基于中穎SH79F164單片機的電子血壓計應用:電子血壓計因具有無創(chuàng)性、操作簡單、攜帶方面等優(yōu)點，目前得到廣泛的應用和推廣。無創(chuàng)檢測血壓的方法很多，如柯氏音法，測振法，超聲法、雙袖帶法、恒定袖帶法、逐拍跟蹤法、張力定測法和恒定容積法等。其中測振法就是我們常說的示波法，由于具有較好的抗干擾能力，能比較可靠地判斷血壓、實現(xiàn)血壓的自動檢測而成為無創(chuàng)血壓的主流。目前國內(nèi)外大多數(shù)電子血壓計都采用示波法。示波法的原理同柯氏音法，也需要充氣袖套來阻斷動脈流，但在放氣過程中不是檢測柯氏音，而是檢測氣袖內(nèi)氣體的振蕩波（測振法由此得名），這些振蕩波是袖帶與動脈耦合的結果，源于心血管周期內(nèi)血管壁由于收縮舒張引起的壓力脈動。理論計算和實踐均證明此振蕩波的幅度有一定的規(guī)律，與動脈收縮壓、平均壓以及舒張壓有一定的函數(shù)關系。針對示波法，本文將詳細介紹基于中穎電子SH79F164 單片機的血壓計系統(tǒng)方案與軟硬件實現(xiàn)。 在硬件電路設計方面，筆者參考了大量的資料，最終選定SH79F164 單片機作為主控IC。其理由是SH79F164 內(nèi)建資源豐富，既能節(jié)省大量外圍器件，又方便系統(tǒng)調(diào)試。SH79F164 內(nèi)建資源主要有：可編程儀表放大器(PGA)、帶通濾波器、固定增益放大器、恒流源放大器、10 位A/D 轉換器、時基定時器(RTC)。硬件部分構成：壓力傳感器、SH79F164 單片機、LCD、袖套、充氣泵、放氣閥、按鍵等(見圖3)。
上傳時間： 2013-10-23
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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)生器都采用單片機來構成。單片機波形發(fā)生器是以單片機核心，配相應的外圍電路和功能軟件，能實現(xiàn)各種波形發(fā)生的應用系統(tǒng)，它由硬件部分和軟件部分組成，硬件是系統(tǒng)的基礎，軟件則是在硬件的基礎上，對其合理的調(diào)配和使用，從而完成波形發(fā)生的任務。 波形發(fā)生器的技術指標：（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：雙極性操作設計1、 機器通電后，系統(tǒng)進行初始化，LED在面板上顯示6個0，表示系統(tǒng)處于初始狀態(tài)，等待用戶輸入設置命令，此時，無任何波形信號輸出。2、 用戶按下“F”、“V”、“W”，可以分別進入頻率，幅值波形設置，使系統(tǒng)進入設置狀態(tài)，相應的數(shù)碼管顯示“一”，此時，按其它鍵，無效；3、 在進入某一設置狀態(tài)后，輸入0~9等數(shù)字鍵，（數(shù)字鍵僅在設置狀態(tài)時，有效）為欲輸出的波形設置相應參數(shù)，LED將參數(shù)顯示在面板上；4、 如果在設置中，要改變已設定的參數(shù)，可按下“CL”鍵，清除所有已設定參數(shù)，系統(tǒng)恢復初始狀態(tài)，LED顯示6個0，等待重新輸入命令；5、 當必要的參數(shù)設定完畢后，所有參數(shù)顯示于LED上，用戶按下“EN”鍵，系統(tǒng)會將各波形參數(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，面板上相應類型的運行指示燈閃爍，表示波形正在輸出，LED顯示波形類型編號，頻率值、電壓幅值等波形參數(shù)；7、 波形發(fā)生器在輸出信號時，按下任意一個鍵，就停止波形信號輸出，等待重新設置參數(shù)，設置過程如上所述，如果不改變參數(shù)，可按下“EN”鍵，繼續(xù)輸出原波形信號；8、 要停止波形發(fā)生器的使用，可按下復位按鈕，將系統(tǒng)復位，然后關閉電源。硬件組成部分通過綜合比較，決定選用獲得廣泛應用，性能價格高的常用芯片來構成硬件電路。單片機采用MCS-51系列的89C51（一塊）,74LS244和74LS373（各一塊）,反相驅動器 ULN2803A（一塊）,運算放大器 LM324（一塊） 波形發(fā)生器的硬件電路由單片機、鍵盤顯示器接口電路、波形轉換（D/ A）電路和電源線路等四部分構成。1.單片機電路功能：形成掃描碼，鍵值識別，鍵功能處理，完成參數(shù)設置；形成顯示段碼,向LED顯示接口電路輸出；產(chǎn)生定時中斷；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口作為擴展I/O口，與8255、0832、74LS373相連接，可尋址片外的寄存器。單片機尋址外設，采用存儲器映像方式，外部接口芯片與內(nèi)部存儲器統(tǒng)一編址，89Ｃ51提供16根地址線P0（分時復用）和P2，P2口提供高8位地址線，P0口提供低8位地址線。P0口同時還要負責與8255，0832的數(shù)據(jù)傳遞。P2.7是8255的片選信號，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89C51內(nèi)部有兩個定時器/計數(shù)器，在波形發(fā)生器中使用T0作為中斷源。不同的頻率值對應不同的定時初值，定時器的溢出信號作為中斷請求。控制定時器中斷的特殊功能寄存器設置如下：定時控制寄存器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：驅動6位數(shù)碼管動態(tài)顯示； 提供響應界面； 掃面鍵盤； 提供輸入按鍵。由并口芯片8255，鎖存器74LS273，74LS244，反向驅動器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LED段碼輸出口，與74LS244相連接，B口作為LED的位選信號輸出口，與ULN2803A相連接。8255內(nèi)部的4個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)字編碼轉換成模擬值；完成單極性向雙極性的波形輸出；構成由兩片0832和一塊LM324運放組成。0832（1）是參考電壓提供者，單片機向0832（1）內(nèi)的鎖存器送數(shù)字編碼，不同的編碼會產(chǎn)生不同的輸出值，在本發(fā)生器中，可輸出1V、2V、3V、4V、5V等五個模擬值，這些值作為0832（2）的參考電壓，使0832（2）輸出波形信號時，其幅度是可調(diào)的。0832（2）用于產(chǎn)生各種波形信號，單片機在波形產(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D/A轉換，得到波形的模擬樣值點，假如N個點就構成波形的一個周期，那么0832（2）輸出N個樣值點后，樣值點形成運動軌跡，就是波形信號的一個周期。重復輸出N個點后，由此成第二個周期，第三個周期……。這樣0832（2）就能連續(xù)的輸出周期變化的波形信號。運放A1是直流放大器，運放A2是單極性電壓放大器，運放A3是雙極性驅動放大器，使波形信號能帶得起負載。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；構成由變壓器、整流硅堆，穩(wěn)壓塊7805組成。220V的交流電，經(jīng)過開關，保險管（1.5A/250V），到變壓器降壓，由220V降為10V，通過硅堆將交流電變成直流電，對于諧波，用4700μF的電解電容給予濾除。為保證直流電壓穩(wěn)定，使用7805進行穩(wěn)壓。最后，＋5V電源配送到各用電負載。
上傳時間： 2013-11-08
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用單片機制作多功能莫爾斯碼電路:用單片機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行國際間的通信，收發(fā)射設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)技術除了持之以恒的毅力外，還需要相關的設備。設計本電路的目的就是給愛好者提供一個實用和訓練的工具。 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，設有16種速度，從初學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行選擇。可以按程序中設定好的呼號自動呼叫，設有聽抄練習功能，聽抄練習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檔的聽抄練習是專為初學者所設，內(nèi)容是時間間隔較長的單字符。設有PTT開關鍵，可以決定是否控制發(fā)射機工作，不需要反復通斷控制線。無論當前處于呼叫狀態(tài)還是聽抄狀態(tài)只要電鍵接點接通則自動轉到人工發(fā)報程序。4分鐘內(nèi)不使用電路將自動關閉電源，只有按復位鍵才能重新開始工作。先按住聽抄練習鍵復位則進入短碼練習狀態(tài)，其它功能不變。從開機到自動關機執(zhí)行每個功能都有不同的莫爾斯碼提示音。本電路具有較強的抗高低頻干擾的能力和使用方便的大電流開關接口，以適應不同的發(fā)射設備。 二、硬件電路原理硬件電路如圖1所示。設計電路的目的在于方便實用，以免在緊張的操作中失誤，所以除了聽抄練習鍵外其它鍵沒有定義復用功能。各鍵的作用在圖中已經(jīng)標出。PTT控制在每次復位時處于關閉狀態(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。考慮到自制設備及淘汰軍用設備與高檔設備控制電流的不同，PTT開關管采用了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。應該注意，如果被控制的負載是感性，則電感兩端必須并聯(lián)續(xù)流二極管，除自制設備外成品機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，當按鍵按下時P1.5電平為0，程序轉入手動鍵子程序。 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”，詞與詞之間不應小于五個“點”。在本程序中用條件轉移指令來產(chǎn)生“點”時間長度。通過速度功能鍵功可以設置16種延時參數(shù)。用T0中斷產(chǎn)生監(jiān)聽音頻信號，并將中斷設為優(yōu)先級，保證在聽覺上純正悅耳。T1用于自動關機計時，如果不使用任何功能四分鐘后將向PCON 位寫1，單片機進入休眠狀態(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調(diào)用。P1.2對地短接時自動呼叫可設定為另一內(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中二進制恰好相同，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，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，更長的時間隔或結束標志由字節(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束，返回主程序。更詳細的內(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)音標準，容易操作，而且可以達到相當快的速度，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。初學者初次使用手動鍵練習發(fā)報要有老師指導，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。使用自動鍵也應在一定的聽抄基礎上再去練習。在暫時找不老師的情況下可多練習聽力，這對于今后能夠發(fā)出標準正確的電碼非常有益。
上傳時間： 2013-10-31
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設計一個單片機控制的簡易定時報警器。要求根據(jù)設定的初始值（1-59秒）進行倒計時，當計時到0時數(shù)碼管閃爍“00”（以1Hz閃爍），按鍵功能如下：（1）設定鍵：在倒計時模式時，按下此鍵后停止倒計時，進入設置狀態(tài)；如果已經(jīng)處于設置狀態(tài)則此鍵無效。（2）增一鍵：在設置狀態(tài)時，每按一次遞增鍵，初始值的數(shù)字增1。（3）遞一鍵：在設置狀態(tài)時，每按一次遞減鍵，初始值的數(shù)字減1。（4）確認鍵：在設置狀態(tài)時，按下此鍵后，單片機按照新的初始值進行倒計時及顯示倒計時的數(shù)字。如果已經(jīng)處于計時狀態(tài)則此鍵無效。3.1.2 模塊1:系統(tǒng)設計（1）任務分析與整體設計思路根據(jù)題目的要求，需要實現(xiàn)如下幾個方面的功能。計時功能：要實現(xiàn)計時功能則需要使用定時器來計時，通過設置定時器的初始值來控制溢出中斷的時間間隔，再利用一個變量記錄定時器溢出的次數(shù)，達到定時1秒中的功能。然后，當計時每到1秒鐘后，倒計時的計數(shù)器減1。當?shù)褂嫊r計數(shù)器到0時，觸發(fā)另一個標志變量，進入閃爍狀態(tài)。顯示功能：顯示倒計時的數(shù)字要采用動態(tài)掃描的方式將數(shù)字拆成“十位”和“個位”動態(tài)掃描顯示。如果處于閃爍狀態(tài)，則可以不需要動態(tài)掃描顯示，只需要控制共陰極數(shù)碼管的位控線，實現(xiàn)數(shù)碼管的滅和亮。鍵盤掃描和運行模式的切換：主程序在初始化一些變量和寄存器之后，需要不斷循環(huán)地讀取鍵盤的狀態(tài)和動態(tài)掃描數(shù)碼管顯示相應的數(shù)字。根據(jù)鍵盤的按鍵值實現(xiàn)設置狀態(tài)、計時狀態(tài)的切換。 （2）單片機型號及所需外圍器件型號，單片機硬件電路原理圖選用MCS-51系列AT89S51單片機作為微控制器，選擇兩個四聯(lián)的共陰極數(shù)碼管組成8位顯示模塊，由于AT89S51單片機驅動能力有限，采用兩片74HC244實現(xiàn)總線的驅動，一個74HC244完成位控線的控制和驅動，另一個74HC244完成數(shù)碼管的7段碼輸出，在輸出口上各串聯(lián)一個100歐姆的電阻對7段數(shù)碼管限流。由于鍵盤數(shù)量不多，選擇獨立式按鍵與P1口連接作為四個按鍵輸入。沒有鍵按下時P1.0-P1.3為高電平，當有鍵按下時，P1.0-P1.3相應管腳為低電平。電路原理圖如圖3-1所示。
上傳時間： 2013-11-13
上傳用戶：曹云鵬
一、實驗目的１．掌握定時/計數(shù)器、輸入/輸出接口電路設計方法。 ２．掌握中斷控制編程技術的方法和應用。３．掌握8086匯編語言程序設計方法。 二、實驗內(nèi)容與要求 微機燈光控制系統(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對話，將8種模式進行任意個數(shù)、任意次序的連接組合。系統(tǒng)不斷重復執(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。第二種音律的強弱（信號幅度大小）控制彩燈。強音時，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．設計目的和內(nèi)容 ２．總體設計 ３．硬件設計：原理圖（接線圖）及簡要說明 ４．軟件設計框圖及程序清單５．設計結果和體會（包括遇到的問題及解決的方法） 四、設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的控制數(shù)據(jù)為“ 1 ”，其余的數(shù)據(jù)均為零，即 1000 … 000 。當 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)設計思路如下：1) 采集8位開關輸入信號，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) 應用定時中斷服務和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，共重復四次的控制方法。要求在初始化時采樣開關輸入數(shù)據(jù)NUM，并以此控制每一時隙的延時時間；在每一時隙結束時，檢查有無鍵按下，若是退出鍵按下，則結束燈光控制，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鍵結尾）。對輸入的數(shù)據(jù)進行檢查，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)，不斷重復循環(huán)進行燈光顯示控制。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計方法。即確定有關功能模塊，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程序的流程框圖。 六、硬件電路設計 以微機實驗平臺和PC機資源為硬件設計的基礎,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并行口電路主要負責數(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)器定時結束會發(fā)出中斷信號，進入中斷服務程序。3．PC機資源本設計除了利用PC機作為控制器之外，還利用了PC機的鍵盤和顯示器。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、軟件設計 軟件主要分為主程序（MAIN）和中斷服務程序（INTT），主程序包含系統(tǒng)初始化、讀取乒乓開關、讀取控制模式數(shù)據(jù)以及按鍵處理等模塊。中斷服務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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電子密碼鎖的設計與實現(xiàn)一、實驗目的 １．進一步掌握鍵盤掃描和LED顯示的程序設計。 ２．了解按鍵消抖的方法。 ３．綜合運用微機原理的軟硬件知識。 二、實驗內(nèi)容與要求 １．基本要求 （1）具有密碼輸入功能，密碼最多為６位；（2）設置退格鍵，以便刪除輸入錯誤的密碼；（3）在輸入的密碼時數(shù)碼管上只顯示8，并根據(jù)輸入位數(shù)依次橫移；（4）設置確認鍵，當確認鍵按下后，判斷輸入密碼是否正確；（5）當輸入密碼正確時，點亮發(fā)光二極管；當輸入密碼不正確時，發(fā)光二極管不亮并且蜂鳴器報警，重新輸入，當三次密碼輸入不正確時，系統(tǒng)應鎖定鍵盤10s。2．提高要求 將用戶分為管理者和使用者，管理者擁有超級密碼，可以修改其他人的密碼。使用者不能修改密碼。 三、實驗報告要求 １．設計目的和內(nèi)容 ２．總體設計 ３．硬件設計：原理圖（接線圖）及簡要說明 ４．軟件設計框圖及程序清單５．設計結果和體會（包括遇到的問題及解決的方法） 四、總體設計 電子密碼鎖的原理是：從鍵盤輸入一組密碼，CPU把該密碼和設置密碼比較，對則將鎖打開（不同鎖的控制方式不一樣，比如加電控制電磁鐵抽回，從而打開），錯則要求重新輸入，并記錄錯誤次數(shù)，如果三次錯誤，則被強制鎖定并報警，除非超級密碼或者其他的手段打開，比如延時一段時間。 初步設計思路如下： 1．輸入密碼用矩形鍵盤，包括數(shù)字鍵和功能鍵，功能鍵包括退格鍵和確認鍵。 2．LED數(shù)碼管顯示輸入密碼，但是只是輸出顯示符號8 。采用動態(tài)掃描輸出。 3．用發(fā)光二極管模擬鎖的情況，鎖關時發(fā)光二極管滅，打開時發(fā)光二極管亮。 4．輸入密碼錯誤時報警，3次輸入錯誤時鍵盤鎖定10s，鍵盤無法接收數(shù)據(jù)。 軟件的設計主要包括矩形鍵盤鍵值的讀取、LED動態(tài)掃描輸出程序、密碼判斷程序和報警程序。 五、硬件設計 根據(jù)設計思路，硬件電路可通過實驗平臺上的一些功能模塊電路組成，由于實驗平臺上的各個功能模塊已經(jīng)設計好，用戶在使用時只要設計模塊間電路的連接，因此，硬件電路的設計及實現(xiàn)相對簡單。完整系統(tǒng)的硬件連接如圖1所示。硬件電路由LED數(shù)碼管顯示模塊、按鍵模塊、發(fā)光二極管電路和蜂鳴器模塊組成。各個模塊的詳細說明：1．LED數(shù)碼管模塊實驗平臺上提供一組六個LED數(shù)碼管。插孔CS1用于數(shù)碼管段選的輸出選通，插孔CS2用于數(shù)碼管位選信號的輸出選通。本設計用6個數(shù)碼管來動態(tài)顯示時分秒，動態(tài)顯示的定時時間由8253定時/計數(shù)器來實現(xiàn)。8253主要是實現(xiàn)每位顯示時間1ms，由8253的計數(shù)器0來實現(xiàn)。Clk0接實驗平臺分頻電路輸出Q6，f＝46875hz。GATE0接8255的PA0，由8255的PA0輸出來控制計數(shù)器的起停。OUT0接8259的IRQ2，定時完成請求中斷，進入中斷服務程序。軟件在中斷服務程序中LED數(shù)碼管顯示。
標簽： 電子密碼鎖
上傳時間： 2013-10-16
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PC機之間串口通信的實現(xiàn)一、實驗目的 １．熟悉微機接口實驗裝置的結構和使用方法。 ２．掌握通信接口芯片8251和8250的功能和使用方法。 ３．學會串行通信程序的編制方法。 二、實驗內(nèi)容與要求 １．基本要求主機接收開關量輸入的數(shù)據(jù)（二進制或十六進制），從鍵盤上按“傳輸”鍵（可自行定義），就將該數(shù)據(jù)通過8251A傳輸出去。終端接收后在顯示器上顯示數(shù)據(jù)。具體操作說明如下：（１）出現(xiàn)提示信息“start with R in the board!”，通過調(diào)整乒乓開關的狀態(tài)，設置8位數(shù)據(jù)；（２）在小鍵盤上按“R”鍵，系統(tǒng)將此時乒乓開關的狀態(tài)讀入計算機I中，并顯示出來，同時顯示經(jīng)串行通訊后，計算機II接收到的數(shù)據(jù)；（３）完成后，系統(tǒng)提示“do you want to send another data? Y/N”，根據(jù)用戶需要，在鍵盤按下“Y”鍵，則重復步驟（1），進行另一數(shù)據(jù)的通訊；在鍵盤按除“Y”鍵外的任意鍵，將退出本程序。２．提高要求 能夠進行出錯處理，例如采用奇偶校驗，出錯重傳或者采用接收方回傳和發(fā)送方確認來保證發(fā)送和接收正確。 三、設計報告要求 １．設計目的和內(nèi)容 ２．總體設計 ３．硬件設計：原理圖（接線圖）及簡要說明 ４．軟件設計框圖及程序清單５．設計結果和體會（包括遇到的問題及解決的方法） 四、8251A通用串行輸入/輸出接口芯片由于CPU與接口之間按并行方式傳輸，接口與外設之間按串行方式傳輸，因此，在串行接口中，必須要有“接收移位寄存器”（串→并）和“發(fā)送移位寄存器”（并→串）。能夠完成上述“串←→并”轉換功能的電路，通常稱為“通用異步收發(fā)器”（UART：Universal Asynchronous Receiver and Transmitter）,典型的芯片有：Intel 8250/8251。8251A異步工作方式：如果8251A編程為異步方式，在需要發(fā)送字符時，必須首先設置TXEN和CTS#為有效狀態(tài)，TXEN(Transmitter Enable)是允許發(fā)送信號，是命令寄存器中的一位；CTS#(Clear To Send)是由外設發(fā)來的對CPU請求發(fā)送信號的響應信號。然后就開始發(fā)送過程。在發(fā)送時，每當CPU送往發(fā)送緩沖器一個字符，發(fā)送器自動為這個字符加上1個起始位，并且按照編程要求加上奇／偶校驗位以及1個、1.5個或者2個停止位。串行數(shù)據(jù)以起始位開始，接著是最低有效數(shù)據(jù)位，最高有效位的后面是奇／偶校驗位，然后是停止位。按位發(fā)送的數(shù)據(jù)是以發(fā)送時鐘TXC的下降沿同步的，也就是說這些數(shù)據(jù)總是在發(fā)送時鐘TXC的下降沿從8251A發(fā)出。數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟ㄌ芈嗜Q于編程時指定的波特率因子，為發(fā)送器時鐘頻率的1、1/16或1/64。當波特率指定為16時，數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟ㄌ芈示褪前l(fā)送器時鐘頻率的1/16。CPU通過數(shù)據(jù)總線將數(shù)據(jù)送到8251A的數(shù)據(jù)輸出緩沖寄存器以后，再傳輸?shù)桨l(fā)送緩沖器，經(jīng)移位寄存器移位，將并行數(shù)據(jù)變?yōu)榇袛?shù)據(jù)，從TxD端送往外部設備。在8251A接收字符時，命令寄存器的接收允許位RxE(Receiver Enable)必須為1。8251A通過檢測RxD引腳上的低電平來準備接收字符，在沒有字符傳送時RxD端為高電平。8251A不斷地檢測RxD引腳，從RxD端上檢測到低電平以后，便認為是串行數(shù)據(jù)的起始位，并且啟動接收控制電路中的一個計數(shù)器來進行計數(shù)，計數(shù)器的頻率等于接收器時鐘頻率。計數(shù)器是作為接收器采樣定時，當計數(shù)到相當于半個數(shù)位的傳輸時間時再次對RxD端進行采樣，如果仍為低電平，則確認該數(shù)位是一個有效的起始位。若傳輸一個字符需要16個時鐘，那么就是要在計數(shù)8個時鐘后采樣到低電平。之后，8251A每隔一個數(shù)位的傳輸時間對RxD端采樣一次，依次確定串行數(shù)據(jù)位的值。串行數(shù)據(jù)位順序進入接收移位寄存器，通過校驗并除去停止位，變成并行數(shù)據(jù)以后通過內(nèi)部數(shù)據(jù)總線送入接收緩沖器，此時發(fā)出有效狀態(tài)的RxRDY信號通知CPU，通知CPU8251A已經(jīng)收到一個有效的數(shù)據(jù)。一個字符對應的數(shù)據(jù)可以是5～8位。如果一個字符對應的數(shù)據(jù)不到8位，8251A會在移位轉換成并行數(shù)據(jù)的時候，自動把他們的高位補成0。 五、系統(tǒng)總體設計方案根據(jù)系統(tǒng)設計的要求，對系統(tǒng)設計的總體方案進行論證分析如下：1．獲取8位開關量可使用實驗臺上的8255A可編程并行接口芯片，因為只要獲取8位數(shù)據(jù)量，只需使用基本輸入和8位數(shù)據(jù)線，所以將8255A工作在方式0，PA0-PA7接實驗臺上的8位開關量。2．當使用串口進行數(shù)據(jù)傳送時，雖然同步通信速度遠遠高于異步通信，可達500kbit/s，但由于其需要有一個時鐘來實現(xiàn)發(fā)送端和接收端之間的同步，硬件電路復雜，通常計算機之間的通信只采用異步通信。3．由于8251A本身沒有時鐘，需要外部提供，所以本設計中使用實驗臺上的8253芯片的計數(shù)器2來實現(xiàn)。4：顯示和鍵盤輸入均使用DOS功能調(diào)用來實現(xiàn)。設計思路框圖，如下圖所示： 六、硬件設計硬件電路主要分為8位開關量數(shù)據(jù)獲取電路，串行通信數(shù)據(jù)發(fā)送電路，串行通信數(shù)據(jù)接收電路三個部分。1．8位開關量數(shù)據(jù)獲取電路該電路主要是利用8255并行接口讀取8位乒乓開關的數(shù)據(jù)。此次設計在獲取8位開關數(shù)據(jù)量時采用8255令其工作在方式0，A口輸入8位數(shù)據(jù)，CS#接實驗臺上CS1口，對應端口為280H-283H，PA0-PA7接8個開關。2．串行通信電路串行通信電路本設計中8253主要為8251充當頻率發(fā)生器，接線如下圖所示。
上傳時間： 2013-12-19
上傳用戶：小火車啦啦啦
多路電壓采集系統(tǒng)一、實驗目的１．熟悉可編程芯片ADC0809，8253的工作過程，掌握它們的編程方法。２．加深對所學知識的理解并學會應用所學的知識，達到在應用中掌握知識的目的。 二、實驗內(nèi)容與要求1．基本要求通過一個A/D轉換器循環(huán)采樣4路模擬電壓，每隔一定時間去采樣一次，一次按順序采樣4路信號。A/D轉換器芯片AD0809將采樣到的模擬信號轉換為數(shù)字信號，轉換完成后，CPU讀取數(shù)據(jù)轉換結果，并將結果送入外設即CRT/LED顯示，顯示包括電壓路數(shù)和數(shù)據(jù)值。2． 提高要求 (1) 可以實現(xiàn)循環(huán)采集和選擇采集2種方式。（2）在CRT上繪制電壓變化曲線。 三、實驗報告要求 １．設計目的和內(nèi)容 ２．總體設計 ３．硬件設計：原理圖（接線圖）及簡要說明 ４．軟件設計框圖及程序清單５．設計結果和體會（包括遇到的問題及解決的方法） 四、總體設計設計思路如下：1) 4路模擬電壓信號通過4個電位器提供0-5V的電壓信號。2) 選擇ADC0809芯片作為A/D轉換器，4路輸入信號分別接到ADC0809的IN0—IN4通道，每隔一定的時間采樣一次，采完一路采集下一路，4路電壓循環(huán)采集。3) 利用3個LED數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)，1個數(shù)碼管用來顯示輸入電壓路數(shù)，3個數(shù)碼管用來顯示電壓采樣值。4) 延時由8253定時/計數(shù)器來實現(xiàn)。 五、硬件電路設計根據(jù)設計思路，硬件主要利用了微機實驗平臺上的ADC0809模數(shù)轉換器、8253定時/計數(shù)器以及LED顯示輸出等模塊。電路原理圖如下：1．基本接口實驗板部分1) 電位計模塊，4個電位計輸出4路1－5V的電壓信號。2) ADC0809模數(shù)轉換器，將4路電壓信號接到IN0－IN3，ADD_A、ADD_B、ADD_C分別接A0、A1、A2，CS_AD接CS0時，4個采樣通道對應的地址分別為280H—283H。3) 延時模塊，8253和8255組成延時電路。8255的PA0接到8253的OUT0，程序中查詢計數(shù)是否結束。硬件電路圖如圖1所示。 圖1 基本實驗板上的電路圖實驗板上的LED顯示部分實驗板上主要用到了LED數(shù)碼管顯示電路，插孔CS1用于數(shù)碼管段碼的輸出選通，插孔CS2用于數(shù)碼管位選信號的輸出選通。電路圖如圖2所示。
上傳時間： 2013-11-06
上傳用戶：sunchao524
提出了一種改進的LSM-ALSM子空間模式識別方法，將LSM的旋轉策略引入ALSM，使子空間之間互不關聯(lián)的情況得到改善，提高了ALSM對相似樣本的區(qū)分能力。討論中以性能函數(shù)代替經(jīng)驗函數(shù)來確定拒識規(guī)則的參數(shù)，實現(xiàn)了識別率、誤識率與拒識率之間的最佳平衡；通過對有限字符集的實驗結果表明，LSM-ALSM算法有效地改善了分類器的識別率和可靠性。關 鍵 詞 學習子空間; 性能函數(shù); 散布矩陣; 最小描述長度在子空間模式識別方法中，一個線性子空間代表一個模式類別，該子空間由反映類別本質的一組特征矢量張成，分類器根據(jù)輸入樣本在各子空間上的投影長度將其歸為相應的類別。典型的子空間算法有以下三種[1, 2]：CLAFIC(Class-feature Information Compression)算法以相關矩陣的部分特征向量來構造子空間，實現(xiàn)了特征信息的壓縮，但對樣本的利用為一次性，不能根據(jù)分類結果進行調(diào)整和學習，對樣本信息的利用不充分；學習子空間方法(Leaning Subspace Method, LSM)通過旋轉子空間來拉大樣本所屬類別與最近鄰類別的距離，以此提高分類能力，但對樣本的訓練順序敏感，同一樣本訓練的順序不同對子空間構造的影響就不同；平均學習子空間算法(Averaged Learning Subspace Method, ALSM)是在迭代訓練過程中，用錯誤分類的樣本去調(diào)整散布矩陣，訓練結果與樣本輸入順序無關，所有樣本平均參與訓練，其不足之處是各模式的子空間之間相互獨立。針對以上問題，本文提出一種改進的子空間模式識別方法。子空間模式識別的基本原理1.1 子空間的分類規(guī)則子空間模式識別方法的每一類別由一個子空間表示，子空間分類器的基本分類規(guī)則是按矢量在各子空間上的投影長度大小，將樣本歸類到最大長度所對應的類別，在類x()iω的子空間上投影長度的平方為()211,2,,()argmax()jMTkkjpg===Σx (1)式中 函數(shù)稱為分類函數(shù)；為子空間基矢量。兩類的分類情況如圖1所示。
上傳時間： 2013-12-25
上傳用戶：熊少鋒
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(nèi)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(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(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(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(nèi)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(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指令引起的異常；使用段間調(diào)用指令CALL通過任務門調(diào)用任務，實現(xiàn)任務嵌套。 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(diào)用測試任務1。測試任務1能夠順利進行；(5)通過任務門調(diào)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(diào)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(diào)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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