第2章a(计算机控制技术)ppt课件.ppt

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1、第2章总线接口与过程通道2.1总线及其标准2.2I/O接口2.3串行通信与RS-232C接口标准2.4过程通道2.5信息传输介质2.1总线及其标准一套计算机系统除中央处理器件外，还有存储器、系统总线、接口电路、外部设备等多个部分。各类外部设备和存储器，都通过各种接口电路连接到计算机系统的总线上，用户可根据不同应用，选择不同类型的外部设备，设置相应的接口电路，把它挂接到系统总线上，构成不同用途、不同规模的计算机应用系统。2.1.1总线的概念所谓总线就是在模块和模块之间或设备与设备之间的一组进行互连和传

2、输信息的信号线，信息包括指令、数据和地址。总线就是一组信号线的集合，用这个集合可以组成系统的标准信息通道，它定义了各引线的信号、电气、机械特性，使计算机内部各组成部分之间以及不同的计算机之间建立信号联系，进行信息传送和通信。总线可以把计算机或控制系统的模板或各种设备连成一个整体以便彼此间进行信息交换。2.1.2总线的类别按其传送数据的方式可分为串行总线和并行总线；按应用的场合可分为芯片总线、板内总线、机箱总线、设备互连总线、现场总线及网络总线等；按用途可分为计算机总线、外设总线和控制系统总线；按总线

3、的作用域可分为全局总线和本地总线；按标准化程度可分为标准总线和非标准化（专用）总线等。按使用位置可为分内部总线和外部总线。内部总线是计算机内部功能模板之间进行通信的总线，它按功能又可分为数据总线、地址总线、控制总线和电源总线四部分，每种型号的计算机都有自身的内部总线。1.数据总线数据总线用于CPU与其他部件之间传送信息（数据和指令代码）。具有三态（高阻、“1”和“0”三种状态）控制功能，而且是双向传输的，即CPU通过数据总线可以接收来自其它部件的信息，也可以通过数据总线向其它部件发送信息。如ISA总

4、线数据线是16位，PCI总线是32位或64位。数据线的宽度表示了总线数据传输的能力，反映了总线的性能。2.地址总线地址总线用来传送CPU要访问的存储单元或I/O接口地址信号。地址信号一般由CPU发往其它芯片，属于单向总线，但也具有三态控制功能。地址总线的数据位数决定了该总线构成的微机系统的寻址能力。例如，ISA总线有24位地址线，可寻址16MB，PCI总线有32位地址线，可寻址到4GB。地址总线的宽度视CPU所能直接访问的存储空间的容量而定。3.控制总线控制总线用于传输控制命令和状态信息。根据不同的

5、使用条件，控制总线有的为单向，有的为双向；有的为三态，有的为非三态。控制总线用于传送控制信息、时序信息和状态信息。比如，I/O读写信号、存储器读写信号和中断信号等等。控制总线是最能体现总线特色的信号线，它决定总线功能的强弱和适应性。4.电源线与地线电源线与地线为挂在总线上的模块或设备提供了电能以及电流通路。电源的区别在一定程度上也体现了总线标准的特色。例如，ISA采用+12V和+5V，PCI采用+5V和+3V。一般来说，越是先进的总线标准，采用的电压越低。2.1.3采用总线的优点1．简化了系统结构2

6、．简化了硬件与软件的设计3．便于系统的扩充与更新4．便于组织生产，提高产品质量，降低产品造价5．可维护性好2.1.4总线标准1．总线标准的含义对于总线上的各个单元如芯片之间、扩展卡之间以及系统之间，如果要进行正确的连接与传输信息，就应遵守一些协议与规范，这些协议与规定就被称为总线标准。总线标准包括：各个信号线的功能定义、总线工作的时钟频率、总线系统的结构、总线仲裁机构与配置机构、信号的逻辑电平、时序要求、电路驱动能力、抗干扰能力、机械规范（包括接插件的几何形状与尺寸）和实施总线协议的驱动与管理程序。

7、2．常用的总线标准1）PC总线这里所说的PC总线是狭义的。1982年IBM公司在推出其IBMPC/XT个人计算机时，在其主板上设计有5∽8个总线插槽（I/O通道），用于插入各种适配器以扩展系统的功能，这就是IBMPC/XT总线，简称PC总线。PC总线共有62条信号线，用双列插槽连接，分A面（元件面）和B面。PC总线实际上是8088CPU核心电路总线的扩充与重新驱动。PC总线共有8条数据线、20条地址线（寻址空间为1MB）、总线时钟频率为4MHz、总线最大传输速率为4MB/s、最大负载能力为8个、采用

8、半同步的工作方式。2）ISA总线ISA（IndustryStandardArchitecture）总线是IBM公司1984年为推出PC/AT机而建立的系统总线标准，所以也叫AT总线，它是对XT总线的扩展，以适应8位或16位数据总线要求。它推出后得到广大计算机同行的认可，兼容这一标准的微型计算机纷纷问世，直到现在，许多以Pentium芯片为CPU的计算机上仍然有ISA插槽。ISA总线的主要特点（1）它有比XT总线更强的支持能力，它支持：1KI/O地址空间（0000H~0