Сушкин И.Н. Вычислительная техника и информационные технологии

126

Alt-V Вызывает меню View

Alt-W Вызывает меню Window

Alt-X Осуществляет выход из отладчика и возврат в DOS

Ctrl-F2 Завершает сеанс отладки и устанавливает программу в ис-

ходное состояние

Ctrl-F4 Вычисляет значение выражения

Ctrl-F5 Инициирует перемещение или изменение размера окна

Ctrl-F7 Заносит переменную в окно слежения

Ctrl-F8 Переключает точку останова в текущей позиции курсора

Ctrl-F9 Запускает программу

Ctrl-F10 Вызывает локальное меню окна

Ctrl-Стрелка вправо Смещает начальный адрес в подокне кода, данных

или стека окна процессора на 1 байт вверх

Ctrl-Стрелка влево Смещает начальный адрес в подокне кода, данных

или стека окна процессора на 1 байт вниз

Ctrl-A Перемещение к предыдущему слову

Ctrl-G Осуществляется ввод ячейки памяти, данные которой не-

обходимо посмотреть, например Ctrl-G DS:SI

Ctrl-C Скроллинг на один экран вниз

Ctrl-D В окне данных позволяет преобразовать данные в любой из

форматов, например,

DOUBLE восьми байтовый вещественный формат

Рис. 24. Активные клавиши Turbo Debugger

Изучив выше приведённый материал, перейдём к непосредственному

выполнению лабораторной работы. Ниже на рис. 25 и 26 приведены два ва-

рианта программ. По указанию преподавателя каждый студент должен вве-

сти одну из этих программ в компьютер и пройти все этапы отладки. Пока

можно не вникать в суть программы, ваша задача – «выловить» все ошибки в

процессе ассемблирования и при отладке. Введите некоторые ошибки искус-

ственно и проверьте реакцию на них программы – ассемблер. Эта программа

поможет отследить синтаксические промахи, но не логические ошибки. Их

найти можно с помощью описанного отладчика. Войдите в окно Turbo de-

bugger и полностью разберитесь с его компонентами. Поработайте с актив-

ными клавишами. Полученные навыки позволят вам быстро отладить сле-

дующие программы. Смело приступайте, успехов!

;Переписать во второй массив из первого, состоящего из

10 чисел, ;числа, равные первому. В рег BL записать

их количество.

127

cseg segment 'code'

assume cs:cseg, ds:dseg, es:dseg, ss:dseg

.386

.387

begin: mov ax,dseg

mov ds,ax

mov es,ax

mov ss,ax

;---------------------------------------

mov si,offset mas1

mov di,offset mas2

mov cx,09h

mov bl,01h

mov al,[si]

mov [di],al

inc di

M1: inc si

cmp al,[si]

jz M2

loop M1

jmp M3

M2: mov ah,[si]

mov [di],ah

inc bl

inc di

loop M1

M3: mov ax,4c00h

int 21h

cseg ends

; -------------------------

dseg segment use16

mas1 db

22h,33h,44h,22h,55h,66h,22h,77h,88h,99h

mas2 db 10 dup(?)

db 64h dup(?)

stekn label word

dseg ends

end begin

Рис. 25. Демонстрационная программа №1

;Сложить два пятибайтных двоичных числа.

;результат поместить в отдельный массив

128

CSEG SEGMENT 'CODE'

ASSUME CS:CSEG,DS:DSEG,ES:DSEG,SS:DSEG

.386 ;доступны привелигированные команды для

80386

.387 ;команды для более поздних процессоров

не используются

MAIN PROC NEAR; начало процедуры MAIN с ближним ука-

зателем near

ORG 00h ;определяет адрес размещения команд или

данных

TTTR :

;------------------

MOV AX,DSEG

MOV DS,AX

MOV ES,AX

MOV SS,AX

MOV SP,OFFSET STEKN ;оператор смещения

PUSHAD

;-------тело программы------------------

MOV SI,OFFSET SLAG1

MOV DI,OFFSET SLAG2

MOV BX,OFFSET SUM

MOV CX,05H

M1: MOV AL,[SI]

CLC

ADC AL,[DI]

INC SI

INC DI

MOV [BX],AL

INC BX

LOOP M1

ADC byte ptr [BX],00

;----------------------------------------

POPAD

MOV AX,4C00h

INT 21h

CSEG ENDS

DSEG SEGMENT USE16

SLAG1 DB 10h,21h,24h,30h,0aah

SLAG2 DB 94h,15h,0A6h,0F7h,0E2h

SUM DB 6 DUP(0)

DW 100h DUP(?)

STEKN LABEL WORD

129

DSEG ENDS

MAIN ENDP ;конец процедуры

END TTTR

Рис. 26. Демонстрационная программа №2

Варианты заданий на лабораторную работу № 3

1. Сформировать массив их десяти однобайтных чисел. Переписать во

второй массив все нечётные числа. Их количество поместить в регистр

BL.

2. Сформировать массив из десяти двухбайтных чисел. Переписать во

второй массив все отрицательные числа.

3. Сформировать массив из десяти однобайтных чисел, все чётные пере-

писать в другой массив в обратном порядке.

4. Сформировать массив из десяти однобайтных чисел, найти среди них

числа, равные нулю, посчитать их количество и записать это число в

память после исходного массива.

5. Сформировать массив из десяти однобайтовых чисел, найти в нём ну-

левое число, все числа, оказавшиеся после него переписать в другой

массив.

6. Сформировать массив из 10 однобайтных чисел, все положительные

числа переписать на место первого массива.

7. Найти все ненулевые числа из массива, состоящего из десяти одно-

байтовых чисел, посчитать их количество и поместить это число на ме-

сто первого элемента исходного массива.

8. Найти в массиве, состоящем из десяти чисел, все нечётные и в то же

время отрицательные, переписать их в другой массив.

9. Создать массив из десяти чисел, найти в нём нулевое число, все числа,

стоящие после него, проверить на чётность и переписать в другой мас-

сив.

10. Создать массив из десяти однобайтовых чисел, найти в нём нулевое и

все числа, стоящие до него переписать в другой массив.

11. Сложить два пятибайтных шестнадцатеричных числа. Результат помес-

тить в отдельный шестибайтный массив. Проверить результат на чёт-

ность и, если он чётный, записать в регистр ВН единицу.

12. Сделать вычитание двух четырёхбайтных шестнадцатеричных чисел.

Результат поместить в отдельный массив. Проверить результат на знак

и, если результат отрицательный, произвести его инвертирование.

130

13. Сформировать массив из десяти двухбайтных чисел. Переписать во

второй массив все положительные числа, просуммировать их и резуль-

тат переписать на место первого массива.

14. Сформировать массив из десяти однобайтных чисел, найти минималь-

ное число, умножить его на такое же и поместить результат на место

первого массива.

15. Сформировать массив из десяти двухбайтных чисел. Найти номер мак-

симального числа, умножить его на это число и поместить результат в

регистр ВХ.

16. Сформировать массив из десяти однобайтных шестнадцатеричных чи-

сел, найти их сумму, умножить её на 4 и поместить её в память после

исходного массива.

17. Сформировать массив из десяти однобайтных чисел, каждое из чисел

умножить на 2, найти их сумму и поместить её в регистр DХ.

18. Сформировать массив из десяти чисел, найти разницу между макси-

мальным и минимальным числами, умножить её на 12 и поместить в

память.

19. Сформировать массив из десяти чисел, найти в нём отрицательные

числа, сложить их и найти абсолютное значение результата.

20. Написать программу сложения двух десятибайтных чисел с учётом

знака.

Разработать и отладить две программы по указанию преподавателя.

4. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

Изучение арифметического процессора

4.1. Общие положения

Вычислительные возможности современных однокристальных микро-

процессоров ограничены только арифметическими операциями. Реализация

расширенных форматов данных и систем команд в однокристальных микро-

процессорах ведет к их чрезмерному усложнению и трудности в программи-

ровании. Программная реализация сложных команд на микропрограммном

уровне ведет к значительному снижению быстродействия микропроцессора.

В сложившейся ситуации наибольшее распространение получил прин-

цип специализации, который применяется в процессорах средних и больших

компьютеров. Суть его заключается в разработке вспомогательных процес-

сорных модулей со своими системами команд, ориентированных на конкрет-

ные прикладные области: процессор арифметики с плавающей точкой, про-

цессор символьных данных, процессор ввода-вывода и др. Такие вспомога-

тельные процессоры работают под общим управлением центрального (глав-

131

ного) процессора и обычно разделяют с ним основную память. Специализа-

ция позволяет достичь очень высокого быстродействия.

Структурная схема арифметического сопроцессора и его взаимодейст-

вие с центральным процессором было рассмотрено в курсе лекций, поэтому

перейдём непосредственно к системе команд. Изучая систему команд и при-

ступая к программированию, обязательно необходимо прочитать соответст-

вующие разделы. Напомним только, что сопроцессор подключается к сис-

темной шине параллельно центральному процессору. Сопроцессор не имеет

своей отдельной программы и не может считывать команды из памяти, но

может обращаться к памяти для записи и считывания данных, запрашивая

для этого шину центрального процессора. Кроме того, сопроцессор контро-

лирует системную шину и может «перехватить» адреса и данные при обра-

щении к памяти центрального процессора. Таким образом, программа оказы-

вается смесью команд центрального процессора и сопроцессора, причем счи-

тывание команд из памяти осуществляет только центральный процессор.

4.2. Примеры программ с использованием

арифметического сопроцессора

Суммирование элементов массива. Предположим, что необходимо

произвести суммирование элементов массива. Если число элементов массива

равно N, результат поместить в ячейку памяти.

_TEXT SEGMENT PARA

ASSUME CS:_TEXT,DS:_DATA

.386

.387

;----------------------------------------------------

exampl PROC NEAR

TTTR: MOV AX,_DATA

MOV DS,AX

;------ тело программы ------------

FINIT ; инициализация сопроцессора.

MOV CX,N ; организовать счетчик.

JCXZ ESCAPE ; проверка длины массива.

FLDZ ; загрузка нуля в вершину стека.

XOR SI,SI ; обнуление смещения в массиве.

M1: FADD QWORD PTR ARRAY[SI] ; прибавить текущий

; элемент массива.

ADD SI,8 ; смещение индекса массива.

LOOP M1

FSTP SUM ; сохранение результата в памяти.

ESCAPE: MOV AX,4C00H

132

INT 21H ; выход в DOS.

exampl ENDP

_TEXT ENDS

_DATA SEGMENT USE16

N DW 6

ARRAY DQ 5.65e-2, 2.546, 8.0e2, 23.0, 67.87e-4, 5.0

SUM DQ ?

_DATA ENDS

END TTTR

Рис. 27. Программа суммирования элементов массива

В данной программе используются четыре команды сопроцессора. Ко-

манда FINIT инициализирует сопроцессор и очищает регистры сопроцессора.

Для включения в стек нуля используется команда FLDZ, подготавливая ST(0)

к накоплению суммы элементов.Команда FADD прибавляет к ST(0) текущий

элемент массива. Указатель типа QWORD PTR и мнемоника FADD означа-

ют, что операндом является число с плавающей точкой в длинном вещест-

венном формате(8 байтов). После передачи числа в сопроцессор операнд

преобразуется во временный вещественный формат и прибавляется к ST(0).

Наконец, команда FSTP при выходе из цикла записывает в ячейку SUM на-

копленную сумму. Буква P в мнемонике FSTP показывает, что после выдачи

в память содержимого ST(0) производится извлечение из стека. После вы-

полнения программы стек сопроцессора пуст.

Пример программы с использованием тригонометрических функций приве-

дён на рис. 28.

Найти значение функции

[xsin]

y = . Диапазон изменения числа x от –∞

до +∞, ]x[ – дробная часть от числа x. В точках неопределенности функции

записать в MAS1 значение нуля.

_TEXT SEGMENT PARA

ASSUME CS:_TEXT,DS:_DATA

.386

.387

;----------------------------------------------------

exampl PROC NEAR

TTTR: MOV AX,_DATA

MOV DS,AX

;------ тело программы ------------

FINIT ; инициализация сопроцессора.

MOV CX,N ; организовать счетчик.

JCXZ ESCAPE ; проверка длины массива.

133

XOR SI,SI ; обнуление смещения в массиве.

FSTCW STATUS ; чтение слова управления.

OR STATUS,0C00H ; маскирование RC = 11.

FLDCW STATUS ; загрузка слова управления.

M1:

FLD QWORD PTR MAS[SI] ; загрузить текущий элемент.

FTST ; проверка на ноль.

FSTSW AX

AND AH,01000000B ; выделение флага С3.

JNZ M2 ; если С3=1, тогда перейти на М2.

FLD ST ; копирование вершины стека.

FRNDINT ; нахождение целой части числа.

FSUB ; нахождение дробной части числа.

FSIN

FDIV QWORD PTR MAS[SI]

M2: FSTP QWORD PTR MAS1[SI]

ADD SI,8 ; смещение индекса массива.

LOOP M1

ESCAPE:

MOV AX,4C00H

INT 21H

exampl ENDP

_TEXT ENDS

_DATA SEGMENT USE16

N DW 6

MAS DQ 5.6545e3, 2.5465, 8.764e2, 0.0, 67.87e-4, 0.01

MAS1 DQ 6 DUP(0)

STATUS DW ?

_DATA ENDS

END TTTR

Рис. 28.Программа с использованием тригонометрических функций

Варианты заданий к лабораторной работе № 4

Каждому студенту необходимо разработать и отладить два варианта

программ.

В соответствии с приведенными формулами написать программу вы-

числения значений функции. Диапазон изменения числа x от – ∞ до + ∞, ]x[ –

дробная часть от числа x. В точках неопределенности функции записать в ре-

зультирующий массив значение нуля. Количеством значений в исходном

массиве N задаться самостоятельно (не менее 10 значений).

134













−

[x]

где: i = 1, 2, …, N.

2. )x(tg

[x]x

−

= где: i = 1, 2, …, N.

)[x]sin(

y = где: i = 1, 2, …, N.

)[x]sin(

)x(ctq

= где: i = 1, 2, …, N.

)[x]lg(

где: i = 1, 2, …, N.

)[x]ln(

)[x](ctg

= где: i = 0, 1, 2, …, N.

zy = где -∞ < Z < +∞ где: i = 0, 1, 2, …, N. Необходимо учесть, что от-

рицательные значения можно возводить только в целую степень.

)x(log

)[x](

где: i = 0, 1, 2, …, N.

[x]

)[x]arcsin(

= где: i = 0, 1, 2, …, N.

10.

)[x]arccos(

= где: i = 0, 1, 2, …, N.

11.

)xsin(

)x(arcctg

= где: i = 0, 1, 2, …, N.

12.

[x]cos

[x]sin

[x]cos

[xsin]

−+−= где: i = 0, 1, 2, …, N.

13.

ii2i3i4i

xxxxxy

−

+−+−= где: i = 0, 1, 2, …, N.

14.

(

)

10xctgy += где: i = 0, 1, 2, …, N.

15.

(

)

(

)

[x]sin

[x]logy += где: i = 0, 1, 2, …, N.

135

16.

(

)

)xsin(

[x]cos

!iy

+= где: i = 0, 1, 2, …, N.

17.

−

−=

где: i = 0, 1, 2, …, N.

18.

(

)

[x]

xlg

+= где: i = 0, 1, 2, …, N.

19.

−

где: i = 1, 2, …, N,

.1y

20.

1ii

)x(ctg

−

+= где: i = 1, 2, …, N,

.1y

5. Составление и отладка программ

на микроконтроллере МК51

ВВЕДЕНИЕ В PROVIEW

ProView фирмы Franklin Software Inc. – интегрированная среда разработки

программного обеспечения для однокристальных микроконтроллеров семей-

ства Intel 8051 и его клонов. Она включает в себя всё, что нужно для созда-

ния, редактирования, компиляции, трансляции, компоновки, загрузки и от-

ладки программ:

1. стандартный интерфейс Windows,

2. полнофункциональный редактор исходных текстов с выделением син-

таксических элементов цветом,

3. организатор проекта,

4. транслятор с языка C,

5. ассемблер,

6. отладчик,

7. встроенную справочную систему.

Среда разработки подобна Visual C++ Microsoft и Borland C++ для Windows.

Пользователи, знакомые с любым из этих изделий, будут чувствовать себя в

ProView, как дома.

Первый этап разработки программы – запись её исходного текста на каком-

либо языке программирования.

Затем производится компиляция или трансляция его в коды из системы ко-

манд микроконтроллера, используя транслятор или ассемблер. Трансляторы

и ассемблеры – прикладные программы, которые интерпретируют текстовый

файл, содержащий исходный текст программы, и создают объектные файлы,

содержащие объектный код.

Сушкин И.Н. Вычислительная техника и информационные технологии

Подождите немного. Документ загружается.