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1、微型计算机技术学习辅导刘刘 明明1 1 教学目的教学目的 随着微型计算机在各行各业中应用的不断扩随着微型计算机在各行各业中应用的不断扩大，包括单片机在内的微型计算机的应用已随处大，包括单片机在内的微型计算机的应用已随处可见，理工科学生有必要了解掌握该领域的理论可见，理工科学生有必要了解掌握该领域的理论知识及专业技术知识及专业技术, ,微型计算机技术是计算机微型计算机技术是计算机科学与技术专业重要的专业课程。本课程系统地科学与技术专业重要的专业课程。本课程系统地介绍微型计算机系统的基本组织结构及基本工作介绍微型计算机系统的基本组织结构及基本工作原理，微型计算机接口原理及应用技术。重点阐原理，微型
2、计算机接口原理及应用技术。重点阐述微处理器与外界连接技术，包括硬件接口电路述微处理器与外界连接技术，包括硬件接口电路的设计和相关应用软件的设计。的设计和相关应用软件的设计。 2微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导2 2 教学要求教学要求 本本课程要求学生理解和掌握微型程要求学生理解和掌握微型计算算机的基本概念、基本理机的基本概念、基本理论和基本方法，通和基本方法，通过本本课程的学程的学习，使学生了解微型，使学生了解微型计算机算机系系统的特点、工作原理和的特点、工作原理和组织结构，掌握构，掌握微型微型计算机接口技算机接口技术的基本原理和方法，的基本原理和方法，具有分析和具有分析和设计接口
3、的能力，接口的能力，为开开发和和应用微型用微型计算机系算机系统打下良好的理打下良好的理论和和实践践基基础。 3微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导2 2 具体要求具体要求1 1 微型微型计算机系算机系统的的组织结构及工作构及工作原理：原理：微微处理器芯片、微型理器芯片、微型计算机、微型算机、微型计算机系算机系统的基本的基本组织结构和基本工作构和基本工作原理；原理；4微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导2 2 具体要求具体要求2 2 微型微型计算机接口原理及算机接口原理及应用技用技术：接口的基本概念；定接口的基本概念；定时计数器、并行接数器、并行接口、串行接口、中断控制器、口、串
4、行接口、中断控制器、DMADMA控制器、控制器、A/DA/D和和D/AD/A转换器接口等接口器接口等接口电路的工作原路的工作原理、硬件理、硬件设计及及软件件驱动程序的程序的编程方法；程方法；I/OI/O端口地址端口地址译码电路路设计。5微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导2 2 具体要求具体要求3 3 微型微型计算机技算机技术现状与状与发展展趋势：嵌入式系嵌入式系统、软硬件硬件协同同设计（Software/HardwareCo-Design）、系）、系统芯片（芯片（SystemonChip，SOC）、具有知具有知识产权的内核的内核(IntellectualPropertyCore,IP
5、核核)等技等技术 6微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导2 2 与其它课程的关系与其它课程的关系计计算算机机组组成成原原理理、计计算算机机系系统统结结构构和和微微型型计计算算机机技技术术是是计计算算机机科科学学与与技技术术专专业业的核心课程。的核心课程。但但三三门门课课程程内内容容陈陈旧旧且且彼彼此此交交叉叉重重复复，为为此此1997年年教教育育部部邀邀请请国国内内资资深深教教授授、参参照照国国外外同同类类权权威威教教材材，组组织织确确定定该该系系列列教教材的内容划分和所属重点。材的内容划分和所属重点。7微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导2 2 各课程的重点各课程的重点计计算
6、算机机系系统统结结构构：重重点点论论述述计计算算机机系系统统的的各各种种基基本本结结构构、设设计计技技术术和和性性能能定定量量分分析析方方法；法；计计算算机机组组成成原原理理：侧侧重重讨讨论论计计算算机机基基本本部部件件的的构构成成和和组组成成方方式式，基基本本运运算算的的操操作作原原理理和单元的设计思想、操作方式及其实现；和单元的设计思想、操作方式及其实现；微微型型计计算算机机技技术术：突突出出应应用用，详详细细讲讲述述微微处处理理器器芯芯片片、计计算算机机主主板板、接接口口技技术术和和应应用用编程方法。编程方法。8微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导2 2 教材与教学参考书教材与教
7、学参考书 教教 材：材：微微型型计计算算机机技技术术，孙孙德德文文，高高等等教教育育出出版版社社，2001.12001.1。参考书：参考书： 1 1微微型型计计算算机机接接口口技技术术及及其其应应用用，刘刘乐乐善善等，华中科技大学出版社，等，华中科技大学出版社，2000.12000.1。 2 2微型微型计算机原理及算机原理及应用，周明德，清用，周明德，清华大学出版社。大学出版社。2000.22000.2。9微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导第一章 微型计算机概论本章本章重点与难点重点与难点内容内容本章主要介绍有关微型计算机系统的基本本章主要介绍有关微型计算机系统的基本概念，包括概念，
8、包括微处理器、微型计算机和微型计算微处理器、微型计算机和微型计算机系统的定义，机系统的定义，微型计算机的发展概况，微型微型计算机的发展概况，微型计算机的特点和应用，以及计算机的特点和应用，以及微型计算机的分类，微型计算机的分类，并在此基础上从三个层面上引出微机系统总线并在此基础上从三个层面上引出微机系统总线结构的概念。重点了解微型计算机系统各组成结构的概念。重点了解微型计算机系统各组成部件的功能和相互关系，理解微型计算机系统部件的功能和相互关系，理解微型计算机系统的总线结构的特点，以及对于微处理器、微型的总线结构的特点，以及对于微处理器、微型计算机和微型计算机系统，如何采用总线结构计算机和微型
9、计算机系统，如何采用总线结构框架连接各部分组件而构成一个整体。框架连接各部分组件而构成一个整体。 11微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导1关于微型计算机的简单介绍关于微型计算机的简单介绍 首先介绍微处理器、微型计算机首先介绍微处理器、微型计算机和微型计算机系统的定义以及三者和微型计算机系统的定义以及三者之间的关系。对于微处理器的发展之间的关系。对于微处理器的发展概况，应结合微电子学的发展来了概况，应结合微电子学的发展来了解微处理器芯片技术，以及所遵循解微处理器芯片技术，以及所遵循的摩尔定律，即芯片的容量每的摩尔定律，即芯片的容量每18-2418-24个月增加一倍。个月增加一倍。12微
10、型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导术语术语 运算器运算器 微处理器微处理器 控制器控制器 寄存器寄存器 微型计算机微型计算机 内存储器内存储器 硬件硬件 输入输入/ /输出接口输出接口 输入输入/ /输出设备及外存储器输出设备及外存储器微型计算机系统微型计算机系统 电源、面板、机架等电源、面板、机架等 软件软件 系统软件系统软件 应用软件应用软件13微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导微型计算机系统基本构成微型计算机系统基本构成14微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导微处理器微处理器n中央处理器（中央处理器（CPU）n运算器运算器n完成算术完成算术/逻辑运算逻辑运算n控
11、制器控制器n操作控制操作控制n寄存器组寄存器组n存放参加运算的数据、中间结果、地址等存放参加运算的数据、中间结果、地址等15微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导微型计算机的发展微型计算机的发展n摩尔定律摩尔定律n第第N代微处理器代微处理器16微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导摩尔定律摩尔定律n芯片的容量每芯片的容量每18-24个月增加一倍个月增加一倍 17微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导微处理器的发展微处理器的发展n4004(2300/50m)/8008n8080/8085、8086/8088n80286/80386/80486nPentium/PentiumPr
12、o/PentiumnPentium/Pentium(4200万万/0.13m)n集成电路技术的发展是基础集成电路技术的发展是基础n高性能、低能耗、高速度、低成本高性能、低能耗、高速度、低成本18微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导Intel400419微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导Intel808820微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导IntelPentium21微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导IntelPentium22微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导主频为主频为3.2G的的Intel处理器处理器处理器核心：处理器核心：Prescott
13、和和Northwood23微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导1关于微型计算机的简单介绍关于微型计算机的简单介绍 微型计算机系统的发展经历了微型计算机系统的发展经历了四个阶段：电子管计算机四个阶段：电子管计算机(1946)(1946)、晶体管计算机晶体管计算机(1958)(1958)、集成电路计、集成电路计算机算机(1965)(1965)、大规模集成电路计算、大规模集成电路计算机机(1970)(1970)。 微型计算机系统往两个方向发微型计算机系统往两个方向发展，一是越来越大：小展，一是越来越大：小中中大大巨，二是越来越小：微型计算机。巨，二是越来越小：微型计算机。24微型计算机技术学
14、习辅导微型计算机技术学习辅导电子计算机的发展电子计算机的发展n电子管计算机电子管计算机(1946)n晶体管计算机晶体管计算机(1958)n集成电路计算机集成电路计算机(1965)n大规模集成电路计算机大规模集成电路计算机(1970)n越来越大越来越大:小小中中大大巨型机巨型机n越来越小越来越小:微型计算机微型计算机(PC、单片机、单板机、单片机、单板机)n.25微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导电子计算机的发展电子计算机的发展ENIACn第一台电子计算机第一台电子计算机（通用可编程序）（通用可编程序）n18800电子管电子管n30吨吨n150平方米平方米n150kwn5000次次/秒
15、秒26微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导电子计算机的发展电子计算机的发展ENIAC27微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导电子计算机的发展电子计算机的发展ENIAC28微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导电子计算机的发展电子计算机的发展ENIAC29微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导1关于微型计算机的简单介绍关于微型计算机的简单介绍 在学习微型计算机系统基本构在学习微型计算机系统基本构成之后，按照组装形式和系统规模，成之后，按照组装形式和系统规模，可以把微型计算机划分为单片机、可以把微型计算机划分为单片机、单板机和个人计算机。其中单片机单板机和个人计算机。其
16、中单片机是将是将CPUCPU、部分存储器、部分、部分存储器、部分I/OI/O接接口集成在一个芯片上，单板机是将口集成在一个芯片上，单板机是将CPUCPU、存储器、存储器、I/OI/O接口及部分接口及部分I/OI/O设设备安装在一个印刷线路板上。备安装在一个印刷线路板上。 30微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导单片机单片机n将将CPU、部分存储器、部分、部分存储器、部分I/O接口集成接口集成在一个芯片上在一个芯片上31微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导单板机单板机n将将CPU、存储器、存储器、I/O接口及部分接口及部分I/O设设备安装在一个印刷线路板上备安装在一个印刷线路板上
17、32微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导研华工控主板：研华工控主板：SOM-2353CPU:NSGeodeGX1-300芯片组芯片组:NSCS5530A内存内存:在板64MBSDRAMVGA:支持VGA和VESA,最大可达1280x1024和1024x768LCD接口接口:18位LCD信号输出网口网口:10/100MbpsAudio:AC97尺寸尺寸:68mmx100mm功耗功耗33微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导EmbeddedSolutionOS为Win CE，并可支持 ROM、LCD、触摸屏、COM等所有硬件的功能 1个COM，1个CFC(64M/128M)、1个US
18、B、1个键盘、1个鼠标接口、1个PCMCIA接口、一个Audio、一个LCD在在SOM-2353的基础上，开发一底板的基础上，开发一底板:34微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导2微型计算机系统的总线结构微型计算机系统的总线结构 分别在微处理器、微型计分别在微处理器、微型计算机和微型计算机系统三个层算机和微型计算机系统三个层面上介绍微处理器的典型结构、面上介绍微处理器的典型结构、微型计算机的基本结构，以及微型计算机的基本结构，以及用元件级总线、板卡总线和通用元件级总线、板卡总线和通信总线构成微机系统。信总线构成微机系统。 35微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导三个层面上的典型
19、结构三个层面上的典型结构36微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导总线总线n在计算机中，各个部件之间传送信息的在计算机中，各个部件之间传送信息的公共连线称为公共连线称为总线总线。n内部总线内部总线n元件级总线元件级总线n板卡总线板卡总线/局部总线局部总线37微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导地址总线（地址总线（AddressBus）nCPU用来向存储器或用来向存储器或I/O端口传送地址端口传送地址n单向（单向（CPU发出）发出）n位数位数(n)决定了决定了CPU可直接寻址的内存容可直接寻址的内存容量量(2n)38微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导数据总线（数据总线（D
20、ataBus）nCPU与存储器及外设交换数据的通路与存储器及外设交换数据的通路n双向、双向、三态三态n位数与微处理器的位数相同位数与微处理器的位数相同39微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导控制总线（控制总线（ControlBus）n用来传输控制信号用来传输控制信号n由两种方向的单向控制信号组成由两种方向的单向控制信号组成40微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导第二章 80X86 微处理器的结构 本章本章重点与难点重点与难点内容内容 微处理器是微型计算机系统的控制核心。微处理器是微型计算机系统的控制核心。本章主要内容是介绍本章主要内容是介绍80X86系列微处理器系列微处理器（从
21、（从80868086到到Pentium Pentium ）的结构特点，详细）的结构特点，详细讨论讨论80X86微处理器的编程结构、引脚信号微处理器的编程结构、引脚信号功能及总线时序。重点学习功能及总线时序。重点学习80868086CPU的内部结的内部结构、构、8086CPU的引脚信号及其功能、的引脚信号及其功能、8086的存储器组织、的存储器组织、8086的系统配置以及的系统配置以及8086CPU的时序，特别是的时序，特别是80868086CPU的一些控的一些控制信号的功能应深刻理解和熟练掌握。制信号的功能应深刻理解和熟练掌握。42微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导本章本章重点与难点
22、重点与难点内容内容 本章难点是本章难点是8086系统工作在最小系统工作在最小方式下的配置以及总线时序，要求能够方式下的配置以及总线时序，要求能够画出画出8086系统最小方式的配置框图，系统最小方式的配置框图，分析各部件功能以及分析各部件功能以及8086系统工作总系统工作总线时序。线时序。 43微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导1从从80868086到到PentiumPentium 80868086微处理器内部结构包括微处理器内部结构包括BIUBIU（总线接口（总线接口单元）和单元）和EUEU（执行单元）部件。总线接口单元（执行单元）部件。总线接口单元由段寄存器（由段寄存器（CSCS、
23、DSDS、SSSS、ESES）、指令指针寄）、指令指针寄存器存器(IP)(IP)、地址加法器、内部寄存器、指令队、地址加法器、内部寄存器、指令队列缓冲器及列缓冲器及I/OI/O控制逻辑等部分组成。它是控制逻辑等部分组成。它是CPUCPU与外部与外部( (存储器、存储器、I/O)I/O)的接口，提供总线信号的接口，提供总线信号并完成所有总线操作，例如地址形成并完成所有总线操作，例如地址形成( (逻辑地逻辑地址址物理地址物理地址) )、取指令、取指令(CS(CS：IP)IP)、指令排队、指令排队以及读以及读/ /写操作数等功能。写操作数等功能。 44微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导1从
24、从80868086到到PentiumPentium 执执行行单单元元部部件件由由通通用用寄寄存存器器组组、专专用用寄寄存存器器组组、算算术术逻逻辑辑运运算算单单元元（ALUALU）、标标志志寄寄存存器器（FRFR）和和内内部部控控制制逻逻辑辑组组成成，负负责责全全部部指指令令的的译译码码和和执执行行、 向向BIUBIU提提供供数数据据和和地地址址、管管理理内内部部寄寄存存器器及及标标志志寄寄存存器器(PSW)(PSW)等等。应应理理解解EUEU和和BIUBIU的操作关系和指令流水。的操作关系和指令流水。 简单了解简单了解8028680286、8038680386、8048680486、Pent
25、iumPentium系列各类微处理器的结构特点以及相互之间系列各类微处理器的结构特点以及相互之间的关系。的关系。 45微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导8086CPUnIntel，1978年，年，16位位n29000个晶体管，个晶体管，3mn40pin，双直列封装，双直列封装n5MHz/8MHz/10MHz46微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导8086CPU结构图结构图47微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导8086CPU内部结构内部结构1.1.总线接口单元总线接口单元BIUBIU由段寄存器（由段寄存器（CSCS、DSDS、SSSS、ESES）、）、指令指针指令指针
26、寄存器寄存器( (IPIP）、）、地址加法器、内部寄存器、指地址加法器、内部寄存器、指令队列缓冲器及令队列缓冲器及I/OI/O控制逻辑等部分组成。控制逻辑等部分组成。 2.2.执行单元部件执行单元部件EUEU由通用寄存器组、专用寄存器组、算术逻辑由通用寄存器组、专用寄存器组、算术逻辑运算单元（运算单元（ALUALU）、）、标志寄存器（标志寄存器（FRFR）和内部和内部控制逻辑组成。控制逻辑组成。48微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导总线接口部件总线接口部件BIUnCPU与外部与外部(存储器、存储器、I/O)的接口的接口n提供总线信号提供总线信号n完成所有总线操作完成所有总线操作n功能
27、功能n地址形成地址形成(逻辑地址逻辑地址物理地址物理地址)n取指令取指令(CS:IP)、指令排队、指令排队n读读/写操作数写操作数n总线控制总线控制49微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导指令执行部件指令执行部件EUn负责全部指令的译码和执行负责全部指令的译码和执行n向向BIU提供数据和地址提供数据和地址n管理寄存器及标志管理寄存器及标志50微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导28080X X8686微微处理器的理器的编程程结构构 8080X X8686微处理器的寄存器组主要包括基微处理器的寄存器组主要包括基本结构寄存器、系统级寄存器、调试和测试本结构寄存器、系统级寄存器、调试
28、和测试寄存器以及浮点寄存器。寄存器以及浮点寄存器。80868086微处理器有微处理器有1414个基本结构寄存器，按其用途可分为个基本结构寄存器，按其用途可分为8 8个通个通用寄存器（用寄存器（AXAX、BXBX、CXCX、DXDX、SPSP、BPBP、SISI、DIDI）、）、2 2个专用寄存器（个专用寄存器（IPIP、FlagsFlags）和）和4 4个个段寄存器（段寄存器（CSCS、DSDS、SSSS、ESES）3 3类。对于类。对于8028680286、8038680386、8048680486、PentiumPentium系列各类微系列各类微处理器的系统级寄存器、调试和测试寄存器处理器
29、的系统级寄存器、调试和测试寄存器以及浮点寄存器可作一般性了解。以及浮点寄存器可作一般性了解。 51微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导内部内部寄存器结构寄存器结构52微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导标志寄存器标志寄存器(PSW)53微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导380X X86微处理器的引脚功能微处理器的引脚功能 对于对于8080X X8686微微处理器的理器的引脚功能，本节详细引脚功能，本节详细描述描述8086/80888086/8088引脚功能，介绍时钟发生、总线引脚功能，介绍时钟发生、总线锁存、总线缓冲和总线收发等概念。通过对锁存、总线缓冲和总线收发等概
30、念。通过对8086/80888086/8088的引脚按功能划分（地址总线、数据的引脚按功能划分（地址总线、数据总线、控制总线及时钟与电源等其它）来学习，总线、控制总线及时钟与电源等其它）来学习，重点掌握时分复用技术在重点掌握时分复用技术在8086/80888086/8088引脚中的应引脚中的应用、用、80888088与与80868086的差异、的差异、8086 CPU8086 CPU常用控制信号常用控制信号的引脚功能以及的引脚功能以及80868086系统配置工作方式（最小方系统配置工作方式（最小方式与最大方式）的区别。在此基础上也简要描述式与最大方式）的区别。在此基础上也简要描述3232位位微
31、微处理器（理器（8038680386、8048680486、PentiumPentium）的）的引脚引脚功能。功能。 54微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导8086CPU的引脚的引脚n两两种种模模式式(MN/MX)n最最小小模模式式n单单CPU系系统统n最最大大模模式式n多多CPU系系统统n协协处处理理器器系系统统55微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导8086CPU的引脚的引脚n四类引脚四类引脚n地址总线地址总线:20位地址线位地址线n数据总线数据总线:16位数据线位数据线n控制总线控制总线:读读/写写/.n其他其他:电源电源/时钟时钟/.56微型计算机技术学习辅导微型计算
32、机技术学习辅导8086CPU的引脚的引脚数据数据/地址地址n数据数据/地址引脚地址引脚nAD15AD0n数据数据/地址地址复用复用,地址需锁存地址需锁存(T1,ALE)n20位内存地址的低位内存地址的低16位位n16位位I/O地址地址nA19A16/S6S3n地址地址/状态状态n20位内存地址的高位内存地址的高4位位/运行状态运行状态57微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导8086CPU的引脚的引脚控制总线控制总线nBHE/S7n高高8位数据允许位数据允许/状态状态nMN/MXn最小最小/最大模式最大模式nRDn读选通读选通nWRn写选通写选通nALEn地址锁存允许地址锁存允许nDEN
33、n数据允许数据允许nDT/Rn数据发送数据发送/接收接收nREADYn准备就绪准备就绪58微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导8086CPU的引脚的引脚控制总线控制总线nINTRn可屏蔽中断请求可屏蔽中断请求nINTAn中断响应中断响应nNMIn不可屏蔽中断请求不可屏蔽中断请求nRESETn复位复位,FFFF0H开始开始nHOLDn总线保持请求总线保持请求nHLDAn总线保持响应总线保持响应nCLKn时钟时钟nVCC,GNDn+5V,信号地信号地59微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导8088与与8086的差异的差异8088n外部外部8位数据总线位数据总线n4字节指令队列字节指
34、令队列nIO/Mn准十六位准十六位CPU8086n外部外部16位数据总线位数据总线n6字节指令队列字节指令队列nM/IOn十六位十六位CPU60微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导8086系统配置系统配置n8086最小模式系统最小模式系统n8088最小模式系统最小模式系统61微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导8086最小模式系统最小模式系统62微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导地址锁存地址锁存828263微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导双向数据总线收发器双向数据总线收发器82861:0:64微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导8088最小模式系统
35、最小模式系统65微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导480X X86微处理器的基本时序微处理器的基本时序 理解理解80868086微微处理器的理器的总线时序，总线时序，80868086执行指令涉及三种周期，即时钟周期、总执行指令涉及三种周期，即时钟周期、总线周期和指令周期。首先要掌握这三种周线周期和指令周期。首先要掌握这三种周期的区别与相互之间的联系。时钟周期期的区别与相互之间的联系。时钟周期T T是是CPUCPU的时钟频率的倒数，总线周期是完的时钟频率的倒数，总线周期是完成一次总线操作所需的时间，一般包含多成一次总线操作所需的时间，一般包含多个个T(T(典型典型4 4个个) )，指令
36、周期是执行一条指令，指令周期是执行一条指令所需的时间包含多个总线周期。所需的时间包含多个总线周期。 66微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导480X X86微处理器的基本时序微处理器的基本时序 其次要掌握几种基本总线周期（例其次要掌握几种基本总线周期（例如读操作、写操作、中断响应周期和系如读操作、写操作、中断响应周期和系统复位等）的时序关系。要求结合统复位等）的时序关系。要求结合80868086微微处理器的理器的引脚信号的功能理解三总线引脚信号的功能理解三总线信号在这些典型的总线周期中出现的时信号在这些典型的总线周期中出现的时间关系，从而为学习间关系，从而为学习80868086微微处理
37、器同内理器同内存存储器及器及I/OI/O设备的接口作准的接口作准备。 67微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导8086CPU时序概念时序概念n指挥指挥:CLKn时钟周期时钟周期nCPU的时钟频率的倒数的时钟频率的倒数,Tn总线周期总线周期n完成一次总线操作所需的时间完成一次总线操作所需的时间,多个多个T(典型典型4个个)n指令周期指令周期n执行一条指令所需的时间执行一条指令所需的时间,多个总线周期多个总线周期68微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导时钟周期或状态周期时钟周期或状态周期8086CPU内部的逻辑操作以及与内部的逻辑操作以及与外部存储器和外部存储器和I/O交换数据进行
38、的总线交换数据进行的总线操作全部由操作全部由CPU的时钟来定时的。的时钟来定时的。CPU的基本定时单位称为时钟周期的基本定时单位称为时钟周期或者状态周期。或者状态周期。假设假设8086的主频为的主频为10MHz，一个时，一个时钟周期为钟周期为100ns。69微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导总线周期及其典型示意图总线周期及其典型示意图CPUCPU为了读取指令或传送数据，需要通过为了读取指令或传送数据，需要通过为了读取指令或传送数据，需要通过为了读取指令或传送数据，需要通过总线接口部件总线接口部件总线接口部件总线接口部件BIUBIU与存储器或与存储器或与存储器或与存储器或I/OI/O接
39、口进行信息接口进行信息接口进行信息接口进行信息交互，执行对总线的操作。进行一次数据传送交互，执行对总线的操作。进行一次数据传送交互，执行对总线的操作。进行一次数据传送交互，执行对总线的操作。进行一次数据传送的总线操作定义为一个总线周期。的总线操作定义为一个总线周期。的总线操作定义为一个总线周期。的总线操作定义为一个总线周期。70微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导总线周期总线周期(读操作读操作)71微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导总线周期总线周期(写操作写操作)72微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导中断响应周期（中断响应周期（INTA）73微型计算机技术学习辅导微
40、型计算机技术学习辅导中断响应周期（中断响应周期（INTA）n第一个第一个INTA周期周期n通知外设接口（或中断控制器），准备好中断通知外设接口（或中断控制器），准备好中断类型信息类型信息n第二个第二个INTA周期周期n放出中断类型号数据放出中断类型号数据nCPU从从DB获取中断类型号获取中断类型号74微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导第三章 内存储器及其接口 本章本章重点与难点重点与难点内容内容 本章主要讨论内存储器及其接口，主要本章主要讨论内存储器及其接口，主要内容包括三部分。第一部分介绍三类典型的内容包括三部分。第一部分介绍三类典型的半导体存储器芯片（半导体存储器芯片（SRAM芯
41、片芯片HM6116、DRAM芯片芯片Intel 2164和和EPROM芯片芯片Intel 2732）的结构、工作原理和外特性。）的结构、工作原理和外特性。在此基础上，第二部分重点讲述半导体存储在此基础上，第二部分重点讲述半导体存储器芯片同微处理器接口的基本技术。器芯片同微处理器接口的基本技术。76微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导本章本章重点与难点重点与难点内容内容 特别是在第三部分介绍特别是在第三部分介绍16位和位和32位微位微机系统中存储器接口技术。要求深刻理解机系统中存储器接口技术。要求深刻理解三类典型半导体存储器芯片的外特性和读三类典型半导体存储器芯片的外特性和读写过程，以及
42、常用译码器（如写过程，以及常用译码器（如74LS138）的特性和应用，重点掌握存储器接口的基的特性和应用，重点掌握存储器接口的基本技术，难点是本技术，难点是16位和位和32位微机系统中位微机系统中存储器接口的技术特点。存储器接口的技术特点。77微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导1半半导体存体存储器器 存储器是计算机系统中重要的组成部存储器是计算机系统中重要的组成部分，用于存放计算机系统工作时所用的信分，用于存放计算机系统工作时所用的信息。首先要求掌握存储系统概念、存储器息。首先要求掌握存储系统概念、存储器系统的体系结构、内存储器中的数据组织、系统的体系结构、内存储器中的数据组织、存储
43、器的分类及半导体存储器芯片的主要存储器的分类及半导体存储器芯片的主要性能指标。对于三类典型半导体存储器芯性能指标。对于三类典型半导体存储器芯片（片（SRAMSRAM芯片芯片HM6116HM6116、DRAMDRAM芯片芯片Intel2164Intel2164和和EPROMEPROM芯片芯片Intel2732Intel2732）的结构、工作原）的结构、工作原理和外特性，要求了解各引脚的功能。理和外特性，要求了解各引脚的功能。 78微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导存储器概述存储器概述n计算机中用来存储程序和数据的部件计算机中用来存储程序和数据的部件n表征计算机的记忆能力表征计算机的记忆
44、能力n存储器多种分类存储器多种分类79微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导存储器分类存储器分类n存储器按用途可分为：存储器按用途可分为：n内存储器（主存）与外存储器（辅存）内存储器（主存）与外存储器（辅存）n存储器按用途可分为：存储器按用途可分为：nTTL型（双极型）与型（双极型）与MOS型（单极型）型（单极型）n存储器按存取方式可分为：存储器按存取方式可分为：nRAM与与ROM80微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导存储器概述存储器概述n存储器的引脚特征存储器的引脚特征n地址线地址线n数据线数据线n片选片选n输出允许输出允许n读读/写控制写控制81微型计算机技术学习辅导微型计
45、算机技术学习辅导半导体存储器半导体存储器n半导体存储器的主要性能指标半导体存储器的主要性能指标n存储容量：存储容量：n存取速度：存取速度：存取时间、存储周期存取时间、存储周期n可靠性：可靠性：MTBFn功耗功耗n性能性能/价格比价格比82微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导半导体存储器半导体存储器nRAMnSRAM:速度快、集成度低速度快、集成度低nDRAM：速度慢、集成度高：速度慢、集成度高nROMnMROMnPROMnEPROMnEEPROM83微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导RAM结构、工作原理、典型器件结构、工作原理、典型器件随机存取存储器随机存取存储器RAMn在正
46、常环境下可根据需要进行数据的读在正常环境下可根据需要进行数据的读出和写入出和写入n易失性存储器，需要易失性存储器，需要DC的支持的支持nSRAM/DRAM84微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导SRAMn内部结构内部结构85微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导SRAMn例：例：SRAM2114（1K4位）位）n1K个存储单元，每单元个存储单元，每单元4位位n需要需要10条地址线，条地址线，4条数据线条数据线n直接与地址、数据线相连直接与地址、数据线相连86微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导DRAMn内部结构内部结构Intel2164(64K1)87微型计算机技术学习辅
47、导微型计算机技术学习辅导DRAMnIntel2164(64K1位位)n行、列地址复用，只有一半的地址引脚行、列地址复用，只有一半的地址引脚n利用利用RAS、CAS进行控制进行控制n需要刷新（典型为需要刷新（典型为2ms4ms）n可通过双路复用器电路（可通过双路复用器电路（74LS157）与地址）与地址线相连线相连88微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导DRAMnS=0：A路路nS=1：B路路89微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导ROM结构、工作原理、典型器件结构、工作原理、典型器件只读存储器只读存储器n非易失性存储器，主要存放不经常修改非易失性存储器，主要存放不经常修改的数据
48、、程序等的数据、程序等n往往以字节为基本单元往往以字节为基本单元90微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导EPROM2716（2K8）91微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导2半半导体存体存储器接口的基本技器接口的基本技术 首先熟悉典型的首先熟悉典型的3-83-8译码器译码器74LS13874LS138，能综合应用各种典型芯片进行存储器系，能综合应用各种典型芯片进行存储器系统的设计与分析，掌握存储空间的地址分统的设计与分析，掌握存储空间的地址分配和片选技术，特别注意半导体存储器芯配和片选技术，特别注意半导体存储器芯片同微处理器连接口时应注意的问题。片同微处理器连接口时应注意的问题
49、。 92微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导存储器接口技术存储器接口技术存储器与存储器与CPU的连接的连接n数据线数据线根据单元宽度连接根据单元宽度连接n地址线地址线n片内地址片内地址选择片内的单元选择片内的单元n片外地址片外地址参与地址译码，确定被选中参与地址译码，确定被选中的存储芯片的存储芯片n地址选择地址选择n全译码、部分译码、线选、混合译码全译码、部分译码、线选、混合译码93微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导存储器接口技术存储器接口技术n全译码全译码n所有的片外地址均参与译码，地址空间无所有的片外地址均参与译码，地址空间无浪费浪费n74LS13894微型计算机技术学习
50、辅导微型计算机技术学习辅导存储器接口技术存储器接口技术n部分译码部分译码n部分片外地址参与译码部分片外地址参与译码n线路较简单线路较简单n地址有重叠地址有重叠95微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导存储器接口技术存储器接口技术n线选线选n个别片外地址线直接连至存储芯片的片选个别片外地址线直接连至存储芯片的片选输入端输入端n有大量的地址重叠有大量的地址重叠n只适用于小存储容量需求的场合只适用于小存储容量需求的场合96微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导存储器接口技术存储器接口技术n存储器接口中考虑的问题存储器接口中考虑的问题n时序配合时序配合n负载能力负载能力n选择存储芯片选择存
51、储芯片97微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导存储器与存储器与8位系统的连接位系统的连接98微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导316位和位和32位系统中内存储器接口位系统中内存储器接口 在掌握存在掌握存储器器扩展技展技术之后，之后，应能理能理解解PCPC机中的存机中的存储器器组织，特，特别是是1616位微机位微机系系统中存中存储器接口的技器接口的技术特点，包含奇偶特点，包含奇偶分体、分体、8088/80868088/8086的存的存储器器访问操作等。操作等。 99微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导存储器与存储器与16位位CPU的连接的连接100微型计算机技术学习辅导
52、微型计算机技术学习辅导存储器与存储器与16CPU的连接的连接101微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导存储器与存储器与CPU的连接的连接102微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导存储器与存储器与16位位CPU的连接的连接n#1#8，SRAM6116(2K8)n#9#16,EPROM2732(4K8)103微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导第四章 输入/输出 本章本章重点与难点重点与难点内容内容 微处理器同外设的连接和信息传递微处理器同外设的连接和信息传递是微机系统要解决的最主要的问题，本是微机系统要解决的最主要的问题，本章在介绍输入输出的一般问题的基础上，章在介绍输入
53、输出的一般问题的基础上，要求着重掌握微机系统中数据传送的几要求着重掌握微机系统中数据传送的几种控制方式（程序控制方式、直接存储种控制方式（程序控制方式、直接存储器存取方式、器存取方式、I/O通道控制方式），比通道控制方式），比较各自的优点，重点是程序控制的三种较各自的优点，重点是程序控制的三种方式（无条件传送、查询传送和中断传方式（无条件传送、查询传送和中断传送）的工作原理、硬件设置和软件编制。送）的工作原理、硬件设置和软件编制。 105微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导本章本章重点与难点重点与难点内容内容 本章主要内容还有三种最常用的简本章主要内容还有三种最常用的简单输入单输入/输
54、出接口电路（锁存器输出接口电路（锁存器74LS373、缓冲器、缓冲器74LS244和数据收和数据收发器发器74LS245）的工作特性和应用。）的工作特性和应用。理解理解DMA控制方式的基本概念及其特控制方式的基本概念及其特点、点、DMA传送过程，简要认识可编程传送过程，简要认识可编程DMA控制器控制器8237A。 106微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导1概述概述 输入输出接口的基本功能、输入输输入输出接口的基本功能、输入输出系统的特点、接口与端口的区别与相出系统的特点、接口与端口的区别与相互关系以及互关系以及I/OI/O的编址方式。的编址方式。CPUCPU对外设对外设的访问实质上是
55、对外设接口电路中相应的访问实质上是对外设接口电路中相应的端口进行访问，特别要求理解的端口进行访问，特别要求理解I/OI/O端口端口的两种编址方式，即独立编址和统一编的两种编址方式，即独立编址和统一编址的特点、区别与相互关系。址的特点、区别与相互关系。 107微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导I/O接口接口定义定义nCPU与外设之间传送信息的一个界面与外设之间传送信息的一个界面nCPU与与“外部世界外部世界”的连接电路，是的连接电路，是CPU与外界进行信息交换的中转站与外界进行信息交换的中转站108微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导I/O接口与接口与CPU相连相连n与存储器连
56、接一样，与存储器连接一样，I/O接口通过三总线与接口通过三总线与CPU相连相连109微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导为什么设置为什么设置I/O接口接口nCPU与外界的联络与外界的联络nCPU与外界信号线不兼容，在功能、逻与外界信号线不兼容，在功能、逻辑定义和时序关系上不一致（不匹配、辑定义和时序关系上不一致（不匹配、不协调）不协调）n工作速度不兼容工作速度不兼容数据缓冲数据缓冲n提高提高CPU效率，避免效率，避免CPU穷于应付与外穷于应付与外设打交道设打交道n外设发展不依赖于外设发展不依赖于CPU，而由接口完成，而由接口完成两者之间的匹配两者之间的匹配110微型计算机技术学习辅导微
57、型计算机技术学习辅导I/O接口接口功能功能n执行执行CPU命令：命令：命令口命令口n返回外设状态：返回外设状态：状态口状态口n数据缓冲：数据缓冲：数据口数据口n解决连接的不匹配、不协调解决连接的不匹配、不协调n速度速度数据缓冲数据缓冲n信号电平信号电平信号电平转换电路信号电平转换电路n信号格式信号格式信息转换逻辑（数据宽度与格式）信息转换逻辑（数据宽度与格式）n时序时序时序控制电路时序控制电路n多端口、多连接多端口、多连接地址译码（设备选择）地址译码（设备选择）111微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导I/O接口接口组成组成n硬件电路硬件电路n基本逻辑电路基本逻辑电路核心电路核心电路命
58、令、状态、数据缓冲寄存器命令、状态、数据缓冲寄存器n端口地址译码端口地址译码不可缺少不可缺少n其它其它供选电路供选电路中断、中断、DMA、定时、定时/计数、串行、计数、串行、D/A或或A/D等等112微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导I/O接口接口组成组成n软件编程软件编程n初始化程序段初始化程序段基本部分基本部分芯片的工作方式、初始条件等芯片的工作方式、初始条件等n传送方式程序段传送方式程序段与数据传送有关与数据传送有关n主控程序段主控程序段接口的主要任务接口的主要任务例如数据采集程序段，包括发启动转换信号、例如数据采集程序段，包括发启动转换信号、查转换结束信号、读数据以及存数据内
59、容查转换结束信号、读数据以及存数据内容n程序终止与退出程序段程序终止与退出程序段保护硬件保护硬件n其它程序段其它程序段辅助辅助人机对话、菜单设计等人机对话、菜单设计等113微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导I/O接口通过的信息接口通过的信息nI/O接口与外设交互三种信息接口与外设交互三种信息n数据信息数据信息n控制信息控制信息n状态信息状态信息n均通过均通过DBnCPU同外设之间的信息传递，实质上是同外设之间的信息传递，实质上是对端口进行读对端口进行读/写操作写操作114微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导I/O接口接口形式形式n固定式结构固定式结构简单简单I/O接口电路接口
60、电路n由简单组合电路构成的由简单组合电路构成的I/O接口电路接口电路n按需求构成按需求构成,不可改变不可改变n半固定式结构半固定式结构n使用使用GAL或或PAL器件器件n逻辑表达式的功能和工作方式根据需要逻辑表达式的功能和工作方式根据需要可以改变可以改变n一旦烧入，逻辑表达式即固定一旦烧入，逻辑表达式即固定115微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导I/O接口接口形式形式n可编程结构可编程结构n使用专用可编程使用专用可编程I/O接口芯片接口芯片n具有内部寄存器具有内部寄存器(方式、状态、数据方式、状态、数据)n由程序设置由程序设置(改变改变)其工作方式其工作方式n智能型结构智能型结构n使
61、用专用使用专用I/O处理器或通用单片机处理器或通用单片机n完成外设的全部管理功能完成外设的全部管理功能116微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导2简单接口接口电路路 本节扼要地介绍了三种常用的简单本节扼要地介绍了三种常用的简单输入输入/ /输出接口电路，即锁存器输出接口电路，即锁存器74LS37374LS373、缓冲器缓冲器74LS24474LS244和数据收发器和数据收发器74LS24574LS245的工的工作特性和应用。通过学习这三种最常用的作特性和应用。通过学习这三种最常用的简单输入简单输入/ /输出接口电路，理解输出接口电路，理解CPUCPU与外设与外设传送信息的工作原理、硬件
62、设置和软件编传送信息的工作原理、硬件设置和软件编制。制。 117微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导简单的简单的I/O接口接口74LS244118微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导连接连接8 8个开关的基本输入接口个开关的基本输入接口119微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导简单的简单的I/O接口接口74LS374120微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导连接连接8 8个个LEDLED的基本输出的基本输出接口接口SELSEL330330D0D0Q0Q0Q1Q1Q2Q2Q3Q3Q4Q4Q5Q5Q6Q6Q7Q7D4D4D5D5D6D6D7D7D3D3D2D2D1D
63、1DATADATABUSBUS74ALS37474ALS374U1U1OCOCCLKCLK2 23 34 47 75 56 69 98 812121515161619191313141417171818+5V+5V1 11111121微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导可编程可编程I/O接口接口8255A122微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导3常用输入输出方法常用输入输出方法 主要介主要介绍微机系微机系统中数据中数据传送的几种送的几种控制方式（程序控制方式、直接存控制方式（程序控制方式、直接存储器存器存取方式、取方式、I/OI/O通道控制方式），通道控制方式），对于程序控于
64、程序控制的三种方式（无条件制的三种方式（无条件传送、送、查询传送和送和中断中断传送），本章主要学送），本章主要学习无条件无条件传送和送和查询传送工作原理、硬件送工作原理、硬件设置和置和软件件编制。制。中断中断传送方式将在第五章重点送方式将在第五章重点讲述。数据述。数据传送送还有还有I/OI/O处理机方式。处理机方式。123微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导CPU与外设的信息传递方式与外设的信息传递方式n程序控制方式程序控制方式n无条件传送方式无条件传送方式n条件传送方式（查询方式）条件传送方式（查询方式）n中断方式中断方式中断申请、响应、服务、返回中断申请、响应、服务、返回nDMA方
65、式方式直接存储器存取直接存储器存取n需需DMA控制器的介入控制器的介入n数据的传送不经过数据的传送不经过CPUnI/O处理机方式处理机方式124微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导程序控制方式程序控制方式无条件传送无条件传送n外设总是准备好外设总是准备好n输入输入数据已经准备好数据已经准备好n输出输出已准备好接收已准备好接收n只有数据，没有状态只有数据，没有状态n同步方式同步方式n不需要过多的程序处理，在需要与外设不需要过多的程序处理，在需要与外设交换信息时，随时访问交换信息时，随时访问I/O端口端口125微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导程序控制方式程序控制方式无条件传送无
66、条件传送126微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导程序控制方式程序控制方式无条件传送无条件传送127微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导程序控制方式程序控制方式条件传送条件传送n查询传送方式查询传送方式n查询外设的状态信息查询外设的状态信息n输入输入数据已准备好数据已准备好n输出输出接收装置已准备好接收装置已准备好n状态端口、数据端口状态端口、数据端口128微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导程序控制方式程序控制方式条件传送条件传送n输入输入129微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导程序控制方式程序控制方式条件传送条件传送130微型计算机技术学习辅导微型计算机技
67、术学习辅导程序控制方式程序控制方式条件传送条件传送n输出输出131微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导程序控制方式程序控制方式条件传送条件传送132微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导中断方式中断方式n需要访问外设时，允许相应的中断，需要访问外设时，允许相应的中断，当期望的状态到达时，产生中断请求当期望的状态到达时，产生中断请求n充分利用充分利用CPU的资源，提高效率的资源，提高效率n常用于高速常用于高速CPU与低速外设之间的数与低速外设之间的数据交换据交换133微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导I/O处理机方式处理机方式nDMA可以撇开可以撇开CPU实现直接的数据实
68、现直接的数据传送，但无法单独实现数据的处理传送，但无法单独实现数据的处理n建立独立的处理机制，单独处理建立独立的处理机制，单独处理I/O数据数据n例：智能串行接口卡例：智能串行接口卡134微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导4可编程可编程DMA控制器控制器8237A 理解理解DMADMA控制方式的基本概念及其控制方式的基本概念及其特点、特点、DMADMA传送送过程。程。针对具体的高性能具体的高性能可可编程程DMADMA控制器控制器8237A8237A，主要了解其性，主要了解其性能以及能以及DMADMA操作和操作和传送送类型。型。 135微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导DMA
69、方式方式n直接存储器方式直接存储器方式n不必通过不必通过CPU的中转（的中转（IN/OUT指令均通指令均通过过AL/AX），而直接在），而直接在I/O接口与存储器接口与存储器之间进行传递（之间进行传递（抢占总线抢占总线）n需要需要DMA控制器的介入控制器的介入n适用于大量数据的交换适用于大量数据的交换136微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导DMA方式方式137微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导第五章 中断 本章本章重点与难点重点与难点内容内容 中断传送是最常用和有效的输入输出控制中断传送是最常用和有效的输入输出控制方式方式,特别是在处理一些紧急事件时，中断特别特别是在处理一
70、些紧急事件时，中断特别有效。本章主要介绍有关中断的基本知识，例有效。本章主要介绍有关中断的基本知识，例如中断和中断源、中断处理过程、中断优先权如中断和中断源、中断处理过程、中断优先权和中断嵌套等。重点掌握和中断嵌套等。重点掌握8086/8088PC机中机中断系统、中断分类、中断响应的工作过程以及断系统、中断分类、中断响应的工作过程以及中断程序设计，同时要求掌握可编程中断控制中断程序设计，同时要求掌握可编程中断控制器器8259A的特性、结构和工作原理。的特性、结构和工作原理。 139微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导本章本章重点与难点重点与难点内容内容 难点是难点是8086/8088P
71、C机的中断机机的中断机制，中断向量与中断向量表、中断类型制，中断向量与中断向量表、中断类型号与中断向量指针等在中断工作过程的号与中断向量指针等在中断工作过程的作用。作用。 140微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导1 概述概述 在计算机系统中，中断的例子很多。在计算机系统中，中断的例子很多。中断作为传送数据和处理一些紧急事件中断作为传送数据和处理一些紧急事件最常用和有效的控制方式最常用和有效的控制方式, ,在学习时要求在学习时要求掌握有关中断的基本概念，主要包括中掌握有关中断的基本概念，主要包括中断和中断源、中断系统的功能、中断屏断和中断源、中断系统的功能、中断屏蔽、中断优先级排队和中
72、断的嵌套，特蔽、中断优先级排队和中断的嵌套，特别是中断处理过程中的现场保护和断点别是中断处理过程中的现场保护和断点保护、开中断和关中断时机的选择、中保护、开中断和关中断时机的选择、中断识别等。断识别等。141微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导中断中断n是一个由是一个由中断源中断源激发的过程，它打断激发的过程，它打断正在执行的程序。正在执行的程序。nCPUCPU在正常运行程序时，由于程序的预在正常运行程序时，由于程序的预先安排或计算机内外部事件，引起先安排或计算机内外部事件，引起CPUCPU中断正在运行的程序，而转到为预先中断正在运行的程序，而转到为预先安排的事件或内外部事件服务的程序
73、安排的事件或内外部事件服务的程序中去。中去。142微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导中断过程中断过程n当当CPU正常运行程序时，正常运行程序时，由于由于内部事件内部事件或外设请求或外设请求(随机的随机的)，引起，引起CPU暂时暂时中止中止正在运行的程序，转去执行发出请求的正在运行的程序，转去执行发出请求的外设（或内部事件）的服务子程序，待外设（或内部事件）的服务子程序，待该服务程序执行完毕，再返回被中止的该服务程序执行完毕，再返回被中止的程序，这一过程称为程序，这一过程称为中断中断中断中断。143微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导中断的图示中断的图示中断中断断点断点IRET
74、中断服务子程序中断服务子程序主程序主程序144微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导传统数据传送方式的传统数据传送方式的缺点缺点n条件方式（条件方式（查询方式）查询方式）查询方式）查询方式） ：占用：占用CPU时间；时间；n无条件方式无条件方式：固定的时序，外设必须处：固定的时序，外设必须处于于“就绪就绪”状态。状态。145微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导为什么要引入中断为什么要引入中断n中断原先是用于对中断原先是用于对紧急事件紧急事件的处理的处理n中断方式的优点：中断方式的优点：n中断传送可以和中断传送可以和CPU并行工作并行工作146微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学
75、习辅导中断的主要作用中断的主要作用n实时处理实时处理n在计算机用于工业控制时，由于很多控制参在计算机用于工业控制时，由于很多控制参数发生变化的频率很高，计算机要及时地获数发生变化的频率很高，计算机要及时地获得它们的变化情况。当有关参数发生变化时，得它们的变化情况。当有关参数发生变化时，外部设备则向计算机发出中断请求信号，要外部设备则向计算机发出中断请求信号，要求计算机进行处理，从而达到实时数据处理求计算机进行处理，从而达到实时数据处理的目的。的目的。147微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导中断的主要作用中断的主要作用n故障处理故障处理n在计算机运行时，往往会发生一些无法事先在计算机运
76、行时，往往会发生一些无法事先预料到的故障，如电源、内存或运算溢出等。预料到的故障，如电源、内存或运算溢出等。当这些故障出现时，故障源向当这些故障出现时，故障源向CPUCPU发出中断发出中断请求，请求，CPUCPU对故障进行自动处理。对故障进行自动处理。148微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导中断的主要作用中断的主要作用n同步操作同步操作n在很多计算机系统中，外设与在很多计算机系统中，外设与CPU经常同时工作。经常同时工作。由于外设的工作速度较慢，所以由于外设的工作速度较慢，所以CPU启动外设后，启动外设后，继续运行其它程序，而这时外设也进行数据的准继续运行其它程序，而这时外设也进行数
77、据的准备工作。当外设将数据准备完毕后，向备工作。当外设将数据准备完毕后，向CPU发出发出中断请求，中断请求，CPU暂停当前工作，进行相应的数据暂停当前工作，进行相应的数据处理工作。处理工作。149微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导中断术语中断术语n中断源中断源n引起中断的事件引起中断的事件n内部中断（片内内部中断（片内/程序）程序）n外部中断（片外）外部中断（片外）n中断响应中断响应nCPU对中断的响应（处理）对中断的响应（处理）n并不是有求必应并不是有求必应n在一定时刻、满足一定条件，才能响应之在一定时刻、满足一定条件，才能响应之150微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导中
78、断术语中断术语n中断向量表中断向量表n中断服务子程序入口地址的地址表（中断服务子程序入口地址的地址表（类类似于跳转表似于跳转表）n中断优先级中断优先级n多个中断源之间的轻重缓急多个中断源之间的轻重缓急n高级中断高级中断/低级中断低级中断n中断屏蔽中断屏蔽n使得使得CPU无法感知相关中断请求的机制无法感知相关中断请求的机制151微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导28086/80888086/8088中断系中断系统 8086/8088 8086/8088的中断系统非常巧妙，每个中断都的中断系统非常巧妙，每个中断都有一个，以供有一个，以供CPUCPU进行识别，进行识别，8086/80888
79、086/8088中最多能中最多能处理处理256256中不同的中断类型。中断可以由来自外部中不同的中断类型。中断可以由来自外部的事件产生的两种硬中断：不可屏蔽中断的事件产生的两种硬中断：不可屏蔽中断NMINMI及可及可屏蔽中断屏蔽中断INTRINTR，即外部中断是由外部设备从，即外部中断是由外部设备从8086/80888086/8088的两条中断信号线（的两条中断信号线（INTRINTR和和NMINMI）随机）随机性输入提出的中断申请。内部中断是通过软件调性输入提出的中断申请。内部中断是通过软件调用的不可屏蔽中断，软中断有用的不可屏蔽中断，软中断有ROM-BIOSROM-BIOS中断、中断、DO
80、SDOS中断和未定义自由中断。重点掌握中断和未定义自由中断。重点掌握8086/8088 PC8086/8088 PC机的中断机制，通过学习中断向量表、中断类型机的中断机制，通过学习中断向量表、中断类型号与中断向量指针之间的关系，理解记忆中断处号与中断向量指针之间的关系，理解记忆中断处理过程。理过程。 152微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导中断分类中断分类153微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导中断分类中断分类n8086/8088系统可容纳系统可容纳256种（个）不种（个）不同的中断同的中断n外部中断（硬件中断）外部中断（硬件中断）n不可屏蔽中断（不可屏蔽中断（NMI）n可
81、屏蔽中断（可屏蔽中断（INTR）n内部中断（软件中断）内部中断（软件中断）nINT指令指令nCPU出错出错n调试调试154微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导不可屏蔽中断（不可屏蔽中断（NMI）nCPU必须必须响应，不受响应，不受IF的限制的限制n部分紧急事件由部分紧急事件由NMI向向CPU请求中断请求中断n上升沿上升沿触发触发n类型中断号：类型中断号：n=2155微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导可屏蔽中断（可屏蔽中断（INTR）n除了除了NMI之外的硬件中断，绝大部分之外的硬件中断，绝大部分的外部中断均由的外部中断均由INTR向向CPU请求中请求中断断nCPU可根据情况选
82、择响应或不响应，可根据情况选择响应或不响应，受受IF的制约的制约n电平触发电平触发，必须保持，直至，必须保持，直至CPU响应响应之之156微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导内部中断（软件中断内部中断（软件中断)n不可屏蔽不可屏蔽n三种类型三种类型n指令中断指令中断:Intn，如，如INT21HnCPU出错出错n调试中断调试中断n单步中断单步中断n断点中断断点中断157微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导中断处理过程（中断处理过程（可屏蔽可屏蔽）nCPU响应中断的条件响应中断的条件n外设接口外设接口提出（发出）提出（发出）中断请求中断请求n有效有效请求电平信号能请求电平信号能到
83、达到达CPU的的INTR引引脚（时间间隔足够宽、中途未被屏蔽）脚（时间间隔足够宽、中途未被屏蔽）nCPU的中断控制位的中断控制位IF=1（允许（允许INTR中断）中断）nCPU执行到当前指令的最后一个总线周期执行到当前指令的最后一个总线周期的最后一个时钟周期时，才检测中断。的最后一个时钟周期时，才检测中断。(有特例：有特例：两条指令必须连续执行除外两条指令必须连续执行除外)158微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导INTR中断处理过程图示（无嵌套）中断处理过程图示（无嵌套）中断中断断点断点IRET中断服务子程序中断服务子程序主程序主程序自自动动关关中中断断保保护护PSW保保护护断断点点
84、INTA响应中断响应中断获取中断类型获取中断类型获取中断向量获取中断向量保护现场保护现场中断处理中断处理恢复现场恢复现场恢恢复复PSW恢恢复复断断点点159微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导中断处理过程中断处理过程中断向量表中断向量表n中断向量表中断向量表n8086/8088系统具有系统具有256种种中断类型中断类型n将将256个中断服务子程序的入口地址，集个中断服务子程序的入口地址，集中排放中排放在在0000：0000开始的开始的1024字节的存字节的存储空间储空间区域内区域内n每个类型对应每个类型对应4个字节（个字节（段：偏移段：偏移）n2564=1024字节字节n只需获得中断类
85、型（号）即可只需获得中断类型（号）即可160微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导中断向量表中断向量表n向量地址向量地址n类型号类型号nnn4IPnn4+2CS161微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导中断处理过程中断处理过程向量中断向量中断n向量中断向量中断n利用中断类型号、中断向量表决定中断利用中断类型号、中断向量表决定中断服务子程序入口地址的中断方式服务子程序入口地址的中断方式162微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导中断处理过程中断处理过程向量中断向量中断n中断类型中断类型n系统中的每个中断源均具有一个中断类型号系统中的每个中断源均具有一个中断类型号n内部中断内部
86、中断n固定中断类型号固定中断类型号nIntn中断号中断号:nnNMIn中断类型号：中断类型号：n=2nINTRn由中断控制器、中断源向由中断控制器、中断源向CPU提供中断类型号提供中断类型号163微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导中断处理过程中断处理过程主程序主程序n设置中断向量设置中断向量nBIOSn用户自定义中断用户自定义中断n初始化中断控制器初始化中断控制器n开中断（开中断（STI）/关中断（关中断（CLI）164微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导中断处理过程中断处理过程CPU/IOn中断源发出中断请求、并到达中断源发出中断请求、并到达CPU引脚引脚nCPU在当前指令
87、结束时，判中断请求在当前指令结束时，判中断请求nNMI中断类型号为中断类型号为2，必须响应，必须响应nINTRCPU在可以响应时（在可以响应时（IF=1），发出），发出INTA，以获取类型号，以获取类型号n保护保护标志寄存器标志寄存器和和断点断点，转向中断服务子，转向中断服务子程序程序165微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导中断处理过程中断处理过程子程序子程序n保护现场保护现场n开中断（如果允许中断嵌套）开中断（如果允许中断嵌套）n中断处理中断处理n关中断关中断nEOI（清除当前中断的被服务标志）（清除当前中断的被服务标志）n恢复现场恢复现场nIRET（FR恢复、段点恢复）恢复、段点
88、恢复）此时嵌套的此时嵌套的INTR中断可能中断可能被响应被响应166微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导中断处理过程中断处理过程INTAn第一个第一个INTA周期周期n通知外设接口（或中断控制器），准备好中通知外设接口（或中断控制器），准备好中断类型信息断类型信息n第二个第二个INTA周期周期n放出中断类型号数据放出中断类型号数据nCPU从从DB获取中断类型号获取中断类型号167微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导中断优先级和中断嵌套中断优先级和中断嵌套n中断嵌套中断嵌套n多个中断源，有可能同时发出中断请求多个中断源，有可能同时发出中断请求n多重中断响应（服务）多重中断响应（服
89、务）n中断优先级中断优先级n给每个中断源规定优先级别，给每个中断源规定优先级别，CPU先响应高级先响应高级中断的请求中断的请求n一般情况下一般情况下，在允许中断嵌套时，高级中断可，在允许中断嵌套时，高级中断可以打断低级中断，同级或低级中断不能打断高以打断低级中断，同级或低级中断不能打断高级或同级中断级或同级中断168微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导中断优先级和中断嵌套中断优先级和中断嵌套nIBMPC的中断优先级层次的中断优先级层次n内部中断（出错、内部中断（出错、INTn）nNMInINTRn单步中断单步中断169微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导中断优先级和中断优先级和
90、中断嵌套中断嵌套IRQ0IRQ1IRQ7该中断该中断正被服正被服务标志务标志清除清除170微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导3可编程中断控制器可编程中断控制器8259A 8259A 8259A是一种可是一种可编程中断控制器，首先程中断控制器，首先学学习8259A8259A的主要功能、引的主要功能、引线、内部、内部结构和构和工作原理。在系工作原理。在系统上上电时，必，必须根据根据8259A8259A的具体的具体应用用环境境进行初始化行初始化编程。程。应基本基本理解理解8259A8259A的初始化命令字、操作命令字、的初始化命令字、操作命令字、编程程过程以及中断控制器在微机系程以及中断控
91、制器在微机系统中的中的应用。用。 171微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导可编程中断控制器可编程中断控制器8259A（PIC）n8级级(可级联至可级联至64级级)优先级控制优先级控制n单独屏蔽单独屏蔽/允许允许n提供中断类型码提供中断类型码n可编程多种工作模式可编程多种工作模式n具有内部寄存器具有内部寄存器n由初始化命令字、操作命令字进行编程由初始化命令字、操作命令字进行编程n改变工作模式改变工作模式172微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导8259A内部结构内部结构173微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导8259A内部结构内部结构nIRR中断请求寄存器中断请求寄存
92、器n锁存中断请求信号，被响应后复位锁存中断请求信号，被响应后复位n1：有请求：有请求/0：无请求：无请求nIMR中断屏蔽寄存器中断屏蔽寄存器n可编程屏蔽控制可编程屏蔽控制n逐位屏蔽逐位屏蔽n1：屏蔽：屏蔽/0：未屏蔽：未屏蔽174微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导8259A内部结构内部结构nPR优先级判断寄存器优先级判断寄存器n多种中断优先判断机制多种中断优先判断机制nISR中断服务寄存器中断服务寄存器n中断正被服务标识中断正被服务标识n1：正被服务：正被服务/0：未被服务：未被服务n全全0？n全全1？175微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导8259A中断过程中断过程n一条
93、或多条中断请求一条或多条中断请求IR变为高电平，使变为高电平，使IRR相应位相应位置置1nPR分析它们的优先级，向分析它们的优先级，向CPU发出中断请求发出中断请求INTRnCPU响应中断，以响应中断，以INTA作为回答作为回答n8259接受来自接受来自CPU的第一个的第一个INTA，最高优先级的，最高优先级的ISR置位，相应的置位，相应的IRR复位复位n第二个第二个INTA，8259向向DB发出中断类型码发出中断类型码nEOI使使ISR复位，示该中断服务完毕复位，示该中断服务完毕176微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导第六章 可编程接口芯片及其应用 本章本章重点与难点重点与难点内容
94、内容 CPU要同外设交换信息，必须通过接口要同外设交换信息，必须通过接口电路。本章的主要内容是介绍可编程序接口电路。本章的主要内容是介绍可编程序接口芯片的一些基本概念，重点讲述三种通用的芯片的一些基本概念，重点讲述三种通用的可编程接口芯片，即可编程并行接口芯片可编程接口芯片，即可编程并行接口芯片8255A-5、可编程间隔定时器、可编程间隔定时器8253-5和通用和通用同步异步接收发送器同步异步接收发送器8251A的组成、功能和的组成、功能和应用，以及两种模拟接口芯片（数应用，以及两种模拟接口芯片（数/模转换器模转换器DAC0832和模和模/数转换器数转换器ADC0809）的工作）的工作原理及应
95、用。原理及应用。 178微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导本章本章重点与难点重点与难点内容内容通过学习，要求能够掌握并行接通过学习，要求能够掌握并行接口口8255A和定时器和定时器/计数器计数器8253的硬的硬件连接和应用程序编程，深刻理解有关件连接和应用程序编程，深刻理解有关串行通信的一些基本知识以及串行接口串行通信的一些基本知识以及串行接口的基本的基本原理和原理和组成，并对串行接口组成，并对串行接口8251A的特性及应用有一个基本的了的特性及应用有一个基本的了解解。 179微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导1可可编程接口芯片程接口芯片概述概述 本节从接口芯片的外特性着手
96、，本节从接口芯片的外特性着手，讲述了讲述了接口芯片接口芯片硬件连接中的硬件连接中的“片选片选”、“读读/ /写写”、“可编程接口可编程接口”、“联络联络”等概等概念，并简要讨论接口芯片中一些公用念，并简要讨论接口芯片中一些公用引脚的作用及其连接方法。引脚的作用及其连接方法。 180微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导I/0端口和端口和I/0操作操作nI/O端口端口（port）n端口是接口电路中能被端口是接口电路中能被CPU直接访问的寄直接访问的寄存器的地址存器的地址n一个接口可以有几个端口，如命令口、状一个接口可以有几个端口，如命令口、状态口和数据口态口和数据口n对端口的操作也有所不同
97、，有的端口只能对端口的操作也有所不同，有的端口只能写或只能读，有的既可以写也可以读。写或只能读，有的既可以写也可以读。181微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导I/0端口和端口和I/0操作操作n计算机给接口电路中的每个寄存器分配计算机给接口电路中的每个寄存器分配一个端口，访问端口就是访问接口电路一个端口，访问端口就是访问接口电路中的寄存器。中的寄存器。nI/O操作操作nI/O操作是指对操作是指对I/0端口的操作端口的操作nI/O操作不是对操作不是对I/O设备的操作。设备的操作。182微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导I/O端口端口编址方式编址方式nI/O独立编址独立编址nM/
98、IO=Ln64K独立编址的独立编址的I/O地址空间地址空间n专用专用IN/OUT指令指令n存储器映像编址存储器映像编址nM/IO=HnI/O端口与存储器统一编址端口与存储器统一编址n使用存储器操作指令使用存储器操作指令183微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导I/O端口端口编址方式编址方式00000HFFFFFH0000HFFFFH00000HFFFFFHI/OI/O184微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导I/O独立编址优点独立编址优点nI/O端口地址单独编址而不和存储空间端口地址单独编址而不和存储空间合在一起，大型计算机通常采用这种方合在一起，大型计算机通常采用这种方式。式
99、。nI/O端口地址不占用存储器空间端口地址不占用存储器空间n使用专门的使用专门的I/O指令对端口进行操作指令对端口进行操作，指，指令短，执行速度快令短，执行速度快n程序中程序中I/O操作和存储器操作层次清晰，程操作和存储器操作层次清晰，程序的可读性强序的可读性强nI/O端口地址和存储器地址可以重叠，而不会相互端口地址和存储器地址可以重叠，而不会相互混淆混淆185微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导I/O统一编址特点统一编址特点n优点优点n指令类型多，功能齐全，这不仅使访问指令类型多，功能齐全，这不仅使访问I/O端口可实端口可实现输入现输入/输出操作，而且还可对端口内容进行算术逻输出操作
100、，而且还可对端口内容进行算术逻辑运算，移位等辑运算，移位等n能给端口有较大的编址空间，这对大型控制系统和能给端口有较大的编址空间，这对大型控制系统和数据通信系统是很有意义的数据通信系统是很有意义的n缺点缺点n端口占用了存储器的地址空间，使存储器容量减小端口占用了存储器的地址空间，使存储器容量减小n指令长度比专门指令长度比专门IO指令要长，因而执行速度较慢指令要长，因而执行速度较慢186微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导I/O独立编址独立编址的端口访问的端口访问nI/O指令中端口地址的宽度指令中端口地址的宽度nINAL,PORT和和OUTPORT,AL长指令；长指令；单字节地址，最多可
101、访问单字节地址，最多可访问256个端口；个端口；直接在指令中给出直接在指令中给出nINAL,DX和和OUTDX,AL短指令；短指令；双字节地址，最多可访问双字节地址，最多可访问65536个端口；个端口；用寄存器用寄存器DX间接给出间接给出187微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导I/O独立编址独立编址的端口访问的端口访问nI/O端口访问端口访问n对端口的访问就是对端口的访问就是CPU对端口的读对端口的读/写写n例如：例如：nINAL,60H；系统板；系统板8255A的的PA端口地址端口地址nOUT61H,AL；系统板；系统板8255A的的PB端口地址端口地址n例如：例如：MOVDX，3
102、00H；扩展板扩展板8255A的的PA端口端口INAL，DXMOVDX，301H；扩展板扩展板8255A的的PB端口端口OUTDX，AL188微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导I/O端口地址端口地址译码译码n译码电路的输入信号译码电路的输入信号nI/0地址译码电路与地址信号有关地址译码电路与地址信号有关n而且与控制信号有关而且与控制信号有关n译码电路的输出信号译码电路的输出信号n在输出信号线中有且只有在输出信号线中有且只有l根选中线有效根选中线有效n有效选中一个接口芯片时，内部的数据有效选中一个接口芯片时，内部的数据线打开，并与系统总线相连，形成接口线打开，并与系统总线相连，形成接口
103、电路与系统总线的通路。而其它接口芯电路与系统总线的通路。而其它接口芯片呈高阻抗，关闭与系统总线的通路。片呈高阻抗，关闭与系统总线的通路。189微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导I/O端口地址端口地址译码译码n端口选择信号端口选择信号nI/O地址总线地址总线nM/IOn74LS138190微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导I/O端口地址端口地址译码译码n片间寻址：片间寻址：高位地址线高位地址线+控制信号控制信号经译经译码电路产生码电路产生片选信号片选信号n全译码全译码n部分译码部分译码n线选法线选法n片内寻址：寄存器寻址，片内寻址：寄存器寻址，低位地址线低位地址线直直接连到接
104、连到I/O接口芯片，低位地址线的状态接口芯片，低位地址线的状态数决定了接口中寄存器的个数数决定了接口中寄存器的个数191微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导输入握手输入握手并行并行接口接口输输入入握握手手并并口口数据线数据线IBFIBFINTRINTRSTBSTBRDRD数据线数据线CPUCPU输输入入外外设设输入握手并口的结构输入握手并口的结构n nRD：读信号线读信号线n nINTR：中断请求信号中断请求信号线线n nIBF：输入缓冲器满输入缓冲器满（Input Buffer Input Buffer FullFull）握手信号线）握手信号线nSTBSTB：STroBeSTroBe
105、握手信握手信号线号线 192微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导输出握手输出握手并行并行接口接口输输出出握握手手并并口口数据线数据线数据线数据线ACKACKWRWROBFOBFINTRINTR输输出出外外设设CPUCPU输出握手并口的结构输出握手并口的结构n nWR：写信号线写信号线 n nINTR：中断请求信中断请求信号线号线n nOBF：输出缓冲器输出缓冲器满（满（Output Output Buffer FullBuffer Full）握）握手信号线手信号线 n nACK：AcknowledgeAcknowledge握手信号线握手信号线 193微型计算机技术学习辅导微型计算机技术
106、学习辅导输入输入/ /输出输出握手握手并行并行接口接口输输入入输输出出握握手手并并口口数据线数据线数据线数据线STBSTBIBFIBFACKACKOBFOBFRDRDWRWRINTRINTRCPUCPU输输入入输输出出外外设设输入输入/ /输出握手并口的结构输出握手并口的结构n nINTRINTR：中断请求线：中断请求线n nOBFOBF：输输出出缓缓冲冲器器满满握手信号线握手信号线n nACKACK：响响应应输输入入的的握握手信号线手信号线n nIBFIBF：输输入入缓缓冲冲器器满满握手信号线握手信号线n nSTBSTB：选选通通输输入入握握手手信号线信号线n nINTEINTE：中断允许位
107、：中断允许位194微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导2可可编程并行接口芯片程并行接口芯片8255A8255A 8255A 8255A是一种通用的可编程并行是一种通用的可编程并行I/OI/O接口芯片，通过接口芯片，通过8255A8255A，CPUCPU可直接同外可直接同外设相连接，其应用最广、使用灵活。首设相连接，其应用最广、使用灵活。首先应熟悉先应熟悉8255A8255A的外部特性和内部结构，的外部特性和内部结构，了解了解PAPA口、口、PBPB口和口和PCPC口的引脚功能，特口的引脚功能，特别是别是PCPC口比较特殊，即可用作数据口，口比较特殊，即可用作数据口，有时其大部分引脚被分
108、配作专用联络信有时其大部分引脚被分配作专用联络信号（控制或状态信息）。号（控制或状态信息）。195微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导8255A的工作原理的工作原理n8255A是是可编程可编程的，连接外部设备时，通的，连接外部设备时，通常常不需要附加不需要附加外部电路。外部电路。n并行并行I/O接口芯片：接口芯片：三个八位三个八位输入输入/输出端输出端口口n可通过可通过软件设置软件设置芯片的芯片的多种多种工作方式工作方式（可编程）（可编程）n一种一种通用通用芯片芯片196微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导8255A的封装的封装8255APA3PA2PA1PA0RDCSGNDA
109、1A0PC7PC6PC5PC4PC3PC2PC1PC0PB0PB1PB2PA4PA5PA6PA7WRRESETD0D1D2D3D4D5D6D7VccPB7PB6PB5PB4PB3Intel系列的系列的8位并行接口芯片位并行接口芯片通用性强，使用灵活通用性强，使用灵活可用程序设置和改变芯片的工作方式可用程序设置和改变芯片的工作方式是一种是一种典型的可编程并行接口芯片典型的可编程并行接口芯片40个引脚，双列直插式个引脚，双列直插式197微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导8255A的内部结构的内部结构n三个三个8 8位数据端口位数据端口：PAPA、PBPB、PC,PC,可用可用软件软件使使
110、它们分作输入端口或输出端口。它们分作输入端口或输出端口。nPAPA：n一个8位数据输入锁存器n一个8位数据输出锁存器/缓冲器nPBPB：n一个8位数据输入缓冲器n一个8位数据输出锁存器/缓冲器nPCPC：n一个8位数据输入缓冲器n一个8位数据输出锁存器/缓冲器198微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导n读读/ /写控制逻辑写控制逻辑n负责负责管理管理8255A8255A的的数据传送过程数据传送过程 接收接收CSCS、A A1 1、A A0 0和控制信号和控制信号RDRD、WRWR、RESET,RESET,将这些信号进行组合将这些信号进行组合, ,得到对得到对A A组组控制和控制和B B
111、组控制的控制命令组控制的控制命令, ,以完成对数以完成对数据、状态信息及控制信息的传输。据、状态信息及控制信息的传输。n控制数据总线缓冲器的状态控制数据总线缓冲器的状态 数数据据总总线线缓缓冲冲器器有有3 3种种状状态态：输输入入、输输出出、高阻态高阻态8255A的内部结构的内部结构199微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导resetD7D0A9A2A1A0IORIOW片选片选译码译码数据数据缓冲器缓冲器读写读写控制控制片内片内译码译码CSRESETA1A0RDWRPC7PC0PB7PB0PA7PA0控制口控制口D端口端口A端口端口C端口端口B+5VGNDD7D0外外设设8255A总线
112、总线8255A的内部结构的内部结构200微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导nA A口、口、B B口口: : 作为作为独立独立的输入端口或输出端口，的输入端口或输出端口，当端口当端口A在方式在方式1或方式或方式2、端口、端口B在方式在方式1时，时，端口端口C的某些的某些位用于传送联络信号，位用于传送联络信号，以适应以适应CPU与外设间的各种与外设间的各种数据传送方式的要求，数据传送方式的要求，如查询传送的应答信号、中如查询传送的应答信号、中断传送的中断申请信号等。断传送的中断申请信号等。nC C口口: : 常被分成常被分成两个两个4 4位位端口端口, ,以以配合配合A A口和口和B B
113、口的口的工作工作, ,输入输入状态信号状态信号和输出和输出控制信号控制信号。C口未口未被用作联络信号的其它位可工作在方式被用作联络信号的其它位可工作在方式0下。下。8255A的内部结构的内部结构201微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导n控制端口控制端口D D ：A A组和组和B B组控制电路组控制电路nA组：端口组：端口A+端口端口C的高的高4位位nB组：端口组：端口B+端口端口C的低的低4位位n这两组控制电路一方面接收芯片内部总线上的这两组控制电路一方面接收芯片内部总线上的控制字控制字, ,另一方面接收来自读另一方面接收来自读/ /写控制逻辑电路写控制逻辑电路的的读读/ /写命令写
114、命令, ,以决定两组端口的工作方式和读以决定两组端口的工作方式和读/ /写操作。写操作。 控控制制端端口口的的内内容容决决定定A A口口、B B口口、C C口口的的工工作作状状态态( (输输入入或或输输出出) )和和工工作作方方式式（方方式式 0 0、1 1、2 2）, , 起起控控制制作用。作用。 A A组控制电路：控制组控制电路：控制PAPA和和PCPC的高的高4 4位位(PC(PC7 7PCPC4 4) ) B B组控制电路：控制组控制电路：控制PBPB和和PCPC的低的低4 4位位(PC(PC3 3PCPC0 0) )8255A的内部结构的内部结构202微型计算机技术学习辅导微型计算机
115、技术学习辅导8255A的引脚的引脚信号信号8255AA1A0RESETD7D0CSWRRDPA7PA0PB7PB0PC7PC0A口B口C口203微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导8255A的引脚的引脚信号信号n面向外设的引脚信号面向外设的引脚信号n nPAPA0 07 7 n nPBPB0 07 7 n nPCPC0 07 7 204微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导8255A的引脚的引脚信号信号n面向面向CPUCPU的引脚信号的引脚信号nD D7 7D D0 0 8255A8255A的数据线：和的数据线：和系统系统数据总线数据总线相连相连nRESET RESET 复位信号
116、：当其有效时复位信号：当其有效时, ,清除清除所有所有内部寄存器内部寄存器, ,三个数据端口三个数据端口(A(A口、口、B B口、口、C C口口) )被被自动设置自动设置为为输入输入端口端口nCS CS 片选信号：低电平有效。通常译码器片选信号：低电平有效。通常译码器分配给分配给8255A8255A一组端口地址一组端口地址, ,若该组地址有若该组地址有效效,CS,CS为低电平为低电平, ,启动启动8255A8255A与与CPUCPU之间的之间的通通信信205微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导8255A的引脚的引脚信号信号n面向面向CPUCPU的引脚信号的引脚信号nRD RD 芯片读出
117、信号：当芯片读出信号：当RDRD有效时有效时,CPU,CPU可从可从8255A8255A读取读取数据或状态信息数据或状态信息nWR WR 芯片写入信号：当该信号有效时芯片写入信号：当该信号有效时,CPU,CPU可往可往8255A8255A写入写入数据或控制命令数据或控制命令nA A1 1、A A0 0 端口选择信号：端口选择信号：8255A8255A内部有内部有3 3个数个数据端口据端口和和一个控制字端口一个控制字端口, ,共共4 4个端口个端口, A, A1 1、A A0 0对这对这4 4个端口个端口选择规定选择规定如下：如下：A A1 1 A A0 0 = = 0 0 / 0 1 / 1
118、0 / 1 10 0 / 0 1 / 1 0 / 1 1 端口端口 A / B / C / A / B / C / 控制控制206微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导由由CS、A1、A0、RD、WR引脚的不同组合，引脚的不同组合，实现各种不同的功能。实现各种不同的功能。207微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导8255A的结构和功能的结构和功能208微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导8255A的控制字的控制字n8255A8255A通过向控制端口写控制字通过向控制端口写控制字, ,来决定来决定各端口的工作各端口的工作n8255A具有两类控制字具有两类控制字n方式选择控制
119、字方式选择控制字n定义定义各各端口的工作方式，端口的工作方式，可使可使8255A8255A的的3 3个数据个数据端口工作在不同的工作方式端口工作在不同的工作方式nC口复位口复位/置位控制寄存器置位控制寄存器n负责对负责对C口逐位进行复位口逐位进行复位/置位控制，置位控制，可对可对C C端口端口的某一位置的某一位置1 1或置或置0 0n通过通过D7位区分位区分209微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导2可可编程并行接口芯片程并行接口芯片8255A8255A 8255A 8255A的工作方式与端口有关，的工作方式与端口有关，PAPA口有口有3 3种方式种方式(0(0方式、方式、1 1方式、
120、方式、2 2方式方式) )，PBPB口和口和PCPC口只有口只有2 2种方式种方式(0(0方式、方式、1 1方式方式) )。8255A8255A的编程命令包括工作方式选择的编程命令包括工作方式选择控制字和对控制字和对PCPC口按位置口按位置/ /复位控制字，复位控制字，应熟练掌握其编程格式，能够根据具体应熟练掌握其编程格式，能够根据具体的应用要求进行应用程序编写。的应用要求进行应用程序编写。 210微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导8255A的工作方式的工作方式n三种工作方式三种工作方式n方式方式0一般的一般的( (又叫又叫基本的基本的, ,无条件的无条件的) )输入输入/ /输出。
121、在此方式下，输出。在此方式下，A A、B B、C C可分别可分别设置成输入或输出。设置成输入或输出。n方式方式1选通选通输入输入/ /输出输出, ,只有只有A A口、口、B B口口可工作在方式可工作在方式1 1，它们要分别占用，它们要分别占用C C口三条口三条线作为联络线，线作为联络线，C C口的余下线只能工作在口的余下线只能工作在方式方式0 0。211微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导8255A的工作方式的工作方式n三种工作方式三种工作方式n方式方式2双向双向传送方式，只有传送方式，只有A A口可工作口可工作在方式在方式2 2，此时，此时C C口有口有5 5条线用来作条线用来作A
122、A口和外口和外设之间的联络线，设之间的联络线，C C口剩下的口剩下的3 3条线视条线视B B口口而定，若而定，若B B口工作在方式口工作在方式0 0，亦为方式，亦为方式0 0；若若B B口工作在方式口工作在方式1 1，则作，则作B B口联络线。口联络线。n8255A复位状态复位状态n三端口为基本输入方式三端口为基本输入方式212微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导方式选择方式选择控制字控制字特征位D7D6D5D4D3D2D1D0A组方式选择00=方式001=方式11=方式2A口：1=输入0=输出PC7PC4：1=输入0=输出B组方式选择：1=方式10=方式0B口1=输入0=输出0=输出
123、PC3PC0：特征位1有效213微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导 举例：举例：设设A A口、口、B B口、口、C C口均工作在方式口均工作在方式0,0,要要求求A A口、口、B B口作输出口作输出,C,C口作输入。口作输入。 方式选择控制字为方式选择控制字为： 即方式控制字即方式控制字 = 10001001B = 89H = 10001001B = 89HD7D6D5D4D3D2D1 D010001001特征位A 口输出输入B 组方式 0B 口输出输入A组方式0C高C低方式选择方式选择控制字控制字举例举例214微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导 方式选择控制字应送入控制口
124、方式选择控制字应送入控制口, ,可可用如下两条指令完成：用如下两条指令完成：( (设控制口地址为设控制口地址为83H)83H)MOVMOV AL,89HAL,89HOUTOUT 83H,AL83H,AL方式选择方式选择控制字控制字举例举例215微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导C C端口按位置位端口按位置位/ /复位复位控制字控制字D7D6D5D4D3D2D1D0000PC0001PC1010PC2011PC3100PC4101PC5110PC6111PC7无效0复位1置位C端口置位/复位标志0=有效位选择216微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导C C端口按位置位端口按位置
125、位/ /复位复位控制字控制字 C C端口的数据位常作为控制位用。此控端口的数据位常作为控制位用。此控制字只影响其中某一位，其它位状态不变。制字只影响其中某一位，其它位状态不变。 例：例：将将PCPC5 5复位，其控制字为：复位，其控制字为：00001010B00001010B即即0AH0AH若将若将PCPC3 3置位，其控制字为：置位，其控制字为：00000111B00000111B即即07H07H 注意：此控制字尽管是对端口注意：此控制字尽管是对端口C C进行操作，进行操作，但此控制字必须写入控制口。但此控制字必须写入控制口。217微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导C C端口按位置
126、位端口按位置位/ /复位复位控制字控制字例：例：设控制口地址为设控制口地址为22BH22BH，对，对PCPC5 5进行复位进行复位的指令段为：的指令段为： MOV AL,0AH MOV AL,0AH MOV DX,22BH MOV DX,22BH OUT DX,AL OUT DX,AL 218微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导8255A的工作方式的工作方式方式方式0n方式方式0基本输入输出基本输入输出nA、B、CH、CL4个端口可以被分别设置个端口可以被分别设置n或输入、或输出或输入、或输出n简单的输入输出操作，可使用无条件数据简单的输入输出操作，可使用无条件数据读写方式实现与外设的
127、交互读写方式实现与外设的交互n可以将联络信号接入可以将联络信号接入C口，实现查询方式口，实现查询方式219微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导方式方式0的特点的特点n四个端口中的任一端口既可作输入口四个端口中的任一端口既可作输入口, ,也可作输出口也可作输出口, ,各端口之间没有必然的各端口之间没有必然的联系。联系。n各个端口的输入或输出各个端口的输入或输出, ,可以有可以有1616种不种不同的组合。同的组合。n输出是锁存的，输入是不锁存的。输出是锁存的，输入是不锁存的。220微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导8255A的工作方式的工作方式8088221微型计算机技术学习辅导
128、微型计算机技术学习辅导8255A的工作方式的工作方式小结小结222微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导3可编程定时器可编程定时器/计数器计数器8253-5在微机系统和微机应用系统中，经常在微机系统和微机应用系统中，经常要求提供实时时钟以实现定时操作和延时要求提供实时时钟以实现定时操作和延时控制，也需要对外部事件进行计数。内部控制，也需要对外部事件进行计数。内部定时是计算机本身运行的时间基准或时序定时是计算机本身运行的时间基准或时序关系，计算机每个操作都是按照严格的肘关系，计算机每个操作都是按照严格的肘间节拍执行的；外部定时是外部设备实现间节拍执行的；外部定时是外部设备实现某种功能时本身
129、所需要的一种时序关系。某种功能时本身所需要的一种时序关系。223微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导3可编程定时器可编程定时器/计数器计数器8253-5本节要求了解本节要求了解8253-58253-5的结构和功能，的结构和功能，认识定时器认识定时器/ /计数器芯片内部的三个独立的计数器芯片内部的三个独立的计数器，每个计数器都有自己的时钟输入计数器，每个计数器都有自己的时钟输入CLKCLK、计数输出、计数输出OUTOUT和门控制信号和门控制信号GATEGATE。能。能够区别够区别6 6种工作方式，并进行工作方式的选种工作方式，并进行工作方式的选择和初始值计算。择和初始值计算。 224微型
130、计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导8253芯片的主要特点芯片的主要特点 n可编程（工作方式可编程（工作方式/计数值）计数值）n三个独立的三个独立的1616位位计数器通道计数器通道n对初值进行减一计数对初值进行减一计数n每个计数器可按每个计数器可按二进制二进制/BCD计数初值计数初值n计数对象的最高频率为计数对象的最高频率为2MHzn每个计数器有每个计数器有6 6种不同的工作方式，均种不同的工作方式，均可由软件来设定可由软件来设定n所有所有I/OI/O都可与都可与TTLTTL兼容兼容225微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导8253芯片内部结构和工作原理芯片内部结构和工作原理n最高
131、计数速率为最高计数速率为2.6MHz2.6MHzn内部有内部有3 3个计数器，计数器个计数器，计数器0 0、1 1、2 2n每个计数器内部有每个计数器内部有1 1个个8 8位的位的控制寄存器，1 1个个1616位的位的计数初值寄存器CR，1 1个个计数执行部件CE和和1 1个个输出锁存器OLn执行部件是一个执行部件是一个1616位的位的减法计数器计数器226微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导8253定时定时/计数器外部特性计数器外部特性n nD D7 7DD0 0数据线数据线n n-CS-CS片选片选n n-RD-RD读命令读命令 n n-WR-WR写命令写命令 n nA A1 1A
132、 A0 0端口选择端口选择n nCLKCLK时钟时钟n nGATEGATE门控门控n nOUTOUT计数器输出计数器输出227微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导82538253的输入信号组合与读的输入信号组合与读/ /写操写操作方式的对应关系作方式的对应关系228微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导82538253的逻辑结构的逻辑结构 229微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导82538253的逻辑结构的逻辑结构 n数据总线缓冲器数据总线缓冲器n读读/ /写控制逻辑写控制逻辑n控制字寄存器控制字寄存器 n计数器计数器n初始化时，先向计数初值寄存器装入初值初始化时，先向
133、计数初值寄存器装入初值 ，计数器启动后（由，计数器启动后（由GATEGATE控制），在时钟控制），在时钟脉冲脉冲CLKCLK的作用下，进行减的作用下，进行减1 1计数，计数值计数，计数值减到减到0 0时，输出一个时，输出一个OUTOUT信号，计数结束。信号，计数结束。n输出信号的波形主要由工作方式决定，同输出信号的波形主要由工作方式决定，同时还受到时还受到GATEGATE门控信号的控制。门控信号的控制。230微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导计数通道内部逻辑结构计数通道内部逻辑结构231微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导计数通道内部逻辑结构计数通道内部逻辑结构n计数器的结构
134、计数器的结构n16（82）位初值寄存器）位初值寄存器n16（82）位计数器执行部件）位计数器执行部件n减一计数减一计数n16（82）位输出锁存器）位输出锁存器n计数器的控制计数器的控制nGATEnCLKnOUT232微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导8253的计数初值的计数初值n定时定时/计数器初值的计算计数器初值的计算定时时间定时时间=时钟脉冲周期时钟脉冲周期预置的计数初预置的计数初值值定时频率定时频率=时钟脉冲频率时钟脉冲频率预置的计数初预置的计数初值值n8253CLK输入脉冲的最大频率输入脉冲的最大频率n2MHz233微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导8253定时定时
135、/计数器计数器编程编程n控制字寄存器控制字寄存器234微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导8253定时定时/计数器计数器编程编程n初始化操作（三个通道单独初始化）初始化操作（三个通道单独初始化）n写入控制字写入控制字n选择计数通道选择计数通道n设置工作方式设置工作方式n初值的访问方式初值的访问方式n确定初值的数制（二进制确定初值的数制（二进制/BCD）n计数器清零、计数器清零、OUT初始化初始化n写入初值写入初值n根据控制字的规定顺序根据控制字的规定顺序n边界边界235微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导8253定时定时/计数器计数器编程编程n初始化操作初始化操作例例n8253
136、基址：基址：3F0H、通道、通道0、方式、方式3、BCD初初值值1234Hn编程编程n方式字：方式字：001101113F6Hn初值：初值：34H3F0H、12H3F0H236微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导8253芯片的工作方式芯片的工作方式 n可从可从输出波形、启动触发方式、计数过程中、计数过程中门控信号的影响加以区分加以区分n先写入控制字再写计数初值先写入控制字再写计数初值n控制字写入时，所有控制逻辑电路进入复位状态控制字写入时，所有控制逻辑电路进入复位状态n初值写入后，经过一个时钟周期，才开始计数初值写入后，经过一个时钟周期，才开始计数n在时钟上升沿对在时钟上升沿对GATE
137、GATE采样，以检测是何种触发方采样，以检测是何种触发方式式n在时钟的下降沿开始减在时钟的下降沿开始减1 1计数计数237微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导4串行接口通信串行接口通信 串行通信接口是广泛串行通信接口是广泛应用于微型用于微型计算机系算机系统的另一的另一类I/OI/O接口，通常用于接口，通常用于连接一些串行接一些串行传送的外送的外围设备，也广泛用于，也广泛用于计算机的算机的远程通信。程通信。本本节在在阐述串行通信的基本概念和串行通信接口述串行通信的基本概念和串行通信接口原理的基原理的基础上，上，进而介而介绍典型的可典型的可编程串行通信程串行通信接口接口8251A8251A
138、的特性及其的特性及其应用。通用。通过学学习，应掌握掌握并行通信与串行通信两种通信方式的不同，并行通信与串行通信两种通信方式的不同，深刻深刻理解有关理解有关串行通信的一些基本知串行通信的一些基本知识、串行通信、串行通信协议和和标准，以及串行接口的基本准，以及串行接口的基本原理和原理和组成，并成，并基本了解串行接口基本了解串行接口8251A8251A的特性及的特性及应用用。 238微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导串行串行传送的特点传送的特点n在一根传输线上即传送数据又传送在一根传输线上即传送数据又传送联络信号联络信号n有固定的数据传输协议：如有固定的数据传输协议：如需要解需要解决决位的
139、判决位的判决、字的识别字的识别n线上的通信信号一般不是线上的通信信号一般不是TTL电平，电平，因此与因此与CPU通信必需通信必需n传送信息的速率要求双方约定传送信息的速率要求双方约定239微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导并行传送与串行传送并行传送与串行传送n串行接口和并行接口，均作为微机与外设中串行接口和并行接口，均作为微机与外设中介，无非是传输方式不同，其接口结构有共介，无非是传输方式不同，其接口结构有共同之处。同之处。240微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导接口结构的共同之处接口结构的共同之处n面向面向CPUCPU通过总线来完成，面向外设的则通过通过总线来完成，面向外
140、设的则通过相应的数据线和控制线来完成。相应的数据线和控制线来完成。241微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导接口结构的共同之处接口结构的共同之处nCPUCPU与外设信息交互最主要的问题是与外设信息交互最主要的问题是速速度协调度协调问题，采取了以下几种措施问题，采取了以下几种措施n接口中均设置了数据寄存器或锁存器数据寄存器或锁存器数据寄存器或锁存器数据寄存器或锁存器，以缓存数据n接口中设置了命令寄存器或工作方式寄存命令寄存器或工作方式寄存命令寄存器或工作方式寄存命令寄存器或工作方式寄存器器器器 n接口电路中设置了状态寄存器和相应的握状态寄存器和相应的握状态寄存器和相应的握状态寄存器和相应
141、的握手线手线手线手线n接口中设置了中断申请电路中断申请电路中断申请电路中断申请电路242微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导接口结构的共同之处接口结构的共同之处n串口、并口的基本功能串口、并口的基本功能 n数据缓冲功能n信号变换功能n可编程功能 n错误检测功能n寻址功能 243微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导接口结构的不同之处接口结构的不同之处n并行传送并行传送n数据在多条数据在多条1位宽传输线上同时由源传送到目位宽传输线上同时由源传送到目的的n有可编程和不可编程之分，可编程结构居多有可编程和不可编程之分，可编程结构居多n近距离，速度快近距离，速度快n串行传送串行传送n数据
142、在单条数据在单条1位宽的传输线上位宽的传输线上,一位一位地按顺一位一位地按顺序分时传送序分时传送n有固定的有固定的数据格式数据格式n远距离，成本较低，速度较慢远距离，成本较低，速度较慢244微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导串行接口的结构串行接口的结构n通用收发器（通用收发器（URT）n通用同步通用同步/异步收发器（异步收发器（USART）n通用异步收发器（通用异步收发器（UART）n结构结构n接收器（接收器（RxD）n发送器（发送器（TxD）n控制器控制器245微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导数据传送的方向数据传送的方向246微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导
143、数据传送的方向数据传送的方向n单工单工（Simplex）n两端仅有发送器或接收器、一个通道两端仅有发送器或接收器、一个通道n仅能进行一个方向的传送仅能进行一个方向的传送n半双工半双工（HalfDuplex）n两端具有发送器和接收器、但只有一个通道两端具有发送器和接收器、但只有一个通道n同一时刻仅能进行一个方向的传送同一时刻仅能进行一个方向的传送n可交替的进行双向数据传送可交替的进行双向数据传送n全双工全双工（FullDuplex）n两端具有发送器和接收器、且具有两个通道两端具有发送器和接收器、且具有两个通道n同一时刻能进行双向传送同一时刻能进行双向传送247微型计算机技术学习辅导微型计算机技术
144、学习辅导信号的调制与解调信号的调制与解调n数据终端：数据终端：UARTUART、计算机一方；、计算机一方；n数据装置：调制解调或其它数据设备数据装置：调制解调或其它数据设备一方；一方；n调制解调器调制解调器n解决解决长距离长距离的数据传送问题的数据传送问题n借助于电话借助于电话网传输网传输（模拟信号：音频信（模拟信号：音频信号）号）248微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导249微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导调制与解调：调制与解调：MODEMn调制解调作用：数字信号与模拟信号转换调制解调作用：数字信号与模拟信号转换n调制：将调制：将二进制信号二进制信号调制成相应的音频信号
145、调制成相应的音频信号（发送端）（发送端）n解调：解调：对对音频信号音频信号进行解调还原成数字信号进行解调还原成数字信号（接收端）（接收端）n把把发送代码发送代码调制成正弦波调制成正弦波n长距离传输时考虑传输介质的长距离传输时考虑传输介质的频带限制频带限制n零零MODEM方方式式：不不需需要要调调制制解解调调器器传传输输距离小于距离小于15米米250微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导数据传送的方式数据传送的方式n根据在串行通信中，对数据流的根据在串行通信中，对数据流的分界、分界、定时及同步的方法定时及同步的方法不同，对数据传送的不同，对数据传送的方式分类：方式分类：n异步方式异步方式n
146、发送和接收只需短时间内同步的数据传送发送和接收只需短时间内同步的数据传送n传送单元较小（一般为一个传送单元较小（一般为一个Byte）n同步方式同步方式n发送和接收需长时间内同步的数据传送发送和接收需长时间内同步的数据传送n传送单元较大（传送一个包）传送单元较大（传送一个包）251微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导信息的检错与纠错信息的检错与纠错n串行数据在串行数据在远距离远距离传输过程中，因传输过程中，因噪声噪声和和干扰干扰较大较大引起引起误码误码，直接影响通信系统的可靠性，直接影响通信系统的可靠性。n为了保证为了保证高效高效而而无差错无差错地传送数据，对传送的地传送数据，对传送的数
147、据进行数据进行校验校验是必不可少的重要环节。是必不可少的重要环节。n差错控制能力：通信系统的重要指标差错控制能力：通信系统的重要指标n检错：检错：n发现传输中的错误发现传输中的错误n奇偶校验、方阵码、循环冗余码（奇偶校验、方阵码、循环冗余码（CRC）n纠错纠错n发现错误之后，如何消除错误发现错误之后，如何消除错误n反馈重发方式、自动反馈重发方式、自动纠错纠错252微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导奇偶校验奇偶校验n主要对一个字符的传送过程进行校验。主要对一个字符的传送过程进行校验。n由由CPUCPU进行处理。进行处理。发送时：在每一个字符的最高位后都附加发送时：在每一个字符的最高位后
148、都附加一个奇偶校验位；一个奇偶校验位；接收时：检查接收的字符（连同奇偶校验接收时：检查接收的字符（连同奇偶校验位），若位），若“1” “1” 的个数不符合规定，则传的个数不符合规定，则传输错。输错。253微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导波特率与波特率与波特率因子波特率因子n波特率波特率n单位时间内传送二进制数据的位数单位时间内传送二进制数据的位数nbits / sec bits / sec （b/sb/s）, ,波特波特n常用标准波特率：常用标准波特率：110、300、600、1200、2400、4800、9600、19200、n传输距离与距离与传输速率的关系速率的关系: : 反比
149、反比n波特率因子波特率因子n发送接收发送接收1位数据所需时钟脉冲数位数据所需时钟脉冲数n一般一般Factor取取1、16或或64。254微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导串行通信及其数据格式串行通信及其数据格式n异步通信异步通信ASYNC（AsynchronousDataCommunication）n起止式异步通信数据起止式异步通信数据n同步通信同步通信SYNC（synchronousDataCommunication）n面向字符的同步通信数据格式面向字符的同步通信数据格式n面向比特的同步通信数据格式面向比特的同步通信数据格式255微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导起止式异
150、步通信数据格式起止式异步通信数据格式n收发两端各自有相互独立的位定时时钟，收发两端各自有相互独立的位定时时钟，数据的传输速率是双方约定的，收方利用数据的传输速率是双方约定的，收方利用数据本身来进行同步数据本身来进行同步n一帧信息是由起始位、数据位、奇偶校验一帧信息是由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位四部分组成的位和停止位四部分组成的n起始位（起始位（1）n数据位（数据位（58）n奇偶校验位（奇偶校验位（1，Odd/Even/None）n停止位（停止位（1，1.5，2）n仅要求短时间内的同步（帧内）仅要求短时间内的同步（帧内）256微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导257微型计算机技
151、术学习辅导微型计算机技术学习辅导00/10/10/1111起始位起始位1位位数据位数据位5、6、7、8位不等位不等校验位校验位1位位停止位停止位1、1.5、2位不等位不等空闲位空闲位一个帧结构一个帧结构低位低位高位高位起始位：用来通知接收器已经开始字符传送。起始位：用来通知接收器已经开始字符传送。接收器收到这个信号后，开始装配一个字符。接收器收到这个信号后，开始装配一个字符。目目的的是接收器和发送器能够是接收器和发送器能够同步同步工作。工作。终止位：保证下一个字符的起始位在通信线路终止位：保证下一个字符的起始位在通信线路上能够同步工作。上能够同步工作。奇偶校验位：检验数据的正确性。奇偶校验位：
152、检验数据的正确性。258微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导例如：例如：传送一个字符传送一个字符“E”，（，（ASC码为：码为：1000101B=45H）110101000101111起始位起始位数据位数据位校验位校验位停止位停止位空闲位空闲位停止位停止位从上面分析可以看出，异步通信方式是按字符传输从上面分析可以看出，异步通信方式是按字符传输的，从一个字符导下一个字符之间，没有固定的时间的，从一个字符导下一个字符之间，没有固定的时间间隔，故称为间隔，故称为异步传输方式异步传输方式。它的传输，靠起始位的起始信号，使发、收双方在它的传输，靠起始位的起始信号，使发、收双方在一个字符的传输时间
153、内保持同步，以保证正确接收。一个字符的传输时间内保持同步，以保证正确接收。异步通信异步通信举例举例259微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导同步通信同步通信SYNCn异步通信占用时间，异步通信占用时间，效率低效率低。每一个字符要用控制。每一个字符要用控制位位标志标志字符传输的开始到结束字符传输的开始到结束。n去掉这些控制位，把字符顺序地连接起来，组成一去掉这些控制位，把字符顺序地连接起来，组成一个数据块，称为一个个数据块，称为一个记录记录。n在记录的开始加同步字符，在记录的末尾加出错校在记录的开始加同步字符，在记录的末尾加出错校验字符，形成验字符，形成帧帧。n同步方式的接收器接收数据时
154、，先搜索得到同步字同步方式的接收器接收数据时，先搜索得到同步字符后，才开始装配数据。符后，才开始装配数据。同步字符同步字符同步字符同步字符数据数据数据数据数据数据校验码校验码校验码校验码260微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导面向字符的同步通信数据格式面向字符的同步通信数据格式n典型代表是典型代表是IBM公司的公司的二进制同步通信协议二进制同步通信协议BISYNC（Binary Synchronous Communication）：n同步字符同步字符SYN（1或多）或多）n数据块数据块DATA FIELD（100或更多字节）或更多字节）nBCC（块校验字符）（块校验字符）nSTX（起
155、始控制符）、（起始控制符）、ETX（结束控制符）、（结束控制符）、PAD（帧结束（帧结束FFH）n高速、需要整个传送过程的收发频率同步，要高速、需要整个传送过程的收发频率同步，要求较高求较高261微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导面向字符面向字符同步传送的帧结构同步传送的帧结构262微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导面向比特的同步通信数据格式面向比特的同步通信数据格式n典型代表是典型代表是IBM公司用于计算机网络中的公司用于计算机网络中的同步数据链路控制规程同步数据链路控制规程SDLC （ Synchronous Data Link Control）n开始标志开始标志SYN
156、C（Flag byte 01111110）nAddress field（8bits）nControl field（8bits） nData field（k bits）nFrame check（16 bits） nEnd flag（01111110） n高级数据链路控制规程高级数据链路控制规程HDLC （ High level Data Link Control）263微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导5模拟接口模拟接口 模模拟接口是微机控制系接口是微机控制系统中不可缺中不可缺少的部分。本少的部分。本节在在简述模述模拟接口在微机接口在微机应用系用系统中的作用以及中的作用以及D/AD/A
157、、A/DA/D转换的的一些基本概念之后，着重介一些基本概念之后，着重介绍DAC0832DAC0832和和ADC0809ADC0809同同CPUCPU的的连接与接与应用，要求能根用，要求能根据具体据具体应用用进行硬件行硬件连接和接和软件控制程件控制程序的序的编制。制。 264微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导D/A转换器转换器DAC0832265微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导D/A转换器转换器DAC0832n三种工作方式n直通方式nILE接高电平nCS/WR1/WR2/XFER均接低电平n使得两层锁存器直通n单缓冲方式n直通任一锁存器n双缓冲方式n两路控制266微型计算机
158、技术学习辅导微型计算机技术学习辅导D/A转换器转换器DAC0832267微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导D/A转换器转换器DAC0832MOVDX,320HMOVAL,DATAOUTDX,AL;存数据(一级锁存)INCDXOUTDX,AL;启动数/模(两级锁存,启动)268微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导D/A转换器转换器DAC0832269微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导A/D转换器转换器ADC0809n逐次逼近法n八通道八位ADCn主要引脚nALEnSTARTnEOCnOEnCLK典型640KHz,100snREF(+)/REF(-)270微型计算机技术
159、学习辅导微型计算机技术学习辅导A/D转换器转换器ADC0809271微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导A/D转换器转换器ADC0809272微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导A/D转换器转换器ADC0809n用定时器提供中断请求，启动采样/转换273微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导A/D转换器转换器ADC0809n用8255控制ADC0809274微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导第七章 总线技术 本章本章重点与难点重点与难点内容内容 本章首先介绍有关总线定义、功能本章首先介绍有关总线定义、功能和标准，较详细介绍微机系统中的几种和标准，较详细介绍微机系
160、统中的几种常用总线：常用总线：PC总线、总线、ISA总线、总线、EISA总线和总线和PCI总线，最后简要介绍了串行总线，最后简要介绍了串行通信总线通信总线RS-232C。要求对常用的总线。要求对常用的总线及其标准有一个初步认识。及其标准有一个初步认识。 276微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导目录目录1总线和和总线标准准 2PCPC总线3ISAISA总线4EISAEISA总线 5PCIPCI总线总线6RS-232C RS-232C 串行通信串行通信总线 277微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导总线总线n总线总线在微型计算机系统中，用于各部件间在微型计算机系统中，用于各部件间
161、传送信息的公共通路传送信息的公共通路n分类分类n片级总线片级总线n地址、数据、控制地址、数据、控制n系统总线系统总线n板卡间的总线板卡间的总线n外部总线外部总线n机器间的总线机器间的总线278微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导总线总线PC总线总线n62Pin、8数据、数据、20地址地址279微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导总线总线ISA总线总线n62+36Pin、16数据、数据、24地址地址n兼容兼容PC总线总线280微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导总线总线EISA总线总线n198Pin、32数据、数据、32地址地址n兼容兼容PC、ISA总线总线n两层结构插件
162、两层结构插件281微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导总线总线EISA总线总线282微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导总线总线PCI总线总线nPCI外围部件互联总线，局部总线外围部件互联总线，局部总线nPnP特性特性283微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导总线总线AGP总线总线nAGP加速图形端口加速图形端口284微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导总线总线USB总线总线nUSB通用串行总线通用串行总线n全速全速12Mb/s(=5米米)，慢速，慢速1.5Mb/s(=3米米)285微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导总线总线USB总线总线286微型计算
163、机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导第八章 微机系统实用接口技术 本章本章重点与难点重点与难点内容内容 本章讲述微机系统中一些实用的接本章讲述微机系统中一些实用的接口技术，如主板和芯片组技术、磁盘接口技术，如主板和芯片组技术、磁盘接口标准、口标准、USB和和IEEE1394、AGP和显和显示卡、多媒体计算机以及即插即用技术示卡、多媒体计算机以及即插即用技术等。通过学习，要求初步认识这些实用等。通过学习，要求初步认识这些实用接口技术。接口技术。 288微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导目录目录 1 1 主板主板2 2 芯片组芯片组3 3 光盘存储器光盘存储器4 4 硬盘接口硬盘接口 5 USB5 USB与与IEEE1394IEEE13946 AGP6 AGP7 7 显示卡显示卡8 8 多媒体计算机多媒体计算机9 9 即插即用即插即用289微型计算机技术学习辅导微型计算机技术学习辅导
