6.1 存儲器概述1、存儲器定義 在微機系統(tǒng)中凡能存儲程序和數(shù)據(jù)的部件統(tǒng)稱為存儲器。2、存儲器分類 微機系統(tǒng)中的存儲器分為內(nèi)存和外存兩類。3、內(nèi)存儲器的組成 微機系統(tǒng)中的存儲器由半導體存儲器芯片組成。 單片機內(nèi)部有存儲器，當單片機內(nèi)部的存儲器不夠用時，可以外擴存儲器。外擴的存儲器就是由半導體存儲器芯片組成的。 當用半導體存儲器芯片組成內(nèi)存時必須滿足個要求：①每個存儲單元一定要有8個位。②存儲單元的個數(shù)滿足系統(tǒng)要求。注意：內(nèi)存的容量是指它所含存儲單元的個數(shù)（每個存儲單元一定要有8個位，可以存儲8位二進制信息）。6.2 半導體存儲器由于集成工藝水平的限制，一個半導體存儲器芯片上所集成的單元個數(shù)和每個單元的位數(shù)有限，用它構成內(nèi)存時必須滿足：內(nèi)存容量和一個存儲單元有8個位的要求，因此內(nèi)存常常由多個半導體存儲器芯片構成。 半導體存儲器芯片的存儲容量是指其上所含的基本存儲電路的個數(shù)，用單元個數(shù)×位數(shù)表示。掌握：① 已知內(nèi)存容量和半導體存儲器芯片的容量，求用半導體存儲器芯片構成內(nèi)存時需要的芯片個數(shù)。② 內(nèi)存的容量=末地址—首地址+1 半導體存儲器芯片分成ROM和RAM兩類。6.2.1 ROM芯片6.2.2 RAM芯片6.3 MCS-51單片機存儲器擴展 在微機系統(tǒng)中存儲器是必不可少。MCS51系列單片機內(nèi)部的存儲器不夠用時需要外擴半導體存儲器芯片，外擴的半導體存儲器芯片與MCS51系列單片機通過三總線交換信息。二者連接時必須考慮如下問題：1．二者地址線、數(shù)據(jù)線、控制線的連接。2．工作速度的匹配。CPU在取指令和存儲器讀或寫操作時，是有固定時序的，用戶要根據(jù)這些來確定對存儲器存取速度的要求，或在存儲器已經(jīng)確定的情況下，考慮是否需要Tw周期，以及如何實現(xiàn)。3．片選信號的產(chǎn)生。目前生產(chǎn)的存儲器芯片，單片的容量仍然是有限的，通常總是要由許多片才能組成一個存儲器，這里就有一個如何產(chǎn)生片選信號的問題。4．CPU的驅動能力 。在設計CPU芯片時，一般考慮其輸出線的直流負載能力，為帶一個TTL負載。現(xiàn)在的存儲器一般都為MOS電路，直流負載很小，主要的負載是電容負載，故在小型系統(tǒng)中，CPU是可以直接與存儲器相連的，而較大的系統(tǒng)中，若CPU的負載能力不能滿足要求，可以（就要考慮CPU能否帶得動，需要時就要加上緩沖器，）由緩沖器的輸出再帶負載。6.3.1 ROM芯片的擴展6.3.2 RAM芯片的擴展
標簽： 存儲器接口
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2.1 MCS-51 單片機并行口結構1.1.1 P0口結構 1.1.2 P1口結構 1.1.3 P2口結構 1.1.4 P3口結構2.2 MCS-51 單片機并行口應用在沒有外擴任何芯片時，MCS-51單片機內(nèi)部并行口可以作為輸出口，直接與輸出外設連接，常用的輸出外設是發(fā)光二極管； MCS-51單片機內(nèi)部并行口也可以作為輸入口，直接與輸入外設連接，常用的輸入外設是開關。1.2.1 直接做輸出口 1.2.2 直接做輸入口2.3 七段LED顯示器接口在單片機控制系統(tǒng)中顯示器是必不可少的外設。常用的顯示器有發(fā)光二極管，數(shù)碼管和液晶顯示器。本節(jié)介紹數(shù)碼管接口。1.3.1 數(shù)碼管簡介 1.3.2 單個七段LED數(shù)碼管的接口 1.3.3 多個七段LED數(shù)碼管的接口2.4 鍵盤接口 鍵盤是單片機控制系統(tǒng)最常用、最簡單的輸入設備。用戶可以通過鍵盤輸入數(shù)據(jù)或命令，實現(xiàn)簡單的人機通信。 1.4.1 鍵盤類型 1.4.2 非編碼鍵盤與單片機的接口 1.4.3 矩陣非編碼鍵盤與單片機的接口
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計算機應用中，有時需處理的信息不是數(shù)字量，而是一些隨時間連續(xù)變化的模擬量，甚至是一些非電量，如溫度、壓力、速度等。模擬量的存儲處理困難。首先將非電的模擬信號變成與之對應的模擬電信號，這要通過各種傳感器來完成。計算機可處理的信息均是數(shù)字量（電脈沖信號）1和0，必須把要處理的模擬電量轉換成數(shù)字化的電信號，這需要模擬(Analog)與數(shù)字(Digital)轉換電路。數(shù)字到模擬轉換:(Digital to Analog Convert, D/A) D/A轉換電路是模擬電路加上電子開關。D/A轉換電路的核心是一個運算放大器。運算放大器的特性:(Operation Amplifier) K->無窮大， V和->0 傳遞函數(shù)：V0 = -Vi * R0/Ri Ii->0, I和=If梯形R-2R電阻網(wǎng)絡D/A轉換器Ki受一個8位二進制代碼控制 某位為1，對應開關K倒向右邊； 某位為0，對應開關K倒向左邊。Ki不論倒向哪邊，均為接地VA-VH 的電位為： VREF，1/2VREF，..1/128VREFVO= -VREF *（1/2K7+1/4K6+…+1/256K0）V0= -（0-255/256）VREF 8位D/A轉換器DAC0830系列器件國家半導體公司（NS)產(chǎn)品，0830、0831、0832。R-2R梯形電阻網(wǎng)絡D/A轉換器，雙緩沖結構。單電源、低功耗、電流建立時間1uS。與微計算機接口方便。8位D/A轉換器DAC0830系列器件ILE： 輸入鎖存允許； WR1#： 加載IN REG； WR2#: 加載DAC REG； XFER#: IN REG傳到DAC REG； Iout1,Iout2: 外接OA輸入； Rfb: 反饋電阻接OA輸出； VREF： 參考電源，控制輸出電壓變化范圍。
標簽： AD轉換
上傳時間： 2013-10-16
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計算機部件要具有通用性，適應不同系統(tǒng)與不同用戶的需求，設計必須模塊化。計算機部件產(chǎn)品(模塊)供應出現(xiàn)多元化。模塊之間的聯(lián)接關系要標準化，使模塊具有通用性。模塊設計必須基于一種大多數(shù)廠商認可的模塊聯(lián)接關系，即一種總線標準。總線的標準總線是一類信號線的集合是模塊間傳輸信息的公共通道，通過它，計算機各部件間可進行各種數(shù)據(jù)和命令的傳送。為使不同供應商的產(chǎn)品間能夠互換，給用戶更多的選擇，總線的技術規(guī)范要標準化。總線的標準制定要經(jīng)周密考慮，要有嚴格的規(guī)定。總線標準（技術規(guī)范）包括以下幾部分：機械結構規(guī)范：模塊尺寸、總線插頭、總線接插件以及按裝尺寸均有統(tǒng)一規(guī)定。功能規(guī)范：總線每條信號線（引腳的名稱）、功能以及工作過程要有統(tǒng)一規(guī)定。電氣規(guī)范：總線每條信號線的有效電平、動態(tài)轉換時間、負載能力等。總線的發(fā)展情況S-100總線：產(chǎn)生于1975年，第一個標準化總線，為微計算機技術發(fā)展起到了推動作用。IBM-PC個人計算機采用總線結構（Industry Standard Architecture, ISA)并成為工業(yè)化的標準。先后出現(xiàn)8位ISA總線、16位ISA總線以及后來兼容廠商推出的EISA（Extended ISA)32位ISA總線。為了適應微處理器性能的提高及I/O模塊更高吞吐率的要求，出現(xiàn)了VL-Bus(VESA Local Bus)和PCI(Peripheral Component Interconnect,PCI）總線。適合小型化要求的PCMCIA(Personal Computer Memory Card International Association)總線，用于筆記本計算機的功能擴展。總線的指標計算機主機性能迅速提高,各功能模塊性能也要相應提高,這對總線性能提出更高的要求。總線主要技術指標有幾方面：總線寬度：一次操作可以傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位數(shù)，如S100為8位，ISA為16位，EISA為32位，PCI-2可達64位。總線寬度不會超過微處理器外部數(shù)據(jù)總線的寬度。總數(shù)工作頻率：總線信號中有一個CLK時鐘，CLK越高每秒鐘傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量越大。ISA、EISA為8MHz，PCI為33.3MHz, PCI-2可達達66.6MHz。單個數(shù)據(jù)傳輸周期：不同的傳輸方式，每個數(shù)據(jù)傳輸所用CLK周期數(shù)不同。ISA要2個，PCI用1個CLK周期。這決定總線最高數(shù)據(jù)傳輸率。5. 總線的分類與層次系統(tǒng)總線：是微處理器芯片對外引線信號的延伸或映射，是微處理器與片外存儲器及I/0接口傳輸信息的通路。系統(tǒng)總線信號按功能可分為三類：地址總線（Where）：指出數(shù)據(jù)的來源與去向。地址總線的位數(shù)決定了存儲空間的大小。系統(tǒng)總線：數(shù)據(jù)總線（What）提供模塊間傳輸數(shù)據(jù)的路徑，數(shù)據(jù)總線的位數(shù)決定微處理器結構的復雜度及總體性能。控制總線（When）：提供系統(tǒng)操作所必需的控制信號，對操作過程進行控制與定時。擴充總線：亦稱設備總線，用于系統(tǒng)I/O擴充。與系統(tǒng)總線工作頻率不同，經(jīng)接口電路對系統(tǒng)總統(tǒng)信號緩沖、變換、隔離，進行不同層次的操作（ISA、EISA、MCA)局部總線：擴充總線不能滿足高性能設備（圖形、視頻、網(wǎng)絡）接口的要求，在系統(tǒng)總線與擴充總線之間插入一層總線。由于它經(jīng)橋接器與系統(tǒng)總線直接相連，因此稱之為局部總線（PCI）。
上傳時間： 2013-11-09
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8086總線操作：8086微處理器與片外存儲器或I/O接口進行數(shù)據(jù)傳輸時，經(jīng)BIU執(zhí)行8086規(guī)定的總線操作。總線周期的組成：8086的基本總線周期為4個時鐘周期，每個時鐘周期間隔稱為一個T狀態(tài)。8086的中斷系統(tǒng)：8086微處理器可處理256種中斷。8086對外部硬件中斷請求INTR的響應： 當INTR有一高電平，即有可屏蔽中斷請求。若此時IF=1且當前指令執(zhí)行完，進入中斷響應周期，處理過程如下：INTA#在兩個總線周期中分別發(fā)出有效信號，第二周期中8086讀到中斷類型碼保護現(xiàn)場：標志寄存器入棧，清除IF和TF標志位，保護斷點（下一條指令地址入棧）。8086總線請求：在一個系統(tǒng)中，若存在多個可控制總線的主模塊時，總線使用權的轉移存在著一個請求與響應的過程。
標簽： 8086 總線 中斷系統(tǒng) 操作
上傳時間： 2013-10-21
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1 MCS-51單片機系統(tǒng)擴展的基本概念2 程序存儲器擴展技術3 數(shù)據(jù)存儲器擴展4 輸入/輸出口擴展技術MCS-51單片機系統(tǒng)擴展的基本概念1.1 MCS-51單片機最小應用系統(tǒng)1.2 MCS-51單片機的外部擴展性能MCS-51單片機最小應用系統(tǒng)1．8051/8751最小應用系統(tǒng)（如圖1所示）。由于集成度的限制，這種最小應用系統(tǒng)只能用作一些小型的控制單元。其應用特點是：（1）全部I/O口線均可供用戶使用。（2）內(nèi)部存儲器容量有限（只有4KB地址空間）。（3）應用系統(tǒng)開發(fā)具有特殊性。2．8031最小應用系統(tǒng)8031是片內(nèi)無程序存儲器的單片機芯片，因此，其最小應用系統(tǒng)應在片外擴展EPROM。圖2為用8031外接程序存儲器構成的最小系統(tǒng)。
標簽： MCS 51 單片機系統(tǒng) 擴展技術
上傳時間： 2014-04-03
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摘 要：單片機多機通訊一般采用串行總線方式，但在通訊距離短，通訊數(shù)據(jù)量大，通訊速率高的場合也會用到多機并行通訊。本文介紹一種采用簡單邏輯電路實現(xiàn)單片機多機并行通訊的方法。關鍵詞：并行通訊，三態(tài)緩沖寄存器，雙端口存儲器，總線隔離1、 簡介本文介紹的單片機多機并行通訊系統(tǒng)，使用89C51作為主機，多片89C2051作為從機。（89C2051為20腳300MIL封裝，帶有2K FLASH E2PROM的單片機，除了少了兩個并口外，具備MCS-51系列單片機所有功能。因為其體積小，功能強，必將在單片機應用領域內(nèi)廣泛使用）。這種并行通訊方法適用于在多站點，多層次的檢測和控制系統(tǒng)中充當通信控制器的角色；也適合于用作單片機串行口擴充電路。
上傳時間： 2013-10-31
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單片計算機（簡稱單片機）在工作時，因某種原因造成突然掉電，將會丟失數(shù)據(jù)存儲器（RAM）里的數(shù)據(jù)，沖掉前期工作的所有信息。為了在突然掉電時能夠保持數(shù)據(jù)存儲器（RAM）的數(shù)據(jù)，保證單片機系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠地工作，數(shù)據(jù)信息處理的安全，雖然單片機主電源里有大容量濾波電容器，當?shù)綦姇r，單片機靠貯存在電容器里的能量，一般能維持工作半個周期（10ms）左右。為此，要求一旦市電發(fā)生瞬間斷電時，必須要有一種電源能在小于10ms 的時間內(nèi)重新送電，確保單片機系統(tǒng)正常運行，這一任務就由UPS 來完成。電源系統(tǒng)瞬時掉電所產(chǎn)生的干擾會造成單片機的計算錯誤和數(shù)據(jù)丟失，有了UPS 可以使單片機系連續(xù)可靠地工作。單片機系統(tǒng)除使用UPS 外，下面介紹一種行之有效的后備電源。通過理論和實踐證明，當供電電壓由5V 下降到4 5V時單片機通常均能正常運行，但電壓再往下跌落時，單片機就不能繼續(xù)正常運行。在一般情況下CPU、CMOS、TTL 電路將因電源電壓跌落而首先不能正常運行，RAM在電壓跌落到比較低時尚能工作。因為單片機使用的主電源均有大容量電容，所以在主電源失電時，如果按放電曲線在下跌到單片機能正常運行工作的最低電壓之前，把后備電源接上便能保持單片機正常運行。
上傳時間： 2013-11-02
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單片機應用技術選編(1) 第一章 單片機系統(tǒng)綜合應用技術 11.1 且使用 8098單片機的幾點體會 2 1.2 單片機的冷啟動與熱啟動 31.3 大容量動態(tài)存儲器在單片機系統(tǒng)中的應用111.4 MCS－51單片機系統(tǒng)中動態(tài) RAM的刷新技巧141.5 MCS－51單片機系統(tǒng)中外RAM空間超64KB的擴展方法161.6 8031單片機P0口和P2口的應用開發(fā) 181.7 74LＳ164在 8031單片機中的兩種用法261.8 用于 8031單片機的快速I/O接口281.9 MCS－51定時器定時常數(shù)初值的精確設定法301.10 8253的翻轉問題及 MC6840的替代方法321.11 MCS－51單片機外部中斷源的擴展設計351.12 MCS－51單片機多外中斷擴展方法401.13 用優(yōu)先權編碼器74LＳ348擴展51系列單片機的外中斷源421.14 用優(yōu)先權編碼器74LＳ148擴展51系列單片機的外中斷源471.15 8031單片機與 BＧ5119A漢字庫的接口方法521.16 可背插 ＳRAM的日歷時鐘 DＳ1216及其應用551.17 實時日歷時鐘集成電路MＳM5832及其時序601.18 實時日歷時鐘集成電路MＳM5832的接口技術631.19 實時時鐘/日歷芯片MC146818及其應用671.20 與 ＳICE仿真器通訊的IBM-PC機通訊程序的改進741.21 代碼形式參數(shù)匯編子程序的應用821.22 單片機應用系統(tǒng)中的查表程序設計861.23 用狀態(tài)綜合法設計鍵盤監(jiān)控程序901.24 單片機系統(tǒng)程序的加密技術961.25 MCS－96單片機程序保密的幾種方法1001.26 ＧAL輸出宏單元原理及使用105 1.27 通用陣列邏輯 ＧAL應用于步進電機控制實例110 第二章 傳感器與前向通道接口技術1172.1 集成溫度傳感器 LM134及其應用1182.2 AD590集成溫度一電流傳感器原理及應用1242.3 集成溫度傳感器 AD590的應用1292.4 GS－800和 GS－130可燃氣體傳感器1332.5 集成化霍爾開關傳感器1352.6 一種新穎實用的氧氣/頻率轉換電路1392.7 MCS－51單片機與數(shù)字式溫度傳感器的接口設計1422.8 數(shù)字式溫度傳感器 ＳWC與 8031的接口及應用1452.9 低成本高精度壓力傳感器微機接口設計1472.10 峰值檢測電路原理及應用1512.11 用 LF398制作的實用峰值和谷值保持電路1532.12 AD637集成真有效值轉換器1562.13 傳感器信號調(diào)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(diào)理模塊 2B30/2B31及其應用1692.16 高精度光纖位移測量系統(tǒng)的電路設計1752.17 集成電壓一電流轉換器 XTR100的工作原理及應用1792.18 傳感器信號變送器 F693及其應用1852.19 一種用兩片 VFC32構成的隔離放大器電路1912.20 實用線性隔離放大器1922.21 電橋放大電路中 7650的一些應用問題1942.22 A/D轉換器 ICL7109的應用研究1962.23 5Ｇ14433模數(shù)轉換器的啟停控制2002.24 ADC1130模數(shù)轉換器及其使用2042.25 16位 A/D轉換器 ADC1143及其與 80C31單片機的接口2082.26 串行 I/O D/A A/D轉換器與單片機的接口2132.27 單片機應用系統(tǒng)中的數(shù)字化傳感器接口技術2162.28 ADVFC32 A/D轉換接口技術2202.29 V/F和 F/V轉換器 TD650原理與應用2242.30 AD650與 MC－51單片機的接口技術2302.31 利用VCＯ電路與單片機接口實現(xiàn)A/D轉換2352.32 LM2907/2917系列F/V變換器在汽車檢測中的應用2382.33 單信號多通道輸入法改善 A/D轉換器性能2412.34 用多片 A們轉換芯片提高 A/D轉換速度2452.35 實時數(shù)控增益調(diào)整與浮點 ADC電路2492.36 電荷耦合器件的單片機驅動2532.37 電荷耦合器件的結構原理與單片機的軟件定時驅動2582.38 利用模數(shù)轉換器提高轉換信號的線性度2622.39 利用微型機解決轉換中的非線性問題2682.40 利用非線性曲線存儲實現(xiàn)線性化的方法2702.41 輸出無非線性誤差的可變電壓源單臂電橋274 第三章 控制系統(tǒng)與后向通道接口技術2793.1 DAC1231與單片機 8031的接口技術2803.2 單路及多路 D八的光電隔離接口技術2843.3 光電隔離高壓驅動器2903.4 TRAIC型光耦在 8031后向通道接口的應用分析2913.5 ＧD－L型光控晶閘管輸出光耦合器2963.6 用于晶閘管過零觸發(fā)的幾種方式3003.7 固態(tài)繼電器3043.8 固態(tài)繼電器在交流電子開關中的應用3083.9 JCＧ型參數(shù)固態(tài)繼電器3123.10 JCＧ型參數(shù)固態(tài)繼電器的應用315 3.11 介紹幾種適用于印刷電路板的超小型電磁繼電器3193.12 用TWＨ8751集成電路構成微機控制的三步進電機驅動電源3223.13 3－4相步進電機控制器 5Ｇ87133253.14 5Ｇ0602報警電路及應用3283.15 兩種新型溫控光控兀的應用330 第四章 人機對話通道接口技術3334.1 單片機鍵盤接口設計3344.2 由電話機集成電路構成的單片機鍵盤接口電路3364.3 用 GAL設計的一種編碼鍵盤接口3384.4 用 CMOS電路構成的非編碼觸摸鍵盤3424.5 設計薄膜開關應注意的一些問題3454.6 觸摸式電子開關集成電路 5Ｇ673及其應用3504.7 8279用于撥碼盤及顯示器的接口設計3544.8 LED數(shù)碼管的構造與特點3584.9 LED數(shù)碼管的集成驅動器及配套器件3624.10 8279芯片的顯示接口分析及32位數(shù)碼管顯示驅動電路設計366 4.11 用三端可調(diào)穩(wěn)壓塊代替LED顯示器的限流電阻3704.12 液晶顯示器件的構造與特點3714.13 LCD七段顯示器與單片機的接口3744.14 液晶顯示器與單片機的接口技術3764.15 可編程LCD控制驅動器PPD72253814.16 微機總線兼容的四位 LCD驅動電路 TSC7211AM3874.17 使用8255的雙極性歸零脈沖驅動液晶顯示器接口3914.18 DMC16230型 LCD顯示模塊的接口技術3954.19 點陣式液晶顯示器原理及應用4034.20 實用液晶顯示電路4094.21 8031控制的 CRT顯示控制接口4144.22 用 8031控制多臺彩色顯示器的實現(xiàn)方法4194.23 高級語言處理器--T6668的結構與典型電路4234.24 延長 T6668語言電路錄放時間的方法4294.25 T6668高級語音開發(fā)站4324.26 語言處理器 T6668在電話報警系統(tǒng)中的應用4354.27 新型語音處理器YYH16439 第五章 網(wǎng)絡、通訊控制與多機系統(tǒng)4415.1 IBM－PC/XT和單片機通訊系統(tǒng)的設計4425.2 IBM－PC/XT微機與單片機的兩種通訊接口4485.3 MCS－51單片機與 IBMPC微機的串行通訊4525.4 中央控制端與 MCS－51單片機間的數(shù)據(jù)通訊4595.5 IBMPC機與 MCS－51單片機的快速數(shù)據(jù)通訊4665.6 8031單片機與 PC－1500計算機的通訊4735.7 多片 MCS－51系統(tǒng)的一種串行通訊方式4775.8 多單片機處理系統(tǒng)并行通訊的實現(xiàn)4815.9 半雙工遠距離電流環(huán)多機通訊接口電路4855.10 多微機系統(tǒng)共享 RAM電路4905.11 串行通訊中的波特率設置4925.12 在MCS－51單片機的串行通訊中實現(xiàn)波特率的自動整定4965.13 J274和 J275在微機分布式測控系統(tǒng)中的應用5005.14 單電纜傳送雙向數(shù)據(jù)5045.15 新穎的多路遙控兀編譯碼器5055.16 DTMF在單片機無線數(shù)據(jù)通訊中的應用5085.17 MCS－8031單片機在紅外遙控裝置中的應用5155.18 一種實用光纖數(shù)字遙測系統(tǒng)5185.19 智能儀表通訊系統(tǒng)中一種冗余通道的設計5245.20 EIARＳ－232－C接口使用中的幾個問題528 第六章 電源、電源變換與電源監(jiān)視5316.1 電源擴展電路5326.2 一種簡單的直流三倍壓電路533 6.3 直流電源變換集成電路5356.4 直流電壓變換器ICL7660的應用5376.5 一種廉價高精密基準電壓源5406.6 精密可調(diào)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(diào)恒流源及應用5576.10 電源電壓監(jiān)視用芯片TL7705CP簡介5606.11 電源電壓監(jiān)視用芯片TL7700簡介5646.12 WMＳ7705B電源監(jiān)視用芯片簡介5676.13 具有HMOS結構的MCS－51系列單片機提供后備電源的方法570 第七章 系統(tǒng)抗于擾技術5757.1 微型計算機系統(tǒng)的抗干擾措施5767.2 計算機應用系統(tǒng)抗干擾問題5797.3 微機在工業(yè)應用中的抗干擾措施5867.4 利用電源監(jiān)視TL7705芯片的抗電源于擾新方法5917.5 利用電源監(jiān)視芯片WMＳ7705的抗電源干擾新方法5947.6 具有浪涌抑制能力的 TVP 6017.7 瞬變電壓抑制M極管TVP的特性及應用6047.8 單片機實時控制軟件抗干擾編程方法的探討6077.9 一種簡單實用的微機死機自復位抗干擾技術6107.10 單片機程序的監(jiān)視保護6127.11 軟件 WATCHDOG系統(tǒng)615 7.12 一種實用的"看門狗"電路6187.13 高電壓下測量系統(tǒng)的抗干擾措施619 第八章 應用實例6218.1 單片機在多功能函數(shù)發(fā)生器中的應用6228.2 單片機波形發(fā)生器6298.3 單片機控制的調(diào)幅波發(fā)生器6338.4 用 8031單片機解調(diào)時統(tǒng)信號6368.5 具有 114DB動態(tài)范圍的浮點數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)6418.6 電熱恒溫箱單片微機控制系統(tǒng)6468.7 智能 I一、C丑測試儀的原理及設計6528.8 采用 LMＳ算法的單片機數(shù)字交流電橋6568.9 單片微機的數(shù)字相位測試儀6598.10 單片機的氣體流量測量6628.11 單片機的相關流量儀6688.12 723型可見分光光度計6758.13 多功能微電腦電子秤6798.14 智能路面回彈檢測儀6838.15 使用 CCD的單片機動態(tài)布面檢測系統(tǒng)6878.16 使用 CCD的單片機激光衍射測徑系統(tǒng)6908.17 使用 CCD的單片機動態(tài)線徑測量儀6958.18 使用CCD的單片機中型熱軋圓鋼直徑檢測儀7018.19 用 MCS－51單片微機實現(xiàn)織布機的監(jiān)測7058.20 單片機在工頻參量測試中的應用7098.21 單片機 8098在直線電機控制中的應用715?
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九.輸入/輸出保護為了支持多任務，80386不僅要有效地實現(xiàn)任務隔離，而且還要有效地控制各任務的輸入/輸出，避免輸入/輸出沖突。本文將介紹輸入輸出保護。 這里下載本文源代碼。 <一>輸入/輸出保護80386采用I/O特權級IPOL和I/O許可位圖的方法來控制輸入/輸出，實現(xiàn)輸入/輸出保護。 1.I/O敏感指令輸入輸出特權級(I/O Privilege Level)規(guī)定了可以執(zhí)行所有與I/O相關的指令和訪問I/O空間中所有地址的最外層特權級。IOPL的值在如下圖所示的標志寄存器中。 標 志寄存器 BIT31—BIT18 BIT17 BIT16 BIT15 BIT14 BIT13—BIT12 BIT11 BIT10 BIT9 BIT8 BIT7 BIT6 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT0 00000000000000 VM RF 0 NT IOPL OF DF IF TF SF ZF 0 AF 0 PF 1 CF I/O許可位圖規(guī)定了I/O空間中的哪些地址可以由在任何特權級執(zhí)行的程序所訪問。I/O許可位圖在任務狀態(tài)段TSS中。 I/O敏感指令 指令 功能 保護方式下的執(zhí)行條件 CLI 清除EFLAGS中的IF位 CPL<=IOPL STI 設置EFLAGS中的IF位 CPL<=IOPL IN 從I/O地址讀出數(shù)據(jù) CPL<=IOPL或I/O位圖許可 INS 從I/O地址讀出字符串 CPL<=IOPL或I/O位圖許可 OUT 向I/O地址寫數(shù)據(jù) CPL<=IOPL或I/O位圖許可 OUTS 向I/O地址寫字符串 CPL<=IOPL或I/O位圖許可 上表所列指令稱為I/O敏感指令，由于這些指令與I/O有關，并且只有在滿足所列條件時才可以執(zhí)行，所以把它們稱為I/O敏感指令。從表中可見，當前特權級不在I/O特權級外層時，可以正常執(zhí)行所列的全部I/O敏感指令；當特權級在I/O特權級外層時，執(zhí)行CLI和STI指令將引起通用保護異常，而其它四條指令是否能夠被執(zhí)行要根據(jù)訪問的I/O地址及I/O許可位圖情況而定(在下面論述)，如果條件不滿足而執(zhí)行，那么將引起出錯碼為0的通用保護異常。 由于每個任務使用各自的EFLAGS值和擁有自己的TSS，所以每個任務可以有不同的IOPL，并且可以定義不同的I/O許可位圖。注意，這些I/O敏感指令在實模式下總是可執(zhí)行的。 2.I/O許可位圖如果只用IOPL限制I/O指令的執(zhí)行是很不方便的，不能滿足實際要求需要。因為這樣做會使得在特權級3執(zhí)行的應用程序要么可訪問所有I/O地址，要么不可訪問所有I/O地址。實際需要與此剛好相反，只允許任務甲的應用程序訪問部分I/O地址，只允許任務乙的應用程序訪問另一部分I/O地址，以避免任務甲和任務乙在訪問I/O地址時發(fā)生沖突，從而避免任務甲和任務乙使用使用獨享設備時發(fā)生沖突。 因此，在IOPL的基礎上又采用了I/O許可位圖。I/O許可位圖由二進制位串組成。位串中的每一位依次對應一個I/O地址，位串的第0位對應I/O地址0，位串的第n位對應I/O地址n。如果位串中的第位為0，那么對應的I/O地址m可以由在任何特權級執(zhí)行的程序訪問；否則對應的I/O地址m只能由在IOPL特權級或更內(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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