Giriş

Öğrenme Çıktıları

Giriş

emu8086'ya Bağlı 7 Sanal Aygıt

Aygıtlar emu8086'da virtual devices menüsünden açılır; programın başına #start=Traffic_Lights.exe# gibi bir yönerge yazılırsa emülatör aygıtı kendisi başlatır.

G/Ç Temelleri

Aygıt Kontrolü

• x86 ailesi CPU'lar geniş bir aygıt yelpazesini denetleyebilir. Temel G/Ç port numaraları sistemden sisteme farklılık gösterebilir ve uygun bir donanımla (adres çözücü, “tricky” elektronik devre) değiştirilebilir.
• Gömülü bir sistemde derlenen .bin dosyası Salt Okunur Bellek (ROM) yongasına yazılır.
• Sistem açılınca programı ROM'dan okur, RAM'e yükler ve yürütür. Bu ilke birçok modern cihazda (çamaşır makinesi, yazıcı, modem…) kullanılır.

G/Ç Temelleri

IN ve OUT Komutları

G/Ç Temelleri

Port Eşlemeli ve Bellek Eşlemeli G/Ç

Trafik Işıkları

Trafik Lambaları (Port 4)

Trafik Işıkları

Durum (Situation) Tablosu

;                 FEDC_BA98_7654_3210
situation     dw  0000_0011_0000_1100b
s1            dw  0000_0110_1001_1010b
s2            dw  0000_1000_0110_0001b
s3            dw  0000_1000_0110_0001b
s4            dw  0000_0100_1101_0011b
sit_end = $
all_red       equ 0000_0010_0100_1001b

s2 ve s3 aynıdır: yan yol yeşili iki aralık (10 s) sürer. s1 ve s4 sarı geçişleridir (kırmızı + sarı = “hazırlan”).

Trafik Işıkları

Durumlar Adım Adım

Program önce tüm yönleri kırmızı yapar, sonra situation → s1 → s2 → s3 → s4 → situation… diye 5 saniyelik aralıklarla döner.

Trafik Işıkları

INT 15h / AH = 86h ile Bekleme

; 5 saniye bekle (5 milyon µs)
mov cx, 4Ch    ; 004C4B40h = 5 000 000
mov dx, 4B40h
mov ah, 86h
int 15h

Trafik Işıkları · Kodu adım adım çalıştır

Trafik Işıkları Programı

#start=Traffic_Lights.exe#
mov ax, all_red
out 4, ax
mov si, offset situation
next:
mov ax, [si]
out 4, ax
mov cx, 4Ch      ; 5 s bekle
mov dx, 4B40h
mov ah, 86h
int 15h
add si, 2        ; sonraki durum
cmp si, sit_end
jb  next
mov si, offset situation
jmp next

Döngü hiç bitmez: gömülü sistemlerde ana program genellikle sonsuz bir döngüdür.

Trafik Işıkları

Etkileşimli Trafik Bit Düzenleyici

Step Motor

Step Motor (Port 7)

Step Motor

Step Motor Veri Tabloları

• Tablolar bellekte arka arkaya durur: her biri 4 bayt. Bu yüzden add bx, 4 bir sonraki tabloya geçirir.
• Program 32 (20h) tur sonra tabloyu değiştirir: CW yarı → CCW yarı → CW tam → CCW tam → başa.
• Bayt değerindeki bitler mıknatısları gösterir: 110b = mıknatıs 2 ve 1 açık; 000b = hepsi kapalı.
• Kaynak koddaki biçim: datcw db 0000_0110b ve alt satırlarda db 0000_0100b… (alt çizgi yalnızca okunabilirlik içindir).

Step Motor

Mıknatıs Dizileri Adım Adım

Step Motor

Step Motor Kontrol Programı

ORG 100h
steps_before_direction_change = 20h
jmp start
datcw     db 110b,100b,011b,010b
datccw    db 011b,001b,110b,010b
datcw_fs  db 001b,011b,110b,000b
datccw_fs db 100b,110b,011b,000b
start:
mov bx, offset datcw
mov si, 0
mov cx, 0   ; tur sayacı

next_step:
wait: in al, 7
test al, 10000000b
jz wait
mov al, [bx][si]
out 7, al
inc si
cmp si, 4
jb next_step
mov si, 0
inc cx
cmp cx, steps_before_direction_change
jb  next_step
mov cx, 0
add bx, 4   ; sonraki tablo
cmp bx, offset datccw_fs
jbe next_step
mov bx, offset datcw
jmp next_step

Step Motor · Kodu adım adım çalıştır

Step Motor: İlk Tur

jmp start   ; tablolar 0102h-0111h
start:
mov bx, offset datcw
mov si, 0
mov cx, 0   ; tur sayacı
next_step:
wait: in al, 7
test al, 10000000b
jz wait
mov al, [bx][si]
out 7, al
inc si
cmp si, 4
jb next_step
mov si, 0
inc cx
cmp cx, steps_before_direction_change
jb  next_step

LED Ekran

LED Ekran (Port 199)

LED Ekran · Kodu adım adım çalıştır

LED Ekran Kontrolü

#start=led_display.exe#
mov ax, 1234
out 199, ax
mov ax, -5678
out 199, ax
; port'a sonsuz döngüde yaz:
mov ax, 0
x1:
out 199, ax
inc ax
jmp x1
hlt              ; hiç çalışmaz

emu8086'da adım gecikmesi (step delay) 0 iken sayılar çok hızlı akar; döngüye INT 15h/86h ile bekleme eklenebilir.

Termometre

Termometre ve Isıtıcı (Port 125, 127)

Termometre · Kodu adım adım çalıştır

Termostat Programı

; DS'yi CS'ye eşitle:
mov ax, cs
mov ds, ax
start:
in  al, 125
cmp al, 60
jl  low
cmp al, 80
jle ok
jg  high
low:
mov al, 1
out 127, al   ; ısıtıcı açık
jmp ok
high:
mov al, 0
out 127, al   ; ısıtıcı kapalı
ok:
jmp start     ; sonsuz döngü

jg high yerine jmp high da yazılabilirdi: JLE atlamadıysa sıcaklık zaten 80'den büyüktür.

Termometre

Etkileşimli Termostat

Yazıcı

Yazıcı (Printer, Port 130)

Yazıcı

Yazıcı Programı: Veri

org 100h
jmp start
msg db "Hello, Printer!", 0Ah, 0Dh
    db "***************"
    db 13, 9    ; CR ve yatay sekme (HT)
    db "Have a nice printing day!"
msg_end db 0
msg2 db "press any key to eject the page.$"

Yazıcı · Kodu adım adım çalıştır

Yazıcı Programı: Yazdırma Döngüsü

start:
mov dl, 12      ; form feed: yeni sayfa
mov ah, 5
int 21h
mov si, offset msg
mov cx, offset msg_end - offset msg
print:
mov dl, [si]
mov ah, 5       ; DOS yazıcı işlevi
int 21h
inc si          ; sonraki karakter
loop print

CR (13) LF olmadan gelince üçüncü metin yıldızların üzerine basılır (panelde üzerine yazma olarak gösterildi). Döngüden sonra: mov dx, offset msg2 / mov ah, 9 / int 21h ekrana mesaj yazar; int 16h (AH = 0) bir tuş bekler; son form feed sayfayı yazıcıdan çıkarır.

Robot

Robot (Port 9, 10, 11)

• Robot bir ızgara dünyasında hareket eder; duvarları ve lambaları algılayabilir, lambaları yakıp söndürebilir.
• Port 9 komut (OUT), port 10 veri (IN), port 11 durum (IN). Dünya, aygıt penceresindeki araç kutusuyla düzenlenir.

Robot

Robot Komutları ve Durum Bitleri

Robot

Robot Programı: Lambayı Bul ve Yak

#start=robot.exe#
dongu: CALL hazir_bekle
       MOV  AL, 4       ; incele
       OUT  9, AL
       CALL veri_bekle
       IN   AL, 10
       CMP  AL, 0FFh    ; duvar?
       JE   don
       CMP  AL, 8       ; sönük lamba?
       JNE  ilerle
       CALL hazir_bekle
       MOV  AL, 5       ; yak
       OUT  9, AL
       JMP  dongu
don:   MOV  AL, 3       ; sağa dön
       JMP  gonder
ilerle: MOV AL, 1       ; ileri
gonder: PUSH AX         ; komutu koru
       CALL hazir_bekle
       POP  AX
       OUT  9, AL
       JMP  dongu

Robot

Robot: Bekleme Yordamları ve Dikkat Edilecekler

hazir_bekle PROC
b1:    IN   AL, 11
       TEST AL, 010b    ; meşgul?
       JNZ  b1
       RET
hazir_bekle ENDP

veri_bekle PROC
v1:    IN   AL, 11
       TEST AL, 001b    ; yeni veri?
       JZ   v1
       RET
veri_bekle ENDP

Robot

Basit G/Ç Test Aygıtı (Port 110, 112)

IN   AL, 110    ; ör. A7h okunur
INC  AL
OUT  110, AL    ; A8h yazılır
IN   AX, 112    ; ör. 1234h
ADD  AX, 1
OUT  112, AX    ; 1235h

Özet

Özet

Ortak desen: durum oku → bit test et → hazırsa veri yaz/oku → döngü. IN/OUT yalnızca AL/AX ile, port > 255 ise DX ile.

Özet

Alıştırmalar

1. Tüm yönlerde yalnızca sarı lambaları yakan port 4 değeri nedir?
2. 2,5 saniyelik bekleme için CX ve DX ne olmalıdır?
3. LED ekranda −1 göstermek için AX'e hangi hex değer yazılır?
4. Termostatı 20–25 °C aralığına göre değiştirin; sıcaklık −10 °C iken JB kullanılsaydı ne olurdu?
5. Step motor programında motoru yalnızca saat yönünde, tam adımla döndürmek için hangi satırlar değişmeli?
6. Yazıcıya “Merhaba” yazıp sayfayı çıkaran en kısa programı yazın.

Özet

Kaynaklar

• emu8086 yardım belgeleri: I/O ports and hardware interrupts, Virtual devices ve örnek programlar (traffic_lights.asm, stepper_motor.asm, led_display_test.asm, thermometer.asm, printer.asm, robot.asm).
• Intel, The 8086 Family User's Manual, 1979 — IN/OUT komutları ve G/Ç adres uzayı.
• R. Brown, Ralf Brown's Interrupt List — INT 15h/86h, INT 21h/05h, INT 16h/00h.
• B. B. Brey, The Intel Microprocessors, 8. baskı, Pearson, 2009 — Bölüm 11 (Temel G/Ç arabirimi).