遠程計算機故障檢測系統(tǒng)

序號： 編碼： 第九屆“挑戰(zhàn)杯”廣東大學生課外學術科技作品競賽作品申報書 作品名稱： 遠程計算機故障檢測系統(tǒng) 學校全稱： 華南農業(yè)大學 申報者姓名 （集體名稱）： 趙偉寧 李鵬程 張敬輝 類別：自然科學類學術論文 哲學社會科學類社會調查報告和學術論文 科技發(fā)明制作A類 科技發(fā)明制作B類 報送方式：省級報送作品高校直送作品說 明1.申報者應在認真閱讀此說明各項內容后按要求詳細填寫。2申報者在填寫申報作品情況時只需根據(jù)個人項目或集體項目填寫A1或A2表，根據(jù)作品類別（自然科學類學術論文、哲學社會科學類社會調查報告和學術論文、科技發(fā)明制作）分別填寫B(tài)1、B2或B3表。所有申報者可根據(jù)情況填寫C表。3.表內項目填寫時一律用鋼筆或打印，字跡要端正、清楚，此申報書可復制。4.序號、編碼由第九屆“挑戰(zhàn)杯”廣東大學生課外學術科技作品競賽組委會填寫。5學術論文、社會調查報告及所附的有關材料必須是中文（若是外文，請附中文本），請以4號楷體打印在A4紙上，附于申報書后，字數(shù)在8000字左右（文章版面尺寸14.522cm）。6作品申報書須按要求由各校競賽組織協(xié)調機構統(tǒng)一寄送。7.其他參賽事宜請向本校競賽組織協(xié)調機構咨詢。A2申報者情況（集體項目）說明：1必須由申報者本人按要求填寫；2申報者代表必須是作者中學歷最高者，其余作者按學歷高低排列；3本表中的學籍管理部門簽章視為申報者情況的確認。申報者代表情況姓名趙偉寧性別男出生年月1985-02學校華南農業(yè)大學系別、專業(yè)、年級信息學院04軟件工程學歷本科學制4年入學時間2004-9作品名稱遠程計算機故障檢測系統(tǒng)畢業(yè)論文題目遠程計算機故障檢測系統(tǒng)通訊地址廣州天河華南農業(yè)大學華山宿舍17-507郵政編碼510642辦公電住地通訊地址廣州天河華南農業(yè)大學華山宿舍17-507郵政編碼510642住宅電他作者情況姓 名性別年齡學歷所在單位趙偉寧男21本科華南農業(yè)大學信息學院李鵬程男20本科華南農業(yè)大學信息學院張敬輝男21本科華南農業(yè)大學工程學院資格認定學校學籍管理部門意見以上作者是否為2006年7月1日前正式注冊在校的全日制非成人教育、非在職的高等學校中國籍專科生、本科生、碩士研究生或博士研究生。是 否 （部門簽章）年 月 日院系負責人或導師意見本作品是否為課外學術科技或社會實踐活動成果是 否負責人簽名：年 月 日B3申報作品情況（科技發(fā)明制作）說明：1必須由申報者本人填寫；2本部分中的科研管理部門簽章視為對申報者所填內容的確認； 3本表必須附有研究報告，并提供圖表、曲線、試驗數(shù)據(jù)、 原理結構圖、外觀圖（照片）,也可附鑒定證書和應用證書； 4作品分類請按照作品發(fā)明點或創(chuàng)新點所在類別填報。作品全稱遠程計算機故障檢測系統(tǒng)作品分類（ B）A機械與控制（包括機械、儀器儀表、自動化控 制、工程、交通、建筑等） B信息技術（包括計算機、電信、通訊、電子等） C數(shù)理（包括數(shù)學、物理、地球與空間科學等） D生命科學（包括生物、農學、藥學、醫(yī)學、健 康、衛(wèi)生、食品等） E能源化工（包括能源、材料、石油、化學、化 工、生態(tài)、環(huán)保等）作品設計、發(fā)明的目的和基本思路，創(chuàng)新點，技術關鍵和主要技術指標本作品核心為主機故障檢測卡，能夠在遠程計算機上使用文字，圖像等直觀地報告被檢主機出現(xiàn)的故障。思路：用終端檢測子系統(tǒng)（一張PCI卡）捕捉被診主板的BIOS啟動錯誤代碼，通過網(wǎng)絡通信子系統(tǒng)發(fā)送到遠程主機，最后由在遠程計算機上的分析子系統(tǒng)將錯誤信息以及處理建議顯示在計算機屏幕上。本系統(tǒng)完成可視化檢測，提高主機診斷的效率，用戶在遠程主機上操作基本就可以完成對主機的檢測；而且提供交互功能接受用戶添加筆記。關鍵的技術有（1）PCI制板技術（2）主板偵錯技術（3）單片機和串口通信（4）軟件系統(tǒng)編程系統(tǒng)的主要指標有:診斷的正確率，系統(tǒng)操作的便易性。作品的科學性先進性（必須說明與現(xiàn)有技術相比、該作品是否具有突出的實質性技術特點和顯著進步。請?zhí)峁┘夹g性分析說明和參考文獻資料）目前對計算機的維修主要方式是憑借經驗，通常的置換法、使用主板偵錯卡等。偵錯卡又叫POST卡、DEBUG卡。卡上的數(shù)碼管可以把主板的故障信息以十六進制的數(shù)字顯示出來。在PC的操作系統(tǒng)引導工作完成前，數(shù)碼管顯示的代碼總處于變化狀態(tài)，等待變化停止，通過查閱使用手冊大概獲知主機發(fā)生的故障。雖然這些輔助設備對計算機維修提供了很大的幫助，但是使用相當不方便。本系統(tǒng)實現(xiàn)了基于串口通信的遠程主機診斷，它能夠很好的解決以上提出的問題。用戶在被診主板接上終端檢測卡以后，可以在遠程主機上完成對被診主機的重啟；能夠診斷主機的故障，通過對診斷信息的分析，把診斷結果以文字，圖形直接顯示到控制主機的屏幕上。實現(xiàn)可視化診斷，控制。同時，系統(tǒng)接受用戶的輸入，用戶可以添加自己的記錄，方便以后的查閱。本系統(tǒng)經濟，使用方便，為主機的維修帶來更多的方便。作品在何時、何地、何種機構舉行的評審、鑒定、評比、展示等活動中獲獎及鑒定結果本項目取得華南農業(yè)大學2006-2007年度創(chuàng)新項目立項支持。申報名稱為：基于網(wǎng)絡的遠程主機故障診斷的研究與設計作品所處階 段（ B ）A實驗室階段 B中試階段 C生產階段D （自填）技術轉讓方式普通授權許可，轉讓的是系統(tǒng)設計技術專利作品可展示的形 式 實物、產品 模型 圖紙 磁盤 現(xiàn)場演示 圖片 錄像 樣品使用說明及該作品的技術特點和優(yōu)勢，提供該作品的適應范圍及推廣前景的技術性說明及市場分析和經濟效益預測使用步驟：1）關閉被檢主機電源。2）插上檢測卡，連接好卡到遠程主機的串口連線。3）打開被檢主機電源，在遠程主機打開軟件，點擊“開始檢測”按鈕。等待軟件報告結果。4）根據(jù)軟件指示查閱檢測結果和建議，以及需要是可以添加記錄。本系統(tǒng)結合了軟件和硬件，使用方便，操作簡單。在軟件上可以拓展更多的功能，這樣的系統(tǒng)易于擴展，同時因為故障信息是基于數(shù)據(jù)庫而獨立于軟件的，可以方便維護和通過Internet更新。根據(jù)系統(tǒng)的這些性能，系統(tǒng)可以提供給主板廠商，計算機維修部門，以及大型單位的計算機維護部門。提高這些機構的生產效率，經濟效益是可觀的。專利申報情況提出專利申報 申報號 申報日期 年 月 日已獲專利權批準 批準號 批準日期 年 月 日 未提出專利申請科研管理部門簽 章 年 月 日C.當前國內外同類課題研究水平概述 說明：1.申報者可根據(jù)作品類別和情況填寫； 2.填寫此欄有助于評審。和本系統(tǒng)功能相似的一個產品是Debug卡。目前市場上Debug卡主要分為兩種類型：第一個就是ISA接口的Debug卡；還有一種是PCI接口的Debug卡。其中，基于PCI接口的Debug卡如圖：在國外市場上出現(xiàn)這類型的產品，主要也是由中國制造，名字一般叫：Motherboard Diagnostic Debug Decode POST Card。計算機的POST碼是計算機在上電自檢時標記測試項目的一個8位數(shù)據(jù)。Debug卡的基本原理都是通過捕捉這個數(shù)值，然后將它顯示到一個數(shù)碼管上。用戶通過廠家提供的數(shù)據(jù)查表可以大概知道主板發(fā)生的故障。和這些產品相比，我們的遠程計算機故障檢測系統(tǒng)主要有下面幾大優(yōu)點：（1） 直觀的可視化診斷報告改進了傳統(tǒng)的使用故障音或者使用16進制代碼顯示診斷結果的方式，使用文字，圖像的方式直接將診斷的結果顯示到屏幕上，用戶可以直接由診斷結果知道被檢主機出現(xiàn)的故障。（2） 方便的操作一次上卡，多次檢測。只要一次插上檢測卡，便可以在計算機前通過鼠標點擊實現(xiàn)多次的檢測，系統(tǒng)自動控制被檢測主機重新啟動。（3） 強大的交互功能除了使用系統(tǒng)固定的數(shù)據(jù)庫提供診斷信息外，用戶在測試的同時也可以向系統(tǒng)添加個人的筆記，這些筆記是用戶經驗的積累，對于以后的檢測工作非常有利。（4） 簡易的可擴展性系統(tǒng)的故障信息和軟件系統(tǒng)相對獨立，這為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫的更新提供了可能，更新系統(tǒng)時只需要通過Internet或者其他方式獲得新的數(shù)據(jù)庫便可以擴大系統(tǒng)的功能。（5） 寬廣的推廣前景根據(jù)系統(tǒng)的這些性能，系統(tǒng)可以提供給主板廠商，計算機維修部門，以及大型單位的計算機維護部門。提高這些機構的生產效率，經濟效益是可觀的。D.推薦者情況及對作品的說明說明：1由推薦者本人填寫； 2推薦者必須具有高級專業(yè)技術職稱，并是與申報作品 相同或相關領域的專家學者或專業(yè)技術人員（教研組 集體推薦亦可）； 3推薦者填寫此部分，即視為同意推薦； 4推薦者所在單位簽章僅被視為對推薦者身份的確認。推薦者情況姓 名性別年齡職稱工作單位通訊地址郵政編碼單位電話住宅電話推薦者所在單位簽章 （簽章） 年 月 日請對申報者申報情況的真實性作出闡述 請對作品的意義、技術水平、適用范圍及推廣前景作出您的評價其它說明推薦者情況姓 名性別年齡職稱工作單位通訊地址郵編單位電話住宅電話推薦者所在單位簽章 簽章日期 年 月 日 請對申報者申報情況的真實性作出闡述 請對作品的意義、技術水平、適用范圍及推廣前景作出您的評價其它說明學校組織協(xié)調機構確認并蓋章 （團委代章） 年 月 日 校主管領導或校主管部門確認蓋章 年 月 日E大賽組織委員會秘書處資格和形式審查意見組委會秘書處資格審查意見 審查人（簽名） 年 月 日組委會秘書處形式審查意見 審查人（簽名） 年 月 日組委會秘書處審查結果合格 不合格 負責人（簽名） 年 月 日F參賽作品打印處遠程計算機故障檢測系統(tǒng)作者：趙偉寧 李鵬程 張敬輝指導老師：張明武單位：華南農業(yè)大學信息學院，廣州，510642摘 要：本文主要闡述遠程計算機故障檢測系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)。我們的遠程計算機故障檢測系統(tǒng)由故障檢測系統(tǒng)，通信系統(tǒng)，分析系統(tǒng)三個子系統(tǒng)組成。其中故障檢測系統(tǒng)和通信系統(tǒng)集成到一張PCI卡上，分析系統(tǒng)是運行在遠程計算機的軟件系統(tǒng)，PCI卡和遠程主機通過串口通信。被檢主機上電自檢的時候，故障檢測系統(tǒng)通過GAL器件的瞬時譯碼迅速捕捉被檢主機的自檢代碼。通信系統(tǒng)把這個自檢代碼傳輸?shù)竭h程計算機。分析系統(tǒng)通過分析自檢代碼的意義，把檢測的結果報告給用戶。該系統(tǒng)能準確的檢測出主機的上電自檢情況，具有準確、直觀和遠程可控的特點。系統(tǒng)的開發(fā)有利于提高當前計算機故障的檢測效率。關鍵字：Debug卡 診斷 串口通信 AT89S51英文摘要Remote Computer Malfunction Diagonistic SystemAbstract: In this paper, it introduces the design and inplementation of RCMDS(Remote Computer Malfunction Diagonistic System) RCMDS is consisted of 3 components, including diagonistic module, communication module, and analysis module. The diagonistic module and communication module are integrated in a PCI card, which is designed and layouted by us. It can display the diagonistic result by a soffware-based analysis module, by which PCI card and terminal analysis computer are communicated in a serial way. Diagonistic module sniffers the BOIS code when motherboards power on self-test is performed.Keywords: POST Card PCI Diagonistic serial communication AT89S51目錄摘 要：12英文摘要13目錄141系統(tǒng)功能分析151.1 引言151.1.1 系統(tǒng)開發(fā)目的151.1.2系統(tǒng)適用范圍151-1-3 系統(tǒng)模型151.2 系統(tǒng)功能特點161.2.1 當前市場上類似產品POST卡161.2.2系統(tǒng)的功能特點161.2.3 產品性能比較171.2系統(tǒng)的使用前景172 系統(tǒng)的設計182.1系統(tǒng)總體設計182.2 檢測系統(tǒng)方案設計202.2.1 POST（Power on Self Test）上電自檢202.2.2檢測系統(tǒng)方案設計202.3通信系統(tǒng)設計242.3.1 單片機串口242.3.2單片機發(fā)送程序分析262.2.3 PC接收數(shù)據(jù)代碼282.4分析系統(tǒng)設計302.4.1 分析系統(tǒng)設計302.4.2 軟件運行界面323使用說明書333-1 使用系統(tǒng)進行主板故障檢測。333-2 添加用戶筆記。333-3保存檢測結果343-3 配置串口參數(shù)34結束語35致謝36參考文獻371系統(tǒng)功能分析1.1 引言計算機在開機檢測的過程中如果出現(xiàn)了問題，顯示器黑屏，用戶一般是無法知道計算機出現(xiàn)了什么故障的。雖然一般的計算機系統(tǒng)都會通過聲音表達出來，但是錯誤音的編碼十分復雜，不同的BIOS表示的意義千差萬別。使得主板的診斷維修十分麻煩。現(xiàn)在針對計算機這種故障的診斷方法一般有經驗法（憑維修者的經驗），排除法（添減硬件卡，組成最小系統(tǒng)排除故障），這些方法都是憑借著維修者的經驗，帶有太多的主觀成分。另外一種方法是使用POST卡。但是POST卡只顯示一個生硬的診斷代碼，維修著需要進一步查表才可以大概知道主板的檢測結果。針對主板當前維修工序的不方便，我們開展“遠程主板故障診斷系統(tǒng)”科技創(chuàng)新項目的研究。該系統(tǒng)可以檢測到主板的故障，并把這些信息用文字等便于用戶接受的方式顯示在遠程主機的屏幕上。1.1.1 系統(tǒng)開發(fā)目的本作品核心為主機故障檢測卡，為主板故障檢測提供一個直觀的診斷手段，能夠在遠程計算機上使用文字，圖像等直觀地報告被檢主機出現(xiàn)的故障信息。提高當前主板維修的效率。1.1.2系統(tǒng)適用范圍系統(tǒng)可以提供給主板廠商，計算機維修部門，以及大型單位的計算機維護部門。提高這些機構的生產效率，經濟效益是可觀的。1-1-3 系統(tǒng)模型系統(tǒng)只要由終端檢測系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、分析系統(tǒng)三個子系統(tǒng)組成，其模型如圖1.1.1。檢測到的結果將在遠程計算機屏幕上顯示。檢測系統(tǒng)通信系統(tǒng)可視化故障信息分析系統(tǒng)圖1.1.1 遠程計算機故障診斷系統(tǒng)模型1.2 系統(tǒng)功能特點1.2.1 當前市場上類似產品POST卡所謂POST卡，又叫Debug卡，就是“開機自測卡”（Power On Self Test Card）的縮寫。這種卡的作用主要是在電腦開機過程中通過截取BIOS自檢信息來反映硬件故障情況。一般POST卡上都有一個兩位數(shù)的顯示器，或者4-8個指示燈，把顯示出來的信號代碼與說明表上的情況相對照就可以大概確定是什么部件出了什么故障了。下面介紹一些POST卡的功能特點。（1） PIC0054A主板偵錯卡測試PCI和ISA總線速度診斷卡自身故障檢測ISA和PCI總線穩(wěn)定性測試功能試用版單步與代碼翻查功能四數(shù)碼管，診斷更準確 價格：60.00元資料來源：/biosdl/biosjg.htm華通 HT LP49C故障提示方式 四位偵錯碼 主要插槽類型PCI/（LPT+Usb）價格：80.00元資料來源：/C/53314/68163.html1.2.2系統(tǒng)的功能特點（1）直觀的診斷報告改進了傳統(tǒng)的使用故障音或者使用16進制代碼顯示診斷結果的方式，使用文字，圖像的方式直接將診斷的結果顯示到屏幕上，用戶可以直接由診斷結果知道被檢主機出現(xiàn)的故障。（2）遠程選擇BIOS類型BIOS的類型可以在軟件上簡單地選擇，免去用戶煩瑣的查表程序。（3）遠程控制重新檢測一次上卡，多次檢測。只要一次插上檢測卡，便可以在計算機前通過鼠標點擊實現(xiàn)多次的檢測，系統(tǒng)自動控制被檢測主機重新啟動。（4）添加檢測筆記除了使用系統(tǒng)固定的數(shù)據(jù)庫提供診斷信息外，用戶在測試的同時也可以向系統(tǒng)添加個人的筆記，這些筆記是用戶經驗的積累，對于以后的檢測工作非常有利。（5）保存檢測報告用戶可以保存檢測結果，該結果能顯示出計算機上電自檢整個過程的信息。1.2.3 產品性能比較系統(tǒng)和POST卡產品的主要性能區(qū)別如表1.2.1：表1.2.1 系統(tǒng)和POST卡產品的性能比較產品價格顯示方式自動重啟附屬功能PIC0054A主板偵錯卡6016進制代碼和聲音無測試PCI和ISA總線速度華通 HT LP49C8016進制代碼和聲音無遠程計算機故障檢測系統(tǒng)約20直觀的文字，圖像遠程控制重啟保存檢測結果、添加筆記1.2系統(tǒng)的使用前景該系統(tǒng)節(jié)約了對計算機維修的硬件消耗,結合了軟件的處理與顯示使系統(tǒng)可以為維修與生產檢測人員提供了一個更好的工作平臺，并能夠在短時間內響應客戶的要求去升級和完善本系統(tǒng)的開發(fā)。因此，該系統(tǒng)可以應用于各大主板生產商，作為主板生產檢測的一個手段；可以應用于各個計算機維修點；以及一些單位的維護部門?，F(xiàn)在市場上的品牌機和筆記本電腦越來越受到消費者的青睞，但是出于生產廠商的權益考慮，用戶不能私自拆開機箱。當用戶的電腦出現(xiàn)問題時，生產廠商維修人員要上門對其進行維修。更進一步看，如果能把診斷卡集成到主板的生產中，用戶只需把主板的串口連接到另一臺計算機就可以進行主機的診斷。維修人員便能獲知用戶的故障信息，知道是否硬件出現(xiàn)問題，再判斷是否上門服務，在上門服務時帶上必要的工具和硬件，為計算機的維修省去了不少的麻煩。2 系統(tǒng)的設計2.1系統(tǒng)總體設計系統(tǒng)的核心是一張PCI卡，這張PCI卡檢測出主板的上電自檢情況，并把這些信息發(fā)送到遠程計算機上，最后在遠程計算機上對這些信息處理，報告。PCI卡原理圖如圖2.1.3（見下頁）。整張PCI卡用到的元件如表2.1.1所示。表2.1.1 PCI卡用到的元件列表元器件編號名稱功能P1PCI32BITPCI插腳G1GAL20V8GAL作為整個電路的譯碼器G2DM74LS273N寄存器用來保存一個字節(jié)的錯誤信息M1，M2DM74LS48N3-8譯碼器，做為八段顯示譯碼器D1，D2-八段顯示管U1AT 89S 5151單片機作為通訊模塊的主控器件U2MAX232電平轉換J1RS-232串口接口分析上述過程的數(shù)據(jù)的流動，系統(tǒng)邏輯上可以分為終端檢測系統(tǒng)，通信系統(tǒng)，分析系統(tǒng)三個子系統(tǒng)。數(shù)據(jù)流圖如下：主板Post_codePost_code串行信號故障信息用戶終端檢測系統(tǒng)通信系統(tǒng)分析系統(tǒng)故障信息庫數(shù)據(jù)信息圖 2.1.1 系統(tǒng)數(shù)據(jù)流圖接著，我們就三個子系統(tǒng)分別詳細的敘述系統(tǒng)的實現(xiàn)原理和設計。圖2.1.2 系統(tǒng)PCI卡原理圖2.2 檢測系統(tǒng)方案設計2.2.1 POST（Power on Self Test）上電自檢 檢測系統(tǒng)基于計算機在上電時對硬件進行的檢測。計算機這個檢測過程為POST（Power on Self Test）上電自檢。主機電源開關被打開以后，計算機系統(tǒng)開始檢測電源的質量，如果電源可以提供穩(wěn)定的電壓，一個Power-Good信號將被送到計算機的CPU，接著系統(tǒng)在BIOS的引導下開始短暫的POST(上電自檢)過程。POST過程完成系統(tǒng)基本硬件的檢測和配置，然后將啟動權交給操作系統(tǒng)，等待操作系統(tǒng)進行初始化。POST過程保證了計算機的正常運行。在短短幾秒的時間內，POST可以完成對上百個硬件的檢測，這些硬件包括存儲器、中斷、擴展卡等。這一過程是逐一進行的，BIOS廠商對每一個設備都給出了一個檢測代碼（稱為POST-CODE即開機自我檢測代碼），在對某個設置進行檢測時，首先將對應的POST-CODE寫入診斷端口（如80H），如果該設備檢測通過，BIOS將向該地址傳送另一個設備的POST-CODE，并開始對此設置進行測試。相反如果某個設備測試沒有通過，則此POST-CODE會在診斷端口處保留下來，檢測程序也會中止，并根據(jù)預定的報警聲進行報警，等待用戶處理。2.2.2檢測系統(tǒng)方案設計如果我們能把BIOS寫入診斷端口的代碼讀出來，并把他直觀的顯示出來，那么我們就能對計算機的檢測狀況有一個清晰的了解，在這里我們通過主板的PCI總線提取錯誤信息。（1）診斷端口的定位由于現(xiàn)在大部分的BIOS都將POST-CODE寫到計算機的80H端口，本系統(tǒng)只有針對80H端口的數(shù)據(jù)捕捉。（2）對PCI規(guī)范的實現(xiàn)使用PCI總線就要遵守PCI規(guī)范，PCI寫時序信息如圖2.2.1所示。圖2.2.1 PCI寫時序圖根據(jù)這個時序，只要我們在BIOS向診斷端口寫數(shù)據(jù)的時候同時把這個檢測代碼捕捉出來，就能獲得BIOS寫入端口的內容。而這個捕捉的過程可以使用譯碼方式實現(xiàn)。所以，把握這個時序成為了關鍵，由圖可以看出，和我們需要的功能相關的引腳也不是太多，主要有FRAME#，C/BE3：0，AD8：0，IRDY#，TRDY#。（3）譯碼仔細分析圖2.2.1 的時序。PCI總線在寫這一操作過程中，接口控制信號 FRAME#一直失效；IRDY#（主設備準備好信號），TRDY#（目標設備準備好信號）兩者同時有效；總線命令C/BE3：0為“0011”。 準確把握這些信號腳為我們的譯碼做好了理論上的準備。在這里我們選用GAL20V8來進行譯碼，如圖2.2.2所示：GAL對地址線和控制信號線譯碼，便可以知道BIOS正在往診斷端口寫數(shù)據(jù)，然后等待IRDY#和TRDY#置0信號的到來，立即產生一個WRINTE信號，該信號通知系統(tǒng)開始讀取數(shù)據(jù)，這個數(shù)據(jù)正是我們要的檢測代碼。圖 2.2.2 GAL20V8引腳使用圖控制GAL工作的源代碼如下：MODULE galTITLE mygaladdr0,addr1,addr2,addr3 pin 2,3,4,5 ; /定義GAL腳的信號addr4,addr5,addr6,addr7 pin 6,7,8,9;frame pin 10;irdy,trdy pin 15,16;cbe0,cbe1,cbe2,cbe3 pin 11,14,23,22;wrinte pin 21;rst1 pin 18;equationswrinte =addr0 # addr1 # addr2 # addr3 # addr4 # addr5 # addr6 # !addr7 # frame # !irdy # !trdy # !cbe0 # !cbe1 # cbe2 # cbe3; /對控制信號的實現(xiàn)及地址信號的譯碼rst1=1; /對寄存器復位信號的屏蔽END使用 Lattice 公司isp6_1m1.CPLD軟件進行時序仿真，得到圖2.2.3的仿真圖。WRINTE在IRDY#和TRDY#置0信號的到來后10ns產生一個上升緣信號。短暫的延時使得數(shù)據(jù)捕捉更加準確。圖 2.2.3 GAL時序仿真（4）存儲在實際的電路設計中我們用到了DM74LS273N-8位寄存器保存檢測代碼（圖2.5）。寄存器在WRINTE信號的控制下把正在數(shù)據(jù)線上傳輸?shù)臋z測代碼迅速讀取并存儲起來。圖 2.5 寄存器引腳圖到此，我們成功將BIOS的檢測代碼捕捉。OUT7：0將接到通信系統(tǒng)，由通信系統(tǒng)作進一步的處理。2.3通信系統(tǒng)設計通信系統(tǒng)核心是AT89S51單片機。單片機一旦發(fā)現(xiàn)檢測系統(tǒng)捕捉到自檢代碼，則把這個代碼通過串口通信傳到上位機。現(xiàn)在詳細闡述這個基于串口的通信系統(tǒng)：2.3.1 單片機串口1、通信協(xié)議串行通信模塊的程序設計包括兩方面，一方面是以89S51單片機為核心的通信程序，另一方面為PC機的通信程序。在編寫程序之前，制定其雙方通信協(xié)議是十分重要的，否則將無法保證通信數(shù)據(jù)的可靠性，從而失去通信的意義。通信協(xié)議如下：1)串行通信波特率為9600bps；2)幀格式為一位起始位,八位數(shù)據(jù)位,一位停止位；3)無奇偶校驗位；4)PC機采用COM1通信。2、連接的方法：表2.3.1 9針串行口的針腳功能針腳功能針腳功能1載波檢測(DCD)6數(shù)據(jù)準備好(DSR)2接受數(shù)據(jù)(RXD)7請求發(fā)送(RTS)3發(fā)出數(shù)據(jù)(TXD)8清除發(fā)送(CTS)4數(shù)據(jù)終端準備好(DTR)9振鈴指示(RI)系統(tǒng)中采用51 單片機作為下位機， PC機為上位機，二者通過RS232串行口接收或上傳數(shù)據(jù)和指令。我們采用了三線制連接串口，也就是說和電腦的9針串口只連接其中的3根線：第5腳的GND、第2腳的RXD、第3腳的TXD。接線圖如圖2.8所示。圖2.3.1 RS232電纜連接圖RS232信號的電平和單片機串口信號的電平不一致，必須進行二者之間的電平轉換。在此使用的集成電平轉換芯片MAX232為RS232CTTL電平轉換芯片。它只使用單5V為其工作，配接5個1F電解電容即可完成RS232電平與TTL電平之間的轉換。其原理圖如圖2.9所示。轉換完畢的串口信號TXD、RXD直接和51串行口連接。圖2.3.2 電平匹配原理圖3、串口的發(fā)送51單片機內部含有一個可編程全雙工串行通信接口，具有UART的全部功能。該接口電路不僅能同時進行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，也可作為一個同步移位寄存器使用。發(fā)送過程：串行口的發(fā)送過程由指令MOV SBUF，A啟動，即CPU由一條寫發(fā)送緩沖器的指令把數(shù)據(jù)（字符）寫入串行口的發(fā)送緩沖器SBUF（發(fā)）中，再由硬件電路自動在字符的始、末加上起始位（低電平）、停止位（高電平）及其它控制位（如奇偶位等），然后在移位脈沖SHIFT的控制下，低位在前，高位在后，從TXD端（方式0除外）一位位地向外發(fā)送。 2.3.2單片機發(fā)送程序分析1、串口初始化org 0000hajmp mainorg 0030hmain: mov sp,#60h mov scon,#50h;設置成串口1方式 mov TMOD,#20h;波特率發(fā)生器T1工作在模式2上 mov tl1,#0fdh;預置初值(按照波特率9600預置初值) mov th1,#0fdh;預置初值(按照波特率9600預置初值) mov pcon,#00h setb tr1;啟動定時器T1 setb ea setb es用到的寄存器解析：SBUF是兩個在物理上獨立的接收、發(fā)送緩沖器，可同時發(fā)送、接收數(shù)據(jù)。兩個緩沖器只用一個字節(jié)地址99H，可通過指令對SBUF的讀寫來區(qū)別是對接收緩沖器的操作還是對發(fā)送緩沖器的操作。串行口對外有兩條獨立的收發(fā)信號線RXD（P3.0）、TXD（P3.1），因此可以同時發(fā)送、接收數(shù)據(jù)，實現(xiàn)全雙工。串行口控制寄存器SCON它用于定義串行口的工作方式及實施接收和發(fā)送控制。字節(jié)地址為98H，其各位定義如下表：D7D6D5D4D3D2D1D0SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRISM0、SM1：串行口工作方式選擇位，其定義如表2.3.2定義。其中fosc為晶振頻率表2.3.2 串行口工作方式SM0、SM1工作方式功能描述波特率0 0方式08位移位寄存器Fosc/120 1方式110位UART可變1 0方式211位UARTFosc/64或fosc/321 1方式311位UART可變mov scon,#50h;設置成串口1方式TMOD設置定時器1的工作方式，用來產生波特率mov TMOD,#20h;波特率發(fā)生器T1工作在模式2上PCON中的SMOD用來控制波特率加倍。 mov pcon,#00h ；沒有加倍波特率如前所述，在串行通訊中，收發(fā)雙方的數(shù)據(jù)傳送率（波特率）要有一定的約定。在8051串行口的四種工作方式中，方式0和2的波特率是固定的，而方式1和3的波特率是可變的，由定時器T1的溢出率控制。下表列出了定時器T1工作于方式2常用波特率及初值。表2.3.3 定時器T1方式2常用波特率及初值常用波特率Fosc(MHZ)SMODTH1初值1920011.05921FDH960011.05920FDH480011.05920FAH240011.05920F4h120011.05920E8hmov tl1,#0fdh;預置初值(按照波特率9600預置初值)mov th1,#0fdh;預置初值(按照波特率9600預置初值)初始化完成2、掃描程序mov p0,#0ffh mov a,p0 l1: cjne a,p0,l2 ljmp l1l2 : mov a,p0 mov sbuf,await : jbc ti,l1 sjmp waitend以上程序完成了對P0的掃描。檢測系統(tǒng)捕捉到的檢測代碼由P0口傳入。當P0口的據(jù)發(fā)生變化時就把這變化后的數(shù)值通過串口發(fā)送出。PC機作為上位機對串口發(fā)來的數(shù)據(jù)進行接收。為了簡單闡明單片機的工作原理，可以看單片機的工作原理圖（流程圖）：初始化串口比較P0口數(shù)據(jù)P0口數(shù)據(jù)發(fā)生變化化發(fā)送此數(shù)據(jù)NY圖2.3.3 單片機工作流程圖2.2.3 PC接收數(shù)據(jù)代碼完成單片機和PC機的通信，接受檢測代碼，還需要PC機上軟件的協(xié)同工作。PC機上軟件使用事件接收模式，一直傾聽著數(shù)據(jù)的到來，當接收到數(shù)據(jù)，則向系統(tǒng)發(fā)送一個消息，請求處理。軟件傾聽COM口的代碼如下：DWORD WINAPI Listener(LPVOID pare)DWORD dwEvent;/傾聽端口COMSetCommMask(g_hCom,EV_RXCHAR);while(true)WaitCommEvent(g_hCom,&dwEvent,NULL);if(dwEvent=0)/釋放COM句柄,結束線程.return 0;elseif(dwEvent & EV_RXCHAR)OVERLAPPED osRead;COMSTAT comStat;DWORD haveRead;DWORD readError;memset(&osRead,0,sizeof(osRead);osRead.hEvent=CreateEvent(NULL,FALSE,FALSE,NULL);if (osRead.hEvent=NULL)AfxMessageBox(創(chuàng)建接收事件失??！);continue ;ZeroMemory(&comStat,sizeof(comStat);if (!ClearCommError(g_hCom,&readError,&comStat)PurgeComm(g_hCom,PURGE_RXABORT | PURGE_RXCLEAR);continue;if(ReadFile(g_hCom,&buffer,1,&recLen,&osRead)GetOverlappedResult(g_hCom,&osRead,&haveRead,TRUE);elsecontinue;elsecontinue;/不處理其他事件./發(fā)送接收數(shù)據(jù)的消息給指定的窗口.:PostMessage(wndHandle,MSG_HAVEBYTE,0,0);2.4分析系統(tǒng)設計2.4.1 分析系統(tǒng)設計分析系統(tǒng)運行在遠程計算機上，分析通信系統(tǒng)傳輸過來的數(shù)據(jù)，從而確定BIOS正在被檢主機上進行的檢測項目。根據(jù)這個數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)庫中取出相應的信息，顯示在屏幕上。在設計的時候，我們采用面向對象的方法設計，將相關的功能集中到一起，這樣的設計方便代碼的維護，也增加了代碼的可移植性。下面是分析系統(tǒng)的靜態(tài)類圖。MyComAppMFC框架MyDataApp圖2.4.1 分析系統(tǒng)靜態(tài)類圖整個設計是基于MVC(模型視圖控制器)模式的，其中MyComApp完成對串口操作的封裝，MyDataApp類實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫操作的封裝。而基本的MFC框架相當于一個控制器和視圖。下面看MyComApp類，該類除了需要完成對串口的配置和初始化之外，更重要的是接受來自單片機的信息。在這個過程中，程序是被動的接收數(shù)據(jù)的，所以一直在傾聽著串口的狀態(tài)?；跈z測代碼的傳送會比較快，這里采用事件驅動，異步讀數(shù)據(jù)的方式完成對窗口的傾聽，一旦接收到數(shù)據(jù)則向控制器發(fā)送收到數(shù)據(jù)的消息。類的成員函數(shù)聲明如下：public:MyComApp(); / protected constructor used by dynamic public:BOOL SetCom(ComConfigPtr configPtr); /設置串口配置void SetProcessWnd(HWND hwnd); /設置接受消息的窗口void Write(WORD data); /向串口寫數(shù)據(jù)（一個字）void ReleaseCom(); /釋放串口void StopListen(); /停止傾聽串口void SetRTS(); /置RTS信號，（利用此信號實現(xiàn)重啟）char * read(); /返回接受到的數(shù)據(jù)void StartListen();/傾聽串口，有數(shù)據(jù)來向處理窗口發(fā)送消息virtual MyComApp();為了使軟件系統(tǒng)更有效的工作，需要考慮下面2個問題：1，單片機一直在發(fā)送受到的數(shù)據(jù)，知道BIOS的檢測完成，寄存器的數(shù)據(jù)不再改變。但是軟件不知道單片機是否已經發(fā)送了最后的檢測代碼。2。軟件在打開的時候不知道BIOS的檢測是否正在開始，甚至已經檢測完畢，這樣使得軟件和終端的檢測系統(tǒng)不可以同步。為了解決問題1我們設置一個計時器，設置一個超時限制，軟件開始傾聽數(shù)據(jù)的同時啟動計時器，如果接收到一個數(shù)據(jù)，計時器重新計時；如果計時器超時，說明在這段時間內系統(tǒng)不再收到數(shù)據(jù)，只要這