18-2. D/A轉換器基本知識18-3. 光導智能小車硬件實現(xiàn)18-4. ADC0832基本應用方法18-5. 光導智能小車軟件實現(xiàn)A/D轉換器的主要技術指標分辨率 使輸出數(shù)字量變化一個相鄰數(shù)碼所需輸入模擬電壓的變化量。常 用二進制的位數(shù)表示。 例如:12位ADC的分辨率就是12位,一個10V滿刻度的12位ADC能分辨 輸入電壓變化最小是: 10V×1/212=2.4mV量化誤差 ADC把模擬量變?yōu)閿?shù)字量,用數(shù)字量近似表示模擬量,這個過程稱為量化。量化誤差是ADC的有限位數(shù)對模擬量進行量化而引起的誤差。A/D轉換器的主要技術指標偏移誤差 指輸入信號為零時,輸出信號不為零的值,所以有時又稱為零值誤差。滿刻度誤差 滿刻度誤差又稱為增益誤差。指滿刻度輸出數(shù)碼所對應的實際輸入電壓與理想輸入電壓之差。線性度 線性度有時又稱為非線性度,指轉換器實際的轉換特性與理想直線的最大偏差。A/D轉換器的主要技術指標絕對精度 在一個轉換器中,任何數(shù)碼所對應的實際模擬量輸入與理論模擬輸入之差的最大值,稱為絕對精度。對于ADC而言,可以在每一個階梯的水平中點進行測量,它包括了所有的誤差。轉換速率 指ADC能夠重復進行數(shù)據(jù)轉換的速度,即每秒轉換的次數(shù)。而完成一次A/D轉換所需的時間(包括穩(wěn)定時間),則是轉換速率的倒數(shù)。
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《現(xiàn)代微機原理與接口技術》實驗指導書 TPC-H實驗臺C語言版 1.實驗臺結構1)I / O 地址譯碼電路如上圖1所示地址空間280H~2BFH共分8條譯碼輸出線:Y0~Y7 其地址分別是280H~287H、288H~28FH、290H~297H、298H~29FH、2A0H~2A7H、2A8H~2AFH、2B0H~2B7H、2B8H~2BFH,8根譯碼輸出線在實驗臺I/O地址處分別由自鎖緊插孔引出供實驗選用(見圖2)。 2) 總線插孔采用“自鎖緊”插座在標有“總線”區(qū)引出數(shù)據(jù)總線D7~D0;地址總線A9~A0,讀、寫信號IOR、IOW;中斷請求信號IRQ ;DMA請求信號DRQ1;DMA響應信號DACK1 及AEN信號,供學生搭試各種接口實驗電路使用。3) 時鐘電路如圖-3所示可以輸出1MHZ 2MHZ兩種信號供A/D轉換器定時器/計數(shù)器串行接口實驗使用。圖34) 邏輯電平開關電路如圖-4所示實驗臺右下方設有8個開關K7~K0,開關撥到“1”位置時開關斷開,輸出高電平。向下打到“0”位置時開關接通,輸出低電平。電路中串接了保護電阻使接口電路不直接同+5V 、GND相連,可有效地防止因誤操作誤編程損壞集成電路現(xiàn)象。圖 4 圖 55) L E D 顯示電路如圖-5所示實驗臺上設有8個發(fā)光二極管及相關驅動電路(輸入端L7~L0),當輸入信號為“1” 時發(fā)光,為“0”時滅6) 七段數(shù)碼管顯示電路如圖-6所示實驗臺上設有兩個共陰極七段數(shù)碼管及驅動電路,段碼為同相驅動器,位碼為反相驅動器。從段碼與位碼的驅動器輸入端(段碼輸入端a、b、c、d、e、f、g、dp,位碼輸入端s1、 s2)輸入不同的代碼即可顯示不同數(shù)字或符號。
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[學習要求] 掌握MCS-51單片機的基本應用。[重點與難點]重點:動態(tài)掃描LED顯示電路編程范例;定時/計數(shù)器軟件編程范例;A/D接口電路;矩陣式鍵盤接口技術及編程。難點:動態(tài)掃描LED顯示電路編程范例;定時/計數(shù)器軟件編程范例。[理論內容]一、并行I/O口編程范例單片機I/O的應用最典型的是通過I/O口與7段LED數(shù)碼管構成顯示電路,下面從常用的LED顯示原理開始,詳盡講解利用單片機驅動LED數(shù)碼管的電路及編程原理,目的在于通過這一編程范例,讓初學者了解I/O口的編程原理,意在起舉一反三,拋磚引玉的作用。LED的發(fā)光原理,稍有電子技術基礎的人士都很清楚,這里不想作過多的介紹,7段LED數(shù)碼管,則在一定形狀的絕緣材料上,利用單只LED組合排列成“8”字型的數(shù)碼管,分別引出它們的電極,點亮相應的點劃來顯示出0-9的數(shù)字。LED數(shù)碼管根據(jù)LED的接法不同分為共陰和共陽兩類,了解LED的這些特性,對編程是很重要的,因為不同類型的數(shù)碼管,除了它們的硬件電路有差異外,編程方法也是不同的。圖1是共陰和共陽極數(shù)碼管的內部電路,它們的發(fā)光原理是一樣的,只是它們的電源極性不同而已。
上傳時間: 2013-10-19
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單片機基礎知識單片機的外部結構:1、 DIP40雙列直插;2、 P0,P1,P2,P3四個8位準雙向I/O引腳;(作為I/O輸入時,要先輸出高電平)3、 電源VCC(PIN40)和地線GND(PIN20);4、 高電平復位RESET(PIN9);(10uF電容接VCC與RESET,即可實現(xiàn)上電復位)5、 內置振蕩電路,外部只要接晶體至X1(PIN18)和X0(PIN19);(頻率為主頻的12倍)6、 程序配置EA(PIN31)接高電平VCC;(運行單片機內部ROM中的程序)7、 P3支持第二功能:RXD、TXD、INT0、INT1、T0、T1 單片機內部I/O部件:(所為學習單片機,實際上就是編程控制以下I/O部件,完成指定任務)1、 四個8位通用I/O端口,對應引腳P0、P1、P2和P3;2、 兩個16位定時計數(shù)器;(TMOD,TCON,TL0,TH0,TL1,TH1)3、 一個串行通信接口;(SCON,SBUF)4、 一個中斷控制器;(IE,IP)針對AT89C52單片機,頭文件AT89x52.h給出了SFR特殊功能寄存器所有端口的定義。教科書的160頁給出了針對MCS51系列單片機的C語言擴展變量類型。 C語言編程基礎:1、 十六進制表示字節(jié)0x5a:二進制為01011010B;0x6E為01101110。2、 如果將一個16位二進數(shù)賦給一個8位的字節(jié)變量,則自動截斷為低8位,而丟掉高8位。3、 ++var表示對變量var先增一;var—表示對變量后減一。4、 x |= 0x0f;表示為 x = x | 0x0f;5、 TMOD = ( TMOD & 0xf0 ) | 0x05;表示給變量TMOD的低四位賦值0x5,而不改變TMOD的高四位。6、 While( 1 ); 表示無限執(zhí)行該語句,即死循環(huán)。語句后的分號表示空循環(huán)體,也就是{;}第一章 單片機最小應用系統(tǒng):單片機最小系統(tǒng)的硬件原理接線圖:1、 接電源:VCC(PIN40)、GND(PIN20)。加接退耦電容0.1uF2、 接晶體:X1(PIN18)、X2(PIN19)。注意標出晶體頻率(選用12MHz),還有輔助電容30pF3、 接復位:RES(PIN9)。接上電復位電路,以及手動復位電路,分析復位工作原理4、 接配置:EA(PIN31)。說明原因。第二章 基本I/O口的應用第三章 顯示驅動第七章 串行接口應用
標簽: 單片機
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pic單片機實用教程(提高篇)以介紹PIC16F87X型號單片機為主,并適當兼顧PIC全系列,共分9章,內容包括:存儲器;I/O端口的復位功能;定時器/計數(shù)器TMR1;定時器TMR2;輸入捕捉/輸出比較/脈寬調制CCP;模/數(shù)轉換器ADC;通用同步/異步收發(fā)器USART;主控同步串行端口MSSP:SPI模式和I2C模式。突出特點:通俗易懂、可讀性強、系統(tǒng)全面、學練結合、學用并重、實例豐富、習題齊全。<br>本書作為Microchip公司大學計劃選擇用書,可廣泛適用于初步具備電子技術基礎和計算機知識基礎的學生、教師、單片機愛好者、電子制作愛好者、電器維修人員、電子產(chǎn)品開發(fā)設計者、工程技術人員閱讀。本教程全書共分2篇,即基礎篇和提高篇,分2冊出版,以適應不同課時和不同專業(yè)的需要,也為教師和讀者增加了一種可選方案。 第1章 EEPROM數(shù)據(jù)存儲器和FIASH程序存儲器1.1 背景知識1.1.1 通用型半導體存儲器的種類和特點1.1.2 PIC單片機內部的程序存儲器1.1.3 PIC單片機內部的EEPROM數(shù)據(jù)存儲器1.1.4 PIC16F87X內部EEPROM和FIASH操作方法1.2 與EEPROM相關的寄存器1.3 片內EEPROM數(shù)據(jù)存儲器結構和操作原理1.3.1 從EEPROM中讀取數(shù)據(jù)1.3.2 向EEPROM中燒寫數(shù)據(jù)1.4 與FLASH相關的寄存器1.5 片內FLASH程序存儲器結構和操作原理1.5.1 讀取FLASH程序存儲器1.5.2 燒寫FLASH程序存儲器1.6 寫操作的安全保障措施1.6.1 寫入校驗方法1.6.2 預防意外寫操作的保障措施1.7 EEPROM和FLASH應用舉例1.7.1 EEPROM的應用1.7.2 FIASH的應用思考題與練習題第2章 輸入/輸出端口的復合功能2.1 RA端口2.1.1 與RA端口相關的寄存器2.1.2 電路結構和工作原理2.1.3 編程方法2.2 RB端口2.2.1 與RB端口相關的寄存器2.2.2 電路結構和工作原理2.2.3 編程方法2.3 RC端口2.3.1 與RC端口相關的寄存器2.3.2 電路結構和工作原理2.3.3 編程方法2.4 RD端口2.4.1 與RD端口相關的寄存器2.4.2 電路結構和工作原理2.4.3 編程方法2.5 RE端口2.5.1 與RE端口相關的寄存器2.5.2 電路結構和工作原理2.5.3 編程方法2.6 PSP并行從動端口2.6.1 與PSP端口相關的寄存器2.6.2 電路結構和工作原理2.7 應用舉例思考題與練習題第3章 定時器/計數(shù)器TMR13.1 定時器/計數(shù)器TMR1模塊的特性3.2 定時器/計數(shù)器TMR1模塊相關的寄存器3.3 定時器/計數(shù)器TMR1模塊的電路結構3.4 定時器/計數(shù)器TMR1模塊的工作原理3.4.1 禁止TMR1工作3.4.2 定時器工作方式3.4.3 計數(shù)器工作方式3.4.4 TMR1寄存器的賦值與復位3.5 定時器/計數(shù)器TMR1模塊的應用舉例思考題與練習題第4章 定時器TMR24.1 定時器TMR2模塊的特性4.2 定時器TMR2模塊相關的寄存器4.3 定時器TMR2模塊的電路結構4.4 定時器TMR2模塊的工作原理4.4.1 禁止TMR2工作4.4.2 定時器工作方式4.4.3 寄存器TMR2和PR2以及分頻器的復位4.4.4 TMR2模塊的初始化編程4.5 定時器TMR2模塊的應用舉例思考題與練習題第5章 輸入捕捉/輸出比較/脈寬調制CCP5.1 輸入捕捉工作模式5.1.1 輸入捕捉摸式相關的寄存器5.1.2 輸入捕捉模式的電路結構5.1.3 輸入捕捉摸式的工作原理5.1.4 輸入捕捉摸式的應用舉例5.2 輸出比較工作模式5.2.1 輸出比較模式相關的寄存器5.2.2 輸出比較模式的電路結構5.2.3 輸出比較模式的工作原理5.2.4 輸出比較模式的應用舉例5.3 脈寬調制輸出工作模式5.3.1 脈寬調制模式相關的寄存器5.3.2 脈寬調制模式的電路結構5.3.3 脈寬調制模式的工作原理5.3.4 脈定調制模式的應用舉例5.4 兩個CCP模塊之間相互關系思考題與練習題第6章 模/數(shù)轉換器ADC6.1 背景知識6.1.1 ADC種類與特點6.1.2 ADC器件的工作原理6.2 PIC16F87X片內ADC模塊6.2.1 ADC模塊相關的寄存器6.2.2 ADC模塊結構和操作原理6.2.3 ADC模塊操作時間要求6.2.4 特殊情況下的A/D轉換6.2.5 ADC模塊的轉換精度和分辨率6.2.6 ADC模塊的內部動作流程和傳遞函數(shù)6.2.7 ADC模塊的操作編程6.3 PIC16F87X片內ADC模塊的應用舉例思考題與練習題第7章 通用同步/異步收發(fā)器USART7.1 串行通信的基本概念7.1.1 串行通信的兩種基本方式7.1.2 串行通信中數(shù)據(jù)傳送方向7.1.3 串行通信中的控制方式7.1.4 串行通信中的碼型、編碼方式和幀結構7.1.5 串行通信中的檢錯和糾錯方式7.1.6 串行通信組網(wǎng)方式7.1.7 串行通信接口電路和參數(shù)7.1.8 串行通信的傳輸速率7.2 PIC16F87X片內通用同步/異步收發(fā)器USART模塊7.2.1 與USART模塊相關的寄存器7.2.2 USART波特率發(fā)生器BRG7.2.3 USART模塊的異步工作方式7.2.4 USART模塊的同步主控工作方式7.2.5 USART模塊的同步從動工作方式7.3 通用同步/異步收發(fā)器USART的應用舉例思考題與練習題第8章 主控同步串行端口MSSP——SPI模式8.1 SPI接口的背景知識8.1.1 SPI接口信號描述8.1.2 基于SPI的系統(tǒng)構成方式8.1.3 SPI接口工作原理8.1.4 兼容的MicroWire接口8.2 PIC16F87X的SPI接口8.2.1 SPI接口相關的寄存器8.2.2 SPI接口的結構和操作原理8.2.3 SPI接口的主控方式8.2.4 SPI接口的從動方式8.3 SPI接口的應用舉例思考題與練習題第9章 主控同步串行端口MSSP——I(平方)C模式9.1 I(平方)C總線的背景知識9.1.1 名詞術語9.1.2 I(平方)C總線的技術特點9.1.3 I(平方)C總線的基本工作原理9.1.4 I(平方)C總線信號時序分析9.1.5 信號傳送格式9.1.6 尋址約定9.1.7 技術參數(shù)9.1.8 I(平方)C器件與I(平方)C總線的接線方式9.1.9 相兼容的SMBus總線9.2 與I(平方)C總線相關的寄存器9.3 典型信號時序的產(chǎn)生方法9.3.1 波特率發(fā)生器9.3.2 啟動信號9.3.3 重啟動信號9.3.4 應答信號9.3.5 停止信號9.4 被控器通信方式9.4.1 硬件結構9.4.2 被主控器尋址9.4.3 被控器接收——被控接收器9.4.4 被控器發(fā)送——被控發(fā)送器9.4.5 廣播式尋址9.5 主控器通信方式9.5.1 硬件結構9.5.2 主控器發(fā)送——主控發(fā)送器9.5.3 主控器接收——主控接收器9.6 多主通信方式下的總線沖突和總線仲裁9.6.1 發(fā)送和應答過程中的總線沖突9.6.2 啟動過程中的總線沖突9.6.3 重啟動過程中的總線沖突9.6.4 停止過程中的總線沖突9.7 I(平方)C總線的應用舉例思考題與練習題附錄A 包含文件P16F877.INC附錄B 新版宏匯編器MPASM偽指令總表參考文獻
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AVR高速嵌入式單片機原理與應用(修訂版)詳細介紹ATMEL公司開發(fā)的AVR高速嵌入式單片機的結構;講述AVR單片機的開發(fā)工具和集成開發(fā)環(huán)境(IDE),包括Studio調試工具、AVR單片機匯編器和單片機串行下載編程;學習指令系統(tǒng)時,每條指令均有實例,邊學習邊調試,使學習者看得見指令流向及操作結果,真正理解每條指令的功能及使用注意事項;介紹AVR系列多種單片機功能特點、實用程序設計及應用實例;作為提高篇,講述簡單易學、適用AVR單片機的高級語言BASCOMAVR及ICC AVR C編譯器。 AVR高速嵌入式單片機原理與應用(修訂版) 目錄 第一章ATMEL單片機簡介1.1ATMEL公司產(chǎn)品的特點11.2AT90系列單片機簡介21.3AT91M系列單片機簡介2第二章AVR單片機系統(tǒng)結構2.1AVR單片機總體結構42.2AVR單片機中央處理器CPU62.2.1結構概述72.2.2通用寄存器堆92.2.3X、Y、Z寄存器92.2.4ALU運算邏輯單元92.3AVR單片機存儲器組織102.3.1可下載的Flash程序存儲器102.3.2內部和外部的SRAM數(shù)據(jù)存儲器102.3.3EEPROM數(shù)據(jù)存儲器112.3.4存儲器訪問和指令執(zhí)行時序112.3.5I/O存儲器132.4AVR單片機系統(tǒng)復位162.4.1復位源172.4.2加電復位182.4.3外部復位192.4.4看門狗復位192.5AVR單片機中斷系統(tǒng)202.5.1中斷處理202.5.2外部中斷232.5.3中斷應答時間232.5.4MCU控制寄存器 MCUCR232.6AVR單片機的省電方式242.6.1休眠狀態(tài)242.6.2空閑模式242.6.3掉電模式252.7AVR單片機定時器/計數(shù)器252.7.1定時器/計數(shù)器預定比例器252.7.28位定時器/計數(shù)器0252.7.316位定時器/計數(shù)器1272.7.4看門狗定時器332.8AVR單片機EEPROM讀/寫訪問342.9AVR單片機串行接口352.9.1同步串行接口 SPI352.9.2通用串行接口 UART402.10AVR單片機模擬比較器452.10.1模擬比較器452.10.2模擬比較器控制和狀態(tài)寄存器ACSR462.11AVR單片機I/O端口472.11.1端口A472.11.2端口 B482.11.3端口 C542.11.4端口 D552.12AVR單片機存儲器編程612.12.1編程存儲器鎖定位612.12.2熔斷位612.12.3芯片代碼612.12.4編程 Flash和 EEPROM612.12.5并行編程622.12.6串行下載662.12.7可編程特性67第三章AVR單片機開發(fā)工具3.1AVR實時在線仿真器ICE200693.2JTAG ICE仿真器693.3AVR嵌入式單片機開發(fā)下載實驗器SL?AVR703.4AVR集成開發(fā)環(huán)境(IDE)753.4.1AVR Assembler編譯器753.4.2AVR Studio773.4.3AVR Prog783.5SL?AVR系列組態(tài)開發(fā)實驗系統(tǒng)793.6SL?AVR*.ASM源文件說明81第四章AVR單片機指令系統(tǒng)4.1指令格式844.1.1匯編指令844.1.2匯編器偽指令844.1.3表達式874.2尋址方式894.3數(shù)據(jù)操作和指令類型924.3.1數(shù)據(jù)操作924.3.2指令類型924.3.3指令集名詞924.4算術和邏輯指令934.4.1加法指令934.4.2減法指令974.4.3乘法指令1014.4.4取反碼指令1014.4.5取補指令1024.4.6比較指令1034.4.7邏輯與指令1054.4.8邏輯或指令1074.4.9邏輯異或指令1104.5轉移指令1114.5.1無條件轉移指令1114.5.2條件轉移指令1144.6數(shù)據(jù)傳送指令1354.6.1直接數(shù)據(jù)傳送指令1354.6.2間接數(shù)據(jù)傳送指令1374.6.3從程序存儲器直接取數(shù)據(jù)指令1444.6.4I/O口數(shù)據(jù)傳送指令1454.6.5堆棧操作指令1464.7位指令和位測試指令1474.7.1帶進位邏輯操作指令1474.7.2位變量傳送指令1514.7.3位變量修改指令1524.7.4其它指令1614.8新增指令(新器件)1624.8.1EICALL-- 延長間接調用子程序1624.8.2EIJMP--擴展間接跳轉1634.8.3ELPM--擴展裝載程序存儲器1644.8.4ESPM--擴展存儲程序存儲器1644.8.5FMUL--小數(shù)乘法1664.8.6FMULS--有符號數(shù)乘法1664.8.7FMULSU--有符號小數(shù)和無符號小數(shù)乘法1674.8.8MOVW--拷貝寄存器字1684.8.9MULS--有符號數(shù)乘法1694.8.10MULSU--有符號數(shù)與無符號數(shù)乘法1694.8.11SPM--存儲程序存儲器170 第五章AVR單片機AT90系列5.1AT90S12001725.1.1特點1725.1.2描述1735.1.3引腳配置1745.1.4結構縱覽1755.2AT90S23131835.2.1特點1835.2.2描述1845.2.3引腳配置1855.3ATmega8/8L1855.3.1特點1865.3.2描述1875.3.3引腳配置1895.3.4開發(fā)實驗工具1905.4AT90S2333/44331915.4.1特點1915.4.2描述1925.4.3引腳配置1945.5AT90S4414/85151955.5.1特點1955.5.2AT90S4414和AT90S8515的比較1965.5.3引腳配置1965.6AT90S4434/85351975.6.1特點1975.6.2描述1985.6.3AT90S4434和AT90S8535的比較1985.6.4引腳配置2005.6.5AVR RISC結構2015.6.6定時器/計數(shù)器2125.6.7看門狗定時器 2175.6.8EEPROM讀/寫2175.6.9串行外設接口SPI2175.6.10通用串行接口UART2175.6.11模擬比較器 2175.6.12模數(shù)轉換器2185.6.13I/O端口2235.7ATmega83/1632285.7.1特點2285.7.2描述2295.7.3ATmega83與ATmega163的比較2315.7.4引腳配置2315.8ATtiny10/11/122325.8.1特點2325.8.2描述2335.8.3引腳配置2355.9ATtiny15/L2375.9.1特點2375.9.2描述2375.9.3引腳配置2395 .10ATmega128/128L2395.10.1特點2405.10.2描述2415.10.3引腳配置2435.10.4開發(fā)實驗工具2455.11ATmega1612465.11.1特點2465.11.2描述2475.11.3引腳配置2475.12AVR單片機替代MCS51單片機249第六章實用程序設計6.1程序設計方法2506.1.1程序設計步驟2506.1.2程序設計技術2506.2應用程序舉例2516.2.1內部寄存器和位定義文件2516.2.2訪問內部 EEPROM2546.2.3數(shù)據(jù)塊傳送2546.2.4乘法和除法運算應用一2556.2.5乘法和除法運算應用二2556.2.616位運算2556.2.7BCD運算2556.2.8冒泡分類算法2556.2.9設置和使用模擬比較器2556.2.10半雙工中斷方式UART應用一2556.2.11半雙工中斷方式UART應用二2566.2.128位精度A/D轉換器2566.2.13裝載程序存儲器2566.2.14安裝和使用相同模擬比較器2566.2.15CRC程序存儲的檢查2566.2.164×4鍵區(qū)休眠觸發(fā)方式2576.2.17多工法驅動LED和4×4鍵區(qū)掃描2576.2.18I2C總線2576.2.19I2C工作2586.2.20SPI軟件2586.2.21驗證SLAVR實驗器及AT90S1200的口功能12596.2.22驗證SLAVR實驗器及AT90S1200的口功能22596.2.23驗證SLAVR實驗器及具有DIP40封裝的口功能第七章AVR單片機的應用7.1通用延時子程序2607.2簡單I/O口輸出實驗2667.2.1SLAVR721.ASM 2667.2.2SLAVR722.ASM2677.2.3SLAVR723.ASM2687.2.4SLAVR724.ASM2707.2.5SLAVR725.ASM2717.2.6SLAVR726.ASM2727.2.7SLAVR727.ASM2737.3綜合程序2747.3.1LED/LCD/鍵盤掃描綜合程序2747.3.2LED鍵盤掃描綜合程序2757.3.3在LED上實現(xiàn)字符8的循環(huán)移位顯示程序2757.3.4電腦放音機2777.3.5鍵盤掃描程序2857.3.6十進制計數(shù)顯示2867.3.7廉價的A/D轉換器2897.3.8高精度廉價的A/D轉換器2947.3.9星星燈2977.3.10按鈕猜數(shù)程序2987.3.11漢字的輸入3047.4復雜實用程序3067.4.110位A/D轉換3067.4.2步進電機控制程序3097.4.3測脈沖寬度3127.4.4LCD顯示8字循環(huán)3187.4.5LED電腦時鐘3247.4.6測頻率3307.4.7測轉速3327.4.8AT90S8535的A/D轉換334第八章BASCOMAVR的應用8.1基于高級語言BASCOMAVR的單片機開發(fā)平臺3408.2BASCOMAVR軟件平臺的安裝與使用3418.3AVR I/O口的應用3458.3.1LED發(fā)光二極管的控制3458.3.2簡易手控廣告燈3468.3.3簡易電腦音樂放音機3478.4LCD顯示器3498.4.1標準LCD顯示器的應用3498.4.2簡單游戲機--按鈕猜數(shù)3518.5串口通信UART3528.5.1AVR系統(tǒng)與PC的簡易通信3538.5.2PC控制的簡易廣告燈3548.6單總線接口和溫度計3568.7I2C總線接口和簡易IC卡讀寫器359第九章ICC AVR C編譯器的使用9.1ICC AVR的概述3659.1.1介紹ImageCraft的ICC AVR3659.1.2ICC AVR中的文件類型及其擴展名3659.1.3附注和擴充3669.2ImageCraft的ICC AVR編譯器安裝3679.2.1安裝SETUP.EXE程序3679.2.2對安裝完成的軟件進行注冊3679.3ICC AVR導游3689.3.1起步3689.3.2C程序的剖析3699.4ICC AVR的IDE環(huán)境3709.4.1編譯一個單獨的文件3709.4.2創(chuàng)建一個新的工程3709.4.3工程管理3719.4.4編輯窗口3719.4.5應用構筑向導3719.4.6狀態(tài)窗口3719.4.7終端仿真3719.5C庫函數(shù)與啟動文件3729.5.1啟動文件3729.5.2常用庫函數(shù)3729.5.3字符類型庫3739.5.4浮點運算庫3749.5.5標準輸入/輸出庫3759.5.6標準庫和內存分配函數(shù)3769.5.7字符串函數(shù)3779.5.8變量參數(shù)函數(shù)3799.5.9堆棧檢查函數(shù)3799.6AVR硬件訪問的編程3809.6.1訪問AVR的底層硬件3809.6.2位操作3809.6.3程序存儲器和常量數(shù)據(jù)3819.6.4字符串3829.6.5堆棧3839.6.6在線匯編3839.6.7I/O寄存器3849.6.8絕對內存地址3849.6.9C任務3859.6.10中斷操作3869.6.11訪問UART3879.6.12訪問EEPROM3879.6.13訪問SPI3889.6.14相對轉移/調用的地址范圍3889.6.15C的運行結構3889.6.16匯編界面和調用規(guī)則3899.6.17函數(shù)返回非整型值3909.6.18程序和數(shù)據(jù)區(qū)的使用3909.6.19編程區(qū)域3919.6.20調試3919.7應用舉例*3929.7.1讀/寫口3929.7.2延時函數(shù)3929.7.3讀/寫EEPROM3929.7.4AVR的PB口變速移位3939.7.5音符聲程序3939.7.68字循環(huán)移位顯示程序3949.7.7鋸齒波程序3959.7.8正三角波程序3969.7.9梯形波程序396附錄1AT89系列單片機簡介398附錄2AT94K系列現(xiàn)場可編程系統(tǒng)標準集成電路401附錄3指令集綜合404附錄4AVR單片機選型表408參 考 文 獻412
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單片機原理及系統(tǒng)設計8×C552是Philips公司的8位高性能增強型單片機,是在MCS-51單片機基礎上增加了A/D、D/A、捕捉輸入/定時輸出、I2C總線接口和監(jiān)視定時器(Watchdog Timer)等功能,是目前世界上最新型的8位單片機之一。8×C552和MCS-51有相同的指令系統(tǒng),并在其他功能上與MCS-51完全兼容。本書仍以MCS-51為主線組織教學內容,在MCS-51的組成原理、指令系統(tǒng)、匯編語言程序設計、系統(tǒng)擴張、中斷系統(tǒng)和接口等方面保留了第1版的特點,同時也對8×C552的新增功能做了詳細敘述和分析,并伴以應用實例。全書共分11章,每章末尾都附有一定數(shù)量習題與思考題。本書內容自成體系、結構緊湊、前后呼應、語言通俗,因而具有一定的先進性、系統(tǒng)性和實用性。第1章 微型計算機基礎 1.1 微型計算機數(shù)制及其轉換 1.1.1 微型計算機的數(shù)制 1.1.2 微型計算機數(shù)制間數(shù)的轉換 1.2 微型計算機的二進制數(shù)運算 1.2.1 算術運算 1.2.2 邏輯運算 1.3 微型計算機碼制和編碼 1.3.1 微型計算機中數(shù)的表示方法 1.3.2 微型計算機的原碼、反碼和補碼 1.3.3 微型計算機的二進制編碼 1.4 微型計算機組成原理 1.4.1 微型計算機的基本結構 1.4.2 微型計算機的基本原理 1.4.3 微型計算機系統(tǒng)的組成 1.5 單片微型計算機概述 1.5.1 單片機的分類和發(fā)展 1.5.2 單片機的內部結構
標簽: 單片機原理 系統(tǒng)設計
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AVR單片機應用設計:AVR單片機是美國ATMEL公司1997年推出的單片機系列。本書以其代表型號AT90S8535為主線,講述該系列單片機的內部結構、開發(fā)工具、指令系統(tǒng)、各種接口及其應用程序舉例和設計方法。學習了這種功能較全的單片機,對于AVR系列其他型號單片機的應用就可以舉一反三。 AVR單片機具有高速度、高保密性、低功耗的特點。AT90S8535內含可反復編程的Flash程序存儲器、SRAM和EEPROM兩種數(shù)據(jù)存儲器、定時器/計數(shù)器、方向可定義的I/O口、同步串行口、異步串行口、A/D轉換器及PWM等豐富的內部資源。一般的應用系統(tǒng)只需此一塊芯片即可實現(xiàn)智能化。
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單片機應用技術選編(1) 第一章 單片機系統(tǒng)綜合應用技術 11.1 且使用 8098單片機的幾點體會 2 1.2 單片機的冷啟動與熱啟動 31.3 大容量動態(tài)存儲器在單片機系統(tǒng)中的應用111.4 MCS-51單片機系統(tǒng)中動態(tài) RAM的刷新技巧141.5 MCS-51單片機系統(tǒng)中外RAM空間超64KB的擴展方法161.6 8031單片機P0口和P2口的應用開發(fā) 181.7 74LS164在 8031單片機中的兩種用法261.8 用于 8031單片機的快速I/O接口281.9 MCS-51定時器定時常數(shù)初值的精確設定法301.10 8253的翻轉問題及 MC6840的替代方法321.11 MCS-51單片機外部中斷源的擴展設計351.12 MCS-51單片機多外中斷擴展方法401.13 用優(yōu)先權編碼器74LS348擴展51系列單片機的外中斷源421.14 用優(yōu)先權編碼器74LS148擴展51系列單片機的外中斷源471.15 8031單片機與 BG5119A漢字庫的接口方法521.16 可背插 SRAM的日歷時鐘 DS1216及其應用551.17 實時日歷時鐘集成電路MSM5832及其時序601.18 實時日歷時鐘集成電路MSM5832的接口技術631.19 實時時鐘/日歷芯片MC146818及其應用671.20 與 SICE仿真器通訊的IBM-PC機通訊程序的改進741.21 代碼形式參數(shù)匯編子程序的應用821.22 單片機應用系統(tǒng)中的查表程序設計861.23 用狀態(tài)綜合法設計鍵盤監(jiān)控程序901.24 單片機系統(tǒng)程序的加密技術961.25 MCS-96單片機程序保密的幾種方法1001.26 GAL輸出宏單元原理及使用105 1.27 通用陣列邏輯 GAL應用于步進電機控制實例110 第二章 傳感器與前向通道接口技術1172.1 集成溫度傳感器 LM134及其應用1182.2 AD590集成溫度一電流傳感器原理及應用1242.3 集成溫度傳感器 AD590的應用1292.4 GS-800和 GS-130可燃氣體傳感器1332.5 集成化霍爾開關傳感器1352.6 一種新穎實用的氧氣/頻率轉換電路1392.7 MCS-51單片機與數(shù)字式溫度傳感器的接口設計1422.8 數(shù)字式溫度傳感器 SWC與 8031的接口及應用1452.9 低成本高精度壓力傳感器微機接口設計1472.10 峰值檢測電路原理及應用1512.11 用 LF398制作的實用峰值和谷值保持電路1532.12 AD637集成真有效值轉換器1562.13 傳感器信號調理模塊 ZB311622.14 2B31模塊在稱重智能儀表中的應用1662.15 傳感器信號調理模塊 2B30/2B31及其應用1692.16 高精度光纖位移測量系統(tǒng)的電路設計1752.17 集成電壓一電流轉換器 XTR100的工作原理及應用1792.18 傳感器信號變送器 F693及其應用1852.19 一種用兩片 VFC32構成的隔離放大器電路1912.20 實用線性隔離放大器1922.21 電橋放大電路中 7650的一些應用問題1942.22 A/D轉換器 ICL7109的應用研究1962.23 5G14433模數(shù)轉換器的啟停控制2002.24 ADC1130模數(shù)轉換器及其使用2042.25 16位 A/D轉換器 ADC1143及其與 80C31單片機的接口2082.26 串行 I/O D/A A/D轉換器與單片機的接口2132.27 單片機應用系統(tǒng)中的數(shù)字化傳感器接口技術2162.28 ADVFC32 A/D轉換接口技術2202.29 V/F和 F/V轉換器 TD650原理與應用2242.30 AD650與 MC-51單片機的接口技術2302.31 利用VCO電路與單片機接口實現(xiàn)A/D轉換2352.32 LM2907/2917系列F/V變換器在汽車檢測中的應用2382.33 單信號多通道輸入法改善 A/D轉換器性能2412.34 用多片 A們轉換芯片提高 A/D轉換速度2452.35 實時數(shù)控增益調整與浮點 ADC電路2492.36 電荷耦合器件的單片機驅動2532.37 電荷耦合器件的結構原理與單片機的軟件定時驅動2582.38 利用模數(shù)轉換器提高轉換信號的線性度2622.39 利用微型機解決轉換中的非線性問題2682.40 利用非線性曲線存儲實現(xiàn)線性化的方法2702.41 輸出無非線性誤差的可變電壓源單臂電橋274 第三章 控制系統(tǒng)與后向通道接口技術2793.1 DAC1231與單片機 8031的接口技術2803.2 單路及多路 D八的光電隔離接口技術2843.3 光電隔離高壓驅動器2903.4 TRAIC型光耦在 8031后向通道接口的應用分析2913.5 GD-L型光控晶閘管輸出光耦合器2963.6 用于晶閘管過零觸發(fā)的幾種方式3003.7 固態(tài)繼電器3043.8 固態(tài)繼電器在交流電子開關中的應用3083.9 JCG型參數(shù)固態(tài)繼電器3123.10 JCG型參數(shù)固態(tài)繼電器的應用315 3.11 介紹幾種適用于印刷電路板的超小型電磁繼電器3193.12 用TWH8751集成電路構成微機控制的三步進電機驅動電源3223.13 3-4相步進電機控制器 5G87133253.14 5G0602報警電路及應用3283.15 兩種新型溫控光控兀的應用330 第四章 人機對話通道接口技術3334.1 單片機鍵盤接口設計3344.2 由電話機集成電路構成的單片機鍵盤接口電路3364.3 用 GAL設計的一種編碼鍵盤接口3384.4 用 CMOS電路構成的非編碼觸摸鍵盤3424.5 設計薄膜開關應注意的一些問題3454.6 觸摸式電子開關集成電路 5G673及其應用3504.7 8279用于撥碼盤及顯示器的接口設計3544.8 LED數(shù)碼管的構造與特點3584.9 LED數(shù)碼管的集成驅動器及配套器件3624.10 8279芯片的顯示接口分析及32位數(shù)碼管顯示驅動電路設計366 4.11 用三端可調穩(wěn)壓塊代替LED顯示器的限流電阻3704.12 液晶顯示器件的構造與特點3714.13 LCD七段顯示器與單片機的接口3744.14 液晶顯示器與單片機的接口技術3764.15 可編程LCD控制驅動器PPD72253814.16 微機總線兼容的四位 LCD驅動電路 TSC7211AM3874.17 使用8255的雙極性歸零脈沖驅動液晶顯示器接口3914.18 DMC16230型 LCD顯示模塊的接口技術3954.19 點陣式液晶顯示器原理及應用4034.20 實用液晶顯示電路4094.21 8031控制的 CRT顯示控制接口4144.22 用 8031控制多臺彩色顯示器的實現(xiàn)方法4194.23 高級語言處理器--T6668的結構與典型電路4234.24 延長 T6668語言電路錄放時間的方法4294.25 T6668高級語音開發(fā)站4324.26 語言處理器 T6668在電話報警系統(tǒng)中的應用4354.27 新型語音處理器YYH16439 第五章 網(wǎng)絡、通訊控制與多機系統(tǒng)4415.1 IBM-PC/XT和單片機通訊系統(tǒng)的設計4425.2 IBM-PC/XT微機與單片機的兩種通訊接口4485.3 MCS-51單片機與 IBMPC微機的串行通訊4525.4 中央控制端與 MCS-51單片機間的數(shù)據(jù)通訊4595.5 IBMPC機與 MCS-51單片機的快速數(shù)據(jù)通訊4665.6 8031單片機與 PC-1500計算機的通訊4735.7 多片 MCS-51系統(tǒng)的一種串行通訊方式4775.8 多單片機處理系統(tǒng)并行通訊的實現(xiàn)4815.9 半雙工遠距離電流環(huán)多機通訊接口電路4855.10 多微機系統(tǒng)共享 RAM電路4905.11 串行通訊中的波特率設置4925.12 在MCS-51單片機的串行通訊中實現(xiàn)波特率的自動整定4965.13 J274和 J275在微機分布式測控系統(tǒng)中的應用5005.14 單電纜傳送雙向數(shù)據(jù)5045.15 新穎的多路遙控兀編譯碼器5055.16 DTMF在單片機無線數(shù)據(jù)通訊中的應用5085.17 MCS-8031單片機在紅外遙控裝置中的應用5155.18 一種實用光纖數(shù)字遙測系統(tǒng)5185.19 智能儀表通訊系統(tǒng)中一種冗余通道的設計5245.20 EIARS-232-C接口使用中的幾個問題528 第六章 電源、電源變換與電源監(jiān)視5316.1 電源擴展電路5326.2 一種簡單的直流三倍壓電路533 6.3 直流電源變換集成電路5356.4 直流電壓變換器ICL7660的應用5376.5 一種廉價高精密基準電壓源5406.6 精密可調基準電壓源及其應用5416.7 引腳可編程精密基準電壓源AD584及其應用5496.8 幾種新型恒流源集成電路5536.9 CW334三端可調恒流源及應用5576.10 電源電壓監(jiān)視用芯片TL7705CP簡介5606.11 電源電壓監(jiān)視用芯片TL7700簡介5646.12 WMS7705B電源監(jiān)視用芯片簡介5676.13 具有HMOS結構的MCS-51系列單片機提供后備電源的方法570 第七章 系統(tǒng)抗于擾技術5757.1 微型計算機系統(tǒng)的抗干擾措施5767.2 計算機應用系統(tǒng)抗干擾問題5797.3 微機在工業(yè)應用中的抗干擾措施5867.4 利用電源監(jiān)視TL7705芯片的抗電源于擾新方法5917.5 利用電源監(jiān)視芯片WMS7705的抗電源干擾新方法5947.6 具有浪涌抑制能力的 TVP 6017.7 瞬變電壓抑制M極管TVP的特性及應用6047.8 單片機實時控制軟件抗干擾編程方法的探討6077.9 一種簡單實用的微機死機自復位抗干擾技術6107.10 單片機程序的監(jiān)視保護6127.11 軟件 WATCHDOG系統(tǒng)615 7.12 一種實用的"看門狗"電路6187.13 高電壓下測量系統(tǒng)的抗干擾措施619 第八章 應用實例6218.1 單片機在多功能函數(shù)發(fā)生器中的應用6228.2 單片機波形發(fā)生器6298.3 單片機控制的調幅波發(fā)生器6338.4 用 8031單片機解調時統(tǒng)信號6368.5 具有 114DB動態(tài)范圍的浮點數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)6418.6 電熱恒溫箱單片微機控制系統(tǒng)6468.7 智能 I一、C丑測試儀的原理及設計6528.8 采用 LMS算法的單片機數(shù)字交流電橋6568.9 單片微機的數(shù)字相位測試儀6598.10 單片機的氣體流量測量6628.11 單片機的相關流量儀6688.12 723型可見分光光度計6758.13 多功能微電腦電子秤6798.14 智能路面回彈檢測儀6838.15 使用 CCD的單片機動態(tài)布面檢測系統(tǒng)6878.16 使用 CCD的單片機激光衍射測徑系統(tǒng)6908.17 使用 CCD的單片機動態(tài)線徑測量儀6958.18 使用CCD的單片機中型熱軋圓鋼直徑檢測儀7018.19 用 MCS-51單片微機實現(xiàn)織布機的監(jiān)測7058.20 單片機在工頻參量測試中的應用7098.21 單片機 8098在直線電機控制中的應用715?
上傳時間: 2014-12-28
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九.輸入/輸出保護為了支持多任務,80386不僅要有效地實現(xiàn)任務隔離,而且還要有效地控制各任務的輸入/輸出,避免輸入/輸出沖突。本文將介紹輸入輸出保護。 這里下載本文源代碼。 <一>輸入/輸出保護80386采用I/O特權級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。 1.I/O敏感指令輸入輸出特權級(I/O Privilege Level)規(guī)定了可以執(zhí)行所有與I/O相關的指令和訪問I/O空間中所有地址的最外層特權級。IOPL的值在如下圖所示的標志寄存器中。 標 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級執(zhí)行的程序所訪問。I/O許可位圖在任務狀態(tài)段TSS中。 I/O敏感指令 指令 功能 保護方式下的執(zhí)行條件 CLI 清除EFLAGS中的IF位 CPL<=IOPL STI 設置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,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,當前特權級不在I/O特權級外層時,可以正常執(zhí)行所列的全部I/O敏感指令;當特權級在I/O特權級外層時,執(zhí)行CLI和STI指令將引起通用保護異常,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的通用保護異常。 由于每個任務使用各自的EFLAGS值和擁有自己的TSS,所以每個任務可以有不同的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級3執(zhí)行的應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,只允許任務甲的應用程序訪問部分I/O地址,只允許任務乙的應用程序訪問另一部分I/O地址,以避免任務甲和任務乙在訪問I/O地址時發(fā)生沖突,從而避免任務甲和任務乙使用使用獨享設備時發(fā)生沖突。 因此,在IOPL的基礎上又采用了I/O許可位圖。I/O許可位圖由二進制位串組成。位串中的每一位依次對應一個I/O地址,位串的第0位對應I/O地址0,位串的第n位對應I/O地址n。如果位串中的第位為0,那么對應的I/O地址m可以由在任何特權級執(zhí)行的程序訪問;否則對應的I/O地址m只能由在IOPL特權級或更內層特權級執(zhí)行的程序訪問。如果在I/O外層特權級執(zhí)行的程序訪問位串中位值為1的位所對應的I/O地址,那么將引起通用保護異常。 I/O地址空間按字節(jié)進行編址。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,如果對應位中任一位為1,就會引起通用保護異常。 80386支持的I/O地址空間大小是64K,所以構成I/O許可位圖的二進制位串最大長度是64K個位,即位圖的有效部分最大為8K字節(jié)。一個任務實際需要使用的I/O許可位圖大小通常要遠小于這個數(shù)目。 當前任務使用的I/O許可位圖存儲在當前任務TSS中低端的64K字節(jié)內。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)總被認為是8的倍數(shù)。從前文中所述的TSS格式可見,TSS內偏移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8K字節(jié),所以開始偏移應小于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,用于保存任務的狀態(tài)。 1.I/O訪問許可檢查細節(jié)保護模式下處理器在執(zhí)行I/O指令時進行許可檢查的細節(jié)如下所示。 (1)若CPL<=IOPL,則直接轉步驟(8);(2)取得I/O位圖開始偏移;(3)計算I/O地址對應位所在字節(jié)在I/O許可位圖內的偏移;(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的通用保護故障;(6)若不越界,則從位圖中讀對應字節(jié)及下一個字節(jié);(7)把讀出的兩個字節(jié)與屏蔽碼進行與運算,若結果不為0表示檢查未通過,則產(chǎn)生出錯碼為0的通用保護故障;(8)進行I/O訪問。設某一任務的TSS段如下: TSSSEG SEGMENT PARA USE16 TSS <> ;TSS低端固定格式部分 DB 8 DUP(0) ;對應I/O端口00H—3FH DB 10000000B ;對應I/O端口40H—47H DB 01100000B ;對用I/O端口48H—4FH DB 8182 DUP(0ffH) ;對應I/O端口50H—0FFFFH DB 0FFH ;位圖結束字節(jié)TSSLen = $TSSSEG ENDS 再假設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許可檢查的細節(jié)可見,不論是否必要,當進行許可位檢查時,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。 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)該位圖進行。當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)位圖進行,而對較大I/O地址訪問的許可檢查總被認為不可訪問而引起通用保護故障。因為這時會發(fā)生字節(jié)越界而引起通用保護異常,所以在這種情況下,可認為不足的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>重要標志保護輸入輸出的保護與存儲在標志寄存器EFLAGS中的IOPL密切相關,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。類似地,對EFLAGS中的IF位也必須加以保護,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級下對這三個字段的處理情況。 不同特權級對標志寄存器特殊字段的處理 特權級 VM標志字段 IOPL標志字段 IF標志字段 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同級或更內層特權級執(zhí)行的程序才可以修改IF位。與CLI和STI指令不同,在特權級不滿足上述條件的情況下,當執(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指令所壓入的標志中的VM位總為0。 <三>演示輸入輸出保護的實例(實例九)下面給出一個用于演示輸入輸出保護的實例。演示內容包括:I/O許可位圖的作用、I/O敏感指令引起的異常和特權指令引起的異常;使用段間調用指令CALL通過任務門調用任務,實現(xiàn)任務嵌套。 1.演示步驟實例演示的內容比較豐富,具體演示步驟如下:(1)在實模式下做必要準備后,切換到保護模式;(2)進入保護模式的臨時代碼段后,把演示任務的TSS段描述符裝入TR,并設置演示任務的堆棧;(3)進入演示代碼段,演示代碼段的特權級是0;(4)通過任務門調用測試任務1。測試任務1能夠順利進行;(5)通過任務門調用測試任務2。測試任務2演示由于違反I/O許可位圖規(guī)定而導致通用保護異常;(6)通過任務門調用測試任務3。測試任務3演示I/O敏感指令如何引起通用保護異常;(7)通過任務門調用測試任務4。測試任務4演示特權指令如何引起通用保護異常;(8)從演示代碼轉臨時代碼,準備返回實模式;(9)返回實模式,并作結束處理。
上傳時間: 2013-12-11
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