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1、摘要在课程设计之前，具备微机原理的理论知识和实践能力；熟悉汇编语言编程技术；熟悉80X86的CPU结构和指令系统；熟悉相关常用接口电路的设计使用方法是必不可少的。因此原理部分重新温习并整理了相关知识。课程设计要求进行大小写字母的转换。其实字母大小写的区别在于他们的ASCII码范围，它们之间的转换其实就是加减相应的ASCII码值。在判断输入的字母是大写的还是小写的（即判断输入符号ASCII码在41H5AH还是在61H7AH内）之后，决定判断是加上还是减去ASCII码值。另外如果输入的不是字母（输入字符对应ASCII码值不在41H5AH或61H7AH内），则需要报警提示，这不但涉及到用汇编语言实现
2、发声的方法，而且对计算机硬件的了解也有要求，因此原理部分加入了部分有关声音产生的硬件知识。关键词：汇编语言，ASCII码，大小写转换1.原理简介1.1 8086的内部结构80x86从功能上分执行单元EU(Execution Unit)，和总线接口单元BIU(Bus Interface Unit)，执行单元由算术逻辑单元（ALU）、标志寄存器、通用寄存器组和EU控制器等部件组成。指令执行部件EU由算术逻辑单元、标志寄存器、通用寄存器和EU控制器等部件组成。主要功能是执行指令：一般顺序执行，EU不断地从指令队列中取指令连续执行，而省去访问存储器取指令的时间。需要访问存储器取操作数时，EU将访问地址
3、送给BIU后，将要等待操作数到来后才能继续操作；遇到转移类指令时，要将指令队列中的后续指令作废，等待BIU重新从存储器取出目标地址中的指令代码进入指令队列后，EU才能继续执行指令。算术逻辑单元（ALU）完成16位或8位的二进制运算；16位暂存寄存器用来暂存参加运算的操作数。运算结果通过内部总线送到通用寄存器组或BIU的内部寄存器中等待写入存储器。经ALU运算后的结果特征置入标志寄存器中保存EU控制器负责从BIU的指令队列中取指令，并对指令译码；根据指令要求向EU内部各部件发出控制命令以完成各条指令的功能。总线接口单元由地址加法器、专用寄存器组、指令队列缓冲器和总线控制电路等部件组成；主要功能是
4、形成访问存储器的物理地址，负责与外部（存储器或I/O接口）打交道。正常情况下，BIU通过地址加法器形成指令的物理地址，从给定存储器地址中取出指令代码送指令队列缓冲器中等待执行（指令队列缓冲器中出现一个空字节，BIU将自动进行读指令的操作填满队列）。收到EU送来的操作数地址，BIU将立即形成操作数的物理地址，完成读/写操作数或运算结果功能。遇到转移类指令，BIU将指令队列缓冲器中的尚存指令作废，重新从存储器目标地址中取指令送指令缓冲器中。 指令队列可存放6字节的指令代码。一般情况下指令队列中总是填满指令，使EU可不断地得到执行的指令。16位地址加法器专门用来完成由逻辑地址变换成物理地址的功能。实
5、际上是进行一次地址加法，将两个16位的逻辑地址转换为20位的物理地址，以达到可寻址1M字节的存储空间。总线控制电路将8086CPU的内部总线与外部总线相连，是8086CPU与外部交换数据的必经之路。包括16条数据总线、20条地址总线和若干条控制总线。程序装载到内存中后通过16位数据线确定各个段地址，开始取出指令（内存中读字节），放到指令队列，队列出口通过EU控制器执行指令并同时影响IP（指令指针移动指令长度，或通过指令执行后影响IP。1.2 8086的指令系统8086全部指令按功能可分成六大类：1.数据传送类一般格式：MOV OPRD1，OPRD2MOV 是操作码，OPRD1和OPRD2分别是
6、目的操作数和源操作数。功 能： 完成数据传送。堆栈指令，包括入栈（PUSH）和出栈（POP）指令两类，仅能进行字运算（操作数不能是立即数）(1)入栈指令PUSH一般格式：PUSH OPRD功 能： 将数据压入堆栈(2)出栈指令POP一般格式：POP OPRD功 能： 将数据弹出堆栈累加器专用传送指令，有三种，输入、输出和查表指令。前两种又称为输入输出指令。(1)IN 指令一般格式：IN AL，n ； B ALnIN AX，n ； W AXn+1nIN AL，DX ； B ALDXIN AX，DX ； W AXDX+1DX功 能： 从I/O端口输入数据至AL或AX。(2)OUT 指令一般格式：O
7、UT n，AL ；B ALnOUT n，AX ；W AXn+1nOUT DX，AL ；B ALDXOUT DX，AX ；W AXDX+1DX功 能: 将AL或AX的内容输出至I/O端口。2.算术运算类加法指令 (Addition)(1)一般形式: ADD OPRD1，OPRD2功 能： OPRD1OPRD1+OPRD2(2)一般形式：ADC OPRD1，OPRD2 ；带进位的加法；功 能： OPRD1OPRD1+OPRD2 +CF(3)一般形式：INC OPRD功 能： OPRDOPRD+1减法指令(Subtraction)(1)一般形式：SUB OPRD1，OPRD2功 能： OPRD1OP
8、RD1-OPRD2(2)一般形式：SBB OPRD1，OPRD2功 能： OPRD1OPRD1-OPRD2-CF (3)一般形式：DEC OPRD功 能： OPRDOPRD-1-CF3.逻辑运算类逻辑运算指令(1)一般形式：NOT OPRD功 能： 对操作数求反，然后送回原处，操作数可以是寄存器或存储器内容。(2)一般形式：AND OPRD1，OPRD2功 能：对两个操作数进行按位的逻辑“与”运算，结果送回目的操作数。(3)一般形式：TEST OPRD1，OPRD2 功 能：完成与AND指令相同的操作，结果反映在标志位上，但并不送回，通常使用它进行测试。(4)一般形式：OR OPRD1，OPR
9、D2功 能： 对指定的两个操作数进行逻辑“或”运算。结果送回目的操作数。(5)一般形式：XOR OPRD1，OPRD2功 能： 对两个指定的操作数进行“异或”运算，结果送回目的操作数。4.串操作类重复指令前缀串指令5.程序转移类无条件转移、调用和返回指令(1)无条件转移指令JMP，分直接转移和间接转移两种。一般格式：JMP OPRD ；OPRD是转移的目的地址直接转移的3种形式为：短程转移：JMP SHORT OPRD ；IP=IP+8位位移量目的地址与JMP指令所处地址的距离应在-128127范围之内。近程转移：JMP NEAR PTR OPRD ；IP=IP+16位位移量 或：JMP OP
10、RD ；NEAR可省略目的地址与JMP指令应处于同一地址段范围之内。远程转移： JMP FAR PTR OPRD ；IP=OPRD的段内位移量，CS=OPRD所在段地址。远程转移是段间的转移，目的地址与JMP指令所在地址不在同一段内。执行该指令时要修改CS和IP的内容。间接转移指令的目的地址可以由存储器或寄存器给出。段内间接转移：JMP WORD PTR OPRD ；IP=EA （由OPRD的寻址方式确定）。JMP WORD PTRBX ；IP=（DS）*16+（BX）JMP WORD PTR BX ；IP=（BX）段间间接转移：JMP DOWRD PTR OPRD ；IP=EA，CS=EA+
11、2该指令指定的双字节指针的第一个字单元内容送IP，第二个字单元内容送CS。JMP DWORD PTR BX+SI(2)调用和返回指令 CALL指令用来调用一个过程或子程序。由于过程或子程序有段间(即远程FAR)和段内调用(即近程NEAR)之分，所以CALL也有FAR和NEAR之分，因此RET也分段间与段内返回两种。调用指令一般格式为： 段内调用：CALL NEAR PTR OPRD操 作： SP=SP-2，（SP）+1），（SP）=IP，IP=IP+16位位移量 CALL指令首先将当前IP内容压入堆栈。当执行RET指令而返回时，从堆栈中取出一个字放入IP中。段间调用：CALL FAR PTR
12、OPRD操 作： SP=SP-2，（SP）+1），（SP）=CS；SP=SP-2，（SP）+1），（SP）=IP；IP=EA；CS=EA+2CALL指令先把CS压入堆栈，再把IP压入堆栈。当执行RET指令而返回时，从堆栈中取出一个字放入IP中，然后从堆栈中再取出第二个字放入CS中，作为段间返回地址。返回指令格式有：RET ；SP=（SP+1），SP），SP=SP+2 RET n ；SP=（SP+1），SP），SP=SP+2 SP=SP+nRET n指令要求n为偶数，当RET正常返回后，再做SP=SP+n操作。6.控制类循环控制指令loop1.3汇编语言程序设计 计算机不能直接识别和执行汇编语言
13、程序，而要通过“翻译”把源程序译成机器语言程序（目标程序）才能执行，这一“翻译”工作称为汇编。汇编有人工汇编和计算机汇编两种方法。汇编语言是面向机器的，每一类计算机分别有自己的汇编语言。汇编语言占用的内存单元少，执行效率高，广泛应用于工业过程控制与检测等场合。汇编语言语句格式：标号： 操作符 操作数 ；注释START： MOV A，30H ；A（30H）标号用来标明语句地址，它代表该语句指令机器码的第一个字节的存储单元地址。标号一般规定由18个英文字母或数字组成，但第一个符号必须是英文字母。注释只是对语句或程序段的含义进行解释说明，以方便程序的编写、阅读和交流，简化软件的维护，一般只在关键处加
14、注释。伪指令：伪指令只用于汇编语言源程序中，对汇编过程起控制和指导的作用，不生成机器码，汇编结束，自动消失。汇编语言程序设计步骤：(1)分析问题(2)确定算法(3)设计程序流程(4)分配内存单元：分配内存工作单元，确定程序和数据区的起始地址(5)填写汇编语言程序(6)调试程序1.4报警声音生成早期的PC系列机中有一个专门用于定时的集成电路，型号是8253/8254。它有三个通道，第一个通道用于控制系统时钟正常运转；第二个通道用于存储器刷新，第三个通道通过一组电路与喇叭相联。定时器通道3的G端与61H端口的bit0位相联，如果将61H端口的bit0位置成1，那么定时器通道3就被启动，此时将有一组
15、信号从OUT端输出，信号的频率可以用程序控制；若61H端口bit0位为0，则定时器被关闭，OUT端就会恒定为1。此电路用在这里相当一个可控开关，如果将61H端口的bit0、bit1位都置成1，则相当于既打开了定时器又打开了开关，这时候定时器产生的声音信号就会送到放大器推动喇叭发声；若将bit0位置0，则定时器关闭，此时OUT端为1，这时候如果连续改变bit1位的状态，也可以从喇叭中听到声音若将bit1位置0，则开关关闭，此时即使打开定时器也不能听到声音。 PC中的定时电路有三个通道，通道3用于发声，通道1用于控制系统内部的时钟。大家都十分清楚用DOS的TIME命令可以观察并修改系统内部的一个时钟，这个时钟之所以能连续运转主要依靠定时器的通道1。 通道1的工作方式和通道3一
