本文详细介绍了如何使用汇编语言通过in和out指令访问计算机的CMOSRAM，包括端口读写原理、具体操作步骤、CMOSRAM的结构及如何利用shl和shr指令处理数据。通过实例展示了如何读取并显示CMOSRAM中的月份信息。
11.11
任务目标 // 进度：
- CMOS学习，用汇编语言写出一个小工具读取机器CMOS数据
工作结果：
学习笔记：
端口的读写
在访问端口的时候，CPU通过端口地址来定位端口。因为端口所在的芯片和CPU通过总路线相连，所以，端口地址和内存地址一样，通过地址总路线来传送。在PC系统中，CPU最多可以定位64K个不同的端口。则端口地址的范围为0~65535。
对端口的读写不能用mov，push，pop等内存读写指令。
端口的读写指令只有两条：in和out，分别用于从端口读出数据和往端口写入数据。
1)访问内存
mov ax,ds:[8] ;假设执行前(ds)=0
执行时与总路线相关的操作：
（1）CPU通过地址线将地址信息8发出；
（2）CPU通过控制线发出内存读命令，选中存储器芯片，并通知它，将要从中读取数据；
（3）存储器将8号单元中的数据通过数据线送入CPU。
2)访问端口
in al,60h ;从60h号端口读入一个字节
执行时与总路线相关的操作：
（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。
al , ax and dx:
在in和out指令中，只能使用ax或al来存放从端口中读入的数据或要发送到端口中的数据。访问8位端口时用al，访问16位端口时用ax。
对0~255以内的端口进行读写时：
in al,20h ;从20h端口读入一个字节
out 20h,al ;往20h端口写入一个字节
对256~65535的端口进行读写时，端口号放在dx中：
mov dx,3f8h ;将端口号3f8h送入dx
in al,dx ;从3f8h端口读入一个字节
out dx,al ;向3f8h端口写入一个字节
CMOS RAM芯片
我们通过对CMOS RAM的读写来体会一下对端口的访问。
PC机中，有一个CMOS RAM芯片，一般简称为CMOS。此芯片的特征如下：
1）包含一个实时钟和一个有128个存储单元的RAM存储器（早期的计算机为64个字节）。
2）该芯片靠电池供电。所以，关机后其内部的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单元来保存时间信息，其余大部分单元用来保存系统配置信息，供系统启动时BIOS程序读取。BIOS也提供了相关的程序，使我们可以在开机的时候配置CMOS RAM中的系统信息。
4）该芯片内部有两个端口，端口地址为70h和71h。CPU通过这两个端口来读写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。可见，CPU对CMOS RAM的读写分两步进行了，比如：读CMOS RAM的2号单元：
（1）将2送入端口70h；
（2）从71h读出2号单元的内容。
shl和shr指令
shl和shr是逻辑移位指令。
shl是逻辑左移指令，它的功能为：
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）最低位用0补充。
指令：
mov al,01001000b
shl al,1 ;将al中的数据左移一位
执行后(al)=10010000b，CF=0。
如果移动位数大于1时，必须将移动位数放在cl中。
比如，指令：
mov al,01010001b
mov cl,3
shl al,cl
执行后(al)=10001000b，因为最后移出的一位是0，所以CF=0。
可以看出，将X逻辑左移一位，相当于执行X=X*2。
shr是逻辑右移指令，它和shl所进行的操作刚好相反：
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）最高位用0补充。
指令：
mov al,10000001b
shr al,1 ;将al中的数据右移一位
执行后(al)=01000000b，CF=1
如果移动位数大于1时，必须将移动位数放在cl中。
比如，指令：
mov al,01010001b
mov cl,3
shr al,cl
执行后(al)=00001010b，因为最后移出的一位是0，所以CF=0。
可以看出将X逻辑右移一位，相当于执行X=X/2。
CMOS RAM中存储的时间信息
在CMOS RAM中，存放着当前的时间：年、月、日、时、分、秒。这6个信息的长度都为1个字节，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码是以4位二进制数表示十进制数码的编码方法
比如：数值26，用BCD码表示为：0010 0110 （2 6）
可见，一个字节可表示两个BCD码。则CMOS RAM存储时间信息的单元中，存储了用两个BCD码表示的两位十进制数，高4位的BCD码表示十位，低4位的BCD码表示个位。比如：00010100b表示14。
编程：在屏幕中间显示当前的月份。
分析：这个程序主要做两部分工作：
（1）从CMOS RAM的8号单元读出当前月份的BCD码：
mov al,8 ;首先要向地址端口70h
out 70h,al ;写入要访问的单元的地址。
in al,71h ;然后，从数据端口71h中取得指定单元中的数据。
（2）将用BCD码表示的月份以十进制的形式显示到屏幕上。
BCD码值=十进制数码值，则BCD码值+30h=十进制数对应的ASCII码。
从CMOS RAM的8号单元读出的一个字节中，包含了两个BCD码表示的两位十进制数，高4位的BCD码表示十位，低4位的BCD码表示个位。比如：00010100表示14。
我们需要进行两步工作：
1）将从CMOS RAM的8号单元中读出的一个字节，分为两个表示BCD码值的数据。
mov ah,al ;al中为从CMOS RAM的8号单元读出的数据
mov cl,4
shr ah,cl ;ah中为月份的十位数码值
and al,00001111b ;al中为月份的个位数码值
2）显示(ah)+30h和(al)+30h对应的ASCII码字符。
mov bx,0b800h ;将 显示内存缓存区的地址 赋给es
mov es,bx
mov byte ptr es:[160*12+40*2],ah ;显示月份的十位数码
mov byte ptr es:[160*12+40*2+2],al ;显示月份的个位数码
;byte ptr处理一个字节,只取1h中存的43h给bl
assume cs:code,ds:data,ss:stack
data segment
time db '00/00/00 00:00:00$' ;"$" 调用dos中断，用int 21h的9号功能输出字符串
list db 9,8,7,4,2,0 ;分别为年、月、日、时、分、秒的单元地址
data ends
stack segment
db 256 dup(0)
stack ends
code segment
main: mov ax,data ;ax 访问16位的端口
mov ds,ax
mov ax,stack
mov ss,ax
mov sp,256
mov si,offset list
mov di,offset time
mov cx,6
s: push cx
mov al,[si] ;读取CMOS RAM的[si]的内容
out 70h,al ;把[si]写入地址端口
in al,71h ;把数据端口的内容读出放入al寄存器
mov ah,al
mov cl,4
shr al,cl ;右移四位
and ah,00001111b ;高四位置0
add ax,3030h ;转ASCII
mov [di],ax
add di,3
inc si
pop cx
loop s
mov ah,9
mov dx,offset time
int 21h
mov ax,4c00h
int 21h
code ends
end main
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