Keil C51使用详解Keil C51 是美国Keil Software 公司出品的51 系列兼容单片机C 语言软件开发系统，与汇编相比，C 语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。用过汇编语言后再使用C 来开发，体会更加深刻。Keil C51 软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows界面。另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到Keil C51生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。下面详细介绍 Keil C51 开发系统各部分功能和使用。第二节 Keil C51 单片机软件开发系统的整体结构C51 工具包的整体结构，如图(1)所示，其中uVision 与Ishell 分别是C51 forWindows 和for Dos 的集成开发环境(IDE)，可以完成编辑、编译、连接、调试、仿真等整个开发流程。开发人员可用IDE 本身或其它编辑器编辑C 或汇编源文件。然后分别由C51 及A51 编译器编译生成目标文件(.OBJ)。目标文件可由LIB51 创建生成库文件，也可以与库文件一起经L51 连接定位生成绝对目标文件(.ABS)。ABS 文件由OH51 转换成标准的Hex 文件，以供调试器dScope51 或tScope51 使用进行源代码级调试，也可由仿真器使用直接对目标板进行调试，也可以直接写入程序存贮器如EPROM 中。图(1) C51 工具包整体结构图第三节 Keil C51 工具包的安装81. C51 for Dos在 Windows 下直接运行软件包中DOS\C51DOS.exe 然后选择安装目录即可。完毕后欲使系统正常工作须进行以下操作(设C:\C51 为安装目录)：修改 Autoexec.bat，加入path=C:\C51\BinSet C51LIB=C:\C51\LIBSet C51INC=C:\C51\INC然后运行Autoexec.bat2. C51 for Windows 的安装及注意事项：在 Windows 下运行软件包中WIN\Setup.exe，最好选择安装目录与C51 for Dos相同，这样设置最简单(设安装于C:\C51 目录下)。然后将软件包中crack 目录中的文件拷入C:\C51\Bin 目录下。第四节 Keil C51 工具包各部分功能及使用简介1. C51 与A51(1) C51C51 是C 语言编译器，其使用方法为：C51 sourcefile[编译控制指令]或者 C51 @ commandfile其中 sourcefile 为C 源文件(.C)。大量的编译控制指令完成C51 编译器的全部功能。包控C51 输出文件C.LST，.OBJ，.I 和.SRC 文件的控制。源文件(.C)的控制等，详见第五部分的具体介绍。而 Commandfile 为一个连接控制文件其内容包括：.C 源文件及各编译控制指令，它没有固定的名字，开发人员可根据自己的习惯指定，它适于用控制指令较多的场合。(2) A51A51 是汇编语言编译器，使用方法为：9A51 sourcefile[编译控制指令]或 A51 @ commandfile其中sourcefile 为汇编源文件(.asm或.a51)，而编译控制指令的使用与其它汇编如ASM语言类似，可参考其他汇编语言材料。Commandfile 同C51 中的Commandfile 类似，它使A51 使用和修改方便。2. L51 和BL51(1) L51L51 是Keil C51 软件包提供的连接/定位器，其功能是将编译生成的OBJ 文件与库文件连接定位生成绝对目标文件(.ABS)，其使用方法为：L51 目标文件列表[库文件列表] [to outputfile] [连接控制指令]或 L51 @Commandfile源程序的多个模块分别经 C51 与A51 编译后生成多个OBJ 文件，连接时，这些文件全列于目标文件列表中，作为输入文件，如果还需与库文件(.LiB)相连接，则库文件也必须列在其后。outputfile 为输文件名，缺少时为第一模块名，后缀为.ABS。连接控制指令提供了连接定位时的所有控制功能。Commandfile 为连接控制文件，其具体内容是包括了目标文件列表，库文件列表及输出文件、连接控制命令，以取代第一种繁琐的格式，由于目标模块库文件大多不止1 个，因而第2 种方法较多见，这个文件名字也可由使用者随意指定。(2) Bl51BL51 也是C51 软件包的连接/定位器，其具有L51 的所有功能，此外它还具有以下3 点特别之处：a. 可以连接定位大于64kBytes 的程序。b. 具有代码域及域切换功能(CodeBanking & Bank Switching)c. 可用于RTX51 操作系统RTX51 是一个实时多任务操作系统，它改变了传统的编程模式，甚至不必用main( )函数，单片机系统软件向RTOS 发展是一种趋势，这种趋势对于186 和38610及68K 系列CPU 更为明显和必须，对8051 因CPU 较为简单，程序结构等都不太复杂，RTX51 作用显得不太突出，其专业版软件PK51 软件包甚至不包括RTX51Full，而只有一个RTX51TINY 版本的RTOS。RTX51 TINY 适用于无外部RAM 的单片机系统，因而可用面很窄，在本文中不作介绍。Bank switching 技术因使用很少也不作介绍。3. DScope51，Tscope51 及Monitor51(1) dScope51dScope51 是一个源级调试器和模拟器，它可以调试由C51 编译器、A51 汇编器、PL/M-51 编译器及ASM－51 汇编器产生的程序。它不需目标板（for windows 也可通过mon51 接目标板），只能进行软件模拟，但其功能强大，可模拟CPU 及其外围器件，如内部串口，外部I/O 及定时器等，能对嵌入式软件功能进行有效测试。
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单片机入门基础知识大全免费下载 单片机第八课（寻址方式与指令系统） 通过前面的学习，我们已经了解了单片机内部的结构，并且也已经知道，要控制单片机，让它为我们干学，要用指令，我们已学了几条指令，但很零散，从现在开始，我们将要系统地学习8051的指令部份。 一、概述 1、指令的格式 我们已知，要让计算机做事，就得给计算机以指令，并且我们已知，计算机很“笨”，只能懂得数字，如前面我们写进机器的75H，90H，00H等等，所以指令的第一种格式就是机器码格式，也说是数字的形式。但这种形式实在是为难我们人了，太难记了，于是有另一种格式，助记符格式，如MOV P1，#0FFH，这样就好记了。 这两种格式之间的关系呢，我们不难理解，本质上它们完全等价，只是形式不一样而已。 2、汇编 我们写指令使用汇编格式，而计算机只懂机器码格式，所以要将我们写的汇编格式的指令转换为机器码格式，这种转换有两种方法：手工汇编和机器汇编。手工汇编实际上就是查表，因为这两种格式纯粹是格式不同，所以是一一对应的，查一张表格就行了。不过手工查表总是嫌麻烦，所以就有了计算机软件，用计算机软件来替代手工查表，这就是机器汇编。 二、寻址 让我们先来复习一下我们学过的一些指令：MOV P1，#0FFH，MOV R7，#0FFH这些指令都是将一些数据送到相应的位置中去，为什么要送数据呢？第一个因为送入的数可以让灯全灭掉，第二个是为了要实现延时，从这里我们可以看出来，在用单片机的编程语言编程时，经常要用到数据的传递，事实上数据传递是单片机编程时的一项重要工作，一共有28条指令（单片机共111条指令）。下面我们就从数据传递类指令开始吧。 分析一下MOV P1，#0FFH这条指令，我们不难得出结论，第一个词MOV是命令动词，也就是决定做什么事情的，MOV是MOVE少写了一个E，所以就是“传递”，这就是指令，规定做什么事情，后面还有一些参数，分析一下，数据传递必须要有一个“源”也就是你要送什么数，必须要有一个“目的”，也就是你这个数要送到什么地方去，显然在上面那条指令中，要送的数（源）就是0FFH，而要送达的地方（目的地）就是P1这个寄存器。在数据传递类指令中，均将目的地写在指令的后面，而将源写在最后。 这条指令中，送给P1是这个数本身，换言之，做完这条指令后，我们可以明确地知道，P1中的值是0FFH，但是并不是任何时候都可以直接给出数本身的。例如，在我们前面给出的延时程序例是这样写的： MAIN： SETB P1.0 ；（１） LCALL DELAY ；（２） CLR P1.0 ；（３） LCALL DELAY ；（４） AJMP MAIN ；（５） ；以下子程序 DELAY： MOV R7，#250 ；（６） D1： MOV R6，#250 ；（７） D2： DJNZ R6，D2 ；（８） DJNZ R7，D1 ；（９） RET ；（１０） END ；（１１） 表1 MAIN： SETB P1.0 ；（１） MOV 30H，#255 LCALL DELAY ； CLR P1.0 ；（３） MOV 30H,#200 LCALL DELAY ；（４） AJMP MAIN ；（５） ；以下子程序 DELAY： MOV R7，30H ；（６） D1： MOV R6，#250 ；（７） D2： DJNZ R6，D2 ；（８） DJNZ R7，D1 ；（９） RET ；（１０） END ；（１１） 表2 这样一来，我每次调用延时程序延时的时间都是相同的（大致都是0.13S)，如果我提出这样的要求：灯亮后延时时间为0.13S灯灭，灯灭后延时0.1秒灯亮，如此循环，这样的程序还能满足要求吗？不能，怎么办？我们可以把延时程序改成这样(见表2)：调用则见表2中的主程，也就是先把一个数送入30H，在子程序中R7中的值并不固定，而是根据30H单元中传过来的数确定。这样就可以满足要求。 从这里我们可以得出结论，在数据传递中要找到被传递的数，很多时候，这个数并不能直接给出，需要变化，这就引出了一个概念：如何寻找操作数，我们把寻找操作数所在单元的地址称之为寻址。在这里我们直接使用数所在单元的地址找到了操作数，所以称这种方法为直接寻址。除了这种方法之外，还有一种，如果我们把数放在工作寄存器中，从工作寄存器中寻找数据，则称之为寄存器寻址。例：MOV A，R0就是将R0工作寄存器中的数据送到累加器A中去。提一个问题：我们知道，工作寄存器就是内存单元的一部份，如果我们选择工作寄存器组0，则R0就是RAM的00H单元，那么这样一来，MOV A，00H，和MOV A，R0不就没什么区别了吗？为什么要加以区分呢？的确，这两条指令执行的结果是完全相同的，都是将00H单元中的内容送到A中去，但是执行的过程不同，执行第一条指令需要2个周期，而第二条则只需要1个周期，第一条指令变成最终的目标码要两个字节（E5H 00H），而第二条则只要一个字节（E8h）就可以了。 这么斤斤计较！不就差了一个周期吗，如果是12M的晶振的话，也就1个微秒时间了，一个字节又能有多少？ 不对，如果这条指令只执行一次，也许无所谓，但一条指令如果执行上1000次，就是1毫秒，如果要执行1000000万次，就是1S的误差，这就很可观了，单片机做的是实时控制的事，所以必须如此“斤斤计较”。字节数同样如此。 再来提一个问题，现在我们已知，寻找操作数可以通过直接给的方式（立即寻址）和直接给出数所在单元地址的方式（直接寻址），这就够了吗？ 看这个问题，要求从30H单元开始，取20个数，分别送入A累加器。 就我们目前掌握的办法而言，要从30H单元取数，就用MOV A，30H，那么下一个数呢？是31H单元的，怎么取呢？还是只能用MOV A，31H，那么20个数，不是得20条指令才能写完吗？这里只有20个数，如果要送200个或2000个数，那岂不要写上200条或2000条命令?这未免太笨了吧。为什么会出现这样的状况？是因为我们只会把地址写在指令中，所以就没办法了，如果我们不是把地址直接写在指令中，而是把地址放在另外一个寄存器单元中，根据这个寄存器单元中的数值决定该到哪个单元中取数据，比如，当前这个寄存器中的值是30H，那么就到30H单元中去取，如果是31H就到31H单元中去取，就可以解决这个问题了。怎么个解决法呢？既然是看的寄存器中的值，那么我们就可以通过一定的方法让这里面的值发生变化，比如取完一个数后，将这个寄存器单元中的值加1，还是执行同一条指令，可是取数的对象却不一样了，不是吗。通过例子来说明吧。 MOV R7，#20 MOV R0，#30H LOOP：MOV A，@R0 INC R0 DJNZ R7,LOOP 这个例子中大部份指令我们是能看懂的，第一句，是将立即数20送到R7中，执行完后R7中的值应当是20。第二句是将立即数30H送入R0工作寄存器中，所以执行完后，R0单元中的值是30H，第三句，这是看一下R0单元中是什么值，把这个值作为地址，取这个地址单元的内容送入A中，此时，执行这条指令的结果就相当于MOV A，30H。第四句，没学过，就是把R0中的值加1，因此执行完后，R0中的值就是31H，第五句，学过，将R7中的值减1，看是否等于0，不等于0，则转到标号LOOP处继续执行，因此，执行完这句后，将转去执行MOV A，@R0这句话，此时相当于执行了MOV A，31H（因为此时的R0中的值已是31H了），如此，直到R7中的值逐次相减等于0，也就是循环20次为止，就实现了我们的要求：从30H单元开始将20个数据送入A中。 这也是一种寻找数据的方法，由于数据是间接地被找到的，所以就称之为间址寻址。注意，在间址寻址中，只能用R0或R1存放等寻找的数据。 二、指令 数据传递类指令 1） 以累加器为目的操作数的指令 MOV A，Rn MOV A，direct MOV A，@Ri MOV A，#data 第一条指令中，Rn代表的是R0-R7。第二条指令中，direct就是指的直接地址，而第三条指令中，就是我们刚才讲过的。第四条指令是将立即数data送到A中。 下面我们通过一些例子加以说明： MOV A，R1 ；将工作寄存器R1中的值送入A，R1中的值保持不变。 MOV A,30H ；将内存30H单元中的值送入A，30H单元中的值保持不变。 MOV A,@R1 ；先看R1中是什么值，把这个值作为地址，并将这个地址单元中的值送入A中。如执行命令前R1中的值为20H，则是将20H单元中的值送入A中。 MOV A,#34H ；将立即数34H送入A中，执行完本条指令后，A中的值是34H。 2）以寄存器Rn为目的操作的指令 MOV Rn,A MOV Rn,direct MOV Rn,#data 这组指令功能是把源地址单元中的内容送入工作寄存器，源操作数不变。
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4.1 编程的步骤、方法和技巧4.1.2 编程的方法和技巧 4.1.3 汇编语言程序的基本结构 4.2 汇编语言源程序的编辑和汇编 4.2.1 源程序编辑 4.2.2 源程序的汇编 4.2.3 伪指令 计算机在完成一项工作时，必须按顺序执行各种操作。这些操作是程序设计人员用计算机所能接受的语言把解决问题的步骤事先描述好的，也就是事先编好计算机程序，再由计算机去执行。汇编语言程序设计，要求设计人员对单片机的硬件结构有较详细的了解。编程时，对数据的存放、寄存器和工作单元的使用等要由设计者安排；而高语言程序设计时，这些工作是由计算机软件完成的，程序设计人员不必考虑。 4.1.1 编程步骤 一、分析问题 首先，要对需要解决的问题进行分析，以求对问题有正确的理解。例如，解决问题的任务是什么？工作过程是什么？现有的条件，已知的数据，对运算的精确和速度方面的要求是什么？设计的硬件结构是否方便编程等等。 二、确定算法 算法就是如何将实际问题转化成程序模块来处理。 解决一个问题，常常有几种可选择的方法。从数学角度来描述，可能有几种不同的算法。在编制程序以前，先要对不同的算法进行分析、比较，找出最适宜的算法。 ? 三、画程序流程图 程序流程图是使用各种图形、符号、有向线段等来说明程序设计过程的一种直观的表示，常采用以下图形及符号：椭圆框（ ）或桶行框（ ）表示程序的开始或结束。 矩形框（ ）表示要进行的工作。 菱形框（ ）表示要判断的事情，菱形框内的表达式表示要判断的内容。 圆圈（ ）表示连接点。 指向线（→）表示程序的流向。 流程图步骤分得越细致，编写程序时也就越方便。
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单片机接口技术(C51版)课件:单片机接口技术(C51版)课件精品课程，该书由张道德根据多年单片机教学、科研经验编著，中国水利水电出版社2007年3月出版。 1．掌握数据类型的概念，了解C51语言能够处理的数据类型。2．掌握常量的概念，掌握各种类型常量的特点及表示形式。3．掌握变量的概念，了解int、float、char型变量的特点，掌握这三种类型变量的定义、赋值和使用方法。理解C51中变量的存储和编译模式的关系，掌握单片机片内资源的访问方法。4．了解C51语言的基本运算符及其特点，掌握运算符的优先级和结合性的概念。5．了解算术运算表达式、关系表达式及逻辑表达式的特点，熟练进行表达式计算，能熟练进行实际问题的表达式描述。6．熟悉自增、自减运算的特点，掌握赋值运算，了解逗号运算符和逗号表达式。7．掌握数据类型转换的概念，能进行基本的数据类型转换。
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微机接口课件,微机接口电了教案:微机接口技术基础知识，可编程外围接口82C55A，高性能可编程DMA控制接口82C37A-5，CHMOS可编程时间间隔定时器芯片82C54，可编程中断控制器82C59A-2，多功能高集成外围器件，微型机算计发展概述，鼠标接口，显示器技术，打印机接口技术。
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用单片机制作多功能莫尔斯码电路:用单片机制作多功能莫尔斯码电路莫尔斯电码通信有着悠久的历史，尽管它已被现代通信方式所取代，但在业余无线电通信和特殊的专业场合仍具有重要的地位，这是因为等幅电码通信的抗干扰能力是其它任何一种通信方式都无法相比的。在短波波段用几瓦的功率即可进行国际间的通信，收发射设备简单易制成本低廉，所以深受业余无线电爱好者的喜爱，是业余无线电高手必备的技能。要想熟练掌握莫尔斯电码的收发技术除了持之以恒的毅力外，还需要相关的设备。设计本电路的目的就是给爱好者提供一个实用和训练的工具。 一、功能简介 本电路可以配合自动键体和手动键体，产生莫尔斯码控制信号，设有16种速度，从初学者到操作高手都能适用。监听音调也有16种,均可以通过功能键进行选择。可以按程序中设定好的呼号自动呼叫，设有听抄练习功能，听抄练习有短码和混合码两种模式，分别对10个数字和常用的38个混合码模拟随机取样，产生分组报码，供爱好者提高抄收水平之用，速度低4档的听抄练习是专为初学者所设，内容是时间间隔较长的单字符。设有PTT开关键，可以决定是否控制发射机工作，不需要反复通断控制线。无论当前处于呼叫状态还是听抄状态只要电键接点接通则自动转到人工发报程序。4分钟内不使用电路将自动关闭电源，只有按复位键才能重新开始工作。先按住听抄练习键复位则进入短码练习状态，其它功能不变。从开机到自动关机执行每个功能都有不同的莫尔斯码提示音。本电路具有较强的抗高低频干扰的能力和使用方便的大电流开关接口，以适应不同的发射设备。 二、硬件电路原理硬件电路如图1所示。设计电路的目的在于方便实用，以免在紧张的操作中失误，所以除了听抄练习键外其它键没有定义复用功能。各键的作用在图中已经标出。PTT控制在每次复位时处于关闭状态,每按动一次PTT功能键则改变一次状态，这样可以使用软件开关控制发射。 PTT处于控制状态时发光二极管随控制信号闪亮。考虑到自制设备及淘汰军用设备与高档设备控制电流的不同，PTT开关管采用了2SC2073，可以承受500mA的电流，同时还增加了无极性PTT开关电路，无论外部被控制的端口直流极性如何加到VT3的极性始终不变，供有兴趣的爱好者实验。应该注意，如果被控制的负载是感性，则电感两端必须并联续流二极管，除自制设备外成品机在这方面一般没有什么问题。手动键只有一个接点，接通后产生连续的音频和发射控制信号。在本电路中手动键的输入端是P1.5 ，程序不断检测P1.5电平，当按键按下时P1.5电平为0，程序转入手动键子程序。 自动键的接点分别接到P1.3和P1.4 ，同样当程序检测到有接点闭合时便自动产生“点”或“划”。音频信号从P输出，经VT1放大后推动扬声器发音。单片机的I/O口在输入状态下阻抗较高，容易受到高低频信号干扰，所以在每个输入端口和三极管的be端并联电阻和高频旁路电容，确保在较长的电键连线和大功率发射时电路工作稳定。图2是印刷电路版图，尺寸为110mmX85mm，扬声器用粘合剂直接粘接在电路版有铜箔的面。 三、软件设计方法 “点”时间长度是莫尔斯电码中的基本时间单位。按规定“划”的时间长度不小于三个“点”，同字符中“点”与“划”的间隔不小于一个“点”，字符之间不小于一个“划”，词与词之间不应小于五个“点”。在本程序中用条件转移指令来产生“点”时间长度。通过速度功能键功可以设置16种延时参数。用T0中断产生监听音频信号，并将中断设为优先级，保证在听觉上纯正悦耳。T1用于自动关机计时，如果不使用任何功能四分钟后将向PCON 位写1，单片机进入休眠状态,此时耗电量仅有几个微安。自动键的“点”或“划”以及手动键的连续发音都是子程序的反复调用。P1.2对地短接时自动呼叫可设定为另一内容。为了便于熟悉汇编语言的读者对发音内容进行修改，这里介绍发音字符的编码方法。莫尔斯码的信息与计算机中二进制恰好相同，我们可以用0表示“点”，用1表示“划”。提示音、自动呼叫、听抄内容等字符是预先按一定编码方式存储在程序中的常数。每个字符的莫尔斯码一般是由1至6位“点”、“划”组成，也就是发音次数最多6次。程序中每个字符占用1个字节，字符时间间隔不占用字节，但更长的延时或发音结束信息占用一个字节。我们用字节的低三位表示字节的性质，对于5次及5次以下发音的字符我们用存储器的高5位存储发音信息，发音顺序由高位至低位，用低3位存储发音次数，发音时将数据送入累加器A，先得到发音次数，然后使A左环移，对E0进行位寻址，判断是发“点”还是“划”，环移次数由发音次数决定。对于6次发音的字符不能完全按照上述编码规则，否则会出现信息重叠，如果是6次发音且最后一次是“划”我们把发音次数定义为111B，因为这时第6次位寻址得到的是1。如果第6次发音是“点”，那么这个字符的低三位定义为000B。字符间隔时间由程序自动产生，更长的时间隔或结束标志由字节低三位110B来定义，高半字节表示字符间隔的倍数，例如26H表示再加两倍时间间隔。如果字节为06H则表示读字符程序结束，返回主程序。更详细的内容不再赘述，读者可阅读源程序。四、使用注意事项手动键的操作难度相对大一些，时间节拍全由人掌握，其特点是发出的电码带有“人情味”。自动键的“点”、“划”靠电路产生，发音标准，容易操作，而且可以达到相当快的速度，长时间工作也不易疲劳。在干扰较大、信号微弱的条件下自动键码的辨别程度好于手动键码。初学者初次使用手动键练习发报要有老师指导，且不可我行我素，一旦养成不正确的手法则很难纠正。在电台上时常听到一些让对方难以抄收的电码，这可能会使对方反感而拒绝回答。使用自动键也应在一定的听抄基础上再去练习。在暂时找不老师的情况下可多练习听力，这对于今后能够发出标准正确的电码非常有益。
上传时间： 2013-10-31
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交通灯控制器的设计与实现一、实验目的1． 了解交通灯管理的基本工作原理。2． 熟悉8253计数器/定时器、8259A中断控制器和8255A并行接口的工作方式及应用编程。3． 掌握多位LED显示的方法。 二、 实验内容与要求设计一个用于十字路口的交通灯控制器。1．基本要求： 1) 东西和南北方向各有一组红,黄,绿灯用于指挥交通,红,黄,绿的持续时间分别为25s,5s,20s。2) 当有紧急情况（如消防车）时，两个方向均为红灯亮，计时停止，当特殊情况结束后，控制器恢复原来状态，正常工作。3) 一组数码管，以倒计时方式显示两个方向允许通行或禁止通行的时间。2．提高部分：1) 实时修改交通灯的持续时间。2) 根据不同时段对主要交通方向的信号进行调整。3) 可以使用LCD显示提示信息。 三、实验报告要求 １．设计目的和内容 ２．总体设计 ３．硬件设计：原理图（接线图）及简要说明 ４．软件设计框图及程序清单 ５．设计结果和体会（包括遇到的问题及解决的方法） 四、总体设计交通灯的工作过程如下：设十字路口的1、3为南，北方向，2、4为东西方向，初始态为4个路口的红灯全亮。之后，1、3路口的绿灯亮，2、4路口的红灯亮，1、3路口方向通车，2个路口的LED数码管开始倒计时25秒。延迟20秒后，1、3路口的绿灯熄灭，而1，3路口的黄灯开始闪烁（1HZ）。闪烁5次后，1、3路口的红灯亮，同时2、4路口的绿灯亮，2、4路口方向开始通车，2个路口的LED数码管重新开始倒计时25秒。延迟20秒时间后，2、4路口的绿灯熄灭，而黄灯开始闪烁。闪烁5次后，再切换到1、3路口方向。之后，重复上述过程。当有紧急情况时，2个方向都红灯亮，倒计时停止，车辆禁止通行，当紧急情况结束后，控制器恢复以前的状态继续工作。 在设计中采用6个发光二极管来模拟2个路口的黄红绿灯，每个路口用2个数码管来显示通行或禁止剩余的时间。紧急情况用一个单脉冲发生单元申请中断来模拟，紧急情况结束后，再发一个中断来恢复以前的状态。 根据前面的介绍，本设计硬件由定时模块、发光二极管模块、数码管显示模块和紧急中断模块组成。定时模块采用硬件定时和软件定时相结合的方法，用8253定时/计数器定时100ms，再用软件计时实现所需的定时。发光二极管模块由8255控制发光二极管来实现。数码管显示模块由实验平台上的LED显示模块实现。紧急中断模块是由单脉冲发生单元和8279中断控制器组成。 程序主要是由定时子程序、发光二极管显示子程序、数码管显示子程序和中断服务程序组成。包括对8253、8255以及8259等可编程器件的编程。 五、硬件设计 本课题的设计可通过实验平台上的一些功能模块电路组成，由于各模块电路内部已经连接，用户在使用时只要设计模块间电路的连接，因此，硬件电路的设计及实现相对简单。完整系统的硬件连接如图1所示。硬件电路由定时模块、发光二极管模块、数码管显示模块和紧急中断模块组成。 定时模块是由8253的计数器0来实现定时100ms。Clk0接实验平台分频电路输出Q6，f＝46875hz。GATE0接8255的PA0，由8255输出来控制计数器的起停。OUT0接8259的IRQ2，定时完成申请中断，进入中断服务程序。 发光二极管显示模块由8255输出来控制发光二极管的亮灭。8255输出为低电平时，对应的发光二极管就点亮，否则就熄灭。8255的接口电路如图2所示。交通灯的对应关系如下：L7 L6 L5 L2 L1 L0PC7 PC6 PC5 PC2 PC1 PC013红灯 13黄灯 13绿灯 24红灯 24黄灯 24绿灯 实验平台上提供一组六个LED数码管。插孔CS1用于数码管段选的输出选通，插孔CS2用于数码管位选信号的输出选通。本设计用4个数码管来倒计时。 紧急中断模块是由单脉冲发生单元和8259中断控制器，单脉冲发生单元主要用来请求中断，然后做出紧急情况处理。
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上传时间： 2013-10-07
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掌握先进微处理器芯片结构、微型计算机实现技术、计算机主板构成、各种接口技术原理及其应用编程方法；掌握汇编语言程序的编写方法，尤其掌握接口访问的方法。了解微机技术新的发展趋势，系统科学地获得分析问题和解决问题的训练；提高分析和设计接口的能力。不仅要学习微机各种接口电路的原理与作用，熟悉PC系列机接口电路，而且还要掌握常用接口的设计与分析方法，学会使用汇编语言和C语言对接口进行编程，并具有一定的动手实验能力和接口应用程序的编写能力，为微机的深入应用和嵌入式系统SOC设计等的学习与实践打下良好基础。同时有兴趣的同学自学Windows 2000/XP驱动程序的编写方法。一定要下载和打印或复印电子讲义，课堂上注意听讲并及时记录教师课堂上补充的内容，认真独立完成作业，做好课程实验和自修实验、做好课前预习和课后复习。1）抓住IBM PC/XT机基本结构这条主线，分析其基本结构，掌握各接口电路及可编程接口芯片的应用。2）进一步扩展和延伸CPU—从8086~Core 2 Duo，从实模式~保护模式；汇编语言－CPU及接口直接控制，16位~32位汇编；总线—PCI，USB等； 中断—从实模式下的中断向量～保护模式下的中断描述符；从传统中断～PCI中断～串行中断 芯片组—从中大规模集成电路(8237、8254、8255、8259等）~ 超大规模集成电路(82815EP、82801BA)。第1章—CPU与整机：CPU的信号与工作模式、PC结构第11章--软件如何控制CPU和接口：指令系统和汇编编程（在教师讲授重点的基础上，通过预习、实验与练习自学） 第2章--CPU如何与MEM或I/O设备通信：I/O接口与译码 第3章--总线如何工作：总线标准（PCI、USB） 第4章--I/O接口直接和MEM通信：DMA（8237，全自学） 第5章--I/O接口如何主动与CPU通信：中断技术（8259） 第6章--I/O接口的定时与计数功能：（8254） 第7章--I/O接口的并行通信：8255与打印机接口标准 第8章--I/O接口的串行通信：串行通信协议与8250 第10章--I/O软接口技术：保护模式存储，WDM驱动程序编写（全自学）
上传时间： 2014-01-21
上传用户：徐孺
微机原理与接口技术精品课程(课件):微机：IBM PC系列机原理：8088汇编语言程序设计接口：半导体存储器及其接口 I/O接口电路及其与外设连接技术：硬件－－接口电路原理软件－－接口编程方法第1章 基础知识 4第2章 微型计算机系统结构 6第3章 程序加载并执行 4第4章 微处理器一般指令 6第5章 汇编语言程序设计基础 4第6章 算术运算与逻辑运算 8第7章 基本输入与输出 4第8章 程序流程控制 10第9章 字符串处理 6第10章 宏 4第11章 过程 4第12章 文件处理 4第13章 模块化程序设计 4
上传时间： 2014-03-17
上传用户：894448095
九.输入/输出保护为了支持多任务，80386不仅要有效地实现任务隔离，而且还要有效地控制各任务的输入/输出，避免输入/输出冲突。本文将介绍输入输出保护。 这里下载本文源代码。 <一>输入/输出保护80386采用I/O特权级IPOL和I/O许可位图的方法来控制输入/输出，实现输入/输出保护。 1.I/O敏感指令输入输出特权级(I/O Privilege Level)规定了可以执行所有与I/O相关的指令和访问I/O空间中所有地址的最外层特权级。IOPL的值在如下图所示的标志寄存器中。 标 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许可位图规定了I/O空间中的哪些地址可以由在任何特权级执行的程序所访问。I/O许可位图在任务状态段TSS中。 I/O敏感指令 指令 功能 保护方式下的执行条件 CLI 清除EFLAGS中的IF位 CPL<=IOPL STI 设置EFLAGS中的IF位 CPL<=IOPL IN 从I/O地址读出数据 CPL<=IOPL或I/O位图许可 INS 从I/O地址读出字符串 CPL<=IOPL或I/O位图许可 OUT 向I/O地址写数据 CPL<=IOPL或I/O位图许可 OUTS 向I/O地址写字符串 CPL<=IOPL或I/O位图许可 上表所列指令称为I/O敏感指令，由于这些指令与I/O有关，并且只有在满足所列条件时才可以执行，所以把它们称为I/O敏感指令。从表中可见，当前特权级不在I/O特权级外层时，可以正常执行所列的全部I/O敏感指令；当特权级在I/O特权级外层时，执行CLI和STI指令将引起通用保护异常，而其它四条指令是否能够被执行要根据访问的I/O地址及I/O许可位图情况而定(在下面论述)，如果条件不满足而执行，那么将引起出错码为0的通用保护异常。 由于每个任务使用各自的EFLAGS值和拥有自己的TSS，所以每个任务可以有不同的IOPL，并且可以定义不同的I/O许可位图。注意，这些I/O敏感指令在实模式下总是可执行的。 2.I/O许可位图如果只用IOPL限制I/O指令的执行是很不方便的，不能满足实际要求需要。因为这样做会使得在特权级3执行的应用程序要么可访问所有I/O地址，要么不可访问所有I/O地址。实际需要与此刚好相反，只允许任务甲的应用程序访问部分I/O地址，只允许任务乙的应用程序访问另一部分I/O地址，以避免任务甲和任务乙在访问I/O地址时发生冲突，从而避免任务甲和任务乙使用使用独享设备时发生冲突。 因此，在IOPL的基础上又采用了I/O许可位图。I/O许可位图由二进制位串组成。位串中的每一位依次对应一个I/O地址，位串的第0位对应I/O地址0，位串的第n位对应I/O地址n。如果位串中的第位为0，那么对应的I/O地址m可以由在任何特权级执行的程序访问；否则对应的I/O地址m只能由在IOPL特权级或更内层特权级执行的程序访问。如果在I/O外层特权级执行的程序访问位串中位值为1的位所对应的I/O地址，那么将引起通用保护异常。 I/O地址空间按字节进行编址。一条I/O指令最多可涉及四个I/O地址。在需要根据I/O位图决定是否可访问I/O地址的情况下，当一条I/O指令涉及多个I/O地址时，只有这多个I/O地址所对应的I/O许可位图中的位都为0时，该I/O指令才能被正常执行，如果对应位中任一位为1，就会引起通用保护异常。 80386支持的I/O地址空间大小是64K，所以构成I/O许可位图的二进制位串最大长度是64K个位，即位图的有效部分最大为8K字节。一个任务实际需要使用的I/O许可位图大小通常要远小于这个数目。 当前任务使用的I/O许可位图存储在当前任务TSS中低端的64K字节内。I/O许可位图总以字节为单位存储，所以位串所含的位数总被认为是8的倍数。从前文中所述的TSS格式可见，TSS内偏移66H的字确定I/O许可位图的开始偏移。由于I/O许可位图最长可达8K字节，所以开始偏移应小于56K，但必须大于等于104，因为TSS中前104字节为TSS的固定格式，用于保存任务的状态。 1.I/O访问许可检查细节保护模式下处理器在执行I/O指令时进行许可检查的细节如下所示。 (1)若CPL<=IOPL，则直接转步骤(8)；(2)取得I/O位图开始偏移；(3)计算I/O地址对应位所在字节在I/O许可位图内的偏移；(4)计算位偏移以形成屏蔽码值，即计算I/O地址对应位在字节中的第几位；(5)把字节偏移加上位图开始偏移，再加1，所得值与TSS界限比较，若越界，则产生出错码为0的通用保护故障；(6)若不越界，则从位图中读对应字节及下一个字节；(7)把读出的两个字节与屏蔽码进行与运算，若结果不为0表示检查未通过，则产生出错码为0的通用保护故障；(8)进行I/O访问。设某一任务的TSS段如下： TSSSEG SEGMENT PARA USE16 TSS <> ;TSS低端固定格式部分 DB 8 DUP(0) ;对应I/O端口00H—3FH DB 10000000B ;对应I/O端口40H—47H DB 01100000B ;对用I/O端口48H—4FH DB 8182 DUP(0ffH) ;对应I/O端口50H—0FFFFH DB 0FFH ;位图结束字节TSSLen = $TSSSEG ENDS 再假设IOPL=1，CPL=3。那么如下I/O指令有些能正常执行，有些会引起通用保护异常： in al,21h ;(1)正常执行 in al,47h ;(2)引起异常 out 20h,al ;(3)正常实行 out 4eh,al ;(4)引起异常 in al,20h ;(5)正常执行 out 20h,eax ;(6)正常执行 out 4ch,ax ;(7)引起异常 in ax,46h ;(8)引起异常 in eax,42h ;(9)正常执行 由上述I/O许可检查的细节可见，不论是否必要，当进行许可位检查时，80386总是从I/O许可位图中读取两个字节。目的是为了尽快地执行I/O许可检查。一方面，常常要读取I/O许可位图的两个字节。例如，上面的第(8)条指令要对I/O位图中的两个位进行检查，其低位是某个字节的最高位，高位是下一个字节的最低位。可见即使只要检查两个位，也可能需要读取两个字节。另一方面，最多检查四个连续的位，即最多也只需读取两个字节。所以每次要读取两个字节。这也是在判别是否越界时再加1的原因。为此，为了避免在读取I/O许可位图的最高字节时产生越界，必须在I/O许可位图的最后填加一个全1的字节，即0FFH。此全1的字节应填加在最后一个位图字节之后，TSS界限范围之前，即让填加的全1字节在TSS界限之内。 I/O许可位图开始偏移加8K所得的值与TSS界限值二者中较小的值决定I/O许可位图的末端。当TSS的界限大于I/O许可位图开始偏移加8K时，I/O许可位图的有效部分就有8K字节，I/O许可检查全部根据全部根据该位图进行。当TSS的界限不大于I/O许可位图开始偏移加8K时，I/O许可位图有效部分就不到8K字节，于是对较小I/O地址访问的许可检查根据位图进行，而对较大I/O地址访问的许可检查总被认为不可访问而引起通用保护故障。因为这时会发生字节越界而引起通用保护异常，所以在这种情况下，可认为不足的I/O许可位图的高端部分全为1。利用这个特点，可大大节约TSS中I/O许可位图占用的存储单元，也就大大减小了TSS段的长度。 <二>重要标志保护输入输出的保护与存储在标志寄存器EFLAGS中的IOPL密切相关，显然不能允许随便地改变IOPL，否则就不能有效地实现输入输出保护。类似地，对EFLAGS中的IF位也必须加以保护，否则CLI和STI作为敏感指令对待是无意义的。此外，EFLAGS中的VM位决定着处理器是否按虚拟8086方式工作。 80386对EFLAGS中的这三个字段的处理比较特殊，只有在较高特权级执行的程序才能执行IRET、POPF、CLI和STI等指令改变它们。下表列出了不同特权级下对这三个字段的处理情况。 不同特权级对标志寄存器特殊字段的处理 特权级 VM标志字段 IOPL标志字段 IF标志字段 CPL=0 可变(初POPF指令外) 可变 可变 0 不变 不变 可变 CPL>IOPL 不变 不变 不变 从表中可见，只有在特权级0执行的程序才可以修改IOPL位及VM位；只能由相对于IOPL同级或更内层特权级执行的程序才可以修改IF位。与CLI和STI指令不同，在特权级不满足上述条件的情况下，当执行POPF指令和IRET指令时，如果试图修改这些字段中的任何一个字段，并不引起异常，但试图要修改的字段也未被修改，也不给出任何特别的信息。此外，指令POPF总不能改变VM位，而PUSHF指令所压入的标志中的VM位总为0。 <三>演示输入输出保护的实例(实例九)下面给出一个用于演示输入输出保护的实例。演示内容包括：I/O许可位图的作用、I/O敏感指令引起的异常和特权指令引起的异常；使用段间调用指令CALL通过任务门调用任务，实现任务嵌套。 1.演示步骤实例演示的内容比较丰富，具体演示步骤如下：(1)在实模式下做必要准备后，切换到保护模式；(2)进入保护模式的临时代码段后，把演示任务的TSS段描述符装入TR，并设置演示任务的堆栈；(3)进入演示代码段，演示代码段的特权级是0；(4)通过任务门调用测试任务1。测试任务1能够顺利进行；(5)通过任务门调用测试任务2。测试任务2演示由于违反I/O许可位图规定而导致通用保护异常；(6)通过任务门调用测试任务3。测试任务3演示I/O敏感指令如何引起通用保护异常；(7)通过任务门调用测试任务4。测试任务4演示特权指令如何引起通用保护异常；(8)从演示代码转临时代码，准备返回实模式；(9)返回实模式，并作结束处理。
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