DOS下屏保程序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)課程設(shè)計(jì)

中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告（2015-2016 學(xué)年夏季學(xué)期）設(shè)計(jì)題目： DOS 下屏保程序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) 課程名稱： 匯編語(yǔ)言課程設(shè)計(jì) 任課教師： 沈翠華 班 級(jí)： 計(jì)算機(jī) 141 學(xué) 號(hào)： 1408010112 姓 名： 黃帥琪 成績(jī)目 錄一、 要求與需求分析 .11. 題目重述： .12. 需求分析： .1二、 程序設(shè)計(jì)分析： .11. 屏保繪制模塊 .11.1、 圖形錄入： .11.2、 動(dòng)畫(huà)繪制： .22. 非工作狀態(tài)計(jì)時(shí)模塊 .22.1、 計(jì)時(shí)功能： .22.2、 判斷是否處于工作狀態(tài) .23. 檢測(cè)鍵盤(pán)輸入模塊 .34. 中斷設(shè)置及內(nèi)存駐留程序 .3三、 程序流程圖 .31. 裝載程序： .32. 定時(shí)器中斷處理程序： .43. 鍵盤(pán)中斷處理程序： .44. 屏幕保護(hù)程序： .5四、 核心模塊功能介紹 .51. 裝載程序(INSTALL)： .52. 更改后的計(jì)時(shí)器中斷(FUNCTIMER)： .53. 更改后的鍵盤(pán)中斷(INT9)： .64. 屏保程序(SCREENSAVER)： .65. 屏保繪制模塊(PRINT): .66. 貼圖函數(shù)(ONEBITMAP/ZEROBITMAP)： .67. 延時(shí)處理函數(shù)(ONEBITMAP/ZEROBITMAP)： .68. 清屏宏(CLRSCREEN)： .6五、 程序運(yùn)行步驟 .6六、 設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的主要技術(shù)難點(diǎn)及解決方案 .71. 中斷設(shè)置及駐留： .72. 工作狀態(tài)的判斷： .73. 動(dòng)畫(huà)的繪制： .74. 恢復(fù)原本工作狀態(tài)： .7七、 個(gè)人體會(huì) .7八、 參考文獻(xiàn) .8九、 程序清單 .81DOS 下屏幕保護(hù)程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)一、 要求與需求分析1. 題目重述：編寫(xiě)一個(gè) DOS 下的屏幕保護(hù)程序（也可以是 windows 下的屏保） 。該程序具有以下功能：在一段時(shí)間內(nèi)（如 1 分鐘）沒(méi)有任何鍵鍵入時(shí)，程序自動(dòng)進(jìn)入屏保（一個(gè)圖畫(huà)一直在不斷的移動(dòng)顯示，圖案任意） ，直到按任意鍵結(jié)束。2. 需求分析：在未啟動(dòng)屏幕保護(hù)程序的情況下，當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間不使用電腦的時(shí)顯示器屏幕的顯示換面長(zhǎng)時(shí)間不變，這將使屏幕發(fā)光器件疲勞、變色、甚至燒毀，最終使屏幕某個(gè)區(qū)域偏色或變暗。因此一個(gè)合格的屏幕保護(hù)程序應(yīng)滿足條件：1. 圖案動(dòng)態(tài)且在屏幕上的分布盡量均勻2. 當(dāng)停止工作后一段時(shí)間內(nèi)才進(jìn)入屏保3. 一旦按鍵后結(jié)束屏幕保護(hù)程序的繪制并恢復(fù)之前工作的內(nèi)容二、 程序設(shè)計(jì)分析：針對(duì)上述對(duì)于需求的分析，可將目標(biāo)程序分為三個(gè)功能模塊，即：屏保繪制模塊、非工作狀態(tài)計(jì)時(shí)模塊、檢測(cè)鍵盤(pán)輸入模塊。同時(shí)為了各個(gè)模塊正常工作，還需使用 DOS 功能設(shè)置中斷及將各功能模塊在內(nèi)存中駐留。1. 屏保繪制模塊1.1、 圖形錄入：ROM BIOS 顯示例程支持多種文本方式和圖形方式。在不同的顯示方式下屏幕顯示的像素分辨率、字符分辨率、顏色數(shù)等都不同。為更細(xì)致的展現(xiàn)動(dòng)畫(huà)細(xì)節(jié)，本程序調(diào)用 INT10的 0 號(hào)子功能，選擇 320*200 分別率圖形 16 色顯示模式；并基于此模式將要顯示的像素圖轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的顯存矩陣，每個(gè)像素點(diǎn)占用一個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)顏色及亮度信息，存儲(chǔ)圖片共占用27*35 Byte。在圖形顯示時(shí)調(diào)用 INT10 的 5 號(hào)子功能將圖片置入顯存的相應(yīng)內(nèi)存區(qū)間。21.2、 動(dòng)畫(huà)繪制：本程序在繪制動(dòng)畫(huà)時(shí)考慮到動(dòng)畫(huà)的連貫性，使用了兩個(gè)顯存頁(yè)。一個(gè)顯存頁(yè)作為顯示頁(yè)，另一個(gè)顯存頁(yè)作為后臺(tái)頁(yè)，繪制圖像時(shí)僅僅對(duì)后臺(tái)頁(yè)執(zhí)行像素操作，顯示顯存頁(yè)。動(dòng)畫(huà)通過(guò)改變圖案的繪制位置實(shí)現(xiàn)，當(dāng)圖案繪制觸及屏幕邊緣時(shí)改變繪圖方向，且繪制圖案鹿的方向與動(dòng)畫(huà)運(yùn)動(dòng)方向同向。動(dòng)畫(huà)繪制過(guò)程涉及以下變量作為參數(shù)：當(dāng)前繪制頁(yè)數(shù)（后臺(tái)頁(yè)）RECENTPAGE、上一次繪制頁(yè)數(shù)（顯示頁(yè)）LASTPAGE、當(dāng)前繪圖的頂點(diǎn)坐標(biāo) CURSORX, CURSORY；上一次的繪制坐標(biāo) LASTX,LASTY；橫向繪圖方向 DIRECX；縱向繪圖方向DIRECY；常量的水平繪制速度和垂直繪制速度 VX,VY。下面將詳細(xì)介紹動(dòng)畫(huà)繪制的過(guò)程。1. 通過(guò)交換 RECENTPAGE 與 LASTPAGE 的值，完成對(duì)后臺(tái)頁(yè)與顯示頁(yè)的頁(yè)碼的交換；2. 根據(jù) DIRECX 判斷繪圖方向，選擇調(diào)用貼圖函數(shù) ONEBITMAP 或 ZEROBITMAP 在后臺(tái)頁(yè)上以 CURSORX, CURSORY 為頂點(diǎn)繪制圖案。其中 ONEBITMAP 為每列從左到右向顯存錄入像素，ZEROBITMAP 為每列從右到左向顯存錄入數(shù)據(jù)；3. 顯示繪制完成的后臺(tái)頁(yè)并將調(diào)用宏 CLRSCREEN 把原顯示頁(yè)清屏；4. 保存繪制坐標(biāo) CURSORX, CURSORY 到 LASTX,LASTY，判斷圖片是否繪制到屏幕邊緣。如是，改變繪圖方向 DIRECX、DIRECY；5. 計(jì)算下次繪圖的坐標(biāo)，根據(jù)方向選擇頂點(diǎn)坐標(biāo)加繪制速度 VX,VY 或減 VX,VY。2. 非工作狀態(tài)計(jì)時(shí)模塊2.1、 計(jì)時(shí)功能：由于計(jì)算機(jī)的 8259A 可編程中斷控制器以 18.2HZ 的頻率產(chǎn)生中斷信號(hào)，每次 8259A 產(chǎn)生中斷信號(hào)時(shí) CPU 將處理 1CH 號(hào)中斷向量所指向的終端處理程序。本程序通過(guò)改變 1CH 號(hào)中斷處理程序?qū)崿F(xiàn)計(jì)時(shí)功能。在每次 1CH 號(hào)中斷發(fā)生時(shí)，若判斷運(yùn)行標(biāo)志 FLAG 得屏保繪制程序未運(yùn)行，將定時(shí)計(jì)數(shù)變量 CLKCNT 減一，若 CLKCNT 歸零，則調(diào)用屏幕保護(hù)函數(shù)進(jìn)入屏保繪制過(guò)程。2.2、 判斷是否處于工作狀態(tài)在 DOS 環(huán)境下，可認(rèn)為當(dāng)無(wú)字符輸入時(shí)為非工作狀態(tài)。因此本程序通過(guò)改變鍵盤(pán)中斷處理程序?qū)崿F(xiàn)非工作狀態(tài)的計(jì)時(shí)。具體實(shí)現(xiàn)方法為每次有鍵盤(pán)輸入時(shí)將定時(shí)計(jì)數(shù)變量CLKCNT 復(fù)位，對(duì)非工作狀態(tài)重新計(jì)時(shí)并調(diào)用原鍵盤(pán)中斷處理函數(shù)。33. 檢測(cè)鍵盤(pán)輸入模塊該模塊功能為當(dāng)屏保繪制時(shí)若有按鍵輸入，則結(jié)束屏保繪制并返回原工作界面。在具體實(shí)現(xiàn)上調(diào)用 INT16H 的 1 號(hào)子功能讀鍵盤(pán)緩沖區(qū)字符，若緩存區(qū)存在字符，結(jié)束屏保的繪制，返回文字顯示方式并顯示原工作頁(yè)的緩存。4. 中斷設(shè)置及內(nèi)存駐留程序該程序作用為設(shè)置中斷及把上述所有模塊在內(nèi)存中駐留，即裝載程序。調(diào)用 INT 21H的 35H 號(hào)子功能保存鍵盤(pán)中斷的原中斷向量到 SAVINT9，調(diào)用 INT 21H 的 25H 號(hào)子功能將非計(jì)時(shí)器中斷及鍵盤(pán)中斷重置為工作狀態(tài)計(jì)時(shí)模塊中的相應(yīng)程序。利用宏操作 PROLEN EQU $-FUNCTIMER 計(jì)算屏保程序占用內(nèi)存的字節(jié)數(shù)，調(diào)用 INT 21H 的 31H 號(hào)子功能完成內(nèi)存駐留。三、 程序流程圖1. 裝載程序：42. 定時(shí)器中斷處理程序：3. 鍵盤(pán)中斷處理程序：54. 屏幕保護(hù)程序：四、 核心模塊功能介紹1. 裝載程序(INSTALL)：完成修改中斷計(jì)時(shí)器(FUNCTIMER)和鍵盤(pán)(INT9) 的中斷向量，改變中斷屏蔽，實(shí)現(xiàn)屏保程序的駐留。2. 更改后的計(jì)時(shí)器中斷(FUNCTIMER)：對(duì)非工作狀態(tài)計(jì)時(shí)；調(diào)用屏保程序(SCREENSAVER)。63. 更改后的鍵盤(pán)中斷(INT9)：若回到工作狀態(tài)，將計(jì)時(shí)器變量復(fù)位。繼承了原鍵盤(pán)中斷的其他功能。4. 屏保程序(SCREENSAVER)：設(shè)置初始值，控制整個(gè)屏保繪制過(guò)程。5. 屏保繪制模塊(PRINT):確定圖片像素信息寫(xiě)入顯存位置，計(jì)算每次貼圖的頂點(diǎn)位置，實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫(huà)的產(chǎn)生。6. 貼圖函數(shù)(ONEBITMAP/ZEROBITMAP)：屏保繪制模塊(PRINT)的子函數(shù)，根據(jù)獲取的頂點(diǎn)位置進(jìn)行貼圖。ONEBITMAP 與ZEROBITMAP 的區(qū)別為貼圖的橫向方向不同。7. 延時(shí)處理函數(shù)(ONEBITMAP/ZEROBITMAP)：屏保繪制模塊(PRINT)的子函數(shù)，起到延時(shí)貼圖的作用，讓動(dòng)畫(huà)能流暢顯現(xiàn)。8. 清屏宏(CLRSCREEN)：清除將要繪制的頁(yè)碼上的像素。五、 程序運(yùn)行步驟1. 在 DOS 環(huán)境下運(yùn)行裝載程序，將程序駐留在內(nèi)存中；2. 若在五秒內(nèi)沒(méi)有任何鍵鍵入時(shí)，程序自動(dòng)進(jìn)入屏保，繪制一只跳動(dòng)的小鹿；3. 在屏保繪制狀態(tài)下任何鍵鍵入時(shí)返回原工作狀態(tài)。7六、 設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的主要技術(shù)難點(diǎn)及解決方案1. 中斷設(shè)置及駐留：使用宏操作 PROLEN EQU $-FUNCTIMER（FUNCTIMER 為駐留區(qū)的首地址, PROLEN 在程序末尾）計(jì)算屏保程序占用內(nèi)存的字節(jié)數(shù)，調(diào)用 INT 21H 的 31H 號(hào)子功能完成內(nèi)存駐留。其中屏保程序中所用到的所有數(shù)據(jù)及變量等一并寫(xiě)入代碼段，而非數(shù)據(jù)段，以實(shí)現(xiàn)同步駐留。2. 工作狀態(tài)的判斷：更改鍵盤(pán)中斷，使鍵盤(pán)每次發(fā)生中斷時(shí)（即觸發(fā)按鍵）都對(duì)非工作狀態(tài)的計(jì)時(shí)復(fù)位。3. 動(dòng)畫(huà)的繪制：為消除動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)時(shí)的圖像閃爍的，本程序使用多頁(yè)動(dòng)畫(huà)技術(shù)。多頁(yè)動(dòng)畫(huà)是通過(guò)使用頁(yè)切換技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。頁(yè)切換改變顯示頁(yè)以繪制出給定動(dòng)畫(huà)序列的相鄰幀。由于圖像通常繪制在不同的頁(yè)上( 不是當(dāng)前可見(jiàn)頁(yè))，用戶不會(huì)看到圖像被繪制或擦除，從而產(chǎn)生高質(zhì)量的動(dòng)畫(huà)而沒(méi)有圖像閃爍。4. 恢復(fù)原本工作狀態(tài)：本問(wèn)題暫未解決。設(shè)想中的解決方案是將原本的文本顯存頁(yè)保存起來(lái)，動(dòng)畫(huà)繪制操作選擇其他的頁(yè)面進(jìn)行，在結(jié)束繪制后調(diào)用 INT 10H 的 0 號(hào)子功能重新顯示原文本頁(yè)。但在實(shí)際實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)頁(yè)面仍會(huì)被清空。七、 個(gè)人體會(huì)我在課程學(xué)習(xí)階段對(duì)中斷向量的駐留理解不夠深刻，經(jīng)過(guò)這一周對(duì)屏幕保護(hù)程序的研究，我對(duì)中斷向量的駐留及圖形處理有了較深刻的了解、認(rèn)識(shí)。我在動(dòng)畫(huà)繪制函數(shù)中遇到了一些特別奇怪的錯(cuò)誤，總不能得到正確的圖像浪費(fèi)了很多時(shí)間。后來(lái)在排查時(shí)，發(fā)現(xiàn)所有變量前都忘記添加跨越段前綴 CS:XX，這讓我想到作為計(jì)算機(jī)系的學(xué)生，正因?yàn)槲覀兯械墓ぷ魅蒎e(cuò)性都很低，所以更需要加倍得細(xì)心，每一個(gè)細(xì)節(jié)都可能會(huì)成為限制我們發(fā)展上限的潛在敵人。通過(guò)這一周的匯編課程設(shè)計(jì)，我也克服了對(duì)匯編程序的恐懼，在合理分塊的前提下，哪怕是匯編程序這樣低級(jí)、靈活的語(yǔ)言，也能一步步實(shí)現(xiàn)所有設(shè)計(jì)的功能；而且正是因?yàn)闆](méi)有太多功能復(fù)雜的語(yǔ)句，只要實(shí)現(xiàn)進(jìn)行充分的思考和妥善的設(shè)計(jì)，程序在邏輯上出錯(cuò)的幾率非8常小，排錯(cuò)并沒(méi)有高級(jí)語(yǔ)言這么難（當(dāng)然要建立在熟練掌握每種語(yǔ)句的用法的基礎(chǔ)上） 。八、 參考文獻(xiàn)1. 沈美明, 溫冬嬋. IBM-PC 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)（第二版）M. 北京.清華大學(xué)出版社: 20142. 黃向明. 多頁(yè)動(dòng)畫(huà)技術(shù)J. 微電腦世界,1996,07:71.九、 程序清單;清屏宏CLRSCREEN MACROLOCAL LOOPR,LOOPCM