具有基本输入输出功能的总线接口
TD-CMA计算机组成原理与系统结构教学实验系统
TD-CMA计算机组成原理与系统结构教学实验系统价格：3980元TD-CMA计算机组成原理与系统结构教学实验系统是西安唐都科教仪器公司推出的新一代计算机组成原理与系统结构教学的实验设备，该系统与以往的产品相比，主要优点有：．采用了更为先进的计算机部件电路单元，以及更为先进的计算机整机结构设计。
．从部件到整机实验都配有数据通路图实时动态图形调试界面，且都具有单拍、单周期、连续等调试功能；通路图的调试过程也具有保存和回放功能，具有更为优秀的示教效果。
．采用VHDL语言、MAXII系列CPLD器件、以及QuartusII工具来开展设计性的实验，具有更好的实用价值。
．更为灵活、更为实用的时序发生电路和本地操作台设计。
．先进和完善的系统监测和保护电路设计，使实验平台更易于维护和使用。
一、系统的功能和特点1．先进丰富的课程内容使用实时动态图形调试实验方法，进行计算机组成原理的实验教学，比以往各种实验设备增加了并行运算器、Cache高速缓存、CPU设计、外总线接口设计、中断、DMA等实验内容，并可开展CISC、RISC、重叠、流水、超标量等先进计算机系统结构的设计和实验研究。
2．先进设计方法和开发工具采用VHDL语言、ALTREA公司最新MAXII系列CPLD器件和先进设计开发工具QUARTUS II来开展设计性的实验，具有更好的实用价值。
3．先进的实时动态图形调试方式系统为各计算机部件（运算器、存储器、控制器）分别提供了实时动态图形调试工具，使得学生可以轻松了解复杂部件的内部结构和操作方法，并可实时跟踪部件的工作状态。
在模型计算机整机调试的图形调试工具方面，系统除提供数据通路图、微程序流程图二种图形调试方式外，还增加了交互式微程序自动生成和当前微指令功能的模拟、系统调试过程的保存及回放等多种先进和实用的调试功能，这些图形调试方式及功能使得实验过程更为形象直观，好教好学，具有更为优秀的示教效果。
4．先进的运算器部件运算器部件由一片CPLD来实现，内含算术、逻辑和移位三个运算部件，其中移位运算采用桶形移位器，各部件独立并行工作，体现了主流运算器设计思想。
CMA用户手册0515
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西安唐都科教仪器开发有限责任公司，1999-2008(C)，All right reserved.TD-CMA实验系统用户手册©版权所有非经许可严禁复制技术支持邮箱：tangdukejiao@唐都公司网址：/目录第1章TD-CMA系统概述 (1)1.1 系统功能及特点 (1)1.2 系统构成 (3)1.3 系统主要实验项目 (4)第2章TD-CMA系统的配臵与安装 (5)2.1 系统配臵 (5)2.2 系统的安装 (6)第3章TD-CMA系统硬件环境 (7)3.1 系统硬件布局图 (7)3.2 系统电源 (7)3.3 系统实验单元电路 (8)3.4 注意事项 (21)第4章TD-CMA系统集成操作软件 (22)4.1 与PC联机说明 (22)4.2 软件操作说明 (22)第5章TD-CMA系统检测功能说明 (32)第6章TD-CMA系统常见故障的分析及处理 (34)附录1 微程序流图编程方法 (35)1第1章 TD-CMA 系统概述TD-CMA 教学实验系统是西安唐都科教仪器公司2008年推出的新一代计算机组成原理与系统结构教学的实验设备，该设备可使学生通过实验来更有效的理解并掌握计算机的构成，为进一步开展具有实用价值的计算机系统的设计打下良好的基础。
1.1 系统功能及特点1．先进丰富的课程内容使用实时动态图形调试实验方法，进行计算机组成原理的实验教学，比以往各种实验设备增加了并行运算器、Cache 高速缓存、CPU 设计、外总线接口设计、中断、DMA 等实验内容，并可开展CISC 、RISC 、重叠、流水等先进计算机系统结构的设计和实验研究。
2．先进设计方法和开发工具采用VHDL 语言、ALTREA 公司最新MAXII 系列CPLD 和先进设计开发工具QUARTUS II 来开展设计性的实验，具有更好的实用价值。
输入输出接口
可以在一些专业级视频工作站/编辑卡专业级视频设备或高档影碟机等家电上看到有YUV YCbCr Y/B-Y/B-Y 等标记的接口标识，虽然其标记方法和接头外形各异但都是指的同一种接口色差端口(也称分量视频接口)。它通 常采用YPbPr和YCbCr两种标识，前者表示逐行扫描色差输出，后者表示隔行扫描色差输出。由上述关系可知，我 们只需知道Y Cr Cb的值就能够得到G的值(即第四个等式不是必要的)，所以在视频输出和颜色处理过程中就统一 忽略绿色差Cg而只保留Y Cr Cb，这便是色差输出的基本定义。作为S-Video的进阶产品色差输出将S-Video传输 的色度信号C分解为色差Cr和Cb，这样就避免了两路色差混合解码并再次分离的过程，也保持了色度通道的最大 带宽，只需要经过反矩阵解码电路就可以还原为RGB三原色信号而成像，这就最大限度地缩短了视频源到显示器 成像之间的视频信号通道，避免了因繁琐的传输过程所带来的图像失真，所以色差输出的接口方式是各种视频输 出接口中最好的一种。
S-Video(S端子，Separate Video)，S端子也叫二分量视频接口，一般采用五线接头，它是用来将亮度和色 度分离输出的设备，主要功能是为了克服视频节目复合输出时的亮度跟色度的互相干扰。S端子的亮度和色度分离 输出可以提高画面质量，可以将电脑屏幕上显示的内容非常清晰地输出到投影仪之类的显示设备上。
DVI数字端子比标准VGA端子信号要好，数字接口保证了全部内容采用数字格式传输，保证了主机到监视器的 传输过程中数据的完整性（无干扰信号引入），可以得到更清晰的图像。
（RCA）接口
也称AV接口，通常都是成对的白色的音频接口和黄色的视频接口，它通常采用RCA(俗称莲花头)进行连接， 使用时只需要将带莲花头的标准AV线缆与相应接口连接起来即可。AV接口实现了音频和视频的分离传输，这就避 免了因为音/视频混合干扰而导致的图像质量下降，但由于AV接口传输的仍然是一种亮度/色度(Y/C)混合的视频 信号，仍然需要显示设备对其进行亮/色分离和色度解码才能成像，这种先混合再分离的过程必然会造成色彩信号 的损失，色度信号和亮度信号也会有很大的机会相互干扰从而影响最终输出的图像质量。AV还具有一定生命力， 但由于它本身Y/C混合这一不可克服的缺点因此无法在一些追求视觉极限的场合中使用。
微机原理及接口技术
2. 什么是机器码？什么是真值？解：把符号数值化的数码称为机器数或机器码，原来的数值叫做机器数的真值。
3. 8位和16位二进制数的原码 、补码和反码可表示的数的范围分别是多少？ 解：原码（-127~+127）、（-32767~+32767）补码 (-128~+127）、（-32768~+32767） 反码（-127~+127）、（-32767~+32767）4.一般来说，其内部基本结构大都由 算数逻辑单元、控制单元、寄存器阵列、总线和总线缓冲器 四个部分组成。
高性能微处理器内部还有指令预取部件、地址形成部件、指令译码部件和存储器管理部件等。
二 1.总线接口单元BIU （Bus Interface Unit ）包括段寄存器、指令指针寄存器、20位地址加法寄存器和先入先出的指令队列、总线控制逻辑。
负责与存储器、I/O 设备传送数据，即BIU 管理在存储器中获取程序和数据的实际处理过程。
20位地址加法器将16位段地址和16位偏移量相加，产生20位物理地址。
总线控制逻辑产生总线控制信号对存贮器和I/O 端口进行控制。
IP 指针由BIU 自动修改，平时IP 内存储下条要取指令的偏移地址；遇到跳转指令后，8086将IP 压栈，并调整其内容为下条要执行指令地址。
2.执行单元EU （Execution Unit ）包括ALU 、状态标志寄存器、通用寄存器、暂存器、队列控制逻辑与时序控制逻辑等。
负责指令的执行。
将指令译码并利用内部的ALU 和寄存器对其进行所需的处理。
3.EU 和BIU 的动作管理—流水线技术原则控制器运算器 寄存器输入/输出接口存储器 CPU主机外部设备应用软件系统软件微型机软件微型机系统 微型机硬件（1）每当8086的指令队列中有2个空字节且EU 未向BIU 申请读写存储器操作时，BIU 就会自动把指令取到指令队列中。
（2）每当EU 要执行一条指令时，它会先从BIU 的指令队列前部取出指令代码，然后执行指令。
第六章输入输出接口基础(CPU与外设之间的数据传输)
§6.1 接口的基本概念
3、什么是微机接口技术？
处理微机系统与外设间联系的技术 注意其软硬结合的特点 根据应用系统的需要，使用和构造相应的接 口电路，编制配套的接口程序，支持和连接 有关的设备
§6.1 接口的基本概念
4、接口的功能
⑴对I/O端口进行寻址，对送来的片选信号进行 识别；
(2)根据读/写信号决定当前进行的是输入操作还 是输出操作，对输入输出数据进行缓冲和锁存 输出接口有锁存环节；输入接口有缓冲环节 实际的电路常见： 输出锁存缓冲环节、输入锁存缓冲环节
对接口内部寄存器的寻址。
P279
§6.2 CPU与外设之间数据的传送方式
CPU与外设之间传输数据的控制方式通常有 三种： 程序方式:
• 无条件传送方式和有条件传送方式
中断方式 DMA方式
§6.2 CPU与外设之间数据的传送方式
一、程序方式 指用输入/输出指令，来控制信息传输
的方式，是一种软件控制方式，根据程序控 制的方法不同，又可以分为无条件传送方式 和条件传送方式。
输入数据寄存器：保存外设给CPU的数据 输出数据寄存器：保存CPU给外设的数据
⑵ 状态寄存器
保存外设或接口电路的状态
⑶ 控制寄存器
保存CPU给外设或接口电路的命令
§6.1 接口的基本概念
接口电路的外部特性 主要体现在引脚上，分成两侧信号 面向CPU一侧的信号：
用于与CPU连接 主要是数据、地址和控制信号
程序不易阅读（不易分 清访存和访问外设）
00000
I/O 部分
§6.1 接口的基本概念
独立编址方式
FFFFF
优点：
I/O端口的地址空间独立
内存 空间
控制和地址译码电路相对简单 FFFF I/O
系统总线和具有基本输入输出功能的总线接口实验报告
系统总线和具有基本输入输出功能的总线接口实验报告一、实验目的1.理解总线与总线接口的概念，了解总线接口的基本输入输出功能。
2.学习使用系统总线进行数据传输的方法。
3.掌握总线接口的基本编程方法。
二、实验原理系统总线是一种计算机系统中实际存在的、能够传输信息的一组导线或卡槽。
实现计算机各个部件间数据传输的功能。
具有高速、可靠、灵活等特点。
总线接口是指计算机中各种扩展设备与主板、芯片等之间连接器的一种电路设计。
总线接口的基本输入输出功能包括数据读取、数据写入、地址读取、地址写入等。
总线接口的编程方法由物理地址访问和逻辑地址访问组成。
物理地址访问是将实际存放数据的地址传递给总线接口，逻辑地址访问是将对应的逻辑地址转化为物理地址然后传递给总线接口。
三、实验器材1.个人电脑2.跑虚拟机的电脑或实机3.开发板或仿真器4.计算机总线卡5.串行通信接口6.实验用数据、程序4.实验步骤1.准备工作(1)将开发板或仿真器连接到计算机，并进行相应的设置。
(2)将计算机总线卡插入计算机的PCI插槽中，并与开发板或仿真器之间进行连接。
(3)将串行通信接口连接至开发板或仿真器的相应引脚上。
2.完成数据传输(1)先进行地址写入和数据写入操作，以确定要传输的数据的位置和内容。
(2)再进行地址读取和数据读取操作，以读取相应位置上的数据。
(3)读取到的数据会被传输到串行通信接口，然后通过串口发送到外部设备。
(4)如果需要，可以重复进行以上操作以进行连续数据传输。
3.编写程序根据实验内容，编写相应的程序实现数据的读取和传输过程，并进行调试和优化。
5.实验结果通过本次实验，我了解了系统总线和总线接口的基本输入输出功能，并学会了总线接口的编程方法。
同时，我也掌握了数据传输的方法，能够熟练地进行数据的读写操作，并能够编写相应的程序进行调试和优化。
6.实验总结通过本次实验，我对系统总线和总线接口的概念有了更深刻的理解，也学会了一些实际应用的技巧。
第六章 IO接口和总线
1、缓冲器 74LS244
单路基本组成：
真值表 A
B
G#
0
A
1
B
1
0 G
1
0
高阻
0
状态
1A1 1A2
/1G 1A1 2Y4 1A2 2Y3 1A3 2Y2 1A4 2Y1 GND
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1Y1 1Y2 1Y3 1Y4 2Y1 2Y2 2Y3 2Y4
244
20 19 18 17 16 15 14 13 12 11
需要输入设备送入信息，输出设备送出结果，这些输 入输出设备被称为外设。
通信：计算机（CPU）与外设间的数据、状态和控制
命令的交换过程统称为通信。
2、CPU与外设直接通信存在的问题 速度不匹配（CPU快，外设慢） 信号电平不匹配 （CPU使用TTL电平，外设多为机电设备） 信号格式不匹配 （CPU总线上为并行数字量，而外设有串行模拟量等） 时序不匹配 解决方案： 用I/O接口：把外设连接到CPU总线上的一组逻辑电 路的总称。用于协调外设与主机之间的信息交换。
2、译码的常用方法
线选法
利用一根地址线，产生指定的端口地址的选择信号。
A7
PORT1
当A7=1,选中PORT1，地址可为80H 当A6=1,选中PORT2，地址可为40H 当A5=1,选中PORT3，地址可为20H
A6
PORT2
对于PORT1，地址为81H，82H，83H
等仍可选中。
A5
PORT3
无条件输出电路例子 例：假设该端口号为
0# D0
80H，要想让0、2、4、
6号灯亮，如何编写
D1
1D 2D
微机原理与接口技术(第四版)课后习题答案
第1章微型电脑系统①处理器每个单位时间可以处理的二进制数据位数称电脑字长。
②总线信号分成三组，分别是数据总线、地址总线和控制总线。
③PC机主存采用DRAM组成。
④高速缓冲存储器Cache是处理器与主存之间速度很快但容量较小的存储器。
⑤ROM-BIOS是“基本输入输出系统”，操作系统通过对BIOS的调用驱动各硬件设备，用户也可以在应用程序中调用BIOS中的许多功能。
⑥中断是CPU正常执行程序的流程被某种原因打断、并暂时停止，转向执行事先安排好的一段处理程序，待该处理程序结束后仍返回被中断的指令继续执行的过程。
⑦主板芯片组是主板的核心部件，它提供主板上的关键逻辑电路。
⑧MASM是微软开发的宏汇编程序。
⑨指令的处理过程。
处理器的“取指—译码—执行周期”是指处理器从主存储器读取指令〔简称取指〕，翻译指令代码的功能〔简称译码〕，然后执行指令所规定的操作〔简称执行〕的过程。
⑩机器语言层，即指令集结构。
〔学生很多认为是：汇编语言层。
前4章主要涉及汇编语言，但本书还有很多处理器原理等内容〕〔习题1.3〕填空题①Central Processing Unit，中央处理单元，处理器②1MB，4GB③216，64KB④EXE，COM⑤Instruction Set Architecture⑥目录⑦MMX，SSE3⑧64⑨IBM，DOS⑩PCI〔习题1.4〕说明微型电脑系统的硬件组成及各部分作用。
〔解答〕CPU：CPU也称处理器，是微机的核心。
它采用大规模集成电路芯片，芯片内集成了控制器、运算器和假设干高速存储单元〔即寄存器〕。
处理器及其支持电路构成了微机系统的控制中心，对系统的各个部件进行统一的协调和控制。
存储器：存储器是存放程序和数据的部件。
外部设备：外部设备是指可与微机进行交互的输入〔Input〕设备和输出〔Output〕设备，也称I/O设备。
I/O设备通过I/O接口与主机连接。
总线：互连各个部件的共用通道，主要含数据总线、地址总线和控制总线信号。
第六章_基本输入输出接口技术
20
6.3 CPU与外设之间的数据传送方式
[例] 设状态端口地址为086H，数据端口地址为084H，外 设忙碌D7=1，请用查询方式写出CPU从存储器缓冲区 Buffer送出1KB的数据给外设的程序段。 LEA SI , Buffer ；取Buffer的有效地址送SI MOV CX , 1000 ；循环次数 W1: MOV DX, 086H ；状态端口地址送DX W2: IN AL , DX ；从状态端口读入状态信息 AND AL，80H ； BUSY=0? JNZ W2 ； BUSY=1，返回继续查询 MOV AL,[SI] ； BUSY=0，取数据 MOV DX, 084H ；数据端口地址送DX OUT DX,AL ；数据输出到数据端口 INC SI ；SI指向下一个字节数据 LOOP W1 ；CX-1送CX≠0，循环 HLT ；CX=0，传送结束
FFFFF
内存 空间 I/O 空间
10
§6-2 I/O端口的编址与访问
二、 I/O端口地址的译码方法：
I/O端口地址译码的一般原则是：把CPU用于I/O端口寻址 的地址线分为高位地址线和低位地址线两部分：
将低位地址线直接连到I/O接口芯片的相应地址引脚， 实现片内寻址，即选中片内的端口。 将高位地址线与CPU的控制信号组合，经地址译码电 路产生I/O接口芯片的片选信号。 常见的译码器： 2/4线译码器74LS139 3/8线译码器74LS138
返回断点
6.3 CPU与外设之间的数据传送方式
关于中断的几点说明：
采用中断的数据传送方式时，外设处于主动申请地 位，CPU配合进行数据传送；CPU不必反复去查询 外设的状态，而是可以与外设“并行工作”，因此 提高了CPU的工作效率，并且更具有实时性。
计算机用连接器
计算机用连接器计算机连接器是一种用于连接各种设备和部件的电子组件。
它们起着桥梁的作用，使得计算机内部的不同部件能够互相通信和传输数据。
连接器的种类繁多，每一种连接器都有其特定的功能和用途。
一、USB连接器USB（通用串行总线）是一种普遍使用的连接器类型，它是连接外部设备和计算机之间的主要接口之一。
USB连接器具有热插拔功能，它可以连接设备，如鼠标、键盘、打印机、摄像头等，方便用户进行数据传输和设备控制。
USB连接器还可以通过高速传输数据，例如，USB 2.0允许最高传输速度达到480Mbps，而USB 3.0可以达到5Gbps。
二、HDMI连接器HDMI（高清多媒体接口）是一种数字音视频接口，用于将计算机或其他设备连接到高清电视、显示器或投影仪上。
HDMI连接器可以提供高质量的音频和视频传输，支持多通道音频和高分辨率图像。
由于其广泛的使用和兼容性，HDMI连接器已成为家庭影音娱乐系统和电脑游戏等领域的标准接口。
三、VGA连接器VGA（视频图形阵列）连接器是一种模拟视频连接器，常用于连接计算机和显示器之间的视频传输。
尽管VGA连接器在数字化时代逐渐被替代，但它仍然广泛应用于老旧的计算机和显示设备。
VGA连接器通常以蓝色的15针D形接头为特征，它可以传输分辨率为640x480至1920x1080的图像信号。
四、RJ45连接器RJ45连接器是用于计算机网络的最常见的连接器之一。
它是一种8针的连接器，通常用于连接计算机、路由器、交换机和调制解调器等网络设备。
RJ45连接器支持以太网标准，可以传输数据信号和网络协议，如TCP/IP。
由于其稳定性和易用性，RJ45连接器成为了家庭和办公网络中的标配。
五、音频连接器音频连接器用于连接计算机和音频设备，如扬声器、麦克风和耳机。
常见的音频连接器类型包括3.5mm耳机插孔和RCA插孔。
3.5mm耳机插孔通常用于连接耳机或扬声器，而RCA插孔则常用于连接音响系统和家庭影院设备。
输入输出接口电路
输入输出接口技术第一节接口技术的基本概念一、接口的概念和功能二、接口电路的典型结构三、接口功能第二节I/O端口的编址和译码一、I/O端口的编址方式二、输入/输出指令三、I/O端口的译码第三节CPU与外设间的数据传送方式一、无条件传送方式二、条件传送方式三、中断传送方式四、DMA传送方式一、接口的概念和功能1 接口：指CPU与存储器和外设之间通过总线进行连接的电路部分，是CPU与外界进行信息交换的中转站。
为什么要在CPU与外设之间设置接口电路？其一，CPU与外设两者的信号线不兼容，在信号线功能定义、逻辑定义和时序关系上都不一致；其二，两者的工作速度不兼容，CPU速度高，外设速度低； 其三，若不通过接口，而由CPU直接对外设的操作实施控制，就会使CPU处于穷于应付与外设打交道之中，大大降低CPU的效率；其四，若外部设备直接由CPU控制，也会使外设的硬件结构依赖于CPU，对外设本身的发展不利。
因此，有必要设置接口电路，以便协调CPU与外设两者的工作，提高CPU的效率，并有利于外设按自身的规律发展。
2 接口技术：是研究CPU如何与外部世界进行最佳耦合与匹配，实现双方高效、可靠地交换信息的一门技术，是软件、硬件结合的体现，是微机应用的关键。
微机接口技术综合性很强，所涉及的知识面很宽，包括微机原理、汇编语言（或高级语言）程序设计、电子技术、自控原理以及通信技术等多门课程的基础理论和专业知识。
3.接口技术在微机应用中的作用微机应用系统的研究和微机化产品的开发，从硬件角度来讲，就是接口电路的研究和开发，接口技术已成为直接影响微机系统的功能和微机推广应用的关键。
微机的应用是随着外部设备的不断更新和接口技术的发展而深入到各个领域的。
1从编程角度看，接口内部主要包括一个或多个CPU可以进行读/写操作的寄存器，又称为I/O端口。
2各I/O端口由端口地址区分。
3按存放信息的不同，I/O端口可分为三种类型数据端口：用于存放CPU与外设间传送的数据信息状态端口：用于暂存外设的状态信息控制端口：用于存放CPU对外设或接口的控制信息，控制外设或接口的工作方式。
详细介绍8086微机中常用的接口及其功能。
详细介绍8086微机中常用的接口及其功能。
1.引言1.1 概述概述：8086微机是一种十分重要的微机系统, 它以其较大的寻址能力和较高的运算速度而备受关注。
在8086微机系统中，接口是一种关键的组成部分，它们连接了微处理器和外部设备，起到了数据传输和控制信号传递的作用。
常用的接口在整个系统中起到了至关重要的作用。
本篇文章将详细介绍8086微机中常用的接口及其功能。
首先我们将简要介绍8086微机的背景和特点，然后重点关注常用的接口，包括数据总线接口、地址总线接口、控制信号接口以及其他常见的接口模块。
我们将深入探讨每种接口的功能、工作原理，并给出一些实际应用的例子。
通过本文的阅读，读者将能够全面了解8086微机中常用接口的作用和重要性，对于设计和应用8086微机系统将有更深入的理解。
此外，本文还将对接口技术的未来发展进行展望。
接下来的章节将逐一介绍8086微机中常用的接口，为读者提供更具体的知识和实践指导。
让我们一起深入探索8086微机系统的精彩世界吧！文章结构部分的内容可以包括以下几个方面：1.2 文章结构:本文将从以下几个方面对8086微机中常用的接口及其功能进行详细介绍。
2.正文部分2.1 8086微机简介：在本部分，我们将介绍8086微处理器的基本概念和特点，包括8086微处理器的基本组成、工作原理等内容。
2.2 常用的接口介绍：在本部分，我们将详细介绍8086微机中常用的接口及其功能，包括数据总线接口、地址总线接口、控制总线接口等。
对每个接口，我们将介绍其作用、特点、使用方法以及相关的示例应用。
具体而言，我们会介绍以下几个常用的接口：- 并行口（Parallel Port）：详细介绍并行口的作用、接口原理、数据传输方式以及应用场景。
- 串行口（Serial Port）：详细介绍串行口的作用、接口原理、数据传输方式以及应用场景。
- 中断控制器（Interrupt Controller）：详细介绍中断控制器的作用、接口原理、中断优先级设置以及处理方式。
四总线结构电气输出标准
四总线结构电气输出标准
四总线结构电气输出标准通常包括以下四类总线：
1. 电源总线：用于向各个电子设备提供电源，通常采用直流电源。
2. 信号总线：用于传输各种控制信号和数据信号，如数字信号和模拟信号等。
3. 接地总线：用于将各个电子设备的接地端子连接在一起，以实现可靠的接地和保护。
4. 屏蔽总线：用于连接各个电子设备的屏蔽电缆，以减少电磁干扰和信号衰减。
在四总线结构电气输出标准中，各个电子设备通过相应的总线连接在一起，形成一个完整的电气系统。
这种结构可以提供可靠的电源和信号传输，同时减少电磁干扰和信号衰减，提高整个电气系统的稳定性和可靠性。
了解电脑主板的组成和功能
了解电脑主板的组成和功能电脑主板是一款电子设备，它在电脑中扮演着至关重要的角色。
主板连接了各种硬件组件，如中央处理器（CPU）、内存、显卡和存储设备等，使它们可以相互通信和协调工作。
了解电脑主板的组成和功能，有助于我们更好地理解电脑的工作原理和提升电脑性能。
本文将介绍电脑主板的组成和各个组件的功能。
一、主板的外观和基本组成电脑主板通常是一个长方形的电路板，其表面有一系列连接插槽和插座。
主板的颜色和材质可能因制造商而异，但基本功能和组成大体相同。
1. CPU插槽：位于主板的中央位置，用于安装中央处理器（CPU）。
CPU是电脑的大脑，负责执行各种计算任务。
2. 内存插槽：位于CPU插槽附近的位置，用于安装内存条。
内存条是电脑用于存储临时数据的地方，提供给CPU快速读取和写入数据。
3. 扩展插槽：位于主板的边缘位置，用于安装显卡、网卡、声卡和其他扩展设备。
这些插槽通常是PCIe或PCI插槽。
4. SATA接口：用于连接硬盘驱动器、光驱和其他存储设备。
SATA接口提供数据传输和电源连接。
5. USB接口：用于连接外部设备，如鼠标、键盘、打印机和移动存储设备等。
6. 电源插口：用于连接电源供应器，为主板和其他组件提供电力。
二、主板的核心组件和功能主板上的核心组件包括芯片组、BIOS和电源管理。
1. 芯片组：芯片组是主板上的集成电路组成的集合，包含北桥芯片和南桥芯片。
北桥芯片连接CPU、内存和显卡等组件，南桥芯片管理磁盘驱动器、USB接口和其他外设。
2. BIOS（基本输入/输出系统）：BIOS是主板上的固件程序，负责初始化电脑硬件、进行启动自检、加载操作系统和提供基本的输入输出功能。
3. 电源管理：主板上的电源管理芯片负责供电控制和电源管理。
它监控电力需求，控制电压和功率分配，确保各个组件的利用效率。
三、主板的性能和扩展能力电脑主板的性能和扩展能力对整体系统性能至关重要。
1. 性能：主板的性能取决于芯片组、总线速度和支持的技术标准等。
几种常用的总线标准
什么是CAN总线？
CAN意为Controller Area Network的缩写，意为控制区域网络。是国际上流行的现场总线中的一种。是一种特别适合于组建互连的设备网络系统或子系统。
2． CAN总线特点？
l CAN是到目前为止为数不多的有国际标准的现场总线
l CAN通讯距离最大是10公里（设速率为5Kbps）,或最大通信速率为1Mbps(设通信距离为40米)。
A、较低的成本与极高的总线利用率；
B、 数据传输距离可长达10Km，传输速率可高达1Mbit/s；
C、可靠的错误处理和检错机制，发送的信息遭到破坏后可自动重发；
D、节点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能；
E、报文不包含源地址或目标地址仅用标志符来指示功能信息和优先级信息；
由于人为、自然、其它外界环境的影响和人们对公交系统的安全可靠性、真实、实时性的追求，使得我们对通信方式，通信设备有了更高的要求，基于CAN总线的网络则成为我们最佳的选择
CAN采用报文识别符识别网络上的节点，从而把节点分成不同的优先级，高优先级的节点享有传送报文的优先权。
报文是短帧结构，短的传送时间使其受干扰概率低，CAN有很好的效验机制，这些都保证了CAN通信的可靠性。
3． CAN总线应用领域
CAN总线最初是德国BOSCH为汽车行业的监测，控制而设计的。现已应用到铁路、交通、国防、工程、工业机械、纺织、农用机械、数控、医疗器械机器人、楼宇、安防等方面。
UART使用发送数据线TXD和接收数据线RXD来传送数据，接收和发送可以单独进行也可以同时进行。它传送数据的格式有严格的规定，每个数据以相同的位串形式传送，每个串行数据由起始位，数据位，奇偶校验位和停止位组成。从起始位到停止位结束的时间称为一帧（frame），即一个字符的完整通信格式。
微机原理与接口技术第6章_IO接口和总线
6.1、 I/O接口
查询式输入代码片段
6.1、 I/O接口
查询式输出
6.1、 I/O接口
查询式输出时，状态寄存器的状态指示输出设备是否空 闲。
外设
数据线
状态线
6.1、 I/O接口
查询式输出工作过程
当输出设备将数据输出后，会发出一个ACK信号，使D触 发器翻转为0。
CPU查询到这个状态信息后，便知道外设空闲，可以执行 输出指令，将新的输出数据发送到数据总线上，同时 把数据口地址发送到地址总线上。
由地址译码器产生的译码信号和WR相“与”后，发出选 通信号，将输出数据送至8位锁存器。同时，将D触发 器置为1，并通知外设进行数据输出操作。
6.1、 I/O接口 查询式输出流程图
6.1、 I/O接口
常用的状态线有empty，busy 功能： 1、输出设备空闲，BUSY无效； 2、CPU写数据端口，输出设备输出数据，
缓冲器74LS244和74LS245 锁存器74LS373
6.1、 I/O接口 二、简单的输入输出接口芯片 1. 缓冲器74LS244和74LS245
连接在总线上的缓冲器都具有三态输出能力。 在CPU或I/O接口电路需要输入输出数据时，在它 的使能控制端EN（或G）作用一个低电平脉冲，使它的 内部的各缓冲单元接通，即处在输出0或1的透明状态。 数据被送上总线。 当使能脉冲撤除后，它处于高阻态。这时，各缓冲单元 像一个断开的开关，等于将它所连接的电路从总线脱开。 74LS244和74LS245就是最常用的数据缓冲。除缓冲作用 外，它们还能提高总线的驱动能力。
主要内容41基本概念411IO接口的功能412基本组成
1第四部分输入/输出系统的选择、应用2主要内容：输入/输出接口电路的基本概念 输入/输出端口的编址方式和特点CPU 与外设之间传输数据的几种控制方式的优缺点、适用场合。
各类芯片的特点、功能34.1 基本概念4.1.1 I/O 接口的功能4.1.2 基本组成454.1.1 I/O 接口的功能什么是I/O接口？把外设连接到总线上的一组逻辑电路的总称。
实现外设与主机之间的信息交换。
计算机与外部设备通信时存在的问题速度不匹配信号电平不匹配 信号格式不匹配时序不匹配I/O 接口的功能设置缓冲信号电平转换 格式转换 时序控制地址译码I/O 接口作用：提供数据缓冲，完成信息格式的相容性变换，管理数据的传送，地址译码，设备选择64.1.2 基本组成接口电路的基本结构数据线控制线状态线DBCBAB数据输入寄存器（or 三态门）数据输出寄存器（锁存器）状态寄存器（or 三态门）命令寄存器译码电路控制逻辑接外设接主机74.1.2 基本组成1.数据输入/输出寄存器——暂存输入/输出的数据输入：数据总线连接所有外设，只有此设备此刻需要时才打开，平时关闭——三态门输出：输出数据的脉冲很短，外设来不及读（没准备好），放在锁存器中，让外设准备好，瞬间输出。
——锁存器2.命令寄存器——存放控制命令，用来设定接口功能、工作参数和工作方式。
3.状态寄存器——保存外设当前状态，以供CPU 读取。
84.2 CPU 与I/O 的数据信号4.2.1 数据信息 4.2.2 状态信息4.2.3 控制信息C P UABDB IO/M WR RD接口数据状态控制外部设备94.2.1 数据信息1.数字量:二进制形式的数据键盘→主机，主机→打印机，主机→CRT2.模拟量：电压或电流A/D 模拟→数字: 0~5 V →00~FFD/A 数字→模拟：00~FF →0~5 V3.开关量：“开”、“闭”0 →关（电机）1 →开（电机）4.脉冲量：计数脉冲、定时脉冲或控制脉冲104.2.2 状态信息1.Ready 准备，输入数据Ready=1 输入数据，准备就绪Ready=0 输入数据，没准备就绪2.Busy 输出设备，忙Busy=1 忙，没空接收数据Busy=0 不忙，有空接收数据114.2.3 控制信息OUT 、IN微机外设外设微机OUT IN 输出输入124.3 I/O 端口的寻址方法寻址方法的选择：一般根据所使用的芯片确定。
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实验三、具有基本输入输出功能的总线接口实验一、实验目的
1．理解总线的概念及其特性。
2．掌握控制总线的功能和应用。
二、实验设备
PC 机一台，TD-CMA 实验系统一套。
三、实验内容
（1）用输入设备将一个数打入R0寄存器。
（2）用输入设备将另一个数打入地址寄存器。
（3）将R0寄存器中的数写入到地址寄存器指定的存储器地址单元中。
（4）将存储器指定地址单元中的数读出用LED数码管显示。
四、实验原理
由于存储器的输入输出要挂接到外部总线上，所以外部总线为外设提供数据信号、地址信号、控制信号。
地址信号为外部设备提供地址信号和片选信号。
本实验中的读写控制逻辑与实验二静态随机存储器中的读写控制逻辑原理一样。
用三态门控制挂在总线上的外设备如：存储器、寄存器、输入输出。
按照要求控制它们，可以实现总线信息传输。
五、实验步骤
（1）连接电路图。
（2）①将11H送入R0
将IN 单元置00010001，K7 置为1；K6 置为1；WR、RD、IOM 分别置为0、
1、1；LDAR 置为0。
连续按动时序单元的ST按钮。
②将R0中的11H送到存储器的01H单元
将IN 单元置00000001 。
K7 置为1；K6 置为0；WR、RD、IOM 分别置为0、1、1；
LDAR 置为1。
连续按动时序单元的ST按钮。
先将WR、RD、IOM 分别置为1、0、0；把K7 置为0，；K6 置为0； LDAR 置为0。
连续按动时序单元的ST按钮。
③将存储器中的数送到R0
将IN 单元置00000001，K7 置为1；K6 置为0；WR、RD、IOM 分别置为0、1、1；LDAR 置为1。
连续按动时序单元的ST按钮。
将K7 置为1；K6 置为1；WR、RD、IOM 分别置为0、1、0；LDAR 置为0。
连续按动时序单元的ST按钮。
④让R0中的数显示出来。
先将WR、RD、IOM 置为1、0、1；再将 K7 置为0；K6 置为0； LDAR 置为0。
连续按动时序单元的ST按钮。
六、实验结果
输入的数与输出的数一致
七、实验中遇到的问题及解决办法
（1）问题：
①打开电源没警报声，但在拨动CON开关时会有警报声，检查连线但线也
没接错。
②最初输入与输出不一致。
（2）解决办法：
①经过仔细反复实验检查发现在完成一步操作后，要把WR、RD、IOM、IOR、
LDAR、K7、K6开关全部拨回0再进行下一步操作，例如：把IN单元数据写入R0后，把WR、RD、IOM、IOR、LDAR、K7、K6开关全部拨回0，再在将IN单元的数写入AR的时候重新一步一步拨动开关，不要为了方便当上一步有些开关数与本次相同就不动它。
②有些线松动，换了之后就对了。