\subtitle{Versuche zur x86-Assemblerprogrammierung}
\author{}
\date{16.11.2021\\*[60pt]}
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\pagestyle{fancy}
\fancyhead[R]{Praktikumsbericht: RA1}
\pagenumbering{arabic}
\newpage
\section*{A1: Lauflicht}
Versuchsaufbau anhand einfacher Assemblerprogramme. Benutze parallele digitale Ein- und Ausgabebaugruppen, die mit den LED-Reihen, der Tasten- und der Schalterreihe sowie den Sieben-Segment-Anzeigen verbunden sind.
auf der rechten LED-Reihe soll ein sichtbarer Lichtpunkt von links nach rechts laufen und immer wieder von links beginnen
\begin{lstlisting}
anf: MOV EDX,400000H
MOV [verzoe],EDX
MOV AL, 80H ;Startwert fuer LED Reihe
lauf: OUT 5CH, AL ;Wert auf LED Reihe schreiben
CALL zeit ;warten
ROR AL, 1 ;Bits um 1 nach rechts
JMP lauf ;Schleife wiederholen
zeit: MOV ECX,[verzoe]
z1: DEC ECX
JNZ z1
RET
\end{lstlisting}
\subsubsection*{Lauflicht mit Geschwindigkeitsumschalter}
das Lauflicht soll durch den linken Schalter zwischen "schnell" (Schalter oben) und "langsam" (Schalter unten) umschalten
\begin{lstlisting}
anf: MOV Al, 80H
lauf: MOV EDX, 400000H ; Wert fuer "langsam"
MOV [verzoe], EDX ;"langsam" in Speicher
OUT 5CH, AL ;LED Reihe schreiben
MOV BL, AL ;AL speichern
IN AL, 58H ;Schalter einlesen
BT AL, 7 ;7. Bit von AL in Carry Flag
JNC langsam ;Carry Flag = 0, schalter unten
MOV EDX, 200000H ; Wert fuer "schnell"
MOV [verzoe], EDX ;"schnell" in Speicher
CMC ;Carry Flag umschalten (0)
langsam: CALL zeit ;warten
MOV AL, BL ;AL aus speicher zurueck
ROR AL,1 ;Bits um 1 nach rechts
JMP anf ;Schleife wiederholen
zeit: MOV ECX,[verzoe]
z1: DEC ECX
JNZ z1
RET
\end{lstlisting}
\subsubsection*{Lauflicht verändert Richtung}
zusätzlich zum oben implementierten soll die Bewegungsrichtung des Lichtpunktes durch den rechten Schalter der Schalterreihe zwischen "nach links" und "nach rechts" wechseln.
\begin{lstlisting}
anf: MOV Al, 80H
lauf: MOV EDX, 400000H ; Wert fuer "langsam"
MOV [verzoe], EDX ;"langsam" in Speicher
OUT 5CH, AL ;LED Reihe schreiben
MOV BL, AL ;AL speichern
IN AL, 58H ;Schalter einlesen
BT AL, 7 ;7. Bit von AL in Carry Flag
JNC langsam ;Carry Flag = 0, Schalter unten
MOV EDX, 200000H ; Wert fuer "schnell"
MOV [verzoe], EDX ;"schnell" in Speicher
CMC ;Carry Flag umschalten
langsam: CALL zeit ;warten
MOV AL, BL ;AL aus speicher zurueck
BT AL, 0 ;0. Bit von AL in Carry Flag
JNC rechts ;Carry Flag = 1; Schalter oben
ROL AL,1 ;Bits um 1 nach links
CMC ;Carry Flag umschalten (0)
JMP anf ;Schleife wiederholen
rechts: ROR AL, 1 ;Bits um 1 nach rechts
JMP anf ;Schleife wiederholen
zeit: MOV ECX,[verzoe]
z1: DEC ECX
JNZ z1
RET
\end{lstlisting}
\subsubsection*{Lauflicht mit Invertierung}
durch drücken einer beliebigen Taste der blauen Tastenreihe wird die Anzeige invertiert, d.h. der Lichtpunkt ist dunkel etc. Invertierung nur solange die Taste gedrückt wird.
Arbeite mit einem programmierbaren Interfacebaustein, der über eigene Register angesprochen wird. Als Beispiel dient ein Programmierbarer Intervalltimer (PIT, auch als „Zähler-Zeitgeber-Baustein“ oder „Timerbaustein“ bezeichnet) vom Typ 8254.
Der Kanal 0 des Timerbausteins soll als programmierbarer Frequenzgenerator benutzt werden. Dazu wird die Betriebsart „Mode 3“ verwendet (Frequenzteiler mit symmetrischer Rechteckschwingung am Output). Die Output-Frequenz soll 440 Hz betragen. Als Input benutzen Sie den eingebauten 2-MHz-Generator.
Schalten Sie die Tonausgabe zunächst wieder ab und erweitern Sie das Programm um die Initialisierung der PIT-Kanäle 1 und 2. Die am Output des Kanals 2 angeschlossene LED soll mit einer Periodendauer von 0,5s blinken. Es ist wiederum Mode 3 zu benutzen. Da beide Kanäle hintereinander geschaltet (kaskadiert) sind, müssen Sie die benötigte Frequenzteilung auf beide Kanäle aufteilen. Außer der LED haben Sie diesmal keine weitere Kontrollmöglichkeit.
Die Tonausgabe von Kanal 0 wird wieder eingeschaltet. Sie soll jetzt aber nur noch dann aktiv sein, wenn gerade eine beliebige Taste in der blauen Tastenreihe gedrückt ist. Dazu müssen Sie in der Endlosschleife des Programms eine entsprechende Abfrage einbauen.
\begin{lstlisting}
noton: MOV AL, 59H
OUT 57H, AL
taste: IN AL, 59H
AND AL, 0FFH
JZ noton ;keine taste gedrueckt
JMP ton
ton: MOV AL, 0C1H
OUT 54H, AL
MOV AL, 011H
OUT 54H, AL
JMP taste
\end{lstlisting}
\subsection*{Fortgeschrittene Aufgabe d}
Erweitern Sie das Programm dann so, dass den einzelnen Tasten unterschiedliche Frequenzen zugeordnet sind. Es wird angenommen, dass nicht mehrere Tasten gleichzeitig gedrückt werden. Das Blinken der LED von Aufgabe b) soll weiterhin funktionieren.
Eine 4x4 Matrixtastatur ist über Zeilen- und Spaltenleitungen verbunden. Um eine gedrückte Taste zu erkennen müssen alle Zeilen nacheinander abgefragt werden. Bei jedem Abfrageschnitt erhält man die Information über die gedrückten Tasten jeweils einer Zeile.
Alle Zeilen der Matrix je einmal abfragen und zurückkehren. Falls eine gedrückte Taste erkannt wurde, soll in einem gewählten Byteregister eine von Null verschiedene Tastennummer übergeben werden. Dies geschieht mit dem Unterprogramm \textit{matr}.
Wie \textit{matr} soll das Unterprogramm \textit{wmatr} alle Zeilen der Matrix abfragen aber erst beim Erkennen eines Tastendrucks zurückkehren. Das bedeutet, dass es das Drücken einer Taste abwartet und dann deren Nummer übergibt.
Zur Durchführung sollen die Unterprogramme nacheinander in einem Hauptprogramm aufgerufen werden. Das Hauptprogramm selbst soll in einer "ewigen" Schleife arbeiten und die erkannte Tastennummer binär auf einer der LED-Zeilen anzeigen.
Erweitere das Programm so dass gedrückte Ziffern der Reihe nach nebeneinander angezeigt werden und beim erreichen der letzten Stelle wieder links beginnt.
Realisiere einen einfachen Taschenrechner der einstellige nichtnegative Dezimalzahlen addiert und das ein- bis zweistellige Ergebnis auf der Sieben-Segment-Anzeige anzeigt.
