序中，使用的寄存器较多，操作较为复杂。但是清屏时可以将DOS窗口背景改为白色，这便于截图与报告的撰写。方案二：运用BIOS功能的6号调用，程序设计如下CLEAR PROC NEAR MOV AH,06H MOV AL,0MOV CH,0 MOV CL,0MOV DH,24MOV DL,79MOV BH,07HINT 10HRETCLEAR ENDP这个程序操作起来相对简单，但是只能让屏幕背景为黑色。在设计过程中字符的显示有2中不同的方式。方案一：运用DOS功能的2号调用，程序的设计如下MA R

8、OW,COLUME ;MA是个宏定义光标位置MOV AH,02HMOV DL,INT 21H在本程序中，它无法设置字符的属性，同时还会在下个坐标位置显示光标，影响光看者的视觉享受。但是显示方式很简洁很直观很容易记忆理解，若要配合背景为白色，选择该方案为好。方案二：运用BIOS功能的9号调用，程序设计如下CALL CURSOR ；调用光标设置子程序MOV AL,23HMOV BL,0BHPUSH CX ；CX进栈MOV CX,1MOV AH,09HINT 10HPOP CX；CX出栈 这个程序它的功能更加完备，更能实现霓虹灯的颜色变化显示效果，但是设计起来占用寄存器较多，略微复杂点，其设置的背景

9、只能为黑色。2.2方案选择 从上面的分析比较，清屏函数方案一和显示字符方案一搭配起来的可行性和实际达到的效果更好。所以选择清屏函数方案一和显示字符方案一来实现霓虹灯的功能3系统原理阐述3.1设计思路 (1) 执行程序时显示一个欢迎界面，提示按大写S键进入显示界面 (2) 执行程序这部分程序运用的主要原理是先在屏幕上显示个字符（）号，再执行循环，语句显示一行(列)（）字符。利用像这样的原理实现矩形框的完成和内部的填充。至于反向消失部分，用空格代替想要显示的字符，反向执行循环，就可以实现字符的消失了。(3) 霓虹灯显示完毕，提示输入Q退出界面。 3.2程序中的BIOS和DOS功能调用3.2.1 B

10、IOS功能调用 (1) 设置光标位置（2号功能）入口参数：AH=2（功能号），BH=页号，DH=行号，DL=列号。 出口参数：无。根据DX确定了光标位置。(2) 初始窗口或向上滚动（6号功能）入口参数：AH=6，AL=上滚行数，CX=上滚窗口左上角的行、列号。DX=上滚窗口右下角的行、列号。BH=空白行的属性。出口参数：无。当滚动后，底部为空白输入行(3) 初始窗口或向下滚动（7号功能）入口参数：AH=7，AL=下滚行数，CX=下滚窗口左上角的行、列号。DX=下滚窗口右下角的行、列号。BH=空白行的属性。出口参数：无。当滚动后，顶部为空白输入行。(4) 在当前光标位置写字符和属性（9号功能）入

11、口参数：AH=9，BH=页号，AL=字符的ASCII码，BL=字符属性，CX=写入字符数。出口参数：无。3.2.2 DOS功能调用 (1) 键盘输入一个字符并回显（1号功能） 输入参数无，返回结果AL字符(2) 显示字符串，光标跟谁字符串移动（9号功能）DS:DX待显字符串的首地址字符串以$结尾。(3) 显示一个字符，光标跟随字符移动（2号功能） DL=待显字符的ASCII码，无返回结果。3.3.程序模块 (1) 宏定义光标位置 MA MACRO OP1,OP2 ;宏定义光标位置 PUSH AX ;现场保护 PUSH BX MOV AH,02H MOV BH,0 ;页号 MOV DH,OP1

12、;行号 MOV DL,OP2 ;列号 INT 10H POP BX POP AX ENDM 这个子程序的重点是设计光标所在页、行、列及其现场保护。使用了BIOS功能调用设置光标的位置。(2) 清屏子程序 CLEAR PROC NEAR ;清屏 PUSH AX PUSH BX PUSH CX PUSH DX PUSH SI PUSH DI MOV AH,07 ;屏幕初始化或下卷 MOV AL,25 ;下卷行数 MOV BH,0F0H ;卷入行属性 MOV CH,0 ;左上角行号 MOV CL,0 ;左上角列号 MOV DH,24 ;右下角行号 MOV DL,79 ;右下角列号 INT 10H P

13、OP DI POP SI POP DX POP CX POP BX POP AX RETCLEAR ENDP 初始化窗口，AL=0表示全屏滚动，CH=滚动窗口左上角行号，CL=滚动窗口左上角列号，DH=滚动窗口右下角行号，DL=滚动窗口右下角列号，BH=滚入行的属性。(3) 光标的设置CURSOR PROC NEAR ;光标的设置 MOV AH,02H MOV BH,0 MOV DH,ROW ;设置行 MOV DL,COLUME ;设置列 INT 10H RET CURSOR ENDP 光标位置的设置，这个子程序与宏定义光标位置类似只是运用有些不同。(4) 延时子程序DELAY1 PROC N

14、EAR PUSH CX PUSH DX MOV DX,100 D3: MOV CX,65530 D4: LOOP D4 DEC DX JNZ D3 POP DX POP CX RET DELAY1 ENDP这个子程序写法的关键是现场保护（即进栈出栈），内外两个循环的设计。延时程序的主要目的是可以让我们清楚的看到字符在屏幕上的显示过程。4.软件思想与流程图4.1程序功能描述 程序开始，进行清屏，显示欢迎界面。按键输入，如果输入S就执行霓虹灯模拟显示在屏幕中央以字符显示一矩形，并以和将矩型内部从左到右，由上到下填满；然后再按相反的次序消失的程序，否则就继续等待输入。霓虹灯模拟显示程序执行完后，显示

15、退出提示，等待Q的输入，如果输入为Q就退出程序，否则就继续等待输入。4.2 流程图程序开始先定义各个端，做好准备工作。进入主程序后，先调用CLEAR清屏子函数进行清屏，然后运用DOS的2号调用显示处预先定义好的输出提示界面，等待字符的输入。若输入字符则检测是否为S，若是则进入下一界面，否则继续等待。程序主流程图开始部分如图1所示。图1 程序开始部分流程图然后用符号布矩形框的左竖行，先确定起始位置，填充一个后，行数自减1，检测行变量是否为0，不为零继续填充，否则换其它行。如程序AB段所示。同理可设计出布矩形框的其它行。程序中布矩形边框的程序流程图如图2所示。图2 布矩形边框程序流程图边框布好后，

16、用和*交叉填满矩形框内部。在这里根据题目要求，在奇数行先填充再填充*然后依次交替填满一行，偶数行时先填充*再填充依次交替填满一行，这样奇偶行交替直到填满整个矩形框，这样就可以达到整体上的交替填满。内部填充程序流程图如图3所示。图3 内部填充程序流程图内部填充满后，自动反向消失内部填充的内容。这里使用空格代替或者*填充再矩形框内部以实现内部反向消失。内部反向消失程序流程图如图4所示。图4 内部反向消失程序流程图内部反向消失后，开始消失矩形边框，首先设定起始位置，将该位置的字符替换为空格后移动光标一个单位，判断一行是否结束，结束后反向消失下一行，否则继续。边框的反向消失程序流程图如图5所示。图5

17、边框反向消失程序流程图最后显示退出提示界面。若有字符输入，检测是否为Q，不为Q则清屏，然后继续显示该提示界面；否则退出程序。该段程序流程图如图6所示。图6 程序退出界面流程图5.调试记录及结果分析5.1 调试过程调试过程主要由编辑、汇编、链接和执行等几个步骤组成。(1) 源程序的编辑：编辑好汇编语言源程序后，保存为.asm文件。(2) 源程序的汇编：调用汇编程序对源程序进行翻译，生成.OBJ的目标文件。在汇编过程中，源程序有错误生不成目标文件，经过多次修改最终生成目标文件。(3) 目标程序的连接：调用链接程序（LINK）将用户目标程序和库文件进行链接、定位，生成.EXE可执行文件。(4) 调试

18、可执行程序：刚开始可执行程序运行之后没有得到预想的结果，又重新检查源程序的算法错误，重新编辑、汇编、链接和执行，得到了预想的结果。5.2结果记录经过很多次调试，分析修改完善，终于得到正确调试结果。(1) 执行程序时，提示进入界面如下;图7 欢迎提示界面(2) 输S后，程序执行过程中，在屏幕上显示矩形框及填充如下：图8 布矩形框图9 填充矩形框内部(3) 程序执行过程中反向消失矩形框填充的&字符的截屏如下图：图10反向消失矩形框内部(4) 提示输Q退出界面如下:图11 退出提示界面 由以上调试得到的图形可知，调试结果与预期结果是一致的，程序可实现预期的功能。5.3调试中出现的问题及解决方法问题1

19、：寄存器不够用怎么办？ 解决方法：这是由于程序结构复杂，使用了太多寄存器，可以定义外部变量来解决。具体到我的程序里，在程序的开头定义了ROW、COLUME 、COUNT、COUNT1 、CT 五个变量，在程序编写过程中，变量的变化，可以代替寄存器的功能。问题2：寄存器值变化多端怎么办？解决方法：使用堆栈进行现场保护。使用时特别是编写清屏子函数，宏定义光标位置子函数是进行寄存器的堆栈保护，这时应注意push,pop的成对使用，不要遗忘pop同时还要注意堆栈的先入后出的规律。6.心得体会 通过这次的课程设计，让我对汇编有了更进一步的认识，加强了我用汇编语言编程的能力。汇编语言程序设计是一门很抽象的

20、学科，学起来也比较乏味。一开始学的时候感觉很难，也没什么兴趣。但随着学习的推进，以及上机编程，逐渐感到轻松。在这次课程设计中，让我更加熟悉了汇编语言的一些基本的指令；掌握了汇编语言的一些基本的中断调用功能，可以用汇编语言调用各种中断调用功能。在设计过程中，不断对程序进行修改、改进，增强了自己分析问题、解决问题的能力；在不断的调试中，也让自己发现了自己存在的一些错误以及一些调试时应注意的问题，同时也更深的理解了寄存器、存储器等工作原理以及一些指令执行后对它们的改变，例如INT指令会改变AL的值，在编程时应注意这方面的问题。这次的汇编课程设计，我的题目是霓虹灯的模拟显示。虽然在设计过程中遇到了不少

21、问题，比如运行界面出现乱码、字符不是出现在预期位置等等问题，但在不断的修改和尝试中慢慢地解决这些问题，心里也有一种莫名的喜悦之感，正是这种感觉，使我对这门课产生了更加浓厚的兴趣，对本次课程设计更加用心和认真。这次向老师问了两次，向同学请教过很多问题，使我的基础知识更加牢靠。其实很早我就把程序写好了，不过很烂，后来经过几天的修改调试最终达到了自己觉得还过得去的要求在编程过程中我对汇编的一些工具进行了尝试，从MASM的EDIT集成汇编运行环境，最终我在“MF2KI”软件下完成了我的编程工作，该软件可以标识汇编关键字，从而利于编写与调试。总之，这次课程设计我锻炼了动手能力，熟悉了汇编的编程环境，并巩

22、固了课程相关知识，收益很多。实践出真知，在课程设计中不忘在小处创新，希望在下一次课程设计中能有更大的突破！7.参考文献1 汤书森.微机原理接口技术实验于实践教程.北京：清华大学出版社,20082 余朝琨.IBM-PC汇编语言程序设计.北京：机械工业出版社. 20083 宋江.微机原理与接口技术.北京：机械工业出版社. 20054 金泉涌.微型计算机应用经验汇编.北京：清华大学出版社，20075 沈美玲.IBM-PC汇编语言程序设计.北京：清华大学出版社，19936 吴耿峰.十六位微型计算机原理接口及应用.北京：高等教育出版.20047 戴梅萼.微型计算机技术与应用.北京：清华大学出版社. 19

23、928 罗省贤汇编语言程序设计教程北京：电子工业出版社，20049 吴向军汇编语言程序设计北京：高等教育出版社,20088.附录 源程序清单源程序清单：;-;程序:“霓虹灯”模拟显示;功能:;在屏幕中央以字符显示一矩型，并以*及将矩型内部交叉填满;然后再按相反的次序消失。按Q退出程序;作者:李志强;时间:2013/01/07;-MA MACRO OP1,OP2 ;宏定义光标位置 PUSH AX ; PUSH BX MOV AH,02H MOV BH,0 ;页号 MOV DH,OP1 ;行 MOV DL,OP2 ;列 INT 10H POP BX POP AX ENDMSTACK SEGMENT

24、 PARA STACK Stack ;定义堆栈段 STACK ENDSDATASEG SEGMENT PARA Data ;定义数据段 ROW DB ? COLUME DB ? COUNT DB ? COUNT1 DB ? CT DB ? MENU DB *,0dh,0ah DB * *,0dh,0ah DB * welcome you ! *,0dh,0ah DB * *,0dh,0ah DB * programme of displalying neon lamp *,0dh,0ah DB * *,0dh,0ah DB * please press S to enter *,0dh,0ah

25、 DB * and then press Q to exit ! *,0dh,0ah DB * MADE BY Li Zhiqiang *,0dh,0ah DB *$ BUF DB press Q to exit ! $ DATASEG ENDSCODESEG SEGMENT PARA Code ;定义代码段 ASSUME SS:STACK,DS:DATASEG,CS:CODESEGMAIN PROC FAR ;主程序 MOV AX,DATASEG MOV DS,AX CALL CLEAR ;调用清屏子程序 MA 8,0 ;欢迎界面的出现位置WAT0: LEA DX,MENU ;输入S进入霓虹

26、灯显示 MOV AH,9 INT 21H MOV AH,1 INT 21H CMP AL,S CALL CLEAR ;如果输入的不是S就清屏 MA 8,0 JNZ WAT0 PUSH AX ;入栈 PUSH BX PUSH CX PUSH DX MOV ROW,24 ;完成矩形框的左竖列 MOV COLUME,14LOP3: MA ROW , COLUME MOV DL , ;填充 MOV AH , 02H INT 21H CALL DELAY1 ;调用延时 DEC ROW ;行坐标减1 CMP ROW,0 ;若行坐标大于0就跳转到lop3否则执行下个程序 JNZ LOP3 MOV ROW,0

27、 MOV COLUME,14 ;完成矩形框的上行 LOP1: MA ROW , COLUME MOV DL , ;填充 MOV AH , 02H INT 21H CALL DELAY1 INC COLUME CMP COLUME,63 JNZ LOP1 MOV ROW,0 MOV COLUME,63 ;完成矩形框的右竖行 LOP2: MA ROW , COLUME MOV DL , ;填充 MOV AH , 02H INT 21H CALL DELAY1 INC ROW CMP ROW,24 JNZ LOP2 MOV ROW,24 MOV COLUME,63 ;完成矩形框的下横行LOP4: M

28、A ROW , COLUME MOV DL , ;填充 MOV AH , 02H INT 21H CALL DELAY1 DEC COLUME CMP COLUME,14 JNZ LOP4 ;到此矩形框已完成 ;矩形框内部填充 MOV COUNT1,1 ;起始行LOPX: MOV COUNT , 15 ;起始列LOPX1: MA COUNT1 , COUNT ;奇数行排列 MOV DL , ;填充 MOV AH , 02H INT 21H CALL DELAY1 ;延时 INC COUNT ;列数加1 MA COUNT1 , COUNT ;填充* MOV DL , * MOV AH , 02H

29、 INT 21H CALL DELAY1 ;延时 INC COUNT ;列数加1 CMP COUNT , 63 ;一行是否填满 JNZ LOPX1 ;没有填满跳转继续填充 INC COUNT1 ;填满就行数加1 CMP COUNT1 , 24 ;行数是否填满 JZ FULL ;填满就考试反向消失 MOV COUNT , 15LOPX2: MA COUNT1 , COUNT ;偶数行排列 MOV DL , * ;填充* MOV AH , 02H INT 21H CALL DELAY1 ;延时 INC COUNT ;列数加1 MA COUNT1 , COUNT ;填充 MOV DL , MOV A

30、H , 02H INT 21H CALL DELAY1 ;延时 INC COUNT ;列数加1 CMP COUNT , 63 ;一列是否填满 JNZ LOPX2 ;没有就继续填充 INC COUNT1 ;填满则行数加1 CMP COUNT1 , 24 ;行数是否填满 JZ FULL ;填满则开始反向消失 JMP LOPX ;否者继续开始奇数行填充FULL: MOV COUNT1,23 ;设置行的初值为23 反向消失内部 LOP8: MOV COUNT,62 ;列初值为62LOP7: MA COUNT1 , COUNT MOV DL , MOV AH , 02H INT 21H CALL DELAY1 DEC COUNT CMP COUNT , 14 JNZ LOP7 DEC COUNT1 JNZ LOP8 MOV CL,1 ;消失矩形框左竖行LOP10: MA CL,14 MOV DL , MOV AH , 02H INT 21H CALL DELAY1 INC CL CMP CL,24 JNZ LOP10 MOV CL,14 ;消失矩形框下行LOP9: MA 24,CL MOV DL , MOV AH , 02H INT 21H CALL DELAY1 INC CL CMP CL,63 JNZ LOP9 MOV CL,2