微型计算机原理与接口技术第1章讲解.ppt

1-1 微型计算机的发展概况 1971年，美国Intel公司研究并制造了4004微处理器芯片。该芯片能同时处理4位二进制数，集成了2300个晶体管，每秒可进行6万次运算，成本约为200美元。它是世界上第一个微处理器芯片，以它为核心组成的MCS-4计算机，标志了世界第一台微型计算机的诞生。 微机概念：以大规模、超大规模集成电路构成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。 划分阶段的标志：以字长和微处理器型号。 4、计算机辅助系统 计算机辅助系统主要有计算机辅助教（CAI）、计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）、计算机集成制造（CIMS）等系统。 5、人工智能 人工智能主要就是研究解释和模拟人类智能、智能行为及其规律的一门学科，包括智能机器人，模拟人的思维过程，计算机学习等等。其主要任务是建立智能信息处理理论，进而设计可以展现某些近似于人类智能行为的计算系统。 1-3 微型计算机系统 一、微型计算机 二、微型计算机系统 三、I/O设备和I/O接口 四、总线 五、单片机、单板机、 PC机 二、微型计算机系统 寄存器陈列 包括一组通用寄存器组和专用寄存器。通用寄存器用于暂存参加运算的一个操作数，例如数据寄存器可以用来存放8位或16位的二进制操作数。这些操作数可以是参加操作的数据，操作的中间结果，也可以是操作数的地址，大部分算术和逻辑运算指令都可以使用这些数据寄存器。专用寄存器通常有指令指针IP或程序计数器PC和堆栈指针SP等 I/O接口的功能及其组成 总线按其传输的信号分为 ： 1．数据总线DB（Data Bus）数据总线用于CPU与其他部件之间传送信息，具有三态控制功能，且是双向的。 2．地址总线AB（Address Bus）地址总线用于传送CPU要访问的存储单元或I/O接口的地址信号。该总线为单向总线。 16条地址线可访问 216 = 64 KB。 20条地址线可访问 220 = 1 MB。 1K = 1024B 1M = 1024 KB 1G = 1024 MB 3．控制总线CB（Control Bus）控制总线是连接CPU的控制部件和内存、I/O设备等，用来控制内存和I/O设备的全部工作。 ISA总线 PC机问世以来，最先推出的系统总线是 PC XT总线，该总线是早期 PC XT机的系统总线，共有62根信号线，其中数据线有8位（简称8位总线），地址线有20位，还有若干控制信号线。80286问世之后，这种总线在内存寻址和数据位宽上不能适应286系统的要求，因此，一种新的16位系统总线PC AT总线（即ISA总线）应运而生，它是一种性能更好些的16位总线，直到现在还在使用。 (工控板） ISA总线概述 ISA总线是在 PC XT总线的基础上扩充而成，是在原62线的基础上再增加36根信号线，以适应 80286系统的要求。其扩充插槽的引脚也从原来的 62个增加到98个。扩充插槽分两部分。 前62脚（分A列：Al～A31，和B列：B1～B31），与PC XT总线插槽完全相同；36脚（分C列：C1～C18，和D列：D1～D18），为新增加的引脚，在两部分中间有一个横隔分开，适用于ISA总线插卡的插头也为 98芯，其中 62芯部分与36芯部分之间有一凹槽隔开。 ISA总线的功能 数据线16位； 地址线 24位，支持 16 MB存储器的寻址能力； 硬中断 11级（IRQ3～IRQ7，IRQ9，IRQ10～IRQ12，IRQ14～IRQ15），DMA通道扩充到7个（DERQ1～DERQ2，DERQO，DERO5～DERO7） PC/AT ISA总线的微机系统结构 ISA总线的发展 工业标准体系结构（Industry Standard Architecture。ISA）总线 PCI局部总线 局部总线 PCI总线概况 PCI总线的特点 局部总线 在个人计算机中，局部总线原来是指微处理器周围的接口，它开始于微处理器引脚，并接到微处理器附近的某些专用芯片，从而形成一个局部范围的总线，它是一种与微处理器接口的公用接口线。 PCI总线 PCI是一种性能优异的局部总线，其数据位宽为32位，可以扩展到64位以适配奔腾处理器，当其运行时钟为33 MHz时，数据传输速率可达132 MB/S，而位宽为64位时，最大数据传输速率可达264MB/S。 PCI总线概况 PCI总线是通过PCI桥（PCI控制器）与CPU局部总线相连。 PCI总线在系统板上的连接 PCI总线的微机系统结构 PCI总线的特点 1、由于有PCI桥将PCI总线与CPU隔离