微机原理与接口
微机原理与接口技术课件PPT
汇编语言的优点
汇编语言具有高效、可移植性、 可维护性等优点，适用于编写操 作系统、编译器等关键软件。
汇编语言的缺点
汇编语言编写复杂，容易出错， 且可移植性较差，需要针对不同 的计算机体系结构进行修改。
高级语言
01
高级语言的定义
高级语言是一种抽象程度更高的 编程语言，它使用更接近自然语 言的语法和语义。
实验提供参考。
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串行接口的数据传输速率比并行 接口慢，但只需要一根数据线， 因此成本较低。
03
串行接口的常见标准包括RS-232 、RS-422和USB。
04
中断控制器
中断控制器是微机中的一 种重要组件，它负责管理 计算机系统中断的处理。
中断控制器可以管理硬件 设备的中断请求，例如键 盘、鼠标和计时器等。
ABCD
并行接口通常用于连接打印机、磁盘驱动器等高速设备， 因为这些设备需要快速传输大量数据。
并行接口的常见标准包括ECP、EPP和USB。
串行接口
01
串行接口是一种数据传输方式， 它通过单个数据线逐位传输数据 。
02
串行接口通常用于连接鼠标、调 制解调器等低速设备，因为这些 设备不需要快速传输大量数据。
语音识别和图像处理
利用微机原理与接口技术，可以实现语音识 别和图像处理等功能，提高办公自动化水平 。
在家用电器中的应用
1 2 3
智能家居控制
微机原理与接口技术可以用于智能家居控制，实 现家用电器的远程控制和自动化控制。
电视和音响设备控制
通过微机原理与接口技术，可以实现电视和音响 设备的智能控制，提供更加便捷和智能的娱乐体 验。
微机原理与接口技术
微机原理与接口技术1.系统总线是连接计算机CPU、内存、辅存、各种输入输出部件的一组物理信号线及相关的控制电路。
2.若操作数由指令中指定的寄存器给出，则采用的寻址方式是寄存器直接寻址。
3.总线性能的重要指标是总线宽带，它定义了为总线本身所能达到的最高传输速率。
4.CISC指令的特点是指令长度固定、指令种类少、寻址方式少。
5.半导体静态存储器SRAM的存储原理是依靠双稳态电路保存信息，不需要刷新。
6.异步串行通信的主要特点是通信双方不需要同步，没有专门的同步字。
7.计算机外部中断分为可屏蔽中断和不可屏蔽中断两类。
8.运算器完成的主要运算是算术运算和逻辑运算。
9.8251A工作在异步方式时最大波特率19.2Kbit/s；工作在同步方式时最大波特率64Kbit/s。
10.8255A的端口A有3种工作方式，端口B有2种工作方式。
11.同步串行通信规程规定，传送数据的基本单位是bit，其中最先传送的是同步字。
12.8259A对中断优先级的管理，可概括为完全嵌套方式，自动循环方式和特殊全嵌套方式。
13.子程序的属性可以分为near 或Far14.在中断驱动I/O方式中，当外设要和CPU交换数据时，它就通过硬件电路给CPU一个信号，这个信号叫做中断请求。
15.系统总线通常包含地址总线、数据总线和控制总线，其中地址总线的位数确定了总线的寻址能力。
16.Pentium系列微机主要采用南北桥结构和两个中心结构。
17.8259A内部主要有中断请求寄存器，中断屏蔽寄存器和中断服务寄存器。
18.DMA数据传送有2种方式：字节方式和数据块。
19.常用的主存到Cache的地址映像方式有直接映像、全相联映像和组相联映像。
20.奇偶校验法只能发现奇数个错，不能发现无错或偶数个错。
21.Cache存储器主要作用是解决协调主存和CPU的速度不匹配问题。
22.RISC指令系统中最大特点是长度固定，指令条数少，寻址种类少。
23.主机与I/O设备传送数据时，CPU的效率最低的是查询方式，较高的是中断方式。
微机原理与接口
微机原理与接口微机原理与接口是计算机科学与技术领域中的重要概念，它涉及到计算机系统的基本结构和工作原理，以及计算机与外部设备之间的通信接口。
在现代社会中，计算机已经成为人们生活和工作中不可或缺的工具，而对微机原理与接口的深入了解，对于计算机相关专业的学生和从业人员来说至关重要。
首先，微机原理是指计算机系统的基本结构和工作原理。
计算机系统由中央处理器（CPU）、内存、输入设备、输出设备和外部设备等部分组成。
中央处理器是计算机的核心部件，它负责执行各种计算和控制指令，是计算机的大脑。
内存用于存储程序和数据，是计算机的临时存储器。
输入设备用于将外部信息输入到计算机系统中，输出设备则将计算机处理的信息输出到外部环境中。
而外部设备则是计算机系统与外部环境进行交互的接口，比如打印机、扫描仪、摄像头等。
了解微机原理，可以帮助我们更好地理解计算机系统的工作原理，为日后的学习和工作打下坚实的基础。
其次，接口是计算机与外部设备之间进行通信的桥梁。
计算机系统与外部设备之间的通信需要通过接口来实现。
接口可以是硬件接口，也可以是软件接口。
硬件接口是指计算机系统与外部设备之间的物理连接和信号传输方式，比如USB接口、HDMI接口等。
而软件接口则是指计算机系统与外部设备之间的数据交换和通信协议，比如驱动程序、API接口等。
了解接口的原理和工作方式，可以帮助我们更好地理解计算机与外部设备之间的通信过程，为日后的设备连接和数据交换提供技术支持。
综上所述，微机原理与接口是计算机科学与技术领域中的重要概念，它涉及到计算机系统的基本结构和工作原理，以及计算机与外部设备之间的通信接口。
了解微机原理与接口，可以帮助我们更好地理解计算机系统的工作原理，为日后的学习和工作打下坚实的基础；同时，了解接口的原理和工作方式，可以帮助我们更好地理解计算机与外部设备之间的通信过程，为日后的设备连接和数据交换提供技术支持。
因此，对微机原理与接口的深入了解对于计算机相关专业的学生和从业人员来说至关重要。
微机原理与接口技术pdf
微机原理与接口技术pdf微机原理与接口技术是计算机专业的一门重要课程，它涉及到计算机硬件的基本原理和接口技术的应用。
本文将从微机原理和接口技术两个方面进行介绍和讨论，希望能够对读者有所帮助。
首先，我们来谈谈微机原理。
微机原理是指微型计算机的基本工作原理，包括中央处理器（CPU）、存储器、输入输出设备等各个部分的工作原理。
CPU是微型计算机的核心部件，它负责执行指令、进行运算和控制数据传输。
存储器用于存储数据和程序，包括随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）等。
输入输出设备用于与外部环境进行信息交换，包括键盘、鼠标、显示器、打印机等。
了解微机原理对于理解计算机的工作原理和进行系统调试都非常重要。
其次，我们来谈谈接口技术。
接口技术是指计算机与外部设备进行数据交换的技术，包括串行接口、并行接口、通信接口等。
串行接口是一种逐位传输数据的接口，适用于远距离传输和低速设备。
并行接口是一种同时传输多位数据的接口，适用于短距离传输和高速设备。
通信接口是一种用于计算机与通信设备进行数据交换的接口，包括网卡、调制解调器等。
了解接口技术对于设计外部设备、进行通信协议的开发都非常重要。
在实际应用中，微机原理和接口技术经常是相互结合的。
例如，我们在设计一个外部设备时，需要了解计算机的工作原理，选择合适的接口技术进行数据交换。
又如，在进行系统调试时，需要了解接口技术，进行数据的采集和分析。
因此，微机原理与接口技术的学习是非常重要的。
总之，微机原理与接口技术是计算机专业的一门重要课程，它涉及到计算机硬件的基本原理和接口技术的应用。
通过本文的介绍，希望读者能够对微机原理和接口技术有所了解，并能够在实际应用中灵活运用。
希望本文能够对读者有所帮助。
微机原理与接口技术
微机原理与接口技术一、微机原理概述微型计算机，也称个人计算机或个人电脑，是一种体积小、性能强、价格低廉的计算机系统。
它主要由中央处理器(CPU)、内存、输入输出设备、存储设备以及系统总线等组成。
微机原理指的是微机系统各组成部分的工作原理，包括计算机基础知识、微型计算机系统结构、指令系统和操作程序、中断系统、I/O系统等方面。
二、微机接口技术概述微机接口技术是指为将计算机和不同设备进行连接而使用的各种技术和标准。
接口技术包括计算机内部接口技术和计算机与外部设备接口技术。
其中，计算机内部接口技术主要包括总线技术和存储器技术；计算机与外设接口技术主要包括串口、并口、USB接口、SCSI接口、以太网接口等。
三、微机原理1、微机基本结构微型计算机由中央处理器、内存、系统总线以及I/O子系统组成。
CPU是微机的中枢，其功能包括指令处理、数据处理、程序控制等。
内存用于存储数据和程序，可以分为RAM（随机访问存储器）和ROM（只读存储器）两种。
系统总线用于连接CPU、内存和I/O子系统，传输数据和控制信息。
I/O子系统分为输入子系统和输出子系统，分别用于输入和输出数据。
2、指令系统和操作程序指令系统是CPU执行的指令集合，用来实现计算机的各种功能。
指令系统分为操作码和地址码两部分，操作码表示执行的操作类型，地址码表示操作的地址。
操作程序是由指令组成的一系列程序，用于实现特定功能。
3、中断系统中断指的是CPU在执行程序时，由于外部事件发生需要停止程序执行的一种机制。
中断可以分为硬件中断和软件中断，其中硬件中断由外设触发，是CPU在执行程序时被迫中断；软件中断由程序内部设置并触发，是CPU在执行程序时人为中断。
4、I/O系统I/O系统用于处理外部设备连接到计算机时的数据传输问题。
I/O系统包括两个主要组件：I/O控制器和设备驱动程序。
I/O控制器是负责和外设交换数据的组件，设备驱动程序则是实现操作系统与I/O控制器之间的通信的程序。
微机原理与接口技术
5.2 I/O端口及其编址方式
5.1.2 接口电路中的信息
❖数据信息 ❖状态信息 ❖控制信息
习惯上把分别传送这三种信息的端口称为 数据口、状态口、控制口
1．数据信息
❖ （1）数字量：
通常以8位或16位的二进制数以及ASCII码的形式传 输，主要指由键盘、磁盘、光盘等输入的信息或主 机送给打印机、显示器、绘图仪等的信息。
❖ （2）模拟量：
第5章 输入输出接口
❖5.1 微机接口及接口技术 ❖5.2 I/O端口及其编址方式 ❖5.3 端口地址译码 ❖5.4 CPU与外设之间的数据传送方式
5.1 微机接口及接口技术
• 5.1.1 为什么要设置接口电路 • 5.1.2 接口电路中的信息 • 5.1.3 接口的基本功能 • 5.1.4 接口的基本结构
2． 端口选择功能
❖微机系统中常有多个外设，而CPU在任一 时刻只能与一个端口交换信息，因此需要 通过接口的地址译码电路对端口进行寻址。
3. 信号转换功能
❖外设所提供的数据、状态和控制信号可能 与微机的总线信号不兼容，所以接口电路 应进行相应的信号转换。
4． 接收和执行CPU命令的功能
❖CPU对外设的控制命令一般以代码形式输 出到接口电路的控制端口，接口电路对命 令代码进行识别、分析，分解成若干控制 信号，传送到I/O设备，并产生相应的具 体操作。
模拟的电压、电流或者非电量。对模拟量输入而言， 需先经过传感器转换成电信号，再经A/D转换器变成 数字量；如果需要输出模拟控制量的话，就要进行 上述过程的逆转换。
❖ （3）开关量：
用“0”和“1”来表示两种状态，如开关的通/断、电 机的转/停、阀门的开/关等。
2．状态信息
CPU在传送数据信息之前，经常需要先了解外 设当前的状态。如输入设备的数据是否准备好 、输出设备是否忙等。
微机原理与接口技术_第6章 IO接口
三、I/O端口编址 （续） 2.I/O独立编址(续)
缺点： 专用I/O指令增加指令系统复杂性，且I/O指 令类型少，程序设计灵活性较差； 要求处理器提供MEMR#/MEMW#和IOR#/IOW#两 组控制信号，增加了控制逻辑的复杂性。
三、I/O端口编址 （续）
PC系列微机I/O端口访问 1.I/O端口地址空间
程序控制方式
程序控制方式是指CPU与外设之间的数据传送由程序 控制完成。 程序控制方式又分为无条件传送和条件传送两种 1.无条件传送方式（同步传送） 特点：输入时假设外设已准备好，输出时假设外设 空闲。 要求：输入接口加缓冲器，输出接口加锁存器。 应用：对简单外设的操作。
1. 无条件传送方式（同步传送） 输入接口的设计要求:
寻 址 确定输入端口地址 AB、M/ IO、ALE、DT/R 等待数据输入 等待数据输入 输入缓冲器 读入数据 输入缓冲器 DB CPU
一、 I/O 接口的功能 （续）
3. I/O接口应具有的功能（解决的方案）
1） 设置数据缓冲器以解决两者速度差异所带来的 不协调问题； 输出时： CPU DB 锁存器 输出设备数据线
以上三类信息分别通过各自的寄存器和相应的控制逻辑 来完成信息的传送。通常将这类寄存器和相应的控制逻辑称 为I/O端口。CPU与一个外设之间通常有三个端口。数据端口 (输入/输出)；状态端口；控制端口。
二、I/O接口的一般结构 （续） I/O接口组成：接口由接口硬件和接口软件组成。 1.接口硬件
接口
这类接口面对总线，因此要使用三态输出器件； 对于输入信号有记忆功能的一般使用三态门； 对于输入信号无记忆功能的一般还要增加锁存功能；
1. 无条件传送方式（同步传送）
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。
微机原理及接口技术
微机原理及接口技术一、前言随着信息时代的到来，计算机技术的不断发展，微机技术已经得到了广泛的应用和发展。
微机原理及接口技术作为微机技术的重要基础，对于了解微机的结构和工作原理，以及实现微机与外部设备的通信具有十分重要的意义。
本文将围绕着微机的结构、工作原理以及微机与外部设备的接口技术进行详细的介绍和分析。
二、微机的结构微机是由中央处理器(CPU)、内存(MEM)、输入/输出(I/O)接口电路、总线(BUS)等部分组成的。
CPU是微机的核心部分，它能对数据进行处理、控制微机的运作；内存是储存数据和指令的地方，CPU可以直接对内存进行读取和写入操作；I/O接口电路是微机与外部设备之间进行数据交换的桥梁；总线则是将CPU、内存和I/O接口电路连接在一起，并传递数据和控制信息。
三、微机的工作原理微机的工作过程主要由指令执行和数据存取两个部分组成。
当CPU需要执行下一条指令时，会从内存中读取这条指令，然后进行解析并执行相应的操作。
当CPU需要访问数据时，会从内存中读取数据，并将数据写入内存中。
而CPU与输入/输出设备之间的通信也是通过I/O接口电路完成的。
CPU可以根据需要对内存进行读写操作，这是因为内存与CPU的速度非常接近，对内存的操作是非常快速的。
而CPU与外设之间通过I/O接口电路进行通信，则是因为I/O接口电路需要实现对不同类型的设备接口进行适配，对设备的操作速度也受到限制。
四、微机的接口技术为了实现微机与外部设备的通信，需要通过不同的接口技术来实现对不同类型设备的连接。
常用的接口技术有串行接口(Serial Interface)、并行接口(Parallel Interface)、通用串行总线(USB)、蓝牙接口(Bluetooth Interface)等。
其中，USB接口已经成为目前最为普遍的接口技术之一。
串行接口技术和并行接口技术是早期应用比较广泛的接口技术，它们的主要区别在于对数据的传输方式不同。
微机原理与接口技术课程标准
《微机原理与接口技术》课程标准一、课程概述《微型原理与接口技术》是计算机硬件与软件衔接及综合应用的课程。
尤其微处理器大量开展和计算机渗透嵌入各种仪表和控制系统后，“微机原理与应用〃成为组构系统的根本技术。
《微型原理与接口技术》是通信工程专业的必修课程，其课程着重介绍微型计算机根本构成及应用方法。
该课程的先修课程有：《电路与电子学》、《数字电路与逻辑设计》、《汇编语言程序设计》，并为《单片计算机技术》、《计算机控制技术》等课程打下根底。
它是一门理论性、实践性和应用性较强的课程。
这门学科的重点是培养学生在微型计算机根本构成与外界联系（广义输入/输出）的应用方面的知识和技能，对学生的专业开展和计算机的深入研究具有极其重要的意义。
通过本课程，使学生学习微处理器芯片根本功能、指令系统、构成微型计算机的外围芯片，以及构成微型计算机系统的接口芯片。
掌握微型计算机结构特点，以及实现微型计算机与外部连接的软、硬件根底知识和根本技能；掌握和了解各种典型环境下接口设计原那么；熟悉和正确选择常用的儿种大规模集成接口电路。
本课程具有较强的实践能力。
二、课程目标1 .知道《计算机接口技术》这门课程的性质、地位和价值；知道该课程的研究领域和技术前景；知道这门学科的研究范围、分析框架、研究方法、学科进展和未来方向。
2 .理解这门课程的主要概念、根本原理利技术要点，拓宽计算机应用的领域和范围的思路和概念。
3 .掌握计算机结构特点，以及实现计算机与外部连接的软、硬件根底知识和根本技能。
4 .掌握和了解各种典型环境下接口设计原那么；熟悉和正确运用常用的儿种大规模集成接口电路。
5 .通过本课程的学习，到达提高学生的分析问题、解决问题的思维能力和动手能力。
三、课程内容和教学要求这门课程的知识与技能要求分为知道、理解、掌握、学会四个层次。
这四个层次的一般涵义表述如下：知道 ---- 是指对这门学科和教学现象的认知。
理解 ---- 是指对这门学科涉及到的概念、原理、策略与技术的说明和解释，能提示所涉及到的教学现象演变过程的特征、形成原因以及教学要素之间的相互关系。
微机原理与接口技术
中断请求信号 请求CPU再次输出数
据
方式1输出引脚：B端口
PB7~PB0
INTEB
PC2
PC1
PC0
ACKB OBFB
INTRB
外设响应信号 表示外设已经接收
到数据
输出缓冲器满信号 表示CPU已经输出了
数据
中断允许触发器
中断请求信号 请求CPU再次输
出数据
WR OBF
INTR
ACK 输出端口
共40个引脚，其中24个外设引脚： ①分3个端口：A口、B口、C口（3个8位并行数据
输入/输出口，通过编程设置3个口作为输入口还是 输出口）
②共3种输入输出工作方式 方式0－基本输入/输出 方式1－选通输入/输出 方式2－双向选通输入输出
③2组控制：A组控制、B组控制（C口的部分信 号线被分配作为专用的联络应答信号线）
3）.读写端口C：归纳3
对端口C的数据输出有两种办法 通过端口C的I/O地址
向C端口直接写入字节数据 这一数据被写进C端口的输出锁存器,并从输
出引脚输出,但对设置为输入的引脚无效
通过控制端口
向C端口写入位控字,使C端口的某个引脚输 出1或0,或置位/复位内部的中断允许触发器
端口C的位控制字
7407
RD WR A0 A1 RESET CS D0~D7
PA0~PA7 PB7 PB6 PB5 PB4 PB3 PB2 PB1 PB0 PC7 PC6 PC5 PC4 PC3 PC2 PC1 PC0
P267例题
键盘 允许/清除键盘 控制键盘时钟为低
KBD DATA SPK DATA TIM2 GATE SPK
可作数据、状态和控制端口 分两个4位,每位可独立操作 控制最灵活,最难掌握
《微机原理与接口技术》(第三版)
《微机原理与接口技术》(第三版)简介《微机原理与接口技术》是一本介绍微机原理以及接口技术的教材。
本书主要内容包括微机系统、计算机的组成与结构、内部总线结构、存储器系统、微机的中央处理器、系统总线与接口技术等。
本书旨在帮助读者全面了解微机原理和接口技术，为读者提供深入学习和研究微机原理与接口技术的基础知识。
第一章微机系统1.1 微机系统的概念和组成在本章中，我们将介绍微机系统的概念和组成。
微机系统由中央处理器(CPU)、存储器(Memory)和输入输出(I/O)设备组成。
我们将详细介绍每个组件的功能和作用，以及它们之间的关系和通信方式。
1.2 微机系统的发展历程本节将回顾微机系统的发展历程。
我们将从早期的微处理器发展到如今的微机系统，探讨微机系统在不同时期的发展和应用。
1.3 微机系统的分类微机系统可以根据不同的分类标准进行分类。
在本节中，我们将介绍微机系统的几种常见分类方式，并讨论各种分类方式的优缺点。
第二章计算机的组成与结构2.1 计算机的基本组成本章将介绍计算机的基本组成。
计算机由硬件和软件两部分组成，硬件包括中央处理器、存储器和输入输出设备，软件包括操作系统和应用软件。
2.2 计算机的结构计算机的结构是指计算机系统中各个组成部分之间的关系和交互方式。
在本节中，我们将介绍计算机的结构，并详细讨论计算机中各个组成部分之间的关系和通信方式。
第三章内部总线结构3.1 内部总线的概念和作用内部总线是计算机中各个组件之间进行数据传输的通道。
本章将介绍内部总线的概念和作用，并详细探讨内部总线在计算机系统中的重要性和应用。
3.2 内部总线的分类内部总线可以根据不同的分类标准进行分类。
在本节中，我们将介绍内部总线的几种常见分类方式，并讨论各种分类方式的优缺点。
3.3 内部总线的设计本节将介绍内部总线的设计原理和方法。
我们将讨论内部总线的带宽、传输速率、传输方式等设计参数，并详细介绍内部总线的设计流程和方法。
微机原理与接口技术
RTS：请求发送，输出、高电平有效。当终端要发送 数据时，使该信号有效（高电平），向MODEM或外 设请求发送。
CTS：允许发送，输入、高电平有效。是对请求发送 信号RTS的响应信号。当MODEM或外设已准备好接 收终端传来的数据，使CTS信号有效，通知终端开始 沿发送数据线TXD发送数据。
GND RESET DRV
+5V IRQ2
-5V DRQ2
-12V CARD SLCTD
+12V GND MEMW MEMR IOW
IOR DACK3
DRQ3 DACK1
DRQ1 DACK0 CLOCK
IRQ7 IRQ6 IRQ5 IRQ4 +IRQ3 -DACK2
T/C ALE
-5V OSC GND
7.2.2 RS-232总线
目前最常用的一种串行通信接口标准
电气特性
逻辑电平定义为负逻辑 1:低于-3V 0:高于3V
机械特性
RS-232C常用25线或9线D型插件作为数据终端设 备（DTE）与数据通信设备（DCE）之间通信电缆 的连接器。
名称
次信道发送数据 发送时钟
次信道接收数据 接收时钟 未用
8位ISA
GND RESET DRV
+5V IRQ2
-5V DRQ2
-12V CARD SLCTD
+12V GND MEMW MEMR IOW IOR DACK3 DRQ3 DACK1 DRQ1 DACK0 CLOCK IRQ7 IRQ6 IRQ5 IRQ4 +IRQ3 -DACK2
T/C ALE -5V OSC GND
外总线的种类也很多，常用的有三种
微机原理与接口技术
微机原理与接口技术第一章 微型计算机基础1、试说明微处理器、微型计算机和微机系统的概念。
答：微型处理器： ①大规模核心芯片；②由运算器、控制器、寄存器组 组成。
微型计算机是由微型处理器、内存储器、总线、输入输出接口电路组成。
微型计算机系统：①微型计算机；②外部设备和软件组成。
2、两个数1234H 和9ABCH 分别存储在10000H 和21000H 开始的存储单元中，试画图表示存储情况。
3、现代计算机与冯诺依曼计算机的区别？答：①从存储器的结构来讲：冯诺依曼式计算机是单一的，现代计算机的存储器是由内存和外存组成的。
内存储器有主存、高速缓存、寄存器组；外存储器有硬盘、光盘、磁带等光驱。
②从控制器方面来讲：冯诺依曼式计算机通过CPU 集中控制来工作；现代计算机是由分散控制来实现。
③从通信方面来讲：冯诺依曼式计算机是通过CPU 通信；现代计算机通过总线通信。
4、微机系统的工作过程？以一个模型为例如来说明微机的工作过和，假设计算12H + 34 H ,程序如下：MOV AL , 12H ; 将12H 送到累加器中ADD AL , 34H ; 计算12H +34H ,结果送回累加器，编绎后丙坤指令对应的机器指令为：10110000 00010010 “ MOV AL ,12H ”, 00000100 00110100 ; “ ADD AL ,34H “PC ：程序计数器 AR ： 地址寄存器 AB ：地址总线 M:存储器 RD:读 WR:写DB:数据总线 DR:数据缓存器 IR ：指令寄存器 ID ：指令译码器 PLA:控制信号ALU ：运算器34H 12H ... BCH 9AH 10000H 10001H ... 21000H 21001H BOH 12H 04H 34H 10000H 10001H 10002H 10003H①首址在程序计数器PC中，首址送到地址寄存器AR中，PC -> AR，程序计数器加1，PC+1 -> PC，（PC）=10001H，AR -> AB找到存储器M，CPU发读信号，BOH -> DB -> DR -> IR -> ID -> 发出各种控制信号；② PC -> AR，程序计数器加1，PC+1 -> PC，（PC）=10002H，AR -> AB找到存储器M，CPU发读信号，12H -> DB -> DR ->AL；③ PC -> AR，程序计数器加1，PC+1 -> PC，（PC）=10003H，AR -> AB找到存储器M，CPU发读信号，04H -> DB -> DR -> IR -> ID -> 发出各种控制信号；④ PC -> AR，程序计数器加1，PC+1 -> PC，（PC）=10004H，AR -> AB找到存储器M，CPU发读信号，34H -> DB -> DR -> ALU IN1； AL -> ALU IN2ALU IN1 + ALU IN2 = 46H -> AL第二章8086/8088微处理器1、微型计算机的硬件主要由哪里几部分组成？运算器、控制器、存储器、寄存器、输入输出设备。
微机原理与接口技术
微机原理与接口技术一、微机原理1.1. 微机的概念与发展微机是现代计算机的一种，通常包括中央处理器、存储器、输入/输出设备等部分，以及操作系统、应用软件等方面。
它是一种小型化的，具有高度自主、灵活性和可扩展性的计算机设备。
微机的发展源于计算机科学技术，始于19世纪60年代，经历了五十多年的演化发展，逐渐成为现代计算机的一个主要系列之一。
1.2. 微机的工作原理微机是一个高速度的计算机设备，它包括硬件和软件两个方面。
从硬件上看，微机包括中央处理器、内存、输入/输出设备等；软件方面主要包括操作系统和各种软件、程序。
微机的工作原理就是这两个方面的协同作用，首先通过输入设备将数据输入微机中，并与处理器和存储器进行交互，由操作系统控制各种资源，最后通过输出设备将结果反馈给使用者。
1.3. 微机的组成微机由中央处理器、存储器、输入/输出设备和操作系统等部分组成。
具体包括：中央处理器：是微型计算机最重要的组成部分，主要负责控制计算机运行、处理各种运算、指令执行等。
存储器：微机中的存储器由各种存储器构成，丰富的存储器可保证微计算机运行数据的高速存取、临时数据缓冲、预测等结果处理。
输入/输出设备：微机的输入设备主要包括键盘、鼠标等，输出设备主要包括显示器、打印机等。
操作系统：微机所使用的操作系统主要有Windows、Linux等，不同操作系统的功能、应用、兼容性也存在差别。
1.4. 微机的分类与应用微机根据不同的功能和应用可以分为不同的类别，如个人计算机（PC）、工作站、小型机、超级计算机等。
在应用方面，微机主要应用于办公、生产、控制、娱乐、医疗等广泛领域，其使用普及也是世界各地的各种行业、企业和机构。
二、接口技术2.1. 接口的定义与分类接口是指连接两个或多个系统、设备、技术等的一种机制，可以使它们之间进行数据传输和控制交互等。
接口按照数据传输的方向分为输入、输出或双向接口；按照数据传输的方式分为并行接口、串行接口等多种类型；按照物理连接方式，则分为USB、RS232、SCSI、IDE等种类。
微机原理与接口技术知识点总结
微机原理与接口技术知识点总结一、微机原理1.微机系统的组成：微处理器，存储器，输入输出设备和系统总线。
2.微处理器：CPU（中央处理单元），是微机中控制和数据处理的核心部件。
3.存储器：用于存储程序和数据的器件，分为只读存储器（ROM），随机存取存储器（RAM）。
4.输入设备：键盘，鼠标等，用于接收操作者的命令。
5.输出设备：显示器，打印机等，用于展示和输出处理结果。
二、接口技术1.接口技术是连接微机与外部设备的技术，其作用是实现微机与外部设备之间的信息交换和控制。
2.接口技术主要包括接口电路、接口程序和相关接口协议等方面的内容。
三、常用总线1.数据总线：用于在微处理器与其它器件之间传输数据，其宽度决定了微处理器一次能处理的最大数据位数。
2.地址总线：用于传输微处理器发出的地址信息，其宽度决定了微处理器能够寻址的最大地址范围。
3.控制总线：用于传达微处理器和其他部件之间的控制信号，如读写、中断等。
四、中断技术及其应用1.中断技术是微处理器处理紧急事件的一种技术，通过改变程序执行顺序，使微处理器处理外部设备产生的异常情况。
2.中断种类：硬件中断，软件中断。
3.中断处理过程：中断请求，中断响应，中断处理程序执行，中断返回。
五、微处理器指令系统1.微处理器的指令系统是指微处理器可以执行的指令集，包括数据传输指令、算术逻辑指令、程序控制指令等。
2.指令执行过程：取指令、分析指令、执行指令。
3.指令周期：取指周期、分析周期、执行周期。
六、存储器及其访问方式1.存储器：用于存储程序和数据的器件，分为只读存储器（ROM），随机存取存储器（RAM）。
2.存储器访问方式：按地址访问，按内容访问。
3.存储器的分类：主存储器，辅助存储器，外存储器。
4.存储器扩展技术：使存储器的地址空间与数据空间保持一致，实现存储器的扩展。
七、输入输出设备及其接口技术1.输入设备：键盘，鼠标等，用于接收操作者的命令。
2.输出设备：显示器，打印机等，用于展示和输出处理结果。
微机原理与接口技术
微机原理与接口技术微机原理与接口技术是计算机科学与技术领域中的重要内容，它涉及到计算机硬件、软件以及二者之间的协同工作。
微机原理是指微型计算机的基本工作原理，包括CPU、内存、输入输出设备等组成部分的工作原理；而接口技术则是指计算机与外部设备之间的连接方式和通信协议，它对计算机系统的扩展和应用起着至关重要的作用。
首先，微机原理是微型计算机系统中最基本的部分。
微型计算机由中央处理器（CPU）、存储器（内存和外存）、输入设备和输出设备等组成。
CPU是微型计算机的核心部分，它负责执行程序指令和控制各个部件的工作。
内存用于存储程序和数据，而外存则用于长期存储大量数据。
输入设备包括键盘、鼠标等，输出设备包括显示器、打印机等。
微机原理研究的重点是各个部件的工作原理、相互之间的协作关系以及计算机系统的整体结构。
其次，接口技术是微型计算机与外部设备之间的桥梁。
计算机系统通常需要与各种外部设备进行交互，比如打印机、扫描仪、摄像头等。
而这些外部设备往往采用不同的通信协议和接口标准，因此需要通过接口技术来实现它们与计算机系统的连接和数据交换。
接口技术涉及到物理接口、逻辑接口、通信协议等多个方面，它的设计和实现直接影响着计算机系统的扩展性、兼容性和性能。
微机原理与接口技术的研究对于计算机科学与技术领域具有重要意义。
首先，它有助于深入理解计算机系统的工作原理和内部结构，为计算机系统的设计、优化和调试提供理论基础和技术支持。
其次，它对于扩展和应用计算机系统具有重要的指导意义，比如在嵌入式系统、网络通信、图像处理等领域的应用。
此外，微机原理与接口技术的研究还为计算机硬件和软件的教学提供了丰富的案例和实践基础。
总的来说，微机原理与接口技术是计算机科学与技术领域中的重要内容，它涉及到计算机系统的基本工作原理和与外部设备的连接方式。
深入研究微机原理与接口技术，有助于理解计算机系统的内部结构和工作原理，为计算机系统的设计、优化和应用提供理论基础和技术支持。
微机原理与接口技术
微机原理与接口技术引言微机原理与接口技术是计算机科学与技术专业的一门核心课程，也是了解计算机硬件原理以及设备与外部世界的接口的基础。
本文将介绍微机原理与接口技术的基本概念、原理与应用，并探讨其在计算机科学领域的重要性。
一、微机原理微机原理是指对微型计算机的组成结构和工作原理进行研究的学科。
微机原理研究的内容包括微型计算机的硬件组成、数据传输方式及控制方式、指令系统、中央处理器、存储器、输入输出设备等。
了解微机原理对于掌握计算机的工作原理以及进行系统级的调试和优化非常关键。
微型计算机由中央处理器（Central Processing Unit，简称CPU）、存储器（Memory）、输入设备（Input Device）、输出设备（Output Device）等几个基本部分组成。
中央处理器是计算机的核心，负责执行计算机程序的指令，控制计算机的运行；存储器用于存储程序和数据；输入设备用于将外部信息输入到计算机中；输出设备则是将计算机处理的结果输出给外界。
二、接口技术接口技术是将计算机系统与外围设备、网络或其他系统进行连接和通信的技术。
计算机与外界设备的接口技术包括串行通信接口、并行通信接口、USB接口、网络接口等。
接口技术的发展与进步可以提高计算机的扩展性和连接性，实现计算机与外界的无缝衔接。
2.1 串行通信接口串行通信接口是一种利用串行方式进行数据传输的接口技术。
串行通信接口由发送端和接收端组成，通过使用不同的协议和信号电平进行数据的传输。
串行通信接口的优点是可以通过串行线路同时传输多个数据位，适用于长距离传输。
常见的串行通信接口有RS-232、RS-485等。
2.2 并行通信接口并行通信接口是一种利用并行方式进行数据传输的接口技术。
并行通信接口将数据分成多个位同时传输，速度较快。
常见的并行通信接口有并行打印口（LPT口）、并行接口总线（Parallel Interface Bus，简称PIB）等。
2.3 USB接口USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）接口是一种用于连接计算机与外部设备的通信接口标准。
微机原理与接口技术
微机原理与接口技术（单片机）1.计算机的基本结构：1946年美籍匈牙利数学家冯·诺依曼提出的。
由运算器、控制器、存储器、输出设备和输出设备五部分构成。
2.两个基本能力：（1）能够存储程序（2）能够自动的执行程序3.技术机系统的组成（1）硬件系统、主要指物理设备（2）软件系统、是指管理计算机系统资源，控制计算机系统运行的程序、命令、指令和数据等。
4.硬件系统的组成：（1）主机：包括①中央处理器CP U又包括控制器又称逻辑运算和运算器又称数字运算。
②内存包括只读存储器ROM不可修改（程序）和随机存储器RAM可修改（数据）（2）外部设备：①输入设备：键盘、鼠标、扫描仪、和光笔等②输出设备：显示器、打印机和绘图仪等。
③外存储器：磁盘、光盘和U盘等④通信设备：网卡和调制解调器5.软件系统（1）系统软件①操作系统②服务软件③编译和解释系统（2）a.信息管理软件b.辅助设计软件c.文字处理软件d.图形软件e.各种程序包6.计算机的分类：（1）巨型机（2）小巨型机（3）大型机（4）小型机（5）微型机（6）工作站7.计算机的特点：（1）运算速度快（2）计算精度高（3）记忆能力强（4）具有复杂的逻辑判断能力（5）具有执行程序的能力8.计算机的运算基础十进制二进制八进制十六进制0 0000 0 01 0001 1 12 0002 2 28 1000 10 89 1001 11 910 1010 12 A11 1011 13 B12 1100 14 C13 1101 15 D14 1110 16 E15 1111 17 F9.数值转换——安全展开求和10简易微处理器由控制器、运算器、寄存器组成（1）控制器由指令寄存器IR，指令译码器ID，可编程序逻辑阵列PLA（2）运算器算术逻辑部件ALU和标志位寄存器F(3)寄存机组需画出AL、BL/AR/DR/和IP.11.微处理器主要由ALU、寄存器组、指令处理单元、数据总线和地址总线控制等组成。
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《微型计算机原理与接口技术》 微型计算机原理与接口技术》
课程简介及要求
1. 课程性质及教学目的
《微型计算机原理与接口技术》是学习微型 计算机基本知识和应用技能的重要课程。本课 程帮助学生掌握微型计算机的硬件组成及使用； 学会运用指令系统和汇编语言进行程序设计； 熟悉各种类型的接口及其应用，树立起微型计 算机体系结构的基本概念，为后继计算机课程 的学习及应用打好基础。
课程简介及要求
输入输出接口技术
• 输入输出接口概述 • 输入/输出控制方式 • 可编程DMA控制器8237A
中断技术
• 中断技术概述 • 8086的中断结构 • 微机系统的中断处理过程 • 可编程中断控制器8259A及其应用
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课程简介及要求
通用可编程接口芯片
3．系统总线 ．
系统总线是CPU与其他部件之间传送数据、地址和控制 信息的公共通道。根据传送内容可分成以下3种： 数据总线DB（Data Bus）：用于CPU与主存储器、CPU 与I/O接口之间传送数据。 地址总线AB（Address Bus）：用于CPU访问主存储器和 外部设备时，传送相关的地址。 控制总线CB（Control Bus）：用于传送CPU对主存储器 和外部设备的控制信号。
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课程简介及要求
2. 课程教学安排
教学参考学时：80～90学时 其中实验学时：16～20学时 考试形式：笔试+实践操作
3. 教材主体内容结构
基本知识与基本概念
• • • • 计算机的基本结构与工作原理 微处理器与微型计算机的概念 微型计算机系统组成及其应用 计算机中的数据表示、数制与编码的应用
第1 章
微型计算机概述
本章主要教学内容
微处理器的产生和发展、 微处理器的产生和发展、微处理器系统 微型计算机分类、性能指标、 微型计算机分类、性能指标、微型计算机的应用 微型计算机系统的组成情况 计算机中数制的基本概念、 计算机中数制的基本概念、数制之间的相互转换 无符号数和带符号数的表示方法 计算机中常用的ASCII码、BCD码、汉字编码 码 计算机中常用的 码
监控程序 操作系统 编辑程序 解释程序 编译程序 诊断程序 机器语言 汇编语言 高级语言
软件 程序设计语言
应用软件：软件包，数据库
硬件系统是由电子部件和机电装置所组成的计算机 实体。 硬件的基本功能是接受计算机程序，并在程序 的控制下完成数据输入、数据处理和输出结果等任 务。 软件系统是指为计算机运行工作服务的全部技术资 料和各种程序。 软件系统基本功能保证计算机硬件的功能得以 充分发挥，并为用户提供一个宽松的工作环境。 计算机的硬件和软件二者缺一不可，否则不能 正常工作 。
1.3 计算机中的信息表示
计算机的基本功能是对数据进行加工，在计算机内，不论是 数字、字符、指令还是状态，都采用了二进制编码形式来表示， 包括图形和声音等信息，也必须转换成二进制数的形式，才能存 入计算机中。为了书写和使用方便，计算机中还采用了其它的数 制，比如：八进制、十进制、十六进制等。 1.3.1 计算机中的数制及其转换 1. 数制的基本概念 对于任何一种数制表示的数，我们都可以写成按位权展开的 多项式之和，其一般形式为： N＝dn－1bn－1＋dn－2bn－2＋dn－3bn－3＋……d－mb－m 式中：n——整数的总位数。 m——小数的总位数。 d下标——表示该位的数码。 b——表示进位制的基数。 b上标——表示该位的位权。
微型计算机的特点是体积小、重量轻、价格低廉、可靠性 高、结构灵活、适应性强和应用面广。 按照微型计算机的CPU字长和功能划分，它经历了6代的演 变。 1. 第一代（1971年~1973年）：4位和 位低档微处理器 第一代（ 位和8位低档微处理器 年 年 位和 2. 第二代（1974年~1977年）：8位中高档微处理器 第二代（ 年 年 位中高档微处理器 3. 第三代（1978年~1984年）：16位微处理器 第三代（ 年 年 位微处理器 4. 第四代（1985年~1992年）：32位微处理器 第四代（ 年 年 位微处理器 5. 第五代（1993年~1999年）：超级 位Pentium微处理器 第五代（ 超级32位 年 年 微处理器 6. 第六代（2000年以后）：新一代 位微处理器 第六代（ 年以后） 新一代64位微处理器 位微处理器Merced 年以后
指令系统与汇编语言
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课程简介及要求
汇编语言程序设计及其应用
• 程序设计的方法和步骤 • 顺序程序、分支程序、循环程序、子程序的设计
DOS和BIOS中断调用
• DOS功能调用 • BIOS中断调用
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7．输入 输入设备 ．输入/输入设备
计算机最常用的输入设备是键盘和鼠标。 计算机最常用的输出设备是显示器和打印机。
1.2.2 微型计算机系统的组成
微型计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成 ： 微处理器 微计算机 内存储器 I/O接口电路 硬件 系统总线 外部设备 外围设备 过程I/O通道
系统软件
7.远程教育
远程教育是建立在互联网上的一种教学环境。它以现代化 的信息技术为手段，以适合远程传输和交互式学习的教学资 源为教材构成开放式教育网络。
1.2 微型计算机的系统组成
1.2.1 微型计算机的基本结构
时钟 存储器RAM 存储器ROM 数据总线（双向） 地址总线（单向） 微处理器 CPU 控制总线 接口电路 接口电路
下表给出了计算机中不同计数制的基数、数码、进位关系和 表示方法。
计数制 二进制 八进制 十进制 十六进制
Байду номын сангаас
基数 2 8 10 0、1
数码
进位关系 逢二进一 逢八进一
表示方法 1010B或（1010）2 247Q或（247）8 598D或（598）10
第1章 微型计算机概述
1.1 微型计算机的发展与应用
1.2 微型计算机的系统组成
1.3 计算机中的信息表示
1.1 微型计算机的发展与应用
1.1.1 微处理器的产生和发展
自从1946年推出世界上第一台电子数字计算机以来，计算机共 经历了电子管、晶体管、集成电路、大规模集成电路和超大规 模集成电路5个时代的发展。而在50多年的发展历程中，计算 机技术突飞猛进，特别是进入20世纪70年代以后，微型计算机 的出现为计算机的广泛应用开拓了更加广阔的前景。 随着大规模集成电路的发展，其作为计算机的主要功能部件， 为计算机的微型化打下了良好的物质基础，20世纪70年代初在 美国硅谷诞生了第一片微处理器。这种将计算机的运算器和控 制器等部件集成在一块大规模集成电路芯片上作为中央处理部 件，简称为微处理器（Microprocessor）。微型计算机就是以 微处理器为核心，再配上存储器、接口电路等芯片构成的。
3.数据库应用
数据库是在计算机存储设备中按照某种关联方式存放的一 批 数 据 。 借 助 数 据 库 管 理 系 统 DBMS （ Database Management System），可对其中的数据实施控制、管理和使用。如科技情 报检索系统、银行储户管理系统、飞机票订票系统等。
4. 计算机网络应用
外存
I/O设备
各组成模块及其功能： 各组成模块及其功能： 1．中央处理单元 ． 中央处理单元CPU（Control Processing Unit）是微 型计算机的核心部件，是包含有运算器、控制器、寄存 器组以及总线接口等部件的一块大规模集成电路芯片， 俗称微处理器。 2．主存储器 ． 主存储器是微型计算机中存储程序、原始数据、中 间结果和最终结果等各种信息的部件。 按其功能和性能，可以分为： 随机存储器RAM（Random Access Memory） 只读存储器ROM（Read Only Memory）
第1章 微型计算机概述
本章教学目的及要求
熟悉微处理器的产生和发展， 熟悉微处理器的产生和发展，掌握微型计算机 微处理器的产生和发展 的分类、 的分类、性能指标 掌握计算机的基本结构及工作原理 掌握计算机中常用的数制及其转换、 掌握计算机中常用的数制及其转换、带符号数 计算机中常用的数制及其转换 的表示、 的表示、字符编码和汉字编码的基本知识
为了区分各种计数制的数据，经常采用以下两种方法进 行书写表达。 （1）在数字后面加写相应的英文字母作为标识。如： B（Binary）表示二进制数； O（Octonary）表示八进制数； D（Decimal）表示十进制数，通常其后缀可以省略； H（Hexadecimal）表示十六进制数。 （2）在括号外面加数字下标，此种方法比较直观。 如：二进制的11010011可以写成（11010011）2。
课程简介及要求
微型计算机的总线技术
• STD、ISA、EISA系统总线 • VESA、PCI、AGP局部总线 • USB、IEEE1394、I2C总线介绍
存储器系统
• 随机存取存储器RAM • 只读存储器ROM • 存储器扩展接口 • 辅助存储器及新型存储器技术
《微型计算机原理与接口技术》 微型计算机原理与接口技术》
• 并行接口芯片8255A • 可编程串行输入/输出接口芯片8251 • 可编程定时器/计数器接口芯片8253
人机交互设备及接口
• 键盘与鼠标 • 视频显示接口 • 打印机接口 • 其它外设简介
《微型计算机原理与接口技术》 微型计算机原理与接口技术》
课程简介及要求
D/A及A/D转换器
• 典型D/A转换器芯片 • 典型A/D转换器芯片 • DAC及ADC应用实例
计算机网络是利用通信设备和线路等与不同的计算机系统互 连起来，并在网络软件支持下实现资源共享和传递信息的系 统。有局域网LAN、广域网WAN、城市网CAN和因特网。5.