微机原理实验课件

主要内容

■实验安排与要求I;;

■实验基本知识；；；

；A汇编语言结构及上机过程

段ADEBUG调试工具।

■实验设备；；；；

・具体实验

一、实验安排与要求

・微机原理实验;;;[;

A汇编语言Q验....................

A接口实验

■实验要求

»实验前准备，预习报告I；；

A认真实验，原始记录纸；；；

1

»实验报告，用纸、书写、报告1

A实验内容考核

八实验基本知识

■汇编语言结构及上机过程

■DEBUG调试工具

■QTH-2008PC集成开发环境

汇编程序的上机过程

■汇编程序

■上机过程

1、汇编程序

■汇编程序的主要功能是将由汇编语言（助记符）编

写的源程序翻译成用机器语言（二进制代码）编写

的目标程序。

输出

■汇编程序；；；；；；Djj（巢

AASM：小汇编程序，可在64KB的内存中执行，不支持

宏指令，只能有限制的使用伪指令

＞MASM：宏汇编程序，必须在96KB以上的内存条件下

运行，可以使用所有的宏指令和伪指令

"汇编程序的功能:；；；；；；；；

*A检查师编制源程序।।।।।।

»把初始已经分配地址的目标程序重新分配为其它的地

tit

＞检查源程序的错误

＞产生源程序语句列表和每个源程序汇编后的目标程序

注:

汇编过程中，不运行用户编写的程序，只是翻译成机

器语言

宏汇编程序在DOS下运行

■MASM中的主要文件类型

।A汇编源程序（ASM）।

；A目标代码文件（.OBJ）

；A：列表文件（.LST）；；

＞交叉索弓I文件（.CRF）

汇编语言上机步骤（开始）

编辑源程序文件

（例如用EDLIN）

・汇编语言的程序一般要

打印

经过以下步骤;;源程序

;》悒辑；；；；

生成目标代描文件〈•OBJ）

>汇编（MASM或ASM）

>连接（LINK）用LINK连接

目标代用文件〈•EXE）

>调试（DE-BUG）

在DOS下执行.EXE文件

（结束）

1）编辑源程序।।।।।।户片¥

A源程序需要用文本编辑器进行编写，在DOS下，可以

使用PE、EDIT或WORDSTAR进彳亍编写；Windows下，

可以使用记事本或其他文本编辑器编写。

iA源程序保存的扩展名为：.ASM「Qii

2）汇编（MASM或ASM）源程序

；（1）提问方%；；；；；；；；

（2）命令方式

>以命令方式启动汇编程序时，须在DOS下打入下列格式命令：

>MASM（或ASM）〈源文件〉，［〈目标文件〉］,［〈列表文

件〉］,［〈交叉参考文件〉］［/开关］

3)程序连接

；＞连接程序UNK用来连接汇编程序生成的目标代码文件

(.OBJ)以及指定的库文件，产生一个可执行的装入文

#(.EXE)O

。连接程序有3种启动.......................

；(1；)提司方式；।।।।।।।；

(2)命令方式

＞以命令方式启动连接程序时，必须在DOS下输入如下格式命令:

LINK〈目标代码模块表〉，［〈装入模块名〉］,［〈列表文件

名〉］,［〈库文件名表〉］［/开关］

(3)文件方式

以文件方式启动LINK的命令格式为:

LINK@〈文件名〉

AMAP文件

■内存映象文件(.MAP)可以在LINK的时侯产生，它实际

上是连接程序的列表文件，给出了每个段的地址分配

情况和和长度。

4）执行程序

A:>ABCD（扩展名EXE可默认）

户）咽试隼序；；；；；；；；

；A调试程序DEBUG是专为宏汇编语言设计的一种调试

手段，是我们必须掌握的一种调试工具。

L»在操作系统提示符下，按如下格式键入命令：

A:>DEBUG［驱动器名：］［路径］［文件名［扩

展名］1

调试工具Debug

在DEBUG程序中，为我们提供了18条子命令。

＞可以对程序进行汇编和反汇编；

＞可以观察和修改内存及寄存器的内容；；

»可以执行或跟踪程序，并观察每一步执行的结果;

＞可以读/写盘上的扇区或文件

■几个主要的DEBUG命令

A汇编命令A

■格式：A［段寄存器名］:［偏移地址］「

A［段地址］:［偏移地址］

।।A［扁移地址］.......................

A

■功能

用该命令可以将汇编便语言程序直接汇编进入内存

DEBUG

显示内存明令D

A格式：D［地址］

1।।ID口地址范围］।I।印

;功能；IJ11;;11;

A显示指定内存范围的内容，显示的内容为两种形

式，一种为16进制内容，一种为与16进制相对应

的ASCH码字符，对不可见的字符以”.〃代替

A对于第1、3种格式，每次显示128个字节内容，第

二种格式显示的字节数由地址范围来决定

A一般以前如果没有使用过D命令，则从CS:100处开

始显示

I...........................................................................nimnr

■修改存储单元内容命令E

A格式：1)IE［地址］［内容表］

2)E［地址］

1功露:11；；；；；；\

>1)用命令所给定的内容表区替代指定地址范围的

内存单元内容

I.A2)一个单元一个单元的连续修改单元内容|

其中，内容表为一个16进制数或一串16进制数，也

可以是用单引号括起的一串字符。

■比较命令C1।111i.

A格式：C［源地址范围］,［目标地址范围］

＞从源地址范围起始的地址单元开始逐个与目标起始地址

往后的单元顺序比较每个单元的内容，比较到源终止地

址为止。比较结果如果一致则不显示任何信息，否则，

以［源地址］［源内容］［目的内容］［目的地址］的

形式显示失配单元的地址和内容

■检查和修改寄存器内容命令R

A南式:;1)；4；।।।।

I।2)R［寄存器名］III।

功能：；；；；；；；；；

1)显示CPU内部所有寄存器的内容和所有标志为的

状态。

2)显示和修改指定寄存器的内容和标志位的状态

!上；；；；；；；DEBUG

■追踪与显示命令T

»格式：1）；T［二地址］或T［地址］

2）T［=地址］［条数］

或T［地址］［条数］

功隼：；；；；；；；；；।

1）执行一条指定地址处的指令，停下来，显示CPU所

有寄存器内容和全部标志位的状态，以及下一条指令

的地址和内容

2）为多条跟踪命令，从指定地址开始；若命令中用

［地址］给定了起始地址，则从起始地址开始，若未

给定，则从当前指令地址（CS:IP）开始，执行命令中

的［条数］决定一共跟踪几条指令后返回DEBUG状态

■运行命令G

A格式：G［=地址］［地址［地址］

＞功能

执行用户正在调试的程序，其中，地址为执行的

起始地址，以CS的内容作为段地址，以等号后面

的地址为偏移地址。后面的地址为断点地址。

■命名命令N

＞格式：N文件名

A在调用DEBUG时，如果没有文件名，需要用N命令将

编译的的文件名格式化到CS：5cH的文件控制块中

■写盘命令W；I'IIIII

＞格式：W［地址］或W

!!!!!!!!!DIRHC

QTH-2008PC集成开发环境

?/：；QTBPCI-QTHPCI113回区）

文件（E）编辑任）查看Q）项目（D调试（2）基本实垃程序窗口（双）帮助出）

日京63|C:\masm\test.pci▼[翦c旧国宜,喇三］与曾2

QTHPCI1

-炎目标文件（test）E0®

源

件

文datasegment

库

件

文a1db75h

其

文

它datasegment

I

I

codesegment

assumecs:code,DS:data

startprocfar

pushds

xorax,ax

pushax

startendp

endstart

Id

■LJClassVIew整|REG瓢QTHPCI1]

开发环境界面

二实验设备

0TH-2008PC

嵌入式段如高空臭验但

启东市微机应用研亢所

OtdongMicrocomputerImbtute

实验箱结构

r

««匡■

黑

=建

=

=

1

1

匚

-

实验箱背面

连线

四、具体实验

1、调试工具debug的使用及基本指令的用法

2、简单程序的编制及汇编过程

3、宏汇编程序的基本语法及程序编制

4、；系统"能串用；；；；；

5、中断处理程序的编制;।；；

6、微机简单I/O接口的操作：।।

7、可编程并行接口芯片8255A的使用；

8、可编程计数/定时器8253的使用；

9、可编程中断控制器8259A的操作i

10、综合实验

II.II实验1

：调试工具debug的使用及基本指令的用法

一、实验.....................................

1、；学习PEBU©常用♦令的使用j；；।।।

2、了解程序运行的过程

3、熟悉所学指令的功能，给定指令，记录指令执行后的状态

4、了解上述各类指令对标志寄存器的影响

二、实验设备：；；；；；；；

「QTH-2008PC实验设备一台，键盘、鼠标、显示器各

一件。

三、实验内容：

■分别用DEBUG程序的命令实现对PC机RAM单元、CPU寄

存器等的内容修改，程序的输入，反汇编，及简单程序的

跟踪运行；

■输入所学的常用指令，并观察指令的执行情况。］；

1）debug的使用

1.debug的进入和退出：

2、观察及修改CPU内部的各寄存器！：II

雷M（观察各寄存器的内容।।।।।

3、观察和修改内存单元的内容\；DFBI（；

-d20006查看从地址DS:2000H开始的128个单元的内容

5、输入程序

-a100।।।।।।।

WCS:100H处开始输入程序

；（这是默认的程序开始的地址）

.....................................................

-t=1001...........................................................

;执行CS:100H处的一条指令，

；自动显示各寄存器内容及下一条指令

.7、,汇国程平；；；；；；；；

।-u100WCS:100H处开始反汇编»i

18、执行一段程序।।।।।।।।

-g=100106;从CS:100H开始，执行到CS:106处停止

2）基本指令的用法

在debug中输入各条基本指令并执行，观察指令的执行情况

AX=0000BX=0000CX=0000DX=0000SP=FFEEBP=0000SI=000001=0000

DS=13E1ES=13E1SS=13E1CS=13E1IP=0100NVUPEIPLNZNAPONC

13E1:01000000ADD[BX+SILALDS:0000=CD

_dfAA

vivu

13E1:0100H000000000000-0000000000000000

uDC

13E1:0110A000000000000-000000003400D0134

uuA

13E1:0120rA000000000000-0000000000000000

utv

13E1:01300000000000000-0000000000000000

vAAA

13E1:0140uu000000000000-0000000000000000

uQA

13E1:0150u000000000000-0000000000000000

vAuAwA

13E1:0160O000000000000-0000000000000000

13E1:0170u000000000000-0000000000000000

四、实验问题探讨

1.如何利用Debug去观察中断向量表？

2.机器复位后执行的第一条指令在哪儿？是什么指令？

3.在debug中输入16进制数时，需要键入H吗？

4.从当前位置开始执行指令到CS：0212H处，在Debug

中应该使用什么命令？

实验2简单程序的编制及汇编过程

4＞交验;目砒；；；；；；#二

1.掌握masm、link的基本用法

2.编制基本的宏汇编程序；；；；；；

3、能编制基本的宏汇编程序，能实现分支结构、循环结构

；的程序布制。；；；；；；；；

4、熟悉汇编集成开发环境QTH。（可选）；।

二、实验设备::；；；；；；；

「QTH-2008PC实验设备一台，键盘、鼠标、显示器各

一件。

三、实验内容STASEGMENTSTACK；定义堆栈段为200个字节

S1DW100DUP(?)

STAENDS

DATASEGMENT;定义数据段

iDB12H

1、宏汇编jDB34H

程序基本sDB?

DATAENDS

结构CODESEGMENT;定义代码段

ASSUMECS:CODE,SS:STA,DS:DATA

ORG100H；从CS:100H处开始输入程序

STARTPROCFAR

PUSHDS

XORAX,AX

PUSHAX।这三条指令为返回DOS做准备

MOVAX,DATA；给DS赋初值

MOVDS,AX

；从这儿开始输入你的程序

RET

CODEENDS

ENDSTART

四、实验步骤:

1、使用EDIT或WINDOWS下的记事本或写字板输入你的程序并保存到

c:\masm目录下，命名为t.asm（后缀必须是asm）.

2k汇编...................................................

c:\masm>masmt;（如果没有错误，将生成t.obj文件

31连接过程：।।।।।।।।।

c:\masm>linkt;（如果没有连接错误，将生成t.exe文件

4执靠调*程序；।।।；

c:\masm>t（执行该程序

c:\masm>debugt.exe<■将该程序装入debug进行调试。

5、利用汇编语言集成开发环境QTH建立项目文件，并将汇编语言程序

模块文件加入项目，进行编译、连接及调试。（可选）

五、实验问题探讨

1,为什么程序的起始位置一般放在CS:0100H位置,

而不是从CS:OOOOH处开始？

2.程序的前三条指令如果去掉，当程序执行完退出

时会出现什么现象？为什么？

实验3宏汇编程序的基本语法及程序编制

「、嗦验百的:；；；；；；；^^

1、熟悉各条宏指令的作用;;;;;;

2、掌握运算类程序设计的基本方法।।

二、实验设备：

QTH-2008PC实验设备一台，键盘、鼠标、显示器各一件。

、实验内容

1.编制包含多种数据定义伪指令的完整程序，经汇编、连

接后，装入DEBUG,观察数据的存储情况，从而掌握常

用伪指令的作用。

iDB12H,'AB'

wDW12H/AB'

NUM=$-I

aDD12H；以上数据在内存中如何存放?

PUSHDS

XORAX,AX

PUSHAX

MOVAX,DATA

MOVDS,AX

MOVALJ；翻译成机器指令是什么格式?

MOVAX,w?

MOVBL,NUM?

2.编制一段完整程序，实现多字节加法运算（在

DEBUG内观察结果）o

四;实验步舞；；；；；；；'V

方法一、非集成开..............................

；使用EDIT或WINDOWS下的记事本或写字板输入你的

程序并保存到c:\masm目录下，命名为t3.asm（后缀必

须是asm）.

■汇编过程：c:\masm>masmt3;（如果没有错误，

将生成t3.obj文件

■连接过程：c:\masm>linkt3;6如果没有连接

喃错误，将生成t3.exe文件[]]]]

■调试程序：c:\masm>debugt3.exe将该程序装入

debug进行调试。

方法二、使用集成开发环境

建立项目文件、输入源程序、编译、连接、调试。

五：实解问融探;讨；；；；；；；

1.在debug中，为什么要执行完MOVDS,AX指令后，使用

-d0来观察数据段的存储单元的数据存储情况？

丸；伪指令中的表达式是在什么阶段进行运算得出结果的？

3.指令MOVBYTEPTR[BX+2],NUM+2中的两个

作用有什么区别？（NUM是常数）

实验4系统功能调用

一、实验目的：

■初步学会DOS及BIOS功能调用技术

■学习控制台I/O程序的设计

一、实验设备：

QTH-2008PC实验设备一台，键盘、鼠标、显示器各一件。

三、实验内容

1,编制一段完整程序，实现从键盘输入一个两位的十六进

制数，按回车后，以二进制数形式显示出来。

四、实验步骤

提示：在debug中调试系统功能调用时，如果使用t命令

进行单步执行，当遇到INT21H时，会跟踪进入系统中

断服务程序。

因此，应该使用g命令运行到INT21H的下一条指令处。

这样就不会跟踪进入系统程序而无法执行完。

五、实验问题探讨

1、如果没有系统功能调用，如何实现键盘的输入？；

2、利用9号功能调用显示字符串时，如果字符串没有

节，结束符，会出现什么现象？

3、利用2号功能调用显示单字符，如果显示的字符是

二进制数7,会出现什么现象？

实验五中断处理程序的编制

、实验目的

■掌握汇编程序的编程方法，并要求能够灵活使用O

■熟悉主要的程序实现方法，通过对输入、输出、字符转

换、数据统计等内容的综合编程，进一步熟悉对程序结

构、汇编语言、功能调用等方面的知识。

、实验设备:

QTH-2008PC实验设备一台，键盘、鼠标、显示器各一件。

三、实验内容：

；编写针对1C号中断的处理程序，实现每1秒显

;不一个累加的秒数。；；；「\I

说明：1.DOS下的1C号中断是由微机内的定时器8253定时

触发的，可供用户使用的中断。每秒产生18.2次中

断，大约每55ms产生一次中断。

2.在中断处理程序中，禁止使用DOS系统功能调用，

因为DOS系统功能调用是不可重入的。可以使用

BIOS功能调用，因为BIOS功能调用是可重入的。当

中断频繁发生，引起中断嵌套时，放在中断处理程序

中的不可重入的DOS系统功能调用会引起系统崩溃。

因此下面的程序中将信息显示的功能放在主程序中，

而不是放在中断处理程序中。

四、实验步骤

提示：中断处理程序不适合利用debug进行跟踪调试，因

为在跟踪过程中，中断仍然会不停地产生，中断处理程

序会不断得到运行。

当然，利用debug设置断点的方式仍然可以让中断处理

程序停止，可暂时观察中间运行结果。

五、实验问题探讨

1.修改中断处理程序中的常数18,增大或减小它，观察程

序的运行有何变换？为什么？

实验六微机简单I/O接口的操作

1、实验目的

■掌握接口操作的基本方法。

■熟悉接口操作的原理和步骤。

2、实验设备

1)QTH2008PC实验设备一套

2)显示器、鼠标、键盘等

3、实验内容

■本实验利用74LS244作为输入口，接8个开关，读取开关

状态；

■74LS273作为输出口，接8个LED。编制简单程序实现输

出端p始终等于输入端口的内容，即根据开关状态控制

LED凫灭。

4、实验原理；；；；；；；；；

1)74LS244和74LS273

■74LS244是一种三态输出的8总线缓冲驱动器，无锁存功

能，当G为低电平时，Ai信号传送到Yi,当为高电平时，

Yi处于禁止高阻状态。

■74LS273是一种8D触发器，当CLR为高电平且CLK端电平

正跳变时，DO——D7端数据被锁存到8D触发器中。

2）系统原理图

74HC273

3

1D1Q0

145

Y1J2D2QQ0

3D3Q

38Q2

Y4D4Q2Q3

加32

5D5Q0Q4

46D6

Y5QQ5

7D7Q6-0

D6819

8D8Q1Q6

Y71:17

-0Q7

11

RSTRCLKA*

ZL

4

56

244CS273CS

5

，

渭

崩

等

弱

高恁电平开关

KKKKKKKK

IoYoOOOOOOOO

37654321

I口

RD

Do

2

DD

1OYYYYYYY

DDe65432iO

-2

DD74LS244

此I3

DI

益_

I4I/O单元

D1

睢-

-574LS27$

DI

口s

-

6刁CQ©QQQQQ

D

IoY2

发光二横营单元

实验连线:

・244的CS——PC104总线接口模块的IOYO,Y7—Y0——开关

KOI—K08o

・273的CS——PC104总线接口模块的IOY2,Q7—Q0——发光

二极管L1—L8。

・该模块的WR、RD分别连到PC104总线接口模块的IOWR、

IORDO

•该模块的数据(AD0〜AD7)连到PC104总线接口模块的数据

(D0〜D7)o

•运行编制的程序，拨动开关，观察发光二极管的变化。

6、思考题

1）如果指示灯不亮，你如何排查解决此问题？।।।：I

2、如果74LS244和74LS373使用同一个端口地址？能行么？为什么？实验

一下。

7、实验报告要求：；；；；；；；

1）画出接口电路原理图

2）分析电路的执行过程

3）列出程序清单和执行结果

4）回答思考题

5）对本实验的总结

实验七可编程并行接口芯片8255A的使用

1、实验目的

■了解可编程并行接口芯片8255的内部结构、工作方式

'熟悉8255初始化编程及应用。

2、实验设备

1)QTH2008PC32位微机教学实验仪一套

2)显示器、鼠标、键盘各1件

3、实验内容（以下3个实验任选一个）

■I/O输入输出实验：利用8255的A口读取开关状态,

8255的B口把状态送发光二极管显示。

■流水灯实验：利用8255的A口、B口循环点亮发光

二极管。IIIIIIII।

■交通灯实验：利用8255的A口模拟交通信号灯。

4、实验原理飒8255P

4

DOPAO42PAO

333

DIPAI7PAI

322yx

D7~D0D2JDrAOz.7PA2

匚311

—TD3PA37PAS

3040

D4PA4____(\PA4

2939

VTSCPA5PA5

2838

D6DAX____C\PA6

2737

D7PA7_cPAT

AO918

AOPBO__XXPBO

Al819

A1PB1PB1

怵：3620

WRppn___CsPB2

ED521__

RDJrDJ7PB3

NN

XxPB4

RST3523

RESETL<DDPB5

24

PB6____r\PB6

625

O-------CEPB7—--------0PB7

4

pc7pc7pc0

L105

pc6pc1

DPUC_116

PC5rLD2pc5pc2

1237

PC4PC3

24

5、实验步骤

■流水疔实验！111111v

■（1）实验连线[[।]।]]।

■1）该模块的WR、RD分别连到PC104总线接口模块的IOWR、IORD。

■2）该模块的数据（ADO〜AD7）、地址线（AO〜A7）分别连到

PC104总线接口模块的数据（DO〜D7）、地址线（A0〜A7）。

■3）8255模块选通线CE连到PC104总线接口模块的IOYO。11

■4）8255的PAO〜PA7连到发光二极管的L1〜L8；8255的PBO〜PB7连

到发光二极管的L9〜L16。

■（2）编写程序，实现流水灯功能。

・2、交通灯实验：

（1实验连线：

1）该模块的WR、RD分别连至UPC104总线接口模块的IOWR、IORD。选

通线CE连至UIOYO。

2）该模块的数据（ADO〜AD7）、地址线（AO〜A7）分别连到PC104

总线接口模块的数据（DO〜D7）、地址线（A0〜A7）。

3）8255的PA0-L7、PA1-L6、PA2-L5、PA3-L3、PA4-L2、PA5-L1。

■编制程序。

3、I/O输入输出实验：

（1）实验连线

・该模块的WR、RD分别连到PC104总线接口模块的IOWR、IORD。

・该模块的数据（ADO〜AD7）、地址线（A0〜A7）分别连到PC104总线接口

模块的数据（DO〜D7）、地址线（A0〜A7）。

・8255模块选通线CE连到PC104总线接口模块的IOYO。

・8255的PA0〜PA7接开关K0〜K7,8255的PB0〜PB7接发光二极管L1〜L8。

（2）编制程序。

ADO

AD1

D2

D3pA0

lK01

41

口D

!1

1

归•

D5*

器pA7