第11章微机原理课件
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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。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
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。
微机原理及接口技术课件
外存储器是微机系统中的低速存储器， 用于长期存储大量数据和程序。
中央处理器是微机系统的核心，负责执 行程序中的指令。
内存储器是微机系统中的高速存储器， 用于存储程序和数据。
微机系统的软件结构
微机系统的软件结构包括系统软件和 应用软件。
应用软件是根据特定需求开发的软件 ，如办公软件、图像处理软件等。
通过微机接口实验，使 学生掌握微机接口的基 本原理和应用技术，培 养学生对微机系统的综 合分析和设计能力。
微机接口实验通常包括 以下几个方面的内容
通过实验箱或实验板等 硬件设备，让学生了解 并掌握各种硬件接口的 工作原理和性能特点。
通过编写软件程序，让 学生掌握各种输入/输出 控制方式、中断处理、 DMA传输等软件接口的 控制原理和编程方法。
计算机的基本组成 包括运算器、控制 器、存储器、输入 输出设备。
控制器是计算机的 指挥中心，负责控 制和协调计算机的 各个部件。
输入输出设备用于 与外部进行信息交 流，如键盘、鼠标 和显示器等。
微机系统的硬件结构
微机系统的硬件结构包括中央处理器、 内存储器、外存储器、输入输出设备等 。
输入输出设备用于与外部进行信息交流 ，如键盘、鼠标和显示器等。
接口技术
包括串行接口、并行接口、USB接口等技术 ，实现微机与其他设备的通信。
C/C语言
一种高级编程语言，广泛应用于微机应用系 统的开发。
中断技术
实现微机应用系统中断处理和任务调度的重 要技术。
06
CATALOGUE
微机接口实验及课程设计
微机接口实验的目的与内容
目的
内容
硬件接口实验
软件编程实验
综合实验
。
串行接口的实现
中央处理器是微机系统的核心，负责执 行程序中的指令。
内存储器是微机系统中的高速存储器， 用于存储程序和数据。
微机系统的软件结构
微机系统的软件结构包括系统软件和 应用软件。
应用软件是根据特定需求开发的软件 ，如办公软件、图像处理软件等。
通过微机接口实验，使 学生掌握微机接口的基 本原理和应用技术，培 养学生对微机系统的综 合分析和设计能力。
微机接口实验通常包括 以下几个方面的内容
通过实验箱或实验板等 硬件设备，让学生了解 并掌握各种硬件接口的 工作原理和性能特点。
通过编写软件程序，让 学生掌握各种输入/输出 控制方式、中断处理、 DMA传输等软件接口的 控制原理和编程方法。
计算机的基本组成 包括运算器、控制 器、存储器、输入 输出设备。
控制器是计算机的 指挥中心，负责控 制和协调计算机的 各个部件。
输入输出设备用于 与外部进行信息交 流，如键盘、鼠标 和显示器等。
微机系统的硬件结构
微机系统的硬件结构包括中央处理器、 内存储器、外存储器、输入输出设备等 。
输入输出设备用于与外部进行信息交流 ，如键盘、鼠标和显示器等。
接口技术
包括串行接口、并行接口、USB接口等技术 ，实现微机与其他设备的通信。
C/C语言
一种高级编程语言，广泛应用于微机应用系 统的开发。
中断技术
实现微机应用系统中断处理和任务调度的重 要技术。
06
CATALOGUE
微机接口实验及课程设计
微机接口实验的目的与内容
目的
内容
硬件接口实验
软件编程实验
综合实验
。
串行接口的实现
微机原理课件ppt
04
微机程序执行过程
程序加载与执行
程序加载
将程序从存储介质中读取到内存中， 为程序的执行做好准备。
程序执行
CPU按照指令逐条执行程序，完成程 序所要求的任务。
指令执行流程
取指令
CPU从内存中读取指令并存放到指令寄存器 中。
指令译码
对指令进行译码，确定指令的操作码和操作 数。
执行指令
根据译码结果，完成相应的操作，如数据传 输、算术运算、逻辑运算等。
的外设接口。进入21世纪后，微机进一步 发展为DSP（数字信号处理）和FPGA（现 场可编程门阵列）等高性能计算平台。现在 ，微机已进入物联网和人工智能时代，成为
智能硬件的核心组成部分。
微机的应用领域
总结词
微机广泛应用于工业控制、智能家居、医疗设备、航 空航天等领域。
详细描述
由于微机具有体积小、功耗低、价格实惠等优点，它被 广泛应用于各种领域。在工业控制领域，微机可以用于 实现自动化生产线的控制和监测。在智能家居领域，微 机可以用于实现智能照明、智能安防、智能家电控制等 功能。在医疗设备领域，微机可以用于实现医疗影像处 理、医疗数据分析和医疗设备控制等功能。在航空航天 领域，微机可以用于实现飞行控制、导航数据处理和卫 星通信等功能。
立即数
表示常数或立即操作数的值。
注释
用于解释指令的含义和功能，方便阅读和理解。
指令类型
数据传输指令
用于在内存和寄存器之间传输数据，如 MOV指令。
逻辑运算指令
用于进行逻辑运算，如AND、OR、XOR等 指令。
算术运算指令
用于进行算术运算，如ADD、SUB、MUL 、DIV等指令。
控制转移指令
用于改变程序的执行流程，如JMP、CALL 、RET等指令。
微机原理课件
运算器是计算机的核心部件，负责进行算术和逻辑运算；控制器是计算机的指挥 中心，负责统一指挥计算机的各个部件；存储器是计算机的信息存储部件，用于 存储程序和数据；输入输出设备是计算机与外部进行信息交换的部件。
微机系统的硬件结构
微机系统的硬件结构包括主机箱、电源、主板、CPU 、内存、硬盘、显示器、键盘、鼠标等。
难度：较高。
课外拓展与学习建议
拓展内容
阅读相关文献和书籍，了解微机原理 的前沿技术和应用领域。
学习建议
积极参与课外实践和学习小组，与同 学和老师交流学习心得和经验，提高 学习效果。源自THANKS感谢观看
汇编语言的语法
汇编语言的语法包括指令格式、操作数、寻址方式、指令语句等。其中，指令格式是用来规定指令的操 作码和操作数的格式；操作数是用来指定指令操作的对象；寻址方式是指令中寻找操作数的地址的方式 ；指令语句是指令的书写格式。
汇编程序的设计方法
汇编程序设计的步骤
汇编程序设计的步骤包括分析问题、设计程序、编写 代码、调试程序等。其中，分析问题是程序设计的前 提，设计程序是程序设计的主要环节，编写代码是程 序设计的具体实现，调试程序是保证程序正确性的重 要步骤。
中断请求与响应
当外部设备需要与微机系统进行信息交换时，会向系统发出中断请求。 系统会根据优先级和中断向量表来响应中断请求。
中断的基本概念与工作原理
中断的基本概念
中断是指当外部事件发生时，打断正在执行的程序，转而执行相应的中断处理程序。中断 处理程序通常包括保存现场、处理中断事件、恢复现场等步骤。
中断源
主机箱是微机系统的外壳，用于保护和支撑内部硬件； 电源是微机系统的能源供应部件；主板是微机系统的核 心部件，上面集成了许多重要的电子元件；CPU是微 机的中央处理器，是计算机的核心部件；内存是微机的 临时存储部件，用于存储当前正在运行的程序和数据； 硬盘是微机的永久存储部件，用于存储程序和数据；显 示器是微机的输出设备，用于显示输出的信息；键盘和 鼠标是微机的输入设备，用于输入用户指令。
微机系统的硬件结构
微机系统的硬件结构包括主机箱、电源、主板、CPU 、内存、硬盘、显示器、键盘、鼠标等。
难度：较高。
课外拓展与学习建议
拓展内容
阅读相关文献和书籍，了解微机原理 的前沿技术和应用领域。
学习建议
积极参与课外实践和学习小组，与同 学和老师交流学习心得和经验，提高 学习效果。源自THANKS感谢观看
汇编语言的语法
汇编语言的语法包括指令格式、操作数、寻址方式、指令语句等。其中，指令格式是用来规定指令的操 作码和操作数的格式；操作数是用来指定指令操作的对象；寻址方式是指令中寻找操作数的地址的方式 ；指令语句是指令的书写格式。
汇编程序的设计方法
汇编程序设计的步骤
汇编程序设计的步骤包括分析问题、设计程序、编写 代码、调试程序等。其中，分析问题是程序设计的前 提，设计程序是程序设计的主要环节，编写代码是程 序设计的具体实现，调试程序是保证程序正确性的重 要步骤。
中断请求与响应
当外部设备需要与微机系统进行信息交换时，会向系统发出中断请求。 系统会根据优先级和中断向量表来响应中断请求。
中断的基本概念与工作原理
中断的基本概念
中断是指当外部事件发生时，打断正在执行的程序，转而执行相应的中断处理程序。中断 处理程序通常包括保存现场、处理中断事件、恢复现场等步骤。
中断源
主机箱是微机系统的外壳，用于保护和支撑内部硬件； 电源是微机系统的能源供应部件；主板是微机系统的核 心部件，上面集成了许多重要的电子元件；CPU是微 机的中央处理器，是计算机的核心部件；内存是微机的 临时存储部件，用于存储当前正在运行的程序和数据； 硬盘是微机的永久存储部件，用于存储程序和数据；显 示器是微机的输出设备，用于显示输出的信息；键盘和 鼠标是微机的输入设备，用于输入用户指令。
微机原理及接口技术参考PPT
IN AL，DX
；读数据
MOV [SI]，AL
MOV DX，8002H
MOV AL，00H
OUT DX，AL
INC SI ；存放数据的内存地址加1
INC BL ；通道地址加1
MOV AL，BL OUT DX，AL ；送通道地址 MOV DX，8002H
DEC BH JNZ GOON POP AX
MOV AL，01H
•14
9.3 A/D转换器ADC0809及应用
➢ 采样：对连续变化的模拟量要按一定的规律和周期取出其 中的某一瞬时值。
➢ 采样频率：一般要高于或至少等于输入信号最高频率的2 倍，实际应用中采样频率一般是信号频率的4~8倍。
➢ 采样周期：相邻两次采样的间隔时间。一次A/D转换所需 要的时间必须小于采样周期。
•10
➢ 应用举例：利用D/A 转换器来构造波形发生器，如图所 示。假设地址译码输出端口为360H。
图９.8 采用DAC0832 构造的波形发生器
•11
(1) 矩形波。给DAC0832 持续256 次送数据0，然后256 次送 数据FFH，依次重复处理。输出矩形波的程序段如下：
MOV DX，360H ；设定地址译码输出端口 DD0： MOV CX，0FFH
2
多2
N位
路
电
二进制数
… …
模
阻
拟
网
开
络
N
关N
运算 放大器
图9.2 D/A转换器框图
模拟电压输出
•3
1. 加权电阻网络D/A转换器的工作原理
VREF
K1
R1
K2
R2
K3
R3
Kn
Rn
微机原理及应用(第五版)PPT课件
压缩BCD码占80位,即10个字节.能存储20位 BCD数,但在80387中只用了18位BCD数.余下 1个字节的最高位为符号位.其余7位不用.
7位不用
最高位是符号位
2021
微机原理及应26用
1.2.3 实型数
任何一个二进制数可以表示成: N=+Y×2J 称为浮点表示法
80387规定： 指数采用移码表示。短型实数阶码占8位;长型实数
• 80386对字符串的操作有:移动;传送; 比较;查找等.
• 分类:字节串;字串;双字串.
2021
微机原理及应22用
1.1.5 位及位串
• 80x86CPU都支持位操作.80386/80486有位串操 作.位串最长是232个位.
• 位偏移量:一个位在位串中的地址.由字节地址 和位余数组成.
设位串是从ｍ地址开始存储的,位偏移量分别为23 和-18的位在什么地方?
例
11110010B
左移一位 11100100B
右移一位 11111001B
[-14]补 [-28]补 [-7]补
2021
微机原理及应19用
3).反码表示的负数
左移和右移空位全补1.
例
11110001B
左移一位 11100011B
右移一位 11111000B
7.有关0的问题
[-14]补 [-28]补 [-7]补
• 二进制:数的后面加后缀B. • 十进制:数的后面加后缀D或不加. • 十六进制:数的后面加后缀H.
2021
微机原理及应5用
1.1.3 整数
1.无符号数
8、16、32位全部用来表示数值本身。
最低位LSB是0位，最高位MSB是7、15、31。
2.带符号整数
7位不用
最高位是符号位
2021
微机原理及应26用
1.2.3 实型数
任何一个二进制数可以表示成: N=+Y×2J 称为浮点表示法
80387规定： 指数采用移码表示。短型实数阶码占8位;长型实数
• 80386对字符串的操作有:移动;传送; 比较;查找等.
• 分类:字节串;字串;双字串.
2021
微机原理及应22用
1.1.5 位及位串
• 80x86CPU都支持位操作.80386/80486有位串操 作.位串最长是232个位.
• 位偏移量:一个位在位串中的地址.由字节地址 和位余数组成.
设位串是从ｍ地址开始存储的,位偏移量分别为23 和-18的位在什么地方?
例
11110010B
左移一位 11100100B
右移一位 11111001B
[-14]补 [-28]补 [-7]补
2021
微机原理及应19用
3).反码表示的负数
左移和右移空位全补1.
例
11110001B
左移一位 11100011B
右移一位 11111000B
7.有关0的问题
[-14]补 [-28]补 [-7]补
• 二进制:数的后面加后缀B. • 十进制:数的后面加后缀D或不加. • 十六进制:数的后面加后缀H.
2021
微机原理及应5用
1.1.3 整数
1.无符号数
8、16、32位全部用来表示数值本身。
最低位LSB是0位，最高位MSB是7、15、31。
2.带符号整数
微机原理PPTchapter11
2015-7-3
机械电子研究所
单片机原理及接口技术
8
单片机如何来控制ADC
• 首先用指令选择0809的一个模拟输入通道，当执行MOVX @DPTR，A时，单片机的WR*信号有效，产生一个启动信号 给0809的START脚，对选中通道转换。 • 转换结束后，0809发出转换结束EOC信号，该信号可供查询， 也可向单片机发出中断请求;当执行指令：MOVX A， @DPTR，单片机发出RD*信号,加到OE端高电平，把转换完 毕的数字量读到A中。
1
第十一章 A/D，D/A转换接口技术
本章包括以下内容 • 前向通道与数据采集（A/D） • 后向通道与执行机构（D/A）
2015-7-3
机械电子研究所
单片机原理及接口技术
2
11.1前向通道与数据采集
• A/D转换器(Analog-Digital Converter)是一种能把输入模拟电 压或电流变成与其成正比的数字量的电路芯片。 • 分类： – 逐次比较型：精度、速度和价格都适中，是最常用的A/D 转换器件（AD0809,AD574） – 双积分型：精度高、抗干扰性好、价格低廉，但转换速度 慢，得到广泛应用。 – V/F转换型：适于转换速度要求不太高，远距离信号传输
13
中断服务程序:
PINT1: MOV DPTR，#7FF8H ；A/D结果送内部RAM单元30H MOVX A，@DPTR
2015-7-3
机械电子研究所
MOV 30H，A MOV A，#00H MOVX @DPTR，A; RETI
；启动0809对IN0的转换
单片机原理及接口技术
程序如下：
INIT1: SETB SETB SETB MOV MOV MOVX … IT1 ；外部中断1初始化编程 EA ；CPU开中断 EX1 ；选择外中断为跳沿触发方式 DPTR，#7FF8H；端口地址送DPTR A，#00H ; @DPTR，A ；启动0809对IN0通道转换 ；完成其他的工作
微机原理课件
他内部器件，外部总线连接微机和其他外部设备。
总线的性能指标包括总线的带宽、总线的时钟频率、总线的传
03
输速率等。
03 软件组成
指令系统
指令集
指令系统是计算机硬件与软件之间的接口，它规定了计算机所支持 的指令集合，包括指令格式、寻址方式、操作码等。
指令类型
根据功能的不同，指令可以分为多种类型，如算术运算指令、逻辑 运算指令、移位指令、跳转指令等。
03
微机系统的基本工作流程是： 输入信息 -> 存储器存储 -> 控 制器指挥运算器进行运算 -> 输出结果。
02 硬件组成
中央处理器
01
CPU是微机的核心部件，负责执行指令和处理数据。
02
CPU由运算器和控制器组成，运算器负责进行算术和
逻辑运算，控制器负责控制指令的执行顺序。
03
CPU的性能指标包括时钟频率、指令集、缓存大小等
04 系统组成与控制
操作系统
操作系统定义
操作系统是计算机系统中的核心软件，负责管理系统资源、控制程序执行、提供系统界 面等。
操作系统功能
操作系统具有进程管理、内存管理、文件管理、设备管理等功能，旨在提高计算机系统 的效率和可靠性。
常见操作系统
Windows、Linux、MacOS等。
程序控制与中断系统
微机原理课件
目录
• 微机系统概述 • 硬件组成 • 软件组成 • 系统组成与控制 • 应用领域与发展趋势 • 实验与上机操作指南
01 微机系统概述
微机系统的基本组成
运算器是计算机的核心部件 ，负责进行算术运算和逻辑
运算。
计算机的基本组成包括运算 器、控制器、存储器、输入
微机原理(存储器系统)
只读存储器是一种对其内容只能读出不能写入的存储器。
可擦除可编程只读存储器EPROM(Erasible Programmable
ROM)和电可擦除可编程只读存储器EEPROM(Electric Erasible Programmable ROM)以及近年来发展起来的快擦型 存储器(Flash Memory)具有EEPROM的特点。
C1
C2
2）写入时， T1.T2均导通，数 据线上的信息对C1进行充放电
2018年11月28日
11
(1) 单译码
单译码方式又称字结构，全部地址码只用一 个电路译码，译码输出的选择线直接选中对应 的存储单元。这一方式需要的选择线数较多， 只适用于容量较小的存储器。
(2) 双译码
在双译码结构中，将地址译码器分成行译码器
(又叫X译码器)和列译码器(又叫Y译码器)两部分，
行列选择线交叉处即为所选中的内存单元，这种方 式的特点是译码输出线较少。
+5V WE* CS2 A8 A9 A11 OE* A10 CS1* D7 D6 D5 D4 D3
26
2018年11月28日
SRAM 6264的功能
工作方式 CS1* CS2 WE* OE* D7 ~ D0
未选中 未选中 写操作 读操作
1 × 0 0
× 0 1 1
× × 0 1
× × 1 0
高阻 高阻 输入 输出
2018年11月28日 2
4.1.1
存储器分类
1．按构成存储器的器件和存储介质分类
按构成存储器的器件和存储介质主要可分为： 磁芯存储器、半导体存储器、光电存储器、磁膜、 磁泡和其它磁表面存储器以及光盘存储器等。 从五十年代开始，磁芯存储器曾一度成为主 存储器的主要存储介质。但从七十年代起，半导 体存储器逐渐取代了磁芯存储器的地位。目前， 绝大多数计算机都使用的是半导体存储器。
《微机原理与接口技术》课件第11章
11.2 开 关 量 接 口
11.2.1 光电子器件
光电技术应用于计算机系统是当前一种较新的趋势，在信 号传输和存储等环节中，可有效地应用光信号。例如，在电话 与计算机网络的信息传输，声像演播用的CD或VCD，计算机光 盘CD－ROM，甚至于在船舶和飞机的导航装置、交通管理设备 中均采用现代化的光电子系统。光电子系统的突出优点是，抗 干扰能力较强，传输速率极高，而且传输损耗小，工作可靠。 它的主要缺点在于，光路比较复杂，光信号的操作与调制需要 精心设计。光信号和电信号的接口需要一些特殊的光电转换器 件，下面分别予以介绍。
4) 多路转换开关 在生产过程中，要监测或控制的模拟量往往不止一个，尤 其是数据采集系统中，需要采集的模拟量一般比较多，而且不 少模拟量是缓慢变化的信号。对这类模拟信号的采集，可采用 多路模拟开关切换，使多个模拟信号共用一个A/D转换器进行 采样和转换，以降低成本。
5) 采样保持电路 在数据采样期间，保持输入信号不变的电路称为采样保持 电路。由于输入模拟信号是连续变化的，而A/D转换器完成一 次转换需要一定的时间，这段时间称为转换时间。不同的A/D 转换芯片，其转换时间不同。对于变化较快的模拟输入信号， 如果在转换期间输入信号发生变化，就可能引起转换误差。 A/D转换芯片的转换时间越长，对同样频率模拟信号的转换精 度的影响就越大。所以，在A/D转换器前面要增加一级采样保 持电路，以保证在转换过程中，输入信号的值不变。
0.4～1
1～2
2.0～2.2
2～4
5～10
2.0～2.2
1～3
3～8
2.2～2.4
0.5～3
1.5～8
发光二极管的另一种重要用途是将电信号变为光信号，通 过光缆传输，然后再用光电二极管接收，再现电信号。图11.5表 示一发光二极管发射电路通过光缆驱动一个光电二极管电路。 在发射端，一个0～5 V的脉冲信号通过300 Ω的电阻作用于发光 二极管(LED)，这个驱动电路可使LED产生一数字光信号，并作 用于光缆。由LED发出的光约有20％耦合到光缆。在接收端传 送的光中，约有80％耦合到光电二极管上，以致在接收电路的 输出端可复原为0～5 V电平的数字信号。
微机原理与接口第11章dma接口
缺点
由于DMA数据传输需要使用专门的硬件电路，因此它的实现成本较高。此外， 由于DMA数据传输是并行传输，因此它需要精确的时序控制，否则可能会出现 数据错乱等问题。
03
DMA接口与其他接口的 比较
与中断接口的比较
数据传输方式
中断接口依赖于CPU在数据传输过程中的干预，而DMA接口 则可以在不涉及CPU的情况下直接在内存和外设之间传输数据
在其他领域中的应用
通信领域
在通信领域中，DMA接口广泛应用于各种高速通信协议中，如USB、Ethernet等。在这些协议中， DMA传输能够大大提高数据传输的效率和稳定性。
科学计算
在高性能科学计算领域，DMA接口也被用于大规模数据的传输和处理。例如，在高性能计算集群中， DMA接口被用于节点间的大规模数据传输，以提高计算效率。
04
DMA接口的实际应用
在计算机系统中的应用
数据传输
在计算机系统中，DMA接口常用于高速数据传输，如硬盘与 内存之间的数据交换，显卡与内存之间的图形数据传输等。 由于这些操作涉及大量数据，使用DMA接口可以大大提高数 据传输的效率，减轻CPU的负担。
多媒体处理
在处理大量多媒体数据（如音频、视频）时，DMA接口也发 挥了重要作用。它能够快速地将数据从一块存储介质传输到 处理单元，或者从处理单元传输到输出设备，从而提高了多 媒体应用的性能。
DMA数据传输过程
初始化阶段
在DMA传输开始之前，需要进行必要的初始化设置，包括设置传输 的起始地址、传输的字节数等。
预处理阶段
在DMA传输开始之前，需要进行一些预处理工作，如将数据从内存 中复制到缓冲区中，或者将数据从缓冲区中复制到内存中。
传输阶段
在DMA传输开始之后，DMA控制器会直接从源地址读取数据，并将 数据写入目标地址中，直到传输完成。
由于DMA数据传输需要使用专门的硬件电路，因此它的实现成本较高。此外， 由于DMA数据传输是并行传输，因此它需要精确的时序控制，否则可能会出现 数据错乱等问题。
03
DMA接口与其他接口的 比较
与中断接口的比较
数据传输方式
中断接口依赖于CPU在数据传输过程中的干预，而DMA接口 则可以在不涉及CPU的情况下直接在内存和外设之间传输数据
在其他领域中的应用
通信领域
在通信领域中，DMA接口广泛应用于各种高速通信协议中，如USB、Ethernet等。在这些协议中， DMA传输能够大大提高数据传输的效率和稳定性。
科学计算
在高性能科学计算领域，DMA接口也被用于大规模数据的传输和处理。例如，在高性能计算集群中， DMA接口被用于节点间的大规模数据传输，以提高计算效率。
04
DMA接口的实际应用
在计算机系统中的应用
数据传输
在计算机系统中，DMA接口常用于高速数据传输，如硬盘与 内存之间的数据交换，显卡与内存之间的图形数据传输等。 由于这些操作涉及大量数据，使用DMA接口可以大大提高数 据传输的效率，减轻CPU的负担。
多媒体处理
在处理大量多媒体数据（如音频、视频）时，DMA接口也发 挥了重要作用。它能够快速地将数据从一块存储介质传输到 处理单元，或者从处理单元传输到输出设备，从而提高了多 媒体应用的性能。
DMA数据传输过程
初始化阶段
在DMA传输开始之前，需要进行必要的初始化设置，包括设置传输 的起始地址、传输的字节数等。
预处理阶段
在DMA传输开始之前，需要进行一些预处理工作，如将数据从内存 中复制到缓冲区中，或者将数据从缓冲区中复制到内存中。
传输阶段
在DMA传输开始之后，DMA控制器会直接从源地址读取数据，并将 数据写入目标地址中，直到传输完成。
精品课程微机原理多媒体课件 - 微机原理和接口技术
安徽工程科技学院 * 计算机系
[例]：
精品课程微机原理多媒体课件
11111111 00000001 1 00000000
最高位向前有进位，产生溢出
安徽工程科技学院 * 计算机系
3. 逻辑运算
与 或 非 异或
精品课程微机原理多媒体课件
安徽工程科技学院 * 计算机系
精品课程微机原理多媒体课件
4. 逻辑门
符号位 真值
安徽工程科技学院 * 计算机系
精品课程微机原理多媒体课件
1. 符号数的表示：
原码 反码 补码
安徽工程科技学院 * 计算机系
精品课程微机原理多媒体课件
原码：
最高位为符号位，用“0”表示正，用 “1”表示负；其余为真值部分。
优点： 真值和其原码表示之间的对应关 系简单，容易理解；
[例]：
若：X=01111000， Y=01101001 则：X+Y=
01111000
01101001 11100001
即：次高位向最高位有进位，而最高位向前无进 位，产生溢出。
（事实上，两正数相加得出负数，结果出错）
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§1.4 计算机中的编码
缺点： 计算机中用原码进行加减运算比 较困难，0的表示不唯一。
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数0的原码
8位数0的原码：+0=0 0000000 -0=1 0000000
即：数0的原码不唯一。
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反码精品课程微机ຫໍສະໝຸດ 理多媒体课件对一个机器数X：
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[例]：
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11111111 00000001 1 00000000
最高位向前有进位，产生溢出
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3. 逻辑运算
与 或 非 异或
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4. 逻辑门
符号位 真值
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1. 符号数的表示：
原码 反码 补码
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原码：
最高位为符号位，用“0”表示正，用 “1”表示负；其余为真值部分。
优点： 真值和其原码表示之间的对应关 系简单，容易理解；
[例]：
若：X=01111000， Y=01101001 则：X+Y=
01111000
01101001 11100001
即：次高位向最高位有进位，而最高位向前无进 位，产生溢出。
（事实上，两正数相加得出负数，结果出错）
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精品课程微机原理多媒体课件
§1.4 计算机中的编码
缺点： 计算机中用原码进行加减运算比 较困难，0的表示不唯一。
安徽工程科技学院 * 计算机系
精品课程微机原理多媒体课件
数0的原码
8位数0的原码：+0=0 0000000 -0=1 0000000
即：数0的原码不唯一。
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反码精品课程微机ຫໍສະໝຸດ 理多媒体课件对一个机器数X：
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微机原理教学PPT
功能 4. 微型计算机的应用概况
3
第一章：概述——微机原理的课 程内容、学习目的
•
研究微型计算机的基本工作原理以及微型计算机接口技术（如中断控 制接口、定时/计数控制接口、并行/串行通信接口等）的课程。
冯·诺依曼体系结构 1. 能把需要的程序和数据送至计算机中。 （输入） 2. 必须具有长期记忆程序、数据、中间结果及最终运 算结果的能力。 （存储） 3. 能够完成各种算术、逻辑运算和数据传送等数据加 工处理的能力。 （运算） 4. 能够根据需要控制程序走向，并能根据指令控制机 器的各部件协调操作。 （控制） 5. 能够按照要求将处理结果输出给用户。（输出） 简单地其工作过程是取指令(代码)→分析指令(译码) →执行指令的不断循环的过程。
微型计算机技术及其应用
——第一章：概述
1
第一章：概述
1. 微机原理课程的内容、学习目的
2. 微型计算机的发展概况 3. 微型计算机系统的基本组成和各部件
功能 4. 微型计算机的应用概况
2
第一章：概述
1. 微机原理课程的内容、学习目的
2. 微型计算机的发展概况
3. 微型计算机系统的基本组成和各部件
第一章：概述——微型计算机系统的 基本组成和各部件功能
各种接口卡
24
第一章：概述——微型计算机系统的 基本组成和各部件功能
主板
25
Байду номын сангаас
第一章：概述——微型计算机系统的 基本组成和各部件功能
主板是机箱中最大的一块集成电路板，在它上面
集成有CPU插座、内存插座、扩展卡插座、输入 输出系统、总线系统、电源接口等。 地址总线(AB) ：是用来传送地址信息的信号线。 地址总线的位数决定了CPU可以直接寻址的内存 空间的大小。地址总是从CPU发出的，所以地址 总线是单向的三态总线。 数据总线(DB)：数据总线是CPU用来传送数据信 息的信号线。数据总线是双向三态总线。 控制总线(CB)：控制总线是用来传送控制信号的 一组总线。控制总线有的为单向，有的为双向或 三态，有的为非三态，取决于具体的信号线。
微机原理11(4)ppt课件
THIS 类型
作用：建立一个地址操作数(即语句标号)，它的段地址和偏移量 与下一个要分配的存储空间相同，但类型由THIS指定。
如： 则：
TAB1 EQU THIS BYTE TAB2 DW 100 DUP(?) TAB1、TAB2的段地址、偏移量完全相同， 但TAB1是字节型，TAB2是字型的。
又如：START EQU THIS FAR MOV CX，100 这样就使MOV指令具有一个FAR属性的地址， 允许其它段的JMP指令，直接跳转到START来。
… …… …
③ SHORT运算符 例： H1 JMP H1
JMP H2
H2
执行到 JMP H1 指令时，汇编程序已经知道H1的位置了， 但执行到 JMP H2 指令时，汇编程序还不知道H2的位置，所以 汇编产生一个三字节的指令， 若在此处加上SHORT后，即对H2做 了说明，指出H2在下条指令的±127字节范围内，汇编时产生一 个两字节的指令，即节省了内存又加快了执行速度。
4.执行程序
5.调试程序 DEBUG程序是专为宏汇编语言设计的一种调试程序. DEBUG程序的命令 N,L命令:装入程序 D命令:显示内存内容 R命令:显示寄存器内容 I命令:端口输入命令 O命令:端口输出命令 U命令:反汇编 Q命令:退出DEBUG T命令:单步执行 P命令:单步执行命令,只给出指令执行结果 G命令:全速执行
和1异或原数变反。
1101 0101 0011 0100
3)关系运算符 说明：
①参加运算的两个数必须都是数字，或者都是同
一段内的两个存储单元地址，即两数性质相同。
②关系运算的结果是逻辑值 关系式成立时，结果为真，以OFFFFH表示； 关系式不成立时，结果为假，以0表示。
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2013年6月8日星期六
第11章第17页共95页
第11章 模拟量接口技术
CS WR1 AGND D 3 D 2 D 1 (LSB)D 0 VREF RFB DGND
1 20 2 19 3 18 4 17 5 DAC0830 16 DAC0831 6 DAC0832 15 7 14 8 13 9 12 10 11
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第11章 模拟量接口技术
11.2 模 拟 量 接 口
在工业过程控制中，经常要对温度、压力、流量、浓度及
位移等物理量进行计算机控制。通常，先用传感器测量这些物
理量，得到与之相应的模拟电流或模拟电压，再通过A/D转换 器(ADC)转换为相应的数字信号，送入数字计算机处理，因此 ADC常被看成是编码装臵(因为转换后的数字信号是以编码形式 送入数字系统的)。 计算机处理后的结果是数字量，若用它去控制伺服电机等 模拟量执行机构，则需通过D/A转换器(DAC)转换为相应的模拟 信号，去驱动执行机构工作，因此DAC又常被看成是解码装臵。
2013年6月8日星期六
第11章第4页共95页
第11章 模拟量接口技术
2) 变送器 一般来讲，传感器输出的电信号都比较微弱，有些传感器 的输出甚至是电阻值、电容值等非电量。为了易于与信号处理 环节衔接，就需要将这些微弱电信号及电阻值等非电量转换成 一种统一的电信号，变送器就是实现这一功能的器件。它将传 感器的输出信号转换成0～10 mA或4～20 mA的统一电流信号
VCC ILE WR 2 XFER D 4 D 5 D 6 D (MSB) 7 IOUT2 IOUT1
图11.14 DAC0830/0831/0832系列芯片的引脚图
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第11章 模拟量接口技术
2) 引脚功能
CS——片选信号输入端，低电平有效。 ILE——数据锁存允许信号输入端，高电平有效。 WR1——输入锁存器写选通信号，低电平有效。它作为第 一级锁存信号将输入数据锁存到输入锁存器中。WR1必须在CS 和ILE均有效时才能起操控作用。 WR2——DAC寄存器写选通信号，低电平有效。它将锁存 在输入锁存器中可用的8位数据送到DAC寄存器中进行锁存。此 时，传送控制信号XFER必须有效。 XFER——传送控制信号，低电平有效。当XFER为低电平 时，将允许。
在A/D转换器前面要增加一级采样保持电路，以保证在转换过
程中，输入信号保持在其采样期间的值不变。
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第11章 模拟量接口技术
6) 模数转换器A/D
这是模拟量输入通道的中心环节，它的作用是将输入的模 拟信号转换成计算机能够识别的数字信号，以便计算机进行分 析和处理。
首先要能够将生产过程中监测设备输出的连续变化的模拟量
转变为计算机能够识别和接受的数字量。其次，还要能够将 计算机发出的控制命令转换为相应的模拟信号，去驱动模拟
调节执行机构。这样两个过程，都需要模拟量的输入和输出
通道来完成。
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第11章 模拟量接口技术
模拟量输入/输出通道的结构如图11.2所示，下面分别介 绍输入和输出通道中各环节的作用。
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第11章 模拟量接口技术
1) 特点与主要规范 该类产品采用双缓冲、单缓冲或直接数字输入，与12位
DAC1230系列容易互换，且引脚兼容，可用于电压开关方式，
电流建立时间为1 μs，8位的分辨率，功耗低，只需20 mW， 采用+5~+15 V单电源供电，满足TTL电平规范的逻辑输入(1.4 V逻辑域值)，具有8、9或10 位线性度(全温度范围均保证)。图 11.14给出了DAC0830系列芯片的引脚图。
第11章 模拟量接口技术
下图是简化了的R-2R梯形电阻网络和运放构成的D/A转换器 原理图：
由于这种电阻网络只用两种电阻组成，用集成工艺生产 比较容易，因此应用比较广泛。
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第11章 模拟量接口技术
将开关接求和点的所有各路的电流累加，并将该
电流经过运算放大器转换为电压VO，则：
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第11章 模拟量接口技术
该器件有两个内部寄存器，要转换的数据先送到输入锁存
器，但不进行转换。只有数据送到DAC寄存器时才能开始转换， 因而称为双缓冲。ILE、CS和WR13个信号组合控制第一级缓冲
器的锁存。当ILE为高电平，并且CPU执行OUT指令时，CS和
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第11章 模拟量接口技术
11.2.1 D/A转换器 D/A转换器是一种将数字量转换成模拟量的器件，其特点 是接收、保持和转换的是数字信息，不存在随温度和时间的漂 移问题，因此电路的抗干扰性能较好。 下面介绍D/A转换器原理：
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1. 8位D/A转换器DAC0830/0831/0832
DAC0830/083l/0832是8位分辨率的D/A转换集成芯片，它
具有价格低廉、接口简单及转换控制容易等特点。DAC0830系
列产品包括DAC0830、DAC0831和DAC0832，它们可以完全 相互代换。 这类产品由8位输入锁存器、8位DAC寄存器、8位D/A转 换电路及转换控制电路组成，能和CPU数据总线直接相连，属 中速转换器，大约在1μs内将一个数字量输入转换成模拟量输 出。
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第11章 模拟量接口技术
由上述可知，电阻开关网络是构成D／A转换器的主要
部件，但在具体电路中，还需要附加其他环节才能完成D ／A转换。实际的D/A转换电路的原理图如下图所示：
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第11章 模拟量接口技术
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第11章 模拟量接口技术
D0~D7——8位数据输入端，D7为最高位。 IOUT1、IOUT2——模拟电流输出端，转换结果以一组差动电 流(IOUT1，IOUT2)输出。当DAC寄存器中的数字码全为“l”时， IOUT1最大；全为“0”时，IOUT2为零。IOUT1+IOUT2=常数，IOUT1、
对这类模拟信号的采集，
可采用多路模拟开关，使 多个模拟信号共用一个 A/D转换器进行采样和转 换，以降低成本。
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第11章 模拟量接口技术
5) 采样保持电路
在数据采样期间，保持输入信号不变的电路称为采样保持 电路。由于输入模拟信号是连续变化的，而A/D转换器完成一 次转换需要一定的时间，这段时间称为转换时间。不同的A/D 转换芯片，其转换时间不同。 对于变化较快的模拟输入信号，如果不在转换期间保持输 入信号不变，就可能引起转换误差。A/D转换芯片的转换时间 越长，对同样频率模拟信号的转换精度的影响就越大。所以，
或者0～5 V的电压信号。
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第11章 模拟量接口技术
3) 信号处理环节 信号处理环节主要包括信号的放大及干扰信号的去除。它 将变送器输出的信号进行放大或处理成与A/D(Analog to Digital) 转换器所要求的输入相适应的电平。
另外，传感器通常都安装在现场，环境比较恶劣，其输出
信 号 传 感 器 信 号 变 送 器 信 号 处 理 环 节 多 路 转 换 开 关 采 样 保 持 电 路 A/D 输入信息 转 换 器 微 型 计 算 机 信 息 锁 存 器
现场信号
工 业 现 场 执 行 部 件 驱 动 放 大 低 通 滤 波 器 D/A 转 换 器 输 入 输 出 接 口
控制信号
IOUT2随DAC寄存器的内容线性变化。
RFB——反馈电阻引出端，DAC0830内部已有反馈电阻，
所以 RFB端可以直接接到外部运算放大器的输出端，这样，相
当于将一个反馈电阻接在运算放大器的输入端和输出端之间。
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第11章 模拟量接口技术
VCC——电源电压输入端，范围为+5~+15 V，以+15 V时工 作为最佳。 VREF——参考电压输入端，此端可接一个正电压，也可接 负电压。范围为－10~+10 V。外部标准电压通过VREF与T型电 阻网络相连。此电压越稳定，模拟输出精度就越高。 AGND——模拟地。 DGND——数字地。
D Rf D Rf Vo n VRe f VRe f 2 R 255 R
可见，输出电压正比于输入数字量D，而幅度大小可通
过选择基准电压VRef和Rf/R的比值来调整。
假如要求输出双极性电压，即D7位为符号位，与零电压 对应的二进制数码为10000000B，相当于0~0FFH的一半，这 时，在运算放量接口技术
第11章
模拟量接口技术
11.1 概述
11.3 模拟量接口 习题11
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第11章 模拟量接口技术
11.1 概
述
模拟量输入/输出通道是微型计算机与控制对象之间的一
个重要接口，也是实现工业过程控制的重要组成部分。在工 业生产中，需要测量和控制的物理量往往是连续变化的量， 如电流、电压、温度、压力、位移、流量等。 为了利用计算机实现对工业生产过程的自动监测和控制，
输出信息
图11.2 模拟量的输入/输出通道结构图
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第11章 模拟量接口技术