现代计算机接口技术实验.doc

计算机接口技术实验指导书现代计算机接口技术 及MFC程序实现武汉工业学院计算机与信息工程系目 录实验1 定时与中断接口程序设计1实验2 操作PC机上的8250实现串行通信5实验3 基于DLL与HOOK技术的键盘消息拦截与读音10实验4 MFC串行通信程序设计16实验5 DirectShow接口实现视频显示与帧捕获20实验6 基于Socket接口的网络通信MFC程序设计27实验1 定时与中断接口程序设计一 实验目的1了解定时器/计数器8253、并行I/O接口8255A在PC机中的电路连接方法；2学习使用TURBO C+对8253、8255进行编程操作；3熟悉拦截PC机中断向量的TC+ 编程方法。二 实验内容18253、8255在PC/XT机中的电路连接介绍D7D0IORIOWA0A1IO/MA9A2D7D0 OUT0RD GATE0WR CLK0A0 OUT1A1 GATE1CLK1OUT2CS GATE2CLK0,1,2地址译码40H43H至8259 IRQ0，中断类型=8+5V至8237的DRAM刷新请求+5V80888253&放大PB0CS PB1地址译码60H63H82551.19MHz PC机启动后，系统设置的初始状态为：芯片有关工作方式初值运行情况8253通道0#：方式3（方波发生器）计数初值：0000HOUT输出55ms方波至8259的IRQ0通道2#：？（1KHz）计数初值：？(1190)？(1KHz方波)8255PB0、PB1：方式0（简单输出）控制蜂鸣器发声。0:不发声，1:发声8259IRQ0：允许中断中断类型号：8CPU响应8号中断表中，8253的通道2#的工作方式和计数初值未知，要求自己设置。2程序要求利用TURBO C+开发环境设计程序，实现如下功能： （1）程序启动时，要求输入定时时间，以秒为单位。 （2）按秒计时，每秒到达时，在屏幕上显示当前为第几秒，同时蜂鸣器发出短促叫声； （3）当定时时间到，则显示“Time Up!”，结束程序。三 实验环境硬件环境：PC机一台；软件环境：操作系统不限，TURBO C+3.0。四 实验步骤1建立源文件启动TURBO C+3.0，建立Timer.CPP。保存到D: （学号）Timer.CPP；2设置TC工作目录选菜单Options/Directories，第1、2栏保持不变，第3、4栏填写您的文件存放目录，OK。如此，TC生成的可执行文件等将会存放到此工作目录下。样例如下：3输入源程序以下源程序仅供参考。#include /支持标准输入输出，如printf()。#include /支持接口访问、中断向量操作函数#include /支持exit()函数#ifdef _cplusplus /定义C+使用的中断函数标识符。若是.C程序，则不需要 #define _CPPARGS .#else #define _CPPARGS#endifint nTick=0,sec=0,flag=0;unsigned char sys_PB,my_PB;void interrupt far (*sys_int_08)(_CPPARGS); /若是.C，则函数参数不写void interrupt far my_int_08(_CPPARGS) /若是.C，则函数参数不写/8号中断，每55ms中断一次，由8253的0号定时器定时，并向8259 IRQ0申请中断 +nTick; if(tinck=1) outportb(0x61,my_PB); /开始鸣叫 else if(tinck=3) outportb(0x61,sys_PB); /停止鸣叫 else if(nTick18) / 1second/55ms 近似等于18 flag=1; nTick=0; sec+; sys_int_08(); /调用系统的中断向量/=void main() unsigned int Time_up; printf(Please input Up Time(5-30): ); scanf(%d,&Time_up); printf(n); if(Time_up30) printf(Input Error!); exit(1); /结束程序 outportb(0x63,0x82);/设置8255，PB为输入方式 sys_PB=inportb(0x61); /读取PB口，内容 my_PB=sys_PB|0x03;/将PB口低2位（PB0,PB1）置1outportb(0x63,0x80);/设置8255，PB为输出方式 /8253通道2，产生1KHz方波，送到扬声器，使扬声器发声 outportb(0x43,0xb6); /CW=10110110 B，通道2，先低字节，再高字节，方式3，二进制 outportb(0x42,0xa6); /low byte， outportb(0x42,0x04); /high byte，0x04a6=1190，f = 1.19MHz，out=f/1190=1000Hz sys_int_08=getvect(0x08); /保存系统的中断向量 setvect(0x08,my_int_08); /设置系统向量 while(1) if(flag=1) flag=0; printf(%d ,sec); if(sec=Time_up) break; printf(Timer Up!nn);outportb(0x61,sys_PB);/恢复系统的PB口状态 setvect(0x08,sys_int_08); /恢复系统的中断向量4运行程序，再完成如下内容（1） 8253的通道0在程序中起什么作用？为什么在程序中没有对其进行初始化及赋初值？（2）修改8253通道0#的初值，使计时精度严格为1秒。提示：可采用动态初值，即一秒内的每次中断采用不同的初值，使每次中断得到的时间间隔之和为1000ms。55ms的定时655351/1.19MHz（3）my_int_08（）函数什么时候被调用？（4）将main()函数的最后一句注释掉，再执行，会有什么结果？假定是在纯DOS环境下执行这个程序。（5）本程序为什么采用DOS环境编写程序，而不采用Windows环境？六 实验报告 实验报告是科学实验中的重要技术文档，应如实记录实验中发生的现象、处理措施和结果。实验报告的组成一般为：实验项目名称（要求严格与本指导书一致）、实验日期、场地、采用的软硬件环境，实验者；对于为什么采用此环境，必要时可作出说明。例如，本实验为什么要采用TC，而不采用VC？实验目的：具体写要做成什么，期望得出什么结果。不要照抄本指导书。实验过程：具体写操作的过程，对于源程序，不一定全部写出，但应画出模块图、流程图。核心代码可写出。特别要写出实验中碰到的问题及分析、解决办法。实验结果及分析：如实写出结果，对结果进行分析，可进一步提出改进、提高的办法。实验2 操作PC机上的8250实现串行通信一 实验目的1了解8250在PC机中的电路连接方法；2学习使用TURBO C+对8250进行编程操作；3利用8259中断实现RS232串行通信。二 实验指导18250内部基本结构简介为便于理解，以下仅给出8250内部的简化逻辑结构和主要管脚，详情请参阅有关技术资料。3FBH3FDH3F9H3FAH (只读)3FEH3FCH3F9H3F8H3F8H （读）3F8H （写）线路控制寄存器 LCR线路状态寄存器 LSR中断允许寄存器 IER中断标识寄存器 IIR数据缓冲控制逻辑接收缓冲器 RBR发送保持器 THR除数寄存器(H)除数寄存器(L)波特率发生器Modem控制寄存器 MCRModem状态寄存器 MSRModem控制逻辑DTR 数据终端就绪RTS 请求发送CTS 清除发送DSR 数据设备就绪RI 振铃RLSD 接收信号检测RXD 串行数据输入TXD 串行数据输出RESETCSA0A1A2 RDWRINTCLKD7D0注： 各寄存器旁标注的十六进制数是该寄存器在PC中的I/O地址。28250内部寄存器功能简介 线路控制寄存器 LCRDLABSBSPEPSPENSTBWLS1WLS0数据位数00：5；01：610：7；11：8停止位数0：1 1：1.5或201：奇校验11：偶校验0：无校验附加奇偶校验？0：不附加1：附加0：读写RBR、THR1：读写除数寄存器 线路状态寄存器 LSR0TSRETHREBIFEPEOEDR接收缓冲器满？0：未满1：满接收奇偶错？0：无错1：有错接收格式错？0：无错1：有错发送保持空？0：不空1：空发送移位器空？0：不空,正在发1：空,发完接收重叠错？0：无错；1：有错 中断允许寄存器 IER0000I0EI3EI1EI2E1：允许Modem状态改变中断1：允许接收出错中断1：允许发送保持器空中断1：允许接收缓冲器满中断 中断标识寄存器 IIR（只读）00000ID2ID1EIP00：接收出错中断01：接收缓冲器满中断10：发送保持器空中断11：Modem状态改变中断有否未决中断？0：无1：有是何中断？ 除数寄存器用于设置波特率。波特率=时钟频率(16除数寄存器的值)。若已知波特率，则： 除数寄存器的值=时钟频率(16波特率)。 Modem控制寄存器 MCR000LOOPOUT2OUT1RTSDTR1：环路检测（自发自收）1：数据终端就绪1：请求发送 Modem状态寄存器 MSRRLSDRIDSRCTSRLSDTERIDSRCTS 读出值为8250芯片的Modem部分4个输入引脚的状态。“”表示比较前次的读出值有改变。38250在PC/XT机中的电路连接介绍 主板上有两片8250，分别对应串口1和串口2。8250（对应COM1）的端口地址为3F8H3FFH，其中断信号传到8259的IRQ4。IRQ4的中断类型码为0CH。 8250（对应COM2）的端口地址为2F8H2FFH，其中断信号传到8259的IRQ3。IRQ3的中断类型码为0BH。本实验仅操作串口1对应的8250（对应COM1），实现串行通信。D7D0IORIOWA0A1A2IO/MINTR A9A3D7D0 RXDRD TXDWR RTSA0 CTSA1 DSRA2 RLSDDTRCS RIINT CLK地址译码3F8H3FFHDB9插座808882501.8432MHzINT IRQ482594程序要求利用TURBO C+开发环境设计程序，实现如下功能： （1）设置8250：波特率=1200，奇校验，8位数据，1停止位； 按LOOP方式工作，自发自收；允许接收中断。 （2）拦截8259 IRQ4中断，在此中断中接收数据，在程序中显示数据。 （3）将程序改为两机之间通信，一机发送，另一机接收。三 实验环境硬件环境：PC机一台；串行通信终接头一个（用于一个串口自发自收）；串行通信电缆一根（用于两机之间通信）。软件环境：操作系统不限，TURBO C+3.0。四 实验步骤1输入源程序（LOOP方式），自收自发实验。以下源程序仅供参考。#include #include void init_RS232();/初始化COM1,包括8250和8259void interrupt far my_interupt();/本程序的中断响应函数void interrupt far (*old_int_rs232)();/指向系统原来的中断响应函数unsigned int old_IMR; /保存8259中断屏蔽寄存器IMR的原值，以便程序退出时复原unsigned char input_buf1024; /定义接收缓冲区unsigned char output_buf1024= 0xa1,0xb2,0xc3,0xd4,0xe5,0xf6 ; /定义发送缓冲区及要发送的数据unsigned int input_buf_point; /指向当前存放接收数据的缓冲区位置unsigned int output_buf_point; /指向当前要发送字节的缓冲区位置int send_OK; /收发完成标志。0=收发未完成，1=收发完成int output_bytes=6; /应发送的字节数,设要发送6个字节void main()int i;clrscr( ); /清屏init_RS232( ); /设置8250、8259的初始化值send_OK = 0; /先置为0,表示收发未完成。for( ; ; ) printf(Press any key to send, q to exitnn);if(getch() = q) break;printf(Sending Data: );/先把待发送的数据显示出来for(i=0 ; i output_bytes; i+) printf(%02x , output_bufi);printf(n);output_buf_point = 0; /目前已发送了0个数据input_buf_point = 0; /目前收到0个数据outportb(0x3f8,output_bufoutput_buf_point+); /发送第一个字符,后续字符将在前一个/字符引起的中断响应中发送;while(!send_OK) ; /等待收发完成(收发工作在中断函数中进行)printf(receving Data: ); /收发完成,把收到的数据显示出来for(i=0 ; i output_bytes; i+) printf(%02x , input_bufi);printf(nn);outportb(0x21, old_IMR); /将8259的中断屏蔽寄存器IMR复原setvect(0x0c, old_int_rs232); /将COM1的中断向量复原void init_RS232() /8250、8259初始设置函数int i;disable(); /由于要修改系统的中断方式,故先关中断,保证下面的操作不影响系统工作outportb(0x3fb,0x80); /1000 0000, 写8250控制字,允许改动波特率outportb(0x3f8,0x60); /设置波特率=1200bps. 8250的时钟=1.8432MHz,除数=0060H=92,outportb(0x3f9,0x00); /故波特率=1.8432/(16*92)=0.001252Mbps=1252bps.outportb(0x3fb,0x2b); /0010 1011,再写控制字,锁定波特率,奇校验,8位数据,1停止位outportb(0x3fc,0x13); /0001 0011,写Modem控制字,LOOP=1,RTS=1,DTS=1outportb(0x3f9,0x05); /设置中断允许寄存器IER, 允许接收中断old_int_rs232 = getvect(0x0c); /保存系统原中断向量。COM1的中断类型码=12setvect(0x0c, my_interupt); /将COM1的中断向量改为指向本程序中的中断函数old_IMR = inportb(0x21); /读8259中断屏蔽寄存器IMR, 其I/O地址为21Hi = old_IMR & 0xef; /允许IRQ4中断,其他中断源维持系统的原设置不变outportb(0x21,i);outportb(0x20,0x20); /置位OCW2中的EOI,使中断服务寄存器自动清零,避免中断重复响应enable();void interrupt my_interupt() /COM1中断服务程序unsigned int com_state;unsigned int data;com_state = inportb(0x3fd); /读线路状态寄存器LSRcom_state = com_state & 0x0007;if(com_state=0x0001)/接收器满data = inportb(0x3f8); /读取接收缓冲器input_bufinput_buf_point+ = data; /将读得的数据存放到接收缓冲区if(output_buf_point =A & wParam0) /实际收到了BytesRead个字符RxdBuffBytesRead=0; /在收到的字符串后加结尾标志m_Receive+=_T(RxdBuff); /将收到的字符串连接到接收编辑框变量UpdateData(FALSE); /更新接收编辑框的显示6 运行程序，实验 （1*）COM1发送，COM1接收。先将计算机的COM1口（9针插座）的2脚（发送脚）和3脚（接收脚）用导线接通，再运行程序。（2）本机的COM1和COM2互相收发。先将本程序编译、连接生成Release版的 Scom.exe 文件，改名为Scom1.exe；再将CreateFile()、BuildCommDCB()函数中的COM1改为COM2，编译、连接生成Release版的 Scom.exe 文件，改名为Scom2.exe；将COM1口和COM2口用串行通信电缆接通；使Scom1.exe和Scom2.exe同时运行。（3）一机发送，另一机接收。先将两台计算机的COM1口用串行通信电缆接通，再运行程序。（4）修改波特率和数据位数、读超时时间，再作实验，记录实验结果，分析原因。思考题：（1）按本程序设置的波特率、定时时间以及每次试图接收的字节数，完成1000各字符的接收至少需要多少时间？改变波特率能减少这一时间吗？（2）按照500ms的定时时间间隔，在本程序设置的波特率、数据位数不变的情况下，试图接收的字符数最多不能超过多少？超过了会出现什么问题？（3）修改程序，利用线程进行串口数据侦听与接收。实验5 DirectShow接口实现视频显示与帧捕获一 实验目的1了解运用DirectShow SDK开发视频显示与帧捕获应用程序的方法；2了解COM接口的工作机制与使用二 实验指导1DirectShow SDK概述DirectShow属于DirectX家族中的组件之一