(微机原理与接口技术)第10章8086系统主板原理图与接口设计.ppt

　　前面我们以冯·诺依曼的计算机设计思想为主线，分别介绍了基于IBM PC/XT计算机主板的各个芯片，包括：　　(1) ?CPU：8088。　　(2) 中断控制器：8259。　　(3) DMA控制器：8237A。　　(4) 定时/计数器：8253/8254。　　(5) 并行接口芯片：8255A。　　(6) 串行接口芯片：8250/8251。 　　下面我们将根据前面所学的知识，基于8088的最小系统进行计算机主板的设计。整个主板设计包括：　　(1) 时钟系统设计。　　(2) 复位电路设计。　　(3) 总线设计。　　(4) 接口芯片译码设计。　　(5) 中断系统设计。　　(6) ?DMA系统设计。　　(7) 定时计数设计。　　(8) 并行接口设计。　　8086系统主板原理图如图10.1所示。 　　Intel SDK-86全称Intel SDK-86系统设计成套部件(Intel SDK-86 System Design Kit)，它是一种基于8086微处理器的、易于构成的微型计算机样机设备。　　Intel SDK-86机包括基本的集成电路构成的最小系统、十六进制键盘与8位七段数码管构成的人机交互接口和功能扩展接口。　　Intel SDK-86机配有2 KB的RAM和2 KB的内存扩展插座，配有6个8位并行接口作为输入/输出口，其整体结构见书末附图1。 　　与8086系列PC机相比，Intel SDK-86仅提供基本的总线系统、存储系统和I/O系统，不包括DMA系统、可屏蔽中断扩展系统等，这一部分功能可以通过预留接口实现。作为8086的样机设备，Intel SDK-86结构更加简单。　　Intel SDK-86机的框图概括地反映了计算机的功能和总体结构。　　在进行设计之前，对主板功能和结构有一个概括性的了解，将更加有利于对具体理解的掌握。 　　Intel SDK-86机主板电路可以大致划分为11个具体的功能模块，其中包括：　　(1) ?CPU子系统(Part 1)。　　(2) 地址总线驱动模块(Part 4)。　　(3) 数据总线驱动模块(Part 8)。　　(4) 只读存储器(ROM)模块(Part 5)。　　(5) 随机存取存储器(RAM)模块(Part 3)。　　(6) 端口译码电路(Part 6)。　　(7) 并口驱动电路(Part 2)。 　　(8) 串口驱动电路(Part 9)。　　(9) 板外信号产生电路(Part 7)。　　(10) 键盘和LED驱动电路(Part 10)。　　(11)数码管显示模块(Part 11)。　　本节我们将按照这11个模块进行讲解，各模块在板上的位置如书末附图1所示。　　设计中所要用到的主要芯片大部分是前面章节已经讲解过的，部分芯片(如3625等)虽然没有进行讲解，但其原理与前所述基本相同，且仅做理解要求，因此这里不再做具体介绍，如有需要可以参考相关的文献资料。Intel SDK-86机中包含的主要芯片及其基本功能和用途如表10.1所示。 　　系统的时钟信号由8284产生，8284外接一个频率为14.7456 MHz的晶振，该信号经3分频后产生4.915 MHz的时钟信号，作用于8086；另一时钟信号PCLK经6分频得到，作为系统中通用时钟信号。另外，8284还兼有时钟同步功能，将外接RST、RDY信号与CPU时钟同步后转送入CPU的RESET、READY端。　　我们在第2章的CPU时序部分介绍过总线周期的概念，数据传送过程中为保证传送的有效性，可能在正常传送周期结束后插入若干个WAIT周期。 10.2.3 数据总线驱动模块　　Intel SDK-86数据总线可分为板内数据总线和扩展数据总线。板内数据总线由CPU的地址/数据引脚直接引出，与数据终端的数据总线引脚相连接，不经数据收发器。本节所要设计的数据收发模块是将板内数据总线重新驱动，产生扩展数据总线BD0～BD15以及部分控制和状态信号，这些信号线用作扩展设备的数据收、发，电路如图10.4所示。 10.2.6 端口译码电路　　端口译码器的作用是产生I/O接口芯片的片选信号。由于系统中采用I/O端口和存储器独立编址，而端口寻址和存储器寻址需公用地址总线，因此二者要做区分。在Intel SDK-86系统中，采用一片3625进行端口译码，产生并口、串口和键盘/显示驱动器的片选信号，具体电路如图10.7所示。 　　在进行电路分析之前，我们不妨先看一下段地址的分配方案，如表10.4所示。Intel SDK-86系统中，需要端口操作的I/O部件有三类：串口驱动器、并口驱动器和键盘/显示驱动器。 10.2.7 并口驱动电路　　Intel SDK-86并口提供两个端口PORT1和