第讲微机系统与接口技术概述.ppt

第1讲 微机系统与接口技术概述 学习要点 一、 微型计算机概述 1. 微型计算机的发展 微型计算机： 把以大规模、超大规模为主要部件的微处理器作为核心，配以存储器、输入/输出接口电路及系统总线所制造出的计算机系统。 1. 微处理器的发展 2. 微型计算机的应用 数值计算、数据处理及信息管理 这一应用方向包括了工程计算、图形图像处理、计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助教育（CAI）、文字图表处理、数据库管理及家庭娱乐等。 过程控制及智能化仪表 应用于这一方向的主要是一些专用微机，如工业PC机、STD总线工控机及8/16位微处理芯片或单片微控制芯片构成的各种目标系统。 二、微型计算机的指标和分类 运算速度 字长 存储容量 存取速度 系统总线 运算速度 每秒钟计算机执行的指令条数。单位“百万指令/秒”。 微型机一般用主频描述运算速度。 例如： Pentium Ⅲ/800的主频：800 MHz Pentium Ⅳ 2.4GHZ的主频：2.4 GHz。 字长 微处理器内部一次可以并行处理二进制代码的位数。 字长越长，所表示的数据精度和运算速度越快。 字长与CPU内部寄存器以及CPU内部数据总线宽度是一致的。 大多数CPU内部的数据总线与微处理器的外部数据引脚宽度相同。 “准××位”芯片：微处理器内部数据总线为××位，而外部数据引脚不足××位，对这类芯片仍然以它们的内部数据总线宽度为字长，称作“准××位”芯片。如Intel 8088微处理器内部数据总线为16位，而芯片外部数据引脚只有8位，则8088被称为“准16位”微处理器芯片，同理，80386SX被称作“准32位”微处理器芯片。 存储容量 微机内部存储器存储二进制信息的多少，最小单位为字节。 内存越大，运行速度越快；外存越大，可存储的信息越多。 1Byte=8bit 1KB=210Byte=1024Byte 1MB=210KB 1GB=210MB 1TB=210GB 另外， 16位二进制代码称为一个字(Word)，32位二进制代码称为一个双字(DWord)。 存取速度 存储器完成一次读/写操作所需的时间，一般几十～几百ms。 存取周期：存储器连续进行读/写操作所允许的最短时间间隔。 存取周期越短，存取速度越快。 系统总线 连接微机系统各功能部件的公共数据通道。 主要性能指标：数据传送位数、总线工作时钟频率。 常用总线标准：ISA、EISA、VESA、PCI 2. 微型计算机的分类 三、微机系统的基本组成 1. 微处理器 是微型机控制和处理的核心。全部电路集成在一块大规模集成电路中。包括算术逻辑部件（ALU）、寄存器、控制部件，这3个基本部分由内部总线连接在一起。 微处理器把一些信号通过寄存器或缓冲器送到集成电路的引线上，以便与外部的微型机总线相连接。? 1. 微处理器 图1 微处理器内部结构图 2. 微型计算机 以微处理器为核心，配以内存储器以及输入输出（I/O）接口和相应的辅助电路而构成的裸机。采用总线结构来实现相互之间的信息传递。 2. 微型计算机 图2 微型计算机内部结构图 地址总线AB（Address Bus） 传送地址信息。即CPU在地址总线上输出将要访问的内存单元或I/O端口的地址，该总线为单向总线。 地址总线的位数决定了CPU可以直接寻址的内存单元的范围。 数据总线DB（Data Bus） 传送数据信息的总线。在CPU进行读操作时，内存或外设的数据通过数据总线送往CPU；在CPU进行写操作时，CPU数据通过数据总线送往内存或外设，所以该总线为双向总线。 控制总线CB（control bus） 传送控制信息的总线。分为两类： 输出控制线：一类是通过对指令的译码，由CPU内部产生，这些信号由CPU送到存储器、输入／输出接口电路和其他部件。如： 、 输入控制线：微型计算机系统的其他部件产生并送到CPU的信号，如中断请求信号INTR、准备就绪信号READY等。 注意：在一个系统中，除了CPU有控制总线的能力外，DMA控制器等设备也有控制总线的能力，他们被称为总线主控设备或总线请求设备；而连在总线上的存储器和I/O设备，则是被访问和被控制的对象，他们被称为总线控制设备。 总线的功能特点 在某一时刻，只能由一个总线主控设备来控制系统总线，其他总线主控设备必须放弃对总线的控制。 在连接系统的各个设备中，在某一时刻只能有一个发送者向总线发送信号，但可以有多个设备从总线上同时获得信号。 微型计算机系统（Microcomputer System） 图3 微处理器、微机、微机系统三者的关系 微机概述部分小结 微型计算机是以微处理器作为核心，配以存储器、输入/输出接口电路及系统总线所制造出的计算机系统。 本书主要讲解以8086/808