HT48R70A-1/HT48C70-1是一款八位高性能精簡指令集單片機(jī),專為多輸入輸出控制的產(chǎn)品設(shè)計。掩膜版芯片HT48C70-1在引腳I和功能方面,都與OTP版芯片HT48R70A-1完全相同。擁有低功耗、I/O口穩(wěn)定性高、定時器功能、振蕩選擇、省電和喚醒功能、看門狗定時器、蜂鳴器驅(qū)動、以及低價位等優(yōu)勢,使此款多功能芯片可以廣泛地適用于各種應(yīng)用,例如工業(yè)控制、消費類產(chǎn)品、子系統(tǒng)控制器等。
上傳時間: 2013-11-09
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HT48RU80/HT48CU80是一款八位高性能精簡指令集單片機(jī),專為多輸入輸出控制的產(chǎn)品設(shè)計。掩膜版芯片HT48CU80在引腳和功能方面,都與OTP版芯片HT48RU80完全相同。擁有低功耗、I/O口穩(wěn)定性高、定時器功能、振蕩選擇、省電和喚醒功能、看門狗定時器、蜂鳴器驅(qū)動、以及低價位等優(yōu)勢,使此款多功能芯片可以廣泛地適用于各種應(yīng)用,例如工業(yè)控制、消費類產(chǎn)品、子系統(tǒng)控制器等。HT48CU80正在研發(fā)過程中,即將面市。
上傳時間: 2014-01-27
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介紹應(yīng)用虛擬儀器技術(shù)開發(fā)的血鉛檢測分析系統(tǒng),該系統(tǒng)不僅造價低,且性能大大優(yōu)于傳統(tǒng)血鉛分析儀。隨著計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,測試技術(shù)的精確度和靈活性都大為提高,并向著數(shù)字化和智能化發(fā)展。近年來,強(qiáng)大的面向?qū)ο蟮某绦蜷_發(fā)工具的出現(xiàn),使編寫大規(guī)模程序更加簡潔和容易,也為虛擬儀器的出現(xiàn)提供了前提。虛擬儀器是當(dāng)前測控領(lǐng)域的熱點,已廣泛應(yīng)用于航天、通信、生物工程、電子、機(jī)械等領(lǐng)域。采用虛擬儀器技術(shù)構(gòu)建的測試儀器開發(fā)效率高,可維護(hù)性強(qiáng);測試精度、穩(wěn)定性和可靠性都能夠得到充分保證;具有很高的性價比,節(jié)省投資,便于設(shè)備更新和功能的轉(zhuǎn)換與擴(kuò)充。虛擬儀器用圖形化編程軟件LabVIEW進(jìn)行開發(fā)。LabVIEW是一個通用的編程系統(tǒng),它不但具有一般的數(shù)學(xué)運算、邏輯運算和輸入輸出功能,還帶有專門的用于數(shù)據(jù)采集和儀器控制的庫函數(shù)和開發(fā)工具,以及專業(yè)的數(shù)學(xué)分析程序包,可以滿足復(fù)雜的工程計算和分析需要。在LabVIEW虛擬平臺上進(jìn)行儀器開發(fā)不但可行而且簡單方便。本文將介紹在LabVIEW虛擬平臺上開發(fā)的一套血鉛分析儀。鉛是人體惟一不需要的微量元素,它幾乎對人體所有的器官都能構(gòu)成損害。即使人體內(nèi)有0.01μg的鉛存在,也會對健康造成損害。而且,人們即便脫離了鉛污染環(huán)境或經(jīng)治療使血鉛水平明顯下降,受損的器官和組織也不能修復(fù)。醫(yī)生特別指出,并不是一定有什么臨床癥狀才表明已有鉛中毒發(fā)生。所以,鉛對人體的危害十分嚴(yán)重并且不容易被察覺,檢查人體鉛的含量在臨床上有著相當(dāng)重要的意義。因此,血鉛分析儀的開發(fā)有著深遠(yuǎn)的現(xiàn)實意義和工程意義。
上傳時間: 2013-10-26
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概述 CH376是文件管理控制芯片,用于單片機(jī)系統(tǒng)讀寫 U 盤或者 SD 卡中的文件。 CH376 支持 USB 設(shè)備方式和 USB 主機(jī)方式,并且內(nèi)置了 USB 通訊協(xié)議的基本固件,內(nèi)置了處理Mass-Storage 海量存儲設(shè)備的專用通訊協(xié)議的固件,內(nèi)置了SD 卡的通訊接口固件,內(nèi)置了FAT16和FAT32 以及 FAT12 文件系統(tǒng)的管理固件,支持常用的 USB 存儲設(shè)備(包括 U 盤/USB 硬盤/USB 閃存盤/USB讀卡器)和SD卡(包括標(biāo)準(zhǔn)容量SD 卡和高容量HC-SD 卡以及協(xié)議兼容的MMC 卡和 TF 卡)。 CH376 支持三種通訊接口:8 位并口、SPI 接口或者異步串口,單片機(jī)/DSP/MCU/MPU 等控制器可以通過上述任何一種通訊接口控制CH376芯片,存取U 盤或者 SD 卡中的文件或者與計算機(jī)通訊。 CH376的 USB設(shè)備方式與CH372 芯片完全兼容,CH376 的 USB 主機(jī)方式與CH375 芯片基本兼容。
上傳時間: 2014-12-27
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TKS-668B單片機(jī)實時在線仿真器是TKS-KOOKS系列仿真器中的精簡版本,采用了最新的仿真技術(shù)具有較高的性能/價格比.除沿襲了TKS-HOOKS仿真器一貫的高性能、高穩(wěn)定外、更增添了精密運行時間顯示和115200b/s串口下載速度,并且整機(jī)消耗功率大幅度的減少。在TKS-668B單片機(jī)仿真器支持的單片機(jī)芯片仿真范圍內(nèi),性能表現(xiàn)優(yōu)異、穩(wěn)定、運行速度更快,更加適合于仿真標(biāo)準(zhǔn)89C51系列單片機(jī)及兼容產(chǎn)品。
標(biāo)簽: TKS 668 單片機(jī) 在線仿真器
上傳時間: 2013-11-23
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各系列I/O型單片機(jī)使用手冊 第一部份 單片機(jī)概論 1第一章 硬件結(jié)構(gòu) 3簡介3特性4技術(shù)特性4內(nèi)核特性4周邊特性5選擇表6系統(tǒng)框線圖7引腳分配8引腳說明10極限參數(shù)15直流電氣特性16交流電氣特性18EEPROM 交流電氣特性18系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖19時序和流水線結(jié)構(gòu)(Pipelining) 19程序計數(shù)器21堆棧23算術(shù)及邏輯單元 – ALU24MTP 程序存儲器25結(jié)構(gòu)25特殊向量26查表27查表程序范例28在線燒寫30數(shù)據(jù)存儲器31結(jié)構(gòu)31通用數(shù)據(jù)存儲器32專用數(shù)據(jù)存儲器32
上傳時間: 2013-10-15
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• 8255的控制字• 8255的工作方式1和工作方式2• DAC0832工作方式• ADC0809工作方式@ 要求 掌握 :• 8255接口芯片 • MCS-51單片機(jī)與D/A轉(zhuǎn)換器的接口連接 • MCS-51單片機(jī)與A/D轉(zhuǎn)換器的接口連接 • 初始化編程及應(yīng)用了解:• I/O口擴(kuò)展的原因 • 簡單I/O口的擴(kuò)展 • 單片機(jī)的鍵盤技術(shù) 8.1 I/O口擴(kuò)展概述 8.2 簡單I/O口擴(kuò)展8.3 8255可編程通用并行接口芯片8.4 8155可編程通用并行接口芯片8.1 I/O口擴(kuò)展概述 8.1.1 I/O口擴(kuò)展的原因MCS-51系列單片機(jī)共有四個并行I/O口,分別是P0、P1、P2和P3。其中P0口一般作地址線的低八位和數(shù)據(jù)線使用;P2口作地址線的高八位使用;P3是一個雙功能口,其第二功能是一些很重要的控制信號,所以P3一般使用其第二功能。這樣供用戶使用的I/O口就只剩下P1口了。另外,這些I/O口沒有狀態(tài)寄存和命令寄存的功能,因此難以滿足復(fù)雜的I/O操作要求。由于MCS-51系列單片機(jī)I/O口數(shù)量和功能有限,所以在實際應(yīng)用中不得不使用擴(kuò)展的方法,來增加I/O口的數(shù)量,增強(qiáng)I/O口的功能。 8.1.2 I/O口的編址技術(shù)用戶可以通過對I/O口進(jìn)行讀和寫操作來完成數(shù)據(jù)的輸入和輸出。例如:P0口的地址為80H。用戶可以使用MOV指令對P0口進(jìn)行寫操作。 MOV P0, A 8.1.3 單片機(jī)I/O傳送的方式單片機(jī)為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入/輸出傳送,通常使用3種控制方式。1. 無條件傳送方式 當(dāng)外設(shè)和單片機(jī)能夠同步工作時,可以采用無條件方式進(jìn)行傳送,即數(shù)據(jù)可以隨時進(jìn)行傳送。2. 查詢方式 查詢方式又稱為有條件傳送方式,即數(shù)據(jù)的傳送是有條件的。在進(jìn)行I/O操作之前,用戶要通過軟件查詢外設(shè)是否為數(shù)據(jù)傳送做好準(zhǔn)備,只有確認(rèn)外設(shè)為數(shù)據(jù)傳送做好準(zhǔn)備。單片機(jī)才能執(zhí)行數(shù)據(jù)的輸入/輸出(I/O)操作。3. 中斷方式 當(dāng)外設(shè)和計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時,外設(shè)向單片機(jī)發(fā)出中斷請求(即通知單片機(jī))。單片機(jī)接到中斷請求后,就作出響應(yīng),暫停正在執(zhí)行的程序,而轉(zhuǎn)去為設(shè)備的數(shù)據(jù)輸入/輸出服務(wù)。當(dāng)服務(wù)完成后,程序返回,單片機(jī)再繼續(xù)執(zhí)行被中斷的程序。 中斷方式大大提高了單片機(jī)系統(tǒng)的工作效率,所以在單片機(jī)中被廣泛應(yīng)用。
上傳時間: 2013-11-10
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用單片機(jī)制作多功能莫爾斯碼電路:用單片機(jī)制作多功能莫爾斯碼電路莫爾斯電碼通信有著悠久的歷史,盡管它已被現(xiàn)代通信方式所取代,但在業(yè)余無線電通信和特殊的專業(yè)場合仍具有重要的地位,這是因為等幅電碼通信的抗干擾能力是其它任何一種通信方式都無法相比的。在短波波段用幾瓦的功率即可進(jìn)行國際間的通信,收發(fā)射設(shè)備簡單易制成本低廉,所以深受業(yè)余無線電愛好者的喜愛,是業(yè)余無線電高手必備的技能。要想熟練掌握莫爾斯電碼的收發(fā)技術(shù)除了持之以恒的毅力外,還需要相關(guān)的設(shè)備。設(shè)計本電路的目的就是給愛好者提供一個實用和訓(xùn)練的工具。 一、功能簡介 本電路可以配合自動鍵體和手動鍵體,產(chǎn)生莫爾斯碼控制信號,設(shè)有16種速度,從初學(xué)者到操作高手都能適用。監(jiān)聽音調(diào)也有16種,均可以通過功能鍵進(jìn)行選擇。可以按程序中設(shè)定好的呼號自動呼叫,設(shè)有聽抄練習(xí)功能,聽抄練習(xí)有短碼和混合碼兩種模式,分別對10個數(shù)字和常用的38個混合碼模擬隨機(jī)取樣,產(chǎn)生分組報碼,供愛好者提高抄收水平之用,速度低4檔的聽抄練習(xí)是專為初學(xué)者所設(shè),內(nèi)容是時間間隔較長的單字符。設(shè)有PTT開關(guān)鍵,可以決定是否控制發(fā)射機(jī)工作,不需要反復(fù)通斷控制線。無論當(dāng)前處于呼叫狀態(tài)還是聽抄狀態(tài)只要電鍵接點接通則自動轉(zhuǎn)到人工發(fā)報程序。4分鐘內(nèi)不使用電路將自動關(guān)閉電源,只有按復(fù)位鍵才能重新開始工作。先按住聽抄練習(xí)鍵復(fù)位則進(jìn)入短碼練習(xí)狀態(tài),其它功能不變。從開機(jī)到自動關(guān)機(jī)執(zhí)行每個功能都有不同的莫爾斯碼提示音。本電路具有較強(qiáng)的抗高低頻干擾的能力和使用方便的大電流開關(guān)接口,以適應(yīng)不同的發(fā)射設(shè)備。 二、硬件電路原理硬件電路如圖1所示。設(shè)計電路的目的在于方便實用,以免在緊張的操作中失誤,所以除了聽抄練習(xí)鍵外其它鍵沒有定義復(fù)用功能。各鍵的作用在圖中已經(jīng)標(biāo)出。PTT控制在每次復(fù)位時處于關(guān)閉狀態(tài),每按動一次PTT功能鍵則改變一次狀態(tài),這樣可以使用軟件開關(guān)控制發(fā)射。 PTT處于控制狀態(tài)時發(fā)光二極管隨控制信號閃亮。考慮到自制設(shè)備及淘汰軍用設(shè)備與高檔設(shè)備控制電流的不同,PTT開關(guān)管采用了2SC2073,可以承受500mA的電流,同時還增加了無極性PTT開關(guān)電路,無論外部被控制的端口直流極性如何加到VT3的極性始終不變,供有興趣的愛好者實驗。應(yīng)該注意,如果被控制的負(fù)載是感性,則電感兩端必須并聯(lián)續(xù)流二極管,除自制設(shè)備外成品機(jī)在這方面一般沒有什么問題。手動鍵只有一個接點,接通后產(chǎn)生連續(xù)的音頻和發(fā)射控制信號。在本電路中手動鍵的輸入端是P1.5 ,程序不斷檢測P1.5電平,當(dāng)按鍵按下時P1.5電平為0,程序轉(zhuǎn)入手動鍵子程序。 自動鍵的接點分別接到P1.3和P1.4 ,同樣當(dāng)程序檢測到有接點閉合時便自動產(chǎn)生“點”或“劃”。音頻信號從P輸出,經(jīng)VT1放大后推動揚聲器發(fā)音。單片機(jī)的I/O口在輸入狀態(tài)下阻抗較高,容易受到高低頻信號干擾,所以在每個輸入端口和三極管的be端并聯(lián)電阻和高頻旁路電容,確保在較長的電鍵連線和大功率發(fā)射時電路工作穩(wěn)定。圖2是印刷電路版圖,尺寸為110mmX85mm,揚聲器用粘合劑直接粘接在電路版有銅箔的面。 三、軟件設(shè)計方法 “點”時間長度是莫爾斯電碼中的基本時間單位。按規(guī)定“劃”的時間長度不小于三個“點”,同字符中“點”與“劃”的間隔不小于一個“點”,字符之間不小于一個“劃”,詞與詞之間不應(yīng)小于五個“點”。在本程序中用條件轉(zhuǎn)移指令來產(chǎn)生“點”時間長度。通過速度功能鍵功可以設(shè)置16種延時參數(shù)。用T0中斷產(chǎn)生監(jiān)聽音頻信號,并將中斷設(shè)為優(yōu)先級,保證在聽覺上純正悅耳。T1用于自動關(guān)機(jī)計時,如果不使用任何功能四分鐘后將向PCON 位寫1,單片機(jī)進(jìn)入休眠狀態(tài),此時耗電量僅有幾個微安。自動鍵的“點”或“劃”以及手動鍵的連續(xù)發(fā)音都是子程序的反復(fù)調(diào)用。P1.2對地短接時自動呼叫可設(shè)定為另一內(nèi)容。為了便于熟悉匯編語言的讀者對發(fā)音內(nèi)容進(jìn)行修改,這里介紹發(fā)音字符的編碼方法。莫爾斯碼的信息與計算機(jī)中二進(jìn)制恰好相同,我們可以用0表示“點”,用1表示“劃”。提示音、自動呼叫、聽抄內(nèi)容等字符是預(yù)先按一定編碼方式存儲在程序中的常數(shù)。每個字符的莫爾斯碼一般是由1至6位“點”、“劃”組成,也就是發(fā)音次數(shù)最多6次。程序中每個字符占用1個字節(jié),字符時間間隔不占用字節(jié),但更長的延時或發(fā)音結(jié)束信息占用一個字節(jié)。我們用字節(jié)的低三位表示字節(jié)的性質(zhì),對于5次及5次以下發(fā)音的字符我們用存儲器的高5位存儲發(fā)音信息,發(fā)音順序由高位至低位,用低3位存儲發(fā)音次數(shù),發(fā)音時將數(shù)據(jù)送入累加器A,先得到發(fā)音次數(shù),然后使A左環(huán)移,對E0進(jìn)行位尋址,判斷是發(fā)“點”還是“劃”,環(huán)移次數(shù)由發(fā)音次數(shù)決定。對于6次發(fā)音的字符不能完全按照上述編碼規(guī)則,否則會出現(xiàn)信息重疊,如果是6次發(fā)音且最后一次是“劃”我們把發(fā)音次數(shù)定義為111B,因為這時第6次位尋址得到的是1。如果第6次發(fā)音是“點”,那么這個字符的低三位定義為000B。字符間隔時間由程序自動產(chǎn)生,更長的時間隔或結(jié)束標(biāo)志由字節(jié)低三位110B來定義,高半字節(jié)表示字符間隔的倍數(shù),例如26H表示再加兩倍時間間隔。如果字節(jié)為06H則表示讀字符程序結(jié)束,返回主程序。更詳細(xì)的內(nèi)容不再贅述,讀者可閱讀源程序。四、使用注意事項手動鍵的操作難度相對大一些,時間節(jié)拍全由人掌握,其特點是發(fā)出的電碼帶有“人情味”。自動鍵的“點”、“劃”靠電路產(chǎn)生,發(fā)音標(biāo)準(zhǔn),容易操作,而且可以達(dá)到相當(dāng)快的速度,長時間工作也不易疲勞。在干擾較大、信號微弱的條件下自動鍵碼的辨別程度好于手動鍵碼。初學(xué)者初次使用手動鍵練習(xí)發(fā)報要有老師指導(dǎo),且不可我行我素,一旦養(yǎng)成不正確的手法則很難糾正。在電臺上時常聽到一些讓對方難以抄收的電碼,這可能會使對方反感而拒絕回答。使用自動鍵也應(yīng)在一定的聽抄基礎(chǔ)上再去練習(xí)。在暫時找不老師的情況下可多練習(xí)聽力,這對于今后能夠發(fā)出標(biāo)準(zhǔn)正確的電碼非常有益。
上傳時間: 2013-10-31
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一、實驗?zāi)康模保莆斩〞r/計數(shù)器、輸入/輸出接口電路設(shè)計方法。 2.掌握中斷控制編程技術(shù)的方法和應(yīng)用。3.掌握8086匯編語言程序設(shè)計方法。 二、實驗內(nèi)容與要求 微機(jī)燈光控制系統(tǒng)主要用于娛樂場所的彩燈控制。系統(tǒng)的彩燈共有12組,在實驗時用12個發(fā)光二極管模擬。1. 基本要求:燈光控制共有8種模式,如12個燈依次點亮;12個燈同時閃爍等八種。系統(tǒng)可以通過鍵盤和顯示屏的人機(jī)對話,將8種模式進(jìn)行任意個數(shù)、任意次序的連接組合。系統(tǒng)不斷重復(fù)執(zhí)行輸入的模式組合,直至鍵盤有任意一個鍵按下,退出燈光控制系統(tǒng),返回DOS系統(tǒng)。2. 提高要求:音樂彩燈控制系統(tǒng),根據(jù)音樂的變化控制彩燈的變化,主要有以下幾種:第一種為音樂節(jié)奏控制彩燈,按音樂的節(jié)拍變換彩燈花樣。第二種音律的強(qiáng)弱(信號幅度大小)控制彩燈。強(qiáng)音時,燈的亮度加大,且被點亮的數(shù)目增多。第三種按音調(diào)高低(信號頻率高低)控制彩燈。低音時,某一部分燈點亮;高音時,另一部分點亮。 三、實驗報告要求 1.設(shè)計目的和內(nèi)容 2.總體設(shè)計 3.硬件設(shè)計:原理圖(接線圖)及簡要說明 4.軟件設(shè)計框圖及程序清單5.設(shè)計結(jié)果和體會(包括遇到的問題及解決的方法) 四、設(shè)計原理我們以背景霓虹燈的一種顯示效果為例,介紹控制霓虹燈顯示的基本原理。設(shè)有一排 n 段水平排列的霓虹燈,某種顯示方式為從左到右每0.2 秒逐個點亮。其控制過程如下: 若以“ 1 ”代表霓虹燈點亮,以“ 0 ”代表霓虹燈熄滅,則開始時刻, n 段霓虹燈的控制信號均為“ 0 ”,隨后,控制器將一幀 n 個數(shù)據(jù)送至 n 段霓虹燈的控制端,其中,最左邊的一段霓虹燈對應(yīng)的控制數(shù)據(jù)為“ 1 ”,其余的數(shù)據(jù)均為零,即 1000 … 000 。當(dāng) n 個數(shù)據(jù)送完以后,控制器停止送數(shù),保留這種狀態(tài)(定時) 0.2 秒,此時,第 1 段霓虹燈被點亮,其余霓虹燈熄滅。隨后,控制器又在極短的時間內(nèi)將數(shù)據(jù) 1100 … 000 送至霓虹燈的控制端,并定時 0.2 秒,這段時間,前兩段霓虹燈被點亮。由于送數(shù)據(jù)的過程很快,我們觀測到的效果是第一段霓虹燈被點亮 0.2 秒后,第 2 段霓虹燈接著被點亮,即每隔 0.2 秒顯示一幀圖樣。如此下去,最后控制器將數(shù)據(jù) 1111 … 111 送至 n 段霓虹燈的控制端,則 n 段霓虹燈被全部點亮。 只要改變送至每段霓虹燈的數(shù)據(jù),即可改變霓虹燈的顯示方式,顯然,我們可以通過合理地組合數(shù)據(jù)(編程)來得到霓虹燈的不同顯示方式。 五、總體方案論證分析系統(tǒng)設(shè)計思路如下:1) 采集8位開關(guān)輸入信號,若輸入數(shù)據(jù)為0時,將其修改為1。確定輸入的硬件接口電路。采樣輸入開關(guān)量,并存入NUM的軟件程序段。2) 以12個燈依次點亮為例(即燈光控制模式M1),考慮與其相應(yīng)的燈光顯示代碼數(shù)據(jù)。確定顯示代碼數(shù)據(jù)輸出的接口電路。輸出一個同期顯示代碼的軟件程序段(暫不考慮時隙的延時要求)。3) 應(yīng)用定時中斷服務(wù)和NUM數(shù)據(jù),實現(xiàn)t=N×50ms的方法。4) 實現(xiàn)某一種模式燈光顯示控制中12個時隙一個周期,共重復(fù)四次的控制方法。要求在初始化時采樣開關(guān)輸入數(shù)據(jù)NUM,并以此控制每一時隙的延時時間;在每一時隙結(jié)束時,檢查有無鍵按下,若是退出鍵按下,則結(jié)束燈光控制,返回DOS系統(tǒng),若是其他鍵就返回主菜單,重新輸入控制模式數(shù)據(jù)。5) 通過人機(jī)對話,輸入8種燈光顯示控制模式的任意個數(shù)、任意次序連接組合的控制模式數(shù)據(jù)串(以ENTER鍵結(jié)尾)。對輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查,若數(shù)據(jù)都在1 - 8之間,則存入INBUF;若有錯誤,則通過屏幕顯示輸入錯誤,準(zhǔn)備重新輸入燈光顯示控制模式數(shù)據(jù)。6) 依次讀取INBUF中的控制模式數(shù)據(jù)進(jìn)行不同模式的燈光顯示控制,在沒有任意鍵按下的情況下,系統(tǒng)從第一個控制模式數(shù)據(jù)開始,順序工作到最后一個控制模式數(shù)據(jù)后,又返回到第一個控制模式數(shù)據(jù),不斷重復(fù)循環(huán)進(jìn)行燈光顯示控制。7) 本系統(tǒng)的軟件在總體上有兩部份,即主程序(MAIN)和實時中斷服務(wù)程序(INTT)。討論以功能明確、相互界面分割清晰的軟件程序模塊化設(shè)計方法。即確定有關(guān)功能模塊,并畫出以功能模塊表示的主程序(MAIN)流程框圖和定時中斷服務(wù)程序的流程框圖。 六、硬件電路設(shè)計 以微機(jī)實驗平臺和PC機(jī)資源為硬件設(shè)計的基礎(chǔ),不需要外加電路。主要利用了以下的資源:1.8255并行口電路8255并行口電路主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的輸入與輸出,可以輸出數(shù)據(jù)控制發(fā)光二極管的亮滅和讀取乒乓開關(guān)的數(shù)據(jù)。實驗時可以將8255的A口、B口和一組發(fā)光二極管相連,C口和乒乓開關(guān)相連。2.8253定時/計數(shù)器8253定時/計數(shù)器和8259中斷控制器一起實現(xiàn)時隙定時。本設(shè)計的定時就是采用的t=N×50ms的方法,50ms由8253定時/計數(shù)器的計數(shù)器0控制定時,N是在中斷服務(wù)程序中軟件計時。8253的OUT0接到IRQ2,產(chǎn)生中斷請求信號。8253定時/計數(shù)器定時結(jié)束會發(fā)出中斷信號,進(jìn)入中斷服務(wù)程序。3.PC機(jī)資源本設(shè)計除了利用PC機(jī)作為控制器之外,還利用了PC機(jī)的鍵盤和顯示器。鍵盤主要是輸入控制模式數(shù)據(jù),顯示器就是顯示提示信息。 七、軟件設(shè)計 軟件主要分為主程序(MAIN)和中斷服務(wù)程序(INTT),主程序包含系統(tǒng)初始化、讀取乒乓開關(guān)、讀取控制模式數(shù)據(jù)以及按鍵處理等模塊。中斷服務(wù)程序主要是定時時間到后根據(jù)控制模式數(shù)據(jù)點亮相應(yīng)的發(fā)光二極管。1.主程序主程序的程序流程圖如圖1所示。
上傳時間: 2014-04-05
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九.輸入/輸出保護(hù)為了支持多任務(wù),80386不僅要有效地實現(xiàn)任務(wù)隔離,而且還要有效地控制各任務(wù)的輸入/輸出,避免輸入/輸出沖突。本文將介紹輸入輸出保護(hù)。 這里下載本文源代碼。 <一>輸入/輸出保護(hù)80386采用I/O特權(quán)級IPOL和I/O許可位圖的方法來控制輸入/輸出,實現(xiàn)輸入/輸出保護(hù)。 1.I/O敏感指令輸入輸出特權(quán)級(I/O Privilege Level)規(guī)定了可以執(zhí)行所有與I/O相關(guān)的指令和訪問I/O空間中所有地址的最外層特權(quán)級。IOPL的值在如下圖所示的標(biāo)志寄存器中。 標(biāo) 志寄存器 BIT31—BIT18 BIT17 BIT16 BIT15 BIT14 BIT13—BIT12 BIT11 BIT10 BIT9 BIT8 BIT7 BIT6 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT0 00000000000000 VM RF 0 NT IOPL OF DF IF TF SF ZF 0 AF 0 PF 1 CF I/O許可位圖規(guī)定了I/O空間中的哪些地址可以由在任何特權(quán)級執(zhí)行的程序所訪問。I/O許可位圖在任務(wù)狀態(tài)段TSS中。 I/O敏感指令 指令 功能 保護(hù)方式下的執(zhí)行條件 CLI 清除EFLAGS中的IF位 CPL<=IOPL STI 設(shè)置EFLAGS中的IF位 CPL<=IOPL IN 從I/O地址讀出數(shù)據(jù) CPL<=IOPL或I/O位圖許可 INS 從I/O地址讀出字符串 CPL<=IOPL或I/O位圖許可 OUT 向I/O地址寫數(shù)據(jù) CPL<=IOPL或I/O位圖許可 OUTS 向I/O地址寫字符串 CPL<=IOPL或I/O位圖許可 上表所列指令稱為I/O敏感指令,由于這些指令與I/O有關(guān),并且只有在滿足所列條件時才可以執(zhí)行,所以把它們稱為I/O敏感指令。從表中可見,當(dāng)前特權(quán)級不在I/O特權(quán)級外層時,可以正常執(zhí)行所列的全部I/O敏感指令;當(dāng)特權(quán)級在I/O特權(quán)級外層時,執(zhí)行CLI和STI指令將引起通用保護(hù)異常,而其它四條指令是否能夠被執(zhí)行要根據(jù)訪問的I/O地址及I/O許可位圖情況而定(在下面論述),如果條件不滿足而執(zhí)行,那么將引起出錯碼為0的通用保護(hù)異常。 由于每個任務(wù)使用各自的EFLAGS值和擁有自己的TSS,所以每個任務(wù)可以有不同的IOPL,并且可以定義不同的I/O許可位圖。注意,這些I/O敏感指令在實模式下總是可執(zhí)行的。 2.I/O許可位圖如果只用IOPL限制I/O指令的執(zhí)行是很不方便的,不能滿足實際要求需要。因為這樣做會使得在特權(quán)級3執(zhí)行的應(yīng)用程序要么可訪問所有I/O地址,要么不可訪問所有I/O地址。實際需要與此剛好相反,只允許任務(wù)甲的應(yīng)用程序訪問部分I/O地址,只允許任務(wù)乙的應(yīng)用程序訪問另一部分I/O地址,以避免任務(wù)甲和任務(wù)乙在訪問I/O地址時發(fā)生沖突,從而避免任務(wù)甲和任務(wù)乙使用使用獨享設(shè)備時發(fā)生沖突。 因此,在IOPL的基礎(chǔ)上又采用了I/O許可位圖。I/O許可位圖由二進(jìn)制位串組成。位串中的每一位依次對應(yīng)一個I/O地址,位串的第0位對應(yīng)I/O地址0,位串的第n位對應(yīng)I/O地址n。如果位串中的第位為0,那么對應(yīng)的I/O地址m可以由在任何特權(quán)級執(zhí)行的程序訪問;否則對應(yīng)的I/O地址m只能由在IOPL特權(quán)級或更內(nèi)層特權(quán)級執(zhí)行的程序訪問。如果在I/O外層特權(quán)級執(zhí)行的程序訪問位串中位值為1的位所對應(yīng)的I/O地址,那么將引起通用保護(hù)異常。 I/O地址空間按字節(jié)進(jìn)行編址。一條I/O指令最多可涉及四個I/O地址。在需要根據(jù)I/O位圖決定是否可訪問I/O地址的情況下,當(dāng)一條I/O指令涉及多個I/O地址時,只有這多個I/O地址所對應(yīng)的I/O許可位圖中的位都為0時,該I/O指令才能被正常執(zhí)行,如果對應(yīng)位中任一位為1,就會引起通用保護(hù)異常。 80386支持的I/O地址空間大小是64K,所以構(gòu)成I/O許可位圖的二進(jìn)制位串最大長度是64K個位,即位圖的有效部分最大為8K字節(jié)。一個任務(wù)實際需要使用的I/O許可位圖大小通常要遠(yuǎn)小于這個數(shù)目。 當(dāng)前任務(wù)使用的I/O許可位圖存儲在當(dāng)前任務(wù)TSS中低端的64K字節(jié)內(nèi)。I/O許可位圖總以字節(jié)為單位存儲,所以位串所含的位數(shù)總被認(rèn)為是8的倍數(shù)。從前文中所述的TSS格式可見,TSS內(nèi)偏移66H的字確定I/O許可位圖的開始偏移。由于I/O許可位圖最長可達(dá)8K字節(jié),所以開始偏移應(yīng)小于56K,但必須大于等于104,因為TSS中前104字節(jié)為TSS的固定格式,用于保存任務(wù)的狀態(tài)。 1.I/O訪問許可檢查細(xì)節(jié)保護(hù)模式下處理器在執(zhí)行I/O指令時進(jìn)行許可檢查的細(xì)節(jié)如下所示。 (1)若CPL<=IOPL,則直接轉(zhuǎn)步驟(8);(2)取得I/O位圖開始偏移;(3)計算I/O地址對應(yīng)位所在字節(jié)在I/O許可位圖內(nèi)的偏移;(4)計算位偏移以形成屏蔽碼值,即計算I/O地址對應(yīng)位在字節(jié)中的第幾位;(5)把字節(jié)偏移加上位圖開始偏移,再加1,所得值與TSS界限比較,若越界,則產(chǎn)生出錯碼為0的通用保護(hù)故障;(6)若不越界,則從位圖中讀對應(yīng)字節(jié)及下一個字節(jié);(7)把讀出的兩個字節(jié)與屏蔽碼進(jìn)行與運算,若結(jié)果不為0表示檢查未通過,則產(chǎn)生出錯碼為0的通用保護(hù)故障;(8)進(jìn)行I/O訪問。設(shè)某一任務(wù)的TSS段如下: TSSSEG SEGMENT PARA USE16 TSS <> ;TSS低端固定格式部分 DB 8 DUP(0) ;對應(yīng)I/O端口00H—3FH DB 10000000B ;對應(yīng)I/O端口40H—47H DB 01100000B ;對用I/O端口48H—4FH DB 8182 DUP(0ffH) ;對應(yīng)I/O端口50H—0FFFFH DB 0FFH ;位圖結(jié)束字節(jié)TSSLen = $TSSSEG ENDS 再假設(shè)IOPL=1,CPL=3。那么如下I/O指令有些能正常執(zhí)行,有些會引起通用保護(hù)異常: in al,21h ;(1)正常執(zhí)行 in al,47h ;(2)引起異常 out 20h,al ;(3)正常實行 out 4eh,al ;(4)引起異常 in al,20h ;(5)正常執(zhí)行 out 20h,eax ;(6)正常執(zhí)行 out 4ch,ax ;(7)引起異常 in ax,46h ;(8)引起異常 in eax,42h ;(9)正常執(zhí)行 由上述I/O許可檢查的細(xì)節(jié)可見,不論是否必要,當(dāng)進(jìn)行許可位檢查時,80386總是從I/O許可位圖中讀取兩個字節(jié)。目的是為了盡快地執(zhí)行I/O許可檢查。一方面,常常要讀取I/O許可位圖的兩個字節(jié)。例如,上面的第(8)條指令要對I/O位圖中的兩個位進(jìn)行檢查,其低位是某個字節(jié)的最高位,高位是下一個字節(jié)的最低位。可見即使只要檢查兩個位,也可能需要讀取兩個字節(jié)。另一方面,最多檢查四個連續(xù)的位,即最多也只需讀取兩個字節(jié)。所以每次要讀取兩個字節(jié)。這也是在判別是否越界時再加1的原因。為此,為了避免在讀取I/O許可位圖的最高字節(jié)時產(chǎn)生越界,必須在I/O許可位圖的最后填加一個全1的字節(jié),即0FFH。此全1的字節(jié)應(yīng)填加在最后一個位圖字節(jié)之后,TSS界限范圍之前,即讓填加的全1字節(jié)在TSS界限之內(nèi)。 I/O許可位圖開始偏移加8K所得的值與TSS界限值二者中較小的值決定I/O許可位圖的末端。當(dāng)TSS的界限大于I/O許可位圖開始偏移加8K時,I/O許可位圖的有效部分就有8K字節(jié),I/O許可檢查全部根據(jù)全部根據(jù)該位圖進(jìn)行。當(dāng)TSS的界限不大于I/O許可位圖開始偏移加8K時,I/O許可位圖有效部分就不到8K字節(jié),于是對較小I/O地址訪問的許可檢查根據(jù)位圖進(jìn)行,而對較大I/O地址訪問的許可檢查總被認(rèn)為不可訪問而引起通用保護(hù)故障。因為這時會發(fā)生字節(jié)越界而引起通用保護(hù)異常,所以在這種情況下,可認(rèn)為不足的I/O許可位圖的高端部分全為1。利用這個特點,可大大節(jié)約TSS中I/O許可位圖占用的存儲單元,也就大大減小了TSS段的長度。 <二>重要標(biāo)志保護(hù)輸入輸出的保護(hù)與存儲在標(biāo)志寄存器EFLAGS中的IOPL密切相關(guān),顯然不能允許隨便地改變IOPL,否則就不能有效地實現(xiàn)輸入輸出保護(hù)。類似地,對EFLAGS中的IF位也必須加以保護(hù),否則CLI和STI作為敏感指令對待是無意義的。此外,EFLAGS中的VM位決定著處理器是否按虛擬8086方式工作。 80386對EFLAGS中的這三個字段的處理比較特殊,只有在較高特權(quán)級執(zhí)行的程序才能執(zhí)行IRET、POPF、CLI和STI等指令改變它們。下表列出了不同特權(quán)級下對這三個字段的處理情況。 不同特權(quán)級對標(biāo)志寄存器特殊字段的處理 特權(quán)級 VM標(biāo)志字段 IOPL標(biāo)志字段 IF標(biāo)志字段 CPL=0 可變(初POPF指令外) 可變 可變 0 不變 不變 可變 CPL>IOPL 不變 不變 不變 從表中可見,只有在特權(quán)級0執(zhí)行的程序才可以修改IOPL位及VM位;只能由相對于IOPL同級或更內(nèi)層特權(quán)級執(zhí)行的程序才可以修改IF位。與CLI和STI指令不同,在特權(quán)級不滿足上述條件的情況下,當(dāng)執(zhí)行POPF指令和IRET指令時,如果試圖修改這些字段中的任何一個字段,并不引起異常,但試圖要修改的字段也未被修改,也不給出任何特別的信息。此外,指令POPF總不能改變VM位,而PUSHF指令所壓入的標(biāo)志中的VM位總為0。 <三>演示輸入輸出保護(hù)的實例(實例九)下面給出一個用于演示輸入輸出保護(hù)的實例。演示內(nèi)容包括:I/O許可位圖的作用、I/O敏感指令引起的異常和特權(quán)指令引起的異常;使用段間調(diào)用指令CALL通過任務(wù)門調(diào)用任務(wù),實現(xiàn)任務(wù)嵌套。 1.演示步驟實例演示的內(nèi)容比較豐富,具體演示步驟如下:(1)在實模式下做必要準(zhǔn)備后,切換到保護(hù)模式;(2)進(jìn)入保護(hù)模式的臨時代碼段后,把演示任務(wù)的TSS段描述符裝入TR,并設(shè)置演示任務(wù)的堆棧;(3)進(jìn)入演示代碼段,演示代碼段的特權(quán)級是0;(4)通過任務(wù)門調(diào)用測試任務(wù)1。測試任務(wù)1能夠順利進(jìn)行;(5)通過任務(wù)門調(diào)用測試任務(wù)2。測試任務(wù)2演示由于違反I/O許可位圖規(guī)定而導(dǎo)致通用保護(hù)異常;(6)通過任務(wù)門調(diào)用測試任務(wù)3。測試任務(wù)3演示I/O敏感指令如何引起通用保護(hù)異常;(7)通過任務(wù)門調(diào)用測試任務(wù)4。測試任務(wù)4演示特權(quán)指令如何引起通用保護(hù)異常;(8)從演示代碼轉(zhuǎn)臨時代碼,準(zhǔn)備返回實模式;(9)返回實模式,并作結(jié)束處理。
上傳時間: 2013-12-11
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