第一讲-微机系统概述课件

第第1 1讲讲 微型计算机接口技术微型计算机接口技术 微机计算机接口技术微机计算机接口技术课程建设手机：邮箱:ftp：/ (账号：jsjx_mwh 密码:welcome)第第1 1讲讲 微型计算机接口技术微型计算机接口技术实验一汇编语言编程实验题目1 内存自source开始有20个数字、大写字母、小写字母的混合串（比如：1234567890abceFGHIJ）编程将其中的数字符号挑选出来存储到dst开始的内存中，并将结果显示到CRT上。2、键盘输入两个一位十进制数，编程计算他们的和，并将结果分别以十进制和十六进制的形式显示到CRT上。3、键盘输入数字、大写字母、小写字母的混合串（以回车结束），将其中的小写字母转换为大写字母后显示到CRT上第第1 1讲讲 微型计算机接口技术微型计算机接口技术 为什么学什么学习本课程本课程接口是用来连接微机与外设的电路。接口是用来连接微机与外设的电路。只有掌握接口的设计方法，才能全面掌握只有掌握接口的设计方法，才能全面掌握微机技术。微机技术。接口技术是微机软硬件的综合应用，接口接口技术是微机软硬件的综合应用，接口使微机的应用丰富多彩，有了接口微机也使微机的应用丰富多彩，有了接口微机也就有了生命力。就有了生命力。.第第1 1讲讲 微型计算机接口技术微型计算机接口技术课程的特点课程的特点1。实践性。实践性2。接口设计的通用性。接口设计的通用性3。知识的离散性。知识的离散性4。应用的丰富性和趣味性。应用的丰富性和趣味性5。知识点的系统性。知识点的系统性6.系统、概念与技术细节并重系统、概念与技术细节并重第第1 1讲讲 微型计算机接口技术微型计算机接口技术考核方式项目成绩（项目成绩（40%+10%）（其中（其中40%大作业，大作业，10%小作业）小作业）实验成绩（实验成绩（30%+5%+5%）（其中（其中30%专题实验，专题实验，5%实验报告，实验报告，5%创新实验创新实验）作业成绩（作业成绩（5%）平时成绩（平时成绩（5%）第第1 1讲讲 微型计算机接口技术微型计算机接口技术任课教师：马文华任课教师：马文华教材：吕林涛教材：吕林涛 微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术 科学出版社科学出版社参考书：参考书：0TPC-ZK系列系列USB教师实验指导书教师实验指导书1、许兴存曾琪琳、许兴存曾琪琳.微型计算机接口技术微型计算机接口技术.北京：电子工业出版社北京：电子工业出版社2003年年2、郑学坚、郑学坚.微型计算机原理及应用微型计算机原理及应用.北京：清华大学出版社，北京：清华大学出版社，1997年（第三版）年（第三版）3、孙德文、孙德文.微型计算机技术微型计算机技术.北京：高等教育出版社，北京：高等教育出版社，2000年年4、冯博琴、冯博琴.微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术。北京：清华大学出版社，北京：清华大学出版社，2002年年考勤要求：有事请假，不得旷课，实验评分（缺课成绩为零）考勤要求：有事请假，不得旷课，实验评分（缺课成绩为零）作业：作业：项目：二人一组项目：二人一组第第1 1讲讲 微型计算机接口技术微型计算机接口技术第第1讲讲 微机系统与接口技术概述微机系统与接口技术概述接口是接口是CPU与外部设备间的与外部设备间的桥梁，学习接口的设计方法桥梁，学习接口的设计方法第第1 1讲讲 微型计算机接口技术微型计算机接口技术CPUI/O接口外设第第1 1讲讲 微型计算机接口技术微型计算机接口技术第第1 1讲讲 微型计算机接口技术微型计算机接口技术一、关于一、关于8088/8086CPU(P13,P23)性能、引脚、结构性能、引脚、结构第第1 1讲讲 微型计算机接口技术微型计算机接口技术内部暂存器内部暂存器 IP ES SS DS CS输入输入/输出输出控制电路控制电路外外部部总总线线执行部分执行部分控制电路控制电路1 2 3 4 5 6ALU标志寄存器标志寄存器 AH AL BH BLCH CL DH DL SP BP SI DI通用寄存器通用寄存器地址加法器地址加法器指令队列缓冲器指令队列缓冲器执行部件执行部件（EU)总线接口部件总线接口部件（BIU)16位位20位位16位位8位位8086CPU结构结构第第1 1讲讲 微型计算机接口技术微型计算机接口技术寄存器寄存器(FLAG)存储器分段管理的思想存储器分段管理的思想I/O寻址方式寻址方式（存储器对应式（存储器对应式/IO端口独立编址寻址）端口独立编址寻址）中断中断()读写操作读写操作()第第1 1讲讲 微型计算机接口技术微型计算机接口技术二、关于总线二、关于总线(cpu总线总线,系统总线系统总线)1、PC/XT总线总线第第1 1讲讲 微型计算机接口技术微型计算机接口技术2、PCI总线总线 第第1 1讲讲 微型计算机接口技术微型计算机接口技术三、关于指令及其他三、关于指令及其他1、寻址方式、指令及指令系统、寻址方式、指令及指令系统2、输入、输入/输出指令输出指令(R,M,I/O图及图及MOV,IN/OUT指令指令)3、指令的执行过程及时序、指令的执行过程及时序4、汇编程序框架、汇编程序框架5、系统功能调用、系统功能调用第第1 1讲讲 微型计算机接口技术微型计算机接口技术*附上有关数据寻址方式附上有关数据寻址方式1.立即寻址方式：立即寻址方式：MOV AX，1234H2.寄存器寻址方式寄存器寻址方式：MOV AX，BX 3直接寻址方式：直接寻址方式：MOV AX，2000H4寄存器间接寻址方式：寄存器间接寻址方式：MOV AL，BX5寄存器相对寻址方式：寄存器相对寻址方式：MOV AX，DISPSI6基址变址寻址方式：基址变址寻址方式：MOV AX，BXSI7相对基址变址寻址方式相对基址变址寻址方式MOV AX，DISP BXSI第第1 1讲讲 微型计算机接口技术微型计算机接口技术 data segment buf db 1234567890abcdef$count equ$-bufdata endscode segmentStart:Start:assume cs:code,ds:datamov ax,datads,ax.movah,4cH；否则，返回；否则，返回DOSint21Hcodecodeendsendsendendstartstart第第1 1讲讲 微型计算机接口技术微型计算机接口技术 4.3.2 4.3.2 SRAMSRAM与与与与CPUCPU的接口的接口的接口的接口6.存储器接口举例（1）要求 某8位微机有地址总线16根，双向数据总线8根，控制总线中与主存相关的有“允许访存”信号MREQ（低电平有效）和读/写控制信号R/W。试用SRAM芯片2114为该机设计一个8KB的存储器并画出连接框图。（2）分析 1）2114芯片容量为1K4位，构造一个8KB的存储器共需16片2114，每两片组成1KB，共分8组。2）2114芯片需10根地址线实现片内寻址，可令其与地址总线的低10位对应相连。3）片选信号 CS可在 MREO控制下由74LS138对高位地址A10A12译码产生，译码器每个输出信号同时选中同一组的两块芯片。4）写允许信号WE可与读/写控制信号R/W直接相连。（3）实现根据以上分析，可画出存储器与CPU的连接图如图所示。第第1 1讲讲 微型计算机接口技术微型计算机接口技术第第1 1讲讲 微型计算机接口技术微型计算机接口技术四、关于接口组成四、关于接口组成第第1 1讲讲 微型计算机接口技术微型计算机接口技术对于输入设备，需要在数据总线与外设输入总线之间对于输入设备，需要在数据总线与外设输入总线之间设计一个缓冲器；设计一个缓冲器；对于输出设备，需要在数据总线与外设输出总线之间对于输出设备，需要在数据总线与外设输出总线之间设计一个锁存器；设计一个锁存器；位于主机与外设之间的缓冲器和锁存器电路位于主机与外设之间的缓冲器和锁存器电路就是具体的接口电路（简称接口）就是具体的接口电路（简称接口）接口的基本功能（也就是至少含有的功能）接口的基本功能（也就是至少含有的功能）是输入缓冲与输出缓存是输入缓冲与输出缓存第第1 1讲讲 微型计算机接口技术微型计算机接口技术第第1 1讲讲 微型计算机接口技术微型计算机接口技术输入型接口有：输入型接口有：。信号的调理电路，包括电平转换、电流。信号的调理电路，包括电平转换、电流/电压变换，电压变换，交直流转换等交直流转换等。滤波。滤波。模数转换。模数转换。串并。串并/转换转换输出型接口主要有：输出型接口主要有：。数。数/模转换模转换。信号电压放大及功率放大。信号电压放大及功率放大。并。并/串行数据转换串行数据转换第第1 1讲讲 微型计算机接口技术微型计算机接口技术五、端口地址编址方式和端口地址译码电路五、端口地址编址方式和端口地址译码电路例：例：8086执行如下指令时：执行如下指令时：IN AL,100CPU从地址总线输出的地址是什么？地址信号在地址总线上保持多长时间？从地址总线输出的地址是什么？地址信号在地址总线上保持多长时间？（进行接口开发的软、硬件核心工具说明：进行接口开发的软、硬件核心工具说明：软件指令说明软件指令说明 IN AX/AL，I/O端口地址；OUT I/O端口地址，AX/AL当I/O端口地址不超过8位时，则直接放在指令中，若超过8位，则用DX间址。如MOV DX,8080HIN AL,DX 硬件信号说明硬件信号说明IOR输入输出设备读引脚或是读信号IOW输入输出设备写引脚或是写信号）第第1 1讲讲 微型计算机接口技术微型计算机接口技术答：地址总线输出的地址是答：地址总线输出的地址是100。用二进制数表示为用二进制数表示为 100=01100100B。因因8086系统输出的系统输出的16位的位的I/O地址，地址，所以所以8086从地址总线上输出的地从地址总线上输出的地址为：址为：0000，0000，0110，0100，从右至，从右至左，从左，从A0输出为输出为0，。，。以上地址信号在地址总线上保持以上地址信号在地址总线上保持到本指令结束，下一条指令开始到本指令结束，下一条指令开始执行执行第第1 1讲讲 微型计算机接口技术微型计算机接口技术例例8086CPU从地址为从地址为100H的端口输入一个字的端口输入一个字节数据，写出所用指令。节数据，写出所用指令。答：因端口地址为答：因端口地址为100HFFH,所以，所以，100H端端口地址有寄存器口地址有寄存器DX间接给出：间接给出：MOV DX,100HIN AL,DX第第1 1讲讲 微型计算机接口技术微型计算机接口技术第第1 1讲讲 微型计算机接口技术微型计算机接口技术第第1 1讲讲 微型计算机接口技术微型计算机接口技术将译码器的输入端接至地址总线上，则译码器的将译码器的输入端接至地址总线上，则译码器的输出端就对地址信号进行译码，这是译码器的作输出端就对地址信号进行译码，这是译码器的作用就是地址译码器用就是地址译码器例：利用例：利用74LS138对地址线进行译码，使其当对地址线进行译码，使其当CPU从地址总线输出地址为从地址总线输出地址为200H时，时，Y0端输出端输出为为0。忽略忽略第第1 1讲讲 微型计算机接口技术微型计算机接口技术第第1 1讲讲 微型计算机接口技术微型计算机接口技术根据上面的分析，可以得出，根据上面的分析，可以得出，Y0输出为输出为0，要求，要求CPU从地址总线输出地址：从地址总线输出地址：A9A8A7A6A5A4=100000既然译码器在接线上与其它地址无关，那就是说既然译码器在接线上与其它地址无关，那就是说其他地址线不论输出什么，对本译码器都不影响。其他地址线不论输出什么，对本译码器都不影响。不妨假设不妨假设CPU从其它的地址线输出为从其它的地址线输出为0。第第1 1讲讲 微型计算机接口技术微型计算机接口技术第第1 1讲讲 微型计算机接口技术微型计算机接口技术第第1 1讲讲 微型计算机接口技术微型计算机接口技术第第1 1讲讲 微型计算机接口技术微型计算机接口技术第第1 1讲讲 微型计算机接口技术微型计算机接口技术第第1 1讲讲 微型计算机接口技术微型计算机接口技术第第1 1讲讲 微型计算机接口技术微型计算机接口技术一个外设有多个重叠地址的现象称为地址重叠。造一个外设有多个重叠地址的现象称为地址重叠。造成地址重叠的原因是由于在设计地址译码电路的时成地址重叠的原因是由于在设计地址译码电路的时候有未用的地址线。候有未用的地址线。第第1 1讲讲 微型计算机接口技术微型计算机接口技术片选译码通常译出的是一个地址范围，常将低位地址线（片选译码通常译出的是一个地址范围，常将低位地址线（1位或几位直接连在芯位或几位直接连在芯片上，用于片内译码，而其余的高位地址线用于片选译码。片上，用于片内译码，而其余的高位地址线用于片选译码。并行接口并行接口8255ACS外外设设数数 据据 线线A0A1RDWRPC总线总线IORA0A1IOWA2A3A4A5A6A7A8A9AEN片片选选译译码码片内片内译码译码端口端口A端口端口B端口端口C端口端口D串行接口串行接口8251 数数/模转换模转换0832模模/数转换数转换080921821FH220227H22822FH230237HI/OI/O端口地址译码原理端口地址译码原理 第第1 1讲讲 微型计算机接口技术微型计算机接口技术译码电路分类译码电路分类按照地址译码电路采用的元器件来分按照地址译码电路采用的元器件来分，可分为可分为 门电路译码门电路译码 专用译码器译码专用译码器译码 开关式译码开关式译码 可可编编程程逻逻辑辑器器件件(PLD)(PLD)译码译码按译码电路的形式来看，可分为按译码电路的形式来看，可分为 固定式译码固定式译码 可选式译码可选式译码第第1 1讲讲 微型计算机接口技术微型计算机接口技术采用门电路进行地址译码采用门电路进行地址译码 地址为地址为2F8H2F8H的只读端口译码电路的只读端口译码电路 第第1 1讲讲 微型计算机接口技术微型计算机接口技术采用比采用比较器器/配置寄存器配置寄存器/译码器构成的器构成的译码电路路 第第1 1讲讲 微型计算机接口技术微型计算机接口技术1、Mov dx，280h Mov al，3 Out dx，al2、Mov dx，281h In al，dx3、Mov dx，2a0h In dx，al执行上述程序段，执行上述程序段，译码输出译码输出Y哪一根哪一根有效有效p经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量pStudyConstantly,AndYouWillKnowEverything.TheMoreYouKnow,TheMorePowerfulYouWillBe学习总结结束语当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的，所以不要放弃，坚持就是正确的。When You Do Your Best,Failure Is Great,So DonT Give Up,Stick To The End演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日