第1章 微机系统与接口技术概述ppt课件.ppt

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1、第1章微机系统与接口技术概述1.1微型计算机系统结构1.2微机接口技术概述1.3微机系统的I/O通道与总线概述本章学习目标微机计算机系统组成结构微机系统中接口电路的组成与作用微机系统I/O通道与总线的类型和功能了解现代微型计算机系统的基本组成返回本章首页1.1微型计算机系统结构1.1.1微型计算机系统结构1.1.2中央处理器1.1.3存储器1.1.4I/O设备及其接口电路1.1.5总线返回本章首页1.1.1微型计算机系统结构通用的微型计算机硬件系统是由中央处理器（CPU或MPU）、存储器、I/O

2、（输入/输出）设备及其接口电路组成（如图1.1所示）。图1.1微机系统结构示意图返回本节1.1.2中央处理器中央处理器（机）简称CPU，是用来实现运算和控制功能的部件。由运算器、控制器和寄存器三部分组成。CPU通过数据总线、地址总线和控制总线与其他部件之间进行联系。在PC系列微机中所使用的CPU主要有Intel系列、AMD系列、CY系列。返回本节1.1.3存储器存储器是指微型计算机的内存储器。有随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。ROM中的信息一般只能读不能写，其容量一般为几KB到几MB

3、。如BIOS。而RAM则既可以读出信息，又可以写入信息。通常作为微机系统的主存储器，其容量从早期的几十KB到现在的高达几GB。返回本节1.1.4I/O设备及其接口电路I/O设备的种类很多，有电子式、电磁式、机械式等，I/O接口电路的种类最基本的接口电路有8255可编程并行接口电路、8253可编程定时/计数器、8251可编程串行接口电路、8237直接存储器存取电路（DMA）、82380多功能接口电路以及现代微型计算机系统中的系统控制逻辑芯片等。返回本节1.1.5总线总线按其传输的信号分为：1．数据

4、总线DB（DataBus）数据总线用于CPU与其他部件之间传送信息，具有三态控制功能，且是双向的。2．地址总线AB（AddressBus）地址总线用于传送CPU要访问的存储单元或I/O接口的地址信号。3．控制总线CB（ControlBus）控制总线是连接CPU的控制部件和内存、I/O设备等，用来控制内存和I/O设备的全部工作。总线又分为：（1）内部总线：由CPU送出的地址、数据、控制信号称为内部总线。（2）系统总线：由于负载和控制的需要，内部总线信号通过总线驱动器、地址锁存器或数据缓冲器以及总线

5、控制器后，所形成的新的信号线称为系统总线。（3）外部总线：是微机系统相互之间或微机系统与其他电子系统之间实现通讯连接的总线。返回本节1.2微机接口技术概述1.2.1I/O接口概述1.2.2微机系统的I/O接口配置及I/O端口布局返回本章首页1.2.1I/O接口概述介于主机和外设之间的一种缓冲电路称为I/O接口电路（1.2、1.3所示）。1．I/O接口的功能及其组成（1）速度的不匹配。（2）信息格式的不匹配。（3）信息类型与信号电平的不匹配。（4）时序的不匹配。图1.2微处理机通过接口与外设交换信

6、息2．I/O接口的端口及其寻址方式一个I/O端口总要包括若干个端口，如数据端口、命令端口、状态端口、方式端口、操作结果端口、地址索引端口等。I/O端口也必须进行编址以便能被主机访问。在微机系统中，对I/O接口的端口编址有两种方法：端口统一编址和端口独立编址。3．I/O端口地址的译码如图1.4所示为IBM-PC系统板I/O地址译码电路。（1）固定式端口地址译码：所谓固定式端口地址译码是指接口中用到的端口地址不能更改。（2）可选式地址译码：可选式地址译码常用的是开关式可选端口地址译码。如图1.5所示

7、为使用跳线开关选择I/O端口译码地址。图1.4IBM-PC系统板I/O地址译码电路图1.5使用跳线开关选择I/O口译码地址4．数据传输的控制方式（1）程序查询方式：由CPU主动通过I/O指令询问指定设备的当前状态。程序查询方式流程图如图1.6所示。（2）中断处理方式：由I/O设备主动提出服务请求（即中断申请）。（3）DMA控制方式：DMA即直接存储器存取。可以满足高速I/O设备与RAM进行数据传送的需要（如图1.7所示）。图1.6程序查询方式流程图图1.7典型的DMA传送流程图返回本节1.2.2

8、微机系统的I/O接口配置及I/O端口布局1．I/O接口配置●（1）接口芯片①中断控制器8259A②定时器8254-2③DMA控制器8237A-5④键盘控制器8042⑤实时钟/CMOSRAM芯片●（2）接口控制卡的配置一般常见的I/O接口卡有VGA显示卡、网络连接控制卡、声卡等。2．I/O端口的布局（1）I/O端口的寻址特点①端口地址空间为1KB；②使用专门的控制信号访问；③使用I/O指令对端口编程。（2）I/O端口的地址分配I/O端口地址分配见表1.1。I/O存储区分配表见附录B。表1.1I/O