微機(jī)課設(shè)霓虹燈的模擬顯示

1、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名： 專業(yè)班級(jí)： 指導(dǎo)教師： 石云 工作單位： 自動(dòng)化學(xué)院 題 目: “霓虹燈”的模擬顯示 初始條件：在屏幕中央以字符顯示一矩型，按F鍵以*將矩型內(nèi)部由上到下，從左到右填滿；按R鍵以相反的次序消失。按Q退出程序。要求完成的主要任務(wù): （包括課程設(shè)計(jì)工作量及其技術(shù)要求，以及說明書撰寫等具體要求）（1） 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求分析（2） 方案比較及認(rèn)證說明（3） 系統(tǒng)原理闡述（4） 硬件設(shè)計(jì)課題需要說明：硬件原理，電路圖，采用器件的功能說明（5） 軟件設(shè)計(jì)課題需要說明：軟件思想，流程圖，源程序及程序注釋（6） 調(diào)試記錄及結(jié)果分析（7） 總結(jié)（8） 參考資料（9） 附錄：芯片資料或程序清

2、單，軟件演示屏幕拷貝圖或硬件實(shí)物圖27目錄摘要51 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求的分析61.1 設(shè)計(jì)任務(wù)的意義61.2 設(shè)計(jì)任務(wù)的要求62 方案比較及認(rèn)證6 2.1 方案的比較6 2.2 方案的選擇73 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的原理說明73.1 設(shè)計(jì)思路73.2 程序中的BIOS和DOS功能調(diào)用83.2.1 BIOS功能調(diào)用83.2.2 DOS功能調(diào)用83.3 程序模塊94 軟件思想與流程圖114.1 程序功能114.2 流程圖115 調(diào)試記錄及結(jié)果分析135.1 調(diào)試過程135.2 結(jié)果記錄135.3調(diào)試中出現(xiàn)的問題及解決方法166 心得體會(huì)167 參考文獻(xiàn)178 附錄 源程序18摘要 當(dāng)代計(jì)算機(jī)是微電子學(xué)與計(jì)算數(shù)學(xué)相

3、結(jié)合的產(chǎn)物。微電子學(xué)的基本元件及其集成電路構(gòu)成了他的硬件基礎(chǔ)；而計(jì)算數(shù)學(xué)的計(jì)算方法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)則構(gòu)成計(jì)算機(jī)的軟件基礎(chǔ)。微機(jī)原理這門課程對(duì)于我們自動(dòng)化系統(tǒng)的學(xué)生來說是一門非常重要的基礎(chǔ)課程，它與以往的課程不太相同，它的實(shí)踐非常的強(qiáng)，其課程設(shè)計(jì)目的在于綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，全面掌握微型計(jì)算機(jī)與DOS方式的工作原理、編程和使用方法。加強(qiáng)我們的自身解決問題的能力，通過對(duì)題目的了解，進(jìn)而對(duì)基本編程方法更加熟悉，使我們可以更加熟練的使用匯編語言，來實(shí)現(xiàn)基本的功能。對(duì)于打字程序的設(shè)計(jì)，需考慮到計(jì)算機(jī)內(nèi)各種數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換，考慮到界面等問題，對(duì)于程序的編寫、調(diào)用應(yīng)靈活運(yùn)用。這次的課程設(shè)計(jì)主要是要用BIOS和DOS功能

4、的調(diào)用方法，還要用到循環(huán)指令等等課程中學(xué)到的基礎(chǔ)指令來完成，對(duì)于提高對(duì)匯編編程的理解很有幫助。關(guān)鍵詞：微機(jī)原理、DOS、BIOS、匯編語言、程序調(diào)試 1 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求的分析1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)的意義通過課程設(shè)計(jì)，能夠?qū)λ鶎W(xué)知識(shí)有更進(jìn)一步的理解，并能掌握學(xué)習(xí)理論時(shí)沒有注意的細(xì)節(jié)。調(diào)試程序，排除故障有助于提高分析問題、解決問題的能力。通過課程設(shè)計(jì)能夠更加熟練的運(yùn)用匯編語句進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，熟悉匯編的編程環(huán)境。1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)的要求在屏幕中央以字符顯示一矩型，按F鍵以*將矩型內(nèi)部由上到下，從左到右填滿；按R鍵以相反的次序消失。按Q退出程序。要求完成的任務(wù)： （1）設(shè)計(jì)任務(wù)及要求分析 （2）方案比較及認(rèn)證說

5、明 （3）系統(tǒng)原理闡述 （4）硬件設(shè)計(jì)課題需要說明：硬件原理，電路圖，采用器件的功能說明 （5）軟件設(shè)計(jì)課題需要說明：軟件思想，流程圖，源程序及程序注釋 （6）調(diào)試記錄及結(jié)果分析 （7）總結(jié) （8）參考資料附錄：芯片資料或程序清單，軟件演示屏幕拷貝圖或硬件實(shí)物圖2 方案比較及認(rèn)證 2.1 方案的比較在設(shè)計(jì)過程中字符的顯示有2中不同的方式。方案一：運(yùn)用DOS功能的2號(hào)調(diào)用，程序的設(shè)計(jì)如下MA ROW,COLUME ;MA是個(gè)宏定義光標(biāo)位置MOV AH,02HMOV DL,*INT 21H在本程序中，顯示方式很簡潔很直觀很容易記憶理解。但是它無法設(shè)置字符的屬性，同時(shí)還會(huì)在下個(gè)坐標(biāo)位置顯示光標(biāo)，影響

6、觀看者的視覺感受。 方案二：運(yùn)用BIOS功能的9號(hào)調(diào)用，程序設(shè)計(jì)如下 CALL CURSOR ；調(diào)用光標(biāo)設(shè)置子程序 MOV AL,23H MOV BL,0BH PUSH CX MOV CX,1 MOV AH,09H INT 10H POP CX 這個(gè)程序設(shè)計(jì)起來占用寄存器較多，雖然略微復(fù)雜點(diǎn)，但是它的功能更加完備，更能實(shí)現(xiàn)霓虹燈的顏色變化顯示效果，給人一種美感。 2.2 方案的選擇從上面的分析比較可知方案二的可行性和實(shí)際達(dá)到的效果更好。所以選則方案二實(shí)現(xiàn)霓虹燈的功能。3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的原理說明3.1 設(shè)計(jì)思路 (1) 顯示歡迎畫面，然后執(zhí)行程序顯示一個(gè)矩形 (2) 在矩形內(nèi)框左上角上顯示一個(gè)字符*

7、號(hào)，再執(zhí)行循環(huán)，語句顯示一行(列)*字符。利用像這樣的原理實(shí)現(xiàn)矩形框的完成和內(nèi)部的填充。至于反向消失部分，用空格代替想要顯示的字符，反向執(zhí)行循環(huán)，就可以實(shí)現(xiàn)字符的消失了。(3) 霓虹燈顯示完畢，提示輸入Q退出界面。 3.2 程序中的BIOS和DOS功能調(diào)用3.2.1 BIOS功能調(diào)用 (1) 設(shè)置光標(biāo)位置（2號(hào)功能）入口參數(shù)：AH=2（功能號(hào)），BH=頁號(hào)，DH=行號(hào)，DL=列號(hào)。 出口參數(shù)：無。根據(jù)DX確定了光標(biāo)位置。(2) 初始窗口或向上滾動(dòng)（6號(hào)功能）入口參數(shù)：AH=6，AL=上滾行數(shù)，CX=上滾窗口左上角的行、列號(hào)。DX=上滾窗口右下角的行、列號(hào)。BH=空白行的屬性。出口參數(shù)：無。當(dāng)滾

8、動(dòng)后，底部為空白輸入行(3) 在當(dāng)前光標(biāo)位置寫字符和屬性（9號(hào)功能）入口參數(shù)：AH=9，BH=頁號(hào)，AL=字符的ASCII碼，BL=字符屬性，CX=寫入字符數(shù)。出口參數(shù)：無。3.2.2 DOS功能調(diào)用 (1) 鍵盤輸入一個(gè)字符并回顯（1號(hào)功能） 輸入?yún)?shù)無，返回結(jié)果AL字符(2) 顯示字符串，光標(biāo)跟誰字符串移動(dòng)（9號(hào)功能）DS:DX待顯字符串的首地址字符串以*結(jié)尾。(3) 顯示一個(gè)字符，光標(biāo)跟隨字符移動(dòng)（2號(hào)功能） DL=待顯字符的ASCII碼，無返回結(jié)果。3.3 程序模塊 (1) 宏定義光標(biāo)位置 MA MACRO OP1,OP2 ;宏定義光標(biāo)位置 PUSH AX ;現(xiàn)場保護(hù) PUSH BX

9、MOV AH,02H MOV BH,0 ;頁號(hào) MOV DH,OP1 ;行號(hào) MOV DL,OP2 ;列號(hào) INT 10H POP BX POP AX END這個(gè)子程序的重點(diǎn)是設(shè)計(jì)光標(biāo)所在頁、行、列及其現(xiàn)場保護(hù)。使用了BIOS功能調(diào)用設(shè)置光標(biāo)的位置。(2) 清屏子程序 CLEAR PROC NEAR ;清屏 MOV AH,06H MOV AL,0 MOV CH,0 MOV CL,0 MOV DH,24 MOV DL,79 MOV BH,07H INT 10H RET CLEAR ENDP 初始化窗口，AL=0表示全屏滾動(dòng)，CH=滾動(dòng)窗口左上角行號(hào)，CL=滾動(dòng)窗口左上角列號(hào)，DH=滾動(dòng)窗口右下角

10、行號(hào)，DL=滾動(dòng)窗口右下角列號(hào)，BH=滾入行的屬性。(3) 光標(biāo)的設(shè)置 CURSOR PROC NEAR ;光標(biāo)的設(shè)置 MOV AH,02H MOV BH,0 MOV DH,ROW ;設(shè)置行 MOV DL,COLUME ;設(shè)置列 INT 10H RET CURSOR ENDP 光標(biāo)位置的設(shè)置，這個(gè)子程序與宏定義光標(biāo)位置類似只是運(yùn)用有些不同。(4) 延時(shí)子程序DELAY1 PROC NEAR PUSH CX PUSH DX MOV DX,100 D3: MOV CX,500 D4: LOOP D4 DEC DX JNZ D3 POP DX POP CX RET DELAY1 ENDP這個(gè)子程序?qū)?/p>

11、法的關(guān)鍵是現(xiàn)場保護(hù)，內(nèi)外兩個(gè)循環(huán)的設(shè)計(jì)。延時(shí)程序的主要目的是可以讓我們清楚的看到字符在屏幕上的顯示過程。4 軟件思想與流程圖4.1 程序功能 程序開始，進(jìn)行清屏，顯示以構(gòu)成的矩形方框。若按F則以*將矩型內(nèi)部從上往下、從左至右填滿，否則等待輸入；若按R則按相反的次序消失，否則就繼續(xù)等待輸入。霓虹燈模擬顯示程序執(zhí)行完后，顯示退出提示，等待Q的輸入，如果輸入為Q就退出程序，否則就繼續(xù)等待輸入。4.2 流程圖我用的是Diagram Designer軟件繪制的流程圖，并將格式轉(zhuǎn)換為bmp格式后插入的word文檔，該流程顯示了程序的整個(gè)流程，很詳細(xì)。圖4.2 流程圖5 調(diào)試記錄及結(jié)果分析5.1 調(diào)試過程我

12、用的是win7 64位系統(tǒng)，所以采用了Masm for Windows軟件進(jìn)行的編譯和修改。調(diào)試過程主要由編輯、匯編、鏈接和執(zhí)行等幾個(gè)步驟組成。(1) 源程序的編輯：編輯好匯編語言源程序后，保存為.asm文件。(2) 源程序的編譯：調(diào)用匯編程序?qū)υ闯绦蜻M(jìn)行翻譯，生成.obj的目標(biāo)文件。在匯編過程中，源程序有錯(cuò)誤生不成目標(biāo)文件，經(jīng)過多次修改最終生成目標(biāo)文件。(3) 調(diào)試可執(zhí)行程序：剛開始可執(zhí)行程序運(yùn)行之后沒有得到預(yù)想的結(jié)果，又重新檢查源程序的算法錯(cuò)誤，重新編輯、匯編、鏈接和執(zhí)行，得到了預(yù)想的結(jié)果。（win64位系統(tǒng)下生成的exe格式的文件無法打開，但是軟件可以編譯和運(yùn)行匯編程序）5.2 結(jié)果記錄

13、經(jīng)過很多次調(diào)試，分析修改完善，終于得到正確調(diào)試結(jié)果。(1) 執(zhí)行程序時(shí)，提示進(jìn)入界面如下;圖5.2.1 運(yùn)行圖1(2) 輸入S后，程序執(zhí)行過程中，顯示矩形框:圖5.2.2 運(yùn)行圖2(3) 輸入F后，*由上到下，由左到右填滿圖5.2.3 運(yùn)行圖3(4) 填滿后，輸入R，反方向消失圖5.2.4 運(yùn)行圖4(5)最后按Q退出程序圖5.2.5 運(yùn)行圖55.3調(diào)試中出現(xiàn)的問題及解決方法問題1：在設(shè)置暫停的時(shí)候發(fā)現(xiàn)按其他鍵也會(huì)使程序運(yùn)行怎么辦？ 解決方法：在設(shè)置輸入鍵盤鍵到AL后，比較CMP AL,F,要同時(shí)考慮JNZ和JNE兩種情況。問題2：反向消除的時(shí)候有一列沒有消除是為什么？解決方法：發(fā)現(xiàn)是循環(huán)指令有

14、問題，在消除的時(shí)候少考慮了當(dāng)前列而直接從上一列開始消除，更改后就可以了。問題3：寄存器不夠用怎么辦？解決辦法：這是由于程序結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用了太多寄存器，可以定義外部變量來解決。6 6 心得體會(huì) 通過這次的課程設(shè)計(jì)，讓我對(duì)匯編有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，加強(qiáng)了我用匯編語言編程的能力。匯編語言程序設(shè)計(jì)是一門很抽象的學(xué)科，學(xué)起來感覺理解上有點(diǎn)困難，而且以前的C語言學(xué)的也不好。在這次課程設(shè)計(jì)中，讓我更加熟悉了匯編語言的一些基本的指令；掌握了匯編語言的一些基本的中斷調(diào)用功能，可以用匯編語言調(diào)用各種中斷調(diào)用功能。在設(shè)計(jì)過程中，不斷對(duì)程序進(jìn)行修改、改進(jìn)，增強(qiáng)了自己分析問題、解決問題的能力；在不斷的調(diào)試中，也讓自己發(fā)現(xiàn)

15、了自己存在的一些錯(cuò)誤以及一些調(diào)試時(shí)應(yīng)注意的問題，同時(shí)也更深的理解了寄存器、存儲(chǔ)器等工作原理以及一些指令執(zhí)行后對(duì)它們的改變，例如INT指令會(huì)改變AL的值，在編程時(shí)應(yīng)注意這方面的問題。這次的匯編課程設(shè)計(jì)，我的題目是霓虹燈的模擬顯示。雖然在設(shè)計(jì)過程中遇到了不少問題，比如運(yùn)行界面出現(xiàn)亂碼、字符不是出現(xiàn)在預(yù)期位置等等問題，但在不斷的修改和嘗試中慢慢地解決這些問題，對(duì)于匯編程序的理解更加深入了?？傊?，這次課程設(shè)計(jì)我鍛煉了動(dòng)手能力，熟悉了匯編的編程環(huán)境，并鞏固了課程相關(guān)知識(shí)，收益很多。實(shí)踐出真知，在課程設(shè)計(jì)中不忘在小處創(chuàng)新，希望在下一次課程設(shè)計(jì)中能有更大的突破！7 參考文獻(xiàn)1湯書森.微機(jī)原理接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)于實(shí)

16、踐教程.北京：清華大學(xué)出版社,20082余朝琨.IBM-PC匯編語言程序設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社. 20083宋江.微機(jī)原理與接口技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社. 20054金泉涌.微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)匯編.北京：清華大學(xué)出版社，20075沈美玲.IBM-PC匯編語言程序設(shè)計(jì).北京：清華大學(xué)出版社，19936吳耿峰.十六位微型計(jì)算機(jī)原理接口及應(yīng)用.北京：高等教育出版.20047戴梅萼.微型計(jì)算機(jī)技術(shù)與應(yīng)用.北京：清華大學(xué)出版社. 19928 羅省賢匯編語言程序設(shè)計(jì)教程北京：電子工業(yè)出版社，20049吳向軍匯編語言程序設(shè)計(jì)北京：高等教育出版社,20088 附錄 源程序MA MACRO OP1,OP2

17、 ;宏定義光標(biāo)位置 PUSH AX ; PUSH BX MOV AH,02H MOV BH,0 ;頁號(hào) MOV DH,OP1 ;行 MOV DL,OP2 ;列 INT 10H POP BX POP AX ENDMSTACK SEGMENT PARA STACK 'Stack' ;定義堆棧段 STACK ENDSDATASEG SEGMENT PARA 'Data' ;定義數(shù)據(jù)段 ROW DB '?' COLUME DB '?' COUNT DB '?' COUNT1 DB '?' CT DB 

18、9;?' MENU 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 DB ' and then press Q to exit ! ',0dh,0ah DB '$' BUF DB &#

19、39;press Q to exit ! $' DATASEG ENDSCODESEG SEGMENT PARA 'Code' ASSUME SS:STACK,DS:DATASEG,CS:CODESEGMAIN PROC FAR MOV AX,DATASEG MOV DS,AXCALL CLEAR ;調(diào)用清屏子程序 MA 8,0 ;歡迎界面的出現(xiàn)位置 WAT0: LEA DX,MENU ;輸入S進(jìn)入霓虹燈顯示 MOV AH,9 INT 21H MOV AH,1 INT 21H CMP AL,'S' CALL CLEAR ;如果輸入的不是S就清屏 MA 8

20、,0 JNZ WAT0 PUSH AX ;入棧 PUSH BX PUSH CX PUSH DX MOV ROW,24 ;完成矩形框的左豎行 MOV COLUME,0 LOP3: CALL CURSOR ;調(diào)用設(shè)置光標(biāo)位置 MOV AL,40H ;把的ASCII 碼傳遞給AL MOV BL,0BH ;設(shè)置字符屬性 PUSH CX ;入棧 MOV CX,1 ;字符顯示1次 MOV AH,09H INT 10H POP CX ;出棧 CALL DELAY1 ;調(diào)用延時(shí) DEC ROW ;行坐標(biāo)減1 CMP ROW,0 ;若行坐標(biāo)大于0就跳轉(zhuǎn)到lop3否則執(zhí)行下個(gè)程序 JNZ LOP3 MOV ROW

21、,0 MOV COLUME,0 ;完成矩形框的上行 LOP1: CALL CURSOR MOV AL,40H MOV BL,0BH PUSH CX MOV CX,1 MOV AH,09H INT 10H POP CX CALL DELAY1 INC COLUME CMP COLUME,79 JNZ LOP1 MOV ROW,0 MOV COLUME,79 ;完成矩形框的右豎行 LOP2: CALL CURSOR MOV AL,40H ;完成的輸出 MOV BL,0BH PUSH CX MOV CX,1 MOV AH,09H INT 10H POP CX CALL DELAY1 INC ROW

22、CMP ROW,24 JNZ LOP2 MOV ROW,24 MOV COLUME,79 ;完成矩形框的下橫行 LOP4: CALL CURSOR MOV AL,40H MOV BL,0BH PUSH CX MOV CX,1 MOV AH,09H INT 10H POP CX CALL DELAY1 DEC COLUME CMP COLUME,0 JNZ LOP4 ;到此矩形框已完成 c1: MOV AH,07 INT 21H CMP AL,46H JNE c1 JNZ LOP6 MA 8,0 MOV COLUME,0 ;從上往下從左往右'*'填充 LOP6: MOV ROW,

23、1 INC COLUME LOP5: CALL CURSOR MOV AL,2AH MOV BL,0BH PUSH CX MOV CX,1 MOV AH,09H INT 10H POP CX CALL DELAY1 INC ROW CMP ROW,24 JNZ LOP5 CMP COLUME,78 JNZ LOP6 MOV COLUME,79 C2: MOV AH,07 INT 21H CMP AL,52H JNE C2 JZ LOP7 MA 8,0 ;反向消失LOP7: MOV ROW,23 DEC COLUME LOP8: CALL CURSOR MOV AL,' ' MO

24、V BL,0BH PUSH CX MOV CX,1 MOV AH,09H INT 10H POP CX CALL DELAY1 DEC ROW CMP ROW,0 JNZ LOP8 CMP COLUME,1 JNZ LOP7 MOV CL,1 ;消失矩形框左豎行 LOP9: MA CL,0 MOV AL,' ' MOV BL,0BH PUSH CX MOV CX,1 MOV AH,09H INT 10H POP CX CALL DELAY1 INC CL CMP CL,24 JNZ LOP9 MOV CL,0 ;消失矩形框下行 LOP10: MA 24,CL MOV AL,&#

25、39; ' MOV BL,0BH PUSH CX MOV CX,1 MOV AH,09H INT 10H POP CX CALL DELAY1 INC CL CMP CL,79 JNZ LOP10 MOV CL,24 ;消失矩形框右豎行LOP11: MA CL,79 MOV AL,' ' MOV BL,0BH PUSH CX MOV CX,1 MOV AH,09H INT 10H POP CX CALL DELAY1 DEC CL CMP CL,0 JNZ LOP11 MOV CL,79 ;消失矩形框上行LOP12: MA 0,CL MOV AL,' ' MOV BL,0BH PUSH CX MOV CX,1 MOV AH,09H INT 10H POP CX CALL DELAY1 DEC CL CMP CL,0 JNZ LOP12 MA 0,0 ;消失（0，0）這一點(diǎn) MOV AL,' &