第10章圖形與發(fā)聲系統(tǒng)程序設計

1、概述概述2 2、BIOSBIOS設置顯示方式設置顯示方式顯示方式分為兩類：文本方式和圖形方式顯示方式分為兩類：文本方式和圖形方式 文本方式：主要用于字符文本處理。文本方式：主要用于字符文本處理。 圖形方式：又稱為所有點可尋址方式。在圖形方式下，可通過讀圖形方式：又稱為所有點可尋址方式。在圖形方式下，可通過讀寫屏幕上各個點的映像，顯示出單色或者彩色圖形。寫屏幕上各個點的映像，顯示出單色或者彩色圖形。 BIOSBIOS顯示例程提供了設置各種文本和圖形顯示方式的功能。表顯示例程提供了設置各種文本和圖形顯示方式的功能。表 10.210.2列出了常用的顯示方式。（列出了常用的顯示方式。（P357P357

2、）例例設置文本方式設置文本方式MOVMOVAH,00HAH,00HMOVMOVAL,03HAL,03HINTINT10H10H設置設置VGAVGA圖形方式：圖形方式：MOVMOVAH,00HAH,00HMOVMOVAL,12HAL,12HINTINT21H21H在未知的顯示器編寫程序時，首先判斷顯示器適配器并選擇與之相在未知的顯示器編寫程序時，首先判斷顯示器適配器并選擇與之相適應的最佳顯示方式。判斷方式如下：適應的最佳顯示方式。判斷方式如下： 設備標識字：利用設備標識字：利用BIOS INT 11HBIOS INT 11H把設備標志值讀入把設備標志值讀入AXAX，判斷，判斷其中的第其中的第4

3、4和第和第5 5位。位。圖圖10.110.1設備標志符設備標志符 先檢查先檢查VGAVGA，在檢驗，在檢驗EGAEGA最后確定是最后確定是CGACGA還是還是MDAMDA具體步驟如下具體步驟如下 （1 1）確定是否裝配）確定是否裝配VGAVGA MOVMOV AH,1AHAH,1AH MOVMOV AL,0AL,0 INTINT 10H10H CMPCMP AL,1AHAL,1AH JEJEISVGAISVGA (2)(2)確定是否裝配確定是否裝配EGAEGA適配器適配器 MOVMOV AH,12HAH,12H MOVMOV BL,10HBL,10H INTINT 10H10H CMPCMP

4、BL,10HBL,10H JEJEISEGAISEGA系統(tǒng)可能同時安裝系統(tǒng)可能同時安裝EGAEGA和和MDAMDA、CGACGA，所以還需要確定，所以還需要確定EGAEGA是否在激是否在激活狀態(tài)。活狀態(tài)。BIOSBIOS數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)區(qū)的40:8740:87字節(jié)中包含了有關字節(jié)中包含了有關EGAEGA的信息，其中的信息，其中第第3 3位為位為0 0表示表示EGAEGA是激活的，為是激活的，為1 1則說明沒有則說明沒有EGAEGA被激活，系統(tǒng)被激活，系統(tǒng)還存在另外一個適配器。還存在另外一個適配器。ORGORG87H87HEGAINFOEGAINFODBDBTESTTEST EGAINFO,8EGA

5、INFO,8JEJEEGAactiveEGAactive(3)(3)確定確定CGACGA或或MDAMDABIOSBIOS數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)中的40:6340:63處的一個字存有顯示控制器的端口地址，如處的一個字存有顯示控制器的端口地址，如果地址是果地址是3D4H3D4H，則適配器是，則適配器是CGACGA，否則適配器是，否則適配器是MDAMDAORGORG63H63HVIDEOPortVIDEOPort DWDW? ?CMPCMPVIDEOPort,3D4HVIDEOPort,3D4HJEJEISCGAISCGA10.210.2視頻顯示存儲器視頻顯示存儲器 系統(tǒng)主板與顯示器之間通過視頻適配器板連接，

6、它主要由視頻控系統(tǒng)主板與顯示器之間通過視頻適配器板連接，它主要由視頻控制器和視頻顯示制器和視頻顯示RAMRAM組成。顯示器上要顯示的信息都存放在視頻組成。顯示器上要顯示的信息都存放在視頻顯示顯示RAMRAM（VDRVDR）的存儲器中，）的存儲器中，VDRVDR又稱顯示緩沖區(qū)。又稱顯示緩沖區(qū)。視頻顯示適配器的控制器會連續(xù)重復的讀取視頻視頻顯示適配器的控制器會連續(xù)重復的讀取視頻RAMRAM中的數(shù)據(jù)，中的數(shù)據(jù)，并把它轉(zhuǎn)換在屏幕上的顯示信號。屏幕上的畫面一般要以并把它轉(zhuǎn)換在屏幕上的顯示信號。屏幕上的畫面一般要以50705070次次/ /秒的速度更新。視頻秒的速度更新。視頻RAMRAM的一位或幾位，可以

7、表示屏幕上一的一位或幾位，可以表示屏幕上一個像素的顏色和亮度，改變視頻個像素的顏色和亮度，改變視頻RAMRAM中的內(nèi)容，屏幕上的顯示畫中的內(nèi)容，屏幕上的顯示畫面也會立即跟著改變面也會立即跟著改變1 1、圖形存儲器映像、圖形存儲器映像在在EGAEGA和和VGAVGA的圖形方式下，像素的存取是采取一種位映像的方式的圖形方式下，像素的存取是采取一種位映像的方式，對視頻存儲器的一個地址進行讀寫操作，將會從，對視頻存儲器的一個地址進行讀寫操作，將會從4 4個并行的位面?zhèn)€并行的位面存取存取4 4個字節(jié)的數(shù)據(jù)，這個字節(jié)的數(shù)據(jù)，這4 4個位面的存取由個位面的存取由CPUCPU根據(jù)相應的鎖存器根據(jù)相應的鎖存器的

8、設置決定。的設置決定。（1 1）EGAEGA視頻存儲器視頻存儲器 對對EGAEGA視頻視頻RAM256KBRAM256KB可顯示可顯示6464種顏色，但是屏幕上同時顯示的種顏色，但是屏幕上同時顯示的顏色數(shù)只有顏色數(shù)只有1616種，種，EGAEGA圖形存儲器定位在圖形存儲器定位在A0000HAFFFFHA0000HAFFFFH的一的一個獨立的個獨立的64KB64KB的地址空間中，的地址空間中，IBMPCIBMPC將視頻將視頻RAMRAM組織為組織為4 4個并行個并行的位平面，每個位平面的位平面，每個位平面64KB64KB，以頁方式尋址來存取視頻，以頁方式尋址來存取視頻RAMRAM的的全部全部64

9、KB64KB。 圖圖10.210.2存儲器位面結構中，位面上的每個字節(jié)表示顯示屏幕上存儲器位面結構中，位面上的每個字節(jié)表示顯示屏幕上的的8 8個像素，每位代表個像素，每位代表4 4位顏色中的位顏色中的1 1位，位，4 4個位面上同一個地址個位面上同一個地址的的4 4位可表示位可表示2 24 4=16=16種顏色。種顏色。 EGAEGA適配器中，設置了適配器中，設置了1616個調(diào)色板寄存器，每個寄存器個調(diào)色板寄存器，每個寄存器8 8位。位。圖圖10.1 EGA10.1 EGA和和VGAVGA的位面結構的位面結構EGAEGA只用了其中的只用了其中的6 6位，來表示位，來表示6464種顏色。種顏色。

10、對對EGAEGA調(diào)色板編程可用調(diào)色板編程可用INT 10H AH=10HINT 10H AH=10H子功能子功能00H00HMOVMOVAH,10HAH,10HMOVMOVAL,00HAL,00HMOVMOVBH,colorBH,colorMovMovcl,palettecl,palette；調(diào)色板寄存器；調(diào)色板寄存器INTINT10H10HEGAEGA支持支持640X350640X350像素、像素、1616色顯示方式，每個位面需要色顯示方式，每個位面需要640640* *350/8=28000350/8=28000個字節(jié)對應個字節(jié)對應640640* *350=224000350=224000

11、個像素進行個像素進行尋址。在位面的前尋址。在位面的前8080個字節(jié)中存放的是第一個個字節(jié)中存放的是第一個640640位的掃描行，位的掃描行，緊接著的緊接著的8080個字節(jié)存放的是第個字節(jié)存放的是第2 2個掃描行，像素的顏色由同一地個掃描行，像素的顏色由同一地址而又分別位于址而又分別位于4 4個位面的個位面的4 4位來組合。位來組合。（2 2）VGAVGA視頻存儲器視頻存儲器 VGAVGA像素支持像素支持640X480640X480，可同時顯示，可同時顯示1616種顏色，最多可同時顯種顏色，最多可同時顯示示256256種顏色，每種顏色在調(diào)色板中用種顏色，每種顏色在調(diào)色板中用1818位表示，紅、綠

12、、藍色位表示，紅、綠、藍色使用使用6 6位，能對位，能對2 21818=262144=262144種顏色進行選擇種顏色進行選擇 VGAVGA是一種模擬顯示器，是一種模擬顯示器，VGAVGA電路使用一種電路使用一種D/AD/A轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生模擬轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生模擬的的RGBRGB信號，紅、綠、藍每種顏色對應一個信號，紅、綠、藍每種顏色對應一個6 6位的位的D/AD/A轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換器，每種顏色允許每種顏色允許6464種組合，總共能產(chǎn)生種組合，總共能產(chǎn)生262144262144（218）種顏色。）種顏色。 VGAVGA視頻適配器擁有視頻適配器擁有256KB256KB的視頻的視頻RAMRAM，在，在640X48

13、0640X480分辨率，分辨率，1616色的圖形方式下，與色的圖形方式下，與EGAEGA一樣，由一樣，由4 4個個64KB64KB的位面組成，每個像的位面組成，每個像素由素由4 4位來表示，每個位面位來表示，每個位面1 1位。位。4 4個位面中的每個字節(jié)表示相鄰個位面中的每個字節(jié)表示相鄰的的8 8個水平像素，利用個水平像素，利用4 4個位面可組合可以選擇個位面可組合可以選擇1616種顏色中的一種顏色中的一種。種。 VGAVGA的圖形存儲器定位于的圖形存儲器定位于0A0000H0AFFFFH0A0000H0AFFFFH處的處的64KB64KB，以分，以分區(qū)或分頁的方式尋址。區(qū)或分頁的方式尋址。

14、VGAVGA的圖形方式的圖形方式13H13H是一種是一種320X200320X200的低分辨率顯示方式，它的的低分辨率顯示方式，它的顏色可達到顏色可達到256256種，因此一個像素種，因此一個像素8 8位來表示。在這種組織方式位來表示。在這種組織方式下，位面上的一個字節(jié)表示一個像素，而不是下，位面上的一個字節(jié)表示一個像素，而不是8 8個像素。每頁上個像素。每頁上的的320X200=64000320X200=64000個像素，需要個像素，需要6400064000個字節(jié)來表示，用個字節(jié)來表示，用4 4個個位面來存儲，每頁實際需要位面來存儲，每頁實際需要1600016000個字節(jié)。表示像素個字節(jié)。表

15、示像素0 0的字節(jié)位的字節(jié)位于位面于位面0 0像素像素1 1的字節(jié)位于位面的字節(jié)位于位面1 1，像素，像素2 2的字節(jié)位于位面的字節(jié)位于位面2 2像素像素3 3的字節(jié)位于位面的字節(jié)位于位面3 3，像素，像素4 4的字節(jié)緊跟在像素的字節(jié)緊跟在像素0 0后面，存于位面后面，存于位面0 0，依次類推。如圖，依次類推。如圖10.210.2所示。所示。 VGAVGA調(diào)色板中增加了調(diào)色板中增加了256256個顏色寄存器，在調(diào)色板寄存器中記錄個顏色寄存器，在調(diào)色板寄存器中記錄的不是像素的顏色碼，而是訪問顏色寄存器的順序地址，實際的的不是像素的顏色碼，而是訪問顏色寄存器的順序地址，實際的顏色來源于顏色寄存器。

16、顏色來源于顏色寄存器。2 2、數(shù)據(jù)到顏色的轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)到顏色的轉(zhuǎn)換 EGA/VGAEGA/VGA中使用一種顏色編碼技術，它包括在中使用一種顏色編碼技術，它包括在EGAEGA上使用上使用2 2位的位的顏色代碼，在顏色代碼，在VGAVGA上使用上使用6 6位的顏色代碼。位的顏色代碼。EGA/VGAEGA/VGA（除顯示方式（除顯示方式13H13H外）的每個調(diào)色板寄存器中，有外）的每個調(diào)色板寄存器中，有6 6位位數(shù)據(jù)作為輸出到顯示器的顏色碼，其中低數(shù)據(jù)作為輸出到顯示器的顏色碼，其中低3 3位（位（2020位）分別表位）分別表示高亮度的紅、綠、藍，高示高亮度的紅、綠、藍，高3 3位（位（5353位）表示

17、紅、綠、藍三基位）表示紅、綠、藍三基色。由于每種顏色由色。由于每種顏色由2 2位表示，所以每種顏色可以有位表示，所以每種顏色可以有4 4種亮度。種亮度。EAGEAG調(diào)色板中的顏色值通過調(diào)色板中的顏色值通過6 6條控制線輸出到顯示器，每種顏色條控制線輸出到顯示器，每種顏色2 2條線，這使得顯示器可顯示多達條線，這使得顯示器可顯示多達6464種不同的顏色。種不同的顏色。圖圖10.2 數(shù)據(jù)到顏色的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)到顏色的轉(zhuǎn)換2 2、數(shù)據(jù)到顏色的轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)到顏色的轉(zhuǎn)換 EGA/VGAEGA/VGA中使用一種顏色編碼技術，它包括在中使用一種顏色編碼技術，它包括在EGAEGA上使用上使用2 2位的位的顏色代碼，在

18、顏色代碼，在VGAVGA上使用上使用6 6位的顏色代碼。位的顏色代碼。 EGA/VGAEGA/VGA（除顯示方式（除顯示方式13H13H外）的每個調(diào)色板寄存器中，有外）的每個調(diào)色板寄存器中，有6 6位位數(shù)據(jù)作為輸出到顯示器的顏色碼，其中低數(shù)據(jù)作為輸出到顯示器的顏色碼，其中低3 3位（位（2020位）分別表位）分別表示高亮度的紅、綠、藍，高示高亮度的紅、綠、藍，高3 3位（位（5353位）表示紅、綠、藍三基位）表示紅、綠、藍三基色。由于每種顏色由色。由于每種顏色由2 2位表示，所以每種顏色可以有位表示，所以每種顏色可以有4 4種亮度。種亮度。EAGEAG調(diào)色板中的顏色值通過調(diào)色板中的顏色值通過6

19、 6條控制線輸出到顯示器，每種顏色條控制線輸出到顯示器，每種顏色2 2條線，這使得顯示器可顯示多達條線，這使得顯示器可顯示多達6464種不同的顏色。種不同的顏色。 VGAVGA要求一個模擬要求一個模擬RGBRGB顯示器，通過顯示器，通過D/AD/A轉(zhuǎn)換器輸出紅、綠、藍轉(zhuǎn)換器輸出紅、綠、藍模擬信號。在模擬信號。在VGAVGA提供的提供的13H13H顯示方式下，每種顏色顯示方式下，每種顏色6 6位，可顯位，可顯示示256K256K種顏色，每種顏色種顏色，每種顏色6464級亮度。級亮度。VGAVGA的調(diào)色板中除了的調(diào)色板中除了1616個調(diào)色板寄存器外，還有個調(diào)色板寄存器外，還有256256個顏色寄存

20、個顏色寄存器，如圖器，如圖10.310.3（b b）所示。圖形存儲器中的一個字節(jié)對應顯示器）所示。圖形存儲器中的一個字節(jié)對應顯示器屏幕上的一個像素，該字節(jié)的屏幕上的一個像素，該字節(jié)的0303位對調(diào)色板寄存器編址，位對調(diào)色板寄存器編址，4747 位提供訪問顏色寄存器的低高位提供訪問顏色寄存器的低高4 4位地址。調(diào)色板輸出的低位地址。調(diào)色板輸出的低4 4位用位用作訪問顏色寄存器的低作訪問顏色寄存器的低4 4位地址。位地址。 在在1616色方式下，色方式下，EGAEGA將來自顯存位面的將來自顯存位面的4 4位像素值轉(zhuǎn)換為位像素值轉(zhuǎn)換為6 6位顏位顏色碼，并輸出到顯示器，完成在色碼，并輸出到顯示器，完

21、成在6464種顏色中顯示其中種顏色中顯示其中1616種顏色種顏色之一的過程。而在之一的過程。而在256256色方案中，色方案中，VGAVGA將將8 8位像素轉(zhuǎn)換為選擇位像素轉(zhuǎn)換為選擇256256個顏色寄存器的個顏色寄存器的8 8位地址碼，在將一個位地址碼，在將一個1818位的顏色碼輸出到顯示位的顏色碼輸出到顯示器，產(chǎn)生在器，產(chǎn)生在256K256K顏色中顯示顏色中顯示256256種顏色的效果。種顏色的效果。圖圖10.3 數(shù)據(jù)到顏色的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)到顏色的轉(zhuǎn)換3、直接視頻顯示在位面結構的顯示方式下，地址映像操作都需要計算兩個值： 含有該像素位的字節(jié)地址， 分離像素位所需要的掩碼。 （1）字節(jié)級映像操作

22、這種方式適用于對屏幕上的一塊區(qū)域進行控制。如在某一區(qū)域顯示彩色陰影、開窗口、畫線條或?qū)ΨQ圖形。 例10.1根據(jù)以水平8個像素為一行，的行列坐標，編寫計算讀寫像素的字節(jié)地址的子程序COARSE_ADD。假定已設定的顯示方式為VGA 12H方式（16色，640X480） 在在256256色，色，320X200320X200方式下的圖形程序是另一類字節(jié)映方式下的圖形程序是另一類字節(jié)映像編程的情況。在這種方式下一個字節(jié)描述一個單獨的像編程的情況。在這種方式下一個字節(jié)描述一個單獨的屏幕像素，字節(jié)的屏幕像素，字節(jié)的8 8位值就是一個像素的屬性值（位值就是一個像素的屬性值（256256種顏色之一）種顏色之一

23、） 在圖形方式下的顯存直接定位于在圖形方式下的顯存直接定位于A0000HAF9FFA0000HAF9FF之間，之間，第一個字節(jié)第一個字節(jié)A000:0000A000:0000對應屏幕左上角的第一個像素，對應屏幕左上角的第一個像素，最后一個字節(jié)最后一個字節(jié)A000A000：F9FFHF9FFH對應右下角的最后一個像對應右下角的最后一個像素。素。例例10.2 25610.2 256色、色、320X200320X200圖形方式下畫方框例程。圖形方式下畫方框例程。10.3 EGA/VGA圖形程序設計在圖形方式下，可以利用BIOS INT 10H功能或采用直接存儲器映像的方法對屏幕上的像素進行讀寫和處理。

24、1、讀寫像素EGA/VGA為圖形方式時，BIOS有兩個例程用于讀寫，即INT 10H的AH=0CH（寫像素），AH=0DH（讀像素） INT 10H，AH=0CH：寫圖形像素可以將一個點寫到像素位置。調(diào)用參數(shù)AH=0CHAL=像素顏色，取決于顯示方式。BH=顯示頁號DX=像素行（0-199或0349）CX=像素列（0-399或639）返回參數(shù)：無BH=顯示頁號DX=像素行（0-199或0349）CX=像素列（0-399或639）返回參數(shù)：AL=顏色值EGA和VGA提供兩種讀模式讀模式0：選擇哪一個位面的字節(jié)讀入CPU取決于讀映像選擇寄存器。讀映像選擇寄存器的0和1位，用來指定哪個位面的鎖存器內(nèi)

25、容讀到CPU。如果讀取4個位面的內(nèi)容，則必須對同一個地址執(zhí)行讀4次，再每次讀之前，用指令分別設置讀映像選擇寄存器。讀模式1：CPU將8個像素值讀入鎖存器。這8個像素值會與顏色比較器進行比較，相符合者為1，反之置0，然后比較的結果送到CPU。如顏色比較器為0011,8個像素值為1011,1100,0011,0101,0010,0011,1101,1010則返回給CPU的結果為00100100，說兩個像素符合。此模式適合測試某種顏色是否存在很有用。在比較過程中顏色無關寄存器決定哪個鎖存器不參加比較。例10.5在圖形方式12H下，測試屏幕上第一行中是否有紅色像素，測試結果保存在test_buf中。（

26、2）寫模式EGA有3中寫模式,VGA有4中寫模式。通過模式選擇寄存器設置。寫模式0:是EGA/VGA的默認模式，所寫入的CPU數(shù)據(jù)可以更新任何一個或是全部的位面，同時，還可以與一個事先定義好的值進行邏輯運算，以更新鎖存器中的8個像素或其中任一個像素。這種同時以字節(jié)方式和像素方式更新鎖存器值的操作，要用到允許置位/重置寄存器、數(shù)據(jù)循環(huán)/功能選擇寄存器和位屏蔽寄存器。位屏蔽寄存器決定了新的像素值產(chǎn)生的方法。當位屏蔽寄存器的某位設為0時，相對應的像素值直接由鎖存器寫入顯存；位屏蔽寄存器為1的位，所對應的像素值由鎖存器中的像素值與CPU數(shù)據(jù)和置位/重置寄存器中相應位合并之后產(chǎn)生。數(shù)據(jù)循環(huán)/功能選擇寄存

27、器分為兩個字段，數(shù)據(jù)循環(huán)字段（0-2位）決定在寫操作之前，CPU數(shù)據(jù)向右循環(huán)的位數(shù)；功能選擇字段（3-4位）決定寫入顯存的數(shù)據(jù)和CPU數(shù)據(jù)進行何種運算（00）（00：代換，01：AND，10：OR，11：XOR），這些操作在編寫動畫程序時經(jīng)常用到。寫模式1：能把先前讀入鎖存器的數(shù)據(jù)直接復制到位面中。這個寫入模式在把顯存中一個區(qū)的數(shù)據(jù)移動到另一個區(qū)時特別有用。寫模式2：是寫模式0的簡化方式，它允許把像素設置為任何希望的顏色，但它比寫模式0執(zhí)行速度更快。像素數(shù)據(jù)只由CPU數(shù)據(jù)來確定，而不是用位屏蔽寄存器或置位/重置寄存器來控制。寫模式3：是VGA系統(tǒng)獨有的，在EGA中沒有等同的模式。在寫模式3下，

28、像素值由鎖存器中的像素值和置位/重置寄存器的值合并后產(chǎn)生的，而數(shù)據(jù)循環(huán)/功能選擇寄存器也設置了合并時所要做的邏輯運算和移位操作，位屏蔽寄存器也是決定位面中的哪個像素要被更新。寫模式3和寫模式0、2的區(qū)別是，按圖形控制器個寄存器設置所進行合并操作的程序不同。例10.6 SET_WRITE_MODE2、圖形方式下的文本顯示INT 10H的功能9是BIOS提供的唯一能用圖形方式的字符顯示功能INT 10H功能2也能在圖形方式下設置字符顯示位置。通過ASCII碼擴展字符集中的圖形符號來組成大號的顯示字符，例如ASCII碼為0DBH,0DCH,0DDH,0DEH,0DFH等方塊字符來設計大號字母或文章中的方塊標記。例：顯示詞GALLERY3、彩色繪圖程序計算出指定像素的顯存中的地址，包括字節(jié)偏移量和位偏移量，只要使用匯編指令MOV,MOVS,STOS等傳輸像素即可，也可以利用圖形控制器提供的硬件支持，完成某些像素的運算和快速位面的更新。例：10.910.4通用發(fā)聲程序計算機中的可編程時間間隔定時器8253/8254根據(jù)程序提供的計數(shù)值和工作模式，產(chǎn)生各種形狀和各種頻率的計數(shù)/定時脈沖提供給系統(tǒng)的系統(tǒng)日歷時鐘，刷新定時信號給動態(tài)存儲器，對分時系統(tǒng)產(chǎn)生時間片等。它還可以產(chǎn)生不同頻率的脈沖作為揚聲器的聲源。 1 1、可編程時間間隔定時器、可編程時間間隔定時器825