现代计算机接口技术实验.docx
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现代计算机接口技术实验
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4MFC串行通信程序设计…………………………………………………………………………16
实验5DirectShow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TURBOC++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
1．8253、8255在PC/XT机中的电路连接介绍
1.19MHz
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：
0000H
OUT输出55ms方波至8259的IRQ0
通道2#：
？
（1KHz）
计数初值：
？
（1190）
？
（1KHz方波）
8255
PB0、PB1：
方式0（简单输出）
控制蜂鸣器发声。
0:
不发声，1:
发声
8259
IRQ0：
允许中断
中断类型号：
8
CPU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TURBOC++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“TimeUp!
”，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，TURBOC++3.0。
四实验步骤
1．建立源文件
启动TURBOC++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
#endif
intnTick=0,sec=0,flag=0;
unsignedcharsys_PB,my_PB;
voidinterruptfar（*sys_int_08）（__CPPARGS）;//若是×××.C，则函数参数不写
voidinterruptfarmy_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8259IRQ0申请中断
++nTick;
if（tinck==1）outportb（0x61,my_PB）;//开始鸣叫
elseif（tinck==3）outportb（0x61,sys_PB）;//停止鸣叫
elseif（nTick>18）
{//1second/55ms近似等于18
flag=1;
nTick=0;
sec++;
}
sys_int_08（）;//调用系统的中断向量
}
//==========================================
voidmain（）
{unsignedintTime_up;
printf（"PleaseinputUpTime（5--30）:
"）;
scanf（"%d",&Time_up）;
printf（"\n"）;
if（Time_up<5||Time_up>30）
{printf（"InputError!
"）;
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1
outportb（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=10110110B，通道2，先低字节，再高字节，方式3，二进制
outportb（0x42,0xa6）;//lowbyte，
outportb（0x42,0x04）;//highbyte，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（"TimerUp!
\n\n"）;
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＝65535×1/1.19MHz
（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TURBOC++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
1．8250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。
D7…D0
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。
2．8250内部寄存器功能简介
Ø线路控制寄存器LCR
DLAB
SB
SP
EPS
PEN
STB
WLS1
WLS0
数据位数
00：
5；01：
6
10：
7；11：
8
停止位数
0：
1
1：
1.5或2
01：
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、THR
1：
读写除数寄存器
Ø线路状态寄存器LSR
0
TSRE
THRE
BI
FE
PE
OE
DR
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
Ø中断允许寄存器IER
0
0
0
0
I0E
I3E
I1E
I2E
1：
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
Ø中断标识寄存器IIR（只读）
0
0
0
0
0
ID2
ID1E
IP
00：
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？
Ø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）。
ØModem控制寄存器MCR
0
0
0
LOOP
OUT2
OUT1
RTS
DTR
1：
环路检测（自发自收）
1：
数据终端就绪
1：
请求发送
ØModem状态寄存器MSR
RLSD
RI
DSR
CTS
△RLSD
TERI
△DSR
△CTS
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。
3．8250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3F8H~3FFH，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2F8H~2FFH，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。
8259
4．程序要求
利用TURBOC++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8259IRQ4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，TURBOC++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
voidinit_RS232（）;//初始化COM1,包括8250和8259
voidinterruptfarmy_interupt（）;//本程序的中断响应函数
voidinterruptfar（*old_int_rs232）（）;//指向系统原来的中断响应函数
unsignedintold_IMR;//保存8259中断屏蔽寄存器IMR的原值，以便程序退出时复原
unsignedcharinput_buf[1024];//定义接收缓冲区
unsignedcharoutput_buf[1024]={0xa1,0xb2,0xc3,0xd4,0xe5,0xf6};//定义发送缓冲区及要发送的数据
unsignedintinput_buf_point;//指向当前存放接收数据的缓冲区位置
unsignedintoutput_buf_point;//指向当前要发送字节的缓冲区位置
intsend_OK;//收发完成标志。
0=收发未完成，1=收发完成
intoutput_bytes=6;//应发送的字节数,设要发送6个字节
voidmain（）
{inti;
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（"Pressanykeytosend,\"q\"toexit\n\n"）;
if（getch（）=='q'）break;
printf（"SendingData:
"）;//先把待发送的数据显示出来
for（i=0;iprintf（"%02x",output_buf[i]）;
};
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_buf[output_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（"recevingData:
"）;//收发完成,把收到的数据显示出来
for（i=0;iprintf（"\n\n"）;
}
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
}
voidinit_RS232（）//8250、8259初始设置函数
{inti;
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）;//10000000,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）;//00101011,再写控制字,锁定波特率,奇校验,8位数据,1停止位
outportb（0x3fc,0x13）;//00010011,写Modem控制字,LOOP=1,RTS=1,DTS=1
outportb（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=12
setvect（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21H
i=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（）;
}
voidinterruptmy_interupt（）//COM1中断服务程序
{unsignedintcom_state;
unsignedintdata;
com_state=inportb（0x3fd）;//读线路状态寄存器LSR
com_state=com_state&0x0007;
if（com_state==0x0001）{//接收器满
data=inportb（0x3f8）;//读取接收缓冲器
input_buf[input_buf_point++]=data;//将读得的数据存放到接收缓冲区
if（output_buf_pointdata=output_buf[output_buf_point++];//从发送缓冲区取得要发送的数据
outportb（0x3f8,data）;//发送1字节
}
elsesend_OK=1;
}
//else{//接收出错，处理略
//}
outportb（0x20,0x20）;//置位8259的OCW2中的EOI位,使中断服务寄存器自动清零,避免中断重复响应
}
2．运行程序，再完成如下内容
（1）改为7位数据格式发送，观察结果。
（2）修改程序，实现两机通信。
实验3基于DLL与HOOK技术的键盘消息拦截与读音
一实验目的
1．了解MFCDLL动态连接库的编程方法；
2．了解HOOK技术和回调函数的运行机制；
3．学习MFC中加载动态连接库的方法。
二实验指导
1．HOOK的基本概念
在Windows下，当硬件或软件产生中断时，系统会发送一个消息给用户程序。
因此，用户程序一般不使用中断，而是采用拦截系统消息的方法。
为了拦截不属于本应用程序的消息，拦截程序必须得到系统的认可，由系统安装成全局运行。
HOOK即通常所说的钩子。
实际上，HOOK就是上面所说的消息拦截程序段。
通过系统调用，把它挂入系统。
每当HOOK所希望的消息发出，在没有到达目的窗口前，HOOK程序就先捕获该消息，得到控制权。
HOOK程序先处理该消息，再向系统传递该消息。
也可以丢弃该消息。
系统维护着一个HOOK链，最近安装的HOOK总放在链的开始，从而得到优先执行。
全局HOOK必须在DLL（动态连接库）中。
2．HOOK函数的形式及其安装方法
HOOK函数在程序中应为全局函数，即：
HOOK函数不应写在一个类中。
HOOK函数是一个消息响应函数，由系统调用，应以回调函数的形式出现，其格式为：
LRESULT_declspec（dllexport）_stdcallCALLBACKKeyboardProc（
intnCode,//若为HC_ACTION，说明后两参数含有击键的消息
WPARAMwParam,//虚键码
LPARAMlParam//击键的有关信息，如重复次数等
）
写好HOOK函数后，应进行安装，才能得到系统的回调。
安装HOOK的函数为：
HHOOKSetWindowsHookEx（
intidHook,//钩子的类型，按键为WH_KEYBOARD
HOOKPROClpfn,//钩子函数的地址
HINSTANCEhMod,//包含钩子函数的模块句柄
DWORDdwThreadId//指定监视的线程。
若为NULL，则为全局钩子
）;
3．程序要求
运用MFC开发环境设计程序，实现如下功能：
（1）编写含有按键HOOK的DLL，要求当按键时，能读出按键名称
（2）编写安装DLL的应用程序。
三实验环境
硬件环境：
PC机一台；
软件环境：
WindowsXP操作系统，VC++6.0，26段声音文件A.WAV，……，Z.WAV。
四实验步骤
1．建立DLL
（1）启动VC++，选File\New，在Project选卡中按如下操作：
（2）进入MFCAppWizard_step1of1，按如下操作：
（3）在KeyHook.h文件中添加代码（见粗体字部分）：
……
LRESULT_declspec（dllexport）_stdcallCALLBACKKeyboardProc（
intnCode,
WPARAMwParam,
LPARAMlParam
）;
BOOL_declspec（dllexport）_stdcallinstallhook（）;
classCKeyHookApp:
publicCWinApp
{
……
（4）在KeyHook.cpp文件中添加代码（见粗体字部分）：
#include"stdafx.h"
#include"KeyHook.h"
#include"mmsystem.h"
#ifdef_DEBUG
……
#endif
#pragmadata_seg（".SHARDAT"）
staticHHOOKhkb=NULL;//定义HOOK句柄
#pragmadata_seg（）
HINSTANCEhInst;//定义本实例的句柄
BOOL_declspec（dllexport）_stdcallinstallhook（）//安装HOOK的函数
{
hkb=SetWindowsHookEx（WH_KEYBOARD,（HOOKPROC）KeyboardProc,hInst,0）;
returnTRUE;
}
BOOL_declspec（dllexport）UnHook（）//卸载HOOK的函数
{
BOOLunhooked=UnhookWindowsHookEx（hkb）;
returnunhooked;
}
LRESULT_declspec（dllexport）_stdcallCALLBACKKeyboardProc（//HOOK回调函数
IntnCode,WPARAMwParam,LPARAMlParam）
{
if（（（DWORD）lParam&0x40000000）&&（HC_ACTION==nCode））
{
if（wParam>='A'&&wParam<='Z'）{
charKeyName[20],temp[10];
strcpy（KeyName,"sound\\"）;
temp[0]=wParam;
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