Keil C51 中文說明:8051 系列微處理器基于簡化的嵌入式控制系統結構被廣泛應用于從軍事到自動控制再到PC 機上的鍵盤上的各種應用系統上僅次于Motorola 68HC11 在 8 位微控制器市場上的銷量很多制造商都可提供8051 系列單片機像Intel Philips Siemens 等這些制造商給51 系列單片機加入了大量的性能和外部功能像I2C 總線接口模擬量到數字量的轉換看門狗PWM 輸出等不少芯片的工作頻率達到40M 工作電壓下降到1.5V 基于一個內核的這些功能使得8051 單片機很適合作為廠家產品的基本構架它能夠運行各種程序而且開發者只需要學習這一個平臺8051 系列的基本結構如下1 一個8 位算術邏輯單元2 32 個I/O 口4 組8 位端口可單獨尋址3 兩個16 位定時計數器4 全雙工串行通信5 6 個中斷源兩個中斷優先級6 128 字節內置RAM7 獨立的64K 字節可尋址數據和代碼區每個8051 處理周期包括12 個振蕩周期每12 個振蕩周期用來完成一項操作如取指令和計算指令執行時間可把時鐘頻率除以12 取倒數然后指令執行所須的周期數因此如果你的系統時鐘是11.059MHz 除以12 后就得到了每秒執行的指令個數為921583條指令取倒數將得到每條指令所須的時間1.085ms.
上傳時間： 2013-10-24
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8051單片機教程:一臺能夠工作的計算機要有這樣幾個部份構成：CPU（進行運算、控制）、RAM（數據存儲）、ROM（程序存儲）、輸入/輸出設備（例如：串行口、并行輸出口等）。在個人計算機上這些部份被分成若干塊芯片，安裝一個稱之為主板的印刷線路板上。而在單片機中，這些部份，全部被做到一塊集成電路芯片中了，所以就稱為單片（單芯片）機，而且有一些單片機中除了上述部份外，還集成了其它部份如A/D，D/A等。 PC中的CPU一塊就要賣幾千塊錢，這么多東西做在一起，還不得買個天價！再說這塊芯片也得非常大了。 不，價格并不高，從幾元人民幣到幾十元人民幣，體積也不大，一般用40腳封裝，當然功能多一些單片機也有引腳比較多的，如68引腳，功能少的只有10多個或20多個引腳，有的甚至只8只引腳。為什么會這樣呢？ 功能有強弱，打個比方，市場上面有的組合音響一套才賣幾百塊錢，可是有的一臺功放機就要賣好幾千。另外這種芯片的生產量很大，技術也很成熟，51系列的單片機已經做了十幾年，所以價格就低了。 既然如此，單片機的功能肯定不強，干嗎要學它呢？ 話不能這樣說，實際工作中并不是任何需要計算機的場合都要求計算機有很高的性能，一個控制電冰箱溫度的計算機難道要用PIII？應用的關鍵是看是否夠用，是否有很好的性能價格比。所以8051出來十多年，依然沒有被淘汰，還在不斷的發展中。 2、MCS51單片機和8051、8031、89C51等的關系我們平常老是講8051，又有什么8031，現在又有89C51，它們之間究竟是什么關系? MCS51是指由美國INTEL公司（對了，就是大名鼎鼎的INTEL）生產的一系列單片機的總稱，這一系列單片機包括了好些品種，如8031，8051，8751，8032，8052，8752等，其中8051是最早最典型的產品，該系列其它單片機都是在8051的基礎上進行功能的增、減、改變而來的，所以人們習慣于用8051來稱呼MCS51系列單片機，而8031是前些年在我國最流行的單片機，所以很多場合會看到8031的名稱。INTEL公司將MCS51的核心技術授權給了很多其它公司，所以有很多公司在做以8051為核心的單片機，當然，功能或多或少有些改變，以滿足不同的需求，其中89C51就是這幾年在我國非常流行的單片機，它是由美國ATMEL公司開發生產的。以后我們將用89C51來完成一系列的實驗。
上傳時間： 2013-11-17
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一個完整的微機系統是由硬件和軟件共同構成的。微機系統的硬件有CPU、存儲器和I/O口，外設組成。CPU與存儲器之間的信息交換比較簡單，而CPU與外設之間進行信息交換之前必須確定外設是否準備好，即選擇I/O傳送方式。I/O傳送方式有4種：無條件、查詢、中斷和DMA。本章學習中斷傳送方式的有關內容。 4.1 中斷概述 4.2 MCS-51中斷系統 1、中斷的定義： 中斷是指如下過程：CPU與外設同時工作，CPU執行主程序，外設做準備工作，當外設準備好時向CPU發中斷請求信號，若條件滿足，則CPU終止主程序的執行，轉去執行中斷服務程序，在中斷服務程序中CPU與外設交換信息，待中斷服務程序執行完后，CPU再返回剛才終止的主程序繼續執行。 2、中斷系統的定義：中斷系統是指為了實現中斷傳送過程在CPU內外設置的硬件和有關中斷的指令。3、中斷源：⑴中斷源的定義：中斷源是指引起中斷請求的來源。⑵中斷源的分類： ①軟中斷和 ②硬中斷4、中斷處理的全過程 中斷處理的全過程分成3個階段：中斷請求、中斷響應和中斷服務。5、多重中斷與中斷優先級 ⑴ 當系統中有多個設備提出中斷請求時，多個外設的中請信號要通過門電路送到CPU的中請輸入端，使CPU能收到多個外設提出的中請。 ⑵ CPU在收到多個外設的請求后，按中斷處理原則處理中斷。 ⑶ 確定優先級的方法解決優先級的問題一般可有三種方法：軟件查詢法、簡單硬件方法及專用硬件方法（采用可編程的中斷控制器芯片，如Intel8259A）。
標簽： 中斷技術
上傳時間： 2013-10-12
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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/計數器TMR1；定時器TMR2；輸入捕捉/輸出比較/脈寬調制CCP；模/數轉換器ADC；通用同步/異步收發器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、電子產品開發設計者、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的需要，也為教師和讀者增加了一種可選方案。 第1章 EEPROM數據存儲器和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數據存儲器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數據存儲器結構和操作原理1.3.1 從EEPROM中讀取數據1.3.2 向EEPROM中燒寫數據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/計數器TMR13.1 定時器/計數器TMR1模塊的特性3.2 定時器/計數器TMR1模塊相關的寄存器3.3 定時器/計數器TMR1模塊的電路結構3.4 定時器/計數器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 串行通信中數據傳送方向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 串行通信組網方式7.1.7 串行通信接口電路和參數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 典型信號時序的產生方法9.3.1 波特率發生器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 被控器發送——被控發送器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 主控器發送——主控發送器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
上傳時間： 2013-12-14
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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公司開發的AVR高速嵌入式單片機的結構；講述AVR單片機的開發工具和集成開發環境（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數據存儲器102.3.3EEPROM數據存儲器112.3.4存儲器訪問和指令執行時序112.3.5I/O存儲器132.4AVR單片機系統復位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242.6.2空閑模式242.6.3掉電模式252.7AVR單片機定時器／計數器252.7.1定時器／計數器預定比例器252.7.28位定時器／計數器0252.7.316位定時器／計數器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嵌入式單片機開發下載實驗器SL?AVR703.4AVR集成開發環境(IDE)753.4.1AVR Assembler編譯器753.4.2AVR Studio773.4.3AVR Prog783.5SL?AVR系列組態開發實驗系統793.6SL?AVR*.ASM源文件說明81第四章AVR單片機指令系統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數據操作和指令類型924.3.1數據操作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數據傳送指令1354.6.1直接數據傳送指令1354.6.2間接數據傳送指令1374.6.3從程序存儲器直接取數據指令1444.6.4I／O口數據傳送指令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--小數乘法1664.8.6FMULS--有符號數乘法1664.8.7FMULSU--有符號小數和無符號小數乘法1674.8.8MOVW--拷貝寄存器字1684.8.9MULS--有符號數乘法1694.8.10MULSU--有符號數與無符號數乘法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數據塊傳送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鍵區休眠觸發方式2576.2.17多工法驅動LED和4×4鍵區掃描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上實現字符8的循環移位顯示程序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3518.5串口通信UART3528.5.1AVR系統與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環境3709.4.1編譯一個單獨的文件3709.4.2創建一個新的工程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狀態窗口3719.4.7終端仿真3719.5C庫函數與啟動文件3729.5.1啟動文件3729.5.2常用庫函數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3769.5.7字符串函數3779.5.8變量參數函數3799.5.9堆棧檢查函數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據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匯編界面和調用規則3899.6.17函數返回非整型值3909.6.18程序和數據區的使用3909.6.19編程區域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系列現場可編程系統標準集成電路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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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、開發工具、指令系統、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兩種數據存儲器、定時器/計數器、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。一般的應用系統只需此一塊芯片即可實現智能化。
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C51單片機是我們生活中最常用的系列,MCS-51系列單片機有4個并行口(P0,P1,P2,P3口),但對一個稍微復雜的應用系統來說,真正可供用戶使用的并行口,只有P1口可用,況且常常因擴展I2C和SPI的器件需占用某些P1口,迫使用戶不得不擴展并行口以滿足實際的需要。習慣上,常用的并行口接口芯片有8255、8155,這兩種芯片功能比較齊全,可以使用在相對比較復雜的系統中,但如是對一般的系統而言,這些功能往往閑置不用。那么就可以選用一些本來閑置不用的口線作為選通信號來進行并行口的擴展,這樣就能充分利用單片機有限的I/O資源,在本設計中是將P1口擴展成一個或幾個8位并行口,在每一個八位口上接入8個發光二極管做為輸出,二極管是做開關量來使用的,在這里設計了跑馬燈和流水燈程序,做到對開關量的開斷控制;配合開關量的控制筆者設計了一個共陽LED數碼管,用來顯示當前發光二極管發亮的序號,做到更加直觀的雙重控制效果,然后再將P0口通過D/A轉換器和一放大器輸出一個模擬信號,其結果可以通過示波器看出。這樣整個系統即有了數字信號輸出和模擬信號輸出,也有數碼管顯示功能,實用性能大提高了。2、 基于89C51的系統硬件設計2.1 并行口的擴展的電路設計 眾所周知,C51系列的單片機都有四個I/O口(P0、P1、P2、P3),那么AT89C51也不例外,但我們通常僅僅使用P1口作為并行口,而令其余口(P2、P3)處于閑置狀態,所以這次設計,我們就是使用閑置不用的P3口做為選能信號線來將P1口進行并行口擴展。 (1) 種方式的并行口擴展優點 連線簡單; 不占用存儲器空間; (2) 編程也方便靈活。但也有很大的缺點 并行口擴展能力有限,(如使用74LS573(74LS373)且不進行驅動處理,則最多可擴展4個同樣類型的并行輸出端口,當然還需要與之對應的四個選通信號。) 如擴展較多,選通信號占用并行口位數太多,例如欲擴展8個并行輸出端口,則需要8個選能信號,此時,僅選能信號就占用了一個8位并行口,這對在I/O端口線有限的單片機系統中,如此浪費資源的現象是不能容忍的。在本次的設計中,采用芯片74HC573(帶三態輸出的八進制透明D型鎖存器)對P1口進行了一個8位并行口的擴展,選通信號選用P3口的P3.3引腳。原理圖如圖1所示:
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單片機應用技術選編(3) 目錄 第一章 單片機的綜合應用技術1.1 8098單片機存儲器的擴展技術1.2 87C196KC單片機的DMA功能1.3 MCS?96系列單片機高精度接口設計1.4 利用PC機的8096軟件開發系統1.5 EPROM模擬器及其應用1.6 MCS?51智能反匯編軟件的設計與實現1.7 MCS?51系列軟件設計與調試中一個值得注意的問題1.8 PL／M語言在微機開發系統中的應用特性1.9 MCS?51單片機開發系統中的斷點產生1.10 C語言實型數與單片機浮點數之間數據格式的轉換1.11 微機控制系統初始化問題探討1.12 MCS?51中斷系統中的復位問題1.13 工業控制軟件的編程原則與編程技巧1.14 CMOS微處理器的功耗特性及其功耗控制原理和應用1.15 基于PLL技術的A/D、D/A轉換器的設計1.16 智能儀器監控程序的模塊化設計1.17 用軟件邏輯開關實現單片機的地址重疊使用1.18 8259A可編程中斷控制器與8031單片機接口電路及編程1.19 NSC810及其在各種微處理機中的應用1.20 MC146818在使用中的幾個問題1.21 交流伺服系統中采用8155兼作雙口信箱存儲器的雙微機結構1.22 實用漢字庫芯片的制作 第二章 新一代存儲器及邏輯器件2.1 新一代非易失性記憶元件--閃爍存儲器2.2 Flash存儲器及應用2.3 隨機靜態存儲器HM628128及應用2.4 非揮發性隨機存儲器NOVRAM2.5 ASIC的設計方法和設計工具2.6 GAL器件的編程方法及其應用2.7 第三代可編程邏輯器件--高密EPLD輯器件EPLDFPGA設計轉換 第三章 數據采集、前向通道與測量技術 3.1 溫度傳感器通道接口技術 3.2 LM135系列精密溫度傳感器的原理和應用 3.3 儀表放大器AD626的應用 3.4 5G7650使用中應注意的問題 3.5 用集成運算放大器構成電荷放大器組件 3.6 普通光電耦合器的線性應用 3.7 高線性光耦合型隔離放大器的研制 3.8 一種隔離型16位單片機高精度模擬量接口3.9 單片16位A/D轉換器AD7701及其與8031單片機的串行接口3.10 雙積分型A/D轉換器與MCS?51系列單片機接口的新方法3.11 8031單片機與AD574A/D轉換器的最簡接口3.12 8098單片機A/D轉換接口及其程序設計3.13 提高A/D轉換器分辨率的實用方案3.14 用CD4051提高8098單片機內10位A/D轉換器分辨率的方法3.15 單片機實現16位高速積分式A/D轉換器3.16 434位A/D轉換器MAX133(134)的原理及應用3.17 AD574A應用中應注意的問題 3.18 CC14433使用中應注意的問題 3.19 高精度寬范圍數據采集系統的溫度補償途徑 3.20 縮短ICL7135A/D采樣程序時間的一種方法 3.21 用單片機實現的數字式自動增益控制 3.22 自動量程轉換電路 3.23 雙積分型A/D的自動量程切換電路 3.24 常用雙積分型A/D轉換器自換程功能的擴展3.25 具有自動量程轉換功能的單片機A/D接口3.26 混合型數據采集器SDM857的功能與應用3.27 高速數據采集系統的傳輸接口3.28 SJ2000方向鑒別位移脈寬頻率檢測多用途專用集成電路3.29 多路高速高精度F/D專用集成電路3.30 數控帶通濾波器的實現及其典型應用 第四章 控制系統與后向通道接口技術4.1 模糊邏輯與模糊控制4.2 自動控制技術的新發展--模糊控制技術4.3 模糊控制表的確定原則4.4 變結構模糊控制系統的實驗研究4.5 新型集成模糊數據相關器NLX1124.6 功率固態繼電器的應用4.7 雙向功率MOS固態繼電器4.8 SSR小型固態繼電器與PSSR功率參數固態繼電器4.9 JGD型多功能固態繼電器的原理和應用4.10 光電耦合器在晶閘管觸發電路中的應用4.11 一種廉價的12位D/A轉換器AD667及接口4.12 利用單片機構成高精度PWM式12位D/A4.13 三相高頻PWM模塊SLE45204.14 專用集成電路TCA785及其應用4.15 單片溫度控制器LM3911的應用4.16 工業測控系統軟件設計的若干問題研究 第五章 人機對話通道接口技術5.1 廉價實用的8×8鍵盤5.2 單片機遙控鍵盤接口5.3 對8279鍵盤顯示接口的改進5.4 用單片機8031的七根I/O線實現對鍵盤與顯示器的控制5.5 通用8位LED數碼管驅動電路ICM7218B5.6 利用條圖顯示驅動器LM3914組成100段LED顯示器的方法5.7 液晶顯示器的多極驅動方式5.8 點陣式液晶顯示屏的構造與應用5.9 點陣式液晶顯示器圖形程序設計5.10 DMF5001N點陣式液晶顯示器和8098單片機的接口技術5.11 8098單片機與液晶顯示控制器HD61830接口5.12 利用PL/M語言對點陣式液晶顯示器進行漢字程序設計5.13 語音合成器TMS 5220的開發與應用5.14 制作T6668語音系統的一些技術問題5.15 單片機、單板機在屏顯系統中的應用 第六章 多機通訊網絡與遙控技術6.1 用雙UART構成的可尋址遙測點裝置--兼談如何組成系統6.2 IBM?PC微機與8098單片機的多機通訊6.3 80C196單片機與IBM?PC機的串行通訊6.4 IBM?PC與MCS?51多機通訊的研究6.5 半雙工方式傳送的單片機多機通信接口電路及軟件設計6.6 單片機與IBM／PC機通訊的新型接口及編程6.7 用光耦實現一點對多點的總線式通訊電路6.8 用EPROM作為通訊變換器實現多機通訊6.9 ICL232單電源雙RS?232發送／接收器及其應用6.10 DTMF信號發送／接收電路芯片MT8880及應用6.11 通用紅外線遙控系統6.12 8031單片機在遙控解碼方面的應用 第七章 電源、電壓變換及電源監視7.1 用于微機控制系統的高可靠性供電方法7.2 80C31單片機防掉電和抗干擾電源的設計7.3 可編程基準電壓源7.4 電源電壓監視器件M81953B7.5 檢出電壓可任意設定的電源電壓監測器7.6 低壓降(LDO?Low Drop?Out)穩壓器7.7 LM317三端可調穩壓器應用二例7.8 三端集成穩壓器的擴流應用 第八章 可靠性與抗干擾技術8.1 數字電路的可靠性設計實踐與體會8.2 單片機容錯系統的設計與實現8.3 微機測控系統的接地、屏蔽和電源供給8.4 ATE的抗干擾及接地技術8.5 微處理器監控電路MAX690A／MAX692A8.6 電測儀表電路的實用抗干擾技術8.7 工業鍍鋅電阻爐溫度控制機的抗干擾措施8.8 一種簡單的抗干擾控制算法 ? 第九章 綜合應用實例9.1 蔬菜灌溉相關參數的自動檢測9.2 MH?214溶解氧測定儀9.3 COP840C單片機在液晶線控空調電腦控制器中的應用9.4 單片機在電飯煲中的應用9.5 用PIC單片機制作電扇自然風發生器 第十章 文章摘要 一、 單片機的綜合應用技術1.1 摩托羅拉8位單片機的應用和開發1.2 NS公司的COP800系列8位單片機1.3 M68HC11與MCS?51單片機功能比較1.4 8098單片機8M存儲空間的擴展技術1.5 80C196KC單片機的外部設備事件服務器1.6 一種多進程實時控制系統的軟件設計1.7 開發單片機的結構化高級語言PL/M?961.8 應用軟件開發中的菜單接口技術1.9 單片機用戶系統EPROM中用戶程序的剖析方法1.10 BJS?98硬件、軟件典型實驗1.11 FORTH語言系統的開發應用1.12 在Transputer系統上用并行C語言編程的特點1.13 一種軟件擴展8031內部計數器簡易方法1.14 MCS 51系列單片機功能測試方法研究1.15 用CD 4520B設計對稱輸出分頻器的方法1.16 多路模擬開關CC 4051功能擴展方法1.17 條形碼技術及其應用系統的設計與實現? 二、 新一代存儲器及邏輯器件2.1 一種多功能存儲器M6M 72561J2.2 串行E2PROM及其在智能儀器中的應用2.3 新型高性能的AT24C系列串行E2PROM2.4 2K～512K EPROM編程卡2.5 電子盤的設計與實現2.6 NS GAL器件的封裝標簽、類型代碼和編程結構間的關系 三、數據采集、前向通道與測量技術3.1 儀器用精密運放CA3193的應用3.2 集成電壓?電流轉換器XTR100的應用3.3 瞬時浮點放大器及應用3.4 隔離放大器289Ｊ及其應用3.5 ICS?300系列新型加速度傳感器3.6 一種實用的壓力傳感器接口電路3.7 霍爾傳感器的應用3.8 一種對多個傳感器進行調理的方法3.9 兩線制壓力變送器3.10 小信號雙線變送器XTR101的使用3.11 兩線長距離頻率傳輸壓力變送器的設計3.12 測溫元件AD590及其應用3.13 熱敏電阻應用動態3.14 一種組合式A/D、D/A轉換器的設計3.15 一種復合式A/D轉換器3.16 TLC549串行輸出ADC及其應用3.17 提高A/D轉換精度的方法--雙通道A/D轉換3.18 模數轉換器ICL7135的0～3.9999Ｖ顯示3.19 微型光耦合器3.20 一種高精度的分壓器電路3.21 利用單片機軟件作熱電偶非線性補償3.22 三線制RTD測量電路及應用中要注意的問題3.23 微伏信號高精度檢測中極易被忽略的問題3.24 寬范圍等分辨率精密測量法3.25 傳感器在線校準系統3.26 一種高精度的熱敏電阻測溫電路3.27 超聲波專用集成電路LM1812的原理與應用3.28 旋轉變壓器數字化檢測及其在8098單片機控制伺服系統中的應用3.29 單片集成兩端式感溫電流源AD590在溫度測控系統中的應用?3.30 數字示波器和單片機構成的自動測試系統3.31 霍爾效應式功率測量研究 四、 控制系統與后向通道接口技術4.1 模糊邏輯與模糊控制(實用模糊控制講座之一)4.2 紅綠燈模糊控制器(實用模糊控制講座之二)4.3 國外模糊技術新產品4.4 交流串級調速雙環模糊PI單片機控制系統4.5 時序控制專用集成電路LT156及其應用4.6 電池充電控制集成電路4.7 雙向晶閘管4.8 雙向可控硅的自觸發電路及其應用4.9 微處理器晶閘管頻率自適應觸發器4.10 F18系列晶閘管模塊介紹4.11 集成電路UAA4002的原理及應用4.12 IGBT及其驅動電路4.13 TWH8751應用集錦4.14 結構可變式計算機工業控制系統設計4.15 單片機控制的音響編輯器 五、 人機對話通道接口技術5.1 5×7點陣LED智能顯示器的應用5.2 基于8031串行口的LED電子廣告牌5.3 點陣液晶顯示控制器與計算機的接口技術5.4 單片機控制可編程液晶顯示系統5.5 大規模語言集成電路應用綜述5.6 最新可編程語言集成電路MSSIO61的應用5.7 用PC打印機接口擴展并行接口 六、 多機系統、網絡與遙控技術6.1 用8098單片機構成的分布式測溫系統6.2 平衡接口EIA?422和EIA485設計指南6.3 I2C BUS及其系統設計6.4 摩托羅拉可尋址異步接受／發送器6.5 用5V供電的RS232C接口芯片6.6 四通道紅外遙控器6.7 TA7333P和TA7657P的功能及應用 七、 電源、電壓變換及電源監視7.1 單片機控制的可控硅三相電源調壓穩壓技術7.2 集成開關電源控制器MC34063的原理及應用7.3 LM299精密基準電壓源7.4 集成過壓保護器的應用7.5 3Ｖ供電的革命7.6 HMOS微機的超低電源電壓運行技術 八、 可靠性與抗干擾設計8.1 淺談艦船電磁兼容與可靠性 九、 綜合應用實例9.1 8098單片機交流電氣參數測試系統的設計和應用9.2 主軸回轉誤差補償控制器9.3 FWK?A型大功率發射臺微機控制系統9.4 高性能壓控振蕩型精密波形發生器ＩCＬ8038及應用9.5 單片機COP 840C在洗碗機中的應用
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單片機應用技術選編(1) 第一章 單片機系統綜合應用技術 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 大容量動態存儲器在單片機系統中的應用111.4 MCS－51單片機系統中動態 RAM的刷新技巧141.5 MCS－51單片機系統中外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 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 用優先權編碼器74LＳ348擴展51系列單片機的外中斷源421.14 用優先權編碼器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 代碼形式參數匯編子程序的應用821.22 單片機應用系統中的查表程序設計861.23 用狀態綜合法設計鍵盤監控程序901.24 單片機系統程序的加密技術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單片機與數字式溫度傳感器的接口設計1422.8 數字式溫度傳感器 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模數轉換器的啟停控制2002.24 ADC1130模數轉換器及其使用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 單片機應用系統中的數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的幾種方式3003.7 固態繼電器3043.8 固態繼電器在交流電子開關中的應用3083.9 JCＧ型參數固態繼電器3123.10 JCＧ型參數固態繼電器的應用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數碼管的構造與特點3584.9 LED數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位數碼管顯示驅動電路設計366 4.11 用三端可調穩壓塊代替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高級語音開發站4324.26 語言處理器 T6668在電話報警系統中的應用4354.27 新型語音處理器YYH16439 第五章 網絡、通訊控制與多機系統4415.1 IBM－PC/XT和單片機通訊系統的設計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單片機間的數據通訊4595.5 IBMPC機與 MCS－51單片機的快速數據通訊4665.6 8031單片機與 PC－1500計算機的通訊4735.7 多片 MCS－51系統的一種串行通訊方式4775.8 多單片機處理系統并行通訊的實現4815.9 半雙工遠距離電流環多機通訊接口電路4855.10 多微機系統共享 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波特率的自動整定4965.13 J274和 J275在微機分布式測控系統中的應用5005.14 單電纜傳送雙向數據5045.15 新穎的多路遙控兀編譯碼器5055.16 DTMF在單片機無線數據通訊中的應用5085.17 MCS－8031單片機在紅外遙控裝置中的應用5155.18 一種實用光纖數字遙測系統5185.19 智能儀表通訊系統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 電源電壓監視用芯片TL7705CP簡介5606.11 電源電壓監視用芯片TL7700簡介5646.12 WMＳ7705B電源監視用芯片簡介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 系統抗于擾技術5757.1 微型計算機系統的抗干擾措施5767.2 計算機應用系統抗干擾問題5797.3 微機在工業應用中的抗干擾措施5867.4 利用電源監視TL7705芯片的抗電源于擾新方法5917.5 利用電源監視芯片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 單片機程序的監視保護6127.11 軟件 WATCHDOG系統615 7.12 一種實用的"看門狗"電路6187.13 高電壓下測量系統的抗干擾措施619 第八章 應用實例6218.1 單片機在多功能函數發生器中的應用6228.2 單片機波形發生器6298.3 單片機控制的調幅波發生器6338.4 用 8031單片機解調時統信號6368.5 具有 114DB動態范圍的浮點數據采集系統6418.6 電熱恒溫箱單片微機控制系統6468.7 智能 I一、C丑測試儀的原理及設計6528.8 采用 LMＳ算法的單片機數字交流電橋6568.9 單片微機的數字相位測試儀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的單片機動態布面檢測系統6878.16 使用 CCD的單片機激光衍射測徑系統6908.17 使用 CCD的單片機動態線徑測量儀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單片微機實現織布機的監測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?
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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)規定了可以執行所有與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許可位圖規定了I/O空間中的哪些地址可以由在任何特權級執行的程序所訪問。I/O許可位圖在任務狀態段TSS中。 I/O敏感指令 指令 功能 保護方式下的執行條件 CLI 清除EFLAGS中的IF位 CPL<=IOPL STI 設置EFLAGS中的IF位 CPL<=IOPL IN 從I/O地址讀出數據 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地址寫數據 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行要根據訪問的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行的。 2.I/O許可位圖如果只用IOPL限制I/O指令的執行是很不方便的，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地址時發生沖突，從而避免任務甲和任務乙使用使用獨享設備時發生沖突。 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行的程序訪問。如果在I/O外層特權級執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。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字節內。I/O許可位圖總以字節為單位存儲，所以位串所含的位數總被認為是8的倍數。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，所以開始偏移應小于56K，但必須大于等于104，因為TSS中前104字節為TSS的固定格式，用于保存任務的狀態。 1.I/O訪問許可檢查細節保護模式下處理器在執行I/O指令時進行許可檢查的細節如下所示。 (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地址對應位在字節中的第幾位；(5)把字節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及下一個字節；(7)把讀出的兩個字節與屏蔽碼進行與運算，若結果不為0表示檢查未通過，則產生出錯碼為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TSSLen = $TSSSEG ENDS 再假設IOPL=1，CPL=3。那么如下I/O指令有些能正常執行，有些會引起通用保護異常： in al,21h ;(1)正常執行 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)正常執行 out 20h,eax ;(6)正常執行 out 4ch,ax ;(7)引起異常 in ax,46h ;(8)引起異常 in eax,42h ;(9)正常執行 由上述I/O許可檢查的細節可見，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。目的是為了盡快地執行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。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，其低位是某個字節的最高位，高位是下一個字節的最低位。可見即使只要檢查兩個位，也可能需要讀取兩個字節。另一方面，最多檢查四個連續的位，即最多也只需讀取兩個字節。所以每次要讀取兩個字節。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時產生越界，必須在I/O許可位圖的最后填加一個全1的字節，即0FFH。此全1的字節應填加在最后一個位圖字節之后，TSS界限范圍之前，即讓填加的全1字節在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，I/O許可檢查全部根據全部根據該位圖進行。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，于是對較小I/O地址訪問的許可檢查根據位圖進行，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。因為這時會發生字節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行的程序才能執行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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