Bài giảng Kỹ thuật Vi xử lý: Chương 4 - Nguyễn Thị Quỳnh Hoa

Bài giảng Kỹ thuật Vi xử lý: Chương 4 Lập trình hợp ngữ với 8088 trên IBM-PC, cung cấp cho người học những kiến thức như: cấu trúc lập trình ASM; Các cấu trúc lập trình. Mời các bạn cùng tham khảo!

hoantq@hnue.edu.vn

Chương 4: Lập trình hợp ngữ với

8088 trên IBM-PC

• I/Cấu trúc lâ ̣p trình ASM

• II/Cấc cấu trúc lâ ̣p trình

I/Cấu trúc lập trình ASM

1 Tổng quân về ASM

2 Cấc đôận chương trình

3 Cấu trúc chung củâ mô ̣t lê ̣nh ASM

4 Dữ liê ̣u chương trình

5 Cấc biến

6 Cấc hầng cố tên

7 Dịch từ ngô n ngữ bâ ̣c câô sâng hợp ngữ

8 Khung củâ mô ̣t chương trình ASM

9 Ngất

10 Cấch tậô vầ chậy mô ̣t chương trình hợp ngữ

1.Tổng quan về ASM

• Cấc khấi niê ̣m :

– Ngô n ngữ mấy

– Trình hợp ngữ

– Trình hợp dịch

• ➔Sô sấnh với cấc ngô n ngữ lâ ̣p trình bâ ̣c câô

1.Tổng quan về ASM

• Ngô n ngữ mấy :

Mỗi lê ̣nh cố dậng mẫ riê ng (gồm mô ̣t tổ

hợp cấc bit 0 vầ 1) mầ chỉ người thiết kế vầ VXL hiểu được, gội lầ ngô n ngữ mấy dậng mẫ.

• Nhược điểm

– Khố nhớ vầ dễ viết sâi

– Khô ng đâ ̣c trưng chô hầnh đô ̣ng lê ̣nh

➔Mẫ lê ̣nh gợi nhớ.

Dô vâ ̣y, cần mô ̣t trình biê n dịch hợp ngữ để dịch lê ̣nh dậng hợp ngữ râ ngô n ngữ mấy.

1.Tổng quan về ASM

• Trình hợp ngữ : Dịch chương trình hợp ngữ râ ngô n ngữ mẫ mấy.

• Trình biê n dịch : Dịch ngô n ngữ lâ ̣p trình

bâ ̣c câô râ ngô n ngữ mẫ mấy.

• ➔Sô sấnh với cấc ngô n ngữ lâ ̣p trình bâ ̣c câô.

2.Các đoạn chương trình

• Mô ̣t CT ASM cố 3 đôận chính:

dâtâ,stâck,côdê

• Đôận dữ liê ̣u :

được sử dụng để chứâ dữ liê ̣u củâ CT

• Sâu .DATA sễ lầ khâi bấô biến hây hầng

2.Các đoạn chương trình

• Đôận ngâ n xếp :

được sử dụng để chứâ dữ liê ̣u truy xuất thêô phương thức FILO

• Cú phấp khâi bấô

.STACK <kích thước>

2.Các đoạn chương trình

• Bê n trông đôận mẫ cấc lê ̣nh tổ chức như

mô ̣t thủ tục

2.Các đoạn chương trình

3.Cấu trúc chung của một

lệnh

• <Tê n> <Tôấn tư> <Tôấn hậng> <Chúgiẩi>

• A.Trường tên

• B.Trường tôấn tử

• C.Trường tôấn hậng

• D.Trường chú giẩi

3.Cấu trúc chung của một

lệnh

• Trường tên

được sử dụng lầm nhẫn lê ̣nh, tê n thủ tục hôâ ̣c

tê n biến

• Chiều dầi từ 1 đến 31 ký tự

• Bâô gồm : chữ cấi, chữ số vầ cấc ký tự đâ ̣c biê ̣t

( ? @ _ $ % ) với Phẩi đứng đầu tên

• Khô ng phâ n biê ̣t chữ hôâ , chữ thường

3.Cấu trúc chung của một lệnh

3.Cấu trúc chung của một lệnh

• Trường tôấn tử

chứâ mẫ lê ̣nh dậng hợp ngữ

• Ví dụ

MOVADDSUB

3.Cấu trúc chung của một

lệnh

• Trường tôấn hậng

xấc định dữ liê ̣u sễ được cấc thâô tấc tấc đô ̣ng lên

• Cố thể khô ng cố hôâ ̣c cố 1 hôâ ̣c hâi tôấn hậng trông 1 chỉ thị

NOPINC AXADD WORD1,2

3.Cấu trúc chung của một lệnh

• Trường chú giẩi

để giẩi thích dồng lê ̣nh đố lầm gì

• Bất đầu bầng dấu ;

4.Dữ liệu chương trình

• Cấc số

• Cấc ký tự

4.Dữ liệu chương trình

• Cấc số :

– Số nhị phâ n : kết thúc bầng chữ b

– Số thâ ̣p phâ n : kết thúc bầng chữ d hôâ ̣c khô ng cố – Số thâ ̣p lục phâ n : kết thúc bầng chữ h vầ bất đầu bầng chữ số thâ ̣p phân

4.Dữ liệu chương trình

4.Dữ liệu chương trình

• Cấc ký tự

phẩi được đâ ̣t trông dấu nhấy đơn ‘ hôâ ̣c dấu nhấy kếp “

• Ví dụ :

“A” = ‘A’ =41h

“HELLO”=‘H’’E’’L’’L’’O’

4.Dữ liệu chương trình

• Cấc tôấn tử định nghĩâ số liê ̣u

Toán tử giả Biểu diễn

DB định nghĩâ bytê

DW định nghĩâ wôrd

DD định nghĩâ từ kếp

DQ định nghĩâ 4 wôrd(4 từ liê n tiếp)

DT định nghĩâ 10bytê(10bytê liê n

tiếp)

5.Các biến

• Biến kiểu bytê

• Biến kiểu wôrd

• Cấc mẩng

• Cấc chuỗi ký tự

• Giới hận thâ ̣p phâ n : -128 đến 127 (kiểu cố dấu)

0 đến 255 (kiểu khô ng dấu)

• Giới hận thâ ̣p phâ n : -32768 đến 32767 (kiểu cố dấu)

0 đến 65535 (kiểu khô ng dấu)

;định nghĩâ mẩng 3 bytê cố tê n B_ARRAY

;B_ARRAY được gấn chô bytê đầu tiê n

;B_ARRAY +1 được gấn chô bytê thứ hâi

;B_ARRAY + 2 được gấn chô bytê thứ bâ

5.Các biến

• Chúng tâ cố thể khởi tậô cấc giấ trị liê n tiếp giống nhâu.Khi đố tâ cố thể sử dụng tôấn tửDUP

• Ví dụ

Mâng1 DB 100Dup(5Ch)Mâng2 DB 3,4,2,10DUP(0)

• Ví dụ :

Mẩng_2_chiều DB 10DUP(0)

10DUP(50) 10DUP(100) 10DUP(150)

5.Các biến

• Cấc chuỗi ký tự :

Cố thể được khởi tậô bầng bẩng mẫ cấc mẫ ASCII

• Phâ n biê ̣t chữ hôâ vầ chữ thường

• Ví dụ

MSG DB ‘HELLO’

6.Các hằng có tên

• Gấn tê n chô hầng sử dụng tôấn tử EQU

7.Dịch từ ngôn ngữ bậc cao sang hợp ngữ

• Hẫy viết đôận dịch củâ những dồng lê ̣nh sâu :

A=2*B

B=14-A

A=B-4*A

• Chia cho 0

• Thương > 256 (src8)

• Thương > 65536 (src16)

• Chia cho 0

• Thương > 256 (src8)

• Thương > 65536 (src16)

Nhóm lệnh logic

• AND

• OR

• XOR

• NOT

– Dst,Src phải có cùng độ dài và ko đồng thời là 2

ô nhớ,2 thanh ghi đoạn

– Các cờ bị thay đổi : CF,OF,SF,ZF,PF

– Thường dùng để che đi/giữ lại những vị trí cần che đi/giữ lại tương ứng.

– Dst,Src phải có cùng độ dài và ko đồng thời là 2

ô nhớ,2 thanh ghi đoạn

– Các cờ bị thay đổi : CF,OF,SF,ZF,PF

– Thường dùng để một vài bit nào đó của toán

hạng lên 1

– Dst,Src phải có cùng độ dài và ko đồng thời là 2

ô nhớ,2 thanh ghi đoạn

– Các cờ bị thay đổi : OF,SF,ZF,PF

– Thường dùng để trả về 0 một thanh ghi nào đó.

– Dst,Src phải có cùng độ dài và ko đồng thời là 2

ô nhớ,2 thanh ghi đoạn

– Các cờ không bị thay đổi

– Thường dùng đảo bit (lấy bù 1) một thanh ghi nào đó.

Nhóm lệnh dịch và quay

• Shift Arithimetically/Logic left

• SAL/SHL Dst,CL

• Với SAL, thì msb ko đổi sau khi thực hiện lệnh

• Có ảnh hưởng tới các cờ : ZF,OF,CF,PF và SF(đối với SHL)

0

CF

LÖnh SHL

• Giống với SAL/SHL nhưng là dịch phải

• Quay trái, quay phải qua cờ nhớ

• Thực hiện giống ROL/ROH nhưng CF có tham gia vào vòng quay

Nhóm lệnh so sánh

• CMP

– Sau lệnh, toán hạng không thay đổi

– Chỉ thay đổi các cờ : AF,CF,OF,PF,ZF,SF

Nhóm lệnh xử lý với chuỗi

• MOVS :MOVSB, MOVSW

• CMPS :CMPSB, CMPSW

• SCAS :SCASB, SCASW

• LODS :LODSB, LODSW

• STOS :STOSB, STOSW

• REP

• REP lệnh xử lý chuỗi

STOSB/STOSW lặp lại cho đến khi CX=0

Ví dụ

• Chép 80h byte từ địa chỉ

3000h:1000h đến địa chỉ 4800h:C200h

Các lệnh điều khiển chương trình

• Nhóm lệnh dịch chuyển thanh ghi cờ

• Lệnh nhảy

• Lệnh vòng lặp

• Lệnh cho chương trình con

Nhóm lệnh chuyển cờ hiệu

• LAHF

• SAHF

• PUSHF

• POPF

• Load AH from Flag : Chuyển các cờ

SF,ZF,AF,PF và CF vào các bit 7,6,4,2 và O của thanh ghi AH (các bit còn lại không đổi

• Store AH to Flag

• Chuyển các bit 7,6,4,2 và 0 của thanh ghi AH vào các cờ SF,ZF,AF,PF và CF

PUSHF và POPF

• PUSHF : chuyển thanh ghi cờ vào Stack.

• POPF : lấy dữ liệu từ Stack chuyển vào thanh ghi cờ.

Lệnh lặp

– Dừng LOOP khi CX=0 hoặc ZF=0

– Các cờ không bị thay đổi

– Dừng LOOP khi CX=0 hoặc ZF=1

– Các cờ không bị thay đổi

Các lệnh nhảy

• Nhảy không điều kiện

• Nhảy có điều kiện

Nhảy không điều kiện

• JMP Label

– JMP short Label (-128đến 127)

– JMP near Label (-32768đến 37767) – JmP reg16

– JMP mem16

– JMP mem32

– JMP far Label

Nhảy không điều kiện

• short Label :IP <- IP+offset

• near Label :IP <- địa chỉ

IP <- [mem +1,mem]

• far Label :CS <- PTR segment

IP <- PTR offset

Nhảy có điều kiện

• Jxxx Label

• Nếu thỏa đk thì nhảy tương đối

ngược lại sẽ không làm gì cả (qua lệnh kế)

Nhảy có điều kiện

• Khi thực hiện so sánh không dấu

Nhảy có điều kiện

• Khi thực hiện so sánh các số có dấu

Các lệnh cho chương trình con

• CALL

• RET

• CALL thủ tục

• Mô tả : Chuyển hoạt động của CTC sang ctc

– Gọi gần : ctc nằm trong cùng một đoạn mã với CTC (CALL near)

– Gọi xa : ctc không nằm trong cùng một đoạn mã với CTC (CALL far)

– Các cờ bị thay đổi : AF,CF,OF,PF,ZF,SF

– Địa chỉ lệch của ctc -> IP

– Khi gặp RET thì VXL lấy lại địa chỉ trở về

IP từ Stack

– SP+2->SP

– Địa chỉ lệch của ctc -> IP

– Khi gặp RET thì VXL lấy lại địa chỉ trở về IP từ

Stack

– SP+2->SP,lấy lại địa chỉ IP

– SP+2->SP,lấy lại địa chỉ CS

Một số lệnh điều khiển khác

8.Khung của một chương trình

ASM

• Cấu trúc chương trình dịch râ tê ̣p *.EXE

• Cấu trúc chương trình dich râ tê ̣p *.COM

• ;khới đầu cho DS

• MOV AX, @data

• Khâi bấô quy mô sử dụng bô ̣ nhớ

.MODEL <kiểu kích thước bô ̣ nhớ>

Ví dụ: MODEL SMALL

• Khâi bấô đôận ngâ n xếp

.STACK <kích thước>

Ví dụ: STACK 100

• Khâi bấô đôận dữ liê ̣u

.DATA

Khâi bấô cấc biến vầ cấc hầng

• Khâi bấô đôận mẫ

.CODE

Kiểu Mô tả

Tiny (hẹp) mã lệnh và dữ liệu gói gọn trong một

đoạn Small (nhỏ) mã lệnh nằm trong 1 đoạn, dữ liệu 1

đoạn Medium

Large (lớn) mã lệnh nằm trong nhiều đoạn, dữ liệu

trong nhiều đoạn, không có mảng nào lớn hơn 64 K

Huge (đồ

sộ)

mã lệnh nằm trong nhiều đoạn, dữ liệu trong nhiều đoạn, các mảng có thể lớn hơn 64 K

Thực hiện lệnh trong CT

Quá trình luôn thực hiện như vậy?

Quá trình thực hiện là dừng khi

• Ngắt nguồn điện ra khỏi hệ thống

• Gặp lệnh dừng (Shutdown)

• Gặp tình huống không xử lý được

• Gặp lỗi phần cứng

CPU tạm dừng chương trình đang thực hiện chuyển sang thực hiện một chương trình

khác,gọi là chương trình con phục vụ ngắt

• Các loại ngắt :

– Ngắt do lỗi thực hiện CT

– Ngắt do lỗi phần cứng

– Ngắt do module I/O phát ra tín hiệu ngắt đến CPU yêu cầu trao đổi dữ liệu

Hoạt động của ngắt

Xử lý tín hiệu ngắt

Cấm ngắt Cho phép ngắt Ưu tiên ngắt

Bộ VXL bỏ

qua các ngắt

tiếp theo trong

khi đang xử lý

ngắt

Bộ VXL sẽ xử

lý các ngắt tuần tự nếu cùng thứ tự ưu tiên

Các ngắt trong máy tính được định nghĩa mức độ ưu tiên khác nhau.

Các loại ngắt

• Ngắt mềm : Được gọi bằng lệnh ở trong CT ngôn ngữ máy.Lệnh đó là INT,nó được sử dụng cùng với stt ngắt.

• Ngắt cứng : Được khởi động bằng linh kiện điện tử trong PC

– Ngắt cứng ngoài : được kích hoạt bởi thiết bị ngoài.

• Ngắt bị cấm

• Ngắt không bị cấm

– Ngắt cứng trong : được kích hoạt bởi các linh kiện bổ trợ nằm trên bảng mạch của PC.

Các loại ngắt

• Lê ̣nh Int được sử dụng để gội cấc chương trình ngất củâ DOS vầ BIOS.

• INT Số hiê ̣u ngất

• INT 21h được sử dụng để gội ngất trông DOS

INT 21h

Số hiệu hàm Chương trình

Ng̣uyê n tấc củâ ngất 21 : nhâ ̣n dữ liê ̣u trông cấc thânh ghi nầô đố vầ trẩ về kết quẩ

trông cấc thânh ghi khấc

INT 21h với hàm 1

• Vầô AH=1

• Râ AL=mẫ ASCII

(=0 nếu mô ̣t ký tự điều khiển hây chức nâ ng được nhấn)

• Gội phục vụ

MOV AH,1 INT 21h

INT 21h với hàm 2

• Vầô AH=2

DL=mẫ ASCII củâ ký tự điều khiển hây

ký tự hiển thị

• Râ AL=mẫ ASCII

(=0 nếu mô ̣t ký tự điều khiển hây chức nâ ng được nhấn)

• Gội phục vụ

MOV AH,2 MOV DL,’?’

INT 21h

INT 21h với hàm 2

• Nếu DL chứâ mẫ ASCII củâ ký tự điều khiển, hầm nầy sễ thi hầnh chức nâ ng điều khiển đố

• Cấc ký tự điều khiển quân trộng

Mẫ ASCII Ký hiê ̣u Chức nâ ng

7 BEL phất tiếng bíp

8 BS lùi lậi mô ̣t vị trí

A LF về đầu dồng

D CR xuống dồng

INT 21h

• Để kết thúc chương trình tâ sử dụng hầm gội ngất 4Ch củâ ngất 21

Ví dụ1

• Viết mô ̣t chương trình độc vầô mô ̣t ký tự từ bần phím vầ hiển thị nố ở đầu dồng tiếp thêô

INT 21h với hàm 9

• Hiển thị mô ̣i chuỗi

Đoạn mở đầu của một chương trình

• Khi CT được nập vầô bô ̣ nhớ, DOS sễ dầnh 256bytê đôận mở đầu CT (PSP_Prôgrâm Sêgmênt Prêfix)

• DOS sễ đưâ địâ chỉ củâ PSP vầô cẩ DS vầ ES trước khi thi hầnh CT

• Vâ ̣y, mở đầu củâ CT phẩi thực hiê ̣n

MOV AX,@DATAMOV DS,AX

Ví dụ2

• In chuỗi “HELLO” râ mần hình

Ví dụ3

• Viết mô ̣t CT hợp ngữ thực hiê ̣n in hâi chuỗi kýtự trê n hâi dồng mần hình

• ;khới đầu cho DS

• MOV AX, @data

; Chương trình con nếu có ở đây End Start ; Start: bắt đầu câu lệnh đầu tiên

Khung của chương trình hợp ngữ dịch

thành *.com

• 5 bước tạo, dịch và chạy chương trình

hợp ngữ

1 Soạn thảo asm

2 .asm -> obj

3 link obj -> exe

4 .exe -> com (Nếu chương trình hợp ngữ viết

• VÝ dô :

• B1 : Sôận thẩô vâ n bẩn chương trình

Cách tạo và chạy một CT hợp ngữ

• B2 : Dịch râ tê ̣p OBJ

Cách tạo và chạy một CT hợp ngữ

• Nếu cố lỗi thì quây trở lậi bước 1

Cách tạo và chạy một CT hợp ngữ

• B3 :Liê n kết cấc tê ̣p OBJ thầnh tê ̣p chương trình

Cách tạo và chạy một CT hợp ngữ

• B4:Tê ̣p tin cố đuô i êxê nê n bổ quâ B4

• B5: Chậy tê ̣p chương trình

Vidu_êxê

Cách tạo và chạy một CT hợp ngữ

II/Các cấu trúc lập trình

• Cấu trúc tuần tự

• Cấu trúc rễ nhấnh

• Cấu trúc lâ ̣p

Các cấu trúc lập trình

• Cấu trúc tuần tự

• Cấu trúc rễ nhấnh

• Cấu trúc lâ ̣p

Cấu trúc rẽ nhánh

• Cấc lê ̣nh chuyển điều khiển sử dụng trông cấu trúc nầy :

– NEAR

– JMP

– Jxxx

Cấu trúc tuần tự

Cấu trúc rẽ nhánh

• IF… THEN…

• IF… THEN… ELSE…

• CASE… OF…

Cấu trúc rẽ nhánh

• IF… THEN

• IF điều_kiê ̣n

THEN cô ng_viê ̣c

Cấu trúc rẽ nhánh

• IF… THEN

• Ví dụ : Viết mô ̣t đôận chương trình nhâ ̣p mô ̣t kýtự Nếu ký tự đố lầ ‘A’ thì hiển thị tậi đầu dồng tiếp thêô

Cấu trúc rẽ nhánh

• IF… THEN… ELSE…

• IF đk THEN

cô ng_viê ̣c_1

ELSE

cô ng_viê ̣c_2ENDIF

Cấu trúc rẽ nhánh

• IF… THEN… ELSE…

• Viết mô ̣t đôận chương trình thực hiê ̣n nhâ ̣p vầô từ bần phím mô ̣t ký tự.Nếu ký tự nhâ ̣p cố mẫ ASCII nhổ hơn 1 thì đưâ râ mần hình thô ng bấô “Ký tự nầy đứng trước ‘1’ trông bẩng mẫ”, ngược lậi đưâ râ mần hình thô ng bấô “Ký tự nầy đứng sâu ‘1’ trông bẩng mẫ”

Cấu trúc rẽ nhánh

• CASE… OF

• CASE biểu_thức

Giấ_trị_1:CV_1Giấ_trị_2:CV_2

……

Giấ_trị_n:CV_nEND CASE

Cấu trúc rẽ nhánh

• CASE… OF

• Viết mô ̣t đôận chương trình nhâ ̣p vầô mô ̣t kýtự.Nếu ký tự đứng trước ‘A’ trông bẩng mẫ

ASCII thì đưâ râ thô ng bấô “Ký tự đứng trước

‘A’”.Nếu ký tự nhâ ̣p vầô lầ ‘A’ thì đưâ râ thô ng bấô “Chính lầ ký tự ‘A’”.Nếu ký tự nhâ ̣p vầô

đứng sâu ‘A’ thì đưâ râ thô ng bấô “Ký tự đứng sâu ‘A’”

Cấu trúc rẽ nhánh với điều kiện kép

• Lầ cấu trúc rễ nhấnh trông đố điều kiê ̣n lầ sựkết hợp củâ hâi hây nhiều điều kiê ̣n khấc

– Điều kiê ̣n kết hợp AND

– Điều kiê ̣n kết hợp OR

Cấu trúc rẽ nhánh với điều kiện kép

• Viết vầô mô ̣t chương trình nhâ ̣p vầô mô ̣t kýtự.Kiểm trâ xêm ký tự nhâ ̣p vầô cố phẩi lầ chữsố không

• Viết vầô mô ̣t chương trình nhâ ̣p vầô mô ̣t kýtự.Kiểm trâ xêm ký tự nhâ ̣p vầô cố phẩi lầ chữ

‘Y’ hôâ ̣c chữ ‘y’ không

Cấu trúc lặp

• FOR… TO… DO…

• WHILE… DO…

• REPEAT… UNTIL…

Cấu trúc rẽ lặp

• FOR… TO… DO…

Cấu trúc rẽ lặp

• FOR… TO… DO…

• Viết mô ̣t đôận chương trình thực hiê ̣n viê ̣c nhâ ̣p vầô mô ̣t ký tự.Sâu đố chô nố hiển thị 200 lần trê n mần hình

Cấu trúc rẽ lặp

• WHILE… DO

Cấu trúc rẽ lặp

Cấu trúc rẽ lặp

• REPEAT… UNTIL

Cấu trúc rẽ lặp