DOS下屏保程序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)課程設(shè)計(jì)

中國農(nóng)業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告（2015-2016 學(xué)年夏季學(xué)期）設(shè)計(jì)題目： DOS 下屏保程序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) 課程名稱： 匯編語言課程設(shè)計(jì) 任課教師： 沈翠華 班 級： 計(jì)算機(jī) 141 學(xué) 號： 1408010112 姓 名： 黃帥琪 成績目 錄一、 要求與需求分析 .11. 題目重述： .12. 需求分析： .1二、 程序設(shè)計(jì)分析： .11. 屏保繪制模塊 .11.1、 圖形錄入： .11.2、 動畫繪制： .22. 非工作狀態(tài)計(jì)時模塊 .22.1、 計(jì)時功能： .22.2、 判斷是否處于工作狀態(tài) .23. 檢測鍵盤輸入模塊 .34. 中斷設(shè)置及內(nèi)存駐留程序 .3三、 程序流程圖 .31. 裝載程序： .32. 定時器中斷處理程序： .43. 鍵盤中斷處理程序： .44. 屏幕保護(hù)程序： .5四、 核心模塊功能介紹 .51. 裝載程序(INSTALL)： .52. 更改后的計(jì)時器中斷(FUNCTIMER)： .53. 更改后的鍵盤中斷(INT9)： .64. 屏保程序(SCREENSAVER)： .65. 屏保繪制模塊(PRINT): .66. 貼圖函數(shù)(ONEBITMAP/ZEROBITMAP)： .67. 延時處理函數(shù)(ONEBITMAP/ZEROBITMAP)： .68. 清屏宏(CLRSCREEN)： .6五、 程序運(yùn)行步驟 .6六、 設(shè)計(jì)過程中遇到的主要技術(shù)難點(diǎn)及解決方案 .71. 中斷設(shè)置及駐留： .72. 工作狀態(tài)的判斷： .73. 動畫的繪制： .74. 恢復(fù)原本工作狀態(tài)： .7七、 個人體會 .7八、 參考文獻(xiàn) .8九、 程序清單 .81DOS 下屏幕保護(hù)程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)一、 要求與需求分析1. 題目重述：編寫一個 DOS 下的屏幕保護(hù)程序（也可以是 windows 下的屏保） 。該程序具有以下功能：在一段時間內(nèi)（如 1 分鐘）沒有任何鍵鍵入時，程序自動進(jìn)入屏保（一個圖畫一直在不斷的移動顯示，圖案任意） ，直到按任意鍵結(jié)束。2. 需求分析：在未啟動屏幕保護(hù)程序的情況下，當(dāng)長時間不使用電腦的時顯示器屏幕的顯示換面長時間不變，這將使屏幕發(fā)光器件疲勞、變色、甚至燒毀，最終使屏幕某個區(qū)域偏色或變暗。因此一個合格的屏幕保護(hù)程序應(yīng)滿足條件：1. 圖案動態(tài)且在屏幕上的分布盡量均勻2. 當(dāng)停止工作后一段時間內(nèi)才進(jìn)入屏保3. 一旦按鍵后結(jié)束屏幕保護(hù)程序的繪制并恢復(fù)之前工作的內(nèi)容二、 程序設(shè)計(jì)分析：針對上述對于需求的分析，可將目標(biāo)程序分為三個功能模塊，即：屏保繪制模塊、非工作狀態(tài)計(jì)時模塊、檢測鍵盤輸入模塊。同時為了各個模塊正常工作，還需使用 DOS 功能設(shè)置中斷及將各功能模塊在內(nèi)存中駐留。1. 屏保繪制模塊1.1、 圖形錄入：ROM BIOS 顯示例程支持多種文本方式和圖形方式。在不同的顯示方式下屏幕顯示的像素分辨率、字符分辨率、顏色數(shù)等都不同。為更細(xì)致的展現(xiàn)動畫細(xì)節(jié)，本程序調(diào)用 INT10的 0 號子功能，選擇 320*200 分別率圖形 16 色顯示模式；并基于此模式將要顯示的像素圖轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的顯存矩陣，每個像素點(diǎn)占用一個字節(jié)存儲顏色及亮度信息，存儲圖片共占用27*35 Byte。在圖形顯示時調(diào)用 INT10 的 5 號子功能將圖片置入顯存的相應(yīng)內(nèi)存區(qū)間。21.2、 動畫繪制：本程序在繪制動畫時考慮到動畫的連貫性，使用了兩個顯存頁。一個顯存頁作為顯示頁，另一個顯存頁作為后臺頁，繪制圖像時僅僅對后臺頁執(zhí)行像素操作，顯示顯存頁。動畫通過改變圖案的繪制位置實(shí)現(xiàn)，當(dāng)圖案繪制觸及屏幕邊緣時改變繪圖方向，且繪制圖案鹿的方向與動畫運(yùn)動方向同向。動畫繪制過程涉及以下變量作為參數(shù)：當(dāng)前繪制頁數(shù)（后臺頁）RECENTPAGE、上一次繪制頁數(shù)（顯示頁）LASTPAGE、當(dāng)前繪圖的頂點(diǎn)坐標(biāo) CURSORX, CURSORY；上一次的繪制坐標(biāo) LASTX,LASTY；橫向繪圖方向 DIRECX；縱向繪圖方向DIRECY；常量的水平繪制速度和垂直繪制速度 VX,VY。下面將詳細(xì)介紹動畫繪制的過程。1. 通過交換 RECENTPAGE 與 LASTPAGE 的值，完成對后臺頁與顯示頁的頁碼的交換；2. 根據(jù) DIRECX 判斷繪圖方向，選擇調(diào)用貼圖函數(shù) ONEBITMAP 或 ZEROBITMAP 在后臺頁上以 CURSORX, CURSORY 為頂點(diǎn)繪制圖案。其中 ONEBITMAP 為每列從左到右向顯存錄入像素，ZEROBITMAP 為每列從右到左向顯存錄入數(shù)據(jù)；3. 顯示繪制完成的后臺頁并將調(diào)用宏 CLRSCREEN 把原顯示頁清屏；4. 保存繪制坐標(biāo) CURSORX, CURSORY 到 LASTX,LASTY，判斷圖片是否繪制到屏幕邊緣。如是，改變繪圖方向 DIRECX、DIRECY；5. 計(jì)算下次繪圖的坐標(biāo)，根據(jù)方向選擇頂點(diǎn)坐標(biāo)加繪制速度 VX,VY 或減 VX,VY。2. 非工作狀態(tài)計(jì)時模塊2.1、 計(jì)時功能：由于計(jì)算機(jī)的 8259A 可編程中斷控制器以 18.2HZ 的頻率產(chǎn)生中斷信號，每次 8259A 產(chǎn)生中斷信號時 CPU 將處理 1CH 號中斷向量所指向的終端處理程序。本程序通過改變 1CH 號中斷處理程序?qū)崿F(xiàn)計(jì)時功能。在每次 1CH 號中斷發(fā)生時，若判斷運(yùn)行標(biāo)志 FLAG 得屏保繪制程序未運(yùn)行，將定時計(jì)數(shù)變量 CLKCNT 減一，若 CLKCNT 歸零，則調(diào)用屏幕保護(hù)函數(shù)進(jìn)入屏保繪制過程。2.2、 判斷是否處于工作狀態(tài)在 DOS 環(huán)境下，可認(rèn)為當(dāng)無字符輸入時為非工作狀態(tài)。因此本程序通過改變鍵盤中斷處理程序?qū)崿F(xiàn)非工作狀態(tài)的計(jì)時。具體實(shí)現(xiàn)方法為每次有鍵盤輸入時將定時計(jì)數(shù)變量CLKCNT 復(fù)位，對非工作狀態(tài)重新計(jì)時并調(diào)用原鍵盤中斷處理函數(shù)。33. 檢測鍵盤輸入模塊該模塊功能為當(dāng)屏保繪制時若有按鍵輸入，則結(jié)束屏保繪制并返回原工作界面。在具體實(shí)現(xiàn)上調(diào)用 INT16H 的 1 號子功能讀鍵盤緩沖區(qū)字符，若緩存區(qū)存在字符，結(jié)束屏保的繪制，返回文字顯示方式并顯示原工作頁的緩存。4. 中斷設(shè)置及內(nèi)存駐留程序該程序作用為設(shè)置中斷及把上述所有模塊在內(nèi)存中駐留，即裝載程序。調(diào)用 INT 21H的 35H 號子功能保存鍵盤中斷的原中斷向量到 SAVINT9，調(diào)用 INT 21H 的 25H 號子功能將非計(jì)時器中斷及鍵盤中斷重置為工作狀態(tài)計(jì)時模塊中的相應(yīng)程序。利用宏操作 PROLEN EQU $-FUNCTIMER 計(jì)算屏保程序占用內(nèi)存的字節(jié)數(shù)，調(diào)用 INT 21H 的 31H 號子功能完成內(nèi)存駐留。三、 程序流程圖1. 裝載程序：42. 定時器中斷處理程序：3. 鍵盤中斷處理程序：54. 屏幕保護(hù)程序：四、 核心模塊功能介紹1. 裝載程序(INSTALL)：完成修改中斷計(jì)時器(FUNCTIMER)和鍵盤(INT9) 的中斷向量，改變中斷屏蔽，實(shí)現(xiàn)屏保程序的駐留。2. 更改后的計(jì)時器中斷(FUNCTIMER)：對非工作狀態(tài)計(jì)時；調(diào)用屏保程序(SCREENSAVER)。63. 更改后的鍵盤中斷(INT9)：若回到工作狀態(tài)，將計(jì)時器變量復(fù)位。繼承了原鍵盤中斷的其他功能。4. 屏保程序(SCREENSAVER)：設(shè)置初始值，控制整個屏保繪制過程。5. 屏保繪制模塊(PRINT):確定圖片像素信息寫入顯存位置，計(jì)算每次貼圖的頂點(diǎn)位置，實(shí)現(xiàn)動畫的產(chǎn)生。6. 貼圖函數(shù)(ONEBITMAP/ZEROBITMAP)：屏保繪制模塊(PRINT)的子函數(shù)，根據(jù)獲取的頂點(diǎn)位置進(jìn)行貼圖。ONEBITMAP 與ZEROBITMAP 的區(qū)別為貼圖的橫向方向不同。7. 延時處理函數(shù)(ONEBITMAP/ZEROBITMAP)：屏保繪制模塊(PRINT)的子函數(shù)，起到延時貼圖的作用，讓動畫能流暢顯現(xiàn)。8. 清屏宏(CLRSCREEN)：清除將要繪制的頁碼上的像素。五、 程序運(yùn)行步驟1. 在 DOS 環(huán)境下運(yùn)行裝載程序，將程序駐留在內(nèi)存中；2. 若在五秒內(nèi)沒有任何鍵鍵入時，程序自動進(jìn)入屏保，繪制一只跳動的小鹿；3. 在屏保繪制狀態(tài)下任何鍵鍵入時返回原工作狀態(tài)。7六、 設(shè)計(jì)過程中遇到的主要技術(shù)難點(diǎn)及解決方案1. 中斷設(shè)置及駐留：使用宏操作 PROLEN EQU $-FUNCTIMER（FUNCTIMER 為駐留區(qū)的首地址, PROLEN 在程序末尾）計(jì)算屏保程序占用內(nèi)存的字節(jié)數(shù)，調(diào)用 INT 21H 的 31H 號子功能完成內(nèi)存駐留。其中屏保程序中所用到的所有數(shù)據(jù)及變量等一并寫入代碼段，而非數(shù)據(jù)段，以實(shí)現(xiàn)同步駐留。2. 工作狀態(tài)的判斷：更改鍵盤中斷，使鍵盤每次發(fā)生中斷時（即觸發(fā)按鍵）都對非工作狀態(tài)的計(jì)時復(fù)位。3. 動畫的繪制：為消除動畫設(shè)計(jì)時的圖像閃爍的，本程序使用多頁動畫技術(shù)。多頁動畫是通過使用頁切換技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。頁切換改變顯示頁以繪制出給定動畫序列的相鄰幀。由于圖像通常繪制在不同的頁上( 不是當(dāng)前可見頁)，用戶不會看到圖像被繪制或擦除，從而產(chǎn)生高質(zhì)量的動畫而沒有圖像閃爍。4. 恢復(fù)原本工作狀態(tài)：本問題暫未解決。設(shè)想中的解決方案是將原本的文本顯存頁保存起來，動畫繪制操作選擇其他的頁面進(jìn)行，在結(jié)束繪制后調(diào)用 INT 10H 的 0 號子功能重新顯示原文本頁。但在實(shí)際實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)頁面仍會被清空。七、 個人體會我在課程學(xué)習(xí)階段對中斷向量的駐留理解不夠深刻，經(jīng)過這一周對屏幕保護(hù)程序的研究，我對中斷向量的駐留及圖形處理有了較深刻的了解、認(rèn)識。我在動畫繪制函數(shù)中遇到了一些特別奇怪的錯誤，總不能得到正確的圖像浪費(fèi)了很多時間。后來在排查時，發(fā)現(xiàn)所有變量前都忘記添加跨越段前綴 CS:XX，這讓我想到作為計(jì)算機(jī)系的學(xué)生，正因?yàn)槲覀兯械墓ぷ魅蒎e性都很低，所以更需要加倍得細(xì)心，每一個細(xì)節(jié)都可能會成為限制我們發(fā)展上限的潛在敵人。通過這一周的匯編課程設(shè)計(jì)，我也克服了對匯編程序的恐懼，在合理分塊的前提下，哪怕是匯編程序這樣低級、靈活的語言，也能一步步實(shí)現(xiàn)所有設(shè)計(jì)的功能；而且正是因?yàn)闆]有太多功能復(fù)雜的語句，只要實(shí)現(xiàn)進(jìn)行充分的思考和妥善的設(shè)計(jì)，程序在邏輯上出錯的幾率非8常小，排錯并沒有高級語言這么難（當(dāng)然要建立在熟練掌握每種語句的用法的基礎(chǔ)上） 。八、 參考文獻(xiàn)1. 沈美明, 溫冬嬋. IBM-PC 匯編語言程序設(shè)計(jì)（第二版）M. 北京.清華大學(xué)出版社: 20142. 黃向明. 多頁動畫技術(shù)J. 微電腦世界,1996,07:71.九、 程序清單;清屏宏CLRSCREEN MACROLOCAL LOOPR,LOOPCM