摘要：為了解決信號(hào)采集系統(tǒng)的同步串行通訊問(wèn)題，在理解AVR 單片機(jī)SPI接口的通訊原 理和方法的基礎(chǔ)上，分析了AVR 單片機(jī)SPI接口的工作過(guò)程，設(shè)計(jì)了AVR單片機(jī)和串行A/ D轉(zhuǎn)換器的同步串行通訊接口，并用程序描述了SPI接口通訊的過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了AVR單片機(jī) 通過(guò)SPI接口與串行A/D轉(zhuǎn)換器之間的數(shù)據(jù)通訊。最后，用實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析驗(yàn)證了設(shè)計(jì)方 案的可行性。 關(guān)鍵詞：SPI接口；AVR單片機(jī)；串行A/D
標(biāo)簽： AVR SPI 單片機(jī) 串行AD
上傳時(shí)間： 2013-10-31
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摘要:設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)的罐道傾角數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),介紹了系統(tǒng)的構(gòu)成、工作原理和流程圖,給出了單片機(jī)AT89S52與外圍器件的硬件接口電路。使用匯編語(yǔ)言和VisualBasic設(shè)計(jì)了PC機(jī)與單片機(jī)間的串行通信程序,并提出了數(shù)據(jù)趨勢(shì)曲線的繪制方法。設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有易實(shí)現(xiàn)、易編程、可移植、體積小、功耗低等優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵詞:單片機(jī);數(shù)據(jù)采集系統(tǒng);罐道傾角;串行通信;VB
標(biāo)簽： 單片機(jī) 串行通信 數(shù)據(jù)采集 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-11-19
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在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，用戶(hù)必須時(shí)刻掌握系統(tǒng)的運(yùn)行狀況及某些重要的過(guò)程信息，即用戶(hù)必須通過(guò)顯示系統(tǒng)獲取當(dāng)前單片機(jī)的運(yùn)行情況，因此顯示技術(shù)是單片機(jī)的重要組成部分。在實(shí)際應(yīng)用中，為了節(jié)約端口資源和整機(jī)成本，通常采用單片機(jī)的通用串行口、8位移位寄存多閃爍現(xiàn)象越嚴(yán)重。本文介紹一種利用SPI器件優(yōu)化單片機(jī)顯示系統(tǒng)的方法，該方法克服了一般顯示方法的以上兩個(gè)缺點(diǎn)，具有一定的實(shí)用性。器74LS164及LED數(shù)碼管構(gòu)成串行動(dòng)態(tài)顯示系統(tǒng)，該系統(tǒng)一定程度優(yōu)化了顯示輸出通道對(duì)單片機(jī)I/O端口的占用數(shù)量，但它仍需大量（幾個(gè)LED就占用幾條I/O口線）的I/O端口作LED片選，同時(shí)由于74LS164本身未提供輸出允許端，單片機(jī)送來(lái)的串行數(shù)據(jù)從高位LED移向低位LED的過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)LED本應(yīng)熄滅的筆劃發(fā)光而形成閃爍現(xiàn)象，且LED數(shù)越多閃爍現(xiàn)象越嚴(yán)重。本文介紹一種利用SPI器件優(yōu)化單片機(jī)顯示系統(tǒng)的方法，該方法克服了一般顯示方法的以上兩個(gè)缺點(diǎn)，具有一定的實(shí)用性。
上傳時(shí)間： 2013-10-30
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AVR mega128開(kāi)發(fā)板 聯(lián)系 楊迪 15336417867 0531-55508458 QQ：1347978253 http://www.easyele.cn 產(chǎn)品概述:AVR mega128開(kāi)發(fā)板是AVRVi開(kāi)發(fā)的基于Atmega128單片機(jī)的綜合學(xué)習(xí)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，板載學(xué)習(xí)資源，集成JTAG仿真器和ISP下載功能，核心板可拆卸獨(dú)立使用，是你學(xué)習(xí)AVR單片機(jī)，參加各類(lèi)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽，快速搭建產(chǎn)品的不二選擇。AVR mega128開(kāi)發(fā)板亦可以作為單片機(jī)培訓(xùn)，高校實(shí)驗(yàn)室，課程設(shè)計(jì)等的實(shí)驗(yàn)器材。為了更好的支持客戶(hù)的學(xué)習(xí)和開(kāi)發(fā)，此開(kāi)發(fā)板板通訊接口升級(jí)為USB接口，方便計(jì)算機(jī)沒(méi)有串口的朋友，學(xué)習(xí)起來(lái)更加簡(jiǎn)捷。貨號(hào)：EasyAVRM128SK-A 規(guī)格： 套 重量：300克 單價(jià)498/套。 參數(shù)特色： 1.采用核心板和主板分離的形式，在系統(tǒng)的學(xué)習(xí)之后，可以把核心板直接用于產(chǎn)品中，快速搭建系統(tǒng)。 2.開(kāi)發(fā)板上集成了AVR JTAG ICE仿真器和AVR ISP編程器，超高性?xún)r(jià)比。 3.您只需要再擁有一臺(tái)計(jì)算機(jī)，而不需要購(gòu)買(mǎi)仿真器和編程器就可以學(xué)習(xí)開(kāi)發(fā)了。 4.信號(hào)調(diào)理電路，輸入0～10V，軌至軌信號(hào)調(diào)理。 5.系統(tǒng)資源適中，性?xún)r(jià)比高。 6.豐富的學(xué)習(xí)資源，完善的產(chǎn)品支持。 7.EasyAVR教給你從開(kāi)發(fā)環(huán)境建立，軟件編譯，到下載，傳真，硬件設(shè)計(jì)等一系列電子工程師必備的技能，真正學(xué)以致用。 AVR mega128開(kāi)發(fā)板板上資源： M128 所有引腳引出，可以利用杜邦頭很方便的進(jìn)行接插擴(kuò)展，標(biāo)準(zhǔn)2.54針距，可以直接插在萬(wàn)用板上使用，便于進(jìn)行實(shí)驗(yàn) m128 DB Core 自帶5V、3V3 雙路電源穩(wěn)壓 m128 DB Core 外部晶振多種選擇，既可以使用板上已經(jīng)焊接好的14.7456M的晶振，也可以自己根據(jù)自己的需求擴(kuò)展，晶振的切換通過(guò)跳線實(shí)現(xiàn)m128 DB Core 帶有JTAG ISP 標(biāo)準(zhǔn)接口 m128 DB Core 自帶一路標(biāo)準(zhǔn)RS232－TTL轉(zhuǎn)換電路，方便實(shí)現(xiàn)串口通信 AVR mega128 開(kāi)發(fā)板底板：板載JTAG 仿真器 板載STK500 下載內(nèi)核 2路獨(dú)立可調(diào)的信號(hào)調(diào)理電路，可控增益G=0.1-10 2路RS232 串行接口 1路RS485 接口 8 路LED 顯示 4 位動(dòng)態(tài)7 段數(shù)碼管，利用74HC595進(jìn)行驅(qū)動(dòng) 4 位獨(dú)立按鍵 板載IIC 總線PCF8563 實(shí)時(shí)鐘芯片 板載IIC 總線EEPROM AT24c01 1 路有源蜂鳴器 1 路18B20 溫度傳感器接口，支持單總線器件。(12820可選：10元每個(gè)) 1602LCD 接口(送1602液晶) 12232、12864 LCD 接口(LCD12864可選：80元每個(gè)) 想找一份好工作嗎？ 你想成為一名電子設(shè)計(jì)工程師嗎？ 你對(duì)電子設(shè)計(jì)有濃厚興趣，而沒(méi)有工具嗎？ 看了很久的程序方面的書(shū)籍，卻沒(méi)有實(shí)踐的機(jī)會(huì)嗎？ 需要開(kāi)發(fā)產(chǎn)品，想快速入門(mén)？ 想?yún)⒓与娮釉O(shè)計(jì)大賽，機(jī)器人大賽嗎？ 這個(gè)性?xún)r(jià)比高的專(zhuān)業(yè)工具是你的不二選擇，它不僅僅是一個(gè)AVR mega128 開(kāi)發(fā)板，他還是一個(gè)強(qiáng)大的開(kāi)發(fā)工具，通過(guò)它進(jìn)行學(xué)習(xí)后，對(duì)電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)有進(jìn)一步的認(rèn)知，建立起學(xué)習(xí)ARM，DSP，F(xiàn)PGA的良好基礎(chǔ)。AVR mega128 開(kāi)發(fā)板集成了AVR學(xué)習(xí)板，AVR開(kāi)發(fā)板，AVR編程器，AVR仿真器，AVR核心板的功能，并且可以分開(kāi)獨(dú)立使用。 銷(xiāo)售清單： 1、調(diào)試好的AVR mega128開(kāi)發(fā)板一塊(板載JTAG ISP 二合一，已經(jīng)寫(xiě)入自檢程序) 2、ATmega128核心板一塊 3、USB供電線一條 4、標(biāo)準(zhǔn)串口(RS232)通訊線纜一條 5、資料光盤(pán)一張 6、使用說(shuō)明書(shū)（實(shí)驗(yàn)講義）一本 7、保修卡即訂單清單一份 8、贈(zèng)送LCD1602液晶一塊
標(biāo)簽： mega AVR 128 開(kāi)發(fā)板
上傳時(shí)間： 2013-11-10
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S51編程器制作包:自制AT89S51編程器教程AT89S51芯片的日漸流行，對(duì)我們單片機(jī)初學(xué)者來(lái)說(shuō)是一個(gè)大好消息。因?yàn)樽鰝€(gè)AT89S51編程器非常容易，而且串行編程模式更便于做成在線編程器，給頻繁燒片，調(diào)試帶來(lái)了巨大的方便。 電路： 只要焊13根線就可以搞定這個(gè)電路?；驹恚篟ST置高電平，然后向單片機(jī)串行發(fā)送 編程命令。P1.7(SCK)輸入移位脈沖，P1.6(MISO)串行輸出，P1.5(MOSI)串行輸入（要了解詳細(xì)編程原理可以去看AT89S51的數(shù)據(jù)手冊(cè)）。使用并口發(fā)出控制信號(hào)，74373只是用于信號(hào)轉(zhuǎn)換，因?yàn)椴⒖谥苯虞敵龈唠娖降碾妷河悬c(diǎn)沒(méi)到位，使用其他芯片也可以，還有人提出直接接電阻。并口引腳1控制P1.7，引腳14控制P1.5，引腳15讀P1.6，引腳16控制RST，引腳17接74373 LE（鎖存允許），18-25這些引腳都可以接地。建議在你的單片機(jī)系統(tǒng)板上做個(gè)6芯的接口。注意：被燒寫(xiě)的單片機(jī)一定是最小系統(tǒng)（單片機(jī)已經(jīng)接好電源，晶振，可以運(yùn)行），VCC，GND是給74373提供電源的。 還有一個(gè)方案：使用串口+單片機(jī)，這個(gè)方案已經(jīng)用了半年了。電路稍微麻煩一點(diǎn)，速度比較快，而且可以燒AT89C51等等。其實(shí)許多器件編程原理差不多，由于我沒(méi)太多時(shí)間研究器件手冊(cè)，更沒(méi)有MONEY買(mǎi)一堆芯片來(lái)測(cè)試，所以只實(shí)現(xiàn)了幾個(gè)最常用單片機(jī)編程功能（AT89C51，C52，C55，AT89S51，S52，S53）。如果要燒寫(xiě)其他單片機(jī)，你可以直接編寫(xiě)底層控制子程序（例如，寫(xiě)一個(gè)單元，讀一個(gè)單元，擦除ROM的子程序）。如果有需要，我可以在器件選擇欄提供一個(gè)“X-CHIP”的選擇，“X-CHIP”的編程細(xì)節(jié)將由用戶(hù)自己去實(shí)現(xiàn)。當(dāng)你仔細(xì)閱讀器件手冊(cè)后，會(huì)發(fā)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)這些子程序其實(shí)好容易，這也是初學(xué)者學(xué)單片機(jī)編程的好課題。如果成功了會(huì)極大的提高你學(xué)單片機(jī)的積極性。 軟件： 這個(gè)軟件的通信，控制部分早在半年前就完成了，這回只是換了個(gè)界面和加入并口下載線的功能，希望你看到這個(gè)軟件不會(huì)想吐。使用很簡(jiǎn)當(dāng)，有一點(diǎn)特別，當(dāng)你用鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊按鈕后，可以把相關(guān)操作設(shè)置為自動(dòng)模式（只有打開(kāi)文件，擦除芯片，寫(xiě)FLASH ROM，讀FLASH ROM，效驗(yàn)數(shù)據(jù) 可以設(shè)置），點(diǎn)擊‘自動(dòng)完成’后會(huì)依次完成這些操作，并在開(kāi)始時(shí)檢測(cè)芯片。當(dāng)“打開(kāi)文件”設(shè)為自動(dòng)后，第2次燒寫(xiě)同一個(gè)文件時(shí)不必再去打開(kāi)文件，軟件會(huì)自動(dòng)刷新緩沖。軟件在WIN XP，WIN 2000可以使用（管理員登陸的），在WIN 98 ，WIN ME使用并口模式時(shí)會(huì)更快些。這個(gè)軟件同時(shí)支持串口編程器和并口下載線。操作正常結(jié)束后會(huì)有聲音提示。如果沒(méi)有聲卡或聲卡爛了，則聲音會(huì)從機(jī)箱揚(yáng)聲器中發(fā)出。注意：記得在CMOS設(shè)置中把并口設(shè)為ECP模式。就這些東西，應(yīng)該夠詳細(xì)吧，還有什么問(wèn)題或遇到什么困難可以聯(lián)系我,軟件出現(xiàn)什么問(wèn)題一定要通知我修正。祝你一次就搞定。
上傳時(shí)間： 2014-01-24
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RS232C串行通信在控制領(lǐng)域里應(yīng)用得很廣泛但在實(shí)際應(yīng)用中又會(huì)因所控制的對(duì)象所解決的問(wèn)題不同而各具特點(diǎn)本文所涉及的是傳輸距離不超過(guò)15米所傳輸數(shù)據(jù)量較小的PC機(jī)和單片機(jī)的通信如PC機(jī)對(duì)IC卡的讀寫(xiě)PC機(jī)對(duì)單片機(jī)燒寫(xiě)器的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)輸以及其它一些具有類(lèi)似特點(diǎn)的智能化儀器和儀表中的數(shù)據(jù)通信
標(biāo)簽： MCU PC 串行通信 應(yīng)用設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2014-12-28
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MSP430系列超低功耗16位單片機(jī)原理與應(yīng)用TI公司的MSP430系列微控制器是一個(gè)近期推出的單片機(jī)品種。它在超低功耗和功能集成上都有一定的特色，尤其適合應(yīng)用在自動(dòng)信號(hào)采集系統(tǒng)、液晶顯示智能化儀器、電池供電便攜式裝置、超長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作設(shè)備等領(lǐng)域。《MSP430系列超低功耗16位單片機(jī)原理與應(yīng)用》對(duì)這一系列產(chǎn)品的原理、結(jié)構(gòu)及內(nèi)部各功能模塊作了詳細(xì)的說(shuō)明，并以方便工程師及程序員使用的方式提供軟件和硬件資料。由于MSP430系列的各個(gè)不同型號(hào)基本上是這些功能模塊的不同組合，因此，掌握《MSP430系列超低功耗16位單片機(jī)原理與應(yīng)用》的內(nèi)容對(duì)于MSP430系列的原理理解和應(yīng)用開(kāi)發(fā)都有較大的幫助。《MSP430系列超低功耗16位單片機(jī)原理與應(yīng)用》的內(nèi)容主要根據(jù)TI公司的《MSP430 Family Architecture Guide and Module Library》一書(shū)及其他相關(guān)技術(shù)資料編寫(xiě)。 《MSP430系列超低功耗16位單片機(jī)原理與應(yīng)用》供高等院校自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)、電子等專(zhuān)業(yè)的教學(xué)參考及工程技術(shù)人員的實(shí)用參考，亦可做為應(yīng)用技術(shù)的培訓(xùn)教材。MSP430系列超低功耗16位單片機(jī)原理與應(yīng)用 目錄 第1章 MSP430系列1.1 特性與功能1.2 系統(tǒng)關(guān)鍵特性1.3 MSP430系列的各種型號(hào)??第2章 結(jié)構(gòu)概述2.1 CPU2.2 代碼存儲(chǔ)器?2.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2.4 運(yùn)行控制?2.5 外圍模塊2.6 振蕩器、倍頻器和時(shí)鐘發(fā)生器??第3章 系統(tǒng)復(fù)位、中斷和工作模式?3.1 系統(tǒng)復(fù)位和初始化3.2 中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)3.3 中斷處理3.3.1 SFR中的中斷控制位3.3.2 外部中斷3.4 工作模式3.5 低功耗模式3.5.1 低功耗模式0和模式13.5.2 低功耗模式2和模式33.5.3 低功耗模式43.6 低功耗應(yīng)用要點(diǎn)??第4章 存儲(chǔ)器組織4.1 存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)4.2 片內(nèi)ROM組織4.2.1 ROM表的處理4.2.2 計(jì)算分支跳轉(zhuǎn)和子程序調(diào)用4.3 RAM與外圍模塊組織4.3.1 RAM4.3.2 外圍模塊--地址定位4.3.3 外圍模塊--SFR??第5章 16位CPU?5.1 CPU寄存器5.1.1 程序計(jì)數(shù)器PC5.1.2 系統(tǒng)堆棧指針SP5.1.3 狀態(tài)寄存器SR5.1.4 常數(shù)發(fā)生寄存器CG1和CG2?5.2 尋址模式5.2.1 寄存器模式5.2.2 變址模式5.2.3 符號(hào)模式5.2.4 絕對(duì)模式5.2.5 間接模式5.2.6 間接增量模式5.2.7 立即模式5.2.8 指令的時(shí)鐘周期與長(zhǎng)度5.3 指令集概述5.3.1 雙操作數(shù)指令5.3.2 單操作數(shù)指令5.3.3 條件跳轉(zhuǎn)5.3.4 模擬指令的簡(jiǎn)短格式5.3.5 其他指令5.4 指令分布??第6章 硬件乘法器?6.1 硬件乘法器的操作6.2 硬件乘法器的寄存器6.3 硬件乘法器的SFR位6.4 硬件乘法器的軟件限制6.4.1 硬件乘法器的軟件限制--尋址模式6.4.2 硬件乘法器的軟件限制--中斷程序??第7章 振蕩器與系統(tǒng)時(shí)鐘發(fā)生器?7.1 晶體振蕩器7.2 處理機(jī)時(shí)鐘發(fā)生器7.3 系統(tǒng)時(shí)鐘工作模式7.4 系統(tǒng)時(shí)鐘控制寄存器7.4.1 模塊寄存器7.4.2 與系統(tǒng)時(shí)鐘發(fā)生器相關(guān)的SFR位7.5 DCO典型特性??第8章 數(shù)字I/O配置?8.1 通用端口P08.1.1 P0的控制寄存器8.1.2 P0的原理圖8.1.3 P0的中斷控制功能8.2 通用端口P1、P28.2.1 P1、P2的控制寄存器8.2.2 P1、P2的原理圖8.2.3 P1、P2的中斷控制功能8.3 通用端口P3、P48.3.1 P3、P4的控制寄存器8.3.2 P3、P4的原理圖8.4 LCD端口8.5 LCD端口--定時(shí)器/端口比較器??第9章 通用定時(shí)器/端口模塊?9.1 定時(shí)器/端口模塊操作9.1.1 定時(shí)器/端口計(jì)數(shù)器TPCNT1--8位操作9.1.2 定時(shí)器/端口計(jì)數(shù)器TPCNT2--8位操作9.1.3 定時(shí)器/端口計(jì)數(shù)器--16位操作9.2 定時(shí)器/端口寄存器9.3 定時(shí)器/端口SFR位9.4 定時(shí)器/端口在A/D中的應(yīng)用9.4.1 R/D轉(zhuǎn)換原理9.4.2 分辨率高于8位的轉(zhuǎn)換??第10章 定時(shí)器?10.1 Basic Timer110.1.1 Basic Timer1寄存器10.1.2 SFR位10.1.3 Basic Timer1的操作10.1.4 Basic Timer1的操作--LCD時(shí)鐘信號(hào)fLCD?10.2 8位間隔定時(shí)器/計(jì)數(shù)器10.2.1 8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的操作10.2.2 8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的寄存器10.2.3 與8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器有關(guān)的SFR位10.2.4 8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器在UART中的應(yīng)用10.3 看門(mén)狗定時(shí)器11.1.3 比較模式11.1.4 輸出單元11.2 TimerA的寄存器11.2.1 TimerA控制寄存器TACTL11.2.2 捕獲/比較控制寄存器CCTL11.2.3 TimerA中斷向量寄存器11.3 TimerA的應(yīng)用11.3.1 TimerA增計(jì)數(shù)模式應(yīng)用11.3.2 TimerA連續(xù)模式應(yīng)用11.3.3 TimerA增/減計(jì)數(shù)模式應(yīng)用11.3.4 TimerA軟件捕獲應(yīng)用11.3.5 TimerA處理異步串行通信協(xié)議11.4 TimerA的特殊情況11.4.1 CCR0用做周期寄存器11.4.2 定時(shí)器寄存器的啟/停11.4.3 輸出單元Unit0??第12章 USART外圍接口--UART模式?12.1 異步操作12.1.1 異步幀格式12.1.2 異步通信的波特率發(fā)生器12.1.3 異步通信格式12.1.4 線路空閑多處理機(jī)模式12.1.5 地址位格式12.2 中斷與控制功能12.2.1 USART接收允許12.2.2 USART發(fā)送允許12.2.3 USART接收中斷操作12.2.4 USART發(fā)送中斷操作12.3 控制與狀態(tài)寄存器12.3.1 USART控制寄存器UCTL12.3.2 發(fā)送控制寄存器UTCTL12.3.3 接收控制寄存器URCTL12.3.4 波特率選擇和調(diào)制控制寄存器12.3.5 USART接收數(shù)據(jù)緩存URXBUF12.3.6 USART發(fā)送數(shù)據(jù)緩存UTXBUF12.4 UART模式--低功耗模式應(yīng)用特性12.4.1 由UART幀啟動(dòng)接收操作12.4.2 時(shí)鐘頻率的充分利用與UART模式的波特率12.4.3 節(jié)約MSP430資源的多處理機(jī)模式12.5 波特率的計(jì)算??第13章 USART外圍接口--SPI模式?13.1 USART的同步操作13.1.1 SPI模式中的主模式--MM=1、SYNC=113.1.2 SPI模式中的從模式--MM=0、SYNC=113.2 中斷與控制功能13.2.1 USART接收允許13.2.2 USART發(fā)送允許13.2.3 USART接收中斷操作13.2.4 USART發(fā)送中斷操作13.3 控制與狀態(tài)寄存器13.3.1 USART控制寄存器13.3.2 發(fā)送控制寄存器UTCTL13.3.3 接收控制寄存器URCTL13.3.4 波特率選擇和調(diào)制控制寄存器13.3.5 USART接收數(shù)據(jù)緩存URXBUF13.3.6 USART發(fā)送數(shù)據(jù)緩存UTXBUF??第14章 液晶顯示驅(qū)動(dòng)?14.1 LCD驅(qū)動(dòng)基本原理14.2 LCD控制器/驅(qū)動(dòng)器14.2.1 LCD控制器/驅(qū)動(dòng)器功能14.2.2 LCD控制與模式寄存器14.2.3 LCD顯示內(nèi)存14.2.4 LCD操作軟件例程14.3 LCD端口功能14.4 LCD與端口模式混合應(yīng)用實(shí)例??第15章 A/D轉(zhuǎn)換器?15.1 概述15.2 A/D轉(zhuǎn)換操作15.2.1 A/D轉(zhuǎn)換15.2.2 A/D中斷15.2.3 A/D量程15.2.4 A/D電流源15.2.5 A/D輸入端與多路切換15.2.6 A/D接地與降噪15.2.7 A/D輸入與輸出引腳15.3 A/D控制寄存器??第16章 其他模塊16.1 晶體振蕩器16.2 上電電路16.3 晶振緩沖輸出??附錄A 外圍模塊地址分配?附錄B 指令集描述?B1 指令匯總B2 指令格式B3 不增加ROM開(kāi)銷(xiāo)的指令模擬B4 指令說(shuō)明B5 用幾條指令模擬的宏指令??附錄C EPROM編程?C1 EPROM操作C2 快速編程算法C3 通過(guò)串行數(shù)據(jù)鏈路應(yīng)用\"JTAG\"特性的EPROM模塊編程C4 通過(guò)微控制器軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)EPROM模塊編程??附錄D MSP430系列單片機(jī)參數(shù)表?附錄E MSP430系列單片機(jī)產(chǎn)品編碼?附錄F MSP430系列單片機(jī)封裝形式?
標(biāo)簽： MSP 430 超低功耗 位單片機(jī)
上傳時(shí)間： 2014-05-07
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PC機(jī)之間串口通信的實(shí)現(xiàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?nbsp;１．熟悉微機(jī)接口實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)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(xué)會(huì)串行通信程序的編制方法。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求 １．基本要求主機(jī)接收開(kāi)關(guān)量輸入的數(shù)據(jù)（二進(jìn)制或十六進(jìn)制），從鍵盤(pán)上按“傳輸”鍵（可自行定義），就將該數(shù)據(jù)通過(guò)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(shuō)明如下：（１）出現(xiàn)提示信息“start with R in the board!”，通過(guò)調(diào)整乒乓開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，設(shè)置8位數(shù)據(jù)；（２）在小鍵盤(pán)上按“R”鍵，系統(tǒng)將此時(shí)乒乓開(kāi)關(guān)的狀態(tài)讀入計(jì)算機(jī)I中，并顯示出來(lái)，同時(shí)顯示經(jīng)串行通訊后，計(jì)算機(jī)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(hù)需要，在鍵盤(pán)按下“Y”鍵，則重復(fù)步驟（1），進(jìn)行另一數(shù)據(jù)的通訊；在鍵盤(pán)按除“Y”鍵外的任意鍵，將退出本程序。２．提高要求 能夠進(jìn)行出錯(cuò)處理，例如采用奇偶校驗(yàn)，出錯(cuò)重傳或者采用接收方回傳和發(fā)送方確認(rèn)來(lái)保證發(fā)送和接收正確。 三、設(shè)計(jì)報(bào)告要求 １．設(shè)計(jì)目的和內(nèi)容 ２．總體設(shè)計(jì) ３．硬件設(shè)計(jì)：原理圖（接線圖）及簡(jiǎn)要說(shuō)明 ４．軟件設(shè)計(jì)框圖及程序清單５．設(shè)計(jì)結(jié)果和體會(huì)（包括遇到的問(wèn)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(shè)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(zhuǎn)換功能的電路，通常稱(chēng)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(shí)，必須首先設(shè)置TXEN和CTS#為有效狀態(tài)，TXEN(Transmitter Enable)是允許發(fā)送信號(hào)，是命令寄存器中的一位；CTS#(Clear To Send)是由外設(shè)發(fā)來(lái)的對(duì)CPU請(qǐng)求發(fā)送信號(hào)的響應(yīng)信號(hào)。然后就開(kāi)始發(fā)送過(guò)程。在發(fā)送時(shí)，每當(dāng)CPU送往發(fā)送緩沖器一個(gè)字符，發(fā)送器自動(dòng)為這個(gè)字符加上1個(gè)起始位，并且按照編程要求加上奇／偶校驗(yàn)位以及1個(gè)、1.5個(gè)或者2個(gè)停止位。串行數(shù)據(jù)以起始位開(kāi)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(yàn)位，然后是停止位。按位發(fā)送的數(shù)據(jù)是以發(fā)送時(shí)鐘TXC的下降沿同步的，也就是說(shuō)這些數(shù)據(jù)總是在發(fā)送時(shí)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(shí)指定的波特率因子，為發(fā)送器時(shí)鐘頻率的1、1/16或1/64。當(dāng)波特率指定為16時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟ㄌ芈示褪前l(fā)送器時(shí)鐘頻率的1/16。CPU通過(guò)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(shè)備。在8251A接收字符時(shí)，命令寄存器的接收允許位RxE(Receiver Enable)必須為1。8251A通過(guò)檢測(cè)RxD引腳上的低電平來(lái)準(zhǔn)備接收字符，在沒(méi)有字符傳送時(shí)RxD端為高電平。8251A不斷地檢測(cè)RxD引腳，從RxD端上檢測(cè)到低電平以后，便認(rèn)為是串行數(shù)據(jù)的起始位，并且啟動(dòng)接收控制電路中的一個(gè)計(jì)數(shù)器來(lái)進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器的頻率等于接收器時(shí)鐘頻率。計(jì)數(shù)器是作為接收器采樣定時(shí)，當(dāng)計(jì)數(shù)到相當(dāng)于半個(gè)數(shù)位的傳輸時(shí)間時(shí)再次對(duì)RxD端進(jìn)行采樣，如果仍為低電平，則確認(rèn)該數(shù)位是一個(gè)有效的起始位。若傳輸一個(gè)字符需要16個(gè)時(shí)鐘，那么就是要在計(jì)數(shù)8個(gè)時(shí)鐘后采樣到低電平。之后，8251A每隔一個(gè)數(shù)位的傳輸時(shí)間對(duì)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(jìn)入接收移位寄存器，通過(guò)校驗(yàn)并除去停止位，變成并行數(shù)據(jù)以后通過(guò)內(nèi)部數(shù)據(jù)總線送入接收緩沖器，此時(shí)發(fā)出有效狀態(tài)的RxRDY信號(hào)通知CPU，通知CPU8251A已經(jīng)收到一個(gè)有效的數(shù)據(jù)。一個(gè)字符對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)可以是5～8位。如果一個(gè)字符對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)不到8位，8251A會(huì)在移位轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)的時(shí)候，自動(dòng)把他們的高位補(bǔ)成0。 五、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求，對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體方案進(jìn)行論證分析如下：1．獲取8位開(kāi)關(guān)量可使用實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的8255A可編程并行接口芯片，因?yàn)橹灰@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(shí)驗(yàn)臺(tái)上的8位開(kāi)關(guān)量。2．當(dāng)使用串口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)，雖然同步通信速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于異步通信，可達(dá)500kbit/s，但由于其需要有一個(gè)時(shí)鐘來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)送端和接收端之間的同步，硬件電路復(fù)雜，通常計(jì)算機(jī)之間的通信只采用異步通信。3．由于8251A本身沒(méi)有時(shí)鐘，需要外部提供，所以本設(shè)計(jì)中使用實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的8253芯片的計(jì)數(shù)器2來(lái)實(shí)現(xiàn)。4：顯示和鍵盤(pán)輸入均使用DOS功能調(diào)用來(lái)實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)思路框圖，如下圖所示： 六、硬件設(shè)計(jì)硬件電路主要分為8位開(kāi)關(guān)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(gè)部分。1．8位開(kāi)關(guān)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(kāi)關(guān)的數(shù)據(jù)。此次設(shè)計(jì)在獲取8位開(kāi)關(guān)數(shù)據(jù)量時(shí)采用8255令其工作在方式0，A口輸入8位數(shù)據(jù)，CS#接實(shí)驗(yàn)臺(tái)上CS1口，對(duì)應(yīng)端口為280H-283H，PA0-PA7接8個(gè)開(kāi)關(guān)。2．串行通信電路串行通信電路本設(shè)計(jì)中8253主要為8251充當(dāng)頻率發(fā)生器，接線如下圖所示。
上傳時(shí)間： 2013-12-19
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pic單片機(jī)實(shí)用教程(提高篇)以介紹PIC16F87X型號(hào)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(chǔ)器；I/O端口的復(fù)位功能；定時(shí)器/計(jì)數(shù)器TMR1；定時(shí)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(diǎn)：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(shí)例豐富、習(xí)題齊全。＜br＞本書(shū)作為Microchip公司大學(xué)計(jì)劃選擇用書(shū)，可廣泛適用于初步具備電子技術(shù)基礎(chǔ)和計(jì)算機(jī)知識(shí)基礎(chǔ)的學(xué)生、教師、單片機(jī)愛(ài)好者、電子制作愛(ài)好者、電器維修人員、電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)者、工程技術(shù)人員閱讀。本教程全書(shū)共分2篇，即基礎(chǔ)篇和提高篇，分2冊(cè)出版，以適應(yīng)不同課時(shí)和不同專(zhuān)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(chǔ)器和FIASH程序存儲(chǔ)器1.1 背景知識(shí)1.1.1 通用型半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的種類(lèi)和特點(diǎn)1.1.2 PIC單片機(jī)內(nèi)部的程序存儲(chǔ)器1.1.3 PIC單片機(jī)內(nèi)部的EEPROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(chǔ)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(xiě)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(chǔ)器結(jié)構(gòu)和操作原理1.5.1 讀取FLASH程序存儲(chǔ)器1.5.2 燒寫(xiě)FLASH程序存儲(chǔ)器1.6 寫(xiě)操作的安全保障措施1.6.1 寫(xiě)入校驗(yàn)方法1.6.2 預(yù)防意外寫(xiě)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(dòng)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(shí)器/計(jì)數(shù)器TMR13.1 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器TMR1模塊的特性3.2 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器TMR1模塊相關(guān)的寄存器3.3 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器TMR1模塊的電路結(jié)構(gòu)3.4 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器TMR1模塊的工作原理3.4.1 禁止TMR1工作3.4.2 定時(shí)器工作方式3.4.3 計(jì)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(shí)器/計(jì)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(shí)器TMR24.1 定時(shí)器TMR2模塊的特性4.2 定時(shí)器TMR2模塊相關(guān)的寄存器4.3 定時(shí)器TMR2模塊的電路結(jié)構(gòu)4.4 定時(shí)器TMR2模塊的工作原理4.4.1 禁止TMR2工作4.4.2 定時(shí)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(shí)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(gè)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(shí)6.1.1 ADC種類(lèi)與特點(diǎn)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(shí)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(dòng)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(cuò)和糾錯(cuò)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(dòng)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(shí)8.1.1 SPI接口信號(hào)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(dòng)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(shí)9.1.1 名詞術(shù)語(yǔ)9.1.2 I（平方）C總線的技術(shù)特點(diǎn)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(hào)時(shí)序分析9.1.5 信號(hào)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(hào)時(shí)序的產(chǎn)生方法9.3.1 波特率發(fā)生器9.3.2 啟動(dòng)信號(hào)9.3.3 重啟動(dòng)信號(hào)9.3.4 應(yīng)答信號(hào)9.3.5 停止信號(hào)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(guò)程中的總線沖突9.6.2 啟動(dòng)過(guò)程中的總線沖突9.6.3 重啟動(dòng)過(guò)程中的總線沖突9.6.4 停止過(guò)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)
標(biāo)簽： pic 單片機(jī) 實(shí)用教程
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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(xiě)數(shù)據(jù) CPL<=IOPL或I/O位圖許可 OUTS 向I/O地址寫(xiě)字符串 CPL<=IOPL或I/O位圖許可 上表所列指令稱(chēng)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(mǎn)足所列條件時(shí)才可以執(zhí)行，所以把它們稱(chēng)為I/O敏感指令。從表中可見(jiàn)，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(mǎn)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(mǎn)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(jiàn)，TSS內(nèi)偏移66H的字確定I/O許可位圖的開(kāi)始偏移。由于I/O許可位圖最長(zhǎng)可達(dá)8K字節(jié)，所以開(kāi)始偏移應(yīng)小于56K，但必須大于等于104，因?yàn)門(mén)SS中前104字節(jié)為T(mén)SS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(kāi)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(kāi)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(jiàn)，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(jiàn)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(lèi)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(jiàn)，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(mǎn)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(mén)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(mén)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(mén)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(mén)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(mén)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
上傳用戶(hù)：nunnzhy
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