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

		

	Постановка задачи

	Пояснение

	Код программы

	Заключение

	Список литературы




Постановка задач



Генерация звука. И обработка прерываний.

генерация звук система программа

	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.



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:

создана система с использованием средств языка программирования ассемблер.

Создана система генерации звука .

Поставленная задача выполнена.




Список используемой литературы



		А. Алексеев – Assembler

		А. Фог - Оптимизация для процессоров семейства Pentium

		В. Еpшов - Ассемблер и программирование для IBM PC.

		В. Пирогов - Ассемблер для Windows.

		В.Юров - Assembler. Учебный курс.

		Д.Брэдли - Программируем на языке ассемблера.

		К. Финогенов - Основы языка ассемблера.rar

		П. Абель - Ассемблер и программирование для IBM PC.

		Р.Журден - Справочник программиста на персональном компьютере IBM PC.