微机原理-代码转换程序

课程设计任务书

学生姓名：专业班级：自动化

指导教师：工作单位：自动化学院

题目: 代码转换程序

初始条件：

字母或数制之间的转化程序，按Ｓ后，键盘输入小写字母，显示对应的大写字母，按Ｂ后，键盘输入二进制数，显示对应的十六进制数。结果显示在屏幕上。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18日~1月20日：收集资料，方案选择

1月21日~1月23日：整体流程，程序细节

1月25日~1月27日；调试程序，报告撰写

1月28：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：年月日

目录

1设计任务要求 (1)

1.1实现任务 (1)

1.2任务分析 (1)

2方案比较 (2)

3系统实现原理 (3)

3.1系统资源 (3)

3.2DOS功能调用 (3)

4．软件设计与实现 (5)

4.1程序设计思想 (5)

4.1.1程序功能描述 (5)

4.1.2流程图 (5)

4.2算法分析 (9)

4.2.1小写字母转大写字母算法 (9)

4.2.2二进制转换为十六进制算法 (9)

4.2.3DOS中的字符显示功能 (10)

5软件建立与调试 (11)

5.1汇编源程序的建立 (11)

5.2程序调试与运行结果 (12)

6心得体会 (14)

参考文献 (15)

附录一源程序及其注释 (16)

附录二程序运行效果图 (23)

附录三本科生课程设计成绩评定表 (24)

摘要

本文通过汇编语言设计实现简单的代码转换功能，把输入的小写字母转换为大写字母和输入的二进制转换为十六进制，并显示转换结果。程序设计过程中将调用DOS提供的多种中断功能，结合汇编语言灵活的指令方式，完成代码的转换。最后会用到DEBUG工具和其他方法调试程序，最终实现较理想的效果。

关键词：DOS 代码转换 ASCII

代码转换程序

1设计任务要求

1.1实现任务

设计任务要求是：字母或数制之间的转化程序，按Ｓ后，键盘输入小写字母，显示对应的大写字母，按Ｂ后，键盘输入二进制数，显示对应的十六进制数。结果显示在屏幕上。按Q退出程序。

1.2任务分析

根据设计要求分析可知，本程序主要完成不同代码间的转换，并在屏幕上显示转换结果。在程序提示下输入功能选择键S或B，来确定程序执行小写字母转换为大写字母或将二进制数转换为十六进制显示。转换过程可以循环进行，直到输入退出功能键Q或q。

2方案比较

在程序设计中，有时可以将具有特定功能的一定代码块定义为一个过程，使整个程序清晰，便于理解和调试。此代码块的定义有宏定义和段内子程序定义两种方法。下面是功能模块定义方式的选择:

方案一：宏定义可以将需重复使用的程序部分定义为一条宏指令，汇编后产生所需代码序列，在程序中需要的地方嵌入。这种方法与过程调用不同，它不使用堆栈，可减少程序的书写。宏调用时的实元表，可以避免子程序中因变量传送带领的麻烦。且宏调用中的实元还可以是常数、寄存器、存储单元名以及用寻址方式能找到的地址表达式，这样使程序灵活性增强。然而，宏调用每调用一次就将宏定义展开一次，调用次数越多，占用的存储空间就越大。即宏指令的使用只简化了源程序，不节省目标程序所占用的内存单元。

方案二：子程序在程序代码段内编写，在程序运行期间，由主程序调用，在目标代码中只占用它自身大小的内存空间。使用调用子程序的方法，汇编后产生的目标代码少，节约空间。但是，它在简化程序方面不如宏指令方便。

经比较，因本设计对子程序的调用次数较多，且子程序段较短，合理规划，仍可以使程序具有很高的可读性。故采用调用子程序的方法。

3系统实现原理

3.1系统资源

8086CPU曾是使用广泛的16位微处理器，它的出现使对微型计算机的发展起到了巨大的推动作用。它的指令集为用户提供了丰富的8位指令和一些功能较强的16位数据处理指令。8086的指令具有灵活的指令格式、较强的运算能力和极强的寻址能力。为此，虽然各种高级语言为我们开发大型复杂系统提供了方便，但在对运算速度和效率极高的地方，8086汇编语言还是占有稳定的地位。而8086指令系统的运行只需一台具有虚拟8086的计算机即可运行。

除此之外8086还为我们提供了丰富的DOS功能和BIOS功能调用，方便我们处理各种需求。本设计即使用到多种DOS功能来辅助完成软件编写和完善功能。

3.2DOS功能调用

DOS是美国Microsoft公司为IBM PC研制的磁盘擦配置系统(Disc Operating System)。DOS不仅为用户提供了许多使用命令，而且还有用户可以直接调用的上百个常用子程序。这些子程序的功能主要是进行磁盘的读/写、控制管理、内存管理、基本输入/输出管理等。在使用时，用户不需要了解各种I/O接口硬件的详细情况就能直接完成对I/O的控制和管理。为方便使用，DOS将所有子程序从1号开始顺序编号，这些编号成为DOS功能调用号。其调用过程为：

1、DOS功能调用号传送AH寄存器。

2、如果需要，按照要求给定输入参数(有的不需要输入参数)。

3、写入中断指令INT 21H。

调用结束，按功能使用其输出参数。

以下介绍本设计将使用到的几个有关DOS功能。

1．单字符输入-1号

功能：从键盘输入1个字符并在光标处显示。

输入参数：无。

输出参数：AL=ASCII码。

2.单字符输入-8号

功能：从键盘输入1个字符，不在屏幕上显示。

输入参数：无。

输出参数：AL=ASCII码。

3.单字符输出-2号

功能：在屏幕上显示一个字符(ASCII码)。

输入参数：DL=ASCII码。

输出参数：无。

4．多字符输出-9号

功能：多个字符输出到屏幕显示。

输入参数：DS:DX=输出字符缓冲区首地址。

输出参数：无。

5.过程终止-4CH号

该调用功能是结束当前程序，并且返回调用它的程序。如果在DEBUG状态下运行，则返回DEBUG；如过在DOS下运行，则返回DOS。在汇编语言结束处加上“MOV AH，4CH”和“INT 21H”两条指令，以利于程序执行完毕，返回操作系统控制。

4．软件设计与实现

4.1程序设计思想

通过调用DOS系统的输入输出功能，使程序具有一定的可视化程度，使用8086丰富的指令系统对输入数据进行处理，最终得到运算结果，在屏幕输出。因为本设计需满足两个功能，并需输入多字符，故将使用汇编语言的顺序结构、分支结构和循环结构。主程序初始化后，再提示信息下输入功能选择键，程序会根据输入的键跳入相应的子程序中执行代码转换。这是一个分支结构。子程序执行完毕，可以根据需要选择结束程序或继续下一次转换。

4.1.1程序功能描述

启动程序后，在DOS框中提示输入功能选择键后，程序会跳转到所选择的相应的程序段执行，在提示下输入小写字母或16位二进制，当输入完毕后，屏幕上会显示运算结果。然后，系统提示是否继续，此时可以选择进行下一次代码转换或结束程序。为方便观察转换结果，程序中的输入字符显示与提示信息的显示都将分行显示。由于程序中的提示信息比较齐全和完善，很容易指导操作者进行代码转换。

4.1.2流程图

主程序开始后，先进行初始化，装载相关参数。然后会有功能选择的提示，根据提示输入选择符号“S”或“B”选择要进行是数据转换功能。输入选择后，程序跳入相应的子程序中去执行转换并显示结果。子程序结束后返回主程序退出选择处，此时需要根据信息提示，选择是继续转换还是结束程序。子程序的选择是一个分支结构，而子程序中的转换代码含有顺序结构和循环结构，具体见子程序流程图。

主程序流程图如下：

开始

初始化

功能选择

小写字母转换为大写子程序

二进制转

为十六进

制子程序是否退出

结束

S B

Y

N 图4-1 主程序流程图

本程序有两个子程序，分别为小写字母转大写字母子程序和二进制转十六进制子程序。二者的选择调用由主程序的功能选择决定。

小写字母转大写子程序流程图：

子程序入口

提示输入小

写字母

输入字符

是否为小写

Y

转换 -20H

显示结果

子程序结束

图4-2 小写字母转大写流程图

小写字母转大写字母子程序结构较简单，转换步骤少，易于实现功能。当调用此子程序时，程序指针跳转到子程序入口，沿其流程执行。因输入字符在计算机中都以其ASCII值录入，在DOS显示时也是以ASCII码值输出，故只需对输入字符的ASCII码做处理即可。因为前文所述，对于小写字母的ASCII码减去20H 即对应相应大写字母的ASCII码，然后调用DOS显示功能即可显示转换结果。

二进制转十六进制子程序流程图：

子程序入口

提示输入16位二进制

按位输入

是否为1或0

是否输完16位

显示，并设置二进制数相应

位

数据转换并存储

显示结果

子程序结束

N

N

Y

Y

图4-3 二进制转十六进制流程图

主程序跳转如进制转换程序时，将沿其流程执行下去。因为要输入16位二

进制数，而每次输入均为单字符输入，输入参数为ASCII码值，故需根据输入值对初始十六进制数做处理。首先预设一个16位变量，输入按书写习惯，从最高位开始输入，当输入“1”时，将对于位置位1，输入“0”时，将对应位置位0，同时输入次数加一，若输入为“1”“0”以外的值，不对初始变量做处理，输入位数也不变，如此输入16位后，输入段结束，程序自动开始代码的转换，并将转换的结果显示出来，最后跳回主程序，选择是否退出程序。

4.2算法分析

4.2.1小写字母转大写字母算法

对于DOS提供的键盘输入子程序，输入的字符在计算机内部均以ASCII码形式存在。而小写英文字母“a”?“z”的ASCII码为61H?7AH，大写字母“A”?“Z”的ASCII码为41H?5AH。观察可知对应的小写字母ASCII码值比大写字母ASCII码值要大20H，即32。因此对输入的小写字母的ASCII码减去32即为对应的大写字母的ASCII值，利用DOS提供的单字符显示子程序可将转换结果显示在屏幕上。

4.2.2二进制转换为十六进制算法

在本程序中暂且将输入的二进制数位数设置为16位。对于16位二进制数，其转换为十六进制的过程为：从最低位开始，每四位为一个单元，计算出对于的十六进制值。计算得到的十六进制值小于10的仍旧用1?9表示，高于9的则使用a?f(A?F也可以)表示10?15。

在显示方面，输入二进制可以按位，调用DOS的单字符输入子程序，输入1或0，对于其他数据则不显示。当输入达到十六位后，开始转换。因转换的结果为0?9、A?F，而屏幕显示对应值的ASCII值。0?9的ASCII码值为30H?39H，A?F的ASCII码值为41H?46H。因此可以据此，转换值小于10时，结果加上30H，转换值大于等于10时，结果在加上30H的基础上在加上7H (A的ASCII

码值比9的大7)，然后即可使用DOS单字符输出子程序，对转换得到的四位十

六进制数依次显示。

4.2.3DOS中的字符显示功能

在小写字母转大写字母程序中，需使用到单字符输入和单字符输出功能，分别输入小写字母和显示转换的大写字母，此外还有相应的功能提示语句，则会用到多字符输出子程序。

在二进制转换为十六进制程序中，需使用到单字符输入和单字符输出功能。要特别提出的是，此处的单字符输入功能为INT 21H的8号功能，只输入而不负责显示。因为为只显示0和1两个数字，对于正确的键值才调用单字符输出子程序显示。同样，要用的起功能提示作用的多字符输入子程序。

DOS中的各显示功能调用方法见上节功能描述及附录一中的具体程序。

5软件建立与调试

5.1汇编源程序的建立

汇编程序的编写，可以先使用EDIT、记事本等文本编辑软件，编辑源程序，保存为.asm文件；然后使用TASM或MASM汇编程序，对源程序进行汇编，生成.obj 文件-目标文件，以及调试用.LST-列表文件；最后是LINK链接程序，对使用的目标文件和库文件进行连接，生成.exe文件，然后点击TASM或MASM的运行按钮，查看程序运行效果。

汇编程序的建立过程可用下图表示：

使用文本编

辑软件

.asm

汇编程序

.obj

连接程序

生成.exe

图5-1 汇编程序建立流程图

根据以上步骤一步一步建立程序。在汇编程序处，如果程序中存在错误，则编译器会提示有错误，如下图：

图5-2 运行错误时系统提示

则此时根据提示，在程序中找到错误，然后改正，知道汇编无误。然后即可连接-生成.exe，由此完成源程序的建立。

5.2程序调试与运行结果

程序的调试将用到一个针对汇编语言程序设计的调试工具—DEBUG，熟练使用DEBUG有助于汇编语言程序员对于逻辑错误的调试。调试方法为：在汇编环境(此处使用MASM)中首先要生成.exe文件，选中“运行-DEBUG调试”，DEBUG程序正常启动，提示符显示为“-”。出现“-”后，根据调试需要，输入正确的DEBUG 命令，根据显示内容，修改源文件。

此外，可以根据程序运行的效果跟预期效果相比较，以找出程序中的不足与漏洞，尝试-对比-修改-尝试…直到达到满意的结果。因为第二种方法比较快速且便于操作，我选择这种方法。

在调试过程中，因为输入小写字母转换为大写字母比较容易，但是因为显示转换结果后，接着会显示提示信息，其效果如图:

图5-3 分行显示前效果

因提示信息紧跟转换结果出现，使人不容易观察结果，故在显示转换结果后，对光标进行换行出来，使显示结果与提示信息分行显示，便于观察且美观。

在二进制转十六进制的子程序中，也用到分行显示和信息提示内容，只需做同样的处理即可达到相同的效果。

经过数番修改，最终程序达到了较理想的效果，效果如下图所示：

图5-4 最终运行效果

6心得体会

通过这次的《微机原理与接口技术》课程设计，使我又学习了很多知识，而且是课堂上不容易学到的知识。俗话说，“实践出真知”，课堂上学习到的理论知识，如果不转化为实践的话，始终都将是一纸空文，没什么大的价值。而这次的课设，则给了我把理论转化为实践的机会，使我获益匪浅。

首先，通过课设中的程序设计，结合课堂上的理论，我能熟练地使用汇编语言编写程序，熟悉各寄存器的使用方法和数据传送与处理，了解汇编语言在计算机中运行的规律。在汇编程序编写中，我还学到了调用DOS来辅助程序设计，以及DEBUG工具的使用。这些技巧对以后再次开放汇编程序将起到很大的帮助。

其次，在之前的课程中，我们所学习的编程语言如C、Visual Basic，都是高级语言，以其自然的语法和结构，和方便的调试工具，使我们很快学习吸收，并对汇编等低级语言有不少偏见。而此次课设，改变了我的这个看法。汇编语言并不像想象中的那么晦涩难懂，其实它也有灵活的结构和处理方式，而且强大的寻址能力使程序运行很快。此外，较难处理的寄存器，使我在程序编写与调试中渐渐理解了计算机底层对各数据的处理方式和运行机理，即我打开了计算机这个黑匣子，了解了它的内部。因此，可以说我的视野又得到的很大的拓展。如今，我对汇编语言也有了很浓厚的兴趣，在以后的学习中，我将尝试使用C语言和汇编语言混合编程，来实现相关电子产品的设计。

再次，因为汇编语言与硬件联系比较紧密，通过对汇编程序设计的深刻理解，也在某种程度上帮助我对硬件的驱动与设计有了不少的认识，而且也渐渐能把软件与硬件的结合起来。

《微机原理与接口技术》是一门实用性很高，它不仅涉及到计算机的底层高效语言设计，还跟硬件有着紧密的联系。而且微型计算机从诞生至今已有30余年，其应用已涉及各个领域。与此同时，微机原理与接口技术也得到了飞速发展。掌握微机原理与接口技术是对计算机及自动控制等专业人才的基本要求。在以后的学习与工作中，我都将不断完善我在这方面的能力。

参考文献

[1]周佩玲彭虎傅忠谦.微机原理与接口技术.北京：电子工业出版社,2005

[2]冯继超.微机原理实验指导书.武汉：武汉理工大学教材中心，2008

[3]李珍香刘红梅赵润林.汇编语言课程设计案例精编.北京：中国水利水电出版社，2004

[4]沈美明温冬蝉.IBM PC汇编语言程序设计.北京：人民邮电出版社，2002

[5]王爽.汇编语言(第2版).北京：清华大学出版社，2008

附录一源程序及其注释

DATA SEGMENT

BUF1 DB'Choose function:',0dh,0ah

buf2 DB'S:a-->A ,B:0101B-->5F',0dh,0ah,'$'

BUF3 DB0dh,0ah,'Input the Lowercase:',0dh,0ah,'$'

BUF4 DB0dh,0ah,'Input the Binary:',0dh,0ah,'$'

BUF5 DB'Press Q or q to quit,press other key to continue!',0dh,0ah,'$'

BUF6 DB'The result is:',0DH,0AH,'$'

BUF7 DB0DH,0AH,'$'

BUF8 DB 4 DUP (?),'H',0DH,0AH,'$'

BINA DW?

DATA ENDS

CODE SEGMENT

ASSUME DS:DATA,CS:CODE

START:

MOV AX,DATA

MOV DS,AX

SELECT:

;多字符显示，显示功能选择

MOV DX,OFFSET BUF1

MOV AH,9

INT 21H