Реферат: Программируемый периферийный интерфейс. Генерация звука с запретом и без запрета прерываний
Министерство образования и науки Российской федерации
Федеральное Агентство по образованию
ГОУ ВПО Московский Государственный Открытый университет
Чебоксарский институт (филиал)
Кафедра информационных технологий и программирования
Курсовая работа
По дисциплине:«Вычислительные машины, системы и сети»
Программируемый периферийный интерфейс. Генерация звука с запретом и без запрета прерываний.
Выполнил студент:
Ванюшин А.А
Специальность: 220201
Форма обучения: дневная
Учебный шифр: 607026
Руководитель:
Серолапкин А.В.
2008 г.
Оглавление
1. Постановка задачи
2. Пояснение
3. Код программы
4. Заключение
5. Список литературы
1. Постановка задач
Генерация звука. И обработка прерываний.
генерация звук система программа
2. Пояснение
Установка и чтение таймера.
Все IBM PC используют микросхему таймера 8253 (или 8254) для согласования импульсов от микросхемы системных часов. Число циклов системных часов преобразуется в один импульс, а последовательность этих импульсов подсчитывается для определения времени, или они могут быть посланы на громкоговоритель компьютера для генерации звука определенной частоты. Микросхема 8253 имеет три идентичных независимых канала, каждый из которых может программироваться.
Микросхема 8253 работает независимо от процессора. Процессор программирует микросхему и затем обращается к другим делам. Таким образом 8253 действует как часы реального времени - она считает свои импульсы независимо от того, что происходит в компьютере.
Однако, максимальный программируемый интервал составляет приблизительно 1/12 секунды. Для подсчета интервалов времени в часы и минуты нужны какие-то другие средства. Именно по этой причине импульсы от нулевого канала микросхемы таймера накапливаются в переменной, находящейся в области данных BIOS. Этот процесс показан на рис. 2-1. Это накопление обычно называется подсчетом времени суток. 18.2 раза в секунду выход канала 0 обрабатывается аппаратным прерыванием (прерыванием таймера), которое ненадолго останавливает процессор и увеличивает счетчик времени суток.
Число 0 соответствует полночи 12:00; когда счетчик достигает значения эквивалентного 24 часам, он сбрасывается на ноль. Другое время в течение суток легко определяется делением показателя счетчика на 18.2 для каждой секунды. Счетчик времени суток используется в большинстве операций, связанных со временем.
Программирование микросхемы таймера 8253/8254.
Каждый из трех каналов микросхемы таймера 8253 (8254 для AT) состоит из трех регистров. Доступ к каждой группе из трех регистров осуществляется через один порт; номера портов от 40H до 42H соответствуют каналам 0 - 2. Порт связан с 8-битным регистром ввода/вывода, который посылает и принимает данные для этого канала. Kогда канал запрограммирован, то через этот порт посылается двухбайтное значение, младший байт сначала. Это число передается в 16-битный регистр задвижки (latch register), который хранит это число и из которого копия помещается в 16-битный регистр счетчика. В регистре счетчика число уменьшается на единицу каждый раз, когда импульс от системных часов пропускается через канал. Kогда значение этого числа достигает нуля, то канал выдает выходной сигнал и затем новая копия содержимого регистра задвижки передвигается в регистр счетчика, после чего процесс повторяется. Чем меньше число в регистре счетчика, тем быстрее ритм. Все три канала всегда активны: процессор не включает и не выключает их. Текущее значение любого из регистров счетчика может быть прочитано в любой момент времени, не влияя на счет.
Каждый канал имеет две входные и одну выходную линии. Выходная линия выводит импульсы, возникающие в результате подсчета. Hазначение этих сигналов варьируется в зависимости от типа IBM PC:
Установка/чтение времени
При старте MS DOS запрашивает у пользователя текущее время. Введенное значение помещается в 4 байта, хранящие счетчик времени суток (начиная с 0040:006C, младший байт хранится первым). Hо сначала оно преобразуется в форму, в которой подсчитывается время суток, т.е. время преобразуется в число восемнадцатых долей секунды, прошедших с полночи. Это число постоянно обновляется 18.2 раз в секунду прерыванием таймера. Когда появляется очередной запрос на время, то текущее значение счетчика времени суток преобразуется обратно в привычный формат часы-минуты-секунды. Если при старте не было введено значения, то счетчик устанавливается в ноль, как будто сейчас полночь. Kомпьютеры снабженные микросхемой календаря-часов могут автоматически устанавливать счетчик времени суток.
Установка/чтение даты.
При включении компьютера MS DOS запрашивает у пользователя текущие дату и время. Время записывается в области данных BIOS. Дата же содержится в переменной в COMMAND.COM. Она хранится в формате трех последовательных байтов, которые содержат соответственно день месяца, номер месяца и номер года, начиная с 0, где 0 соответствует 1980 году. В отличии от счетчика времени суток, адрес даты в памяти меняется с изменением версии DOS и положением в памяти COMMAND.COM. По этой причине для получения даты всегда надо использовать готовые утилиты Бейсика или MS DOS, а не обращаться к этой переменной напрямую.
Машины, оборудованные микросхемой календаря-часов, автоматически устанавливают время и дату с помощью специальной программы (обычно запускаемой при старте через файл AUTOEXEC.BAT). Kак получить доступ к микросхеме календаря-часов, см. [2.1.4]. Отметим также, что когда счетчик времени суток BIOS переходит через отметку 24 часов, MS DOS меняет дату.
3. Код программы.
.286
.MODEL TINY
.CODE
ORG 100h
Begin:
jmp start
DATASEG
PPI_PORT EQU 061h
ON EQU 03
OFF EQU 0FCh
MOD_PORT EQU 43h
FRQ_PORT EQU 42h
TIMERSET EQU 0B6h
PLRE EQU 5 ;Количество повторов
NUM EQU 16 ;количество нот
Music dw 131,5,262,5,294,5,330,5,350,5,392,5,440,5,491,5;1-ая мелодия
dw 491,5,440,5,392,5,350,5,330,5,294,5,262,5,131,5;2-ая
dw 262,5,491,5,262,5,491,5,262,5,491,5,262,5,491,5;3-ая
dw 491,3,294,3,294,3,330,3,294,3,350,3,491,3,491,3;4-ая
Message db ’ nevernj’,13,10,'$'
Message1 db 'The program have already been loaded. Unload y/n? $'
Message2 db 'The program was loaded$'
Message3 db 10,13,'The program was unloaded$'
atime dw 3 DUP(0)
time dw 3 DUP(0)
filename db 'time.dat',0 ;Имя файла с данными
timeinfo db 50 DUP(?) ;Время из файла
cmdinfo db 50 DUP(?) ;Командная строка
oldintoff dw ? ;Смещение старого обработчика прерывания 1Ch
oldintseg dw ? ;Сегмент старого обработчика прерывания 1Ch
oldintoff7 dw ? ;Смещение старого обработчика прерывания 7h
oldintseg7 dw ? ;Сегмент старого обработчика прерывания 7h
count db 0
musn db 1 ;Номер воспроизводимой мелодии
Play PROC ;Воспроизведение музыки
;Включим Speaker
in al,PPI_PORT
or al,ON
out PPI_PORT,al
mov [count],0
R_play:
inc [count]
xor ax,ax
mov al,cs:[musn]
dec ax
mov bx,28
mul bx
mov si,ax
mov di,00
LoopM:
mov ax,cs:word ptr Music[si]
push ax
mov ax,TIMERSET
out MOD_PORT,ax
pop ax
push ax
and ax,0FFh
out FRQ_PORT,ax
pop ax
shr ax,8
out FRQ_PORT,ax
push si
mov ah,0
int 1Ah
pop si
mov bx,dx
push ax
add si,2
add di,2
mov ax,cs:word ptr Music[si]
add bx,ax
pop ax
Loop1:
push si
mov ah,0
int 1Ah
pop si
cmp dx,bx
jle Loop1
add si,2
add di,2
cmp di,NUM+NUM
jnz LoopM
cmp [count],PLRE
jb R_Play
;Выключим
in al,PPI_PORT
and al,OFF
out PPI_PORT,al
ret
Play ENDP
inmem PROC ;Восстановление старого обработчика прерывания
push ds
mov ax,251Ch
mov dx,cs:word ptr oldintseg
mov ds,dx
mov dx,cs:word ptr oldintoff
int 21h
mov ax,2507h
mov dx,cs:word ptr oldintseg7
mov ds,dx
mov dx,cs:word ptr oldintoff7
int 21h
pop ds
ret
inmem ENDP
release PROC ;Удаление из памяти
mov ah,49h
mov cx,cs
mov es,cx
int 21h
ret
release ENDP
int1Ch: ;обработчик прерывания
pushf
call cs:dword ptr oldintoff
pusha
push ds
push es
mov ah,2
push cs
pop ds
int 1Ah ;Получение системного времени
lea di,time ;Смещение массива со временем в di
mov [di],ch ;Часы
add di,2
mov [di],cl ;Минуты
add di,2
mov [di],dh ;Секунды
mov cx,3
push ds
pop es
lea di,time
lea si,atime
repe cmpsw ;Сравнение по словам времени системы и будильника
jne ext
mov al,20h ;Сообщение контроллеру прерываний
out 20h,al ;о завершении прерывания
pop es
pop ds
popa
call inmem ;Востановление старого обработчика прерываний
cli ;Запрет прерываний
call play ;Воспроизведение музыки
sti ;Разрешение прерываний
call release ;Освобождение памяти
iret ;Выход из обработчика
ext: ;Переход сюда если время не совпало
mov al,20h
out 20h,al
pop es
pop ds
popa
iret
int_7h: ;Прерывание используется для завершения
pusha ;в случае если программа загружена в
push es ;резедентную память вызывается из
push ds ;вновь загруженной программы
call inmem
call release
pop ds
pop es
popa
iret
start: ;Начало программы, до текущего места программ
push cs ;останется резидентной
pop ds
mov ax,351Ch ;Получаем старый вектор прерывания 1Ch
int 21h
cmp bx,offset int1Ch
jne @ne
mov ah,9
lea dx,Message1 ;Сообщение о том что программа уже загружена
int 21h
lp_a:
mov ah,8
int 21h
cmp al,'y'
je unl
cmp al,'Y'
je unl
cmp al,'n'
je st_p
cmp al,'N'
je st_p
jmp lp_a
unl:
int 7h
lea dx,Message3
mov ah,9
int 21h
st_p:
mov ah,4Ch
int 21h
@ne:
mov oldintoff,bx
mov oldintseg,es
mov ax,3507h ;Получаем и сохраняем старый вектор прерывания 07h
int 21h
mov oldintoff7,bx
mov oldintseg7,es
mov ah,3Dh ;Открыть файл
mov al,0
lea dx,filename
int 21h
mov bx,ax ;Прочитать из файла
mov ah,3Fh
mov cx,100
mov dx,offset timeinfo ;Содержимое файла в timeinfo
int 21h
push ds
pop es
lea di,timeinfo
call StrToTime
lea di,timeinfo
mov ch,10
mov cl,13
@met1:
mov ax,[di]
inc di
cmp ax,cx
jne @met1
inc di
call StrToMusic
mov ah,3Eh ;Закрыть файл
mov bx,ax
int 21h
mov ah,62h
int 21h ;Получаем сегмент в котором командная строка
push es
mov es,bx
mov di,80h ;Смещение начиная с которого начинается
;командная строка
@1:
inc di
mov ah,es:[di]
cmp ah,32
je @1
cmp ah,13
je next
cmp ah,'/';
jne outinfo
inc di
mov ah,es:[di]
cmp ah,'t' ;Проверка на параметр /t
jne @2
inc di
push ax
call StrToTime
cmp ax,1
je outinfo
pop ax
mov ah,es:[di]
@2:
mov bl,es:[di]-1
cmp bl,13
je next
cmp bl,'/'
jne outinfo
cmp ah,'m'
jne outinfo ;Проверка на параметр /m
inc di
call StrToMusic
cmp ax,1
je outinfo
jmp next
outinfo:
pop es
mov ah,9
lea dx,Message ;Сообщение о том что командная строка
int 21h ;содержит не верный параметр
jmp exit
next: ;Выполняется если данные в командной строке
pop es
cli ;корректны
mov dx,offset int1Ch
mov ax,251Ch ;Устанавливаем новый обработчик прерывания 1Ch
int 21h
sti
mov dx,offset int_7h
mov ax,2507h ;Устанавливаем новый обработчик прерывания 07h
int 21h
lea dx,Message2 ;Вывод сообщения о том что программа была
mov ah,9 ;загружена
int 21h
lea dx,start ;Оставляем резидентной
int 27h
exit:
mov ah,4ch
int 21h
StrToTime PROC ;Перевод строки времени в число
xor dh,dh
mov [count],dh
lea si,atime
conv:
xor ax,ax
mov cx,10
mov ah,es:[di]
cmp ah,'0'
jb res
cmp ah,'9'
ja res
xor ax,ax
@st:
xor bx,bx
mov bl,es:[di]
cmp bl,'9'
ja @e1
cmp bl,'0'
jb @e1
sub bl,'0'
mul cx
add ax,bx
inc di
jmp @st
@e1:
inc [count]
call ConvtoBCD
mov [si],ax
inc si
inc si
inc di
cmp [count],3
jb conv
xor ax,ax
jmp stop1
res:
mov ax,1
stop1: ;Содержит 1 если ппроизошла ошибка при переводе
ret
ENDP
StrToMusic PROC ;Преобразует строку содержащую номер мелодии
xor bx,bx ;в число
mov bl,es:[di]
cmp bl,'9'
ja @en1
cmp bl,'0'
jb @en1
sub bl,'0'
mov [musn],bl
xor ax,ax
jmp fin
@en1:
xor ax,ax
mov ax,1 ;Содержит 1 если произошла ошибка при переводе
fin:
ret
ENDP
ConvToBCD PROC ;Преобразует к BCD входные и выходные данные в ax
push bx
push cx
push dx
mov bx,10
div bx
mov cx,dx
mov bx,16
mul bx
add ax,cx
pop dx
pop cx
pop bx
ret
ENDP
END Begin
Заключение
В ходе выполнения практической работы были закреплены и систематизированы полученные мною теоретические знания. Задача курсовой работы была выполнена:
1. создана система с использованием средств языка программирования ассемблер.
2. Создана система генерации звука .
3. Поставленная задача выполнена.
Список используемой литературы
1) А. Алексеев – Assembler
2) А. Фог - Оптимизация для процессоров семейства Pentium
3) В. Еpшов - Ассемблер и программирование для IBM PC.
4) В. Пирогов - Ассемблер для Windows.
5) В.Юров - Assembler. Учебный курс.
6) Д.Брэдли - Программируем на языке ассемблера.
7) К. Финогенов - Основы языка ассемблера.rar
8) П. Абель - Ассемблер и программирование для IBM PC.
9) Р.Журден - Справочник программиста на персональном компьютере IBM PC.