微機系統(tǒng)與接口技術(shù)概述課件

第1章

微機系統(tǒng)與接口技術(shù)概述1.1微型計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.2微機接口技術(shù)概述

1.3微機系統(tǒng)的I/O通道與總線概述

本章學習目標

微機計算機系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)微機系統(tǒng)中接口電路的組成與作用微機系統(tǒng)I/O通道與總線的類型和功能了解現(xiàn)代微型計算機系統(tǒng)的基本組成返回本章首頁1.1微型計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1.1微型計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1.2中央處理器

1.1.3存儲器

1.1.4I/O設備及其接口電路

1.1.5總線

返回本章首頁1.1.1微型計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

通用的微型計算機硬件系統(tǒng)是由中央處理器（CPU或MPU）、存儲器、I/O（輸入/輸出）設備及其接口電路組成（如圖1.1所示）。

圖1.1微機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖返回本節(jié)1.1.2中央處理器

中央處理器（機）簡稱CPU，是用來實現(xiàn)運算和控制功能的部件。由運算器、控制器和寄存器三部分組成。CPU通過數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線與其他部件之間進行聯(lián)系。在PC系列微機中所使用的CPU主要有Intel系列、AMD系列、CY系列。

返回本節(jié)1.1.3存儲器

存儲器是指微型計算機的內(nèi)存儲器。有隨機存儲器（RAM）和只讀存儲器（ROM）。

ROM中的信息一般只能讀不能寫，其容量一般為幾KB到幾MB。如BIOS。而RAM則既可以讀出信息，又可以寫入信息。通常作為微機系統(tǒng)的主存儲器，其容量從早期的幾十KB到現(xiàn)在的高達幾GB。

返回本節(jié)1.1.4I/O設備及其接口電路I/O設備的種類很多，有電子式、電磁式、機械式等，I/O接口電路的種類最基本的接口電路有8255可編程并行接口電路、8253可編程定時/計數(shù)器、8251可編程串行接口電路、8237直接存儲器存取電路（DMA）、82380多功能接口電路以及現(xiàn)代微型計算機系統(tǒng)中的系統(tǒng)控制邏輯芯片等。

返回本節(jié)1.1.5總線總線按其傳輸?shù)男盘柗譃椋?．數(shù)據(jù)總線DB（DataBus）數(shù)據(jù)總線用于CPU與其他部件之間傳送信息，具有三態(tài)控制功能，且是雙向的。

2．地址總線AB（AddressBus）地址總線用于傳送CPU要訪問的存儲單元或I/O接口的地址信號。

3．控制總線CB（ControlBus）控制總線是連接CPU的控制部件和內(nèi)存、I/O設備等，用來控制內(nèi)存和I/O設備的全部工作。

總線又分為：（1）內(nèi)部總線：由CPU送出的地址、數(shù)據(jù)、控制信號稱為內(nèi)部總線。（2）系統(tǒng)總線：由于負載和控制的需要，內(nèi)部總線信號通過總線驅(qū)動器、地址鎖存器或數(shù)據(jù)緩沖器以及總線控制器后，所形成的新的信號線稱為系統(tǒng)總線。

（3）外部總線：是微機系統(tǒng)相互之間或微機系統(tǒng)與其他電子系統(tǒng)之間實現(xiàn)通訊連接的總線。返回本節(jié)1.2微機接口技術(shù)概述

1.2.1I/O接口概述

1.2.2微機系統(tǒng)的I/O接口配置及I/O端口布局

返回本章首頁1.2.1I/O接口概述

介于主機和外設之間的一種緩沖電路稱為I/O接口電路（1.2、1.3所示）。

1．I/O接口的功能及其組成（1）速度的不匹配。（2）信息格式的不匹配。（3）信息類型與信號電平的不匹配。（4）時序的不匹配。圖1.2微處理機通過接口與外設交換信息2．I/O接口的端口及其尋址方式

一個I/O端口總要包括若干個端口，如數(shù)據(jù)端口、命令端口、狀態(tài)端口、方式端口、操作結(jié)果端口、地址索引端口等。

I/O端口也必須進行編址以便能被主機訪問。在微機系統(tǒng)中，對I/O接口的端口編址有兩種方法：端口統(tǒng)一編址和端口獨立編址。3．I/O端口地址的譯碼如圖1.4所示為IBM-PC系統(tǒng)板I/O地址譯碼電路。（1）固定式端口地址譯碼：所謂固定式端口地址譯碼是指接口中用到的端口地址不能更改。（2）可選式地址譯碼：可選式地址譯碼常用的是開關(guān)式可選端口地址譯碼。如圖1.5所示為使用跳線開關(guān)選擇I/O端口譯碼地址。圖1.4IBM-PC系統(tǒng)板I/O地址譯碼電路圖1.5使用跳線開關(guān)選擇I/O口譯碼地址4．數(shù)據(jù)傳輸?shù)目刂品绞剑?）程序查詢方式：由CPU主動通過I/O指令詢問指定設備的當前狀態(tài)。程序查詢方式流程圖如圖1.6所示。（2）中斷處理方式：由I/O設備主動提出服務請求（即中斷申請）。（3）DMA控制方式：DMA即直接存儲器存取。可以滿足高速I/O設備與RAM進行數(shù)據(jù)傳送的需要（如圖1.7所示）。圖1.6程序查詢方式流程圖圖1.7典型的DMA傳送流程圖返回本節(jié)1.2.2微機系統(tǒng)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中斷控制器8259A②定時器8254-2③DMA控制器8237A-5④鍵盤控制器8042⑤實時鐘/CMOSRAM芯片●（2）接口控制卡的配置一般常見的I/O接口卡有VGA顯示卡、網(wǎng)絡連接控制卡、聲卡等。2．I/O端口的布局（1）I/O端口的尋址特點①端口地址空間為1KB；②使用專門的控制信號訪問；③使用I/O指令對端口編程。（2）I/O端口的地址分配

I/O端口地址分配見表1.1。I/O存儲區(qū)分配表見附錄B。表1.1I/O端口地址分配返回本節(jié)1.3微機系統(tǒng)的I/O通道與總線概述1.3.1I/O通道的作用

1.3.2常見的幾種I/O通道

返回本章首頁1.3.1I/O通道的作用（1）支持雙向數(shù)據(jù)傳輸。

（2）支持MB級物理地址空間。（3）支持接口讀寫控制。

（4）支持多級向量中斷。（5）支持DMA傳輸通道。（6）支持多處理器共享總線。

返回本節(jié)1.3.2常見的幾種I/O通道1．ISA總線（IndustrialStandardArchitecture）2．EISA總線（ExtendedIndustrialStandardArchitecture）3．局部總線表1.2為常見微機系統(tǒng)總線主要參數(shù)。（1）VL總線標準（2）PCI總線（3）AGP總線表1.2常見微機系統(tǒng)總線主要參數(shù)表返回本節(jié)1.4現(xiàn)代微型計算機系統(tǒng)組成示例1.4.1現(xiàn)代微型計算機系統(tǒng)的基本組成1.4.2微機系統(tǒng)主板簡介

返回本章首頁1.4.1現(xiàn)代微型計算機系統(tǒng)的基本組成

如圖1.8所示為Intel奔騰CPU、符合ATX標準的現(xiàn)代微型計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意框圖。

CPU的性能不斷提高，系統(tǒng)接口控制邏輯性能優(yōu)越、集成度高、易于升級的幾個控制邏輯芯片組，使得對微型計算機系統(tǒng)的設計與維護更加簡單、性能更加穩(wěn)定可靠。在I/O接口上也日趨標準化。圖1.8典型奔騰系統(tǒng)微型計算機系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)示意圖返回本節(jié)1.4.2微機系統(tǒng)主板簡介

1．微處理器CPU

處理器不僅是主板的核心組件，也是整個微機系統(tǒng)的核心，通過一個符合一定標準的接口插槽與主板相連，然后再將CPU插在該插槽上。這樣做的主要目的是便于系統(tǒng)的CPU升級，以提高整個微機系統(tǒng)的性能價格比。圖1.9PⅢ微型計算機典型系統(tǒng)主板結(jié)構(gòu)圖2．高速緩存Cache

第一級高速緩存Cache（L1）位于微處理器CPU內(nèi)部，其中又分為指令Cache和數(shù)據(jù)Cache兩種，其大小一般各為16KB和32KB。第二級高速緩存Cache（L2）一般位于微處理器CPU外部，即系統(tǒng)主板上，其大小一般為256KB或512KB，有的甚至高達1MB。但隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，第二級高速緩存Cache（L2）也被集成到微處理器CPU內(nèi)部。3．系統(tǒng)存儲器

主存儲器由動態(tài)存儲器DRAM組成，這種存儲器的特點是容量較小、存取速度相對較慢，需要進行動態(tài)刷新。這種內(nèi)存常見的有DRAM、ECCDRAM、EDODRAM?，F(xiàn)在還出現(xiàn)了更快的內(nèi)存，如DDRRAM和RAMBUS等形式的內(nèi)存，其速度更快、性能更高。4．控制邏輯芯片組（SICL）

現(xiàn)代微型計算機系統(tǒng)中芯片大多的是由兩塊被稱為北橋芯片和南橋芯片的芯片組組成。如圖1.9所示的微機系統(tǒng)主板中北橋芯片為82810、南橋芯片為82801A。5．系統(tǒng)輸入/輸出接口控制器

系統(tǒng)輸入/輸出（I/O）接口控制器主要作用是為微型計算機系統(tǒng)中一些慢速的輸入/輸出設備與ISA總線之間提供接口，以便信息能夠在ISA總線上傳輸，這些I/O設備包括常用的鍵盤、鼠標、串行接口設備、并行接口設備以及軟盤驅(qū)動器等。微機系統(tǒng)的接口插座如圖1.10所示。圖1.10微機系統(tǒng)的接口插座6．圖形（或視頻）接口控制器

圖形控制器的主要作用是輔助CPU進行高速圖形、視頻信息的處理和顯示。目前的微機操作系統(tǒng)都是面向圖形的，如WINDOWS等，這些接口電路的形式一般采用PCI或AGP總線接口方式。有的系統(tǒng)將這種接口集成在主板中，由主板控制邏輯芯片完成圖形接口任務。7．音頻系統(tǒng)控制器如圖1.8所示的音頻部分就設計在主板上，一般符合AC’97規(guī)范。具有以下的音頻處理功能：（1）集成了3D增強性的立體聲控制器，其中包括了所有要求的模擬器件。（2）具有立體聲的模擬—數(shù)字、數(shù)字—模擬轉(zhuǎn)換器。（3）具有模擬復合、抗混疊和恢復濾波器。（4）支持32位的地址編碼。（5）具備線路、MIC、單聲道和MODEM的輸入功能。（6）具備自適應差分脈沖編碼及音頻壓縮/解壓功能。（7）具備混響和音量控制的全數(shù)字化。（8）具有軟件控制MIC和線路輸入功能。（9）具有PnP（即插即用）功能。返回本節(jié)THANKYOUVERYMUCH！本章到此結(jié)束，謝謝您的光臨！返回本章首頁結(jié)束放映后面內(nèi)容直接刪除就行資料可以編輯修改使用資料可以編輯修改使用資料僅供參考，實際情況實際分析主要經(jīng)營：課件設計，文檔制作，網(wǎng)絡軟件設計、圖文設計制作、發(fā)布廣告等秉著以優(yōu)質(zhì)的服務對待每一位客戶，做到讓客戶滿意！致力于數(shù)據(jù)挖掘，合同簡歷、論文寫作、PPT設計、計劃書、策劃案、學習課件、各類模板等方方面面，打造全網(wǎng)一站式需求感謝您的觀看和下載Theusercandemonstrateonaprojectororcomputer,orprintthepresentationandmakeitintoafilmtobeusedinawiderfield后面內(nèi)容直接刪除就行資料可以編輯修改使用資料可以編輯修改使用資料僅供參考，實際情況實際分