單片機(jī)原理及綜合設(shè)計(jì) 第一章：MCS-51系列單片機(jī)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)（4學(xué)時(shí)）① 掌握內(nèi)部數(shù)據(jù)寄存器RAM的結(jié)構(gòu)、用途和特點(diǎn)；② 程序存儲(chǔ)器ROM的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，編程中應(yīng)注意的問(wèn)題；③ 片內(nèi)、外程序存儲(chǔ)器的確定方法。 第二章：MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)及時(shí)序（4學(xué)時(shí)）① 111條指令的功能分類；② 指令的尋址方式；③ 偽指令及匯編語(yǔ)言源程序的格式；④ 與指令的相關(guān)時(shí)序。第三章：MCS-51單片機(jī)內(nèi)部模塊的功能介紹（8學(xué)時(shí)）① 內(nèi)部并行I/O端口的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用中的注意事項(xiàng)；② 定時(shí)/計(jì)數(shù)器的2種工作方式、4種計(jì)數(shù)模式；③ 串行接口的4種工作模式的設(shè)定及波特率的計(jì)算；④ 中斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、中斷響應(yīng)的過(guò)程和編程方法。 第四章：MCS-51單片機(jī)系統(tǒng)的擴(kuò)展及應(yīng)用（8學(xué)時(shí)）；① 系統(tǒng)擴(kuò)展的幾種方法；② 外部程序、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展；③ A/D、D/A轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)的接口電路及編程方法；④ 鍵盤掃描/動(dòng)態(tài)顯示接口電路；⑤ 單片機(jī)的監(jiān)控電路等。
標(biāo)簽： 單片機(jī)原理 綜合設(shè)計(jì)
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PIC 單片機(jī)的組成習(xí)題解答 解答部分1. PIC 單片機(jī)指令的執(zhí)行過(guò)程遵循著一種全新哈佛總線體系結(jié)構(gòu)的原則，充分利用了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器之間地址空間的相互獨(dú)立性，取指過(guò)程和執(zhí)行指令過(guò)程可以流水線操作同時(shí)進(jìn)行。因此，當(dāng)PIC 時(shí)鐘頻率為4MHZ時(shí)，執(zhí)行一條非轉(zhuǎn)移類指令需要4 個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期，即1us,但其指令執(zhí)行的真實(shí)時(shí)間應(yīng)為2us(在執(zhí)行n—1 條指令時(shí)取第n 條指令，然后執(zhí)行第n 條指令)。所以選項(xiàng)B 正確2. 端口RE 共有3 個(gè)引腳RE0~RE2，它們除了用做普通I/O 引腳和第5~7 路模擬信號(hào)輸入引腳外，還依次分別承擔(dān)并行口讀出/寫入/片選控制端引腳。A． 對(duì)。讀出/寫入（REO~RE1）。B．錯(cuò)。同步串行的相關(guān)引腳與端口C 有關(guān)。C．錯(cuò)。通用異步/同步串行的相關(guān)引腳與端口C有關(guān)。D． 錯(cuò)。CCP模塊的相關(guān)引腳也是與端口C有關(guān)。所以選項(xiàng)A正確。3. 上電延時(shí)電路能提供一個(gè)固定的72ms 上電延時(shí)，從而使VDD有足夠的時(shí)間上繁榮昌盛到單片機(jī)合適的工作電壓。所以選項(xiàng)B 正確。
上傳時(shí)間： 2013-11-09
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8051單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展與接口技術(shù):第一節(jié) 8051 單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展概述第二節(jié) 單片機(jī)外部存儲(chǔ)器擴(kuò)展第三節(jié) 單片機(jī)輸入輸出（I/O）口擴(kuò)展及應(yīng)用第四節(jié) LED顯示器接口電路及顯示程序第五節(jié) 單片機(jī)鍵盤接口技術(shù)第六節(jié) 單片機(jī)與數(shù)模（D／A）及模數(shù)（A／D）轉(zhuǎn)換1、地址總線（Address Bus，簡(jiǎn)寫為AB）地址總線可傳送單片機(jī)送出的地址信號(hào)，用于訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器單元或I/O端口。A 地址總線是單向的，地址信號(hào)只是由單片機(jī)向外發(fā)出。B 地址總線的數(shù)目決定了可直接訪問(wèn)的存儲(chǔ)器單元的數(shù)目。例如N位地址，可以產(chǎn)生2N個(gè)連續(xù)地址編碼，因此可訪問(wèn)2N個(gè)存儲(chǔ)單元，即通常所說(shuō)的尋址范圍為 2N個(gè)地址單元。MCS—51單片機(jī)有十六位地址線，因此存儲(chǔ)器展范圍可達(dá)216 = 64KB地址單元。C 掛在總線上的器件，只有地址被選中的單元才能與CPU交換數(shù)據(jù)，其余的都暫時(shí)不能操作，否則會(huì)引起數(shù)據(jù)沖突。2、數(shù)據(jù)總線（Data Bus，簡(jiǎn)寫為DB）數(shù)據(jù)總線用于在單片機(jī)與存儲(chǔ)器之間或單片機(jī)與I/O端口之間傳送數(shù)據(jù)。A 單片機(jī)系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線的位數(shù)與單片機(jī)處理數(shù)據(jù)的字長(zhǎng)一致。例如MCS—51單片機(jī)是8位字長(zhǎng)，所以數(shù)據(jù)總線的位數(shù)也是8位。B 數(shù)據(jù)總線是雙向的，即可以進(jìn)行兩個(gè)方向的數(shù)據(jù)傳送。3、控制總線（Control Bus，簡(jiǎn)寫為CB）控制總線實(shí)際上就是一組控制信號(hào)線，包括單片機(jī)發(fā)出的，以及從其它部件送給單片機(jī)的各種控制或聯(lián)絡(luò)信號(hào)。對(duì)于一條控制信號(hào)線來(lái)說(shuō)，其傳送方向是單向的，但是由不同方向的控制信號(hào)線組合的控制總線則表示為雙向的。總線結(jié)構(gòu)形式大大減少了單片機(jī)系統(tǒng)中連接線的數(shù)目，提高了系統(tǒng)的可靠性，增加了系統(tǒng)的靈活性。此外，總線結(jié)構(gòu)也使擴(kuò)展易于實(shí)現(xiàn)，各功能部件只要符合總線規(guī)范，就可以很方便地接入系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)擴(kuò)展。
標(biāo)簽： 8051 單片機(jī) 系統(tǒng)擴(kuò)展 接口技術(shù)
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世界著名廠家單片機(jī)簡(jiǎn)介1.Motorola 單片機(jī):Motorola是世界上最大的單片機(jī)廠商,品種全,選擇余地大,新產(chǎn)品多,在8位機(jī)方面有68HC05和升級(jí)產(chǎn)品68HC08,68HC05有30多個(gè)系列200多個(gè)品種,產(chǎn)量超過(guò)20億片.8位增強(qiáng)型單片機(jī)68HC11也有30多個(gè)品種,年產(chǎn)量1億片以上,升級(jí)產(chǎn)品有68HC12.16位單片機(jī)68HC16也有十多個(gè)品種.32位單片機(jī)683XX系列也有幾十個(gè)品種.近年來(lái)以PowerPC,Codfire,M.CORE等作為CPU,用DSP作為輔助模塊集成的單片機(jī)也紛紛推出,目前仍是單片機(jī)的首選品牌.Motorola單片機(jī)特點(diǎn)之一是在同樣的速度下所用的時(shí)鐘較Intel類單片機(jī)低的多因而使得高頻噪聲低,抗干擾能力強(qiáng),更適合用于工控領(lǐng)域以及惡劣環(huán)境.Motorola 8位單片機(jī)過(guò)去策略是掩膜為主,最近推出OTP計(jì)劃以適應(yīng)單片機(jī)的發(fā)展,在32位機(jī)上,M.CORE在性能和功耗上都勝過(guò)ARM7.2.Microchip 單片機(jī):Microchip 單片機(jī)是市場(chǎng)份額增長(zhǎng)最快的單片機(jī).他的主要產(chǎn)品是16C系列8位單片機(jī),CPU采用RISC結(jié)構(gòu),僅33條指令,運(yùn)行速度快,且以低價(jià)位著稱,一般單片機(jī)價(jià)格都在1美元以下.Microchip 單片機(jī)沒(méi)有掩膜產(chǎn)品,全部都是OTP器件(現(xiàn)已推出FLASH型單片機(jī)).Microchip強(qiáng)調(diào)節(jié)約成本的最優(yōu)化設(shè)計(jì),是使用量大,檔次低,價(jià)格敏感的產(chǎn)品.3.Scenix單片機(jī):Scenix單片機(jī)的I/O模塊最有創(chuàng)意.I/O模塊的集成與組合技術(shù)是單片機(jī)技術(shù)不可缺少的重要方面.除傳統(tǒng)的I/O功能模塊如并行I/O,URT,SPI,I2C,A/D,PWM,PLL,DTMF等,新的I/O模塊不斷出現(xiàn),如USB,CAN,J1850,最具代表的是Motorola 32位單片機(jī),它集成了包括各種通信協(xié)議在內(nèi)的I/O模塊,而Scenix單片機(jī)在I/O模塊的處理上引入了虛擬I/O的概念. Scenix單片機(jī)采用了RISC結(jié)構(gòu)的CPU,使CPU最高工作頻率達(dá)50MHz.運(yùn)算速度接近50MIPS.有了強(qiáng)有力的CPU,各種I/O功能便可以用軟件的辦法模擬.單片機(jī)的封裝采用20/28引腳.公司提供各種I/O的庫(kù)函數(shù),用于實(shí)現(xiàn)各種I/O模塊的功能.這些軟件完成的模塊包括多路UART,多種A/D,PWM,SPI,DTMF,FSK,LCD驅(qū)動(dòng)等,這些都是通常用硬件實(shí)現(xiàn)起來(lái)相當(dāng)復(fù)雜的模塊.4.NEC單片機(jī):NEC單片機(jī)自成體系,以8位機(jī)78K系列產(chǎn)量最高,也有16位,32位單片機(jī).16位單片機(jī)采用內(nèi)部倍頻技術(shù),以降低外時(shí)鐘頻率.有的單片機(jī)采用內(nèi)置操作系統(tǒng).NEC的銷售策略注重服務(wù)大客戶,并投入相當(dāng)大的技術(shù)力量幫助大客戶開發(fā)新產(chǎn)品.5.東芝單片機(jī):東芝單片機(jī)從4位倒64位,門類齊全.4位機(jī)在家電領(lǐng)域仍有較大市場(chǎng).8位機(jī)主要有870系列,90系列等.該類單片機(jī)允許使用慢模式,采用32KHz時(shí)鐘功耗低至10uA數(shù)量級(jí).CPU內(nèi)部多組寄存器的使用,使得中斷響應(yīng)與處理更加快捷.東芝公司的32位機(jī)采用MIPS3000 ARISC的CPU結(jié)構(gòu),面向VCD,數(shù)字相機(jī),圖象處理市場(chǎng).6.富士通單片機(jī):富士通也有8位,16位和32位單片機(jī),但是8位機(jī)使用的是16位的CPU內(nèi)核.也就是說(shuō)8位機(jī)與16位機(jī)指令相同,使得開發(fā)比較容易.8位機(jī)有名是MB8900系列,16位機(jī)有MB90系列.富士通注重服務(wù)大公司,大客戶,幫助大客戶開發(fā)產(chǎn)品.7.Epson 單片機(jī):Epson公司以擅長(zhǎng)制造液晶顯示器著稱,故Epson單片機(jī)主要為該公司生產(chǎn)的LCD配套.其單片機(jī)的LCD驅(qū)動(dòng)做的特別好.在低電壓,低功耗方面也很有特色.目前0.9V供電的單片機(jī)已經(jīng)上市,不久LCD顯示手表將使用0.5V供電.
上傳時(shí)間： 2014-12-28
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MCS-51單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展技術(shù):在MCS-51單片機(jī)的的內(nèi)部雖已集成了很多資源，但這類單片機(jī)屬于一種“通用”的單片機(jī)，單片機(jī)內(nèi)部的各種資源都是折衷配置的，如片內(nèi)程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的容量都不大，并行I/O端口的數(shù)量也不很多，此外，在有些應(yīng)用中，片內(nèi)定時(shí)器、中斷、串行口等也顯得不足，還有一些功能是基本型MCS-51單片機(jī)所沒(méi)有的，比如A/D轉(zhuǎn)換，D/A轉(zhuǎn)換等等。實(shí)際應(yīng)用中的要求是各種各樣的，如果用到了MCS-51單片機(jī)內(nèi)部所沒(méi)有資源（如A/D，D/A等），或者單片機(jī)內(nèi)部雖有，但卻不夠使用的資源，就要根據(jù)需要，對(duì)單片機(jī)進(jìn)行擴(kuò)展，以增加所需要的功能。MCS-51單片機(jī)所可能需要擴(kuò)展的芯片種類非常多，但這里并不面面俱到，主要是通過(guò)對(duì)外擴(kuò)程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、I/O接口、A/D和D/A的介紹，使讀者熟悉單片機(jī)接口的一般方法。實(shí)際上，如果對(duì)于這些常規(guī)的擴(kuò)展芯片能夠熟練地掌握和應(yīng)用，并能理解其擴(kuò)展的原理，拿到任何一塊需要擴(kuò)展的芯片，只要有這塊芯片的數(shù)據(jù)手冊(cè)或接口時(shí)序之類的資料，就能自行設(shè)計(jì)芯片的接口電路部份。1． MCS-51單片機(jī)擴(kuò)展的原理MCS-51單片機(jī)被設(shè)計(jì)成具有通用計(jì)算機(jī)那樣的外部總線結(jié)構(gòu)，所以用MCS-51單片機(jī)進(jìn)行擴(kuò)展很方便，下面首先了解片外總線的工作原理。
上傳時(shí)間： 2014-04-28
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含原理圖+電路圖+程序的波形發(fā)生器:在工作中，我們常常會(huì)用到波形發(fā)生器，它是使用頻度很高的電子儀器。現(xiàn)在的波形發(fā)生器都采用單片機(jī)來(lái)構(gòu)成。單片機(jī)波形發(fā)生器是以單片機(jī)核心，配相應(yīng)的外圍電路和功能軟件，能實(shí)現(xiàn)各種波形發(fā)生的應(yīng)用系統(tǒng)，它由硬件部分和軟件部分組成，硬件是系統(tǒng)的基礎(chǔ)，軟件則是在硬件的基礎(chǔ)上，對(duì)其合理的調(diào)配和使用，從而完成波形發(fā)生的任務(wù)。 波形發(fā)生器的技術(shù)指標(biāo)：（1） 波形類型：方型、正弦波、三角波、鋸齒波；（2） 幅值電壓：1V、2V、3V、4V、5V；（3） 頻率值：10HZ、20HZ、50HZ、100HZ、200HZ、500HZ、1KHZ；（4） 輸出極性：雙極性操作設(shè)計(jì)1、 機(jī)器通電后，系統(tǒng)進(jìn)行初始化，LED在面板上顯示6個(gè)0，表示系統(tǒng)處于初始狀態(tài)，等待用戶輸入設(shè)置命令，此時(shí)，無(wú)任何波形信號(hào)輸出。2、 用戶按下“F”、“V”、“W”，可以分別進(jìn)入頻率，幅值波形設(shè)置，使系統(tǒng)進(jìn)入設(shè)置狀態(tài)，相應(yīng)的數(shù)碼管顯示“一”，此時(shí)，按其它鍵，無(wú)效；3、 在進(jìn)入某一設(shè)置狀態(tài)后，輸入0~9等數(shù)字鍵，（數(shù)字鍵僅在設(shè)置狀態(tài)時(shí)，有效）為欲輸出的波形設(shè)置相應(yīng)參數(shù)，LED將參數(shù)顯示在面板上；4、 如果在設(shè)置中，要改變已設(shè)定的參數(shù)，可按下“CL”鍵，清除所有已設(shè)定參數(shù)，系統(tǒng)恢復(fù)初始狀態(tài)，LED顯示6個(gè)0，等待重新輸入命令；5、 當(dāng)必要的參數(shù)設(shè)定完畢后，所有參數(shù)顯示于LED上，用戶按下“EN”鍵，系統(tǒng)會(huì)將各波形參數(shù)傳遞到波形產(chǎn)生模塊中，以便控制波形發(fā)生，實(shí)現(xiàn)不同頻率，不同電壓幅值，不同類型波形的輸出；6、 用戶按下“EN”鍵后，波形發(fā)生器開始輸出滿足參數(shù)的波形信號(hào)，面板上相應(yīng)類型的運(yùn)行指示燈閃爍，表示波形正在輸出，LED顯示波形類型編號(hào)，頻率值、電壓幅值等波形參數(shù)；7、 波形發(fā)生器在輸出信號(hào)時(shí)，按下任意一個(gè)鍵，就停止波形信號(hào)輸出，等待重新設(shè)置參數(shù)，設(shè)置過(guò)程如上所述，如果不改變參數(shù)，可按下“EN”鍵，繼續(xù)輸出原波形信號(hào)；8、 要停止波形發(fā)生器的使用，可按下復(fù)位按鈕，將系統(tǒng)復(fù)位，然后關(guān)閉電源。硬件組成部分通過(guò)綜合比較，決定選用獲得廣泛應(yīng)用，性能價(jià)格高的常用芯片來(lái)構(gòu)成硬件電路。單片機(jī)采用MCS-51系列的89C51（一塊）,74LS244和74LS373（各一塊）,反相驅(qū)動(dòng)器 ULN2803A（一塊）,運(yùn)算放大器 LM324（一塊） 波形發(fā)生器的硬件電路由單片機(jī)、鍵盤顯示器接口電路、波形轉(zhuǎn)換（D/ A）電路和電源線路等四部分構(gòu)成。1.單片機(jī)電路功能：形成掃描碼，鍵值識(shí)別，鍵功能處理，完成參數(shù)設(shè)置；形成顯示段碼,向LED顯示接口電路輸出；產(chǎn)生定時(shí)中斷；形成波形的數(shù)字編碼,并輸出到D/A接口電路；如電路原理圖所示： 89C51的P0口和P2口作為擴(kuò)展I/O口，與8255、0832、74LS373相連接，可尋址片外的寄存器。單片機(jī)尋址外設(shè)，采用存儲(chǔ)器映像方式，外部接口芯片與內(nèi)部存儲(chǔ)器統(tǒng)一編址，89Ｃ51提供16根地址線P0（分時(shí)復(fù)用）和P2，P2口提供高8位地址線，P0口提供低8位地址線。P0口同時(shí)還要負(fù)責(zé)與8255，0832的數(shù)據(jù)傳遞。P2.7是8255的片選信號(hào)，P2.6是0832（1）的片選，P2.5是0832（2）的片選，低電平有效，P0.0、P0.1經(jīng)過(guò)74LS373鎖存后，送到8255的A1、A2作，片內(nèi)A口，B口，C口，控制口等寄存器的字選。89C51的P1口的低4位連接4只發(fā)光三極管，作為波形類型指示燈，表示正在輸出的波形是什么類型。單片機(jī)89C51內(nèi)部有兩個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，在波形發(fā)生器中使用T0作為中斷源。不同的頻率值對(duì)應(yīng)不同的定時(shí)初值，定時(shí)器的溢出信號(hào)作為中斷請(qǐng)求。控制定時(shí)器中斷的特殊功能寄存器設(shè)置如下：定時(shí)控制寄存器TCON＝（０００１００００）工作方式選擇寄存器（TMOD）＝（００００００００）中斷允許控制寄存器（IE）＝（１０００００１０）2、鍵盤顯示器接口電路功能：驅(qū)動(dòng)6位數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示； 提供響應(yīng)界面； 掃面鍵盤； 提供輸入按鍵。由并口芯片8255，鎖存器74LS273，74LS244，反向驅(qū)動(dòng)器ULN2803A，6位共陰極數(shù)碼管（LED）和4×4行列式鍵盤組成。8255的C口作為鍵盤的I/O接口，C口的低4位輸出到掃描碼，高4位作為輸入行狀態(tài)，按鍵的分布如圖所示。8255的A口作為L(zhǎng)ED段碼輸出口，與74LS244相連接，B口作為L(zhǎng)ED的位選信號(hào)輸出口，與ULN2803A相連接。8255內(nèi)部的4個(gè)寄存器地址分配如下：控制口:7FFFH , A口:7FFFCH , B口:7FFDH , C口:7FFEH 3、D/A電路功能：將波形樣值的數(shù)字編碼轉(zhuǎn)換成模擬值；完成單極性向雙極性的波形輸出；構(gòu)成由兩片0832和一塊LM324運(yùn)放組成。0832（1）是參考電壓提供者，單片機(jī)向0832（1）內(nèi)的鎖存器送數(shù)字編碼，不同的編碼會(huì)產(chǎn)生不同的輸出值，在本發(fā)生器中，可輸出1V、2V、3V、4V、5V等五個(gè)模擬值，這些值作為0832（2）的參考電壓，使0832（2）輸出波形信號(hào)時(shí)，其幅度是可調(diào)的。0832（2）用于產(chǎn)生各種波形信號(hào)，單片機(jī)在波形產(chǎn)生程序的控制下，生成波形樣值編碼，并送到0832（2）中的鎖存器，經(jīng)過(guò)D/A轉(zhuǎn)換，得到波形的模擬樣值點(diǎn)，假如N個(gè)點(diǎn)就構(gòu)成波形的一個(gè)周期，那么0832（2）輸出N個(gè)樣值點(diǎn)后，樣值點(diǎn)形成運(yùn)動(dòng)軌跡，就是波形信號(hào)的一個(gè)周期。重復(fù)輸出N個(gè)點(diǎn)后，由此成第二個(gè)周期，第三個(gè)周期……。這樣0832（2）就能連續(xù)的輸出周期變化的波形信號(hào)。運(yùn)放A1是直流放大器，運(yùn)放A2是單極性電壓放大器，運(yùn)放A3是雙極性驅(qū)動(dòng)放大器，使波形信號(hào)能帶得起負(fù)載。地址分配：0832（1）：DFFFH ，0832（2）：BFFFH4、電源電路：功能：為波形發(fā)生器提供直流能量；構(gòu)成由變壓器、整流硅堆，穩(wěn)壓塊7805組成。220V的交流電，經(jīng)過(guò)開關(guān)，保險(xiǎn)管（1.5A/250V），到變壓器降壓，由220V降為10V，通過(guò)硅堆將交流電變成直流電，對(duì)于諧波，用4700μF的電解電容給予濾除。為保證直流電壓穩(wěn)定，使用7805進(jìn)行穩(wěn)壓。最后，＋5V電源配送到各用電負(fù)載。
標(biāo)簽： 波形發(fā)生器 原理圖 電路圖 源程序
上傳時(shí)間： 2013-11-08
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單片機(jī)系統(tǒng)常用軟件抗干擾措施:可靠性設(shè)計(jì)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，單片機(jī)系統(tǒng)的可靠性必須從軟件、硬件以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面全面考慮。硬件系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)是單片機(jī)系統(tǒng)可靠性的根本，而軟件系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)起到抑制外來(lái)干擾的作用。軟件系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)的主要方法有：開機(jī)自檢、軟件陷阱(進(jìn)行程序“跑飛”檢測(cè))、設(shè)置程序運(yùn)行狀態(tài)標(biāo)記、輸出端口刷新、輸入多次采樣、軟件“看門狗”等。通過(guò)軟件系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)，達(dá)到最大限度地降低干擾對(duì)系統(tǒng)工作的影響，確保單片機(jī)及時(shí)發(fā)現(xiàn)因干擾導(dǎo)致程序出現(xiàn)的錯(cuò)誤，并使系統(tǒng)恢復(fù)到正常工作狀態(tài)或及時(shí)報(bào)警的目的。一、開機(jī)自檢開機(jī)后首先對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)的硬件及軟件狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)不正常，就進(jìn)行相應(yīng)的處理。開機(jī)自檢程序通常包括對(duì)RAM、ROM、I/O口狀態(tài)等的檢測(cè)。1 檢測(cè)RAM檢查RAM讀寫是否正常，實(shí)際操作是向RAM單元寫“00H”，讀出也應(yīng)為“00H”，再向其寫“FFH”，讀出也應(yīng)為“FFH”。如果RAM單元讀寫出錯(cuò)，應(yīng)給出RAM出錯(cuò)提示(聲光或其它形式)，等待處理。2 檢查ROM單元的內(nèi)容對(duì)ROM單元的檢測(cè)主要是檢查ROM單元的內(nèi)容的校驗(yàn)和。所謂ROM的校驗(yàn)和是將ROM的內(nèi)容逐一相加后得到一個(gè)數(shù)值，該值便稱校驗(yàn)和。ROM單元存儲(chǔ)的是程序、常數(shù)和表格。一旦程序編寫完成，ROM中的內(nèi)容就確定了，其校驗(yàn)和也就是唯一的。若ROM校驗(yàn)和出錯(cuò)，應(yīng)給出ROM出錯(cuò)提示(聲光或其它形式)，等待處理。3 檢查I/O口狀態(tài)首先確定系統(tǒng)的I/O口在待機(jī)狀態(tài)應(yīng)處的狀態(tài)，然后檢測(cè)單片機(jī)的I/O口在待機(jī)狀態(tài)下的狀態(tài)是否正常(如是否有短路或開路現(xiàn)象等)。若不正常，應(yīng)給出出錯(cuò)提示(聲光或其它形式)，等待處理。4 其它接口電路檢測(cè)除了對(duì)上述單片機(jī)內(nèi)部資源進(jìn)行檢測(cè)外，對(duì)系統(tǒng)中的其它接口電路，比如擴(kuò)展的E2PROM、A/D轉(zhuǎn)換電路等，又如數(shù)字測(cè)溫儀中的555單穩(wěn)測(cè)溫電路，均應(yīng)通過(guò)軟件進(jìn)行檢測(cè)，確定是否有故障。只有各項(xiàng)檢查均正常，程序方能繼續(xù)執(zhí)行，否則應(yīng)提示出錯(cuò)。
標(biāo)簽： 單片機(jī)系統(tǒng) 軟件 抗干擾措施
上傳時(shí)間： 2013-11-02
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[學(xué)習(xí)要求] 掌握MCS-51單片機(jī)的基本應(yīng)用。[重點(diǎn)與難點(diǎn)]重點(diǎn)：動(dòng)態(tài)掃描LED顯示電路編程范例；定時(shí)/計(jì)數(shù)器軟件編程范例；A/D接口電路；矩陣式鍵盤接口技術(shù)及編程。難點(diǎn)：動(dòng)態(tài)掃描LED顯示電路編程范例；定時(shí)/計(jì)數(shù)器軟件編程范例。[理論內(nèi)容]一、并行I/O口編程范例單片機(jī)I/O的應(yīng)用最典型的是通過(guò)I/O口與7段LED數(shù)碼管構(gòu)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(jī)驅(qū)動(dòng)LED數(shù)碼管的電路及編程原理，目的在于通過(guò)這一編程范例，讓初學(xué)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(shù)基礎(chǔ)的人士都很清楚，這里不想作過(guò)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(diǎn)亮相應(yīng)的點(diǎn)劃來(lái)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(yáng)兩類，了解LED的這些特性，對(duì)編程是很重要的，因?yàn)椴煌愋偷臄?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(yáng)極數(shù)碼管的內(nèi)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。
標(biāo)簽： MCS 51 單片機(jī) 編程應(yīng)用
上傳時(shí)間： 2013-10-19
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單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編(1) 第一章 單片機(jī)系統(tǒng)綜合應(yīng)用技術(shù) 11.1 且使用 8098單片機(jī)的幾點(diǎn)體會(huì) 2 1.2 單片機(jī)的冷啟動(dòng)與熱啟動(dòng) 31.3 大容量動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器在單片機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用111.4 MCS－51單片機(jī)系統(tǒng)中動(dòng)態(tài) RAM的刷新技巧141.5 MCS－51單片機(jī)系統(tǒng)中外RAM空間超64KB的擴(kuò)展方法161.6 8031單片機(jī)P0口和P2口的應(yīng)用開發(fā) 181.7 74LＳ164在 8031單片機(jī)中的兩種用法261.8 用于 8031單片機(jī)的快速I/O接口281.9 MCS－51定時(shí)器定時(shí)常數(shù)初值的精確設(shè)定法301.10 8253的翻轉(zhuǎn)問(wèn)題及 MC6840的替代方法321.11 MCS－51單片機(jī)外部中斷源的擴(kuò)展設(shè)計(jì)351.12 MCS－51單片機(jī)多外中斷擴(kuò)展方法401.13 用優(yōu)先權(quán)編碼器74LＳ348擴(kuò)展51系列單片機(jī)的外中斷源421.14 用優(yōu)先權(quán)編碼器74LＳ148擴(kuò)展51系列單片機(jī)的外中斷源471.15 8031單片機(jī)與 BＧ5119A漢字庫(kù)的接口方法521.16 可背插 ＳRAM的日歷時(shí)鐘 DＳ1216及其應(yīng)用551.17 實(shí)時(shí)日歷時(shí)鐘集成電路MＳM5832及其時(shí)序601.18 實(shí)時(shí)日歷時(shí)鐘集成電路MＳM5832的接口技術(shù)631.19 實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷芯片MC146818及其應(yīng)用671.20 與 ＳICE仿真器通訊的IBM-PC機(jī)通訊程序的改進(jìn)741.21 代碼形式參數(shù)匯編子程序的應(yīng)用821.22 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中的查表程序設(shè)計(jì)861.23 用狀態(tài)綜合法設(shè)計(jì)鍵盤監(jiān)控程序901.24 單片機(jī)系統(tǒng)程序的加密技術(shù)961.25 MCS－96單片機(jī)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(yīng)用于步進(jìn)電機(jī)控制實(shí)例110 第二章 傳感器與前向通道接口技術(shù)1172.1 集成溫度傳感器 LM134及其應(yīng)用1182.2 AD590集成溫度一電流傳感器原理及應(yīng)用1242.3 集成溫度傳感器 AD590的應(yīng)用1292.4 GS－800和 GS－130可燃?xì)怏w傳感器1332.5 集成化霍爾開關(guān)傳感器1352.6 一種新穎實(shí)用的氧氣/頻率轉(zhuǎn)換電路1392.7 MCS－51單片機(jī)與數(shù)字式溫度傳感器的接口設(shè)計(jì)1422.8 數(shù)字式溫度傳感器 ＳWC與 8031的接口及應(yīng)用1452.9 低成本高精度壓力傳感器微機(jī)接口設(shè)計(jì)1472.10 峰值檢測(cè)電路原理及應(yīng)用1512.11 用 LF398制作的實(shí)用峰值和谷值保持電路1532.12 AD637集成真有效值轉(zhuǎn)換器1562.13 傳感器信號(hào)調(diào)理模塊 ＺB311622.14 2B31模塊在稱重智能儀表中的應(yīng)用1662.15 傳感器信號(hào)調(diào)理模塊 2B30/2B31及其應(yīng)用1692.16 高精度光纖位移測(cè)量系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)1752.17 集成電壓一電流轉(zhuǎn)換器 XTR100的工作原理及應(yīng)用1792.18 傳感器信號(hào)變送器 F693及其應(yīng)用1852.19 一種用兩片 VFC32構(gòu)成的隔離放大器電路1912.20 實(shí)用線性隔離放大器1922.21 電橋放大電路中 7650的一些應(yīng)用問(wèn)題1942.22 A/D轉(zhuǎn)換器 ICL7109的應(yīng)用研究1962.23 5Ｇ14433模數(shù)轉(zhuǎn)換器的啟停控制2002.24 ADC1130模數(shù)轉(zhuǎn)換器及其使用2042.25 16位 A/D轉(zhuǎn)換器 ADC1143及其與 80C31單片機(jī)的接口2082.26 串行 I/O D/A A/D轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)的接口2132.27 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中的數(shù)字化傳感器接口技術(shù)2162.28 ADVFC32 A/D轉(zhuǎn)換接口技術(shù)2202.29 V/F和 F/V轉(zhuǎn)換器 TD650原理與應(yīng)用2242.30 AD650與 MC－51單片機(jī)的接口技術(shù)2302.31 利用VCＯ電路與單片機(jī)接口實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換2352.32 LM2907/2917系列F/V變換器在汽車檢測(cè)中的應(yīng)用2382.33 單信號(hào)多通道輸入法改善 A/D轉(zhuǎn)換器性能2412.34 用多片 A們轉(zhuǎn)換芯片提高 A/D轉(zhuǎn)換速度2452.35 實(shí)時(shí)數(shù)控增益調(diào)整與浮點(diǎn) ADC電路2492.36 電荷耦合器件的單片機(jī)驅(qū)動(dòng)2532.37 電荷耦合器件的結(jié)構(gòu)原理與單片機(jī)的軟件定時(shí)驅(qū)動(dòng)2582.38 利用模數(shù)轉(zhuǎn)換器提高轉(zhuǎn)換信號(hào)的線性度2622.39 利用微型機(jī)解決轉(zhuǎn)換中的非線性問(wèn)題2682.40 利用非線性曲線存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)線性化的方法2702.41 輸出無(wú)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(shù)2793.1 DAC1231與單片機(jī) 8031的接口技術(shù)2803.2 單路及多路 D八的光電隔離接口技術(shù)2843.3 光電隔離高壓驅(qū)動(dòng)器2903.4 TRAIC型光耦在 8031后向通道接口的應(yīng)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(guò)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(guān)中的應(yīng)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(yīng)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(gòu)成微機(jī)控制的三步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源3223.13 3－4相步進(jìn)電機(jī)控制器 5Ｇ87133253.14 5Ｇ0602報(bào)警電路及應(yīng)用3283.15 兩種新型溫控光控兀的應(yīng)用330 第四章 人機(jī)對(duì)話通道接口技術(shù)3334.1 單片機(jī)鍵盤接口設(shè)計(jì)3344.2 由電話機(jī)集成電路構(gòu)成的單片機(jī)鍵盤接口電路3364.3 用 GAL設(shè)計(jì)的一種編碼鍵盤接口3384.4 用 CMOS電路構(gòu)成的非編碼觸摸鍵盤3424.5 設(shè)計(jì)薄膜開關(guān)應(yīng)注意的一些問(wèn)題3454.6 觸摸式電子開關(guān)集成電路 5Ｇ673及其應(yīng)用3504.7 8279用于撥碼盤及顯示器的接口設(shè)計(jì)3544.8 LED數(shù)碼管的構(gòu)造與特點(diǎn)3584.9 LED數(shù)碼管的集成驅(qū)動(dòng)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(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)366 4.11 用三端可調(diào)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(gòu)造與特點(diǎn)3714.13 LCD七段顯示器與單片機(jī)的接口3744.14 液晶顯示器與單片機(jī)的接口技術(shù)3764.15 可編程LCD控制驅(qū)動(dòng)器PPD72253814.16 微機(jī)總線兼容的四位 LCD驅(qū)動(dòng)電路 TSC7211AM3874.17 使用8255的雙極性歸零脈沖驅(qū)動(dòng)液晶顯示器接口3914.18 DMC16230型 LCD顯示模塊的接口技術(shù)3954.19 點(diǎn)陣式液晶顯示器原理及應(yīng)用4034.20 實(shí)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(tái)彩色顯示器的實(shí)現(xiàn)方法4194.23 高級(jí)語(yǔ)言處理器--T6668的結(jié)構(gòu)與典型電路4234.24 延長(zhǎng) T6668語(yǔ)言電路錄放時(shí)間的方法4294.25 T6668高級(jí)語(yǔ)音開發(fā)站4324.26 語(yǔ)言處理器 T6668在電話報(bào)警系統(tǒng)中的應(yīng)用4354.27 新型語(yǔ)音處理器YYH16439 第五章 網(wǎng)絡(luò)、通訊控制與多機(jī)系統(tǒng)4415.1 IBM－PC/XT和單片機(jī)通訊系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4425.2 IBM－PC/XT微機(jī)與單片機(jī)的兩種通訊接口4485.3 MCS－51單片機(jī)與 IBMPC微機(jī)的串行通訊4525.4 中央控制端與 MCS－51單片機(jī)間的數(shù)據(jù)通訊4595.5 IBMPC機(jī)與 MCS－51單片機(jī)的快速數(shù)據(jù)通訊4665.6 8031單片機(jī)與 PC－1500計(jì)算機(jī)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(jī)處理系統(tǒng)并行通訊的實(shí)現(xiàn)4815.9 半雙工遠(yuǎn)距離電流環(huán)多機(jī)通訊接口電路4855.10 多微機(jī)系統(tǒng)共享 RAM電路4905.11 串行通訊中的波特率設(shè)置4925.12 在MCS－51單片機(jī)的串行通訊中實(shí)現(xiàn)波特率的自動(dòng)整定4965.13 J274和 J275在微機(jī)分布式測(cè)控系統(tǒng)中的應(yīng)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(jī)無(wú)線數(shù)據(jù)通訊中的應(yīng)用5085.17 MCS－8031單片機(jī)在紅外遙控裝置中的應(yīng)用5155.18 一種實(shí)用光纖數(shù)字遙測(cè)系統(tǒng)5185.19 智能儀表通訊系統(tǒng)中一種冗余通道的設(shè)計(jì)5245.20 EIARＳ－232－C接口使用中的幾個(gè)問(wèn)題528 第六章 電源、電源變換與電源監(jiān)視5316.1 電源擴(kuò)展電路5326.2 一種簡(jiǎn)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(yīng)用5376.5 一種廉價(jià)高精密基準(zhǔn)電壓源5406.6 精密可調(diào)基準(zhǔn)電壓源及其應(yīng)用5416.7 引腳可編程精密基準(zhǔn)電壓源AD584及其應(yīng)用5496.8 幾種新型恒流源集成電路5536.9 CW334三端可調(diào)恒流源及應(yīng)用5576.10 電源電壓監(jiān)視用芯片TL7705CP簡(jiǎn)介5606.11 電源電壓監(jiān)視用芯片TL7700簡(jiǎn)介5646.12 WMＳ7705B電源監(jiān)視用芯片簡(jiǎn)介5676.13 具有HMOS結(jié)構(gòu)的MCS－51系列單片機(jī)提供后備電源的方法570 第七章 系統(tǒng)抗于擾技術(shù)5757.1 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的抗干擾措施5767.2 計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)抗干擾問(wèn)題5797.3 微機(jī)在工業(yè)應(yīng)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(yīng)用6047.8 單片機(jī)實(shí)時(shí)控制軟件抗干擾編程方法的探討6077.9 一種簡(jiǎn)單實(shí)用的微機(jī)死機(jī)自復(fù)位抗干擾技術(shù)6107.10 單片機(jī)程序的監(jiān)視保護(hù)6127.11 軟件 WATCHDOG系統(tǒng)615 7.12 一種實(shí)用的"看門狗"電路6187.13 高電壓下測(cè)量系統(tǒng)的抗干擾措施619 第八章 應(yīng)用實(shí)例6218.1 單片機(jī)在多功能函數(shù)發(fā)生器中的應(yīng)用6228.2 單片機(jī)波形發(fā)生器6298.3 單片機(jī)控制的調(diào)幅波發(fā)生器6338.4 用 8031單片機(jī)解調(diào)時(shí)統(tǒng)信號(hào)6368.5 具有 114DB動(dòng)態(tài)范圍的浮點(diǎn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)6418.6 電熱恒溫箱單片微機(jī)控制系統(tǒng)6468.7 智能 I一、C丑測(cè)試儀的原理及設(shè)計(jì)6528.8 采用 LMＳ算法的單片機(jī)數(shù)字交流電橋6568.9 單片微機(jī)的數(shù)字相位測(cè)試儀6598.10 單片機(jī)的氣體流量測(cè)量6628.11 單片機(jī)的相關(guān)流量?jī)x6688.12 723型可見分光光度計(jì)6758.13 多功能微電腦電子秤6798.14 智能路面回彈檢測(cè)儀6838.15 使用 CCD的單片機(jī)動(dòng)態(tài)布面檢測(cè)系統(tǒng)6878.16 使用 CCD的單片機(jī)激光衍射測(cè)徑系統(tǒng)6908.17 使用 CCD的單片機(jī)動(dòng)態(tài)線徑測(cè)量?jī)x6958.18 使用CCD的單片機(jī)中型熱軋圓鋼直徑檢測(cè)儀7018.19 用 MCS－51單片微機(jī)實(shí)現(xiàn)織布機(jī)的監(jiān)測(cè)7058.20 單片機(jī)在工頻參量測(cè)試中的應(yīng)用7098.21 單片機(jī) 8098在直線電機(jī)控制中的應(yīng)用715?
標(biāo)簽： 單片機(jī) 應(yīng)用技術(shù)
上傳時(shí)間： 2014-12-28
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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(shí)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(jí)IPOL和I/O許可位圖的方法來(lái)控制輸入/輸出，實(shí)現(xiàn)輸入/輸出保護(hù)。 1.I/O敏感指令輸入輸出特權(quán)級(jí)(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(wèn)I/O空間中所有地址的最外層特權(quán)級(jí)。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(jí)執(zhí)行的程序所訪問(wèn)。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(shí)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(jí)不在I/O特權(quán)級(jí)外層時(shí)，可以正常執(zhí)行所列的全部I/O敏感指令；當(dāng)特權(quán)級(jí)在I/O特權(quán)級(jí)外層時(shí)，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(wèn)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(cuò)碼為0的通用保護(hù)異常。 由于每個(gè)任務(wù)使用各自的EFLAGS值和擁有自己的TSS，所以每個(gè)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(shí)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(shí)際要求需要。因?yàn)檫@樣做會(huì)使得在特權(quán)級(jí)3執(zhí)行的應(yīng)用程序要么可訪問(wèn)所有I/O地址，要么不可訪問(wèn)所有I/O地址。實(shí)際需要與此剛好相反，只允許任務(wù)甲的應(yīng)用程序訪問(wèn)部分I/O地址，只允許任務(wù)乙的應(yīng)用程序訪問(wèn)另一部分I/O地址，以避免任務(wù)甲和任務(wù)乙在訪問(wèn)I/O地址時(shí)發(fā)生沖突，從而避免任務(wù)甲和任務(wù)乙使用使用獨(dú)享設(shè)備時(shí)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(duì)應(yīng)一個(gè)I/O地址，位串的第0位對(duì)應(yīng)I/O地址0，位串的第n位對(duì)應(yīng)I/O地址n。如果位串中的第位為0，那么對(duì)應(yīng)的I/O地址m可以由在任何特權(quán)級(jí)執(zhí)行的程序訪問(wèn)；否則對(duì)應(yīng)的I/O地址m只能由在IOPL特權(quán)級(jí)或更內(nèi)層特權(quán)級(jí)執(zhí)行的程序訪問(wèn)。如果在I/O外層特權(quán)級(jí)執(zhí)行的程序訪問(wèn)位串中位值為1的位所對(duì)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(gè)I/O地址。在需要根據(jù)I/O位圖決定是否可訪問(wèn)I/O地址的情況下，當(dāng)一條I/O指令涉及多個(gè)I/O地址時(shí)，只有這多個(gè)I/O地址所對(duì)應(yīng)的I/O許可位圖中的位都為0時(shí)，該I/O指令才能被正常執(zhí)行，如果對(duì)應(yīng)位中任一位為1，就會(huì)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(zhǎng)度是64K個(gè)位，即位圖的有效部分最大為8K字節(jié)。一個(gè)任務(wù)實(shí)際需要使用的I/O許可位圖大小通常要遠(yuǎn)小于這個(gè)數(shù)目。 當(dāng)前任務(wù)使用的I/O許可位圖存儲(chǔ)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(chǔ)，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(zhǎng)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?yàn)門SS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(wèn)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(shí)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(jì)算I/O地址對(duì)應(yīng)位所在字節(jié)在I/O許可位圖內(nèi)的偏移；(4)計(jì)算位偏移以形成屏蔽碼值，即計(jì)算I/O地址對(duì)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(cuò)碼為0的通用保護(hù)故障；(6)若不越界，則從位圖中讀對(duì)應(yīng)字節(jié)及下一個(gè)字節(jié)；(7)把讀出的兩個(gè)字節(jié)與屏蔽碼進(jìn)行與運(yùn)算，若結(jié)果不為0表示檢查未通過(guò)，則產(chǎn)生出錯(cuò)碼為0的通用保護(hù)故障；(8)進(jìn)行I/O訪問(wèn)。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(duì)應(yīng)I/O端口00H—3FH DB 10000000B ;對(duì)應(yīng)I/O端口40H—47H DB 01100000B ;對(duì)用I/O端口48H—4FH DB 8182 DUP(0ffH) ;對(duì)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(huì)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(shí)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(shí)，80386總是從I/O許可位圖中讀取兩個(gè)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(gè)字節(jié)。例如，上面的第(8)條指令要對(duì)I/O位圖中的兩個(gè)位進(jìn)行檢查，其低位是某個(gè)字節(jié)的最高位，高位是下一個(gè)字節(jié)的最低位。可見即使只要檢查兩個(gè)位，也可能需要讀取兩個(gè)字節(jié)。另一方面，最多檢查四個(gè)連續(xù)的位，即最多也只需讀取兩個(gè)字節(jié)。所以每次要讀取兩個(gè)字節(jié)。這也是在判別是否越界時(shí)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(shí)產(chǎn)生越界，必須在I/O許可位圖的最后填加一個(gè)全1的字節(jié)，即0FFH。此全1的字節(jié)應(yīng)填加在最后一個(gè)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(shí)，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(shí)，I/O許可位圖有效部分就不到8K字節(jié)，于是對(duì)較小I/O地址訪問(wèn)的許可檢查根據(jù)位圖進(jìn)行，而對(duì)較大I/O地址訪問(wèn)的許可檢查總被認(rèn)為不可訪問(wèn)而引起通用保護(hù)故障。因?yàn)檫@時(shí)會(huì)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(gè)特點(diǎn)，可大大節(jié)約TSS中I/O許可位圖占用的存儲(chǔ)單元，也就大大減小了TSS段的長(zhǎng)度。 <二>重要標(biāo)志保護(hù)輸入輸出的保護(hù)與存儲(chǔ)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(shí)現(xiàn)輸入輸出保護(hù)。類似地，對(duì)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(duì)待是無(wú)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(duì)EFLAGS中的這三個(gè)字段的處理比較特殊，只有在較高特權(quán)級(jí)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(jí)下對(duì)這三個(gè)字段的處理情況。 不同特權(quán)級(jí)對(duì)標(biāo)志寄存器特殊字段的處理 特權(quán)級(jí) 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(jí)0執(zhí)行的程序才可以修改IOPL位及VM位；只能由相對(duì)于IOPL同級(jí)或更內(nèi)層特權(quán)級(jí)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(jí)不滿足上述條件的情況下，當(dāng)執(zhí)行POPF指令和IRET指令時(shí)，如果試圖修改這些字段中的任何一個(gè)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(shí)例(實(shí)例九)下面給出一個(gè)用于演示輸入輸出保護(hù)的實(shí)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(guò)任務(wù)門調(diào)用任務(wù)，實(shí)現(xiàn)任務(wù)嵌套。 1.演示步驟實(shí)例演示的內(nèi)容比較豐富，具體演示步驟如下：(1)在實(shí)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(shí)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(jí)是0；(4)通過(guò)任務(wù)門調(diào)用測(cè)試任務(wù)1。測(cè)試任務(wù)1能夠順利進(jìn)行；(5)通過(guò)任務(wù)門調(diào)用測(cè)試任務(wù)2。測(cè)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(guò)任務(wù)門調(diào)用測(cè)試任務(wù)3。測(cè)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(guò)任務(wù)門調(diào)用測(cè)試任務(wù)4。測(cè)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(shí)代碼，準(zhǔn)備返回實(shí)模式；(9)返回實(shí)模式，并作結(jié)束處理。
上傳時(shí)間： 2013-12-11
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