单片机C语言应用程序设计针对目前最通用的单片机8051和最流行的程序设计语言——C语言,以KEII。公司8051单片机开发套件讲解单片机的C语言应用程序设计。该套件的编译器有支持经典8051及8051派生产品的版本,统称为Cx51。Windows集成开发环境μVision2把μVisionl用的模拟调试器dScope与集成环境无缝结合起来,使用更方便,支持的单片机品种更多。 本书的特点是取材于原文资料,总结实际教学和应用经验,实例较多,实用性强。本书中C语言是针对8051特有结构描述的,这样,即使无编程基础的人,也可通过本书学习单片机的c编程。单片机C语言应用程序设计目录第1章 单片机基础知识 1.1 8051单片机的特点 1.2 8051的内部知识 1.3 8051的系统扩展 习题一第2章 C与8051 2.1 8051的编程语言 2.2 Cx51编译器 2.3 KEIL 8051开发工具 2.4 KEIL Cx51编程实例 2.5 Cx51程序结构 习题二第3章 Cx51 数据与运算 3.1 数据与数据类型 3.2 常量与变量 3.3 Cx51数据存储类型与8051存储器结构 3.4 8051特殊功能寄存器(SFR)及其Cx51定义 3.5 8051并行接口及其Cx51定义 3.6 位变量(BIT)及其Cx51定义 3.7 Cx51运算符、表达式及其规则 习题三第4章 Cx51 流程控制语句 4.1 C语言程序的基本结构及其流程图 4.2 选择语句 4.3 循环语句 习题四第5章 Cx51 构造数据类型 5.1 数组 5.2 指针 5.3 结构 5.4 共用体 5.5 枚举 习题五第6章 Cx51 函数第7章 模块化程序设计第8章 8051内部资源的C编辑第9章 8051扩展资源的C编辑第10章 8051输出控制的C编程第11章 8051数据采集的C编程第12章 8051机间通信的C编程第13章 8051人机交互的C编程附录A μVision2集成开发环境使用附录B KEIL Cx51 上机制南
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有两种方式可以让设备和应用程序之间联系:1. 通过为设备创建的一个符号链;2. 通过输出到一个接口WDM驱动程序建议使用输出到一个接口而不推荐使用创建符号链的方法。这个接口保证PDO的安全,也保证安全地创建一个惟一的、独立于语言的访问设备的方法。一个应用程序使用Win32APIs来调用设备。在某个Win32 APIs和设备对象的分发函数之间存在一个映射关系。获得对设备对象访问的第一步就是打开一个设备对象的句柄。 用符号链打开一个设备的句柄为了打开一个设备,应用程序需要使用CreateFile。如果该设备有一个符号链出口,应用程序可以用下面这个例子的形式打开句柄:hDevice = CreateFile("\\\\.\\OMNIPORT3", GENERIC_READ | GENERIC_WRITE,FILE_SHARE_READ, NULL, OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL ,NULL);文件路径名的前缀“\\.\”告诉系统本调用希望打开一个设备。这个设备必须有一个符号链,以便应用程序能够打开它。有关细节查看有关Kdevice和CreateLink的内容。在上述调用中第一个参数中前缀后的部分就是这个符号链的名字。注意:CreatFile中的第一个参数不是Windows 98/2000中驱动程序(.sys文件)的路径。是到设备对象的符号链。如果使用DriverWizard产生驱动程序,它通常使用类KunitizedName来构成设备的符号链。这意味着符号链名有一个附加的数字,通常是0。例如:如果链接名称的主干是L“TestDevice”那么在CreateFile中的串就该是“\\\\.\\TestDevice0”。如果应用程序需要被覆盖的I/O,第六个参数(Flags)必须或上FILE_FLAG_OVERLAPPED。 使用一个输出接口打开句柄用这种方式打开一个句柄会稍微麻烦一些。DriverWorks库提供两个助手类来使获得对该接口的访问容易一些,这两个类是CDeviceInterface, 和 CdeviceInterfaceClass。CdeviceInterfaceClass类封装了一个设备信息集,该信息集包含了特殊类中的所有设备接口信息。应用程序能有用CdeviceInterfaceClass类的一个实例来获得一个或更多的CdeviceInterface类的实例。CdeviceInterface类是一个单一设备接口的抽象。它的成员函数DevicePath()返回一个路径名的指针,该指针可以在CreateFile中使用来打开设备。下面用一个小例子来显示这些类最基本的使用方法:extern GUID TestGuid;HANDLE OpenByInterface( GUID* pClassGuid, DWORD instance, PDWORD pError){ CDeviceInterfaceClass DevClass(pClassGuid, pError); if (*pError != ERROR_SUCCESS) return INVALID_HANDLE_VALUE; CDeviceInterface DevInterface(&DevClass, instance, pError); if (*pError != ERROR_SUCCESS) return INVALID_HANDLE_VALUE; cout << "The device path is " << DevInterface.DevicePath() << endl; HANDLE hDev; hDev = CreateFile( DevInterface.DevicePath(), GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_WRITE, NULL, OPEN_EXISTING, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL ); if (hDev == INVALID_HANDLE_VALUE) *pError = GetLastError(); return hDev;} 在设备中执行I/O操作一旦应用程序获得一个有效的设备句柄,它就能使用Win32 APIs来产生到设备对象的IRPs。下面的表显示了这种对应关系。Win32 API DRIVER_FUNCTION_xxxIRP_MJ_xxx KDevice subclass member function CreateFile CREATE Create ReadFile READ Read WriteFile WRITE Write DeviceIoControl DEVICE_CONTROL DeviceControl CloseHandle CLOSECLEANUP CloseCleanUp 需要解释一下设备类成员的Close和CleanUp:CreateFile使内核为设备创建一个新的文件对象。这使得多个句柄可以映射同一个文件对象。当这个文件对象的最后一个用户级句柄被撤销后,I/O管理器调用CleanUp。当没有任何用户级和核心级的对文件对象的访问的时候,I/O管理器调用Close。如果被打开的设备不支持指定的功能,则调用相应的Win32将引起错误(无效功能)。以前为Windows95编写的VxD的应用程序代码中可能会在打开设备的时候使用FILE_FLAG_DELETE_ON_CLOSE属性。在Windows NT/2000中,建议不要使用这个属性,因为它将导致没有特权的用户企图打开这个设备,这是不可能成功的。I/O管理器将ReadFile和WriteFile的buff参数转换成IRP域的方法依赖于设备对象的属性。当设备设置DO_DIRECT_IO标志,I/O管理器将buff锁住在存储器中,并且创建了一个存储在IRP中的MDL域。一个设备可以通过调用Kirp::Mdl来存取MDL。当设备设置DO_BUFFERED_IO标志,设备对象分别通过KIrp::BufferedReadDest或 KIrp::BufferedWriteSource为读或写操作获得buff地址。当设备不设置DO_BUFFERED_IO标志也不设置DO_DIRECT_IO,内核设置IRP 的UserBuffer域来对应ReadFile或WriteFile中的buff参数。然而,存储区并没有被锁住而且地址只对调用进程有效。驱动程序可以使用KIrp::UserBuffer来存取IRP域。对于DeviceIoControl调用,buffer参数的转换依赖于特殊的I/O控制代码,它不在设备对象的特性中。宏CTL_CODE(在winioctl.h中定义)用来构造控制代码。这个宏的其中一个参数指明缓冲方法是METHOD_BUFFERED, METHOD_IN_DIRECT, METHOD_OUT_DIRECT, 或METHOD_NEITHER。下面的表显示了这些方法和与之对应的能获得输入缓冲与输出缓冲的KIrp中的成员函数:Method Input Buffer Parameter Output Buffer Parameter METHOD_BUFFERED KIrp::IoctlBuffer KIrp::IoctlBuffer METHOD_IN_DIRECT KIrp::IoctlBuffer KIrp::Mdl METHOD_OUT_DIRECT KIrp::IoctlBuffer KIrp::Mdl METHOD_NEITHER KIrp::IoctlType3InputBuffer KIrp::UserBuffer 如果控制代码指明METHOD_BUFFERED,系统分配一个单一的缓冲来作为输入与输出。驱动程序必须在向输出缓冲放数据之前拷贝输入数据。驱动程序通过调用KIrp::IoctlBuffer获得缓冲地址。在完成时,I/O管理器从系统缓冲拷贝数据到提供给Ring 3级调用者使用的缓冲中。驱动程序必须在结束前存储拷贝到IRP的Information成员中的数据个数。如果控制代码不指明METHOD_IN_DIRECT或METHOD_OUT_DIRECT,则DeviceIoControl的参数呈现不同的含义。参数InputBuffer被拷贝到一个系统缓冲,这个缓冲驱动程序可以通过调用KIrp::IoctlBuffer。参数OutputBuffer被映射到KMemory对象,驱动程序对这个对象的访问通过调用KIrp::Mdl来实现。对于METHOD_OUT_DIRECT,调用者必须有对缓冲的写访问权限。注意,对METHOD_NEITHER,内核只提供虚拟地址;它不会做映射来配置缓冲。虚拟地址只对调用进程有效。这里是一个用METHOD_BUFFERED的例子:首先,使用宏CTL_CODE来定义一个IOCTL代码:#define IOCTL_MYDEV_GET_FIRMWARE_REV \CTL_CODE (FILE_DEVICE_UNKNOWN,0,METHOD_BUFFERED,FILE_ANY_ACCESS)现在使用一个DeviceIoControl调用:BOOLEAN b;CHAR FirmwareRev[60];ULONG FirmwareRevSize;b = DeviceIoControl(hDevice, IOCTL_MYDEV_GET_VERSION_STRING, NULL, // no input 注意,这里放的是包含有执行操作命令的字符串指针 0, FirmwareRev, //这里是output串指针,存放从驱动程序中返回的字符串。sizeof(FirmwareRev),& FirmwareRevSize, NULL // not overlapped I/O );如果输出缓冲足够大,设备拷贝串到里面并将拷贝的资结束设置到FirmwareRevSize中。在驱动程序中,代码看起来如下所示:const char* FIRMWARE_REV = "FW 16.33 v5";NTSTATUS MyDevice::DeviceControl( KIrp I ){ ULONG fwLength=0; switch ( I.IoctlCode() ) { case IOCTL_MYDEV_GET_FIRMWARE_REV: fwLength = strlen(FIRMWARE_REV)+1; if (I.IoctlOutputBufferSize() >= fwLength) { strcpy((PCHAR)I.IoctlBuffer(),FIRMWARE_REV); I.Information() = fwLength; return I.Complete(STATUS_SUCCESS); } else { } case . . . } }
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并行接口电路:微处理器与I/O设备进行数据传输时均需经过接口电路实现系统与设备互连的匹配。并行接口电路中每个信息位有自己的传输线,一个数据字节各位可并行传送,速度快,控制简单。由于电气特性的限制,传输距离不能太长。8255A是通用的可编程并行接口芯片,功能强,使用灵活。适合一些并行输入/输出设备的使用。8255A并行接口逻辑框图三个独立的8位I/O端口,口A、口B、口C。口A有输入、输出锁存器及输出缓冲器。口B与口C有输入、输出缓冲器及输出锁存器。在实现高级的传输协议时,口C的8条线分为两组,每组4条线,分别作为口A与口B在传输时的控制信号线。口C的8条线可独立进行置1/置0的操作。口A、口B、口C及控制字口共占4个设备号。8255A并行接口的控制字工作模式选择控制字:口A有三种工作模式,口B有二种工作模式。口C独立使用时只有一个工作模式,与口A、口B配合使用时,作为控制信号线。三种工作模式命名为:模式0、模式1及模式2。模式 0 为基本I/O端口,模式1为带选通的I/O端口,模式 2 为带选通的双向I/O端口。口A可工作在三种模式下,口B可工作在模式 0与模式 1下,口C可工作在模式0下或作为控制线配合口A、口B工作。
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微处理器及微型计算机的发展概况 第一代微处理器是以Intel公司1971年推出的4004,4040为代表的四位微处理机。 第二代微处理机(1973年~1977年),典型代表有:Intel 公司的8080、8085;Motorola公司的M6800以及Zlog公司的Z80。 第三代微处理机 第三代微机是以16位机为代表,基本上是在第二代微机的基础上发展起来的。其中Intel公司的8088。8086是在8085的基础发展起来的;M68000是Motorola公司在M6800 的基础发展起来的; 第四代微处理机 以Intel公司1984年10月推出的80386CPU和1989年4月推出的80486CPU为代表, 第五代微处理机的发展更加迅猛,1993年3月被命名为PENTIUM的微处理机面世,98年PENTIUM 2又被推向市场。 INTEL CPU 发展历史Intel第一块CPU 4004,4位主理器,主频108kHz,运算速度0.06MIPs(Million Instructions Per Second, 每秒百万条指令),集成晶体管2,300个,10微米制造工艺,最大寻址内存640 bytes,生产曰期1971年11月. 8085,8位主理器,主频5M,运算速度0.37MIPs,集成晶体管6,500个,3微米制造工艺,最大寻址内存64KB,生产曰期1976年 8086,16位主理器,主频4.77/8/10MHZ,运算速度0.75MIPs,集成晶体管29,000个,3微米制造工艺,最大寻址内存1MB,生产曰期1978年6月. 80486DX,DX2,DX4,32位主理器,主频25/33/50/66/75/100MHZ,总线频率33/50/66MHZ,运算速度20~60MIPs,集成晶体管1.2M个,1微米制造工艺,168针PGA,最大寻址内存4GB,缓存8/16/32/64KB,生产曰期1989年4月 Celeron一代, 主频266/300MHZ(266/300MHz w/o L2 cache, Covington芯心 (Klamath based),300A/333/366/400/433/466/500/533MHz w/128kB L2 cache, Mendocino核心 (Deschutes-based), 总线频率66MHz,0.25微米制造工艺,生产曰期1998年4月) Pentium 4 (478针),至今分为三种核心:Willamette核心(主频1.5G起,FSB400MHZ,0.18微米制造工艺),Northwood核心(主频1.6G~3.0G,FSB533MHZ,0.13微米制造工艺, 二级缓存512K),Prescott核心(主频2.8G起,FSB800MHZ,0.09微米制造工艺,1M二级缓存,13条全新指令集SSE3),生产曰期2001年7月. 更大的缓存、更高的频率、 超级流水线、分支预测、乱序执行超线程技术 微型计算机组成结构单片机简介单片机即单片机微型计算机,是将计算机主机(CPU、 内存和I/O接口)集成在一小块硅片上的微型机。 三、计算机编程语言的发展概况 机器语言 机器语言就是0,1码语言,是计算机唯一能理解并直接执行的语言。汇编语言 用一些助记符号代替用0,1码描述的某种机器的指令系统,汇编语言就是在此基础上完善起来的。高级语言 BASIC,PASCAL,C语言等等。用高级语言编写的程序称源程序,它们必须通过编译或解释,连接等步骤才能被计算机处理。 面向对象语言 C++,Java等编程语言是面向对象的语言。 1.3 微型计算机中信息的表示及运算基础(一) 十进制ND有十个数码:0~9,逢十进一。 例 1234.5=1×103 +2×102 +3×101 +4×100 +5×10-1加权展开式以10称为基数,各位系数为0~9,10i为权。 一般表达式:ND= dn-1×10n-1+dn-2×10n-2 +…+d0×100 +d-1×10-1+… (二) 二进制NB两个数码:0、1, 逢二进一。 例 1101.101=1×23+1×22+0×21+1×20+1×2-1+1×2-3 加权展开式以2为基数,各位系数为0、1, 2i为权。 一般表达式: NB = bn-1×2n-1 + bn-2×2n-2 +…+b0×20 +b-1×2-1+… (三)十六进制NH十六个数码0~9、A~F,逢十六进一。 例:DFC.8=13×162 +15×161 +12×160 +8×16-1 展开式以十六为基数,各位系数为0~9,A~F,16i为权。 一般表达式: NH= hn-1×16n-1+ hn-2×16n-2+…+ h0×160+ h-1×16-1+… 二、不同进位计数制之间的转换 (二)二进制与十六进制数之间的转换 24=16 ,四位二进制数对应一位十六进制数。举例:(三)十进制数转换成二、十六进制数整数、小数分别转换 1.整数转换法“除基取余”:十进制整数不断除以转换进制基数,直至商为0。每除一次取一个余数,从低位排向高位。举例: 2. 小数转换法“乘基取整”:用转换进制的基数乘以小数部分,直至小数为0或达到转换精度要求的位数。每乘一次取一次整数,从最高位排到最低位。举例: 三、带符号数的表示方法 机器数:机器中数的表示形式。真值: 机器数所代表的实际数值。举例:一个8位机器数与它的真值对应关系如下: 真值: X1=+84=+1010100B X2=-84= -1010100B 机器数:[X1]机= 01010100 [X2]机= 11010100(二)原码、反码、补码最高位为符号位,0表示 “+”,1表示“-”。 数值位与真值数值位相同。 例 8位原码机器数: 真值: x1 = +1010100B x2 =- 1010100B 机器数: [x1]原 = 01010100 [x2]原 = 11010100原码表示简单直观,但0的表示不唯一,加减运算复杂。 正数的反码与原码表示相同。 负数反码符号位为 1,数值位为原码数值各位取反。 例 8位反码机器数: x= +4: [x]原= 00000100 [x]反= 00000100 x= -4: [x]原= 10000100 [x]反= 111110113、补码(Two’s Complement)正数的补码表示与原码相同。 负数补码等于2n-abs(x)8位机器数表示的真值四、 二进制编码例:求十进制数876的BCD码 876= 1000 0111 0110 BCD 876= 36CH = 1101101100B 2、字符编码 美国标准信息交换码ASCII码,用于计算 机与计算机、计算机与外设之间传递信息。 3、汉字编码 “国家标准信息交换用汉字编码”(GB2312-80标准),简称国标码。 用两个七位二进制数编码表示一个汉字 例如“巧”字的代码是39H、41H汉字内码例如“巧”字的代码是0B9H、0C1H1·4 运算基础 一、二进制数的运算加法规则:“逢2进1” 减法规则:“借1当2” 乘法规则:“逢0出0,全1出1”二、二—十进制数的加、减运算 BCD数的运算规则 循十进制数的运算规则“逢10进1”。但计算机在进行这种运算时会出现潜在的错误。为了解决BCD数的运算问题,采取调整运算结果的措施:即“加六修正”和“减六修正”例:10001000(BCD)+01101001(BCD) =000101010111(BCD) 1 0 0 0 1 0 0 0 + 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 + 0 1 1 0 0 1 1 0 ……调整 1 0 1 0 1 0 1 1 1 进位 例: 10001000(BCD)- 01101001(BCD)= 00011001(BCD) 1 0 0 0 1 0 0 0 - 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 - 0 1 1 0 ……调整 0 0 0 1 1 0 0 1 三、 带符号二进制数的运算 1.5 几个重要的数字逻辑电路编码器译码器计数器微机自动工作的条件程序指令顺序存放自动跟踪指令执行1.6 微机基本结构微机结构各部分组成连接方式1、以CPU为中心的双总线结构;2、以内存为中心的双总线结构;3、单总线结构CPU结构管脚特点 1、多功能;2、分时复用内部结构 1、控制; 2、运算; 3、寄存器; 4、地址程序计数器堆栈定义 1、定义;2、管理;3、堆栈形式
上传时间: 2013-10-17
上传用户:erkuizhang
针对国家突发公共事件应急体系建设规划的要求,设计了一种基于Web和GIS的灾害预警信息管理系统,建立了同一地理空间下的省、地市、县三级灾害信息管理与发布的预警机制。研制了基于GSM/GPRS通信的预警信息语音发布一体机和图文LED电子屏,通过短信和语音的将预警信息大范围发布。本系统已在多省市不同领域广泛应用,尤其是在气象信息管理与发布领域发挥了重要作用。
上传时间: 2013-10-20
上传用户:ardager
我国自主研制的北斗二代卫星导航定位系统已具备区域导航定位的能力,文中以BD2/GPS双系统导航接收机为研究对象,研究BD2/GPS双系统接收机的通信协议,给出BD2/GPS双系统接收机的数据采集方法,详细设计了基于VC++的BD2/GPS接收机信息处理与分析软件,并给出其软件流程,研究了接收机定位性能的评价指标,并提取BD2/GPS联合定位时的状态参数以及精度因子。同时,实现了计算机对BD2/GPS双系统接收机的设置与控制。通过实际测试和调试表明:设计的BD2/GPS接收机信息采集与处理系统工作稳定,界面友好,扩展性强,可用于对BD2/GPS双系统接收机定位性能进行分析。
上传时间: 2013-11-17
上传用户:baitouyu
随着计算机以及现代化技术的发展,现代高等学校对开发科研信息管理系统对加强科研管理有着非常迫切的需要。论文在高校科研管理系统需求分析的基础上,对系统主要模块以及数据库进行了分析和设计,实现了该系统。论文最后对高校科研管理系统做出总结和展望。
上传时间: 2013-11-13
上传用户:思琦琦
以车地通信(TWC)系统为核心,完成其中数据通信(DCS)子系统的设计,特别是用于轨旁设备和车载设备间信息传输的车地无线通信(TWC)网络的设计,着重考虑无线接入点(AP)的部署、无线局域网(WLAN)标准的选择等因素,并经过比较选出适用于DCS系统的WLAN标准。最后对该系统的网络安全进行分析,并说明所选的解决方法,使系统的可用性大大提高。
上传时间: 2013-11-11
上传用户:ljd123456
针对弹药输送车载供弹系统故障的复杂性、多样性故障难以诊断的问题,提出了一种基于模糊神经网络弹药输送车载供弹系统故障诊断方法。该方法运用模糊神经网络理论基础和优点,通过对弹药输送车载供弹系统的故障分析,构建了弹药输送车载供弹系统故障诊断模型,并运用MATLAB语言编程进行仿真。仿真结果表明该方法不仅提高系统的诊断容错能力和准确率,而且还为弹药输送车载供弹系统的精密故障诊断提供了有效的方法,具有广泛的军事应用前景。
上传时间: 2013-11-23
上传用户:sclyutian
一种新型的基于自组网车载通信系统MAC协议
上传时间: 2013-11-15
上传用户:3294322651