《《微型計算機技術(shù)》學習輔導【心理輔導】》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《微型計算機技術(shù)》學習輔導【心理輔導】（289頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、劉劉 明明華中師范大學計算機科學系華中師范大學計算機科學系2 隨著微型計算機在各行各業(yè)中應(yīng)用的不斷擴隨著微型計算機在各行各業(yè)中應(yīng)用的不斷擴大，包括單片機在內(nèi)的微型計算機的應(yīng)用已隨處大，包括單片機在內(nèi)的微型計算機的應(yīng)用已隨處可見，理工科學生有必要了解掌握該領(lǐng)域的理論可見，理工科學生有必要了解掌握該領(lǐng)域的理論知識及專業(yè)技術(shù)知識及專業(yè)技術(shù),微型計算機技術(shù)微型計算機技術(shù)是計算機是計算機科學與技術(shù)專業(yè)重要的專業(yè)課程。本課程系統(tǒng)地科學與技術(shù)專業(yè)重要的專業(yè)課程。本課程系統(tǒng)地介紹微型計算機系統(tǒng)的基本組織結(jié)構(gòu)及基本工作介紹微型計算機系統(tǒng)的基本組織結(jié)構(gòu)及基本工作原理，微型計算機接口原理及應(yīng)用技術(shù)。重點闡原理，微型

2、計算機接口原理及應(yīng)用技術(shù)。重點闡述微處理器與外界連接技術(shù)，包括硬件接口電路述微處理器與外界連接技術(shù)，包括硬件接口電路的設(shè)計和相關(guān)應(yīng)用軟件的設(shè)計。的設(shè)計和相關(guān)應(yīng)用軟件的設(shè)計。身心健康身心健康3 本課程要求學生理解和掌握微型計算本課程要求學生理解和掌握微型計算機的基本概念、基本理論和基本方法，通機的基本概念、基本理論和基本方法，通過本課程的學習，使學生了解微型計算機過本課程的學習，使學生了解微型計算機系統(tǒng)的特點、工作原理和組織結(jié)構(gòu)，掌握系統(tǒng)的特點、工作原理和組織結(jié)構(gòu)，掌握微型計算機接口技術(shù)的基本原理和方法，微型計算機接口技術(shù)的基本原理和方法，具有分析和設(shè)計接口的能力，為開發(fā)和應(yīng)具有分析和設(shè)計接口的

3、能力，為開發(fā)和應(yīng)用微型計算機系統(tǒng)打下良好的理論和實踐用微型計算機系統(tǒng)打下良好的理論和實踐基礎(chǔ)?；A(chǔ)。身心健康身心健康4微型計算機系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)及工作微型計算機系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)及工作原理：原理：微處理器芯片、微型計算機、微型微處理器芯片、微型計算機、微型計算機系統(tǒng)的基本組織結(jié)構(gòu)和基本工作計算機系統(tǒng)的基本組織結(jié)構(gòu)和基本工作原理；原理；身心健康身心健康5微型計算機接口原理及應(yīng)用技術(shù)：微型計算機接口原理及應(yīng)用技術(shù)：接口的基本概念；定時計數(shù)器、并行接接口的基本概念；定時計數(shù)器、并行接口、串行接口、中斷控制器、口、串行接口、中斷控制器、DMADMA控制器、控制器、A/DA/D和和D/AD/A轉(zhuǎn)換器接口等接口

4、電路的工作原轉(zhuǎn)換器接口等接口電路的工作原理、硬件設(shè)計及軟件驅(qū)動程序的編程方法；理、硬件設(shè)計及軟件驅(qū)動程序的編程方法；I/OI/O端口地址譯碼電路設(shè)計。端口地址譯碼電路設(shè)計。身心健康身心健康6微型計算機技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢：微型計算機技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢：嵌入式系統(tǒng)、軟硬件協(xié)同設(shè)計嵌入式系統(tǒng)、軟硬件協(xié)同設(shè)計（Software/Hardware Co-Design）、系統(tǒng)）、系統(tǒng)芯片（芯片（System on Chip，SOC）、具有知具有知識產(chǎn)權(quán)的內(nèi)核識產(chǎn)權(quán)的內(nèi)核(Intellectual Property Core,IP核核)等技術(shù)等技術(shù) 身心健康身心健康7 計算機組成原理、計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和計算機

5、組成原理、計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和微型計算機技術(shù)是計算機科學與技術(shù)專業(yè)微型計算機技術(shù)是計算機科學與技術(shù)專業(yè)的核心課程。的核心課程。但三門課程內(nèi)容陳舊且彼此交叉重復，但三門課程內(nèi)容陳舊且彼此交叉重復，為此為此1997年教育部邀請國內(nèi)資深教授、參年教育部邀請國內(nèi)資深教授、參照國外同類權(quán)威教材，組織確定該系列教照國外同類權(quán)威教材，組織確定該系列教材的內(nèi)容劃分和所屬重點。材的內(nèi)容劃分和所屬重點。身心健康身心健康8 計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：重點論述計算機系統(tǒng)的重點論述計算機系統(tǒng)的各種基本結(jié)構(gòu)、設(shè)計技術(shù)和性能定量分析方各種基本結(jié)構(gòu)、設(shè)計技術(shù)和性能定量分析方法；法；計算機組成原理：計算機組成原理：側(cè)重討論計

6、算機基本部側(cè)重討論計算機基本部件的構(gòu)成和組成方式，基本運算的操作原理件的構(gòu)成和組成方式，基本運算的操作原理和單元的設(shè)計思想、操作方式及其實現(xiàn)；和單元的設(shè)計思想、操作方式及其實現(xiàn)；微型計算機技術(shù)：微型計算機技術(shù)：突出應(yīng)用，詳細講述微突出應(yīng)用，詳細講述微處理器芯片、計算機主板、接口技術(shù)和應(yīng)用處理器芯片、計算機主板、接口技術(shù)和應(yīng)用編程方法。編程方法。身心健康身心健康9教教 材：材：微型計算機技術(shù)微型計算機技術(shù)，孫德文，高等教育出版社，孫德文，高等教育出版社，2001.12001.1。參考書：參考書：1 1微型計算機接口技術(shù)及其應(yīng)用微型計算機接口技術(shù)及其應(yīng)用，劉樂善，劉樂善等，華中科技大學出版社，等，

7、華中科技大學出版社，2000.12000.1。2 2微型計算機原理及應(yīng)用微型計算機原理及應(yīng)用，周明德，清華，周明德，清華大學出版社。大學出版社。2000.22000.2。身心健康身心健康11 本章主要介紹有關(guān)微型計算機系統(tǒng)的基本本章主要介紹有關(guān)微型計算機系統(tǒng)的基本概念，包括概念，包括微處理器、微型計算機和微型計算微處理器、微型計算機和微型計算機系統(tǒng)的定義，機系統(tǒng)的定義，微型計算機的發(fā)展概況，微型微型計算機的發(fā)展概況，微型計算機的特點和應(yīng)用，以及計算機的特點和應(yīng)用，以及微型計算機的分類，微型計算機的分類，并在此基礎(chǔ)上從三個層面上引出微機系統(tǒng)總線并在此基礎(chǔ)上從三個層面上引出微機系統(tǒng)總線結(jié)構(gòu)的概念。

8、重點了解微型計算機系統(tǒng)各組成結(jié)構(gòu)的概念。重點了解微型計算機系統(tǒng)各組成部件的功能和相互關(guān)系，理解微型計算機系統(tǒng)部件的功能和相互關(guān)系，理解微型計算機系統(tǒng)的總線結(jié)構(gòu)的特點，以及對于微處理器、微型的總線結(jié)構(gòu)的特點，以及對于微處理器、微型計算機和微型計算機系統(tǒng)，如何采用總線結(jié)構(gòu)計算機和微型計算機系統(tǒng)，如何采用總線結(jié)構(gòu)框架連接各部分組件而構(gòu)成一個整體?？蚣苓B接各部分組件而構(gòu)成一個整體。身心健康身心健康12 首先介紹微處理器、微型計算機首先介紹微處理器、微型計算機和微型計算機系統(tǒng)的定義以及三者和微型計算機系統(tǒng)的定義以及三者之間的關(guān)系。對于微處理器的發(fā)展之間的關(guān)系。對于微處理器的發(fā)展概況，應(yīng)結(jié)合微電子學的發(fā)展

9、來了概況，應(yīng)結(jié)合微電子學的發(fā)展來了解微處理器芯片技術(shù)，以及所遵循解微處理器芯片技術(shù)，以及所遵循的摩爾定律，即芯片的容量每的摩爾定律，即芯片的容量每18-2418-24個月增加一倍。個月增加一倍。身心健康身心健康13 運算器運算器 微處理器微處理器 控制器控制器 寄存器寄存器 微型計算機微型計算機 內(nèi)存儲器內(nèi)存儲器 硬件硬件 輸入輸入/輸出接口輸出接口 輸入輸入/輸出設(shè)備及外存儲器輸出設(shè)備及外存儲器微型計算機系統(tǒng)微型計算機系統(tǒng) 電源、面板、機架等電源、面板、機架等 軟件軟件 系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件 應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件身心健康身心健康14身心健康身心健康15n中央處理器（中央處理器（CPU）n運算器運算器

10、n完成算術(shù)完成算術(shù)/邏輯運算邏輯運算n控制器控制器n操作控制操作控制n寄存器組寄存器組n存放參加運算的數(shù)據(jù)、中間結(jié)果、地址等存放參加運算的數(shù)據(jù)、中間結(jié)果、地址等身心健康身心健康16n摩爾定律摩爾定律n第第N代微處理器代微處理器身心健康身心健康17n芯片的容量每芯片的容量每18-24個月增加一倍個月增加一倍 身心健康身心健康18n4004(2300/50m)/8008n8080/8085、8086/8088n80286/80386/80486nPentium/Pentium Pro/PentiumnPentium/Pentium(4200萬萬/0.13m)n集成電路技術(shù)的發(fā)展是基礎(chǔ)集成電路技術(shù)的

11、發(fā)展是基礎(chǔ)n高性能、低能耗、高速度、低成本高性能、低能耗、高速度、低成本身心健康身心健康19身心健康身心健康20身心健康身心健康21身心健康身心健康22身心健康身心健康23處理器核心：處理器核心：Prescott和和Northwood身心健康身心健康24 微型計算機系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了微型計算機系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了四個階段：電子管計算機四個階段：電子管計算機(1946)(1946)、晶體管計算機晶體管計算機(1958)(1958)、集成電路計、集成電路計算機算機(1965)(1965)、大規(guī)模集成電路計算、大規(guī)模集成電路計算機機(1970)(1970)。微型計算機系統(tǒng)往兩個方向發(fā)微型計算機系統(tǒng)往兩個方

12、向發(fā)展，一是越來越大：小展，一是越來越大：小中中大大巨，二是越來越?。何⑿陀嬎銠C。巨，二是越來越?。何⑿陀嬎銠C。身心健康身心健康25n電子管計算機電子管計算機(1946)n晶體管計算機晶體管計算機(1958)n集成電路計算機集成電路計算機(1965)n大規(guī)模集成電路計算機大規(guī)模集成電路計算機(1970)n越來越大越來越大:小小中中大大巨型機巨型機n越來越小越來越小:微型計算機微型計算機(PC、單片機、單板機、單片機、單板機)n.身心健康身心健康26n第一臺電子計算機第一臺電子計算機（通用可編程序）（通用可編程序）n18800電子管電子管n30噸噸n150平方米平方米n150kwn5000次次/

13、秒秒身心健康身心健康27身心健康身心健康28身心健康身心健康29身心健康身心健康30 在學習微型計算機系統(tǒng)基本構(gòu)在學習微型計算機系統(tǒng)基本構(gòu)成之后，按照組裝形式和系統(tǒng)規(guī)模，成之后，按照組裝形式和系統(tǒng)規(guī)模，可以把微型計算機劃分為單片機、可以把微型計算機劃分為單片機、單板機和個人計算機。其中單片機單板機和個人計算機。其中單片機是將是將CPUCPU、部分存儲器、部分、部分存儲器、部分I/OI/O接接口集成在一個芯片上，單板機是將口集成在一個芯片上，單板機是將CPUCPU、存儲器、存儲器、I/OI/O接口及部分接口及部分I/OI/O設(shè)備安裝在一個印刷線路板上。設(shè)備安裝在一個印刷線路板上。身心健康身心健康

14、31n將將CPU、部分存儲器、部分、部分存儲器、部分I/O接口集成接口集成在一個芯片上在一個芯片上身心健康身心健康32n將將CPU、存儲器、存儲器、I/O接口及部分接口及部分I/O設(shè)設(shè)備安裝在一個印刷線路板上備安裝在一個印刷線路板上身心健康身心健康33CPU:NSGeodeGX1-300芯片組芯片組:NSCS5530A內(nèi)存內(nèi)存:在板64MBSDRAMVGA:支持VGA和VESA,最大可達1280 x1024和1024x768LCD接口接口:18位LCD信號輸出網(wǎng)口網(wǎng)口:10/100MbpsAudio:AC97尺寸尺寸:68mmx100mm 功耗功耗5V1.6A身心健康身心健康34OS為Win

15、CE，并可支持 ROM、LCD、觸摸屏、COM等所有硬件的功能 1個COM，1個CFC(64M/128M)、1個USB、1個鍵盤、1個鼠標接口、1個PCMCIA接口、一個Audio、一個LCD在在SOM-2353的基礎(chǔ)上，開發(fā)一底板的基礎(chǔ)上，開發(fā)一底板:身心健康身心健康35 分別在微處理器、微型計分別在微處理器、微型計算機和微型計算機系統(tǒng)三個層算機和微型計算機系統(tǒng)三個層面上介紹微處理器的典型結(jié)構(gòu)、面上介紹微處理器的典型結(jié)構(gòu)、微型計算機的基本結(jié)構(gòu)，以及微型計算機的基本結(jié)構(gòu)，以及用元件級總線、板卡總線和通用元件級總線、板卡總線和通信總線構(gòu)成微機系統(tǒng)。信總線構(gòu)成微機系統(tǒng)。身心健康身心健康36身心健康

16、身心健康37n在計算機中，各個部件之間傳送信息的在計算機中，各個部件之間傳送信息的公共連線稱為公共連線稱為總線總線。n內(nèi)部總線內(nèi)部總線n元件級總線元件級總線n板卡總線板卡總線/局部總線局部總線身心健康身心健康38nCPU用來向存儲器或用來向存儲器或I/O端口傳送地址端口傳送地址n單向（單向（CPU發(fā)出）發(fā)出）n位數(shù)位數(shù)(n)決定了決定了CPU可直接尋址的內(nèi)存容可直接尋址的內(nèi)存容量量(2n)身心健康身心健康39nCPU與存儲器及外設(shè)交換數(shù)據(jù)的通路與存儲器及外設(shè)交換數(shù)據(jù)的通路n雙向、雙向、三態(tài)三態(tài)n位數(shù)與微處理器的位數(shù)相同位數(shù)與微處理器的位數(shù)相同身心健康身心健康40n用來傳輸控制信號用來傳輸控制信

17、號n由兩種方向的單向控制信號組成由兩種方向的單向控制信號組成身心健康身心健康42 微處理器是微型計算機系統(tǒng)的控制核心。微處理器是微型計算機系統(tǒng)的控制核心。本章主要內(nèi)容是介紹本章主要內(nèi)容是介紹80X86系列微處理器系列微處理器（從（從80868086到到Pentium Pentium）的結(jié)構(gòu)特點，詳細）的結(jié)構(gòu)特點，詳細討論討論80X86微處理器的編程結(jié)構(gòu)、引腳信號微處理器的編程結(jié)構(gòu)、引腳信號功能及總線時序。重點學習功能及總線時序。重點學習80868086CPU的內(nèi)部的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)、8086CPU的引腳信號及其功能、的引腳信號及其功能、8086的存儲器組織、的存儲器組織、8086的系統(tǒng)配置以及的

18、系統(tǒng)配置以及8086CPU的時序，特別是的時序，特別是80868086CPU的一些控的一些控制信號的功能應(yīng)深刻理解和熟練掌握。制信號的功能應(yīng)深刻理解和熟練掌握。身心健康身心健康43 本章難點是本章難點是8086系統(tǒng)工作在最小系統(tǒng)工作在最小方式下的配置以及總線時序，要求能夠方式下的配置以及總線時序，要求能夠畫出畫出8086系統(tǒng)最小方式的配置框圖，系統(tǒng)最小方式的配置框圖，分析各部件功能以及分析各部件功能以及8086系統(tǒng)工作總系統(tǒng)工作總線時序。線時序。身心健康身心健康44 80868086微處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括微處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括BIUBIU（總線接口（總線接口單元）和單元）和EUEU（執(zhí)行單元）部件

19、。總線接口單元（執(zhí)行單元）部件?？偩€接口單元由段寄存器（由段寄存器（CSCS、DSDS、SSSS、ESES）、指令指針寄）、指令指針寄存器存器(IP)IP)、地址加法器、內(nèi)部寄存器、指令隊、地址加法器、內(nèi)部寄存器、指令隊列緩沖器及列緩沖器及I/OI/O控制邏輯等部分組成。它是控制邏輯等部分組成。它是CPUCPU與外部與外部(存儲器、存儲器、I/O)I/O)的接口，提供總線信號的接口，提供總線信號并完成所有總線操作，例如地址形成并完成所有總線操作，例如地址形成(邏輯地邏輯地址址物理地址物理地址)、取指令、取指令(CSCS：IP)IP)、指令排隊、指令排隊以及讀以及讀/寫操作數(shù)等功能。寫操作數(shù)等功

20、能。身心健康身心健康45 執(zhí)行單元部件由通用寄存器組、專用寄存執(zhí)行單元部件由通用寄存器組、專用寄存器組、算術(shù)邏輯運算單元（器組、算術(shù)邏輯運算單元（ALUALU）、標志寄存）、標志寄存器（器（FRFR）和內(nèi)部控制邏輯組成，負責全部指）和內(nèi)部控制邏輯組成，負責全部指令的譯碼和執(zhí)行、令的譯碼和執(zhí)行、向向BIUBIU提供數(shù)據(jù)和地址、提供數(shù)據(jù)和地址、管理內(nèi)部寄存器及標志寄存器管理內(nèi)部寄存器及標志寄存器(PSW)PSW)等。應(yīng)理等。應(yīng)理解解EUEU和和BIUBIU的操作關(guān)系和指令流水。的操作關(guān)系和指令流水。簡單了解簡單了解8028680286、8038680386、8048680486、PentiumPe

21、ntium系列各類微處理器的結(jié)構(gòu)特點以及相互之間系列各類微處理器的結(jié)構(gòu)特點以及相互之間的關(guān)系。的關(guān)系。身心健康身心健康46nIntel，1978年，年，16位位n29000個晶體管，個晶體管，3mn40pin，雙直列封裝，雙直列封裝n5MHz/8MHz/10MHz身心健康身心健康47身心健康身心健康481.1.總線接口單元總線接口單元BIUBIU由段寄存器（由段寄存器（CSCS、DSDS、SSSS、ESES）、指令指針）、指令指針寄存器寄存器(IP(IP）、地址加法器、內(nèi)部寄存器、指）、地址加法器、內(nèi)部寄存器、指令隊列緩沖器及令隊列緩沖器及I/OI/O控制邏輯等部分組成?？刂七壿嫷炔糠纸M成。2

22、.2.執(zhí)行單元部件執(zhí)行單元部件EUEU由通用寄存器組、專用寄存器組、算術(shù)邏輯由通用寄存器組、專用寄存器組、算術(shù)邏輯運算單元（運算單元（ALUALU）、標志寄存器（）、標志寄存器（FRFR）和內(nèi)部）和內(nèi)部控制邏輯組成?？刂七壿嫿M成。身心健康身心健康49nCPU與外部與外部(存儲器、存儲器、I/O)的接口的接口n提供總線信號提供總線信號n完成所有總線操作完成所有總線操作n功能功能n地址形成地址形成(邏輯地址邏輯地址物理地址物理地址)n取指令取指令(CS:IP)、指令排隊、指令排隊n讀讀/寫操作數(shù)寫操作數(shù)n總線控制總線控制身心健康身心健康50n負責全部指令的譯碼和執(zhí)行負責全部指令的譯碼和執(zhí)行n向向B

23、IU提供數(shù)據(jù)和地址提供數(shù)據(jù)和地址n管理寄存器及標志管理寄存器及標志身心健康身心健康51 8080X X8686微處理器的寄存器組主要包括基微處理器的寄存器組主要包括基本結(jié)構(gòu)寄存器、系統(tǒng)級寄存器、調(diào)試和測試本結(jié)構(gòu)寄存器、系統(tǒng)級寄存器、調(diào)試和測試寄存器以及浮點寄存器。寄存器以及浮點寄存器。80868086微處理器有微處理器有1414個基本結(jié)構(gòu)寄存器，按其用途可分為個基本結(jié)構(gòu)寄存器，按其用途可分為8 8個通個通用寄存器（用寄存器（AXAX、BXBX、CXCX、DXDX、SPSP、BPBP、SISI、DIDI）、）、2 2個專用寄存器（個專用寄存器（IPIP、FlagsFlags）和）和4 4個個段寄

24、存器（段寄存器（CSCS、DSDS、SSSS、ESES）3 3類。對于類。對于8028680286、8038680386、8048680486、PentiumPentium系列各類微系列各類微處理器的系統(tǒng)級寄存器、調(diào)試和測試寄存器處理器的系統(tǒng)級寄存器、調(diào)試和測試寄存器以及浮點寄存器可作一般性了解。以及浮點寄存器可作一般性了解。身心健康身心健康521 5 0 S P 堆堆 棧棧 指指 示示 器器 B P 基基 址址 指指 示示 器器 S I 源源 變變 址址 器器 D I 目目 的的 變變 址址 器器 指指 針針 和和 變變 址址 寄寄 存存 器器 15 8 7 0 AH AL 累累 加加 器器

25、 BH BL 基基 址址 寄寄 存存 器器 CH CL 計計 數(shù)數(shù) 器器 DH DL 數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 寄寄 存存 器器 通通 用用 寄寄 存存 器器 15 0 IP 指指 令令 指指 示示 器器 FR 標標 志志 寄寄 存存 器器 控控 制制 寄寄 存存 器器 1 5 0 C S 代代 碼碼 段段 寄寄 存存 器器 D S 數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 段段 寄寄 存存 器器 S S 堆堆 棧棧 段段 寄寄 存存 器器 ES 附附 加加 段段 寄寄 存存 器器 段段 寄寄 存存 器器 身心健康身心健康53O DITSZAPC身心健康身心健康54 對于對于8080X X8686微處理器的微處理器的引腳功能，本節(jié)詳細引

26、腳功能，本節(jié)詳細描述描述8086/80888086/8088引腳功能，介紹時鐘發(fā)生、總線引腳功能，介紹時鐘發(fā)生、總線鎖存、總線緩沖和總線收發(fā)等概念。通過對鎖存、總線緩沖和總線收發(fā)等概念。通過對8086/80888086/8088的引腳按功能劃分（地址總線、數(shù)據(jù)的引腳按功能劃分（地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線及時鐘與電源等其它）來學習，總線、控制總線及時鐘與電源等其它）來學習，重點掌握時分復用技術(shù)在重點掌握時分復用技術(shù)在8086/80888086/8088引腳中的應(yīng)引腳中的應(yīng)用、用、80888088與與80868086的差異、的差異、8086 CPU8086 CPU常用控制信號常用控制信號的引腳功

27、能以及的引腳功能以及80868086系統(tǒng)配置工作方式（最小方系統(tǒng)配置工作方式（最小方式與最大方式）的區(qū)別。在此基礎(chǔ)上也簡要描述式與最大方式）的區(qū)別。在此基礎(chǔ)上也簡要描述3232位位微處理器（微處理器（8038680386、8048680486、PentiumPentium）的）的引引腳功能。腳功能。身心健康身心健康55n兩種模式兩種模式(MN/MX)n最小模式最小模式n單單CPU系統(tǒng)系統(tǒng)n最大模式最大模式n多多CPU系統(tǒng)系統(tǒng)n協(xié)處理器系統(tǒng)協(xié)處理器系統(tǒng)身心健康身心健康56n四類引腳四類引腳n地址總線地址總線:20位地址線位地址線n數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線:16位數(shù)據(jù)線位數(shù)據(jù)線n控制總線控制總線:讀讀/寫

28、寫/.n其他其他:電源電源/時鐘時鐘/.身心健康身心健康57n數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)/地址引腳地址引腳nAD15AD0n數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)/地址地址復用復用,地址需鎖存地址需鎖存(T1,ALE)n20位內(nèi)存地址的低位內(nèi)存地址的低16位位n16位位I/O地址地址nA19A16/S6S3n地址地址/狀態(tài)狀態(tài)n20位內(nèi)存地址的高位內(nèi)存地址的高4位位/運行狀態(tài)運行狀態(tài)身心健康身心健康58nBHE/S7n高高8位數(shù)據(jù)允許位數(shù)據(jù)允許/狀態(tài)狀態(tài)nMN/MXn最小最小/最大模式最大模式nRDn讀選通讀選通nWRn寫選通寫選通nALEn地址鎖存允許地址鎖存允許nDENn數(shù)據(jù)允許數(shù)據(jù)允許nDT/Rn數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送/接收接收nREADY

29、n準備就緒準備就緒身心健康身心健康59nINTRn可屏蔽中斷請求可屏蔽中斷請求nINTAn中斷響應(yīng)中斷響應(yīng)nNMIn不可屏蔽中斷請求不可屏蔽中斷請求nRESETn復位復位,FFFF0H開始開始nHOLDn總線保持請求總線保持請求nHLDAn總線保持響應(yīng)總線保持響應(yīng)nCLKn時鐘時鐘nVCC,GNDn+5V,信號地信號地身心健康身心健康608088n外部外部8位數(shù)據(jù)總線位數(shù)據(jù)總線n4字節(jié)指令隊列字節(jié)指令隊列nIO/Mn準十六位準十六位CPU8086n外部外部16位數(shù)據(jù)總線位數(shù)據(jù)總線n6字節(jié)指令隊列字節(jié)指令隊列nM/IOn十六位十六位CPU身心健康身心健康61n8086最小模式系統(tǒng)最小模式系統(tǒng)n8

30、088最小模式系統(tǒng)最小模式系統(tǒng)身心健康身心健康62身心健康身心健康63身心健康身心健康641:0:身心健康身心健康65身心健康身心健康66 理解理解80868086微處理器的微處理器的總線時序，總線時序，80868086執(zhí)行指令涉及三種周期，即時鐘周期、總執(zhí)行指令涉及三種周期，即時鐘周期、總線周期和指令周期。首先要掌握這三種周線周期和指令周期。首先要掌握這三種周期的區(qū)別與相互之間的聯(lián)系。時鐘周期期的區(qū)別與相互之間的聯(lián)系。時鐘周期T T是是CPUCPU的時鐘頻率的倒數(shù)，總線周期是完的時鐘頻率的倒數(shù)，總線周期是完成一次總線操作所需的時間，一般包含多成一次總線操作所需的時間，一般包含多個個T(T(典

31、型典型4 4個個)，指令周期是執(zhí)行一條指令，指令周期是執(zhí)行一條指令所需的時間包含多個總線周期。所需的時間包含多個總線周期。身心健康身心健康67 其次要掌握幾種基本總線周期（例其次要掌握幾種基本總線周期（例如讀操作、寫操作、中斷響應(yīng)周期和系如讀操作、寫操作、中斷響應(yīng)周期和系統(tǒng)復位等）的時序關(guān)系。要求結(jié)合統(tǒng)復位等）的時序關(guān)系。要求結(jié)合80868086微處理器的微處理器的引腳信號的功能理解三總線引腳信號的功能理解三總線信號在這些典型的總線周期中出現(xiàn)的時信號在這些典型的總線周期中出現(xiàn)的時間關(guān)系，從而為學習間關(guān)系，從而為學習80868086微處理器同內(nèi)微處理器同內(nèi)存儲器及存儲器及I/OI/O設(shè)備的接口作

32、準備。設(shè)備的接口作準備。身心健康身心健康68n指揮指揮:CLKn時鐘周期時鐘周期nCPU的時鐘頻率的倒數(shù)的時鐘頻率的倒數(shù),Tn總線周期總線周期n完成一次總線操作所需的時間完成一次總線操作所需的時間,多個多個T(典型典型4個個)n指令周期指令周期n執(zhí)行一條指令所需的時間執(zhí)行一條指令所需的時間,多個總線周期多個總線周期身心健康身心健康69 8086CPU內(nèi)部的邏輯操作以及與內(nèi)部的邏輯操作以及與外部存儲器和外部存儲器和I/O交換數(shù)據(jù)進行的總線交換數(shù)據(jù)進行的總線操作全部由操作全部由CPU的時鐘來定時的。的時鐘來定時的。CPU的基本定時單位稱為時鐘周期的基本定時單位稱為時鐘周期或者狀態(tài)周期?；蛘郀顟B(tài)周期

33、。假設(shè)假設(shè)8086的主頻為的主頻為10MHz，一個時，一個時鐘周期為鐘周期為100ns。身心健康身心健康70身心健康身心健康71身心健康身心健康72身心健康身心健康73身心健康身心健康74n第一個第一個INTA周期周期n通知外設(shè)接口（或中斷控制器），準備好中斷通知外設(shè)接口（或中斷控制器），準備好中斷類型信息類型信息n第二個第二個INTA周期周期n放出中斷類型號數(shù)據(jù)放出中斷類型號數(shù)據(jù)nCPU從從DB獲取中斷類型號獲取中斷類型號身心健康身心健康76 本章主要討論內(nèi)存儲器及其接口，主要本章主要討論內(nèi)存儲器及其接口，主要內(nèi)容包括三部分。第一部分介紹三類典型的內(nèi)容包括三部分。第一部分介紹三類典型的半導體

34、存儲器芯片（半導體存儲器芯片（SRAM芯片芯片HM6116、DRAM芯片芯片Intel 2164和和EPROM芯片芯片Intel 2732）的結(jié)構(gòu)、工作原理和外特性。）的結(jié)構(gòu)、工作原理和外特性。在此基礎(chǔ)上，第二部分重點講述半導體存儲在此基礎(chǔ)上，第二部分重點講述半導體存儲器芯片同微處理器接口的基本技術(shù)。器芯片同微處理器接口的基本技術(shù)。身心健康身心健康77 特別是在第三部分介紹特別是在第三部分介紹16位和位和32位位微機系統(tǒng)中存儲器接口技術(shù)。要求深刻理微機系統(tǒng)中存儲器接口技術(shù)。要求深刻理解三類典型半導體存儲器芯片的外特性和解三類典型半導體存儲器芯片的外特性和讀寫過程，以及常用譯碼器（如讀寫過程，以

35、及常用譯碼器（如74LS138）的特性和應(yīng)用，重點掌握存）的特性和應(yīng)用，重點掌握存儲器接口的基本技術(shù)，難點是儲器接口的基本技術(shù)，難點是16位和位和32位微機系統(tǒng)中存儲器接口的技術(shù)特點。位微機系統(tǒng)中存儲器接口的技術(shù)特點。身心健康身心健康78 存儲器是計算機系統(tǒng)中重要的組成部存儲器是計算機系統(tǒng)中重要的組成部分，用于存放計算機系統(tǒng)工作時所用的信分，用于存放計算機系統(tǒng)工作時所用的信息。首先要求掌握存儲系統(tǒng)概念、存儲器息。首先要求掌握存儲系統(tǒng)概念、存儲器系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、內(nèi)存儲器中的數(shù)據(jù)組織、系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、內(nèi)存儲器中的數(shù)據(jù)組織、存儲器的分類及半導體存儲器芯片的主要存儲器的分類及半導體存儲器芯片的主要性能

36、指標。對于三類典型半導體存儲器芯性能指標。對于三類典型半導體存儲器芯片（片（SRAMSRAM芯片芯片HM6116HM6116、DRAMDRAM芯片芯片Intel2164Intel2164和和EPROMEPROM芯片芯片Intel2732Intel2732）的結(jié)）的結(jié)構(gòu)、工作原理和外特性，要求了解各引腳構(gòu)、工作原理和外特性，要求了解各引腳的功能。的功能。身心健康身心健康79n計算機中用來存儲程序和數(shù)據(jù)的部件計算機中用來存儲程序和數(shù)據(jù)的部件n表征計算機的記憶能力表征計算機的記憶能力n存儲器多種分類存儲器多種分類身心健康身心健康80n存儲器按用途可分為：存儲器按用途可分為：n內(nèi)存儲器（主存）與外存儲

37、器（輔存）內(nèi)存儲器（主存）與外存儲器（輔存）n存儲器按用途可分為：存儲器按用途可分為：nTTL型（雙極型）與型（雙極型）與MOS型（單極型）型（單極型）n存儲器按存取方式可分為：存儲器按存取方式可分為：nRAM與與ROM身心健康身心健康81n存儲器的引腳特征存儲器的引腳特征n地址線地址線n數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線n片選片選n輸出允許輸出允許n讀讀/寫控制寫控制身心健康身心健康82n半導體存儲器的主要性能指標半導體存儲器的主要性能指標n存儲容量：存儲容量：n存取速度：存取速度：存取時間、存儲周期存取時間、存儲周期n可靠性：可靠性：MTBFn功耗功耗n性能性能/價格比價格比身心健康身心健康83nRAMnSRA

38、M:速度快、集成度低速度快、集成度低nDRAM：速度慢、集成度高：速度慢、集成度高nROMnMROMnPROMnEPROMnEEPROM身心健康身心健康84隨機存取存儲器隨機存取存儲器RAMn在正常環(huán)境下可根據(jù)需要進行數(shù)據(jù)的讀在正常環(huán)境下可根據(jù)需要進行數(shù)據(jù)的讀出和寫入出和寫入n易失性存儲器，需要易失性存儲器，需要DC的支持的支持nSRAM/DRAM身心健康身心健康85n內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)身心健康身心健康86n例：例：SRAM2114（1K4位）位）n1K個存儲單元，每單元個存儲單元，每單元4位位n需要需要10條地址線，條地址線，4條數(shù)據(jù)線條數(shù)據(jù)線n直接與地址、數(shù)據(jù)線相連直接與地址、數(shù)據(jù)線相連身心

39、健康身心健康87n內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)Intel2164(64K1)身心健康身心健康88nIntel2164(64K1位位)n行、列地址復用，只有一半的地址引腳行、列地址復用，只有一半的地址引腳n利用利用RAS、CAS進行控制進行控制n需要刷新（典型為需要刷新（典型為2ms4ms）n可通過雙路復用器電路（可通過雙路復用器電路（74LS157）與地址）與地址線相連線相連身心健康身心健康89nS=0：A路路nS=1：B路路身心健康身心健康90只讀存儲器只讀存儲器n非易失性存儲器，主要存放不經(jīng)常修改非易失性存儲器，主要存放不經(jīng)常修改的數(shù)據(jù)、程序等的數(shù)據(jù)、程序等n往往以字節(jié)為基本單元往往以字節(jié)為基本單元身

40、心健康身心健康91身心健康身心健康92 首先熟悉典型的首先熟悉典型的3-83-8譯碼器譯碼器74LS13874LS138，能綜合應(yīng)用各種典型芯片進行存儲器系能綜合應(yīng)用各種典型芯片進行存儲器系統(tǒng)的設(shè)計與分析，掌握存儲空間的地址統(tǒng)的設(shè)計與分析，掌握存儲空間的地址分配和片選技術(shù)，特別注意半導體存儲分配和片選技術(shù)，特別注意半導體存儲器芯片同微處理器連接口時應(yīng)注意的問器芯片同微處理器連接口時應(yīng)注意的問題。題。身心健康身心健康93存儲器與存儲器與CPU的連接的連接n數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線根據(jù)單元寬度連接根據(jù)單元寬度連接n地址線地址線n片內(nèi)地址片內(nèi)地址選擇片內(nèi)的單元選擇片內(nèi)的單元n片外地址片外地址參與地址譯碼，確定被

41、選中參與地址譯碼，確定被選中的存儲芯片的存儲芯片n地址選擇地址選擇n全譯碼、部分譯碼、線選、混合譯碼全譯碼、部分譯碼、線選、混合譯碼身心健康身心健康94n全譯碼全譯碼n所有的片外地址均參與譯碼，地址空間無所有的片外地址均參與譯碼，地址空間無浪費浪費n74LS138身心健康身心健康95n部分譯碼部分譯碼n部分片外地址參與譯碼部分片外地址參與譯碼n線路較簡單線路較簡單n地址有重疊地址有重疊身心健康身心健康96n線選線選n個別片外地址線直接連至存儲芯片的片選個別片外地址線直接連至存儲芯片的片選輸入端輸入端n有大量的地址重疊有大量的地址重疊n只適用于小存儲容量需求的場合只適用于小存儲容量需求的場合身心

42、健康身心健康97n存儲器接口中考慮的問題存儲器接口中考慮的問題n時序配合時序配合n負載能力負載能力n選擇存儲芯片選擇存儲芯片身心健康身心健康98身心健康身心健康99 在掌握存儲器擴展技術(shù)之后，應(yīng)能理在掌握存儲器擴展技術(shù)之后，應(yīng)能理解解PCPC機中的存儲器組織，特別是機中的存儲器組織，特別是1616位微機位微機系統(tǒng)中存儲器接口的技術(shù)特點，包含奇偶系統(tǒng)中存儲器接口的技術(shù)特點，包含奇偶分體、分體、8088/80868088/8086的存儲器訪問操作等。的存儲器訪問操作等。身心健康身心健康100身心健康身心健康101身心健康身心健康102身心健康身心健康103n#1#8，SRAM6116(2K8)n#

43、9#16,EPROM2732(4K8)身心健康身心健康105 微處理器同外設(shè)的連接和信息傳遞微處理器同外設(shè)的連接和信息傳遞是微機系統(tǒng)要解決的最主要的問題，本是微機系統(tǒng)要解決的最主要的問題，本章在介紹輸入輸出的一般問題的基礎(chǔ)上，章在介紹輸入輸出的一般問題的基礎(chǔ)上，要求著重掌握微機系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳送的幾要求著重掌握微機系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳送的幾種控制方式（程序控制方式、直接存儲種控制方式（程序控制方式、直接存儲器存取方式、器存取方式、I/O通道控制方式），比通道控制方式），比較各自的優(yōu)點，重點是程序控制的三種較各自的優(yōu)點，重點是程序控制的三種方式（無條件傳送、查詢傳送和中斷傳方式（無條件傳送、查詢傳送和中斷傳

44、送）的工作原理、硬件設(shè)置和軟件編制。送）的工作原理、硬件設(shè)置和軟件編制。身心健康身心健康106 本章主要內(nèi)容還有三種最常用的本章主要內(nèi)容還有三種最常用的簡單輸入簡單輸入/輸出接口電路（鎖存器輸出接口電路（鎖存器74LS373、緩沖器、緩沖器74LS244和數(shù)據(jù)收和數(shù)據(jù)收發(fā)器發(fā)器74LS245）的工作特性和應(yīng)用。）的工作特性和應(yīng)用。理解理解DMA控制方式的基本概念及其特控制方式的基本概念及其特點、點、DMA傳送過程，簡要認識可編程傳送過程，簡要認識可編程DMA控制器控制器8237A。身心健康身心健康107 輸入輸出接口的基本功能、輸入輸輸入輸出接口的基本功能、輸入輸出系統(tǒng)的特點、接口與端口的區(qū)別

45、與相出系統(tǒng)的特點、接口與端口的區(qū)別與相互關(guān)系以及互關(guān)系以及I/OI/O的編址方式。的編址方式。CPUCPU對外設(shè)對外設(shè)的訪問實質(zhì)上是對外設(shè)接口電路中相應(yīng)的訪問實質(zhì)上是對外設(shè)接口電路中相應(yīng)的端口進行訪問，特別要求理解的端口進行訪問，特別要求理解I/OI/O端口端口的兩種編址方式，即獨立編址和統(tǒng)一編的兩種編址方式，即獨立編址和統(tǒng)一編址的特點、區(qū)別與相互關(guān)系。址的特點、區(qū)別與相互關(guān)系。身心健康身心健康108nCPU與外設(shè)之間傳送信息的一個界面與外設(shè)之間傳送信息的一個界面nCPU與與“外部世界外部世界”的連接電路，是的連接電路，是CPU與外界進行信息交換的中轉(zhuǎn)站與外界進行信息交換的中轉(zhuǎn)站身心健康身心健

46、康109n與存儲器連接一樣，與存儲器連接一樣，I/O接口通過三總線與接口通過三總線與CPU相連相連身心健康身心健康110nCPU與外界的聯(lián)絡(luò)與外界的聯(lián)絡(luò)nCPU與外界信號線不兼容，在功能、邏與外界信號線不兼容，在功能、邏輯定義和時序關(guān)系上不一致（不匹配、輯定義和時序關(guān)系上不一致（不匹配、不協(xié)調(diào)）不協(xié)調(diào)）n工作速度不兼容工作速度不兼容數(shù)據(jù)緩沖數(shù)據(jù)緩沖n提高提高CPU效率，避免效率，避免CPU窮于應(yīng)付與外窮于應(yīng)付與外設(shè)打交道設(shè)打交道n外設(shè)發(fā)展不依賴于外設(shè)發(fā)展不依賴于CPU，而由接口完成，而由接口完成兩者之間的匹配兩者之間的匹配身心健康身心健康111n執(zhí)行執(zhí)行CPU命令：命令：命令口命令口n返回外設(shè)

47、狀態(tài)：返回外設(shè)狀態(tài)：狀態(tài)口狀態(tài)口n數(shù)據(jù)緩沖：數(shù)據(jù)緩沖：數(shù)據(jù)口數(shù)據(jù)口n解決連接的不匹配、不協(xié)調(diào)解決連接的不匹配、不協(xié)調(diào)n速度速度數(shù)據(jù)緩沖數(shù)據(jù)緩沖n信號電平信號電平信號電平轉(zhuǎn)換電路信號電平轉(zhuǎn)換電路n信號格式信號格式信息轉(zhuǎn)換邏輯（數(shù)據(jù)寬度與格式）信息轉(zhuǎn)換邏輯（數(shù)據(jù)寬度與格式）n時序時序時序控制電路時序控制電路n多端口、多連接多端口、多連接地址譯碼（設(shè)備選擇）地址譯碼（設(shè)備選擇）身心健康身心健康112n硬件電路硬件電路n基本邏輯電路基本邏輯電路核心電路核心電路 命令、狀態(tài)、數(shù)據(jù)緩沖寄存器命令、狀態(tài)、數(shù)據(jù)緩沖寄存器n端口地址譯碼端口地址譯碼不可缺少不可缺少n其它其它供選電路供選電路 中斷、中斷、DMA、

48、定時、定時/計數(shù)、串行、計數(shù)、串行、D/A或或A/D等等身心健康身心健康113n軟件編程軟件編程n初始化程序段初始化程序段基本部分基本部分 芯片的工作方式、初始條件等芯片的工作方式、初始條件等n傳送方式程序段傳送方式程序段與數(shù)據(jù)傳送有關(guān)與數(shù)據(jù)傳送有關(guān)n主控程序段主控程序段接口的主要任務(wù)接口的主要任務(wù) 例如數(shù)據(jù)采集程序段，包括發(fā)啟動轉(zhuǎn)換信號、例如數(shù)據(jù)采集程序段，包括發(fā)啟動轉(zhuǎn)換信號、查轉(zhuǎn)換結(jié)束信號、讀數(shù)據(jù)以及存數(shù)據(jù)內(nèi)容查轉(zhuǎn)換結(jié)束信號、讀數(shù)據(jù)以及存數(shù)據(jù)內(nèi)容n程序終止與退出程序段程序終止與退出程序段保護硬件保護硬件n其它程序段其它程序段輔助輔助 人機對話、菜單設(shè)計等人機對話、菜單設(shè)計等身心健康身心健康

49、114nI/O接口與外設(shè)交互三種信息接口與外設(shè)交互三種信息n數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)信息n控制信息控制信息n狀態(tài)信息狀態(tài)信息n均通過均通過DBnCPU同外設(shè)之間的信息傳遞，實質(zhì)上是同外設(shè)之間的信息傳遞，實質(zhì)上是對端口進行讀對端口進行讀/寫操作寫操作身心健康身心健康115n固定式結(jié)構(gòu)固定式結(jié)構(gòu)簡單簡單I/O接口電路接口電路n由簡單組合電路構(gòu)成的由簡單組合電路構(gòu)成的I/O接口電路接口電路n按需求構(gòu)成按需求構(gòu)成,不可改變不可改變n半固定式結(jié)構(gòu)半固定式結(jié)構(gòu)n使用使用GAL或或PAL器件器件n邏輯表達式的功能和工作方式根據(jù)需要邏輯表達式的功能和工作方式根據(jù)需要可以改變可以改變n一旦燒入，邏輯表達式即固定一旦燒入，邏

50、輯表達式即固定身心健康身心健康116n可編程結(jié)構(gòu)可編程結(jié)構(gòu)n使用專用可編程使用專用可編程I/O接口芯片接口芯片n具有內(nèi)部寄存器具有內(nèi)部寄存器(方式、狀態(tài)、數(shù)據(jù)方式、狀態(tài)、數(shù)據(jù))n由程序設(shè)置由程序設(shè)置(改變改變)其工作方式其工作方式n智能型結(jié)構(gòu)智能型結(jié)構(gòu)n使用專用使用專用I/O處理器或通用單片機處理器或通用單片機n完成外設(shè)的全部管理功能完成外設(shè)的全部管理功能身心健康身心健康117 本節(jié)扼要地介紹了三種常用的簡單本節(jié)扼要地介紹了三種常用的簡單輸入輸入/輸出接口電路，即鎖存器輸出接口電路，即鎖存器74LS37374LS373、緩沖器緩沖器74LS24474LS244和數(shù)據(jù)收發(fā)器和數(shù)據(jù)收發(fā)器74LS2

51、4574LS245的工的工作特性和應(yīng)用。通過學習這三種最常用的作特性和應(yīng)用。通過學習這三種最常用的簡單輸入簡單輸入/輸出接口電路，理解輸出接口電路，理解CPUCPU與外設(shè)與外設(shè)傳送信息的工作原理、硬件設(shè)置和軟件編傳送信息的工作原理、硬件設(shè)置和軟件編制。制。身心健康身心健康118身心健康身心健康119連接連接8 8個開關(guān)的基本輸入接口個開關(guān)的基本輸入接口10KSEL161514131211109248613111517432561871912A42A32A11A31A41A21A11Y12A21G2G1Y31Y21Y51Y41Y61Y71Y8141618912753U174ALS24412345

52、678VCC161514131211109身心健康身心健康120身心健康身心健康121連接連接8 8個個LEDLED的基本輸出的基本輸出接口接口SELSEL330330D0D0Q0Q0Q1Q1Q2Q2Q3Q3Q4Q4Q5Q5Q6Q6Q7Q7D4D4D5D5D6D6D7D7D3D3D2D2D1D1DATADATABUSBUS7474ALS374ALS374U1U1OCOCCLKCLK2 23 34 47 75 56 69 98 812121515161619191313141417171818+5+5V V1 11111身心健康身心健康122身心健康身心健康123 主要介紹微機系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳送的幾

53、種主要介紹微機系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳送的幾種控制方式（程序控制方式、直接存儲器存控制方式（程序控制方式、直接存儲器存取方式、取方式、I/OI/O通道控制方式），對于程序控通道控制方式），對于程序控制的三種方式（無條件傳送、查詢傳送和制的三種方式（無條件傳送、查詢傳送和中斷傳送），本章主要學習無條件傳送和中斷傳送），本章主要學習無條件傳送和查詢傳送工作原理、硬件設(shè)置和軟件編制。查詢傳送工作原理、硬件設(shè)置和軟件編制。中斷傳送方式將在第五章重點講述。數(shù)據(jù)中斷傳送方式將在第五章重點講述。數(shù)據(jù)傳送傳送還有還有I/OI/O處理機方式。處理機方式。身心健康身心健康124n程序控制方式程序控制方式n無條件傳送方式無條件

54、傳送方式n條件傳送方式（查詢方式）條件傳送方式（查詢方式）n中斷方式中斷方式中斷申請、響應(yīng)、服務(wù)、返回中斷申請、響應(yīng)、服務(wù)、返回nDMA方式方式直接存儲器存取直接存儲器存取n需需DMA控制器的介入控制器的介入n數(shù)據(jù)的傳送不經(jīng)過數(shù)據(jù)的傳送不經(jīng)過CPU nI/O處理機方式處理機方式身心健康身心健康125n外設(shè)總是準備好外設(shè)總是準備好n輸入輸入數(shù)據(jù)已經(jīng)準備好數(shù)據(jù)已經(jīng)準備好n輸出輸出已準備好接收已準備好接收n只有數(shù)據(jù)，沒有狀態(tài)只有數(shù)據(jù)，沒有狀態(tài)n同步方式同步方式n不需要過多的程序處理，在需要與外設(shè)不需要過多的程序處理，在需要與外設(shè)交換信息時，隨時訪問交換信息時，隨時訪問I/O端口端口身心健康身心健康1

55、26身心健康身心健康127身心健康身心健康128n查詢傳送方式查詢傳送方式n查詢外設(shè)的狀態(tài)信息查詢外設(shè)的狀態(tài)信息n輸入輸入數(shù)據(jù)已準備好數(shù)據(jù)已準備好n輸出輸出接收裝置已準備好接收裝置已準備好n狀態(tài)端口、數(shù)據(jù)端狀態(tài)端口、數(shù)據(jù)端口口身心健康身心健康129n輸入輸入身心健康身心健康130身心健康身心健康131n輸出輸出身心健康身心健康132身心健康身心健康133n需要訪問外設(shè)時，允許相應(yīng)的中斷，需要訪問外設(shè)時，允許相應(yīng)的中斷，當期望的狀態(tài)到達時，產(chǎn)生中斷請求當期望的狀態(tài)到達時，產(chǎn)生中斷請求n充分利用充分利用CPU的資源，提高效率的資源，提高效率n常用于高速常用于高速CPU與低速外設(shè)之間的數(shù)與低速外設(shè)之

56、間的數(shù)據(jù)交換據(jù)交換身心健康身心健康134nDMA可以撇開可以撇開CPU實現(xiàn)直接的數(shù)據(jù)實現(xiàn)直接的數(shù)據(jù)傳送，但無法單獨實現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理傳送，但無法單獨實現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理n建立獨立的處理機制，單獨處理建立獨立的處理機制，單獨處理I/O數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)n例：智能串行接口卡例：智能串行接口卡身心健康身心健康135 理解理解DMADMA控制方式的基本概念及其控制方式的基本概念及其特點、特點、DMADMA傳送過程。針對具體的高性能傳送過程。針對具體的高性能可編程可編程DMADMA控制器控制器8237A8237A，主要了解其性，主要了解其性能以及能以及DMADMA操作和傳送類型。操作和傳送類型。身心健康身心健康136n直接

57、存儲器方式直接存儲器方式n不必通過不必通過CPU的中轉(zhuǎn)（的中轉(zhuǎn)（IN/OUT指令均通指令均通過過AL/AX），而直接在），而直接在I/O接口與存儲器接口與存儲器之間進行傳遞（之間進行傳遞（搶占總線搶占總線）n需要需要DMA控制器的介入控制器的介入n適用于大量數(shù)據(jù)的交換適用于大量數(shù)據(jù)的交換身心健康身心健康137身心健康身心健康139 中斷傳送是最常用和有效的輸入輸出控制中斷傳送是最常用和有效的輸入輸出控制方式方式,特別是在處理一些緊急事件時，中斷特特別是在處理一些緊急事件時，中斷特別有效。本章主要介紹有關(guān)中斷的基本知識，別有效。本章主要介紹有關(guān)中斷的基本知識，例如中斷和中斷源、中斷處理過程、中斷

58、優(yōu)先例如中斷和中斷源、中斷處理過程、中斷優(yōu)先權(quán)和中斷嵌套等。重點掌握權(quán)和中斷嵌套等。重點掌握8086/8088PC機機中斷系統(tǒng)、中斷分類、中斷響應(yīng)的工作過程以中斷系統(tǒng)、中斷分類、中斷響應(yīng)的工作過程以及中斷程序設(shè)計，同時要求掌握可編程中斷控及中斷程序設(shè)計，同時要求掌握可編程中斷控制器制器8259A的特性、結(jié)構(gòu)和工作原理。的特性、結(jié)構(gòu)和工作原理。身心健康身心健康140 難點是難點是8086/8088PC機的中斷機的中斷機制，中斷向量與中斷向量表、中斷類機制，中斷向量與中斷向量表、中斷類型號與中斷向量指針等在中斷工作過程型號與中斷向量指針等在中斷工作過程的作用。的作用。身心健康身心健康141 在計算

59、機系統(tǒng)中，中斷的例子很多。在計算機系統(tǒng)中，中斷的例子很多。中斷作為傳送數(shù)據(jù)和處理一些緊急事件中斷作為傳送數(shù)據(jù)和處理一些緊急事件最常用和有效的控制方式最常用和有效的控制方式,在學習時要求在學習時要求掌握有關(guān)中斷的基本概念，主要包括中掌握有關(guān)中斷的基本概念，主要包括中斷和中斷源、中斷系統(tǒng)的功能、中斷屏斷和中斷源、中斷系統(tǒng)的功能、中斷屏蔽、中斷優(yōu)先級排隊和中斷的嵌套，特蔽、中斷優(yōu)先級排隊和中斷的嵌套，特別是中斷處理過程中的現(xiàn)場保護和斷點別是中斷處理過程中的現(xiàn)場保護和斷點保護、開中斷和關(guān)中斷時機的選擇、中保護、開中斷和關(guān)中斷時機的選擇、中斷識別等。斷識別等。身心健康身心健康142n是一個由是一個由中斷

60、源中斷源激發(fā)的過程，它打斷激發(fā)的過程，它打斷正在執(zhí)行的程序。正在執(zhí)行的程序。nCPUCPU在正常運行程序時，由于程序的預在正常運行程序時，由于程序的預先安排或計算機內(nèi)外部事件，引起先安排或計算機內(nèi)外部事件，引起CPUCPU中斷正在運行的程序，而轉(zhuǎn)到為預先中斷正在運行的程序，而轉(zhuǎn)到為預先安排的事件或內(nèi)外部事件服務(wù)的程序安排的事件或內(nèi)外部事件服務(wù)的程序中去。中去。身心健康身心健康143n當當CPU正常運行程序時，正常運行程序時，由于由于內(nèi)部事件內(nèi)部事件或外設(shè)請求或外設(shè)請求(隨機的隨機的)，引起，引起CPU暫時暫時中止中止正在運行的程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行發(fā)出請求的正在運行的程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行發(fā)出請求的外設(shè)（或內(nèi)

61、部事件）的服務(wù)子程序，待外設(shè)（或內(nèi)部事件）的服務(wù)子程序，待該服務(wù)程序執(zhí)行完畢，再返回被中止的該服務(wù)程序執(zhí)行完畢，再返回被中止的程序，這一過程稱為程序，這一過程稱為。身心健康身心健康144中斷中斷斷點斷點IRET中斷服務(wù)子程序中斷服務(wù)子程序主程序主程序身心健康身心健康145n條件方式（條件方式（：占用：占用CPU時間；時間；n無條件方式無條件方式：固定的時序，外設(shè)必須處：固定的時序，外設(shè)必須處于于“就緒就緒”狀態(tài)。狀態(tài)。身心健康身心健康146n中斷原先是用于對中斷原先是用于對緊急事件緊急事件的處理的處理n中斷方式的優(yōu)點：中斷方式的優(yōu)點：n中斷傳送可以和中斷傳送可以和CPU并行工作并行工作身心健康

62、身心健康147n實時處理實時處理n在計算機用于工業(yè)控制時，由于很多控制參在計算機用于工業(yè)控制時，由于很多控制參數(shù)發(fā)生變化的頻率很高，計算機要及時地獲數(shù)發(fā)生變化的頻率很高，計算機要及時地獲得它們的變化情況。當有關(guān)參數(shù)發(fā)生變化時，得它們的變化情況。當有關(guān)參數(shù)發(fā)生變化時，外部設(shè)備則向計算機發(fā)出中斷請求信號，要外部設(shè)備則向計算機發(fā)出中斷請求信號，要求計算機進行處理，從而達到實時數(shù)據(jù)處理求計算機進行處理，從而達到實時數(shù)據(jù)處理的目的。的目的。身心健康身心健康148n故障處理故障處理n在計算機運行時，往往會發(fā)生一些無法事先在計算機運行時，往往會發(fā)生一些無法事先預料到的故障，如電源、內(nèi)存或運算溢出等。預料到的

63、故障，如電源、內(nèi)存或運算溢出等。當這些故障出現(xiàn)時，故障源向當這些故障出現(xiàn)時，故障源向CPUCPU發(fā)出中斷發(fā)出中斷請求，請求，CPUCPU對故障進行自動處理。對故障進行自動處理。身心健康身心健康149n同步操作同步操作n在很多計算機系統(tǒng)中，外設(shè)與在很多計算機系統(tǒng)中，外設(shè)與CPU經(jīng)常同時工作。經(jīng)常同時工作。由于外設(shè)的工作速度較慢，所以由于外設(shè)的工作速度較慢，所以CPU啟動外設(shè)后，啟動外設(shè)后，繼續(xù)運行其它程序，而這時外設(shè)也進行數(shù)據(jù)的準繼續(xù)運行其它程序，而這時外設(shè)也進行數(shù)據(jù)的準備工作。當外設(shè)將數(shù)據(jù)準備完畢后，向備工作。當外設(shè)將數(shù)據(jù)準備完畢后，向CPU發(fā)出發(fā)出中斷請求，中斷請求，CPU暫停當前工作，進行

64、相應(yīng)的數(shù)據(jù)暫停當前工作，進行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理工作。處理工作。身心健康身心健康150n中斷源中斷源n引起中斷的事件引起中斷的事件n內(nèi)部中斷（片內(nèi)內(nèi)部中斷（片內(nèi)/程序）程序）n外部中斷（片外）外部中斷（片外）n中斷響應(yīng)中斷響應(yīng)nCPU對中斷的響應(yīng)（處理）對中斷的響應(yīng)（處理）n并不是有求必應(yīng)并不是有求必應(yīng)n在一定時刻、滿足一定條件，才能響應(yīng)之在一定時刻、滿足一定條件，才能響應(yīng)之身心健康身心健康151n中斷向量表中斷向量表n中斷服務(wù)子程序入口地址的地址表（中斷服務(wù)子程序入口地址的地址表（類類似于跳轉(zhuǎn)表似于跳轉(zhuǎn)表）n中斷優(yōu)先級中斷優(yōu)先級n多個中斷源之間的輕重緩急多個中斷源之間的輕重緩急n高級中斷高級中斷/

65、低級中斷低級中斷n中斷屏蔽中斷屏蔽n使得使得CPU無法感知相關(guān)中斷請求的機制無法感知相關(guān)中斷請求的機制身心健康身心健康152 8086/8088 8086/8088的中斷系統(tǒng)非常巧妙，每個中斷都的中斷系統(tǒng)非常巧妙，每個中斷都有一個，以供有一個，以供CPUCPU進行識別，進行識別，8086/80888086/8088中最多能中最多能處理處理256256中不同的中斷類型。中斷可以由來自外部中不同的中斷類型。中斷可以由來自外部的事件產(chǎn)生的兩種硬中斷：不可屏蔽中斷的事件產(chǎn)生的兩種硬中斷：不可屏蔽中斷NMINMI及可及可屏蔽中斷屏蔽中斷INTRINTR，即外部中斷是由外部設(shè)備從，即外部中斷是由外部設(shè)備從

66、8086/80888086/8088的兩條中斷信號線（的兩條中斷信號線（INTRINTR和和NMINMI）隨機）隨機性輸入提出的中斷申請。內(nèi)部中斷是通過軟件調(diào)性輸入提出的中斷申請。內(nèi)部中斷是通過軟件調(diào)用的不可屏蔽中斷，軟中斷有用的不可屏蔽中斷，軟中斷有ROM-BIOSROM-BIOS中斷、中斷、DOSDOS中斷和未定義自由中斷。重點掌握中斷和未定義自由中斷。重點掌握8086/8088 PC8086/8088 PC機的中斷機制，通過學習中斷向量表、中斷類型機的中斷機制，通過學習中斷向量表、中斷類型號與中斷向量指針之間的關(guān)系，理解記憶中斷處號與中斷向量指針之間的關(guān)系，理解記憶中斷處理過程。理過程。身心健康身心健康153身心健康身心健康154n8086/8088系統(tǒng)可容納系統(tǒng)可容納256種（個）不種（個）不同的中斷同的中斷n外部中斷（硬件中斷）外部中斷（硬件中斷）n不可屏蔽中斷（不可屏蔽中斷（NMI）n可屏蔽中斷（可屏蔽中斷（INTR）n內(nèi)部中斷（軟件中斷）內(nèi)部中斷（軟件中斷）nINT指令指令nCPU出錯出錯n調(diào)試調(diào)試身心健康身心健康155nCPU必須必須響應(yīng)，不受響應(yīng)，不受IF的限制的限制