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教材：《汇编语言》（第二版）王爽 著 清华大学出版社
章十四、端口
PC系统中，和CPU通过总线项链的芯片除存储器外，还有：
（1）各种接口卡（如，网卡、显卡）上的接口芯片，它们控制接口卡进行工作
（2）主板上的接口芯片，CPU通过它们对部分外设进行访问
（3）其它芯片，用来存储相关的系统信息，或进行相关的IO处理
这些芯片中，都有一组可以由CPU读写的寄存器。
物理上它们在不同芯片中，但在以下两点上相同：
（1）都和CPU的总线相连，当然这种连接是通过它们所在的芯片进行的
（2）CPU对它们进行读写时，都通过控制线向它们所在的芯片发出端口读写命令
可见，CPU将这些寄存器当作端口，
对其统一编址，建立统一的地址端口空间。
CPU可直接读写以下3个地方的数据：
（1）CPU内部的寄存器
（2）内存单元
（3）端口
14.1 端口的读写
PC系统中，CPU最多可以定位64K个不同的端口，0~65535
对端口的读写指令只有两条：in、out
而无push、pop、mov等指令
访问端口：
in al, 60h
（1）CPU通过地址线将地址信息60h发出
（2）CPU通过控制线发出端口读命令，选中端口所在的芯片，
并通知它，将要从中读取数据
（3）端口所在的芯片将60h端口中的数据通过数据线送入CPU
写入端口：
out 20h, al
类同上一条
14.2 CMOS RAM 芯片
CMOS RAM 芯片 一般简称 CMOS。特征如下：
（1）包含一个实时钟，和一个128个存储单元的RAM存储器。
（早期计算机为64Bytes）
（2）靠电池供电，关机后其内部实时钟仍可正常工作，RAM中的信息不丢失。
（3）128个字节的RAM中，内部实时钟占用0~0dh单元来保存时间，
其余大部分单元用于保存系统配置信息，供系统启动时BIOS程序读取。
BIOS也提供了相关程序，使开机时可配置CMOS RAM中的系统信息。
（4）该芯片内部有两个端口，地址分别为70h、71h。通过它们读写CMOS RAM。
（5）70h为地址端口，存放要访问的CMOS RAM单元的地址；
71h为数据端口，存放从选定的CMOS RAM单元中读取的数据。
如读取CMOS的2号存储单元：
a. 将 2 送入端口 70h
b. 从端口 71h 读 2 号单元的内容
检测点14.1
编程：读取CMOS RAM的2号单元的内容 / 将0写入该单元
assume cs:code
code segment
start:
code segment
start:
;read CMOS RAM unit2
mov al, 2
out 70h, al
in al, 71h
;write unit2
mov al, 2
out 70h, al
mov al, 0
out 71h, al
;in/out指令，好像只能凭借al寄存器来做参数中转
mov al, 2
out 70h, al
in al, 71h
;write unit2
mov al, 2
out 70h, al
mov al, 0
out 71h, al
;in/out指令，好像只能凭借al寄存器来做参数中转
;test operator's result
mov al, 2
out 70h, al
in al, 71h
mov al, 2
out 70h, al
in al, 71h
;大概是CMOS的2单元一直在变
;从 71h 读到 al 的数据并不是预想中的 0
mov ax, 4c00h
int 21h
code ends
end start
14.3 shl 和 shr 指令
它们是逻辑移位指令
shl —— 逻辑左移：
（1）将一个寄存器或内存单元中的数据向左移位
（2）将最后移出的一位写入CF中
（3）低位用0补充
指令：
mov al, 10000001b
shl al, 1 ;左移一位
shr —— 逻辑右移：
（1）将一个寄存器或内存单元中的数据向右移位
（2）将最后移出的一位写入CF中
（3）高位用0补充
检测点14.2
计算 (ax) = (ax) * 10
（1）第一版
assume cs:code
code segment
start:
mov ax, 2
shl ax, 1 ; ax * 2
mov bx, ax
code segment
start:
mov ax, 2
shl ax, 1 ; ax * 2
mov bx, ax
;shl/shr指令，若用立即数作为参数时，
;立即数必须为1（每次仅允许移一位！）
shl ax, 1 ; ax * 4
shl ax, 1 ; ax * 8
add ax, bx
mov ax, 4c00h
int 21h
code ends
end start
shl ax, 1 ; ax * 8
add ax, bx
mov ax, 4c00h
int 21h
code ends
end start
（2）第二版
assume cs:code
code segment
start:
mov ax, 2
shl ax, 1 ; ax * 2
mov bx, ax
;当移位数大于1时，要先将移位数置于CL中，然后再用CL移位。
;可以使用8位立即数指定范围从1到31的移位次数
mov cl, 2
shl ax, cl ; ax * 8
add ax, bx
mov ax, 4c00h
int 21h
code ends
end start
code segment
start:
mov ax, 2
shl ax, 1 ; ax * 2
mov bx, ax
;当移位数大于1时，要先将移位数置于CL中，然后再用CL移位。
;可以使用8位立即数指定范围从1到31的移位次数
mov cl, 2
shl ax, cl ; ax * 8
add ax, bx
mov ax, 4c00h
int 21h
code ends
end start
14.4 CMOS RAM 中存储的时间信息
CMOS RAM 存着当前的时间：
年、月、日、时、分、秒。
信息的长度均为 1 Byte。
存放单元为：秒0 分2 时4 日7 月8 年9
这些数据以BCD码的方式存放。
BCD码：
以4位二进制数，表示十进制数码的编码方式，如下：
0-0000，1-0001，2-0010，3-0011，4-0100，
5-0101，6-0110，7-0111，8-1000，9-1001。
1 Byte 可表示 2个BCD码，如 0001 0100b 表示 14。
（以上为BCD码中的8421版本，其它详情请看百度百科）
在屏幕中间显示当前‘分钟’：
assume cs:code
code segment
start:
mov al, 2 ;如上文，单元2 存放着‘分钟’信息
out 70h, al
in al, 71h
mov ah, al
mov cl, 4
shr ah, cl ;右移4位，取高四位
and al, 00001111b ;保留低四位
add ah, 30h ;+30h 转换为对应数字的ascii
add al, 30h
mov bx, 0b800h ;输出到屏幕
mov ds, bx
mov byte ptr ds:[160 * 12 + 40 * 2], ah
mov byte ptr ds:[160 * 12 + 40 * 2 + 2], al
mov ax, 4c00h
int 21h
code ends
end start
code segment
start:
mov al, 2 ;如上文，单元2 存放着‘分钟’信息
out 70h, al
in al, 71h
mov ah, al
mov cl, 4
shr ah, cl ;右移4位，取高四位
and al, 00001111b ;保留低四位
add ah, 30h ;+30h 转换为对应数字的ascii
add al, 30h
mov bx, 0b800h ;输出到屏幕
mov ds, bx
mov byte ptr ds:[160 * 12 + 40 * 2], ah
mov byte ptr ds:[160 * 12 + 40 * 2 + 2], al
mov ax, 4c00h
int 21h
code ends
end start
实验14 访问CMOS RAM
编程：以“年/月/日 时:分:秒”的格式，显示当前的日期、时间。
注意：CMOS RAM 中存储着系统的配置信息，除了保存时间信息的单元外，
不要向其它单元写内容，否则将引起一些系统错误。
assume cs:code
time_pos segment
db 9, 8, 7, 4, 2, 0
time_pos ends
time_pos segment
db 9, 8, 7, 4, 2, 0
time_pos ends
;上一个段不满 16 Bytes (8 Words)
;新起的段也只从 下一个 16Bytes * n 的内存位置开始（见上图）
;16Bytes * n 即 10h * n
time_delimiter segment
db '/', '/', ' ', ':', ':', '$'
time_delimiter ends
time_str segment
db 18 dup (0)
time_str ends
code segment
start:
mov ax, time_pos
mov ds, ax
mov si, 0
mov ax, time_str
mov es, ax
mov di, 0
mov cx, 6
circle:
;暂存寄存器
push cx
;从端口获取当前时间
mov al, ds:[si]
out 70h, al
in al, 71h
;切分当前时间的CBD码，存到不同的存储单元中
push cx
mov ah, al
mov cl, 4
shr ah, cl
and al, 00001111b
pop cx
;将BCD码转换为，对应数字的ASCII码
add ah, 30h
add al, 30h
;将时间拼接成字符串，暂存到指定内存中
mov es:[di], ah
inc di
;es:[di]访问的是段time_str
mov es:[di], al
inc di
;ds:16[si]访问的是段time_delimiter
mov bl, ds:16[si]
;为什么idata（直接数/常量）偏移量是16而非6？
;答：段time_str只用db指令声明了6Bytes的数据，
; 但紧邻的段time_delimiter并非从上一个段
; time_str的第7字节开始的，而是从下一个
; 16Bytes * n的内存位置开始的！
mov byte ptr es:[di], bl
inc di
inc si
loop circle
;locate cursor
mov bh, 0 ;第0页
mov dh, 12 ;第12行
mov dl, 30 ;第30列
mov ah, 2 ;设置光标位置，int 10h的2号子程序
int 10h
;print time_str
mov ax, time_str
mov ds, ax
mov dx, 0 ;ds:dx指向字符串，'$'作为结束符
mov ah, 9 ;在光标位置处显示字符串，int 21h的9号子程序
int 21h
mov ax, 4c00h
int 21h
code ends
end start
;新起的段也只从 下一个 16Bytes * n 的内存位置开始（见上图）
;16Bytes * n 即 10h * n
time_delimiter segment
db '/', '/', ' ', ':', ':', '$'
time_delimiter ends
time_str segment
db 18 dup (0)
time_str ends
code segment
start:
mov ax, time_pos
mov ds, ax
mov si, 0
mov ax, time_str
mov es, ax
mov di, 0
mov cx, 6
circle:
;暂存寄存器
push cx
;从端口获取当前时间
mov al, ds:[si]
out 70h, al
in al, 71h
;切分当前时间的CBD码，存到不同的存储单元中
push cx
mov ah, al
mov cl, 4
shr ah, cl
and al, 00001111b
pop cx
;将BCD码转换为，对应数字的ASCII码
add ah, 30h
add al, 30h
;将时间拼接成字符串，暂存到指定内存中
mov es:[di], ah
inc di
;es:[di]访问的是段time_str
mov es:[di], al
inc di
;ds:16[si]访问的是段time_delimiter
mov bl, ds:16[si]
;为什么idata（直接数/常量）偏移量是16而非6？
;答：段time_str只用db指令声明了6Bytes的数据，
; 但紧邻的段time_delimiter并非从上一个段
; time_str的第7字节开始的，而是从下一个
; 16Bytes * n的内存位置开始的！
mov byte ptr es:[di], bl
inc di
inc si
loop circle
;locate cursor
mov bh, 0 ;第0页
mov dh, 12 ;第12行
mov dl, 30 ;第30列
mov ah, 2 ;设置光标位置，int 10h的2号子程序
int 10h
;print time_str
mov ax, time_str
mov ds, ax
mov dx, 0 ;ds:dx指向字符串，'$'作为结束符
mov ah, 9 ;在光标位置处显示字符串，int 21h的9号子程序
int 21h
mov ax, 4c00h
int 21h
code ends
end start
Att - 汇编语言第十四章实验14.asm
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