微机原理与接口技术（四）

1.汇编语言源程序与汇编程序

汇编语言源程序→用助记符编写
汇编程序→源程序的编译程序

汇编语言源程序→汇编程序→机器语言目标程序

汇编语言设计与执行过程

输入汇编语言源程序(EDIT)→源文件.ASM
汇编(MASM)→目标文件.OBJ
链接(LINK)→可执行文件.EXE
调试(TD)→最终程序

2.汇编语言语句类型和格式

汇编语言语句类型：

指令性语句→CPU执行的语句，能够生成目标代码
指示性语句→CPU不执行，而由汇编程序执行的语句，不生成目标代码

汇编语言语句格式：

指令性语句：

[标号:] [前缀] 注记符 [操作数], [操作数] [;注释]
指示性语句：

[名字] 伪指令注记符操作数 [, 操作数, …] [;注释]

3.汇编语言语句中的操作数

寄存器、存储单元、常量、变量或标号、表达式

常量

数字常量→0F00H (十六进制开头不能为字母需加0)、64H
字符串常量→用单引号引起的字符或字符串
例：
- MOV AL，‘A’ → AL=41H
例：
- 定义字符串：‘ABCD’ → 汇编时被编译成对应的ASCII码：41H，42H，43H，44H

变量

内存单元的符号地址，为存储器操作数
变量的属性：

段值——变量所在段的段地址

偏移量——变量所指单元的偏移地址

类型——字节型、字型和双字型

表达式

算数运算、逻辑运算、关系运算符、*取值运算和属性运算、其他运算

①取值运算符
- 用于分析存储器操作数的属性
  - 获取变量的属性值
    
    OFFSET → 取得其后变量或标号的偏移地址
    
    SEG → 取得其后变量或标号的段地址
    1
    2
    3
    MOV AX, SEG DATA
    MOV DS, AX ;取变量的段地址并送给DS
    MOV BX, OFFSET DATA ;取变量的偏移地址送给BX 等价于 LEA BX, DATA
    ②属性运算符
- 用于指定其后存储器操作数的类型
- 运算符：PTR
- 例：
  - MOV BYTR PTR[BX]. 12H ;PTR指定存储器操作数[BX]为”字节型“

伪指令

由汇编程序执行的”指令系统“
作用：
- 定义变量
- 分配存储区
- 定义逻辑段
- 指示程序开始和结束
- 定义过程等
帮助计算机理解注记符指令编写的汇编语言源程序
常用伪指令：

数据定义伪指令、符号定义伪指令、段定义伪指令、结束伪指令、过程定义伪指令、宏命令伪指令

一、数据定义伪指令

用于定义数据区中变量的类型及其所占内存空间大小
格式：

[变量名] 伪指令助记符操作数, … ; [注释]
- 伪指令注记符：定义变量类型
- 操作数：变量值可以是常数，表达式或字符串。其大小不能超过伪指令注记符所限定的范围
- 变量名：符号地址
变量的类型及其操作数的个数决定了该变量所在内存空间的大小

1.数据定义伪指令注记符

DB (Define Byte)：定义变量为字节型，指向的每一个操作数占1个字节单元
DW (Define Word)：定义的变量为字类型，指向的每一个操作数占1个字单元(2个字节单元)
DD (Define Double Word)：定义的变量为双字型，占4个字节单元
DQ (Define Quadword)：定义的变量为4字型
DT (Define Tenbytes)：定义的变量为10字节型

数据定义伪指令例

DATA1 DB 11H, 22H, 33H, 44H
DATA2 DW 11H, 22H, 3344H
DATA3 DD 11H*2, 22H,334455566H

见图65

数据定义伪指令的几点说明

数据定义伪指令决定所定义变量的类型
定义字符串必须用DB伪指令
例：
- DATA1 DB ‘ABCD’, 66H

2.重复操作数

当同样的操作数重复多次时，可以使用重复操作符
作用：
- 为一个数据区的各个单元设置相同的初值
格式：

[变量名] 伪指令注记符 n DUP (初值[, 初值, …])
例：
- M1 DB 10 DUP (0)
常用于声明一个数据区

3.”?“的作用

表示随机值，用于预留存储空间
例：
- MEM1 DB 34H, ‘A’, ? ;随机数占一个字节单元
- DW 20 DUP (?) ;预留40个字节单元，每单元为随机值

数据定义伪指令例

M1 DB ‘How are you?’
M2 DW 3 DUP(11H), 3344H
DB 4 DUP (?)
M3 DB 3 DUP (22H, 11H, ?)

见图66

二、符号定义伪指令

将表达式的值赋给一个名字。当源程序中需多次引用某一表达式时，可以利用EQU伪命令，用一个符号代替表达式，以便于程序维护。
格式：
- 符号名 EQU 表达式
操作：
- 用符号名取代后边的表达式，不可重新定义
例：
- CONSTANT EQU 100
EQU说明的表达式不占用内存空间

三、段定义伪指令

在汇编语言源程序中定义逻辑段
- 说明逻辑段的骑士和结束
- 说明不同程序模块中同类逻辑段之间的联系形态
格式：

段名 SEGMENT [定位类型] [组合类型] [‘类别’]

…

段名 ENDS
- 段名代表逻辑段的段基地址
- 定位类型说明逻辑段的起点
- 组合类型为装入内存时各逻辑段的组合方式
- 类别为链接时不同程序模块中的同类逻辑段将被装入连续存储区

段定义伪指令例

DATA SEGMENT
MEM1 DB 11H, 22H          ;MEM1变量在逻辑段中的位置就代表了他的偏移地址
MEM2 DB 'Hello!'
MEM2 DW 2 DUP (?)         ;DW表示变量的类型
DATA ENDS                 ;DATA段名也代表逻辑段的段地址

四、设定段寄存器伪指令

说明所定义逻辑段的性质
格式：
- ASSUME 段寄存器名:段名[, 段寄存器名:段名, …]

五、结束伪指令

表示源程序结束
格式：
- END [标号]

汇编语言源程序结构

见图67

一个完整源程序结构例

见图68

过程定义伪指令

用于定义一个过程体
格式：

过程名 PROC [NEAR/FAR]

…

RET

过程名 ENDP
过程体的最后一条指令必须是RET

过程定义及调用例

定义延时子程序

DELAY PROC
      PUSH BX
      PUSH CX
      MOV BL, 2
NEXT: MOV CX, 4167
W10M: LOOP W10M
      DEC BL
      JNZ NEXT
      POP CX
      POP BX
      RET
DELAY ENDP

调用延时子程序：CALL DELAY

宏命令伪指令

宏：
- 源程序中由汇编程序识别的具有独立功能的一段程序代码
当源程序中需要多次使用同一个程序段时，可以将该程序段定义为一个宏
格式：

宏命令名 MACRO <形式参数>

…

…

ENDM
通过参数传递方式引用宏

宏定义与宏调用例

定义宏

DADD MACRO X, Y, Z
     MOV AX, X
     ADD AX, Y
     MOV Z,AX
     ENDM

宏调用
- DADD DATA1, DATA2, SUM
汇编后源程序中的宏展开
- MOV AX, DATA1
- ADD AX, DATA2
- MOV SUM, AX

调整偏移量伪指令

规定程序或变量在逻辑段中的起始地址

默认情况下，程序或变量在逻辑段中的起始偏移地址为：0

利用ORG指令，可以改变程序或变量的起始偏移地址
格式：
- ORG 表达式
- 表达式为非负常数

例：

DATA SEGMENT
     ORG 1200H
     BUFF DB 1,2        ;变量BUFF的偏移地址为1200H
DATA ENDS

系统功能调用

BIOS
- 主流在ROM中的基本输入/输出系统
  - 家电自检，装入引导，主要I/O设备处理程序及接口控制
DOS
- 磁盘操作系统

DOS功能/BIOS功能调用是调用系统内核子程序

DOS功能与BIOS功能均通过中断方式调用，称为BIOS中断和DOS中断

DOS软中断

DOS中断包括：设备管理，目录管理，文件管理，其他用中断类型码区分
DOS软中断：类型码为21H
关于DOS软中断说明
- 包含多个子宫内的功能包
- 各子功能用功能号区分
- 用软中断指令调用，中断类型码固定为21H

DOS功能调用的基本步骤

将调用参数装入指定的寄存器(入口参数/出口参数)
将功能号装入AH
按中断类型号调用DOS中断
检查返回参数是否正确
调用格式：

MOV AH, 功能号

<置相应参数>

INT 21H

1.单字符输入

调用方法：

MOV AH, 01

INT 21H
输入的字符在AL中

单字符输入例

GET KEY: MOV AH, 1
         INT 21H
       CMP AL, 'Y'
         JZ YES
         CMP AL, 'N'
         JZ NO
         JMP GET KEY
YES:     ...
NO:      ...

2.字符串输入

接收由键盘输入一串字符
输入的字符串存储在内存指导区域中→字符输入缓冲区
用户自定义缓冲区格式

见图69
字符串输入功能号
- 10
缓存区须定义在数据段
方法：

AH ;功能号

DS: DX ;字符串在内存中的存放地址

INT 21H

输入字符串程序段

DAT1 DB 20, ?, 20 DUP (?)         ;在数据段中定义
   ...
LEA DX, DAT1
MOV AH, 0AH
INT 21H

输入缓冲区

见图70

3.单字符显示输出

AH ;功能号2

DL ;待输出字符

INT 21H

例

1
2
3

MOV AH, 2
MOV DL, 41H
INT 21H        ;执行结果:屏幕显示A

4.字符串输出显示

AH ;功能号09H

DS: DX ;待输出字符串的偏移地址

INT 21H
注意点：
- 被显示的字符串必须以‘$’结束
- 所显示的内容不应出现非可见的ASCII码
- 若考虑输出格式需要，在定义字符串后，加上回车符和换行符

字符串输出显示例

DATA SEGMENT
     MESS1 DB 'Input String:', 0DH, 0AH,'$'
DATA ENDS
CODE SEGMENT
     ...
MOV AH, 09
MOV DX, OFFSET MESS1
INT 21H
 ...

5.返回操作系统(DOS)功能

功能号：
- 4CH
调用格式
- MOV AH, 4CH
- INT 21H
功能：
- 程序执行完该2条语句后能正常返回DOS
- 常位于程序结尾处

DOS功能调用小结

通过中断指令调用。一个中断类型码对应1个功能程序包
每个程序包中的子功能通过功能号区分，调用时功能号须送AH
注意不同子功能的入口/出口参数要求
DOS和BOIS中断均可能影响AX

汇编程序设计示例

见图71

见图72

见图73

见图74

见图75

见图76

汇编程序设计小结

汇编语言程序设计一般步骤
- 根据实际问题抽象出数学模型
- 确定算法
- 画程序流程图
- 分配内存工作单元和寄存器
- 程序编码
- 调试
内容提要
- 汇编语言源程序的结构
- 汇编语言语句→变量、表达式中的运算符
- 伪指令
- DOS功能调用
  - 5个子功能的应用
- 简单汇编语言源程序的设计
注意点
- 变量的定义与应用
  - 明确所定义变量在内存中的分布
- 存储区的定义
  - 定义没有变量的存储区没有意义
- 完整的汇编语言源程序结构
  - 定义逻辑段，说明段的含义，初始化段寄存器
- 伪指令
  - 数据定义方式
- 字符及字符串的输入和显示输出
  - 字符输入缓冲区的定义，输出字符串的定义
- 汇编语言程序结构
  - 顺序结构
  - 循环结构
    - 使用LOOP指令或条件转移指令实现
  - 分支结构
    - 一般用条件转移指令实现
  - 子程序结构

见图77

见图78