微機(jī)設(shè)計(jì)報(bào)告(四則運(yùn)算器)

1、 學(xué) 院： 班 級(jí)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 課程設(shè)計(jì)題目：四則運(yùn)算計(jì)算器課程名稱：匯編語言與微機(jī)原理評(píng)閱成績(jī)：評(píng)閱意見：成績(jī)?cè)u(píng)定教師簽名：日期： 年 月 目 錄概述1一、設(shè)計(jì)要求1二、設(shè)計(jì)思想1三、程序工作原理2四、程序流程圖及說明3五、程序源代碼7六、程序運(yùn)行示例18七、設(shè)計(jì)過程中遇到的問題及解決方法18八、設(shè)計(jì)心得19九、參考文獻(xiàn)19四則運(yùn)算計(jì)算器概述此計(jì)算器，可以實(shí)現(xiàn)從鍵盤輸入一個(gè)十進(jìn)制的四則運(yùn)算表達(dá)式，如:-3+4*（5-6）-8/2，編程計(jì)算表達(dá)式的值，輸出十進(jìn)制結(jié)果。表達(dá)式和結(jié)果可以是三位或四位十進(jìn)制，也可以是帶負(fù)數(shù)的十進(jìn)制數(shù)，并且*/（）位置任意擺放（只要符合數(shù)學(xué)上的運(yùn)算邏輯）。一

2、、設(shè)計(jì)要求用匯編語言設(shè)計(jì)一個(gè)程序，用來實(shí)現(xiàn)計(jì)算器的四則運(yùn)算功能。需要實(shí)現(xiàn)在屏幕要顯示輸入的表達(dá)式，以及運(yùn)算結(jié)果。例如：-3+4*（5-6）-8/2計(jì)算表達(dá)式的結(jié)果，并將該表達(dá)式及結(jié)果顯示出來； 設(shè)計(jì)要求如下：（1）由鍵盤作為輸入部分。（2）能進(jìn)行四則混合運(yùn)算，并且能計(jì)算帶括號(hào)和負(fù)數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式。（3）按 esc 鍵則退出計(jì)算器菜單界面并返回 dos 系統(tǒng)，否則繼續(xù)輸入表達(dá)式，求得對(duì)應(yīng)的結(jié)果。二、設(shè)計(jì)思想根據(jù)題目的要求，可以把整個(gè)源程序大致劃分六大步驟。（1） 首先鍵盤輸入合法中綴算術(shù)表達(dá)式，并將其存儲(chǔ)到s1中。（2） 然后調(diào)用子程序change將中綴式轉(zhuǎn)化為后綴式。（3） 調(diào)用子程序calcu

3、late對(duì)后綴表達(dá)式進(jìn)行有符號(hào)數(shù)的運(yùn)算，并將最終結(jié)果存放在棧中。（4） pop ax，ax-storage，即用storage 存放最終運(yùn)算結(jié)果。（5） 調(diào)用子程序output將運(yùn)算結(jié)果輸出。（6） 通過用鍵盤輸入esc退出dos程序。三、程序工作原理步驟一的原理：此處用系統(tǒng)功能1號(hào)調(diào)用，每次從鍵盤輸入一個(gè)字符，就將其存入到數(shù)組s1中，然后在判斷此字符是否為回車，如果不是，則循環(huán)，繼續(xù)輸入字符，否則，程序往下執(zhí)行。步驟二的原理：此處最核心的就是中綴表達(dá)式轉(zhuǎn)化為后綴表達(dá)式的算法。具體思路為：用一個(gè)棧來存儲(chǔ)與運(yùn)算符號(hào).先將字符壓入棧中,并假設(shè)其優(yōu)先級(jí)為0.然后遍歷s1中的字符,遇到數(shù)字直接存入s2

4、中并且輸完數(shù)字后向s2中輸入一空格以備計(jì)算結(jié)果時(shí)用。遇到運(yùn)算符則先判斷其與棧頂運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)誰大。如果s1中運(yùn)算符號(hào)優(yōu)先級(jí)大,則此運(yùn)算符號(hào)直接入棧；否則棧頂符號(hào)先出棧到s2，待棧頂符號(hào)優(yōu)先級(jí)小于s1中符號(hào)時(shí)，s1中元素入棧。步驟三的原理：遍歷s2中的字符，遇到空格，則將前面數(shù)字字符串轉(zhuǎn)換成的數(shù)據(jù)壓入棧中。遇到加號(hào)，從棧中彈出兩個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行加法運(yùn)算，并將運(yùn)算結(jié)果壓入棧中。遇到減號(hào)，從棧中彈出兩個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行減法運(yùn)算，并將運(yùn)算結(jié)果壓入棧中。遇到乘號(hào)，從棧中彈出兩個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行乘法運(yùn)算，并將運(yùn)算結(jié)果壓入棧中。遇到除號(hào)，從棧中彈出兩個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行除法運(yùn)算，并將運(yùn)算結(jié)果壓入棧中。整個(gè)字符串遍歷完后，最終計(jì)算結(jié)果就保存

5、在棧中。步驟四的原理：將棧中保存的最后運(yùn)算結(jié)果彈出，并保存到storage中。步驟五的原理：先判斷運(yùn)算結(jié)果是否為負(fù)數(shù)，如果是，將-存入數(shù)組n中，并對(duì)運(yùn)算結(jié)果求補(bǔ)。然后判斷數(shù)據(jù)所在范圍，小于32767大于一萬則將運(yùn)算結(jié)果除以一萬，并將商賦給數(shù)組n；然后將余數(shù)除以一千將商賦給數(shù)組n；再將余數(shù)除以一百并將商賦給數(shù)組n；再將余數(shù)除以十并將商賦給數(shù)組n；最終將余數(shù)賦給數(shù)組n。如果數(shù)據(jù)更小，也是如此實(shí)現(xiàn)，只是步驟更少些。步驟六的原理：通過ret output語句跳轉(zhuǎn)到call output語句的下一條指令，執(zhí)行next1模塊（判斷鍵盤輸入是否為esc），若為esc的話跳轉(zhuǎn)到exit模塊從而退出程序。四、程

6、序流程圖及說明程序總流程圖：中綴表達(dá)式轉(zhuǎn)化為后綴表達(dá)式的流程圖: 其每次向s2中輸入一個(gè)字符，di就會(huì)加1。當(dāng)壓入 （后，再壓入0作為運(yùn)算符優(yōu)先級(jí)的判斷；當(dāng)壓入+或-后，再壓入01作為運(yùn)算符優(yōu)先級(jí)的判斷；當(dāng)壓入*或/后，再壓入02作為運(yùn)算符優(yōu)先級(jí)的判斷。計(jì)算后綴表達(dá)式數(shù)值的流程圖:輸出運(yùn)算結(jié)果程序的流程圖:五、程序源代碼data segments1 db 60 dup(?),$ ;存儲(chǔ)輸入的中綴表達(dá)式子s2 db 60 dup(?),$ ;存儲(chǔ)后綴表達(dá)式子n db 10 dup(?),$ ;存儲(chǔ)要輸出的數(shù)字字符串storage dw ?,$ ;存儲(chǔ)運(yùn)算結(jié)果buf0 db 0dh,0ahdb*,

7、0dh,0ahdb* *,0dh,0ahdb* four arithmetic operation calculator *,0dh,0ahdb* this program is designed by *,0dh,0ahdb* wangyuli 200941843302 *,0dh,0ahdb* *,0dh,0ahdb*,0dh,0ah db please input +,-,*,/,() expression,0dh,0ah,$;buf1 db 0ah,0dh,*expression error!*$data endsstack segment stack db 40 dup(?)stac

8、k endscode segment assume cs:code,ds:data,ss:stackstart: mov ax,data mov ds,ax mov dx,offset buf0 ;輸出字符串 mov ah,9 ;buf0,提示輸入表達(dá)式 int 21h mov si,0 ;輸入的第一個(gè)數(shù)為負(fù)數(shù)的處理方法 mov ah,1 int 21h cmp al,- jne ll ;如果al不等于-號(hào)則跳轉(zhuǎn)到ll mov s1si,0 inc si ll: mov s1si,al ;將al的內(nèi)容傳送到偏移地址為si+s1（相對(duì)基址變址尋址）的儲(chǔ)存單元 inc si lll: mov ah

9、,1 ;循環(huán)輸入表達(dá)式 int 21h mov s1si,al inc si cmp al,0dh jne lll mov dl,0ah mov ah,2 int 21h call change ;調(diào)用中綴轉(zhuǎn)后綴子程序 call calculate ;調(diào)用計(jì)算后綴表達(dá)式子程序exit: mov ah,4ch int 21h error:mov dx,offset buf1 ;輸出字符串 mov ah,9 ;buf1,提示輸入表達(dá)錯(cuò)誤 int 21h jmp next1 next : pop ax ;從ax中彈出一個(gè)數(shù)據(jù) cmp ax, ;比較這個(gè)數(shù)據(jù)是否為 je next1 ;是則跳轉(zhuǎn)到nex

10、t1 mov storage,ax ;把a(bǔ)x賦給storage call output ;調(diào)用輸出運(yùn)算結(jié)果子程序next1: mov ah,7 ;從鍵盤輸入一個(gè)字符不回顯 int 21h cmp al,1bh ;判斷這個(gè)字符是否為esc je exit change proc near ;中綴表達(dá)式轉(zhuǎn)換為 mov ah,0 ;后綴表達(dá)式的子程序 mov dh,0 mov si,0 mov di,0 push di cha: mov al,s1si ;數(shù)組元素的個(gè)數(shù)讀入al中 inc si cmp al,0dh je a cmp al,( je l1 ;al等于（跳轉(zhuǎn)到l1 cmp al,+ j

11、e l2 cmp al,- je l3 cmp al,* je l4 cmp al,/ je l5 cmp al,) je b cmp al,0 jge c ;al大于或等于0轉(zhuǎn)移到c jmp error ;跳轉(zhuǎn)到error模塊 l1: push ax ;對(duì)左括號(hào)的處理 mov ax,0 push ax cmp s1si,- jne cha mov s2di,0 inc di mov s2di, inc dil2: mov bp,sp ;對(duì)加法的處理 mov dl,bp cmp dl,01h jge l21 push ax mov dx,0101h push dx jmp chal21: po

12、p dx pop bx mov s2di,bl inc di jmp l2 e: je nextl3: mov bp,sp ;對(duì)減法的處理 mov dx,bp cmp dl,01h jge l31 push ax mov dx,0201h push dx jmp chal31: pop dx pop bx mov s2di,bl inc di ;di自加1 jmp l3b: je l6a:je l8l4: mov bp,sp ;對(duì)乘法的處理 mov dx,bp cmp dl,02h jge l41 push ax mov dx,0302h push dx jmp chal41: pop dx

13、pop bx mov s2di,bl inc di jmp l4c:jge l7 l5: mov bp,sp ;對(duì)除法的處理 mov dx,bp cmp dl,02h jge l51 push ax mov dx,0402h push dx jmp chal51: pop dx pop bx mov ds:s2di,bl inc di jmp l5d: je el6: mov bp,sp ;對(duì)右括號(hào)的處理 cmp byte ptr bp,0 jne l61 pop dx pop ax jmp chal61: pop dx pop bx mov s2di,bl inc di jmp l6 l7:

14、 cmp al,9 ;對(duì)數(shù)字的處理 jle l71l71: mov s2di,al inc di cmp byte ptr s1si,0 jge l72 mov al, mov s2di,al inc di jmp cha l72:cmp byte ptr s1si,9 jle l73 ;s1si小于等于9跳轉(zhuǎn)到l73l73: mov al,si inc si jmp l71 l8: mov bp,sp cmp byte ptr bp,0 jg l81 pop ax jmp l9l81: pop dx pop bx mov s2di,bl inc di jmp l8 l9: mov s2di,

15、0dh retchange endpcalculate proc near ;計(jì)算后綴表達(dá)式子程序 mov si,0 mov di,0 mov ah,0 mov bx, push bxcal: mov al,s2di inc di cmp al,0dh je d cmp al, je cal cmp al,+ je f1 cmp al,- je f2 cmp al,* je f3 cmp al,/ je f4 cmp al,0 jge f5 jmp errorf5: cmp al,9 jle f51f51: mov dl,al and dl,0fh mov bl,10 mov al,0f52:

16、imul bl add al,dl cmp byte ptr s2di, jne f53 push ax jmp calf53:mov dl,s2di inc di and dl,0fh jmp f52 f4: pop dx ;除法運(yùn)算 pop ax idiv dl and ax,000fh push ax jmp calf3: pop dx ;乘法運(yùn)算 pop ax imul dl push ax jmp calf2: pop dx ;減法運(yùn)算 pop ax sub ax,dx push ax jmp calf1: pop ax ;加法運(yùn)算 pop dx add ax,dx push ax

17、jmp cal retcalculate endpoutput proc near ;輸出運(yùn)算結(jié)果子程序 mov si,0 mov ax,storage cmp ax,0 jge c1 neg ax ;取ax的補(bǔ)碼 mov nsi,- ;將-存入數(shù)組n中 inc sic1: cmp ax,10000 ;大于等于一萬則跳轉(zhuǎn)到c11 jge c11 cmp ax,1000 ;大于等于1000則跳轉(zhuǎn)到c12 jge c12 cmp ax,100 ;大于等于100則跳轉(zhuǎn)到c2 jge c2 cmp ax,10 ;大于等于10則跳轉(zhuǎn)到c3 jge c3 cmp ax,0 jge c4c11: mov d

18、x,0 mov bx,10000 idiv bx ;運(yùn)算結(jié)果除以一萬，并將商賦給數(shù)組n add al,30h mov ds:nsi,al inc si mov ax,dx jmp c1c12: mov dx,0 mov bx,1000 ;運(yùn)算結(jié)果除以一千，并將商賦給數(shù)組n idiv bx add al,30h mov ds:nsi,al inc si mov ax,dx jmp c1c2: mov cl,100 ;運(yùn)算結(jié)果除以一百，并將商賦給數(shù)組n idiv cl add al,30h mov ds:nsi,al inc si mov al,ah mov ah,0 jmp c1c3: mov

19、cl,10 ;運(yùn)算結(jié)果除以一十，并將商賦給數(shù)組n idiv cl add al,30h mov ds:nsi,al inc si mov al,ah mov ah,0 jmp c1c4: add al,30h mov nsi,al inc si jmp c0c0:lea dx,n mov ah,9 int 21hret ;返回到call output后的下一條指令output endp code endsend start六、程序運(yùn)行示例以下是輸入一個(gè)帶括號(hào)的四則混合運(yùn)算表達(dá)式輸出的結(jié)果：以下是輸入一個(gè)帶負(fù)數(shù)的四則混合運(yùn)算表達(dá)式輸出的結(jié)果：以下是輸入高位十進(jìn)制的四則混合運(yùn)算表達(dá)式的輸出結(jié)果：以

20、下是輸入錯(cuò)誤符號(hào)后報(bào)錯(cuò),然后按esc退出的結(jié)果：七、設(shè)計(jì)過程中遇到的問題及解決方法（1）在這次設(shè)計(jì)過程中用到的工具是masm5，在這個(gè)編程環(huán)境下使用je，jmp，jge之類的語句不能跳轉(zhuǎn)太長(zhǎng)，很容易超出范圍。所以只有在中途設(shè)置個(gè)跳轉(zhuǎn)中轉(zhuǎn)函數(shù)。例如設(shè)置中轉(zhuǎn)函數(shù)為a，要跳到l8，先jmp 到a，然后a在jmp到l8。（2）在設(shè)計(jì)中綴表達(dá)式怎么轉(zhuǎn)換成后綴表達(dá)式遇到了算術(shù)符號(hào)優(yōu)先權(quán)的問題，后面通過一個(gè)棧來存放運(yùn)算符，然后給每種運(yùn)算符設(shè)定一個(gè)優(yōu)先級(jí)別，例如，+、-為01，*、/為02。然后通過與s1中的字符串比較優(yōu)先權(quán)，根據(jù)優(yōu)先權(quán)的大小彈出響應(yīng)的運(yùn)算符參與數(shù)據(jù)運(yùn)算。（3）考慮到計(jì)算器怎么才能實(shí)現(xiàn)帶負(fù)數(shù)的運(yùn)算，先判斷運(yùn)算結(jié)果是否為負(fù)數(shù)，如果是，將-存入數(shù)組n中，并對(duì)運(yùn)算結(jié)果求補(bǔ)。（4）最后碰到了怎么實(shí)現(xiàn)通過按esc鍵退出程序，因?yàn)槌绦蛞呀?jīng)編譯完成，