M. УЭИТ - Язык Си - руководство для начинающих

Восьмеричные числа

"Восьмеричными" называются числа в системе счисления по основанию 8. В этой системе различные позиции в числе представляют степени числа 8. Мы используем для этого цифры от 0 до 7. Например, восьмеричное число 451 (записываемое как 0451 на языке Си) представляется в виде

4 ´ 8 2+ 5 ´ 8 1+ 1 ´ 8 1= 297 (по основанию 10)

Шестнадцатеричные числа

"Шестнадцатеричными" (или hex) называются числа в системе по основанию 16. Поскольку у нас нет отдельных цифр для предстанления значении от 10 до 15, мы используем в этих целях буквы от А до F. Например, шестнадцатеричное число A3F(записанное как 0´А3F на языке Си) представляется как

10 ´ 16 2+ 3 ´ 16 1+ 15 ´ 16 0= 2623 (по основанию 10)

Громкоговорителем персонального компьютера IBM PC можно управлять, используя его порты ввода-вывода. В гл. 6 мы обсуждали, как применять порт 97 для возбуждения звукового сигнализатора компьютера IBM PC. Мы применяли специальные функции ввода-вывода inp( )и outp( ), которые предусмотрены в некоторых компиляторах с языка Си для систем IBM PC. Большинство компиляторов IBM PC позволяют также применять эквивалентные средства на языке ассемблера. Мы видели, как надо использовать циклы, реализующие временную задержку, для управления продолжительностью звучания; в этом приложении мы расширим наш подход, что позволит нам выбирать и частоту. Мы составим функцию, аргументами которой являются частота и продолжительность звучания. Затем покажем образец программы, использующей функцию tone( )для превращения части клавиатуры машины IBM PC в простую музыкальную клавиатуру.

Вот заголовок нашей функции:

tone(freq, time);

int freq, time;

Переменная freqописывает частоту тона, выражаемую в герцах (Гц), т. е. числом колебаний в секунду. Переменная timeхарактеризует продолжительность звучания в десятых долях секунды, значение 10 для timeозначает продолжительность 10 десятых, или 1 секунда. Теперь мы должны разработать способы передачи этой информации на звуковоспроизводящее устройство. Сначала рассмотрим продолжительность звучания.

Мы можем регулировать продолжительность так, как было указано в гл. 6. Вспомним, что громкоговоритель управляется устройством, называемым "Программируемый параллельный интерфейсный контроллер 8255". Специальные каналы ввода-вывода, называемые портами, связывают этот и другие контроллеры с "мозгом" системы, микропроцессором 8088. Мы используем порт 97 для включения громкоговорителя, цикл, чтобы отмечать время, и затем порт 97 для отключения громкоговорителя. Вот фрагмент программы, которая будет выполнять эти действия:

#define TIMESCALE

1270 /* число отсчетов времени в 0,1 с */

#define BEEPPORT 97 /* порт управляет громкоговорителем */

#define ON 79 /* сигнал включения громкоговорителя */

count = TIMESCALE *time; /* преобразование времени

в единицы таймера */

port = inp(BEEPPORT); /* запоминание состояния порта */

outp(BEEPPORT, ON); /* включение громкоговорителя */

for(i = 0; i < count; i++)

; /* отметка времени */

outp(ВEEPPORT, port); /* выключение громкоговорителя, восстановление состояния */

Значение count(число отсчетов) дает время, в течение которого громкоговоритель включен. Коэффициент TIMESCALEпреобразует десятые доли секунды в эквивалентное количество отсчетов времени. Конечно, мы должны установить требуемую частоту звука до того, как зазвучит громкоговоритель, поэтому рассмотрим этот параметр.

Частоту звука можно установить при помощи другого устройства, называемого "Программируемым интервальным таймером 8253". Этот контроллер в числе прочего определяет, сколько импульсов в секунду следует послать на громкоговоритель. Устройство 8253вырабатывает базовую частоту 1,190,000 Гц, которая значительно выше граничной частоты восприятия звука человеком. Однако мы можем послать на устройство 8253число для деления этой базовой частоты. Например, если мы направляем туда 5000, то получаем частоту, следования импульсов

1,190,000/5000 = 238 Гц,

которая немного ниже среднего звука си (нота, а не версии более низкого класса рассматриваемого языка). Если мы знаем, какая частота freqнам нужна, можно вычислить требуемый делитель, скажем, так:

divisor = 1,190,000/freq;

Наша функция позволяет сделать это, в связи с чем нам нужно только знать, как подать значение переменной divisorна устройство 8253. Теперь требуется использовать еще два порта.

Первый шаг заключается в установке таймера 8253в правильный рабочий режим для приема делителя. Это достигается посылкой значения 182 (0´В6 в шестнадцатеричном коде) через порт 67. Как только такая посылка будет выполнена, можно использовать порт 66для передачи делителя.

Посылка делителя представляет собой несложную задачу. Сам делитель является 16-разрядным числом, но его следует передавать двумя частями. Сначала мы посылаем младший байт, или последние 8 разрядов числа, а затем старший байт, т.е. начальные 8 разрядов числа. В следующей программе мы называем эти части lobytи hibytи вычисляем их значения через divisor:

lobyt = divisor % 256;

hibyt = divisor % 256;

Можно также использовать поразрядные операции:

lobyt = divisor & 255;

hibyt = divisor >> 8;

Первый оператор в каждой паре строк примеров устанавливает первые восемь разрядов в 0, оставляя в последних восьми разрядах первого байта число. Проверьте результаты операцией получения модуля и поразрядной операцией И, чтобы увидеть, как это делается. Второй оператор каждой пары берет исходное значение divisorи сдвигает его на 8 позиций вправо (что эквивалентно делению на 2 8, или на 256). Восемь левых разрядов устанавливаются в 0, сохраняя 8-разрядное число, содержащее исходные значения восьми левых разрядов.

Ниже показана такая функция целиком:

/* tone(freq, time) -- устанавливает звук заданной частоты и продолжительности */

#define TIMERMODE 182 /* код установки таймера в нужный режим */

#define FREQSCALE 119000L /* базовая частота в герцах */

#define TIMESCALE 1230L /* число отсчетов времени в 0,1 с */

#define T_MODEPORT 67 /* порт управляет режимом работы таймера */

#define FREQPORT 66 /* порт регулирует частоту звука*/

#define BEEPPORT 97 /* порт управляет громкоговорителем */

#define ON 97 /* сигнал включения громкоговорителя */

tone(freq, time)

int freq, time;

{

int hibyt, lobyt, port;

long i, count, divisor;

divisor = FREQSCALE/freq; /* масштабирование частоты в единицах таймера */

lobyt = divisor % 256; /* разбивает целое */