第4章微处理器系统ppt课件.ppt

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1、基本概念(总线、堆栈等)微处理器的一般结构Intel8086微处理器的结构本章内容了解三总线及堆栈的工作原理。掌握微处理器的一般结构、算逻部件ALU、寄存器结构、控制部件。重点掌握Intel8086微处理器的结构。学习目的4.1基本概念一、总线1.总线的由来在计算机中，CPU与其他功能部件之间存在大量的信息交流，其间就需要使用通信线路连接起来，通信线的设置和连接可采用两种方式。(1)专线式：将各个功能部件分别设置与其他部件通信的线路，优点：传送速率高，它只受传送线本身的限制，且控制简单。缺点:机器所需要

2、的信息传送线数量大，增加了复杂性，不便于实现机器的模块和积木化。(2)总线式：在多个功能部件之间设置公共的通信线即总线。图中当A和A'门打开时，信息由A传至A'；A和C'门打开时，信息便从A传至C'。ABCA'B'C'总线示意图总线上能同时传送二进制信息的位数称为总线宽度。见下图。由于采用了分时传送的总线结构从而大大减少了机器中信息传送线的数目。a.分时传送：多个部件并联在总线上，某一时刻，只允许一路信息在总线上传送。b.控制复杂：总线的发送端及接收端均有三态门电路。打开三态门信息经总线传送到目的端。若不传送信息，则

3、使三态门处于高阻状态，相当于此部件在逻辑上与总线脱离联系。c.系统结构简单，便于扩展。特点：2.总线的分类总线按信息传送的方向可分为单向总线和双向总线。单向总线只能向一个方向发送信息。双向总线则可在两个方向传送。总线按所传信息的类别，通常分为数据总线，地址总线和控制总线。(1)数据总线(DataBus)是微处理器与存储器和I/O电路间数据交换的通道，可双向传送。数据总线的宽度一般与微处器处理数据的字长相同，三状态。(2)地址总线(AddressBus)是微处理器输出地址用的总线，它将地址送到存储器或I/O电路，用

4、来确定存储器中信息存放的地址或I/O电路的地址，AB一般为单向、三状态。(3)控制总线(ControlBus)是用来传送控制信号，使各功能部件动作同步。(1)片内总线指微处理器内部各逻辑单元之间的传输线，主要是数据总线，是为算术逻辑部件ALU和寄存器之间传送操作数和结果而设计的。有单总线、双总线、三总线结构之分。总线按规模、用途及应用场合又可分为以下几种：(2)芯片总线指微型机中各功能芯片之间的传输线，又称元件级总线。是构成一块CPU插板或组成一个微机小系统时常用的总线。(3)内总线指微型机内连接各插件板的总线，又称

5、板级总线或系统总线。其标准很多，现列举几种常用的标准总线。a.S-100系统总线：是一种实用性微型机总线标准，具有100根引线，主要支持8bit微处理器，1979年美国的IEEE微处理机标准委员会修改后取名为IEEE-696标准总线。b.MULTIBUS多总线：是多于一个控制单元控制的总线，由Intel公司推出，MULTIBUS-I支持8bit、16bit微处理器，MULTIBUS-II支持32bit微处理器，1987年经IEEE微处理机标准委员会审定为IEEE-P1296标准总线。c.STD总线：是美国PRO-LOG

6、公司和MOSTEK公司于1978年联合推出的工业控制标准总线，共有56根信号线，是8bit/16bit兼容总线。d.PC总线及EISA总线：是美国IBM公司推出针对Intel-8086微处理器设计的，共有62根信号线。为了与Intel-80286等高性能16bit微处理器兼容，IBM公司在PC总线上增加了一个36引脚的扩展插座而形成AT总线，这种结构称之为IBM公司标准结构，简称ISA(IndustrialStandardArchitecture)，COMPAQ公司推出了扩展工业标准总线，即EISA(ExtendInd

7、ustryStandardArchitecture)总线。是支持32bit的标准总线。e.VME总线：是美国MOTOROLA公司于1981年提出，针对16bit和32bit微处理器设计的。该总线在采用单总线连接器时为96条信号线，支持16bit数据线，24bit地址线；双总线连接器结构则支持32bit，此时信号线为128条，可支持四个主CPU模板进行运行。(4)外总线指微型计算机系统与系统之间或微机系统与外部设备之间的通信线，又称通信总线。CPU与外部设备的基本通信方式有两种：a.并行通信：数据各位同时传送，有多少位数

8、据就有同样数量的传送线。b.串行通信：数据逐位顺序传送，适宜长距离传送。二、堆栈用作数据暂时存储的一组寄存器或存储单元称为堆栈。堆栈操作有两种：压入(PUSH)和弹出(POP)，而SP始终指向堆栈栈顶的新位置。1.堆栈的定义堆栈中数据按“后进先出”的结构方式进行处理，即新入栈的依次堆放在原来数据之上，存放信息的最后一个单元叫做