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  • 教学方法、实施步骤时间分配教学手段回顾5”×2板书计算机投影仪多媒体课件等讲授40”×2提问3”×2小结2”×2讲授内容:6.1输入/输出数据的传输控制方式一、输入/输出的一般概念1.引言输入/输出是微机系统与外部...

    教学方法、实施步骤

    时间分配

    教学手段

    5

    ×

    2

    板书

    计算机

    投影仪

    多媒体课件等

    40

    ×

    2

    3

    ×

    2

    2

    ×

    2

    讲授内容:

    6. 1

    输入

    /

    输出数据的传输控制方式

    一、输入

    /

    输出的一般概念

    1

    引言

    输入

    /

    输出是微机系统与外部设备进行信息交换的过程。输入

    /

    输出设备称

    为外部设备,与存储器相比,外部设备有其本身的特点,存储器较为标准,而

    外部设备则比较复杂,性能的离散性比较大,不同的外部设备,其结构方式不

    同,有机械式、电动式、电子式等;输入

    /

    输出的信号类型也不相同,有数字

    信号,也有模拟信号;有电信号,也有非电信号;输入

    /

    输出信息的速率也相

    差很大。因此,

    CPU

    与外部设备之间的信息交换技术比较复杂。

    CPU

    与外设之间的信息交换,是通过它们之间接口电路中的

    I/O

    端口来进

    行的,由于同一个外部设备与

    CPU

    之间所要传送的信息类型不同,方向不同,

    作用也不一样(例如数据信息、状态信息、控制信息、输入

    /

    输出等)

    ,所以接

    口电路中可以设置多个端口来分别处理这些不同的信息。

    2

    输入

    /

    输出端口的寻址方式

    微机系统采用总线结构形式,即通过一组总线来连接组成系统的各个功能

    部件(包括

    CPU

    、内存、

    I/O

    端口)

    CPU

    、内存、

    I/O

    端口之间的信息交换都

    是通过总线来进行的,

    如何区分不同的内存单元和

    I/O

    端口,

    是输入

    /

    输出寻址

    方式所要讨论解决的问题。

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  • a)主程序流程图(b)中断服务程序流程图图3-2数据采集程序流程图SAMP:MOVR0,#30H;数据缓冲区首址MOV#8;8通道计数MOVDPTR,#7FF8H;指向通道0START:SETBF0;置中断发生标志MOVX@DPTR,A;启动A/D(P2.7=0,WR=0)SETBIT0...

    a

    )主程序流程图

    (

    b

    )中断服务程序流程图

    3-2

    数据采集程序流程图

    SAMP

    MOV

    R0,#30H

    ;数据缓冲区首址

    MOV

    #8

    8

    通道计数

    MOV

    DPTR,#7FF8H

    ;指向通道

    0

    START

    SETB

    F0

    ;置中断发生标志

    MOVX

    @DPTR,A

    ;启动

    A/D

    (

    P2.7=0,WR=0

    )

    SETB

    IT0

    ;置外部中断

    0

    为边沿触发

    SETB

    EX0

    ;允许外部中断

    0

    SETB

    EA

    ;开中断

    LOOP

    JB

    F0,

    LOOP

    ;判发生中断标志

    1

    DJNZ

    R2,START

    8

    个通道转换结束

    RET

    INTDATA

    M

    OVX

    A,@DPTR

    ;读数据(

    P2.7=0,RD=0

    )硬件撤

    ;销中断

    MOV

    @R0,A

    ;存数据

    INC

    R0

    INC

    DPTR

    ;指向下一通道

    CLR

    F0

    ;清中断标志

    RETI

    3.3

    标度变换

    在计算机控制系统中,

    生产中的各个参数都有着不同的数值和量纲,

    所有这

    些都经过调理电路转换成

    A/D

    转换器所能接收的

    0

    5

    伏同一电压信号,又由

    A/D

    转换成

    00

    FFH

    (

    8

    位)的数字量,为进一步显示记录等,必须把这些数字

    量转换成不同单位,以便操作人员对其进行检测管理,这就是所谓的标度变换

    线性参数标度变换:指一次仪表测量值与转换结果具有线性关系或者一次

    仪表是线性刻度的。其标度变换公式为:

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  • 1、基于trubo c rs232的串口通信程序源代码.。 2、包括教材[Visual.C.Turbo.C串口通讯编程实践].龚建伟&熊光明。 3、有详细的代码注释(包括寄存器...4、包括中断函数、主函数程序流程图,可全面吃透程序运行流程。
  • 1. 中断概念中断是指由于...硬件中断导致处理器通过一个上下文切换(context switch)来保存执行状态(以程序计数器和程序状态字等寄存器信息为主);软件中断则通常作为CPU指令集中的一个指令,以可编程的方式直接指...

    1. 中断概念

    中断是指由于接收到来自外围硬件(相对于中央处理器和内存)的异步信号或来自软件的同步信号,而进行相应的硬件/软件处理。发出这样的信号称为进行中断请求(interrupt request,IRQ)。硬件中断导致处理器通过一个上下文切换(context switch)来保存执行状态(以程序计数器和程序状态字等寄存器信息为主);软件中断则通常作为CPU指令集中的一个指令,以可编程的方式直接指示这种上下文切换,并将处理导向一段中断处理代码。中断在计算机多任务处理,尤其是实时系统中尤为有用。这样的系统,包括运行于其上的操作系统,也被称为“中断驱动的”(interrupt-driven)。

    中断是一种使CPU中止正在执行的程序而转去处理特殊事件的操作,这些引起中断的事件称为中断源,它们可能是来自外设的输入输出请求,也可能是计算机的一些异常事故或其它内部原因。

    中断:在运行一个程序的过程中,断续地以“插入”方式执行一些完成特定处理功能的程序段,这种处理方式称为中断。

    2. 中断的作用

    并行操作

    硬件故障报警与处理

    支持多道程序并发运行,提高计算机系统的运行效率

    支持实时处理功能

    3. 术语

    按中断源进行分类:发出中断请求的设备称为中断源。按中断源的不同,中断可分为

    内中断:即程序运行错误引起的中断

    外中断:即由外部设备、接口卡引起的中断

    软件中断:由写在程序中的语句引起的中断程序的执行,称为软件中断

    允许/禁止(开/关)中断: CPU通过指令限制某些设备发出中断请求,称为屏蔽中断。从CPU要不要接收中断即能不能限制某些中断发生的角度 ,中断可分为

    可屏蔽中断 :可被CPU通过指令限制某些设备发出中断请求的中断, 那是不是意味着进中断时disable整个中断,其实disable的都是可屏蔽中断?

    不可屏蔽中断:不允许屏蔽的中断如电源掉电

    中断允许触发器:在CPU内部设置一个中断允许触发器,只有该触发器置“1”,才允许中断;置“0”,不允许中断。

    指令系统中,开中断指令,使中断触发器置“1”

    关中断指令,使中断触发器置“0”

    中断优先级:为了管理众多的中断请求,需要按每个(类)中断处理的急迫程度,对中断进行分级管理,称其为中断优先级。在有多个中断请求时,总是响应与处理优先级高的设备的中断请求。

    中断嵌套:当CPU正在处理优先级较低的一个中断,又来了优先级更高的一个中断请求,则CPU先停止低优先级的中断处理过程,去响应优先级更高的中断请求,在优先级更高的中断处理完成之后,再继续处理低优先级的中断,这种情况称为中断嵌套。

    Intel的官方文档里将中断和异常理解为两种中断当前程序执行的不同机制。这是中断和异常的共同点。不同点在于:

    中断(interrupt)是异步的事件,典型的比如由I/O设备触发;异常(exception)是同步的事件,典型的比如处理器执行某条指令时发现出错了等等。

    中断又可以分为可屏蔽中断和非可屏蔽中断,异常又分为故障、陷阱和异常中止3种,它们的具体区别很多书籍和官方文档都解释的比较清楚这里不再赘述。

    关于它们的区别有两点是需要注意的:

    平常所说的屏蔽中断是不包括异常的,即异常不会因为CPU的IF位被清(关中断,指令:cli)而受影响,比如缺页异常,即使关了中断也会触发CPU的处理,回答了我上面红色部分疑问。

    通常说的int 80h这种系统调用使用的中断方式实际上硬件上是理解为异常处理的,因此也不会被屏蔽掉,这也很好理解,int 80h这种中断方式是程序里主动触发的,对于CPU来说属于同步事件,因此也就属于异常的范畴。

    4. 中断(异常)处理过程

    需要明确的一点是CPU对于中断和异常的具体处理机制本质上是完全一致的,即:

    当CPU收到中断或者异常的信号时,它会暂停执行当前的程序或任务,通过一定的机制跳转到负责处理这个信号的相关处理程序中,在完成对这个信号的处理后再跳回到刚才被打断的程序或任务中。这里只描述保护模式下的处理过程,搞清楚了保护模式下的处理过程(更复杂),实模式下的处理机制也就容易理解了。

    具体的处理过程如下:

    1)  中断响应的事前准备:

    系统要想能够应对各种不同的中断信号,总的来看就是需要知道每种信号应该由哪个中断服务程序负责以及这些中断服务程序具体是如何工作的。系统只有事前对这两件事都知道得很清楚,才能正确地响应各种中断信号和异常。

    系统将所有的中断信号统一进行了编号(一共256个:0~255),这个号称为中断向量,具体哪个中断向量表示哪种中断有的是规定好的,也有的是在给定范围内自行设定的。  中断向量和中断服务程序的对应关系主要是由IDT(中断向量表)负责。操作系统在IDT中设置好各种中断向量对应的中断描述符(一共有三类中断门描述符:任务门、中断门和陷阱门),留待CPU查询使用。而IDT本身的位置是由idtr保存的,当然这个地址也是由OS填充的。

    中断服务程序具体负责处理中断(异常)的代码是由软件,也就是操作系统实现的,这部分代码属于操作系统内核代码。也就是说从CPU检测中断信号到加载中断服务程序以及从中断服务程序中恢复执行被暂停的程序,这个流程基本上是硬件确定下来的,而具体的中断向量和服务程序的对应关系设置和中断服务程序的内容是由操作系统确定的。

    2) CPU检查是否有中断/异常信号

    CPU在执行完当前程序的每一条指令后,都会去确认在执行刚才的指令过程中中断控制器(如:8259A)是否发送中断请求过来,如果有那么CPU就会在相应的时钟脉冲到来时从总线上读取中断请求对应的中断向量[2]。

    对于异常和系统调用那样的软中断,因为中断向量是直接给出的,所以和通过IRQ(中断请求)线发送的硬件中断请求不同,不会再专门去取其对应的中断向量。

    3) 根据中断向量到IDT表中取得处理这个向量的中断程序的段选择符

    CPU根据得到的中断向量到IDT表里找到该向量对应的中断描述符,中断描述符里保存着中断服务程序的段选择符。

    4) 根据取得的段选择符到GDT中找相应的段描述符

    CPU使用IDT查到的中断服务程序的段选择符从GDT中取得相应的段描述符,段描述符里保存了中断服务程序的段基址和属性信息,此时CPU就得到了中断服务程序的起始地址。这里,CPU会根据当前cs寄存器里的CPL和GDT的段描述符的DPL,以确保中断服务程序是高于当前程序的,如果这次中断是编程异常(如:int 80h系统调用),那么还要检查CPL和IDT表中中断描述符的DPL,以保证当前程序有权限使用中断服务程序,这可以避免用户应用程序访问特殊的陷阱门和中断门[3]。

    5) CPU根据特权级的判断设定即将运行的中断服务程序要使用的栈的地址

    CPU会根据CPL和中断服务程序段描述符的DPL信息确认是否发生了特权级的转换,比如当前程序正运行在用户态,而中断程序是运行在内核态的,则意味着发生了特权级的转换,这时CPU会从当前程序的TSS信息(该信息在内存中的首地址存在TR寄存器中)里取得该程序的内核栈地址,即包括ss和esp的值,并立即将系统当前使用的栈切换成新的栈。这个栈就是即将运行的中断服务程序要使用的栈。紧接着就将当前程序使用的ss,esp压到新栈中保存起来。也就说比如当前在某个函数中,使用的栈,在中断发生时,需要切换新的栈。

    6) 保护当前程序的现场

    CPU开始利用栈保护被暂停执行的程序的现场:依次压入当前程序使用的eflags,cs,eip,errorCode(如果是有错误码的异常)信息。

    官方文档[1]给出的栈变化的示意图如下:

    7) 跳转到中断服务程序的第一条指令开始执行

    CPU利用中断服务程序的段描述符将其第一条指令的地址加载到cs和eip寄存器中,开始执行中断服务程序。这意味着先前的程序被暂停执行,中断服务程序正式开始工作。

    8) 中断服务程序处理完毕,恢复执行先前中断的程序

    在每个中断服务程序的最后,必须有中断完成返回先前程序的指令,这就是iret(或iretd)。程序执行这条返回指令时,会从栈里弹出先前保存的被暂停程序的现场信息,即eflags,cs,eip重新开始执行。

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  • 基于51单片机的声光电子琴设计...1、口H定时器溢出或TEX端出现负跳变BH中断服务子程序的最后条指令应是RETI中断返回。RETI指令将清除优先级激活触发器该触发器在响应中断时被置位。然后由堆栈弹出两个字节下条指令...

    基于51单片机的声光电子琴设计

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    1、口H定时器溢出或TEX端出现负跳变BH中断服务子程序的最后条指令应是RETI中断返回。RETI指令将清除优先级激活触发器该触发器在响应中断时被置位。然后由堆栈弹出两个字节下条指令地址装入到PC中。外部中断的激活方式分为两种种是电平激活另种是边沿激活。这两种方式可以靠TCON寄存器中的中断方式位ITI或IT来控制。若ITX=X为或l,后文中用到类同的符号,其含意相似,则采用电平激活方式在INTx引脚上检测到低电平,将触发外部中断。若ITx=则采用边沿激活方式在相继的两个周期中,对INTx引脚进行连续两次采样,若第次采样值为高,第次为低,则TCON寄存器中的中断请求标志IEx被置,以请求中断。由于外部中断引脚每个机器周期被采样次,为确保采样,由引脚INTx输入的信号应至少保持个机器周期,即个振荡器周期。如果外部中断为边沿激活方式,则引脚处的高电平和低电平值至少各保持个机器周期,才能确保CPU检测到电平的跳变,而把中断请求标志IEx置。如果采用电平激活外部中断方式,外部中断源应直保持中断。

    2、乐音的发音,所以叫唱名。音持续时间的长短即时值,般用拍数表示,休止符表示暂停发音。基于单片机的声光电子琴设计。靠IP寄存器把各中断源的优先级分为高低两级。它们遵循这样两条基本规则低优先级中断可被高优先级中断所中断,反之不能;种中断不管是什么优先级旦得到响应,与它同级的中断不能再中断它。为了实现这两条规则,中断系统内部包含两个不可寻址的优先级激活触发器。其中个触发器指示某高优先级的中断正在得到服务,所有后来的中断都被阻断。另个触发器指示某低优先级的中断正得到服务,所有同级的中断都被阻断,但不阻断高优先级的中断。当同时收到几个同优先级的中断要求时,哪个要求得到服务,取决于内部的查询顺序,相当于在每个优先级内,还同时存在另个辅助优先结构。如;中断源同级内的优先权外部中断最高定时器计数器溢出外部中断定时器计数器溢出串行口定时器计数器溢出最低在每机器周期中,所有中断源都顺序地被检查遍;这样到任周期的S状态时,找到了所有已激活的中断请求,并排好了优先权。在下机器周期的S状态,只要不受阻断就开始。

    3、时间。如果发生了第节所述的种情况之,那么中断请求受阻,中断响应时间会更长些。如果个同级的或高优先级的中断已经在进行,则很显然,附加的等待时间将取决正在进行的中断服务程序。若正在执行的条指令还没有进行到最后个周期,那么附加的等待时间不会超过个周期,因为条指令的最长执行时间为个周期MUL和DIV。如果正在执行的是RETI指令或者是访问IE或IP的指令,则附加的等待时间不会超过个周期为完成正在执行的指令,还需要个周期,加上为完成下条指令所需要的最长时间个周期,故最长为个周期。若系统中只有个中断源,则响应时间在个同期到个周期之间。agdefbcdabcdefGNDGNDgd段数码管a段及小数点上加限流电阻b使用电压段根据发光颜色决定;小数点根据发光颜色决定c使用电流静态总电流mA每段mA;动态平均电流mA峰值电流mA上面这只是段数码管引脚图,其中共阳极数码管引脚图和共阴极的是样的。数码管使用注意事项说明数码管表面不要用手触摸,不要用手去弄引角;焊接温度度;焊接时间S表面有保护膜的产品,可以。

    4、响应其中最高优先级的中断请求。若发生下列情况,中断响应会受到阻断同级或高优先级的中断已在进行中;正在执行的指令,尚未完成其最后个机器周期换言之,正在执行的指令完成前,任何中断请求都得不到响应;正在执行的是条RETI或者访问专用寄存器IE或IP的指令换言之,在RETI或者读写IE或IP之后,不会马上响应中断请求,而至少在执行条其他指令之后才会响应。若存在上述任种情况,中断查询结果就被取消。否则在紧接着的下个机器周期,中断查询结果变为有效。当某中断源提出中断请求后,作为应答,CPU首先使相应的优先级激活触发器置位,以阻断同级和低级的中断。然后,根据中断源的类别,在硬件的控制下,程序转向相应的向量单元,执行中断服务子程序。硬件中断服务子程序调用时,把当时程序计数器PC的内容压入堆栈在MCSl中,PC是垃的,占用了个字节,没有自动保存程序状态字PSW的内容,同时还根据中断的来源,把相应的向量单元地址装入PC中。这些向量地址是中断源向量单元外部中断H定时器溢出BH外部中断lH定时器溢出BH串。

    5、在使用前撕下来。程序设计内容LED数码显示原理段LED显示器内部由个条形发光极管和个小圆点发光极管组成,根据各管的极管的接线形式,可分成共阴极型和共阳极型。LED数码管的ga个发光极管因加正电压而发亮,因加零电压而不以发亮,不同亮暗的组合就能形成不同的字形,这种组合称之为字形码,下面给出共阴极的字形码表如表所示表字形码表TablefontcodetableFHFHHFHBHAHFHbCHHCHDHdEHDHEHHFH由于显示的数字-的字形码没有规律可循,只能采用查表的方式来完成我们所需的要求了。这样我们按着数字-的顺序,把每个数字的笔段代码按顺序排好!建立的表格如下所示TABLEDBFH,H,BH,FH,H,DH,DH,H,FH,FH。音乐产生的方法音乐相关知识乐音听起来有的高,有的低,这就叫音高,音高是由发音物体振动频率的高低决定的,频率高声音就高,频率低声音就低,不同音商的乐音是用CDEFGAB表示的,这个字母就是乐音的音名,它们般依次唱成DOREMIFASOLASI,这是唱曲。

    6、对于定时器或溢出中断,CPU在响应中断后,就用硬件清除了有关的中断请求标志TF或TFlTCON?,即中断请求是自动撤除的,无需采取其他措施。对于边沿激活的外部中断,CPU在响应中断后,也甩硬件清除了有关的中断请求标志IE,或IEl,自动撤除了中断请求。对于电平激活的外部中断,由于在硬件上,CPU对INT和INT引脚的信号完全没有控制在专用寄存器中,没有相应的中断请求标志,也不像某些微处理机那样响应中断后会自动发出个应答信号。因此在Mcl的用户系统中,要另外采取撤除外部中断的措施。例如,可以利用单稳态触发器对中断源信号进行整形,使之符合要求。现以外部中断为例,说明中断响应的最短时间。在每个机器周期的SP,INT和INT端的电平被锁到内部保持寄存器中,而实际上在下个周期才会查询这些值。如果中断请求有效,般情况下,下条要执行的指令将是条硬件子程序调用指令,调用所要求的服务程序。调用本身要花费两个机器周期。这样,从外部中断请求有效到开始执行服务程序的第条指令,中间要隔个周期,这是最短的响应。

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