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1、学号：0121011360219课 程 设 计题目学院专业“霓虹灯”的模拟显示自动化学院自动化专业班级自动化 1002 班姓名李志强指导教师张素文2013年01月10日武汉理工大学微机原理与接口技术课程设计说明书课程设计任务书学生姓名：李志强专业班级：自动化1002班指导教师：张素文工作单位：自动化学院题目:“霓虹灯”的模拟显示初始条件：在屏幕中央以 字符显示一矩型，并以* 及将矩型内部交叉填满；然后再按相反的次序消失。按Q退出程序。要求完成的主要任务 : （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）（1）设计任务及要求分析（2）方案比较及认证说明（3）系统原理阐述（4）硬件设
2、计课题需要说明：硬件原理，电路图，采用器件的功能说明（5）软件设计课题需要说明：软件思想，流程图，源程序及程序注释（6）调试记录及结果分析（7）总结（8）参考资料（9）附录：芯片资料或程序清单，软件演示屏幕拷贝图或硬件实物图时间安排：1 月 2 日1 月 3 日：收集资料，方案选择1 月 4 日1 月 7 日：整体流程，程序细节1 月 8 日1 月 10 日: 调试程序，报告撰写1 月10：交设计报告，程序演示，答辩指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月武汉理工大学微机原理与接口技术课程设计说明书目录摘要 . .11.设计意义与要求 . .21.1设计意义 . .21.2设计要求
3、. .22 方案论证 .32.1方案比较 . .32.2方案选择 . .53 系统原理阐述 .63.1设计思路 . .63.2程序中的 BIOS和 DOS功能调用 . .63.2.1 BIOS 功能调用 .63.2.2 DOS 功能调用 .73.3.程序模块 .74.软件思想与流程图 . .104.1程序功能描述 . .104.2流程图 .105.调试记录及结果分析 . .155.1调试过程 .155.2结果记录 . .155.3调试中出现的问题及解决方法 . .176.心得体会 . .187.参考文献 . .198.附录 源程序清单 . .20武汉理工大学微机原理与接口技术课程设计说明书摘要
4、本次微机原理与接口技术课程设计是要设计一个“霓虹灯”的模拟显示程序。本次课程设计用的是 8086 最小系统，在 MF2KI汇编集成环境下完成。该课程的总体任务是一个接一个的执行的，属于单任务顺序结构，所以该任务主要用汇编语言进行顺序和循环的逻辑结构编写。首先根据课设题目的要求找出需要调用的各个DOS和 BIOS调用，然后对程序中最重要的 DOS调用和 BIOS调用进行的方案比较。之后根据课设题目要求设计整个顺序结构的程序框架，然后运用模块化的设计思想，将题设要求分成几个小的模块，一段一段的设计程序。然后分段对程序进行编写和调试，当各个模块调试好后，再整体调试。最后观察整体程序结构的现象，进行总
5、结并对某些部分进行完善。在本课设里，我在完成任务之外，在程序的开始加了一个欢迎界面，这样在程序结果的演示中给人一种美感。关键词：“霓虹灯”模拟、 DOS调用、 BIOS调用1武汉理工大学微机原理与接口技术课程设计说明书“霓虹灯”的模拟显示程序设计1. 设计意义与要求1.1 设计意义通过课程设计，能够对所学知识有更进一步的理解，并能掌握学习理论时没有注意的细节。调试程序，排除故障有助于提高分析问题、解决问题的能力。课程设计中碰到的挫折，有助于养成良好的学习习惯、严谨的工作作风。通过此课程设计的汇编语言练习，可以熟悉汇编语言的寻址方式和指令系统，BIOS和 DOS 系统功能调用，程序设计方法并熟悉
6、汇编的编程环境。1.2 设计要求设计内容：采用汇编语言设计一个在屏幕中央以字符显示一矩形，并以& 和将矩型内部从左到右，由上到下填满；然后再按相反的次序消失的程序。按Q 退出程序设计要求：（1） 设计任务及要求分析（2） 方案比较及认证说明（3） 系统原理阐述（4） 软件设计课题需要说明：软件思想，流程图，源程序及程序注释（5） 调试记录及结果分析（6） 总结（7） 参考资料（8） 附录：芯片资料或程序清单，软件演示屏幕拷贝图或硬件实物图2武汉理工大学微机原理与接口技术课程设计说明书2 方案论证2.1 方案比较在设计过程中清屏函数中有不同的方式。方案一：运用 BIOS 功能的 7 号调用，程序
7、设计如下CLEARPROC NEARPUSH AXPUSH BXPUSH CXPUSH DXPUSH SIPUSH DIMOV AH,07;屏幕初始化或下卷MOV AL,25;下卷行数MOV BH,0F0H;卷入行属性MOV CH,0;左上角行号MOV CL,0;左上角列号MOV DH,24; 右下角行号MOV DL,79;右下角列号INT 10HPOP DIPOP SIPOP DXPOP CXPOP BXPOP AXRETCLEARENDP3武汉理工大学微机原理与接口技术课程设计说明书在本程序中，使用的寄存器较多，操作较为复杂。但是清屏时可以将DOS 窗口背景改为白色，这便于截图与报告的撰写
8、。方案二：运用 BIOS 功能的 6 号调用，程序设计如下CLEAR PROC NEARMOV AH,06HMOV AL,0MOV CH,0MOV CL,0MOV DH,24MOV DL,79MOV BH,07HINT 10HRETCLEAR ENDP这个程序操作起来相对简单，但是只能让屏幕背景为黑色。在设计过程中字符的显示有2 中不同的方式。方案一：运用 DOS 功能的 2 号调用，程序的设计如下MAROW,COLUME;MA 是个宏定义光标位置MOV AH,02HMOV DL, INT 21H在本程序中，它无法设置字符的属性，同时还会在下个坐标位置显示光标，影响光看者的视觉享受。但是显示方
9、式很简洁很直观很容易记忆理解，若要配合背景为白色，选择该方案为好。4武汉理工大学微机原理与接口技术课程设计说明书方案二：运用 BIOS 功能的 9 号调用，程序设计如下CALL CURSOR；调用光标设置子程序MOV AL,23HMOV BL,0BHPUSH CX；CX 进栈MOV CX,1MOV AH,09HINT 10HPOP CX；CX 出栈这个程序它的功能更加完备，更能实现霓虹灯的颜色变化显示效果，但是设计起来占用寄存器较多，略微复杂点， ，其设置的背景只能为黑色。2.2 方案选择从上面的分析比较，清屏函数方案一和显示字符方案一搭配起来的可行性和实际达到的效果更好。所以选择清屏函数方案
10、一和显示字符方案一来实现霓虹灯的功能5武汉理工大学微机原理与接口技术课程设计说明书3 系统原理阐述3.1 设计思路(1) 执行程序时显示一个欢迎界面，提示按大写 S 键进入显示界面(2) 执行程序这部分程序运用的主要原理是先在屏幕上显示个字符（）号，再执行循环，语句显示一行 ( 列) （）字符。利用像这样的原理实现矩形框的完成和内部的填充。至于反向消失部分，用空格代替想要显示的字符，反向执行循环，就可以实现字符的消失了。(3) 霓虹灯显示完毕，提示输入 Q退出界面。3.2 程序中的 BIOS 和 DOS功能调用3.2.1 BIOS 功能调用(1) 设置光标位置（ 2 号功能）入口参数： AH=
11、2 （功能号），BH=页号， DH= 行号， DL= 列号。出口参数：无。根据DX 确定了光标位置。(2) 初始窗口或向上滚动（ 6 号功能）入口参数： AH=6 ，AL= 上滚行数， CX=上滚窗口左上角的行、列号。 DX= 上滚窗口右下角的行、列号。 BH= 空白行的属性。出口参数：无。当滚动后，底部为空白输入行(3) 初始窗口或向下滚动（ 7 号功能）入口参数： AH=7 ，AL= 下滚行数， CX=下滚窗口左上角的行、列号。 DX= 下滚窗口右下角的行、列号。 BH= 空白行的属性。出口参数：无。当滚动后，顶部为空白输入行。(4) 在当前光标位置写字符和属性（ 9 号功能）入口参数：
12、AH=9 ，BH= 页号，AL= 字符的 ASCII 码，BL= 字符属性， CX= 写入字符数。出口参数：无。6武汉理工大学微机原理与接口技术课程设计说明书3.2.2 DOS 功能调用(1) 键盘输入一个字符并回显（ 1 号功能）输入参数无，返回结果 AL 字符(2) 显示字符串，光标跟谁字符串移动（ 9 号功能） DS:DX 待显字符串的首地址字符串以 $结尾。(3) 显示一个字符，光标跟随字符移动（ 2 号功能） DL= 待显字符的 ASCII 码，无返回结果。3.3. 程序模块(1) 宏定义光标位置MA MACRO OP1,OP2;宏定义光标位置PUSH AX;现场保护PUSH BXM
13、OV AH,02HMOV BH,0;页号MOV DH,OP1;行号MOV DL,OP2;列号INT 10HPOP BXPOP AXENDM这个子程序的重点是设计光标所在页、行、列及其现场保护。使用了BIOS 功能调用设置光标的位置。(2) 清屏子程序CLEARPROC NEAR;清屏PUSH AXPUSH BXPUSH CX7武汉理工大学微机原理与接口技术课程设计说明书PUSH DXPUSH SIPUSH DIMOV AH,07;屏幕初始化或下卷MOV AL,25;下卷行数MOV BH,0F0H; 卷入行属性MOV CH,0; 左上角行号MOV CL,0;左上角列号MOV DH,24; 右下角
14、行号MOV DL,79;右下角列号INT 10HPOP DIPOP SIPOP DXPOP CXPOP BXPOP AXRETCLEARENDP初始化窗口， AL=0 表示全屏滚动， CH=滚动窗口左上角行号， CL= 滚动窗口左上角列号， DH=滚动窗口右下角行号， DL= 滚动窗口右下角列号， BH= 滚入行的属性。(3) 光标的设置CURSOR PROC NEAR;光标的设置MOV AH,02HMOV BH,0MOVDH,ROW;设置行MOVDL,COLUME;设置列INT 10HRET8武汉理工大学微机原理与接口技术课程设计说明书CURSOR ENDP光标位置的设置，这个子程序与宏定义
15、光标位置类似只是运用有些不同。(4) 延时子程序DELAY1PROCNEARPUSHCXPUSHDXMOVDX,100D3:MOVCX,65530D4:LOOPD4DECDXJNZD3POPDXPOPCXRETDELAY1ENDP这个子程序写法的关键是现场保护（即进栈出栈），内外两个循环的设计。延时程序的主要目的是可以让我们清楚的看到字符在屏幕上的显示过程。9武汉理工大学微机原理与接口技术课程设计说明书4. 软件思想与流程图4.1 程序功能描述程序开始，进行清屏，显示欢迎界面。按键输入，如果输入S 就执行霓虹灯模拟显示在屏幕中央以字符显示一矩形，并以和将矩型内部从左到右，由上到下填满；然后再按
16、相反的次序消失的程序，否则就继续等待输入。霓虹灯模拟显示程序执行完后，显示退出提示，等待Q 的输入，如果输入为Q 就退出程序，否则就继续等待输入。4.2 流程图程序开始先定义各个端，做好准备工作。进入主程序后，先调用CLEAR 清屏子函数进行清屏，然后运用DOS 的 2 号调用显示处预先定义好的输出提示界面，等待字符的输入。若输入字符则检测是否为S，若是则进入下一界面，否则继续等待。程序主流程图开始部分如图1 所示。开始清屏输出提示界面N输入字符输入是否为SYA图 1 程序开始部分流程图10武汉理工大学微机原理与接口技术课程设计说明书然后用 符号布矩形框的左竖行，先确定起始位置，填充一个后，行
17、数自减1，检测行变量是否为0，不为零继续填充，否则换其它行。如程序A B 段所示。同理可设计出布矩形框的其它行。程序中布矩形边框的程序流程图如图2 所示。ABCDROW=24 ROW=0 ROW=0 ROW=24 COLUSE=14 COLUSE=14 COLUSE=63 COLUSE=63调用MA ROW,COLUSE调用MAROW,COLUSE调用MA ROW,COLUSENN 调用MA ROW,COLUSEN填充然后延时N填充然后延时填充然后延时填充然后延时ROW自减1COLUME自加1ROW自加1COLUME自减1ROW是否0？为COLUME是否63为？ROW是否24为？COLUME是
18、否14为？YYYYBCDE图 2 布矩形边框程序流程图11武汉理工大学微机原理与接口技术课程设计说明书边框布好后，用 和* 交叉填满矩形框内部。 在这里根据题目要求，在奇数行先填充再填充 * 然后依次交替填满一行，偶数行时先填充* 再填充 依次交替填满一行，这样奇偶行交替直到填满整个矩形框，这样就可以达到整体上的交替填满。内部填充程序流程图如图 3 所示。EF起始行COUNT1=1起始列COUNT=15起始列COUNT=15调用MA COUNT1,COUNT填充* 然后延时调用MA COUNT1,COUNTCOUNT自加1填充然后延时自加调用MA COUNT1,COUNT1NCOUNT填充然后
19、延时NN调用MA COUNT1,COUNTCOUNT自加1填充*然后延时COUNT自加1COUNT是否为63？YCOUNT是否为63？YCOUNT1自加1COUNT1自加1COUNT1是否为24？COUNT1是否为24？YYGNF图 3 内部填充程序流程图12武汉理工大学微机原理与接口技术课程设计说明书内部填充满后， 自动反向消失内部填充的内容。这里使用空格代替 或者 * 填充再矩形框内部以实现内部反向消失。内部反向消失程序流程图如图4 所示。G起始行 COUNT1=23起始列 COUNT=62调用 MA COUNT1,COUNT填充空格然后延时NCOUNT自减 1NCOUNT是否为 14？Y
20、COUNT1自减 1COUNT1是否为 0？YH图 4 内部反向消失程序流程图内部反向消失后，开始消失矩形边框，首先设定起始位置，将该位置的字符替换为空格后移动光标一个单位，判断一行是否结束，结束后反向消失下一行，否则继续。边框的反向消失程序流程图如图 5 所示。13武汉理工大学微机原理与接口技术课程设计说明书HIJKCL=1CL=14CL=24CL=63调用MA CL,14调用MA 24,CL调用MA CL,63调用MA 0,CL填充空格然后延时填充空格然后延时 填充空格然后延时填充空格然后延时自加NNNCL自加1NCL 1自减自减CL 1CL 1CL是否为24？CL是否为63？CL是否为0
21、？CL是否为13？YYYYIJKL图 5 边框反向消失程序流程图最后显示退出提示界面。若有字符输入，检测是否为Q，不为 Q 则清屏，然后继续显示该提示界面；否则退出程序。该段程序流程图如图6 所示。L提示输入Q退出界面N输入字符是否为 QY结束图 6 程序退出界面流程图14武汉理工大学微机原理与接口技术课程设计说明书5. 调试记录及结果分析5.1调试过程调试过程主要由编辑、汇编、链接和执行等几个步骤组成。(1) 源程序的编辑：编辑好汇编语言源程序后，保存为 .asm 文件。(2) 源程序的汇编：调用汇编程序对源程序进行翻译，生成.OBJ 的目标文件。在汇编过程中，源程序有错误生不成目标文件，经
22、过多次修改最终生成目标文件。(3) 目标程序的连接：调用链接程序（ LINK ）将用户目标程序和库文件进行链接、定位，生成 .EXE 可执行文件。(4) 调试可执行程序：刚开始可执行程序运行之后没有得到预想的结果，又重新检查源程序的算法错误，重新编辑、汇编、链接和执行，得到了预想的结果。5.2 结果记录经过很多次调试，分析修改完善，终于得到正确调试结果。(1) 执行程序时，提示进入界面如下 ;图 7 欢迎提示界面(2) 输 S 后，程序执行过程中，在屏幕上显示矩形框及填充如下：15武汉理工大学微机原理与接口技术课程设计说明书图 8 布矩形框图 9 填充矩形框内部(3) 程序执行过程中反向消失矩
23、形框填充的 &字符的截屏如下图：图 10 反向消失矩形框内部16武汉理工大学微机原理与接口技术课程设计说明书(4) 提示输 Q退出界面如下 :图 11 退出提示界面由以上调试得到的图形可知，调试结果与预期结果是一致的，程序可实现预期的功能。5.3 调试中出现的问题及解决方法问题 1：寄存器不够用怎么办？解决方法：这是由于程序结构复杂，使用了太多寄存器，可以定义外部变量来解决。具体到我的程序里，在程序的开头定义了 ROW、COLUME 、COUNT 、COUNT1 、CT 五个变量，在程序编写过程中，变量的变化，可以代替寄存器的功能。问题 2：寄存器值变化多端怎么办？解决方法：使用堆栈进行现场保
24、护。使用时特别是编写清屏子函数，宏定义光标位置子函数是进行寄存器的堆栈保护，这时应注意 push,pop 的成对使用，不要遗忘 pop 同时还要注意堆栈的先入后出的规律。17武汉理工大学微机原理与接口技术课程设计说明书6. 心得体会通过这次的课程设计，让我对汇编有了更进一步的认识，加强了我用汇编语言编程的能力。汇编语言程序设计是一门很抽象的学科，学起来也比较乏味。一开始学的时候感觉很难，也没什么兴趣。但随着学习的推进，以及上机编程，逐渐感到轻松。在这次课程设计中，让我更加熟悉了汇编语言的一些基本的指令；掌握了汇编语言的一些基本的中断调用功能，可以用汇编语言调用各种中断调用功能。在设计过程中，
25、不断对程序进行修改、 改进，增强了自己分析问题、 解决问题的能力；在不断的调试中，也让自己发现了自己存在的一些错误以及一些调试时应注意的问题，同时也更深的理解了寄存器、 存储器等工作原理以及一些指令执行后对它们的改变， 例如 INT 指令会改变 AL 的值，在编程时应注意这方面的问题。这次的汇编课程设计，我的题目是霓虹灯的模拟显示。虽然在设计过程中遇到了不少问题，比如运行界面出现乱码、字符不是出现在预期位置等等问题，但在不断的修改和尝试中慢慢地解决这些问题，心里也有一种莫名的喜悦之感，正是这种感觉，使我对这门课产生了更加浓厚的兴趣，对本次课程设计更加用心和认真。这次向老师问了两次，向同学请教过
26、很多问题，使我的基础知识更加牢靠。其实很早我就把程序写好了，不过很烂，后来经过几天的修改调试最终达到了自己觉得还过得去的要求在编程过程中我对汇编的一些工具进行了尝试，从 MASM 的 EDIT 集成汇编运行环境，最终我在“ MF2KI ”软件下完成了我的编程工作，该软件可以标识汇编关键字，从而利于编写与调试。总之，这次课程设计我锻炼了动手能力，熟悉了汇编的编程环境，并巩固了课程相关知识，收益很多。实践出真知，在课程设计中不忘在小处创新，希望在下一次课程设计中能有更大的突破！18武汉理工大学微机原理与接口技术课程设计说明书7. 参考文献1 汤书森 . 微机原理接口技术实验于实践教程 . 北京：清
27、华大学出版社 ,20082 余朝琨 . IBM-PC汇编语言程序设计 . 北京：机械工业出版社 . 20083 宋江 . 微机原理与接口技术 . 北京：机械工业出版社 . 20054 金泉涌 . 微型计算机应用经验汇编 . 北京：清华大学出版社， 20075 沈美玲 . IBM-PC汇编语言程序设计 . 北京：清华大学出版社， 19936 吴耿峰 . 十六位微型计算机原理接口及应用 . 北京：高等教育出版 .20047 戴梅萼 . 微型计算机技术与应用 . 北京：清华大学出版社 . 19928 罗省贤汇编语言程序设计教程 北京：电子工业出版社， 20049 吴向军汇编语言程序设计 北京：高等教
28、育出版社 ,200819武汉理工大学微机原理与接口技术课程设计说明书8. 附录 源程序清单源程序清单：;-;程序 : “霓虹灯 ”模拟显示;功能 :;在屏幕中央以 字符显示一矩型，并以 * 及 将矩型内部交叉填满 ; ;然后再按相反的次序消失。按 Q退出程序 ; ;作者 :李志强;时间 :2013/01/07;-MA MACRO OP1,OP2; 宏定义光标位置PUSH AX;PUSH BXMOV AH,02HMOV BH,0; 页号MOV DH,OP1;行MOV DL,OP2;列INT 10HPOP BXPOP AXENDMSTACK SEGMENT PARA STACK Stack;定义堆
29、栈段STACK ENDS20武汉理工大学微机原理与接口技术课程设计说明书DATASEG SEGMENT PARA Data;定义数据段ROWDB?COLUME DB?COUNTDB?COUNT1 DB?CTDB?MENU DB *,0dh,0ahDB *,0dh,0ahDB *welcomeyou !*,0dh,0ahDB *,0dh,0ahDB *programme of displalying neon lamp*,0dh,0ahDB *,0dh,0ahDB *please press S to enter*,0dh,0ahDB *and then press Q to exit ! *,0dh,0ahDB *MADE BYLi Zhiqiang*,0dh,0ahDB *$BUF DBpress Q to exit ! $DATASEGENDSCODESEG SEGMENT PARA Code;定义代码段ASSUME SS:STACK,DS:DATASEG,CS:CODESEG