Операнд может быть опущен, если программа не предназначена для выполнения (если программа должна быть скомпонована с другим главным модулем).

– Директивы определения данных. Для определения элементов данных имеются следующие директивы: DB (байт), DW (слово), DD (двойное слово), DQ (учетверенное слово), DT (десять байт).

Выражение может содержать константу:

При неопределенных значениях ставится знак вопроса:

Выражение может содержать несколько констант:

При этом ссылка по имени FJ1 указывает на первую константу, 11, по FJ1+1 – на вторую, 14. Например, команда MOV AL, FJ1+ загружает в регистр AL число 42 (2AH).

Допустимо повторение константы:

DW 10 DUP(?); Десять неопределенных слов DB 5 DUP(42); Пять байт, содержащих 2АН.

Директива EQU. Определяет значение, которое можно использовать в других командах.

Теперь, в какой бы команде или директиве ни использовалось слово TIM, ассемблер подставит вместо него значение 10. Так при выполнении команды MOV CX, TIM в регистр CX будет занесено число 10.

Прерывания BIOS и DOS Для выполнения ввода и вывода используется команда INT (прерывание). Существуют разные способы, позволяющие указать системе, какие действия и на каком устройстве необходимо их выполнить.

Все необходимые экранные и клавиатурные операции можно выполнять с помощью команды INT 10H, которая передает управление непосредственно в BIOS (Basic Input/Output System). BIOS находится в ROM и управляет всеми прерываниями в системе. Для выполнения некоторых более сложных операций используется прерывание INT 21H, которое сначала передает управление в DOS.

Основные прерывания BIOS:

– INT 05H – печать экрана. Выполняет вывод содержимого экрана на печатающее устройство.

– INT 10H – обеспечивает экранные и клавиатурные операции.

– INT 11H – определяет наличие различных устройств в системе и результат помещает в АХ.

– INT 12H – запрос размера физической памяти. Помещает в АХ размер памяти в килобайтах, например 200Н соответствует 512Кбайт.

– INT 13H – обеспечивает операции ввода-вывода для дискет и винчестера.

– INT 14H – обеспечивает последовательный ввод-вывод через порт RS232. Регистр DX должен содержать номер 0 или 1 адаптера стыка RS232. Регистр АН определяет направление передачи информации.

– INT 15H – обеспечивает операции ввода-вывода для кассетного магнитофона.

– INT 16H – ввод с клавиатуры.

– INT 17H – вывод на принтер.

– INT 18H – вызывает интерпретатор с языка Бейсик, находящийся в ROM.

– INT 19H – перезапуск системы.

– INT 1АН – запрос и установка текущего времени и даты.

Основным прерыванием является INT 10H. Рассмотрим примеры использования этого прерывания для управления экраном дисплея. В регистре АН устанавливается код, определяющий функции прерывания. АН=0: Установка режима. Переключает монитор в текстовый или графический режим.

Содержимое регистра AL может быть следующим:

00 – 40х25 черно-белый текстовый режим 01 – 40х25 стандартный 16-цветовый текстовый режим 02 – 80х25 черно-белый текстовый режим 03 – 80х25 стандартный 16-цветовый текстовый режим 04 – 320х200 стандартный 4-цветовый графический 05 – 320х200 черно-белый графический режим 06 – 640х200 черно-белый графический режим 07 – 80х25 черно-белый стандартный монохромный 0D – 320х200 16-цветовый графический режим (EGA) 0E – 640х200 16-цветовый графический режим (EGA) 0F – 640х350 черно-белый графический режим (EGA) 10 – 640х350 64-цветовый графический режим (EGA) Установка стандартного 16-цветового текстового режима выполняется следующим образом:

Применив прерывание INT 11H можно определить режим монитора. В регистре АХ 5 и 4 биты указывают на видеорежим:

01 – 40х25 черно-белый режим в цветном адаптере 10 – 80х25 черно-белый режим в цветном адаптере 11 – 80х25 черно-белый режим в черно-белом адаптере.

АН=01: Установка размера курсора. Можно установить любой размер курсора по вертикали: от 0 до 13 для монохромных и EGAмониторов и от 0 до 7 для большинства цветных мониторов.

MOV AH,01 ;Установить размер курсора MOV CH,00 ;Верхняя линия сканирования MOV CL,13 ;Нижняя линия сканирования INT 10H ;Вызвать BIOS AH=02: Установка позиции курсора.

AH=03: Определение положения курсора.

Пример: MOV AH, После выполнения этих команд в регистре DH будет находиться номер строки, в регистре DL – номер столбца. В регистре СН – верхняя линия сканирования, а в регистре CL – нижняя линия сканирования.

АН=04: Используется в графическом режиме для определения положения светового пера.

АН=05: Выбор активной страницы. В текстовом режиме с форматом экрана 80х25 может быть 4 страницы (0–3), а при 40х25 – 8 страниц (0–7).

Пример: MOV AH, АН=06: Прокрутка экрана вверх. В текстовом режиме установка в регистре AL значения 00 приводит к полной прокрутке вверх всего экрана, очищая его пробелами. Установка ненулевого значения в регистре AL определяет количество строк прокрутки экрана вверх.

Верхние строки уходят с экрана, а чистые строки вводятся снизу.

Прокрутка экрана на одну строку имеет вид:

MOV AX,0601H MOV BH,07 ; Атрибут: нормальный, черно-белый MOV DX,184FH ; до 24,79 (весь экран) Регистр ВН содержит атрибут для нормального или инвертированного отображения, мигания, установки цвета и т. д. Байт-атрибут имеет следующий вид:

Буквы RGB соответствуют битовым позициям, управляющим соответственно красным, зеленым и синим лучом монитора.

Некоторые атрибуты приведены ниже:

– 00Н – неотображаемый (для паролей), – 07Н – белый по черному, нормальный, – 87Н – белый по черному, мигание, – 0FH – белый по черному, яркий, – 70Н – черный по белому, инверсия, – F0H – черный по белому, инверсия, мигающий.

АН=07: Прокрутка экрана вниз. Назначение регистров аналогично прокрутке вверх.

АН=08: Чтение атрибута/символа в текущей позиции курсора. В регистре ВН указывается страница. Функция заносит в AL значение символа, а в регистр АН – его атрибут.

АН=09: Вывод атрибута/символа в текущую позицию курсора.

Пример вывода на экран пяти мигающих «сердечек» выглядит так:

MOV AL,03H ;Черви (карточная масть) MOV BL,F0H ;Мигание, инверсия MOV CX,05 ;Пять раз AH=0A: Вывод символа в текущую позицию курсора. В отличии от 09 эта функция не устанавливает атрибут. Пример:

MOV BH, страница MOV CX, повторение Управление цветом в текстовом режиме. Три основных цвета – красный, зеленый и синий. Их можно комбинировать для получения восьми цветов. Используя два уровня яркости для каждого цвета можно получить 16 цветов: черный – 0000; синий – 0001; зеленый – 0010; голубой – 0011; красный – 0100; сиреневый – 0101; коричневый – 0110; белый – 0111; серый – 1000; ярко-синий – 1001; ярко-зеленый – 1010; ярко-голубой – 1011; ярко-красный – 1100; Ярко-сиреневый – 1101; желтый – 1110; ярко-белый – 1111.

Для установки цвета можно использовать в команде INT 10H функции АН=06, АН=07 и АН=09. Например, для вывода пяти звездочек ярко-зеленого цвета на ярко-сиреневом фоне возможна следующая программа:

MOV AH, MOV AL,’*’ MOV BL,DAH ;D- фон, А- цвет символов MOV CX,05 ;Количество символов Ввод с клавиатуры по команде BIOS INT 16H. Код в регистре АН обеспечивает следующие функции ввода:

АН=00: Чтение символа. Функция помещает в AL очередной ASCII-символ, введенный с клавиатуры, и устанавливает скан-код в регистре АН. Если нажата одна из специальных клавиш (F1), то в AL заносится 00.

АН=01: Определение наличия введенного символа. Функция сбрасывает флаг нуля, если имеется символ для чтения с клавиатуры.

Очередной символ и скан-код будут помещены в регистры AL и АН соответственно.

АН=02: Определение текущего состояния клавиатуры.

Клавиатура содержит три типа клавиш:

1. Символьные.

2. Функциональные: Home, End, Return, Del, Ins, PgUp, PgDn, 3. Управляющие.

Каждая клавиша имеет скан-код от 01Н до 53Н. Они позволяют определить, какая клавиша нажата. Для запроса на ввод одного символа с клавиатуры, необходимо в АН записать 00 и выполнить INT 16H.

Например, если будет нажата клавиша «А», клавиатура пошлет в компьютер два элемента информации:

1. ASCII-код символа А(41Н) в регистр AL.

2. Скан-код для клавиши А(1ЕН) в регистр АН.

Если нажать функциональную клавишу, например, Ins, то клавиатура выполнит:

1. Нуль в регистр AL.

2. Скан-код для Ins(52H) в регистр АН.

Таким образом, если в регистре AL находится нуль, то была нажата функциональная клавиша, иначе получен код символьной клавиши. Пример такой проверки:

MOV AH, CMP AL,00 ;Функциональная клавиша?

Скан-коды некоторых клавиш:

Пример программы для установки курсора в строку 0 и столбец при нажатии Home:

MOV AH, CMP AL, JNE exit CMP AH,47H JNE exit MOV AH, MOV BH, MOV DX, Прерывания DOS Основным прерыванием является INT 21H. Код выполняемой функции заносится в регистр АН:

00 – завершение программы; 01 – ввод символа с клавиатуры с эхом на экран; 02 – вывод символа на экран; 03 – ввод символа из асинхронного коммуникационного канала; 04 – вывод символа на асинхронный коммуникационный канал; 05 – вывод символа на печать; 06 – прямой ввод с клавиатуры и вывод на экран; 07 – ввод с клавиатуры без эха и без проверки Ctrl/Break; 08 – ввод с клавиатуры без эха с проверкой Ctrl/Break; 09 – вывод строки символов на экран; 0А – ввод с клавиатуры с буферизацией; 0В – проверка наличия ввода с клавиатуры; 0С – очистка буфера ввода с клавиатуры и запрос на ввод; 0D – очистка диска; 0Е – установка текущего дисковода; 0F – открытие файла через блок управления файлом (FCB); 10 – закрытие файла через FCB; 11 – начальный поиск файла по шаблону;

12 – поиск следующего файла по шаблону; 13 – удаление файла с диска; 14 – последовательное чтение файла; 15 – последовательная запись файла; 16 – создание файла; 17 – переименование файла.; 18 – внутренняя операция DOS; 19 – определение текущего дисковода; 1А – установка области передачи данных; 1В – получение таблицы FAT для текущего дисковода; 1С – получение FAT для любого дисковода; 21 – чтение с диска с прямым доступом; 22 – запись на диск с прямым доступом; 23 – определение размеров файла; 24 – установка номера записи для прямого доступ; 25 – установка вектора прерывания; 26 – создание программного сегмента; 27 – чтение блока записей с прямым доступом; 28 – запись блока с прямым доступом; – преобразование имени файла во внутренние параметры; 2А – получение даты (СХ – год, DH – месяц, DL – день); 2В – установка даты;

2С – получение времени (СН – час, CL – мин, DH – с, DL – 1/100 с);

2D – установка времени.

Операции ввода-вывода в DOS при использовании прерывания INT 21H Код функции устанавливается в регистре АН:

АН=01: Ввод с клавиатуры с эхо-отображением. Функция заносит значение в регистр AL. Если содержимое AL не равно нулю, то оно представляет собой стандартный ASCII-символ (букву или цифру).

Если содержимое регистра равно нулю, то была нажата функциональная клавиша. Для определения скан-кода клавиш необходимо повторить вызов функции.

АН=02: Вывод символа. В регистр DL предварительно заносится код символа.

АН-08: Ввод с клавиатуры без эхо-отображения.

АН-0В: Проверка состояния клавиатуры. Если ввод с клавиатуры возможен, в AL заносится FF, иначе 00.

Вывод на экран в базовой версии DOS $ – ограничитель, определяет конец сообщения. Он может быть установлен в конце символьной строки, как показано в примере, или может задаваться следующим оператором: DB ‘$’ Ввод с клавиатуры в базовой версии DOS Пример: NAME LABEL BYTE ;Список параметров Здесь LABEL – директива с атрибутом BYTE. Т. е список параметров имеет байтовую структуру. Первый байт содержит максимальную длину вводимых данных, возможное максимальное значение – FF.

Второй байт служит для занесения в него действительного числа введенных символов. Начиная с третьего байта, располагаются введенные символы. Команда INT ожидает, пока пользователь не введет текст, проверяя, чтобы число введенных символов не превышало значения, указанного в списке параметров. Для указания конца ввода, пользователь нажимает Enter, код этой клавиши (0D) также заносится в поле ввода (NAMEF). Если было введено слово BROWN, то список параметров будет содержать информацию:

Графический режим Для генерации цветных изображений в графическом режиме используются минимальные точки растра – пиксели. Цветной графический адаптер CGA имеет три степени разрешения:

1. Низкое разрешение обеспечивает вывод 100 строк по 160 точек (т. е четыре бита на точку).

2. Среднее разрешение для стандартной цветной графики обеспечивает 200 строк по 320 точек. Каждый байт представляет четыре точки (т. е два бита на точку).

3. Высокое разрешение обеспечивает 200 строк по 640 точек. Высокое разрешение достигается только в черно-белом режиме.

При среднем разрешении каждый байт представляет четыре точки, пронумерованные от 0 до 3:

Для каждой точки возможны четыре цвета, от 0 до 3. Это обеспечивается тем, что двух-битовая точка имеет четыре комбинации значений битов: 00, 01, 10, 11. Можно выбрать значение 00 для любого из 16 возможных цветов фона или выбрать значения 01, 10, и 11 для одной из двух палитр. Каждая палитра имеет три цвета:

Для выбора цвета палитры и фона используется INT 10H. Если выбраны фон желтого цвета и палитра 0, то возможны следующие цвета точки: желтый, зеленый, красный и коричневый. Байт, содержащий значение 10101010, соответствует красным точкам. Если выбрать цвет фона синий и палитру 1, то возможны цвета: синий, голубой, сиреневый и белый. Байт, содержащий значение 00011011, отображает синюю, голубую, сиреневую и белую точки.

Прерывание INT 10H для графики Код в регистре АН определяет функции:

АН=00: Установка графического режима.

АН=0В: Установка цветовой палитры. Число в регистре ВН определяет назначение регистра BL.

ВН=00 выбирает цвета фона и бордюра в соответствии с содержимым регистра BL. Цвет фона от 1 до 16 соответствует шестнадцатеричным значениям 0т 0 до F.

BH=01 выбирает палитру соответственно содержимому регистра BL (0 или 1):

AH=0CH: Вывод точки на экран. Для разрешения 320х200 в регистр DX можно загрузить вертикальную координату точки (от 0 до 199), а в регистр CX – горизонтальную координату (от 0 до 319). В регистр AL заносится цвет точки (от 0 до 3):

AH=0DH. Чтение точки с экрана. Позволяет определить цвет точки. В регистры DX и СХ необходимо записать координаты точки.

Функция возвращает цвет точки в регистр AL.

Печать под управлением базовой версии DOS Для печати в базовой версии DOS необходимо установить в регистре АН код функции 05, а в регистре DL – распечатываемый символ и выполнить команду INT 21H:

Ниже показан пример печати полной строки. В регистр SI загружается начальный адрес области HEADG, а в регистр СХ – длина этой области. В цикле выделяется очередной символ из области HEADG и выводится на принтер. Так как первый символ области HEADG – «прогон страницы», а последние два – «перевод строки», то заголовок печатается в начале новой страницы и после него следует двойной интервал:

HEADG DB 0CH, ‘Industrial Bicycle Mfrs’, 0DH, 0AH, 0AH Пока принтер не включен, выдается сообщение “Out of paper”.

Для прекращения печати можно нажать Ctrl/Break.

Печать с помощью BIOS INT 17H Выполняемые операции зависят от содержимого регистра АН:

АН=00: Операция выполняет печать символа. Можно использовать три принтера с номерами 0, 1, 2 (стандартное значение 0). Пример:

АН=01: Инициализация порта печатающего устройства:

Это операция выполняет прогон страницы.

АН=02: Чтение состояния порта принтера:

TEST AH,00101001B ;Принтер готов?

Функции 01 и 02 определяют состояние принтера. При этом информация о состоянии заносится в регистр АН. Состояние бит регистра АН: 7 – не занято, 6 – подтверждение от принтера, 5 – конец бумаги, 4 – устройство выбрано, 3 – ошибка ввода-вывода, 0 – таймаут.

Подготовка программы Пользуясь любым текстовым редактором ввести программу на языке Ассемблера и присвоить ей имя с расширением ASM. Для выполнения программы ее сначала необходимо ассемблировать и провести компоновку, пользуясь программой MASM.EXE. Шаг ассемблирования включает в себя трансляцию исходной программы в объектный код и генерацию OBJ-модуля. Компоновка выполняется с помощью программы LINK, которая преобразует OBJ-модуль в исполняемый EXE-модуль.

Пример программы Приведенная ниже программа обеспечивает ввод с клавиатуры до 30 имен, сортировку их в алфавитном порядке и вывод на экран отсортированного списка имен.

TITLE NMSORT (EXE) Ввод и сортировка имен STACK SEGMENT PARA STACK ‘Stack’

STACK ENDS

MESSG1 DB ‘Name?’, ‘$’ NAMECTR DB NAMETAB DB 30 DUP(20 DUP(‘ ‘)) ;Таблица имен NAMESAV DB 20 DUP(?), 13, 10, ‘$’ SWAPPED DB

DATASG ENDS

BEGIN PROC FAR

ASSUME

PUSH DS

PUSH AX

MOV AX,DATASG

LEA DI,NAMETAB

BEGIN ENDP

LES SI,NAMEFLD

MOV ENDADDR,DI

LEA SI,NAMETAB

LEA DI,NAMESAV

LEA SI,NAMESAV

LEA SI,NAMETAB

REP MOVSV

LEA DX,NAMESAV

CODESG ENDS

1. Вывести на экран монитора заданный символ.

2. Управление цветом (изменять цвет символа и фона).

3. Вывести на экран заданный текст.

4. Выход из программы при нажатии клавиши home.

5. Вывод на экран соответствующих символов нажатой клавиши.

6. Перемещать по экрану «смайлик» нажатием клавиш.

4. Порядок выполнения лабораторной работы – Реализовать заданный алгоритм на языке Ассемблера.

– Используя текстовый редактор, ввести программу.

– Провести ассемблирование и компоновку программы, пользуясь программой MASM.EXE. и LINK.EXE.

– Выполнить и отладить программу.

Составить отчет.

5. Порядок оформления отчета Отчет должен содержать текст разработанной программы.

6. Контрольные вопросы 1. Директивы языка Ассемблера и их назначение.

2. Скан-код и его назначение.

3. Ассемблирование и компоновка программы.

1. Юров В. И. Assembler: Практикум. СПб.: Питер, 2006. 399 с.

2. Пирогов В. Ю. Ассемблер и дизассемблирование. СПб.: БХВПетербург, 2006. 464 с.

УПРАВЛЕНИЕ ПОРТАМИ КОМПЬЮТЕРА

Изучаются основы схемных решений подключения объектов управления к LPT-порту компьютера и основы разработки программного обеспечения.

2. Основные теоретические положения Эффективное управление технологическими процессами невозможно без применения микропроцессорной техники. Современный компьютер представляет собой высокоорганизованную микропроцессорную систему, предназначенную для решения различных задач, в том числе и задач управления разнообразными объектами.

Применение компьютеров для управления объектами позволяет разрабатывать автоматизированные технологические линии, требующие минимального вмешательства обслуживающего персонала. Для подключения датчиков, принимающих информацию о состоянии объекта, и устройств, воздействующих на объект, в компьютерах предусмотрены последовательные (передающие или принимающие информацию последовательным кодом) и параллельные (передающие или принимающие информацию параллельным кодом) порты. Параллельный LPT-порт компьютера содержит три регистра:

Регистр DATA – восьмиразрядный, двунаправленный, шестнадцатеричный адрес регистра – 378Н. Регистр STATUS имеет пять разрядов, информация в этот регистр может быть занесена только из внешнего устройства (датчики, клавиатура), адрес регистра – 379Н.

Регистр CONTROL состоит из четырех разрядов, информацию в этот регистр можно занести только из компьютера, адрес регистра – 37АН.

Разряды регистров выведены на разъем, схема которого показана на рис. 3.1.

Здесь, цифрами отмечены номера контактов разъема, буквами – номера разрядов регистров. Контакты разъема с 18 по 25 подключены к «общей точке».

Пользуясь схемой разъема LPT-порта, можно подключать к нему различные датчики и исполнительные механизмы (необходимо при этом предусмотреть согласование уровней передаваемых сигналов, т. к. для порта лог. 1 соответствует уровень напряжения 5 В, а лог. – уровень напряжения 0 В). Естественно, что для управления исполнительными механизмами, в соответствии с требуемым алгоритмом, необходимо разработать программное обеспечение. Разработка программного обеспечения является наиболее трудоемким и ответственным этапом в процессе разработки компьютерной системы управления технологическим процессом.

3. Описание лабораторного макета Принципиальная схема лабораторного макета показана на рис. 3.2.

На рисунке приведен фрагмент разъема LPT-порта. Восемь светодиодов подключены к разрядам регистра DATA. Для ограничения тока, протекающего через светодиоды на уровне:

в схеме применяются резисторы, величина сопротивления которых составляет 470 Ом.

Ниже приведен текст программы на языке Ассемблера реализующей алгоритм управления, при котором десять раз «мигают» светодиоды, подключенные к разрядам D0 и D3 регистра DATA.

page 120, title hik(exe) stacs segment para stack ‘stack’ dw 32 dup(?) stacs ends dats segment para ‘data’ n dw ?

dats ends cods segment para ‘code’ begin proc far assume cs:cods,ds:dats,es:dats,ss:stacs push ds sub ax,ax push ax mov ax,dats mov ds,ax mov es,ax mov cx,0ah m0:mov dx,378h mov al,09h out dx,al call pauza mov al,00h out dx,al call pauza dec cx jnz m ret pauza proc mov bx,0ffh m1:mov n,0fh m8:dec n jnz m dec bx jnz m ret pauza endp begin endp cods ends end begin 4. Лабораторное задание Задание к лабораторной работе формулирует преподаватель.

Возможные варианты заданий:

- Реализовать алгоритм «бегущий огонь» слева направо;

- Реализовать алгоритм «бегущий огонь» справа налево;

- Светодиоды «мигают».

5. Порядок выполнения работы Реализовать заданный алгоритм на языке Ассемблера.

Подключить макет к разъему LPT порта компьютера.

Используя текстовый редактор, ввести программу.

Провести ассемблирование и компоновку программы, пользуясь программой MASM.EXE.

Выполнить и отладить программу.

Составить отчет.

6. Порядок оформления отчета Отчет должен содержать схему лабораторного макета и текст разработанной программы.

7. Контрольные вопросы 1. Команды программы и их функции.

2. Назначение регистров параллельного порта компьютера.

3. Взаимодействие команд программы и элементов схемы лабораторного макета.

1. Пей Ан. Сопряжение ПК с внешними устройствами. М.: ДМК Пресс, 2001. 320 с.

ОСНОВЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ НА АССЕМБЛЕРЕ

В WINDOWS

2. Основные теоретические положения Долгое время писать на ассемблере означало писать под DOS. С выходом операционной системы Windows 95 программирование на ассемблере несколько потеряло популярность, однако, на сегодняшний день все еще актуально для решения большого круга задач. Ассемблер используется для оптимизации кода программ, написания драйверов, трансляторов, программирования некоторых внешних устройств и многого другого. Кроме того, знание ассемблера позволяет понять внутреннее устройство процессора, работу программ и операционных систем. В операционной системе Windows программировать на ассемблере легче, чем в операционной системе MS DOS. Операционная система Windows использует линейную адресацию памяти.

Другими словами, всю память можно рассматривать как один сегмент.

Для программиста на языке ассемблера это означает, что адрес любой ячейки памяти будет определяться содержимым одного 32-битного регистра, например, EBX. Это первая особенность программирования на ассемблере для Windows. Второй основной особенностью является то обстоятельство, что программирование в Windows в значительной степени состоит из вызовов функций API.

API (Application Program Interface, программный интерфейс приложения) – это набор функций программирования, описывающих доступ к данным и методам классов, которыми пользуется программист при написании приложений (программ). Взаимодействие с внешними устройствами и ресурсами операционной системы будет происходить посредством таких функций. Упрощенно можно сказать, что APIфункции – это готовые к использованию функции, которые уже написаны другими программистами, и для выполнения этих функций достаточно только вызвать их и передать им параметры, с которыми они будут работать. Параметры функции помещаются в специально организованную область памяти, называемую стеком. В стеке используется принцип «последним пришел – первым вышел».

Для организации вызова WinAPI функции в общем случае требуется выполнить следующие шаги:

1. Во включаемом файле определить вызываемую функцию.

2. Непосредственно перед местом вызова функции поместить все параметры функции в программный стек в порядке, обратном их размещению в списке формальных параметров в описании интерфейса функции. Так, если интерфейс функции описан следующим образом:

WriteConsole (hConsoleOutput, lpvBuffer, cchToWrite, lpcchWritten, lpvReserved);

то сначала мы помещаем в стек параметр lpvReserved, затем lpcchWritten и так далее.

3. Сразу после помещения параметров в стек следует вызвать функцию.

В Windows программы пишут в обычном текстовом виде. Такой текстовый вид называется исходным файлом (англ. – source). Файлы исходников имеют расширение.TXT или.ASM.

Как и для любого языка программирования, для ассемблера необходима система программирования, включающая язык ассемблера и транслятор с этого языка. Такие системы программирования тоже называются ассемблерами. В настоящее время наиболее часто используется MASM (Microsoft Assembler) и MASM32. Также существуют ассемблеры TASM, NASM, FASM и некоторые другие.

Программа-ассемблер создает объектный файл с расширением OBJ. Данный файл является переходным между ассемблерным файлом (.ASM) и программой (.EXE/.COM). Дело в том, что текст больших программ хранится во многих файлах. Чтобы получить готовую программу, тексты на ассемблере сначала преобразуются в объектные файлы, а затем их обрабатывает редактор связей или компоновщик, который как бы собирает их вместе. Затем необходимо воспользоваться линковщиком (компоновщиком), который входит в комплект программы-ассемблера. Линковщик также проверяет, нет ли какихлибо ошибок в объектном файле, но не грамматических, а логических.

Например, отсутствие необходимой объектной библиотеки, указанной в самом файле либо в командной строке (программа-ассемблер этого не делает). Если ошибок не обнаружено, компоновщик создает машинный код (программу типа COM или EXE), которую можно запускать на выполнение. Типы файлов.COM и.EXE имеют отличия в структуре ассемблерной программы. Первый тип (COM) не может превышать 64Кб и используется только в MS-DOS..EXE может быть создан и для DOS, и для Windows. Запуск.EXE-программы может быть осуществлён с помощью двойного щелчка мышью.

Инструментальный пакет MASM Было отмечено, что для создания программ на ассемблере в Windows, необходим текстовый редактор и компилятор. Реальные программы Win32 используют также внешние функции, стандартные константы и переменные, ресурсы и много другое. Всё это требует дополнительных файлов, которые есть в инструментальном пакете MASM32. Важно понять, что MASM32 не компилятор, а сборник для программирования под Win32, в который входит 32-битный компилятор MASM. Инструментальный пакет MASM32 предназначен для создания приложений Windows на языке ассемблера и содержит все необходимые инструменты, к тому же он распространяется бесплатно.

Основные сведения и порядок работы в пакете MASM32:

1. Для создания исходных текстов программ рекомендуется использовать текстовый процессор пакета MASM32 под названием QEDITOR (от Quick Editor, быстрый редактор). После набора сохранить текст программы командой File – Save, указать папку BIN и расширение.ASM, например, MY.ASM.

2. Командой Project – Build All создать объектный и исполнимый файлы. Если исходный текст программы набран без ошибок, то в папке, где он хранился, увидим два новых файла: MYPROG.OBJ и MYPROG.EXE.

3. Когда объектный и исполнимый файлы созданы, запустите программу на выполнение. Для этого можно дважды щелкнуть мышью по названию исполнимого файла (в папке BIN) или запустить программу через редактор QEDITOR командой Project – Run Program.

Пример 0. «Скелет» стандартной программы..model flat, stdcall option casemap :none ;подключение необходимых библиотек include \MASM32\INCLUDE\windows.inc include \MASM32\INCLUDE\masm32.inc include \MASM32\INCLUDE\gdi32.inc include \MASM32\INCLUDE\user32.inc include \MASM32\INCLUDE\kernel32.inc includelib \MASM32\LIB\masm32.lib includelib \MASM32\LIB\gdi32.lib includelib \MASM32\LIB\user32.lib includelib \MASM32\LIB\kernel32.lib ;раздел, где объявляются все константы.const ;раздел, где объявляются переменные, уже имеющие какое-то значение.data ;раздел, где объявляются переменные, еще не имеющие значения.data?

.code start: ;с этого слова начинается код программы invoke ExitProcess, end start ;с этого слова заканчивается код программы Сохраните этот «скелет» в отдельном файле для удобства и используйте как заготовку.

Пример 1. Структура программы и основные директивы Построчно разберём простейшую программу. Текст программы на ассемблере содержит кроме инструкций процессору еще и служебную информацию (в виде директив), предназначенную для программы-ассемблера. Начнем с простого. В первой программе не будет вызовов API-функций, ее цель – понять саму структуру программы на языке ассемблера для Windows. Поэтому программа, прибавляющая к 8 число 3, будет выглядеть следующим образом:

.model flat, stdcall В ней инструкции процессора mov, add, ret окружены директивами. Первые три директивы начинаются с точки Директива.386 показывает, для какого процессора предназначена программа. В нашем случае это процессор Intel 80386 и более поздние модели, ведь семейство процессоров Intel совместимо снизу вверх. Вторая директива.model flat, stdcall показывает, в какой среде будет работать программа. Все программы работают под управлением операционной системы, которая их запускает и обеспечивает взаимодействие с внешней средой. Директива.model задаёт модель памяти flat (плоская или сплошная) для нашей программы. Эта модель памяти используется для программирования под Windows, т. е. директива говорит о том, что именно для операционных систем семейства Windows 95 предназначена программа. Stdcall – это "уговор" о том, кто будет чистить параметры (функция, которую вызвали, или сам вызывающий). Мы всегда будем использовать вариант "функция чистит свои параметры".

Он и называется stdcall. Однако такое объяснение не полное, и мы вернемся к параметру stdcall при объяснении вызова функций. К этому моменту вы уже будете знать, что такое стек. Третья директива.code показывает, где начинаются сами команды процессора. Когда операционная система пытается запустить программу, она ищет в ней инструкцию, с которой нужно начать, и отправляет ее процессору.

Когда же инструкции кончаются, операционная система «подхватывает» программу и помогает ей правильно завершиться, чтобы освободить место другим, ведь Windows – многозадачная операционная система, способная выполнять одновременно несколько программ. Уйти из-под «опеки» операционной системы помогает инструкция ret. Инструкция, с которой начинается программа, обычно помечается последовательностью символов с двоеточием на конце (меткой). В нашем случае это start:. Там, где оканчивается последовательность команд процессора, в программе должна стоять директива end, в нашем случае это end start. Эта директива, а также сама метка не переводятся в инструкции ассемблера, а лишь помогают получить программу, которую способен выполнить процессор. Без них программа-ассемблер не поймет, с какой инструкции процессор начнет работу.

Пример 2. Использование функций API У предыдущей программы не было связи с внешним миром, она ничего не считывала с клавиатуры и не выводила на экран. О том, что она делала, мы могли узнать только с помощью отладчика. Обычно программам помогает общаться с окружающим миром операционная система, которая берет на себя все детали взаимодействия с внешними устройствами. В системе Windows, для этого служат функции API.

API – это стандартные функции, на основе которых и пишут все программы для Windows. Например MessageBox выдаёт сообщение на экран, PostQuitMessage сообщит Windows, что программа хочет закончить работу и т. д. Все они уже готовы – остается только вызывать их. Получается, что используя API-функции, мы применяем элементы программирования высокого уровня. Находятся API-функции обычно в динамически загружаемых библиотеках – файлах с расширением.DLL. При вызове каждой API-функции надо передавать параметры, т. е. аргументы, с которыми ей предстоит работать. Раньше это делалось так: параметры вносились в стек (команда push), а затем вызывалась сама программа (команда call). Например:

call MessageBox Такая запись допускается и сейчас, но существует и более компактная: invoke MessageBox, hWnd, Text1, Text2. Правда, использование invoke требует прототипов для каждой вызываемой программы, но прототипы API готовы и хранятся в соответствующих файлах включения. Рассмотрим программу с использованием функций API.

Прежде чем приступить к выводу на экран, изучим более простую процедуру ExitProcess. Её вызывает каждая Windows-программа, чтобы завершить свою работу. В ассемблере под DOS мы пользовались инструкцией возврата ret. Но ExitProcess действует правильнее, не только возвращая управление операционной системе, но и освобождая занятые программой ресурсы. В следующем листинге показана программа для Windows, которая только и делает, что правильно завершается.

.model flat, stdcall option casemap:none includelib C:\MASM32\LIB\kernel32.lib ExitProcess proto :DWORD call ExitProcess end start Вызываемая в ней процедура ExitProcess требует одного параметра – это код завершения, возвращаемый операционной системе. Он передается процедуре командой push 0. Число 0 считается признаком удачного завершения. Поскольку ExitProcess – «чужая» процедура, не определенная в нашей программе, ассемблер должен знать, где она находится, а также (для проверки – она ли это) число и размер ее параметров. Сведения об адресе и параметрах процедуры хранятся в файле библиотеки kernel32.lib, который подключается к ассемблерному тексту директивой includelib C:\MASM32\LIB\kernel32.lib. Перед тем как создать инструкцию вызова этой процедуры компоновщик сравнивает сведения из библиотеки с прототипом ExitProcess proto :DWORD, и если все совпадает, создает пригодный к исполнению файл с расширением.EXE. Прототип процедуры очень прост и состоит из имени, слова proto и параметров. В нашем случае параметр один – это двойное слово (то есть 4 байта) DWORD. Если параметров несколько, они разделяются запятой.

Пример 3. Вывод строки на экран Создадим программу, выводящую на экран фразу “Hello, world!”:

.model flat, stdcall option casemap:none ExitProcess proto :dword GetStdHandle proto :dword WriteConsoleA proto :dword, :dword, :dword, :dword, :dword includelib C:\MASM32\LIB\kernel32.lib msg db “Hello, world!”, 0dh, 0ah cWritten dd ?

invoke GetStdHandle, - mov stdout, eax invoke WriteConsoleA, stdout, ADDR msg, sizeof msg, ADDR cWritten, invoke ExitProcess, end start В программе вызываются три процедуры: GetStdHandle, WriteConsoleA и ExitProcess.

Перед тем как приступить к подготовке заданий, выполните самостоятельно все примеры, приведенные в теоретической части.

Практическая часть лабораторной работы состоит из двух частей.

1. При помощи инструментального пакета MASM32 создайте и выполните программу на ассемблере, вычисляющую сумму и разность двух чисел: первое число – номер в группе, второе – число, противоположное номеру первой буквы фамилии в алфавите (отрицательное число в дополнительном коде). Противоположным к некоторому х называется число, равное х по абсолютной величине, но обратное по знаку. Сумму и разность переведите вручную в десятичную форму. Исследуйте работу программы в отладчике OllyDbg.

2. Перепишите программу из примера 3, занося параметры функций GetStdHandle и WriteConsoleA в стек без использования процедуры Invoke.

4. Контрольные вопросы 1. Для чего используется язык ассемблера?

2. Что такое программа-ассемблер? Какие программы-ассемблеры Вы знаете?

3. Чем программирование в Windows отличается от программирования в DOS?

4. Что такое функции API и для чего они используются?

5. Каков порядок вызова функций API? Как передаются параметры функций API? В каком порядке они должны заноситься в стек?

6. Зачем и каким образом используется процедура Invoke?

7. Что такое объектный файл? компоновщик?

8. Для чего используются директивы ассемблера? Какие директивы вам известны?

9. Для чего к программам на ассемблере подключают библиотеки?

10. Каково назначение прототипов процедур?

1. Бройдо В. Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: Учебник для вузов. СПб.: Питер, 2005. 703 с.

2. Зубков С. В. Assembler. Язык неограниченных возможностей.

М.: ДМК Пресс, 1999.

3. Крупник А. Б. Изучаем Ассемблер. СПб.: Питер, 2005. 249 с.

4. Пирогов В. Ю. Ассемблер для Windows. 3-е изд., перераб. и доп. СПб.: БХВ-Петербург, 2005. 864 с.

5. Пятибратов А. П. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: Учебник / А. П. Пятибратов, Л. П. Гудыно, А. А. Кириченко; под ред. А. П. Пятибратова. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Финансы и статистика, 2005. 560 с.

6. Юров В., Хорошенко С. Assembler: Учебный курс. СПб.: Питер Ком, 1999. 672 с.

7. http://www.wasm.ru. На сайте размещены учебники и статьи, доступные для скачивания программы-ассемблеры.

ОТЛАДЧИК ПРОГРАММ ДЛЯ МИКРО-ЭВМ КР1816 (FD48) 1. Цель работы Работа служит для развития навыков программирования на языке Ассемблера Микро-ЭВМ серии КР1816 и для изучения современных средств отладки программ.

2. Основные теоретические положения (описание отладчика) Отладчик работает на персональных ЭВМ типа IBM PC XT/AT и совместимых с ними ЭВМ, и требует для работы не менее 128 Кбайт оперативной памяти. Отладчик позволяет:

– загрузить для отладки НЕХ-файлы, вырабатываемые имеющимися кросс-средствами (транслятором с языка ассемблера), а также файлы двоичного кода;

– просмотреть на экране дисассемблированный текст загруженной программы, включая адреса и коды команд, область имитируемого ОЗУ данных, область внешней памяти, памяти программ, содержимое всех регистров микро-ЭВМ;

– выполнить загруженную программу по шагам с просмотром результатов и в непрерывном режиме;

– внести изменения в загруженную программу;

– внести изменение в содержимое регистров, флагов и памяти в командном режиме и в режиме полноэкранного редактирования;

– вывести на печать или дисковые носители дисассемблированный текст;

– определить время выполнения загруженной программы по встроенному счетчику.

Ввод команд. Сразу после запуска отладчик готов к приему команд пользователя – курсор находится в командной строке. В нижней строке экрана находится меню функциональных клавиш F1–F10 – они выполняют наиболее употребительные команды. Остальные команды вводятся с клавиатуры. Для редактирования команд можно пользоваться клавишами Ins, Del, BackSpace, Home, End, Esc. После начала ввода команды и до нажатия Enter функциональные клавиши недоступны. При вводе неверной команды выдается сообщение об ошибке и звуковой сигнал.

Описание команд. Назначение функциональных клавиш.

F1 – выполнить текущую инструкцию загруженной программы.

Текущая инструкция выделена в окне дисассемблированного текста светлым прямоугольником. На экране можно наблюдать результат ее выполнения.

F2 – выполнять программу до следующей по адресу за текущей инструкции. Позволяет выполнять подпрограмму или цикл как одну инструкцию.

F3 – позволяет представлять содержимое регистров и памяти в десятичной, а при повторном нажатии – в двоичной форме. (После запуска отладчика информация представлена в шестнадцатеричной форме).

F4 – переключает большое окно памяти с внутренней (INT RAM) на внешнюю (EXT RAM) и обратно.

F5 – установка точек прерывания (см. ниже).

F6 – переключает форму представления памяти в окне в двоичную и обратно.

F7 - листает окно памяти данных вверх на одну строку.

F8 – листает окно памяти данных вниз на одну строку.

F9 – листает окно памяти программ вверх на одну строку.

F10 – листает окно памяти программ вниз на одну строку.

Home – листает окно памяти данных вверх на одну страницу.

End – листает окно памяти данных вниз на одну страницу.

PgUp – листает окно памяти программ вверх на одну страницу.

PgDn – листает окно памяти программ вниз на одну страницу.

Команды отладчика. Для быстрого получения справки по командам можно ввести команду «Н» или нажать комбинацию клавиш «Ctrl-H». Используются следующие обозначения:

– параметры заключены в угловые скобки, например, ;

– необязательные параметры заключены в квадратные скобки, например, [].

Занести число в регистр текущего банка. Число должно быть байтом.

Формат записи:

=. Пример: R4=FF Можно использовать регистры специального назначения (A, BUS, T, PC). Пример: А=20 или РС=0С12.

Установить или сбросить флаг. Имена флагов: C, AC, F0, BS, S0, S1, S2, TF, T0, T1, F1.

Формат записи: =.

Занести число в порт. Формат: P0=. Номер порта – 1, 2, 4–7.

Пример: Р02= Установить адрес дисассемблированного текста в окне. Формат: D. Пример:

D Распечатать дамп области памяти в шестнадцатеричном формате.

Формат:PRT Распечатать дисассемблированный текст. Формат: PRTD Занести число в память.

Формат: [–]= Если указан кон.адрес, то этим числом заполняется область памяти. Тип памяти может быть I, E или Р, где I – внутренняя память, Е – внешняя, Р – программная память. Пример:

I 22=55 или P 0-40=FF Установить или сбросить бит в памяти. Формат:.=. Номер бита – 7–0. Пример:

I 20.6= Установить или сбросить бит в регистре специального назначения. ( A, BUS, P01, P02, P04-P07). Формат:.=. Пример: BUS.3= Установить начальный адрес памяти в окне. Формат: М Пример: M I 20 или M E 0FF или M P Выполнить программу. Формат: G [,] Если нач. адрес не указан, выполнение начинается с текущей команды (выделена белым прямоугольником). Если используются точки прерывания, то кон.адрес можно не указывать.

Выполняющуюся программу можно остановить нажатием любой клавиши. Можно указать только конечный адрес, но запятая должна присутствовать. Пример: G 100,FF Включить трассировку программы. Трассировочные записи выводятся на принтер. Пример: T ON Выключить трассировку. Пример: T OFF Имитировать высокий или низкий уровень на входе INT. Пример:

INT= Сбросить счетчик времени выполнения программы. RSTC Выход в DOS. QUIT Сброс процессора. RST Перезапуск FD48. N Полноэкранное редактирование. Переход в режим редактирования возможен при нажатии Enter. Можно перемещать курсор с помощью клавиш управления курсором и изменять содержимое регистров, памяти и флаги. Можно менять начальный адрес дисассемблированного текста (текущей инструкции) и начальные адреса окон памяти.

Чтобы вернуться в командную строку можно нажать снова Enter.

Режим ассемблера. Для ввода команд программы в мнемонических обозначениях нужно в режиме полноэкранного редактирования поместить курсор в поле текущей инструкции загруженной программы. Ввести мнемонику («MOV A,PSW») и нажать Enter. Если команда верна, то ее код заносится в память программ, а окно устанавливается на следующий адрес. Для выхода из этого режима можно нажать кнопку «Q» или увести курсор из поля текущей инструкции.

Работа с точками прерывания. Меню точек прерывания вызывается клавишей F5. Можно установить одновременно 8 точек прерывания. Прерывание (останов) программы происходит при достижении указанного в колонке «РС» адреса при выполнении условия «Counter»=»Occur». Counter – счетчик, значение которого определяет, сколько раз программа должна пройти через указанный адрес, чтобы произошел останов. Occur показывает, сколько раз программа проходила через указанный адрес. Окончив редактирование, текущие значения точек прерывания можно сохранить на диске, нажав клавишу F2. При этом запрашивается номер набора точек прерывания (0–9).

Информация записывается в файл с именем FD48.BRK. Восстановить картинку, можно нажав F1, также указав ее номер. Для возврата в основное меню можно нажать F5. Определив точки прерывания, можно запустить программу командой «G». При останове программы по прерыванию выдается сообщение с указанием номера точки прерывания.

3. Лабораторное задание Задание должно включать разработку программ, позволяющих работать с регистрами, портами и памятью микро-ЭВМ. Варианты заданий:

1. Разработать и реализовать алгоритм сложения двоичных чисел;

2. Разработать и реализовать алгоритм вычитания двоичных чисел;

3. Числа, расположенные в ПЗУ, выводить в порты контроллера с интервалом времени 1 мс.

4. Порядок выполнения работы В соответствии с заданием составить и выполнить с помощью отладчика программу.

5. Порядок оформления отчета Отчет должен содержать функциональную схему микро-ЭВМ КР1816 и разработанную программу.

6. Контрольные вопросы 1. Команды отладчика.

2. Команды микро-ЭВМ КР1816.

1. Микропроцессоры и микропроцессорные комплекты интегральных микросхем: Справочник. В 2 т. / Под ред. В. А. Шахнова.

М.: Радио и связь, 1988. Т. 2. 368 с.: ил.

2. Микропроцессоры и микроЭВМ в системах автоматического управления: Справочник / Под ред. С. Т. Хвоща. Л.: Машиностроение, 1987. 640 с.: ил.

СИСТЕМА КОМАНД КОНТРОЛЛЕРОВ

2. Основные теоретические положения Система команд контроллера PIC16F84A приведена в таблице 1.

Все команды делятся на группы:

1) команды, работающие с байтами;

2) команды, работающие с битами информации;

3) команды, работающие с константами;

4) команды передачи управления.

DECFSZ f, d Декремент f, пропустить команду, если 0 1(2) INCFSZ f, d Инкремент f, пропустить команду, если 0 1(2) BTFSC f, b Пропустить команду, если бит в f равен 1(2) BTFSS f, b Пропустить команду, если бит в f равен 1(2) RETLW k Возврат из подпрограммы с загрузкой В таблице 6.1 приняты следующие обозначения:

f – название регистра (в общем виде), к которому эта команда обращается и с содержимым которого будет производиться действие;

d – указатель места сохранения результата при операциях с байтами. Если d = 0, то результат команды сохраняется в регистре W (в аккумуляторе).

Если d = 1, то результат исполнения команды сохраняется в регистре f;

b – номер бита в регистре, с которым производится действие;

k – константа, то есть некое число, которое задается программистом.

Ниже приведена программа, написанная на языке Ассемблера контроллера PIC:

; Begin

RETFIE

L0001: NOP ; 9: While Not comp_change 'wait for comparator output change L0003: NOP ; 10: Wend L0004: MOVLW 0x1F

ANDWF STATUS,F

4. Лабораторное задание Ввести текст, приведенной выше программы в память контроллера. Выполнить программу. Понять назначение команд программы.

Задания к лабораторной работе должны включать разработку программ, позволяющих работать с регистрами и портами контроллера. Варианты заданий:

1. Разработать и реализовать алгоритм сложения двоичных чисел;

2. Разработать и реализовать алгоритм вычитания двоичных чисел;

3. Числа, расположенные в РОН, выводить в порты контроллера с интервалом времени 1 мс.

5. Порядок выполнения работы В соответствии с заданием составить и выполнить с помощью отладчика программу.

6. Порядок оформления отчета Отчет должен содержать функциональную схему микроконтроллера и разработанную программу.

7. Контрольные вопросы 1. Команды микроконтроллера серии PIC.

1. Яценков В. С. Микроконтроллеры Microchip: Практическое руководство. М.: Горячая линия–Телеком, 2007. 280 с.: ил.