新穎實用的單片機(jī)雙積分A/D轉(zhuǎn)換電路和軟件:摘 要: 通過對雙積分A/ D 轉(zhuǎn)換過程及其原理的分析,結(jié)合8031 單片機(jī)定時計數(shù)器的特點,設(shè)計出一種新的A/ D 轉(zhuǎn)換電路. 詳細(xì)介紹了這種轉(zhuǎn)換電路的硬件原理及工作過程,給出了實用的硬件電路與軟件設(shè)計框圖. 通過比較分析,可以看出這種A/ D 轉(zhuǎn)換電路性能價格比較高,軟件編程簡單,并且轉(zhuǎn)換速度和精度優(yōu)于一般的A/ D 轉(zhuǎn)換電路. 這種設(shè)計思路為數(shù)模轉(zhuǎn)換器(A/ D) 的升級提高指出一個明確的方向.關(guān)鍵詞:單片機(jī); 定時/ 計數(shù)器; A/ D 轉(zhuǎn)換; 雙積分 雙積分A/ D 及定時計數(shù)器原理:我們先分析雙積分A/ D 轉(zhuǎn)換的工作原理. 如圖1 所示,積分器先以固定時間T 對待測的輸入模擬電壓Vi 進(jìn)行正向積分,積分電容C 積累的電荷為
標(biāo)簽： 單片機(jī) 雙積分 轉(zhuǎn)換電路 軟件
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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)計是一項系統(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)計等方面全面考慮。硬件系統(tǒng)的可靠性設(shè)計是單片機(jī)系統(tǒng)可靠性的根本，而軟件系統(tǒng)的可靠性設(shè)計起到抑制外來干擾的作用。軟件系統(tǒng)的可靠性設(shè)計的主要方法有：開機(jī)自檢、軟件陷阱(進(jìn)行程序“跑飛”檢測)、設(shè)置程序運行狀態(tài)標(biāo)記、輸出端口刷新、輸入多次采樣、軟件“看門狗”等。通過軟件系統(tǒng)的可靠性設(shè)計，達(dá)到最大限度地降低干擾對系統(tǒng)工作的影響，確保單片機(jī)及時發(fā)現(xiàn)因干擾導(dǎo)致程序出現(xiàn)的錯誤，并使系統(tǒng)恢復(fù)到正常工作狀態(tài)或及時報警的目的。一、開機(jī)自檢開機(jī)后首先對單片機(jī)系統(tǒng)的硬件及軟件狀態(tài)進(jìn)行檢測，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RAM、ROM、I/O口狀態(tài)等的檢測。1 檢測RAM檢查RAM讀寫是否正常，實際操作是向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，應(yīng)給出RAM出錯提示(聲光或其它形式)，等待處理。2 檢查ROM單元的內(nèi)容對ROM單元的檢測主要是檢查ROM單元的內(nèi)容的校驗和。所謂ROM的校驗和是將ROM的內(nèi)容逐一相加后得到一個數(shù)值，該值便稱校驗和。ROM單元存儲的是程序、常數(shù)和表格。一旦程序編寫完成，ROM中的內(nèi)容就確定了，其校驗和也就是唯一的。若ROM校驗和出錯，應(yīng)給出ROM出錯提示(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)給出出錯提示(聲光或其它形式)，等待處理。4 其它接口電路檢測除了對上述單片機(jī)內(nèi)部資源進(jìn)行檢測外，對系統(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)字測溫儀中的555單穩(wěn)測溫電路，均應(yīng)通過軟件進(jìn)行檢測，確定是否有故障。只有各項檢查均正常，程序方能繼續(xù)執(zhí)行，否則應(yīng)提示出錯。
標(biāo)簽： 單片機(jī)系統(tǒng) 軟件 抗干擾措施
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18-2. D/A轉(zhuǎn)換器基本知識18-3. 光導(dǎo)智能小車硬件實現(xiàn)18-4. ADC0832基本應(yīng)用方法18-5. 光導(dǎo)智能小車軟件實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)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(jìn)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(jìn)行量化而引起的誤差。A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)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(yīng)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(zhuǎn)換器實際的轉(zhuǎn)換特性與理想直線的最大偏差。A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)絕對精度 在一個轉(zhuǎn)換器中，任何數(shù)碼所對應(yīng)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(jìn)行測量，它包括了所有的誤差。轉(zhuǎn)換速率 指ADC能夠重復(fù)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的速度，即每秒轉(zhuǎn)換的次數(shù)。而完成一次A/D轉(zhuǎn)換所需的時間（包括穩(wěn)定時間），則是轉(zhuǎn)換速率的倒數(shù)。
標(biāo)簽： 單片機(jī) 應(yīng)用接口
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《現(xiàn)代微機(jī)原理與接口技術(shù)》實驗指導(dǎo)書 TPC-H實驗臺C語言版 1.實驗臺結(jié)構(gòu)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(biāo)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(yīng)信號DACK1 及AEN信號，供學(xué)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(zhuǎn)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(guān)電路如圖-4所示實驗臺右下方設(shè)有8個開關(guān)K7～K0，開關(guān)撥到“1”位置時開關(guān)斷開，輸出高電平。向下打到“0”位置時開關(guān)接通，輸出低電平。電路中串接了保護(hù)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(shè)有8個發(fā)光二極管及相關(guān)驅(qū)動電路（輸入端L7～L0），當(dāng)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(shè)有兩個共陰極七段數(shù)碼管及驅(qū)動電路，段碼為同相驅(qū)動器，位碼為反相驅(qū)動器。從段碼與位碼的驅(qū)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。
標(biāo)簽： TPC-H 實驗指導(dǎo)書 C語言 實驗臺
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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(shù)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(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(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(yīng)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(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
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pic單片機(jī)實用教程(提高篇)以介紹PIC16F87X型號單片機(jī)為主，并適當(dāng)兼顧PIC全系列，共分9章，內(nèi)容包括：存儲器；I/O端口的復(fù)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(diào)制CCP；模/數(shù)轉(zhuǎn)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(qiáng)、系統(tǒng)全面、學(xué)練結(jié)合、學(xué)用并重、實例豐富、習(xí)題齊全。＜br＞本書作為Microchip公司大學(xué)計劃選擇用書，可廣泛適用于初步具備電子技術(shù)基礎(chǔ)和計算機(jī)知識基礎(chǔ)的學(xué)生、教師、單片機(jī)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(shè)計者、工程技術(shù)人員閱讀。本教程全書共分2篇，即基礎(chǔ)篇和提高篇，分2冊出版，以適應(yīng)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(dǎo)體存儲器的種類和特點1.1.2 PIC單片機(jī)內(nèi)部的程序存儲器1.1.3 PIC單片機(jī)內(nèi)部的EEPROM數(shù)據(jù)存儲器1.1.4 PIC16F87X內(nèi)部EEPROM和FIASH操作方法1.2 與EEPROM相關(guān)的寄存器1.3 片內(nèi)EEPROM數(shù)據(jù)存儲器結(jié)構(gòu)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(guān)的寄存器1.5 片內(nèi)FLASH程序存儲器結(jié)構(gòu)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(yù)防意外寫操作的保障措施1.7 EEPROM和FLASH應(yīng)用舉例1.7.1 EEPROM的應(yīng)用1.7.2 FIASH的應(yīng)用思考題與練習(xí)題第2章 輸入/輸出端口的復(fù)合功能2.1 RA端口2.1.1 與RA端口相關(guān)的寄存器2.1.2 電路結(jié)構(gòu)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(guān)的寄存器2.2.2 電路結(jié)構(gòu)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(guān)的寄存器2.3.2 電路結(jié)構(gòu)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(guān)的寄存器2.4.2 電路結(jié)構(gòu)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(guān)的寄存器2.5.2 電路結(jié)構(gòu)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(guān)的寄存器2.6.2 電路結(jié)構(gòu)和工作原理2.7 應(yīng)用舉例思考題與練習(xí)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(guān)的寄存器3.3 定時器/計數(shù)器TMR1模塊的電路結(jié)構(gòu)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(fù)位3.5 定時器/計數(shù)器TMR1模塊的應(yīng)用舉例思考題與練習(xí)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(guān)的寄存器4.3 定時器TMR2模塊的電路結(jié)構(gòu)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(fù)位4.4.4 TMR2模塊的初始化編程4.5 定時器TMR2模塊的應(yīng)用舉例思考題與練習(xí)題第5章 輸入捕捉/輸出比較/脈寬調(diào)制CCP5.1 輸入捕捉工作模式5.1.1 輸入捕捉摸式相關(guān)的寄存器5.1.2 輸入捕捉模式的電路結(jié)構(gòu)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(yīng)用舉例5.2 輸出比較工作模式5.2.1 輸出比較模式相關(guān)的寄存器5.2.2 輸出比較模式的電路結(jié)構(gòu)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(yīng)用舉例5.3 脈寬調(diào)制輸出工作模式5.3.1 脈寬調(diào)制模式相關(guān)的寄存器5.3.2 脈寬調(diào)制模式的電路結(jié)構(gòu)5.3.3 脈寬調(diào)制模式的工作原理5.3.4 脈定調(diào)制模式的應(yīng)用舉例5.4 兩個CCP模塊之間相互關(guān)系思考題與練習(xí)題第6章 模/數(shù)轉(zhuǎn)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(nèi)ADC模塊6.2.1 ADC模塊相關(guān)的寄存器6.2.2 ADC模塊結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)換6.2.5 ADC模塊的轉(zhuǎn)換精度和分辨率6.2.6 ADC模塊的內(nèi)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(nèi)ADC模塊的應(yīng)用舉例思考題與練習(xí)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(jié)構(gòu)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(nèi)通用同步/異步收發(fā)器USART模塊7.2.1 與USART模塊相關(guān)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(yīng)用舉例思考題與練習(xí)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(gòu)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(guān)的寄存器8.2.2 SPI接口的結(jié)構(gòu)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(yīng)用舉例思考題與練習(xí)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(shù)語9.1.2 I（平方）C總線的技術(shù)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(shù)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(guān)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(yīng)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(yīng)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(yīng)用舉例思考題與練習(xí)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(xiàn)
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AVR單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計:AVR單片機(jī)是美國ATMEL公司1997年推出的單片機(jī)系列。本書以其代表型號AT90S8535為主線，講述該系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、開發(fā)工具、指令系統(tǒng)、各種接口及其應(yīng)用程序舉例和設(shè)計方法。學(xué)習(xí)了這種功能較全的單片機(jī)，對于AVR系列其他型號單片機(jī)的應(yīng)用就可以舉一反三。 AVR單片機(jī)具有高速度、高保密性、低功耗的特點。AT90S8535內(nèi)含可反復(fù)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(zhuǎn)換器及PWM等豐富的內(nèi)部資源。一般的應(yīng)用系統(tǒng)只需此一塊芯片即可實現(xiàn)智能化。
標(biāo)簽： AVR 單片機(jī) 應(yīng)用設(shè)計
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C51單片機(jī)是我們生活中最常用的系列,MCS-51系列單片機(jī)有4個并行口(P0,P1,P2,P3口),但對一個稍微復(fù)雜的應(yīng)用系統(tǒng)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(kuò)展I2C和SPI的器件需占用某些P1口,迫使用戶不得不擴(kuò)展并行口以滿足實際的需要。習(xí)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(fù)雜的系統(tǒng)中,但如是對一般的系統(tǒng)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(jìn)行并行口的擴(kuò)展,這樣就能充分利用單片機(jī)有限的I/O資源,在本設(shè)計中是將P1口擴(kuò)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(fā)光二極管做為輸出,二極管是做開關(guān)量來使用的,在這里設(shè)計了跑馬燈和流水燈程序,做到對開關(guān)量的開斷控制;配合開關(guān)量的控制筆者設(shè)計了一個共陽LED數(shù)碼管,用來顯示當(dāng)前發(fā)光二極管發(fā)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(zhuǎn)換器和一放大器輸出一個模擬信號,其結(jié)果可以通過示波器看出。這樣整個系統(tǒng)即有了數(shù)字信號輸出和模擬信號輸出,也有數(shù)碼管顯示功能,實用性能大提高了。2、 基于89C51的系統(tǒng)硬件設(shè)計2.1 并行口的擴(kuò)展的電路設(shè)計 眾所周知,C51系列的單片機(jī)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(tài),所以這次設(shè)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(jìn)行并行口擴(kuò)展。 (1) 種方式的并行口擴(kuò)展優(yōu)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(kuò)展能力有限,(如使用74LS573(74LS373)且不進(jìn)行驅(qū)動處理,則最多可擴(kuò)展4個同樣類型的并行輸出端口,當(dāng)然還需要與之對應(yīng)的四個選通信號。) 如擴(kuò)展較多,選通信號占用并行口位數(shù)太多,例如欲擴(kuò)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(jī)系統(tǒng)中,如此浪費資源的現(xiàn)象是不能容忍的。在本次的設(shè)計中,采用芯片74HC573(帶三態(tài)輸出的八進(jìn)制透明D型鎖存器)對P1口進(jìn)行了一個8位并行口的擴(kuò)展,選通信號選用P3口的P3.3引腳。原理圖如圖1所示:
標(biāo)簽： C51 單片機(jī) 并行口 擴(kuò)展設(shè)計
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單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編(3) 目錄 第一章 單片機(jī)的綜合應(yīng)用技術(shù)1.1 8098單片機(jī)存儲器的擴(kuò)展技術(shù)1.2 87C196KC單片機(jī)的DMA功能1.3 MCS?96系列單片機(jī)高精度接口設(shè)計1.4 利用PC機(jī)的8096軟件開發(fā)系統(tǒng)1.5 EPROM模擬器及其應(yīng)用1.6 MCS?51智能反匯編軟件的設(shè)計與實現(xiàn)1.7 MCS?51系列軟件設(shè)計與調(diào)試中一個值得注意的問題1.8 PL／M語言在微機(jī)開發(fā)系統(tǒng)中的應(yīng)用特性1.9 MCS?51單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)中的斷點產(chǎn)生1.10 C語言實型數(shù)與單片機(jī)浮點數(shù)之間數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換1.11 微機(jī)控制系統(tǒng)初始化問題探討1.12 MCS?51中斷系統(tǒng)中的復(fù)位問題1.13 工業(yè)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(yīng)用1.15 基于PLL技術(shù)的A/D、D/A轉(zhuǎn)換器的設(shè)計1.16 智能儀器監(jiān)控程序的模塊化設(shè)計1.17 用軟件邏輯開關(guān)實現(xiàn)單片機(jī)的地址重疊使用1.18 8259A可編程中斷控制器與8031單片機(jī)接口電路及編程1.19 NSC810及其在各種微處理機(jī)中的應(yīng)用1.20 MC146818在使用中的幾個問題1.21 交流伺服系統(tǒng)中采用8155兼作雙口信箱存儲器的雙微機(jī)結(jié)構(gòu)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(yīng)用2.3 隨機(jī)靜態(tài)存儲器HM628128及應(yīng)用2.4 非揮發(fā)性隨機(jī)存儲器NOVRAM2.5 ASIC的設(shè)計方法和設(shè)計工具2.6 GAL器件的編程方法及其應(yīng)用2.7 第三代可編程邏輯器件--高密EPLD輯器件EPLDFPGA設(shè)計轉(zhuǎn)換 第三章 數(shù)據(jù)采集、前向通道與測量技術(shù) 3.1 溫度傳感器通道接口技術(shù) 3.2 LM135系列精密溫度傳感器的原理和應(yīng)用 3.3 儀表放大器AD626的應(yīng)用 3.4 5G7650使用中應(yīng)注意的問題 3.5 用集成運算放大器構(gòu)成電荷放大器組件 3.6 普通光電耦合器的線性應(yīng)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(jī)高精度模擬量接口3.9 單片16位A/D轉(zhuǎn)換器AD7701及其與8031單片機(jī)的串行接口3.10 雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器與MCS?51系列單片機(jī)接口的新方法3.11 8031單片機(jī)與AD574A/D轉(zhuǎn)換器的最簡接口3.12 8098單片機(jī)A/D轉(zhuǎn)換接口及其程序設(shè)計3.13 提高A/D轉(zhuǎn)換器分辨率的實用方案3.14 用CD4051提高8098單片機(jī)內(nèi)10位A/D轉(zhuǎn)換器分辨率的方法3.15 單片機(jī)實現(xiàn)16位高速積分式A/D轉(zhuǎn)換器3.16 434位A/D轉(zhuǎn)換器MAX133(134)的原理及應(yīng)用3.17 AD574A應(yīng)用中應(yīng)注意的問題 3.18 CC14433使用中應(yīng)注意的問題 3.19 高精度寬范圍數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的溫度補(bǔ)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(jī)實現(xiàn)的數(shù)字式自動增益控制 3.22 自動量程轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換器自換程功能的擴(kuò)展3.25 具有自動量程轉(zhuǎn)換功能的單片機(jī)A/D接口3.26 混合型數(shù)據(jù)采集器SDM857的功能與應(yīng)用3.27 高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)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(shù)控帶通濾波器的實現(xiàn)及其典型應(yīng)用 第四章 控制系統(tǒng)與后向通道接口技術(shù)4.1 模糊邏輯與模糊控制4.2 自動控制技術(shù)的新發(fā)展--模糊控制技術(shù)4.3 模糊控制表的確定原則4.4 變結(jié)構(gòu)模糊控制系統(tǒng)的實驗研究4.5 新型集成模糊數(shù)據(jù)相關(guān)器NLX1124.6 功率固態(tài)繼電器的應(yīng)用4.7 雙向功率MOS固態(tài)繼電器4.8 SSR小型固態(tài)繼電器與PSSR功率參數(shù)固態(tài)繼電器4.9 JGD型多功能固態(tài)繼電器的原理和應(yīng)用4.10 光電耦合器在晶閘管觸發(fā)電路中的應(yīng)用4.11 一種廉價的12位D/A轉(zhuǎn)換器AD667及接口4.12 利用單片機(jī)構(gòu)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(yīng)用4.15 單片溫度控制器LM3911的應(yīng)用4.16 工業(yè)測控系統(tǒng)軟件設(shè)計的若干問題研究 第五章 人機(jī)對話通道接口技術(shù)5.1 廉價實用的8×8鍵盤5.2 單片機(jī)遙控鍵盤接口5.3 對8279鍵盤顯示接口的改進(jìn)5.4 用單片機(jī)8031的七根I/O線實現(xiàn)對鍵盤與顯示器的控制5.5 通用8位LED數(shù)碼管驅(qū)動電路ICM7218B5.6 利用條圖顯示驅(qū)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(qū)動方式5.8 點陣式液晶顯示屏的構(gòu)造與應(yīng)用5.9 點陣式液晶顯示器圖形程序設(shè)計5.10 DMF5001N點陣式液晶顯示器和8098單片機(jī)的接口技術(shù)5.11 8098單片機(jī)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(jìn)行漢字程序設(shè)計5.13 語音合成器TMS 5220的開發(fā)與應(yīng)用5.14 制作T6668語音系統(tǒng)的一些技術(shù)問題5.15 單片機(jī)、單板機(jī)在屏顯系統(tǒng)中的應(yīng)用 第六章 多機(jī)通訊網(wǎng)絡(luò)與遙控技術(shù)6.1 用雙UART構(gòu)成的可尋址遙測點裝置--兼談如何組成系統(tǒng)6.2 IBM?PC微機(jī)與8098單片機(jī)的多機(jī)通訊6.3 80C196單片機(jī)與IBM?PC機(jī)的串行通訊6.4 IBM?PC與MCS?51多機(jī)通訊的研究6.5 半雙工方式傳送的單片機(jī)多機(jī)通信接口電路及軟件設(shè)計6.6 單片機(jī)與IBM／PC機(jī)通訊的新型接口及編程6.7 用光耦實現(xiàn)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(xiàn)多機(jī)通訊6.9 ICL232單電源雙RS?232發(fā)送／接收器及其應(yīng)用6.10 DTMF信號發(fā)送／接收電路芯片MT8880及應(yīng)用6.11 通用紅外線遙控系統(tǒng)6.12 8031單片機(jī)在遙控解碼方面的應(yīng)用 第七章 電源、電壓變換及電源監(jiān)視7.1 用于微機(jī)控制系統(tǒng)的高可靠性供電方法7.2 80C31單片機(jī)防掉電和抗干擾電源的設(shè)計7.3 可編程基準(zhǔn)電壓源7.4 電源電壓監(jiān)視器件M81953B7.5 檢出電壓可任意設(shè)定的電源電壓監(jiān)測器7.6 低壓降(LDO?Low Drop?Out)穩(wěn)壓器7.7 LM317三端可調(diào)穩(wěn)壓器應(yīng)用二例7.8 三端集成穩(wěn)壓器的擴(kuò)流應(yīng)用 第八章 可靠性與抗干擾技術(shù)8.1 數(shù)字電路的可靠性設(shè)計實踐與體會8.2 單片機(jī)容錯系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)8.3 微機(jī)測控系統(tǒng)的接地、屏蔽和電源供給8.4 ATE的抗干擾及接地技術(shù)8.5 微處理器監(jiān)控電路MAX690A／MAX692A8.6 電測儀表電路的實用抗干擾技術(shù)8.7 工業(yè)鍍鋅電阻爐溫度控制機(jī)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(yīng)用實例9.1 蔬菜灌溉相關(guān)參數(shù)的自動檢測9.2 MH?214溶解氧測定儀9.3 COP840C單片機(jī)在液晶線控空調(diào)電腦控制器中的應(yīng)用9.4 單片機(jī)在電飯煲中的應(yīng)用9.5 用PIC單片機(jī)制作電扇自然風(fēng)發(fā)生器 第十章 文章摘要 一、 單片機(jī)的綜合應(yīng)用技術(shù)1.1 摩托羅拉8位單片機(jī)的應(yīng)用和開發(fā)1.2 NS公司的COP800系列8位單片機(jī)1.3 M68HC11與MCS?51單片機(jī)功能比較1.4 8098單片機(jī)8M存儲空間的擴(kuò)展技術(shù)1.5 80C196KC單片機(jī)的外部設(shè)備事件服務(wù)器1.6 一種多進(jìn)程實時控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計1.7 開發(fā)單片機(jī)的結(jié)構(gòu)化高級語言PL/M?961.8 應(yīng)用軟件開發(fā)中的菜單接口技術(shù)1.9 單片機(jī)用戶系統(tǒng)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(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用1.12 在Transputer系統(tǒng)上用并行C語言編程的特點1.13 一種軟件擴(kuò)展8031內(nèi)部計數(shù)器簡易方法1.14 MCS 51系列單片機(jī)功能測試方法研究1.15 用CD 4520B設(shè)計對稱輸出分頻器的方法1.16 多路模擬開關(guān)CC 4051功能擴(kuò)展方法1.17 條形碼技術(shù)及其應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)? 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(yīng)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(shè)計與實現(xiàn)2.6 NS GAL器件的封裝標(biāo)簽、類型代碼和編程結(jié)構(gòu)間的關(guān)系 三、數(shù)據(jù)采集、前向通道與測量技術(shù)3.1 儀器用精密運放CA3193的應(yīng)用3.2 集成電壓?電流轉(zhuǎn)換器XTR100的應(yīng)用3.3 瞬時浮點放大器及應(yīng)用3.4 隔離放大器289Ｊ及其應(yīng)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(yīng)用3.8 一種對多個傳感器進(jìn)行調(diào)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(shè)計3.12 測溫元件AD590及其應(yīng)用3.13 熱敏電阻應(yīng)用動態(tài)3.14 一種組合式A/D、D/A轉(zhuǎn)換器的設(shè)計3.15 一種復(fù)合式A/D轉(zhuǎn)換器3.16 TLC549串行輸出ADC及其應(yīng)用3.17 提高A/D轉(zhuǎn)換精度的方法--雙通道A/D轉(zhuǎn)換3.18 模數(shù)轉(zhuǎn)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(jī)軟件作熱電偶非線性補(bǔ)償3.22 三線制RTD測量電路及應(yīng)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(zhǔn)系統(tǒng)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(yīng)用3.28 旋轉(zhuǎn)變壓器數(shù)字化檢測及其在8098單片機(jī)控制伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用3.29 單片集成兩端式感溫電流源AD590在溫度測控系統(tǒng)中的應(yīng)用?3.30 數(shù)字示波器和單片機(jī)構(gòu)成的自動測試系統(tǒng)3.31 霍爾效應(yīng)式功率測量研究 四、 控制系統(tǒng)與后向通道接口技術(shù)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(shù)新產(chǎn)品4.4 交流串級調(diào)速雙環(huán)模糊PI單片機(jī)控制系統(tǒng)4.5 時序控制專用集成電路LT156及其應(yīng)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(fā)電路及其應(yīng)用4.9 微處理器晶閘管頻率自適應(yīng)觸發(fā)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(yīng)用4.12 IGBT及其驅(qū)動電路4.13 TWH8751應(yīng)用集錦4.14 結(jié)構(gòu)可變式計算機(jī)工業(yè)控制系統(tǒng)設(shè)計4.15 單片機(jī)控制的音響編輯器 五、 人機(jī)對話通道接口技術(shù)5.1 5×7點陣LED智能顯示器的應(yīng)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(jī)的接口技術(shù)5.4 單片機(jī)控制可編程液晶顯示系統(tǒng)5.5 大規(guī)模語言集成電路應(yīng)用綜述5.6 最新可編程語言集成電路MSSIO61的應(yīng)用5.7 用PC打印機(jī)接口擴(kuò)展并行接口 六、 多機(jī)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)與遙控技術(shù)6.1 用8098單片機(jī)構(gòu)成的分布式測溫系統(tǒng)6.2 平衡接口EIA?422和EIA485設(shè)計指南6.3 I2C BUS及其系統(tǒng)設(shè)計6.4 摩托羅拉可尋址異步接受／發(fā)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(yīng)用 七、 電源、電壓變換及電源監(jiān)視7.1 單片機(jī)控制的可控硅三相電源調(diào)壓穩(wěn)壓技術(shù)7.2 集成開關(guān)電源控制器MC34063的原理及應(yīng)用7.3 LM299精密基準(zhǔn)電壓源7.4 集成過壓保護(hù)器的應(yīng)用7.5 3Ｖ供電的革命7.6 HMOS微機(jī)的超低電源電壓運行技術(shù) 八、 可靠性與抗干擾設(shè)計8.1 淺談艦船電磁兼容與可靠性 九、 綜合應(yīng)用實例9.1 8098單片機(jī)交流電氣參數(shù)測試系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用9.2 主軸回轉(zhuǎn)誤差補(bǔ)償控制器9.3 FWK?A型大功率發(fā)射臺微機(jī)控制系統(tǒng)9.4 高性能壓控振蕩型精密波形發(fā)生器ＩCＬ8038及應(yīng)用9.5 單片機(jī)COP 840C在洗碗機(jī)中的應(yīng)用
標(biāo)簽： 單片機(jī) 應(yīng)用技術(shù)
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九.輸入/輸出保護(hù)為了支持多任務(wù)，80386不僅要有效地實現(xiàn)任務(wù)隔離，而且還要有效地控制各任務(wù)的輸入/輸出，避免輸入/輸出沖突。本文將介紹輸入輸出保護(hù)。 這里下載本文源代碼。 <一>輸入/輸出保護(hù)80386采用I/O特權(quán)級IPOL和I/O許可位圖的方法來控制輸入/輸出，實現(xiàn)輸入/輸出保護(hù)。 1.I/O敏感指令輸入輸出特權(quán)級(I/O Privilege Level)規(guī)定了可以執(zhí)行所有與I/O相關(guān)的指令和訪問I/O空間中所有地址的最外層特權(quán)級。IOPL的值在如下圖所示的標(biāo)志寄存器中。 標(biāo) 志寄存器 BIT31—BIT18 BIT17 BIT16 BIT15 BIT14 BIT13—BIT12 BIT11 BIT10 BIT9 BIT8 BIT7 BIT6 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT0 00000000000000 VM RF 0 NT IOPL OF DF IF TF SF ZF 0 AF 0 PF 1 CF I/O許可位圖規(guī)定了I/O空間中的哪些地址可以由在任何特權(quán)級執(zhí)行的程序所訪問。I/O許可位圖在任務(wù)狀態(tài)段TSS中。 I/O敏感指令 指令 功能 保護(hù)方式下的執(zhí)行條件 CLI 清除EFLAGS中的IF位 CPL<=IOPL STI 設(shè)置EFLAGS中的IF位 CPL<=IOPL IN 從I/O地址讀出數(shù)據(jù) CPL<=IOPL或I/O位圖許可 INS 從I/O地址讀出字符串 CPL<=IOPL或I/O位圖許可 OUT 向I/O地址寫數(shù)據(jù) CPL<=IOPL或I/O位圖許可 OUTS 向I/O地址寫字符串 CPL<=IOPL或I/O位圖許可 上表所列指令稱為I/O敏感指令，由于這些指令與I/O有關(guān)，并且只有在滿足所列條件時才可以執(zhí)行，所以把它們稱為I/O敏感指令。從表中可見，當(dāng)前特權(quán)級不在I/O特權(quán)級外層時，可以正常執(zhí)行所列的全部I/O敏感指令；當(dāng)特權(quán)級在I/O特權(quán)級外層時，執(zhí)行CLI和STI指令將引起通用保護(hù)異常，而其它四條指令是否能夠被執(zhí)行要根據(jù)訪問的I/O地址及I/O許可位圖情況而定(在下面論述)，如果條件不滿足而執(zhí)行，那么將引起出錯碼為0的通用保護(hù)異常。 由于每個任務(wù)使用各自的EFLAGS值和擁有自己的TSS，所以每個任務(wù)可以有不同的IOPL，并且可以定義不同的I/O許可位圖。注意，這些I/O敏感指令在實模式下總是可執(zhí)行的。 2.I/O許可位圖如果只用IOPL限制I/O指令的執(zhí)行是很不方便的，不能滿足實際要求需要。因為這樣做會使得在特權(quán)級3執(zhí)行的應(yīng)用程序要么可訪問所有I/O地址，要么不可訪問所有I/O地址。實際需要與此剛好相反，只允許任務(wù)甲的應(yīng)用程序訪問部分I/O地址，只允許任務(wù)乙的應(yīng)用程序訪問另一部分I/O地址，以避免任務(wù)甲和任務(wù)乙在訪問I/O地址時發(fā)生沖突，從而避免任務(wù)甲和任務(wù)乙使用使用獨享設(shè)備時發(fā)生沖突。 因此，在IOPL的基礎(chǔ)上又采用了I/O許可位圖。I/O許可位圖由二進(jìn)制位串組成。位串中的每一位依次對應(yīng)一個I/O地址，位串的第0位對應(yīng)I/O地址0，位串的第n位對應(yīng)I/O地址n。如果位串中的第位為0，那么對應(yīng)的I/O地址m可以由在任何特權(quán)級執(zhí)行的程序訪問；否則對應(yīng)的I/O地址m只能由在IOPL特權(quán)級或更內(nèi)層特權(quán)級執(zhí)行的程序訪問。如果在I/O外層特權(quán)級執(zhí)行的程序訪問位串中位值為1的位所對應(yīng)的I/O地址，那么將引起通用保護(hù)異常。 I/O地址空間按字節(jié)進(jìn)行編址。一條I/O指令最多可涉及四個I/O地址。在需要根據(jù)I/O位圖決定是否可訪問I/O地址的情況下，當(dāng)一條I/O指令涉及多個I/O地址時，只有這多個I/O地址所對應(yīng)的I/O許可位圖中的位都為0時，該I/O指令才能被正常執(zhí)行，如果對應(yīng)位中任一位為1，就會引起通用保護(hù)異常。 80386支持的I/O地址空間大小是64K，所以構(gòu)成I/O許可位圖的二進(jìn)制位串最大長度是64K個位，即位圖的有效部分最大為8K字節(jié)。一個任務(wù)實際需要使用的I/O許可位圖大小通常要遠(yuǎn)小于這個數(shù)目。 當(dāng)前任務(wù)使用的I/O許可位圖存儲在當(dāng)前任務(wù)TSS中低端的64K字節(jié)內(nèi)。I/O許可位圖總以字節(jié)為單位存儲，所以位串所含的位數(shù)總被認(rèn)為是8的倍數(shù)。從前文中所述的TSS格式可見，TSS內(nèi)偏移66H的字確定I/O許可位圖的開始偏移。由于I/O許可位圖最長可達(dá)8K字節(jié)，所以開始偏移應(yīng)小于56K，但必須大于等于104，因為TSS中前104字節(jié)為TSS的固定格式，用于保存任務(wù)的狀態(tài)。 1.I/O訪問許可檢查細(xì)節(jié)保護(hù)模式下處理器在執(zhí)行I/O指令時進(jìn)行許可檢查的細(xì)節(jié)如下所示。 (1)若CPL<=IOPL，則直接轉(zhuǎn)步驟(8)；(2)取得I/O位圖開始偏移；(3)計算I/O地址對應(yīng)位所在字節(jié)在I/O許可位圖內(nèi)的偏移；(4)計算位偏移以形成屏蔽碼值，即計算I/O地址對應(yīng)位在字節(jié)中的第幾位；(5)把字節(jié)偏移加上位圖開始偏移，再加1，所得值與TSS界限比較，若越界，則產(chǎn)生出錯碼為0的通用保護(hù)故障；(6)若不越界，則從位圖中讀對應(yīng)字節(jié)及下一個字節(jié)；(7)把讀出的兩個字節(jié)與屏蔽碼進(jìn)行與運算，若結(jié)果不為0表示檢查未通過，則產(chǎn)生出錯碼為0的通用保護(hù)故障；(8)進(jìn)行I/O訪問。設(shè)某一任務(wù)的TSS段如下： TSSSEG SEGMENT PARA USE16 TSS <> ;TSS低端固定格式部分 DB 8 DUP(0) ;對應(yīng)I/O端口00H—3FH DB 10000000B ;對應(yīng)I/O端口40H—47H DB 01100000B ;對用I/O端口48H—4FH DB 8182 DUP(0ffH) ;對應(yīng)I/O端口50H—0FFFFH DB 0FFH ;位圖結(jié)束字節(jié)TSSLen = $TSSSEG ENDS 再假設(shè)IOPL=1，CPL=3。那么如下I/O指令有些能正常執(zhí)行，有些會引起通用保護(hù)異常： in al,21h ;(1)正常執(zhí)行 in al,47h ;(2)引起異常 out 20h,al ;(3)正常實行 out 4eh,al ;(4)引起異常 in al,20h ;(5)正常執(zhí)行 out 20h,eax ;(6)正常執(zhí)行 out 4ch,ax ;(7)引起異常 in ax,46h ;(8)引起異常 in eax,42h ;(9)正常執(zhí)行 由上述I/O許可檢查的細(xì)節(jié)可見，不論是否必要，當(dāng)進(jìn)行許可位檢查時，80386總是從I/O許可位圖中讀取兩個字節(jié)。目的是為了盡快地執(zhí)行I/O許可檢查。一方面，常常要讀取I/O許可位圖的兩個字節(jié)。例如，上面的第(8)條指令要對I/O位圖中的兩個位進(jìn)行檢查，其低位是某個字節(jié)的最高位，高位是下一個字節(jié)的最低位。可見即使只要檢查兩個位，也可能需要讀取兩個字節(jié)。另一方面，最多檢查四個連續(xù)的位，即最多也只需讀取兩個字節(jié)。所以每次要讀取兩個字節(jié)。這也是在判別是否越界時再加1的原因。為此，為了避免在讀取I/O許可位圖的最高字節(jié)時產(chǎn)生越界，必須在I/O許可位圖的最后填加一個全1的字節(jié)，即0FFH。此全1的字節(jié)應(yīng)填加在最后一個位圖字節(jié)之后，TSS界限范圍之前，即讓填加的全1字節(jié)在TSS界限之內(nèi)。 I/O許可位圖開始偏移加8K所得的值與TSS界限值二者中較小的值決定I/O許可位圖的末端。當(dāng)TSS的界限大于I/O許可位圖開始偏移加8K時，I/O許可位圖的有效部分就有8K字節(jié)，I/O許可檢查全部根據(jù)全部根據(jù)該位圖進(jìn)行。當(dāng)TSS的界限不大于I/O許可位圖開始偏移加8K時，I/O許可位圖有效部分就不到8K字節(jié)，于是對較小I/O地址訪問的許可檢查根據(jù)位圖進(jìn)行，而對較大I/O地址訪問的許可檢查總被認(rèn)為不可訪問而引起通用保護(hù)故障。因為這時會發(fā)生字節(jié)越界而引起通用保護(hù)異常，所以在這種情況下，可認(rèn)為不足的I/O許可位圖的高端部分全為1。利用這個特點，可大大節(jié)約TSS中I/O許可位圖占用的存儲單元，也就大大減小了TSS段的長度。 <二>重要標(biāo)志保護(hù)輸入輸出的保護(hù)與存儲在標(biāo)志寄存器EFLAGS中的IOPL密切相關(guān)，顯然不能允許隨便地改變IOPL，否則就不能有效地實現(xiàn)輸入輸出保護(hù)。類似地，對EFLAGS中的IF位也必須加以保護(hù)，否則CLI和STI作為敏感指令對待是無意義的。此外，EFLAGS中的VM位決定著處理器是否按虛擬8086方式工作。 80386對EFLAGS中的這三個字段的處理比較特殊，只有在較高特權(quán)級執(zhí)行的程序才能執(zhí)行IRET、POPF、CLI和STI等指令改變它們。下表列出了不同特權(quán)級下對這三個字段的處理情況。 不同特權(quán)級對標(biāo)志寄存器特殊字段的處理 特權(quán)級 VM標(biāo)志字段 IOPL標(biāo)志字段 IF標(biāo)志字段 CPL=0 可變(初POPF指令外) 可變 可變 0 不變 不變 可變 CPL>IOPL 不變 不變 不變 從表中可見，只有在特權(quán)級0執(zhí)行的程序才可以修改IOPL位及VM位；只能由相對于IOPL同級或更內(nèi)層特權(quán)級執(zhí)行的程序才可以修改IF位。與CLI和STI指令不同，在特權(quán)級不滿足上述條件的情況下，當(dāng)執(zhí)行POPF指令和IRET指令時，如果試圖修改這些字段中的任何一個字段，并不引起異常，但試圖要修改的字段也未被修改，也不給出任何特別的信息。此外，指令POPF總不能改變VM位，而PUSHF指令所壓入的標(biāo)志中的VM位總為0。 <三>演示輸入輸出保護(hù)的實例(實例九)下面給出一個用于演示輸入輸出保護(hù)的實例。演示內(nèi)容包括：I/O許可位圖的作用、I/O敏感指令引起的異常和特權(quán)指令引起的異常；使用段間調(diào)用指令CALL通過任務(wù)門調(diào)用任務(wù)，實現(xiàn)任務(wù)嵌套。 1.演示步驟實例演示的內(nèi)容比較豐富，具體演示步驟如下：(1)在實模式下做必要準(zhǔn)備后，切換到保護(hù)模式；(2)進(jìn)入保護(hù)模式的臨時代碼段后，把演示任務(wù)的TSS段描述符裝入TR，并設(shè)置演示任務(wù)的堆棧；(3)進(jìn)入演示代碼段，演示代碼段的特權(quán)級是0；(4)通過任務(wù)門調(diào)用測試任務(wù)1。測試任務(wù)1能夠順利進(jìn)行；(5)通過任務(wù)門調(diào)用測試任務(wù)2。測試任務(wù)2演示由于違反I/O許可位圖規(guī)定而導(dǎo)致通用保護(hù)異常；(6)通過任務(wù)門調(diào)用測試任務(wù)3。測試任務(wù)3演示I/O敏感指令如何引起通用保護(hù)異常；(7)通過任務(wù)門調(diào)用測試任務(wù)4。測試任務(wù)4演示特權(quán)指令如何引起通用保護(hù)異常；(8)從演示代碼轉(zhuǎn)臨時代碼，準(zhǔn)備返回實模式；(9)返回實模式，并作結(jié)束處理。
上傳時間： 2013-12-11
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