微機(jī)原理與接口技術(shù)(樓順天)-第4章5

本教案內(nèi)容第4章

匯編語言程序設(shè)計(jì)匯編語言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)源程序的匯編、連接與調(diào)試分支程序設(shè)計(jì)技術(shù)循環(huán)程序設(shè)計(jì)技術(shù)子程序設(shè)計(jì)技術(shù)綜合程序設(shè)計(jì)示例4.5

子程序設(shè)計(jì)技術(shù)

利用子程序可以大大地簡化匯編語言的程序設(shè)計(jì)。宏指令是以存儲空間作為代價(jià)提高執(zhí)行速度的，而子程序是以降低執(zhí)行速度來節(jié)省存儲空間的。建議在多次調(diào)用較短的程序時使用宏指令，在多次調(diào)用較長的程序時使用子程序。在子程序設(shè)計(jì)過程中，有幾個問題需要特別注意：一：主程序與子程序之間的參數(shù)傳遞在設(shè)計(jì)子程序時，需要從主程序獲取數(shù)據(jù)，這種數(shù)據(jù)稱為入口參數(shù)，同時子程序執(zhí)行后可能有結(jié)果數(shù)據(jù)要送給主程序，這種數(shù)據(jù)稱為出口參數(shù)。主程序與子程序之間對入口參數(shù)和出口參數(shù)的傳遞有三種方式：（一）寄存器參數(shù)傳遞方式（二）存儲單元參數(shù)傳遞方式（三）堆棧參數(shù)傳遞方式4.5

子程序設(shè)計(jì)技術(shù)

二、子程序說明文件子程序?yàn)楣δ塥?dú)立的程序段，而且會為主程序多次調(diào)用。因此為方便使用，在編寫并調(diào)試好子程序后，應(yīng)該及時給子程序編寫相應(yīng)的說明文件，其內(nèi)容應(yīng)該包含下列6個部分：1、子程序名2、子程序所完成的功能3、入口參數(shù)及其傳遞方式4、出口參數(shù)及其傳遞方式5、子程序用到的寄存器6、典型例子4.5

子程序設(shè)計(jì)技術(shù)

這里，子程序用到的寄存器是指執(zhí)行子程序后可能被改變的寄存器，子程序中應(yīng)該盡量少改變幾個寄存器的內(nèi)容，為此，需要在子程序的入口處對某些寄存器進(jìn)行保護(hù)，而在出口處再恢復(fù)其內(nèi)容，這樣，雖然子程序中使用了這些寄存器，但從入口到出口看，這些寄存器的內(nèi)容并沒有改變，它們就不屬于子程序用到的寄存器。在主程序設(shè)計(jì)時，就不必關(guān)心這些寄存器的內(nèi)容。4.5

子程序設(shè)計(jì)技術(shù)

三、子程序的嵌套在子程序中還可以調(diào)用其他的子程序，這時就形成的子程序的嵌套如圖4-5。采用嵌套子程序設(shè)計(jì)，可以使程序結(jié)構(gòu)模塊化，便于編程和應(yīng)用。但子程序的嵌套級數(shù)不是越多越好，而是應(yīng)該適可而止，嵌套級數(shù)越多，出錯的可能性就越多，這樣不利于程序設(shè)計(jì)。

在設(shè)計(jì)嵌套子程序時，編程時可以從上到下設(shè)計(jì)，調(diào)試時應(yīng)該由下至上進(jìn)行，因?yàn)橹挥刑幱谙聦拥淖映绦蛘_后，才能對上層的子程序進(jìn)行調(diào)試。圖4-5多層子程序嵌套示意圖4.5

子程序設(shè)計(jì)技術(shù)

四、遞歸子程序在嵌套調(diào)用中，被調(diào)用的子程序?yàn)槠渌映绦?。?dāng)被調(diào)用的子程序是其自身時，就形成了遞歸調(diào)用，這種子程序稱為遞歸子程序。不是所有的子程序都可以遞歸調(diào)用的，設(shè)計(jì)遞歸子程序是一個較為復(fù)雜的過程，遞歸子程序必須具備兩個基本條件：（1）采用堆棧參數(shù)傳遞方式，這樣才能保證本次調(diào)用與下次調(diào)用采用不同的參數(shù)，即每次調(diào)用給入口和出口參數(shù)都分配不同的存儲區(qū)域。（2）必須設(shè)定遞歸結(jié)束條件。設(shè)計(jì)遞歸子程序還應(yīng)該有清晰的編程思路和明確的程序結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)遞歸子程序可以降低程序?qū)Υ鎯θ萘啃枨?，但現(xiàn)在計(jì)算機(jī)的存儲容量已經(jīng)不是問題了，因此，用戶應(yīng)該盡量避免采用遞歸子程序。4.5

子程序設(shè)計(jì)技術(shù)

五、可再入性子程序在執(zhí)行子程序期間，CPU可能會因?yàn)橛兄袛嗾埱蠖D(zhuǎn)向中斷服務(wù)子程序，如果在中斷服務(wù)程序中又調(diào)用了該子程序，這樣就形成了如圖4.6所示的情況（①②③為執(zhí)行流程），子程序的一次調(diào)用還沒有執(zhí)行完成，又調(diào)用了該子程序，如果這兩次調(diào)用都能夠得到正確的結(jié)果，則該子程序稱為可再入性子程序。4.5

子程序設(shè)計(jì)技術(shù)

可再入性子程序也需要采用堆棧參數(shù)傳遞方式，而且設(shè)計(jì)過程較為復(fù)雜，因此建議用戶盡量避免設(shè)計(jì)可再入性子程序。這里給出一種回避的較好方式，即將原本要求為可再入性的子程序復(fù)制出一份，專門供中斷服務(wù)子程序調(diào)用，這樣可以巧妙地回避可再入性子程序的設(shè)計(jì)。

例4.9編寫子程序?qū)崿F(xiàn)給緩沖區(qū)BUF中的一組字符的ASCII碼加上偶校驗(yàn)位。解：每個字符的ASCII碼只占用7位二進(jìn)制數(shù)，其最高位為0。我們可以根據(jù)這7位二進(jìn)制數(shù)中“1”的個數(shù)，給最高位加上“0”或“1”，使得一個字節(jié)內(nèi)容的“1”個數(shù)為偶數(shù)，這稱為偶檢驗(yàn)。4.5

子程序設(shè)計(jì)技術(shù)

設(shè)計(jì)的子程序（SETEVEN）用于對BUFFER中的字符ASCII碼加上偶檢驗(yàn)位，其入口參數(shù)為：DI（緩沖區(qū)首地址，默認(rèn)為DS段），（CX）緩沖區(qū)長度；出口參數(shù)：無（實(shí)際上是緩沖區(qū)的內(nèi)容）；用到的寄存器：無。匯編語言程序如下：STACKSEGMENTSTACK'STACK'DW100HDUP(?)TOPLABELWORDSTACKENDS N=22DATASEGMENTBUFFERDB'xidianuniversity2006'DATAENDSCODESEGMENT4.5

子程序設(shè)計(jì)技術(shù)

ASSUMECS:CODE,DS:DATA,ES:DATA,SS:STACKSTART:MOVAX,DATAMOVDS,AXMOVES,AXMOVAX,STACKMOVSS,AXLEASP,TOP MOVCX,N LEADI,BUFFER CALLSETEVENMOVAH,4CH;返回DOSMOVAL,0INT21H4.5

子程序設(shè)計(jì)技術(shù)

SETEVENPROCNEAR ；加上偶校驗(yàn)子程序 PUSHAX PUSHBX PUSHCX PUSHDISETEVEN1: MOVAL,[DI] CALLCOUNTBYTE ANDBL,01H ；測試“1”的個數(shù)是否為偶數(shù) JZSETEVEN2 ORAL,80H ；最高位置入“1” MOV[DI],AL4.5

子程序設(shè)計(jì)技術(shù)

SETEVEN2: INCDI LOOPSETEVEN1 POPDI POPCX POPBX POPAX RETSETEVEN ENDPCOUNTBYTEPROCNEAR ；子程序：統(tǒng)計(jì)一個字節(jié)內(nèi)容中“1”的個數(shù)PUSHAX PUSHCX MOVCX,8 XORBL,BL4.5

子程序設(shè)計(jì)技術(shù)

COU1: SHRAL,1 ADCBL,0 LOOPCOU1 POPCXPOPAXRETCOUNTBYTEENDPCODE ENDS ENDSTART這里調(diào)用了統(tǒng)計(jì)一個字節(jié)內(nèi)容中“1”的個數(shù)的子程序COUNTBYTE，其入口參數(shù)為AL，出口參數(shù)為BL，子程序用到的寄存器為BL。

4.5

子程序設(shè)計(jì)技術(shù)

例4.10編寫子程序TRANS16TO10，將16位二進(jìn)制數(shù)(AX)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)，并保存在指定的緩沖區(qū)中。解：16位二進(jìn)制數(shù)x至多可以用5位十進(jìn)制數(shù)進(jìn)行表示，其轉(zhuǎn)換算法和步驟為：●將x除以10得到商x1和余數(shù)y1，其中y1就是轉(zhuǎn)換結(jié)果的最低位（個位）；●將x1再除以10得到商x2和余數(shù)y2，其中y2就是轉(zhuǎn)換結(jié)果的十位；●依次類推，得到y(tǒng)3、y4和y5，分別為轉(zhuǎn)換結(jié)果第三～五位?？梢钥隙?，x5=0，y5位為轉(zhuǎn)換結(jié)果的最高位。設(shè)計(jì)的子程序TRANS16TO10,其入口參數(shù)：AX（待轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)），DI（轉(zhuǎn)換結(jié)果存儲區(qū)域首地址），出口參數(shù)：存儲區(qū)域的內(nèi)容。4.5

子程序設(shè)計(jì)技術(shù)

匯編語言子程序如下：TRANS16TO10 PROCNEAR PUSHAX PUSHBX PUSHCX PUSHDX PUSHDI MOVBX,10 MOVCX,5TRANS1: XORDX,DX DIVBX

MOV[DI],DL INCDI LOOPTRANS14.5

子程序設(shè)計(jì)技術(shù)

POPDI POPDX POPCX POPBX POPAX RETTRANS16TO10 ENDP例4.11編寫子程序DISPAXD，將16位二進(jìn)制數(shù)(AX)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)，并在顯示在屏幕上。解：利用上例將AX轉(zhuǎn)換成5個十進(jìn)制數(shù)位，然后利用INT21H的02號功能進(jìn)行顯示，這時需要將十進(jìn)制的數(shù)位變換成相應(yīng)的ASCII碼。設(shè)計(jì)出的子程序DISPAXD，其入口參數(shù)：AX，出口參數(shù)：屏幕顯示，這里要用到一個5字節(jié)的臨時存儲單元，用于存放十進(jìn)制的數(shù)位。4.5

子程序設(shè)計(jì)技術(shù)

匯編語言程序如下：STACKSEGMENTSTACK'STACK'DW100HDUP(?)TOPLABELWORDSTACKENDSDATASEGMENTDECIMALDB5DUP(?)DATAENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE,DS:DATA,ES:DATA,SS:STACKSTART:MOVAX,DATAMOVDS,AXMOVES,AX4.5

子程序設(shè)計(jì)技術(shù)

MOVAX,STACKMOVSS,AXLEASP,TOPMOVAX,23456CALLDISPAXDMOVAH,4CH;返回DOS操作系統(tǒng)MOVAL,0INT21HDISPAXD PROCNEARPUSHAXPUSHBXPUSHCXPUSHDXPUSHDI4.5

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LEADI,DECIMAL

CALLTRANS16TO10MOVCX,5LEADI,DECIMAL+4MOVAH,2DISPAXD2:MOVDL,[DI]ADDDL,30HDECDIINT21HLOOPDISPAXD2POPDIPOPDXPOPCX4.5

子程序設(shè)計(jì)技術(shù)

POPBXPOPAXRETDISPAXDENDPTRANS16TO10PROCNEAR;內(nèi)容參見例4.10TRANS16TO10ENDPCODEENDSENDSTART例4.12編寫子程序?qū)崿F(xiàn)：將輸入緩沖區(qū)中以ASCII碼表示的十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成16位二進(jìn)制數(shù)。緩沖區(qū)的第一個字節(jié)表示位數(shù)，后續(xù)單元存儲十進(jìn)制數(shù)，高位在前，低位在后。如果轉(zhuǎn)換結(jié)果超出一個字的范圍，則在BX中置出錯標(biāo)志（FFFFH）。

4.5

子程序設(shè)計(jì)技術(shù)

解：這種存放格式與通過鍵盤輸入十進(jìn)制數(shù)的格式一致。變換算法與例4.9相反，設(shè)十進(jìn)制數(shù)字符變換成數(shù)值后為x1～x5，x1為最低位，則變換結(jié)果y為：

y=10*(10*(10*(10*x5+x4)+x3)+x2)+x1據(jù)此可以編寫出子程序TRANS10TO16，入口參數(shù)：SI（緩沖區(qū)首地址）；出口參數(shù)：AX（變換結(jié)果）和BX（變換結(jié)果是否出錯標(biāo)志）；用到的寄存器：AX和BX。子程序如下：TRANS10TO16 PROCNEAR PUSHCX PUSHDX PUSHSI XORAX,AX4.5

子程序設(shè)計(jì)技術(shù)

XORCX,CX MOVCL,[SI] INCSI MOVAL,[SI] INCSI SUBAL,30H DECCX JCXZTRANSF2 MOVBX,10TRANSF1: MULBX JCTRANSF_ERR MOVDL,[SI] INCSISUBDL,30H4.5

子程序設(shè)計(jì)技術(shù)

ADDAL,DL ADCAH,0 JCTRANSF_ERR LOOPTRANSF1 MOVBX,0 TRANSF2: JMPTRANSF_OKTRANSF_ERR: MOVBX,-1TRANSF_OK: POPSI POPDX POPCX RETTRANS10TO16 ENDP4.5

子程序設(shè)計(jì)技術(shù)

例4.13利用鍵盤輸入十進(jìn)制的無符號數(shù)，編寫程序完成轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的16位二進(jìn)制數(shù)。解：可以直接利用例4.11編寫的子程序完成轉(zhuǎn)換操作。通過鍵盤輸入數(shù)據(jù)時，需要定義鍵盤緩沖區(qū)，并調(diào)用INT21H的0AH號功能。匯編語言程序如下：STACKSEGMENTSTACK'STACK'DW100HDUP(?)TOPLABELWORDSTACKENDSDATASEGMENTKEYBUFFER DB100 ；鍵盤緩沖區(qū) DB? DB100DUP(?)STRING1 DB'Pleaseinputdecimaldata:','$' ；輸入提示字符串4.5

子程序設(shè)計(jì)技術(shù)

DATAENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE,DS:DATA,ES:DATA,SS:STACKSTART:MOVAX,DATAMOVDS,AXMOVES,AXMOVAX,STACKMOVSS,AXLEASP,TOP LEADX,STRING1 ；顯示出“輸入提示字符串” MOVAH,09H INT21H MOVAH,0AH ；輸入十進(jìn)制數(shù)據(jù) LEADX,KEYBUFFER4.5

子程序設(shè)計(jì)技術(shù)

INT21H LEASI,KEYBUFFER+1 ；變換 CALLTRANS10TO16 CALLDISPCR ；屏幕光標(biāo)回車換行 CALLDISPAX ；顯示變換結(jié)果 CALLDISPCR MOVAX,BX CALLDISPAX ；顯示變換結(jié)果是否正確的標(biāo)志（BX）的內(nèi)容MOVAH,4CH;返回DOSMOVAL,0INT21HDISPAXPROCNEAR ；顯示寄存器AX的內(nèi)容子程序，詳見例3.34DISPAXENDP4.5

子程序設(shè)計(jì)技術(shù)

DISPCRPROCNEAR ；屏幕光標(biāo)回車換行子程序PUSHAXPUSHDXMOVAH,2MOVDL,0AHINT21HMOVAH,2MOVDL,0DHINT21HPOPDXPOPAXRETDISPCRENDP4.5

子程序設(shè)計(jì)技術(shù)

TRANS10TO16 PROCNEAR ；詳見例4.12TRANS10TO16 ENDPCODE ENDS ENDSTART

這里，為了方便，設(shè)計(jì)了顯示AX寄存器內(nèi)容的子程序DISPAX，它又調(diào)用了顯示AL寄存器內(nèi)容的子程序。另外給出了使屏幕上光標(biāo)回車換行的子程序DISPCR。這樣，執(zhí)行程序的結(jié)果可以直接顯示在屏幕上，圖4.5給出了三次執(zhí)行的結(jié)果，這說明前兩次程序執(zhí)行的結(jié)果正確，而第三次程序執(zhí)行的結(jié)果出錯。4.5

子程序設(shè)計(jì)技術(shù)

圖4.5程序執(zhí)行過程及其結(jié)果4.5

子程序設(shè)計(jì)技術(shù)

例4.14設(shè)一組16位有符號數(shù)存放在緩沖區(qū)BUFFER中，前兩個字節(jié)用于存放數(shù)據(jù)個數(shù)，編寫子程序COMPUTMEAN計(jì)算這組數(shù)據(jù)平均值。解：計(jì)算數(shù)據(jù)平均值的子程序COMPUTMEAN，采用堆棧參數(shù)傳遞方式，人口參數(shù)：緩沖區(qū)首地址壓入堆棧；出口參數(shù)：計(jì)算出的平均值存入堆棧，采用與保存緩沖區(qū)首地址相同的堆棧單元。匯編語言程序如下：STACKSEGMENTSTACK'STACK'DW100HDUP(?)TOPLABELWORDSTACKENDS4.5

子程序設(shè)計(jì)技術(shù)

DATASEGMENTBUFFERDW10 ；假設(shè)有10個數(shù)據(jù)DW521,112,3654,-564,45,-166,771,1288,32709,-32014DATAENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE,DS:DATA,ES:DATA,SS:STACKSTART:MOVAX,DATAMOVDS,AXMOVES,AXMOVAX,STACKMOVSS,AXLEASP,TOP MOVAX,OFFSETBUFFER4.5

子程序設(shè)計(jì)技術(shù)

PUSHAX ；入口參數(shù)壓入堆棧進(jìn)行傳遞 CALLCOMPUTMEAN POPAX ；出口參數(shù)也通過堆棧得到 CALLDISPAX ；調(diào)用子程序DISPAX顯示AX的內(nèi)容，即數(shù)據(jù)的平均值MOVAH,4CH；返回DOS系統(tǒng)INT21HCOMPUTMEANPROCNEAR ；計(jì)算平均值子程序 PUSHBP MOVBP,SP ；利用指針BP指向堆棧中的固定位置 PUSHSI PUSHDI PUSHAX PUSHBX4.5

子程序設(shè)計(jì)技術(shù)

PUSHCX PUSHDX MOVSI,[BP+4] ；從堆棧中取出入口參數(shù)，即數(shù)據(jù)區(qū)的首地址 XORDX,DX XORBX,BX XORDI,DI MOVCX,[SI] ；取數(shù)據(jù)區(qū)長度 PUSHCX ；暫存數(shù)據(jù)個數(shù) ADDSI,2CPTM1: MOVAX,[SI] ADDSI,2 CWD ADDBX,AX4.5

子程序設(shè)計(jì)技術(shù)

ADCDI,DX LOOPCPTM1 MOVDX,DI MOVAX,BX POPBX ；取出數(shù)據(jù)個數(shù) IDIVBX ；求數(shù)據(jù)的平均值CPTM2: MOV[BP+4],AX ；在堆棧中保存數(shù)據(jù)的平均值POPDX POPCX POPBX POPAX POPDI POPSI POPBP4.5

子程序設(shè)計(jì)技術(shù)

RETCOMPUTMEANENDPCODEENDSENDSTART利用堆棧參數(shù)傳遞方式時，一定要搞清楚堆棧的結(jié)構(gòu)和指針的位置，在進(jìn)入子程序后，其堆棧結(jié)構(gòu)與指針如圖4.6所示，隨著子程序中PUSH和POP指令的操作，堆棧指針SP在移動，但BP指針的位置固定不變，因此，可以利用BP指針取出入口參數(shù)，同時將處理結(jié)果存放到指定的堆棧區(qū)域。這樣的子程序?yàn)榭稍偃胄宰映绦颉?.5

子程序設(shè)計(jì)技術(shù)

例4.15遞歸子程序設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)子程序完成y=n!的計(jì)算。解：假設(shè)已經(jīng)設(shè)計(jì)了計(jì)算k階階乘的子程序factorial，為說明方便采用f（k）表示，則k+1階階乘可以表示成： f(k+1)=(k+1)×f(k)這樣，計(jì)算n階階乘的過程可以用圖4.7所示。因此，當(dāng)計(jì)算n!時，要調(diào)用n次factorial子程序，每次調(diào)用使k值減1，直到k=1,這時將1!=1作為已知結(jié)果，然后一層一層返回。4.5

子程序設(shè)計(jì)技術(shù)

4.5

子程序設(shè)計(jì)技術(shù)

為設(shè)計(jì)遞歸子程序factorial，需要定義一個字單元RESULT用于存放計(jì)算結(jié)果，因此，factorial的入口參數(shù)為：正整數(shù)k（≤8）和RESULT單元的偏移地址，出口參數(shù)為RESULT單元的內(nèi)容。匯編語言子程序factorial如下：N=7；計(jì)算7！，其結(jié)果應(yīng)該為5040(13B0H)STACKSEGMENTSTACK'STACK'DW100HDUP(?)TOPLABELWORDSTACKENDSDATASEGMENTRESULTDW?DATAENDS4.5

子程序設(shè)計(jì)技術(shù)

CODESEGMENTASSUMECS:CODE,DS:DATA,ES:DATA,SS:STACKSTART:MOVAX,DATAMOVDS,AXMOVES,AXMOVAX,STACKMOVSS,AXLEASP,TOPLEASI,RESULTPUSHSI ；結(jié)果單元的偏移地址壓入堆棧MOVAX,NPUSHAX ；N值壓入堆棧CALLFACTORIAL4.5

子程序設(shè)計(jì)技術(shù)

MOVAX,RESULT ；取出結(jié)果，并顯示 CALLDISPAXMOVAH,4CH ；返回DOS操作系統(tǒng)