微型计算机技术PPT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。
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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。
认识微型计算机(正式)通用课件
声卡可分为集成声卡和独立声卡两种类型，其中独立声卡具有更好的声 音处理性能。
声卡性能决定了计算机的声音输出质量和音频处理能力，因此选择一款 高性能的声卡至关重要。
网卡
网卡是微型计算机中用于连接网络的专 用硬件。
网卡可分为有线网卡和无线网卡两种类 型，其中无线网卡可以提供更方便的网
络连接方式。
网卡性能决定了计算机的网络连接速度 和质量，因此选择一款高性能的网卡至
微型计算机的未来发展
人工智能与微型计算机的结合
人工智能技术
微型计算机将集成更多的人工智 能技术，如机器学习、自然语言 处理等，使其具备更强大的数据 处理和学习能力。
智能家居
微型计算机将成为智能家居的核 心，连接和控制各种智能设备， 提供更为便捷和智能化的家居生 活体验。
量子计算与微型计算机的结合
由中央处理器、存储器、输入输出设 备等部分组成。
特点
具有较高的计算速度、数据处理和信 息存储能力，广泛应用于办公自动化 、科学计算、数据处理、图像处理、 人工智能等领域。
微型计算机的发展历程
01
02
03
04
第一代
1971年，以Intel公司生产的 4004微处理器芯片为标志，
主要用于工业控制。
第二代
数据处理
随着大数据时代的到来，数据处理已经成为各行各业 不可或缺的一部分，微型计算机在数据处理方面发挥 了重要作用。
单击此处添加正文，文字是您思想的提一一二三四五 六七八九一二三四五六七八九一二三四五六七八九文 ，单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，为了最 终呈现发布的良好效果单击此4*25}
数据处理利用微型计算机的存储和计算能力，对大量 数据进行高效处理，为决策提供支持，提高工作效率 。
微型计算机控制技术PPT课件
优点是结构简单，控制灵活和安全。 缺点是要由人工操作，开环结构，控制的实时性差，不能 控制多个对象。
主要用于生产初期实验，过程模型获取
1.2.2 直接数字控制（DDC）系统
计算机通过检测单元对过程参数进行巡回检测，并经过输入 通道将检测数据输入计算机，计算机按照一定的控制规律进行 运算，得到相应的控制信息，并通过输出通道去控制执行机构， 从而使系统的被控参数达到期望的要求
地址
译码
C
DB
数据
P
缓冲
U
CB
控制
电路
数据端口
外
状态端口
控制端口
设
(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/写操作的有地址的寄存器,又称为I/O端口. (2)数据端口:双向的数据端口具有锁存和三态缓冲功能. 状态端口:只读端口,包含三态缓冲器. 控制端口:只写端口,包含锁存器.
接口的必要性： 外设是用来实现人机交互的一些机电设备.外设处理信息的类
型、速度、通信方式与CPU不匹配,不能直接挂在总线上,必须 通过接口和系统相连.
CPU与外设之间交换信息的种类
通常有三类信息：
数据信息
状态信息 控制信息
数字量 模拟量 开关量
数据
CPU
状态
外部 设备
控制
接口的构成
AB
第2章 输入输出接口与过程通道
2.1 IO端口及地址译码技术 2.2 数字量输入输出接口与过程通道 2.3 模拟量输入接口与过程通道 2.4 模拟量输出接口与过程通道 2.5 硬件抗干扰技术
第2章 输入输出接口与过程通道
接口：接口是计算机与外部设备（部件与部件之间）交换信 息的桥梁，它包括输入接口和输出接口。 接口的含义： 狭义上：连接计算机和I/O设备的部件； 广义上：还包括接口电路的管理驱动程序； 接口技术：接口技术是研究计算机与外部设备之间如何交换 信息的技术。
《微型计算机发展》课件
微型计算机的未来应用场景
智能家居
微型计算机将成为智能家 居的核心，实现家庭设备 的互联互通和智能化控制 。
医疗健康
微型计算机将在医疗健康 领域发挥重要作用，如监 测生命体征、辅助诊断和 治疗等。
工业自动化
微型计算机将应用于工业 自动化领域，实现设备的 智能化控制和生产过程的 优化。
微型计算机的未来技术发展
02
64位微型计算机在21世纪初开 始出现，并逐渐普及。
03
64位微型计算机主要用于图像 处理、多媒体制作和复杂的计 算等，其代表性的产品有Core i7等。
03
微型计算机的应用领域
科学计算
总结词
科学计算是微型计算机的重要应用领 域之一，涉及数学建模、数值计算、 统计分析等方面。
详细描述
科学计算利用微型计算机强大的计算 能力和数据处理能力，进行各种复杂 的数学建模和数值计算，例如天气预 报、地震分析、航天器轨道计算等。
02
随着技术的发展和普及，微型计 算机逐渐进入家庭和学校，成为 个人电脑的代表，广泛应用于信 息处理、学习、娱乐等领域。
微型计算机的早期发展
微型计算机的发展经历了多个阶段，从 早期的PENTIUM到80年代的IBM PC 和兼容机，再到90年代的笔记本电脑 和21世纪初的平板电脑和智能手机。
随着技术的不断进步和应用需求的不断 增长，微型计算机的性能不断提高，体 积不断缩小，成本不断降低，应用领域
32位微型计算机的发展
32位微型计算机是16位微型计算机的 升级版，其性能更高，功能更强大。
32位微型计算机主要用于图像处理、 多媒体制作和复杂的计算等，其代表 性的产品有Pentium等。
32位微型计算机在20世纪90年代开始 出现，并逐渐普及。
第1章 微型计算机基础PPT课件
➢ 学时：64/16
课程特点
➢ 软(件)硬(件)兼施：是指微型计算机的 应用，要求统筹软件和硬件，构成完 整的系统。
➢ 强(电)弱(电)结合：是指不仅要对计算 机本身，还必须对检测控制对象及其 输入、输出信号的特点、转换、调理 和传输方式有深入的理解，以求达到 理想的效果。
教材与参考书目
➢ 李云.微型计算机原理及应用.清华大学出 版社.2010
的小数点分界，分别进行分组处理，不足的 位用0补足，整数部分在高位补0，小数部分 在低位补0。
例1.2
例1. 2
将二进制数10000111.1101转换为十六进制数。 10000111.1101B=1000 0111.1101B=87.DH
1.2.2 数的表示与运算
0 基本概念 1 原码、反码和补码表示 2 补码的加减运算 3 定点数与浮点数表示
字长
➢ 指计算机内部一次可以处理的二进制数的位数。 ➢ 字长越长，计算机所能表示的数据精度越高，
在完成同样精度的运算时数据的处理速度越快。 ➢ 字长一般是字节的整数倍。
微处理器的构成
➢算术逻辑部件(ALU)：主要实现算术运算(加、减、 乘、除等操作)和逻辑运算(与、或、非、异或等操 作)，是运算器的核心； ➢通用寄存器：存放参加运算的数据、中间结果等； ➢程序计数器(PC)：指向将要执行的下一条指令的位 置，具有自动增1功能，以决定程序的执行顺序； ➢时序与控制逻辑部件：主要负责对整机的控制，包 括对指令的取出、译码、分析，确定指令的操作， 使CPU内部和外部各部件协调工作。
➢ 需要对数的整数部分和小数部分分别进行处 理，再合并得到转换结果。
例1.1
例1.1
将十进制数135.8125转换为二进制数。
课程特点
➢ 软(件)硬(件)兼施：是指微型计算机的 应用，要求统筹软件和硬件，构成完 整的系统。
➢ 强(电)弱(电)结合：是指不仅要对计算 机本身，还必须对检测控制对象及其 输入、输出信号的特点、转换、调理 和传输方式有深入的理解，以求达到 理想的效果。
教材与参考书目
➢ 李云.微型计算机原理及应用.清华大学出 版社.2010
的小数点分界，分别进行分组处理，不足的 位用0补足，整数部分在高位补0，小数部分 在低位补0。
例1.2
例1. 2
将二进制数10000111.1101转换为十六进制数。 10000111.1101B=1000 0111.1101B=87.DH
1.2.2 数的表示与运算
0 基本概念 1 原码、反码和补码表示 2 补码的加减运算 3 定点数与浮点数表示
字长
➢ 指计算机内部一次可以处理的二进制数的位数。 ➢ 字长越长，计算机所能表示的数据精度越高，
在完成同样精度的运算时数据的处理速度越快。 ➢ 字长一般是字节的整数倍。
微处理器的构成
➢算术逻辑部件(ALU)：主要实现算术运算(加、减、 乘、除等操作)和逻辑运算(与、或、非、异或等操 作)，是运算器的核心； ➢通用寄存器：存放参加运算的数据、中间结果等； ➢程序计数器(PC)：指向将要执行的下一条指令的位 置，具有自动增1功能，以决定程序的执行顺序； ➢时序与控制逻辑部件：主要负责对整机的控制，包 括对指令的取出、译码、分析，确定指令的操作， 使CPU内部和外部各部件协调工作。
➢ 需要对数的整数部分和小数部分分别进行处 理，再合并得到转换结果。
例1.1
例1.1
将十进制数135.8125转换为二进制数。
微型计算机基本原理与接口技术（第二版）教学课件ppt作者陈红卫主编第三章
AH←AH＋调整所产生的进位值。 对标志位的影响：AF、CF 例： MOV AX,0435H
MOV BL,39H ADD AL，BL AAA
微机原理
② AAS 减法的ASCII码调整指令 指令格式： AAS 执行操作：AL←把减法结果AL的内容调整到 非压缩的BCD码格式 AH←AH - 调整所产生的借位值 标志位的影响：AF、CF
微机原理
3.1.6 转移类指令的寻址方式 1．段内相对转移寻址 有效地址EA为当前IP寄存器内容与指令中指定 的8位或16位有符号数之和 例：JZ DISP 其中DISP是符号地址 2．段内间接转移寻址 有效地址EA为寄存器或存储器单元的内容,这种 寻址方式不能用于条件转移指令。 例：JMP CX
微机原理
3.1.3 寄存器寻址方式 寄存器寻址:操作数存放在CPU内部的寄存器中 例 ：MOV AX，DX ; AX←DX 3.1.4 寄存器间接寻址 寄存器间接寻址：有效地址包含在基址寄存器 BX、BP或变址寄存器SI、DI中直接寻址 例 MOV AX，[BX]
MOV AX，[BP] 3.1.5 寄存器相对寻址 寄存器相对寻址方式：有效地址在SI、DI、BX 或BP之一，加上指令中8位或16位相对地址 例 MOV AL，ADDR[SI]
3.2 8086/8088 CPU的指令系统 微机原理
3.2.2 算术运算指令
1．加法指令 ⑴ ADD 不带进位加法指令 指令格式：ADD DST，SRC 执行操作：（DST）←（SRC）＋（DST）。 对标志位的影响：OF、SF、ZF、AF、PF、CF。
存储器 通用寄存器 立即数
存储器 通用寄存器 立即数
OR AL，20H 执行上述指令后AL＝？
⑶逻辑非NOT 指令 指令格式：NOT OPR 执行操作： （OPR）←（OPR） 影响的标志位：无
MOV BL,39H ADD AL，BL AAA
微机原理
② AAS 减法的ASCII码调整指令 指令格式： AAS 执行操作：AL←把减法结果AL的内容调整到 非压缩的BCD码格式 AH←AH - 调整所产生的借位值 标志位的影响：AF、CF
微机原理
3.1.6 转移类指令的寻址方式 1．段内相对转移寻址 有效地址EA为当前IP寄存器内容与指令中指定 的8位或16位有符号数之和 例：JZ DISP 其中DISP是符号地址 2．段内间接转移寻址 有效地址EA为寄存器或存储器单元的内容,这种 寻址方式不能用于条件转移指令。 例：JMP CX
微机原理
3.1.3 寄存器寻址方式 寄存器寻址:操作数存放在CPU内部的寄存器中 例 ：MOV AX，DX ; AX←DX 3.1.4 寄存器间接寻址 寄存器间接寻址：有效地址包含在基址寄存器 BX、BP或变址寄存器SI、DI中直接寻址 例 MOV AX，[BX]
MOV AX，[BP] 3.1.5 寄存器相对寻址 寄存器相对寻址方式：有效地址在SI、DI、BX 或BP之一，加上指令中8位或16位相对地址 例 MOV AL，ADDR[SI]
3.2 8086/8088 CPU的指令系统 微机原理
3.2.2 算术运算指令
1．加法指令 ⑴ ADD 不带进位加法指令 指令格式：ADD DST，SRC 执行操作：（DST）←（SRC）＋（DST）。 对标志位的影响：OF、SF、ZF、AF、PF、CF。
存储器 通用寄存器 立即数
存储器 通用寄存器 立即数
OR AL，20H 执行上述指令后AL＝？
⑶逻辑非NOT 指令 指令格式：NOT OPR 执行操作： （OPR）←（OPR） 影响的标志位：无
大学课程《微型计算机接口技术及其应用》课件PPT 第0章 数制
例：计算BCD码 78+69=？
0111 1000
78H
+ 0110 1001 1110 0001
+ 0110 0110
1 0100 0111
+ 69H E1H………不调整，结果为二进制
+ 66H………调整， 高4位产生非BCD码+6，和低4位有半 进位+6
147 调整结果：147 （带进位一起）为十进制结果
4．计算机中的计算一律为二进制运算，符号位也参与运 算，运算中会产生进位和溢出，应明确概念，掌握判 断方法
5．编码是用一组特定的数码表示一定的字符，计算机常 用的编码有BCD码和ASCII码，应记住常用的字符编 码。
特别提出的是，计算机只识别0 和1，是有符号数还是无 符号数、是补码还是原码、是BCD码、ASCII码还是一般的二 进制数计算机是不能识别的，完全是人的认定，人根据不同 的认定作不同的分析和处理。例如FFH 作为无符号，它代表 255，作为有符号原码，它代表－127，作为有符号补码，它 代表－1；又如32H，视作ASCII码它是字符‘2’, 视作BCD码， 它是十进制数32，视作二进制数它是50…这就是根据不同的 认定作不同的分析，编程作不同的处理，如：认定是BCD码， 运算后加调整指令，如果认定不是BCD码，而是一般的二进 制数，运算后不加调整指令。
表0-1 不同进位记数制对照表
二进制数和十六进制数间的相互转换 将二进制数从右（最低位）向左每4位为1组分
组，若最后一组不足4位，则在其左边添加0，以 凑成4位，每组用1位十六进制数表示。如：
1111111000111B→1 1111 1100 0111B→ 0001 1111 1100 0111B＝1FC7H
0111 1000
78H
+ 0110 1001 1110 0001
+ 0110 0110
1 0100 0111
+ 69H E1H………不调整，结果为二进制
+ 66H………调整， 高4位产生非BCD码+6，和低4位有半 进位+6
147 调整结果：147 （带进位一起）为十进制结果
4．计算机中的计算一律为二进制运算，符号位也参与运 算，运算中会产生进位和溢出，应明确概念，掌握判 断方法
5．编码是用一组特定的数码表示一定的字符，计算机常 用的编码有BCD码和ASCII码，应记住常用的字符编 码。
特别提出的是，计算机只识别0 和1，是有符号数还是无 符号数、是补码还是原码、是BCD码、ASCII码还是一般的二 进制数计算机是不能识别的，完全是人的认定，人根据不同 的认定作不同的分析和处理。例如FFH 作为无符号，它代表 255，作为有符号原码，它代表－127，作为有符号补码，它 代表－1；又如32H，视作ASCII码它是字符‘2’, 视作BCD码， 它是十进制数32，视作二进制数它是50…这就是根据不同的 认定作不同的分析，编程作不同的处理，如：认定是BCD码， 运算后加调整指令，如果认定不是BCD码，而是一般的二进 制数，运算后不加调整指令。
表0-1 不同进位记数制对照表
二进制数和十六进制数间的相互转换 将二进制数从右（最低位）向左每4位为1组分
组，若最后一组不足4位，则在其左边添加0，以 凑成4位，每组用1位十六进制数表示。如：
1111111000111B→1 1111 1100 0111B→ 0001 1111 1100 0111B＝1FC7H
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总线由传输信息的物理介质以及一套管理信息传 输的通信规则(协议)所组成。
总线的特点是“公用性”，即同时挂接多个模块 或设备。2个模块或设备之间专用的信号连接线不能称 为总线。
3
二、三类总线 片总线：元件级总线，芯片总线，是微处理器芯片
内部引出的总线，它是用微处理器构成一个部件 （如CPU插件）或是一个很小的系统时，信息传 输的通路。 内总线：系统总线、板级总线、微机总线，是用于 微机系统中各插件之间信息传输的通路。 外总线：通信总线，是微机系统之间，或是微机系 统与其他系统（仪器、仪表、控制装置）之间信 息传输的通路。
5
总线标准为计算机(或计算机应用系统)中各个模块的 互连接提供一个标准界面。该界面对界面两侧的模块而 言都是透明的，界面的任一方只需根据总线标准的要求 来实现接口的功能，而不必考虑另一方的接口方式。
采用总线标准为计算机接口的软硬件设计提供方便。 使硬件接口芯片设计相对独立，为接口软件的模块 的设计带来方便。 总线标准包括∶ 机械结构规范； 功能规范； 电气规范。
接收模块以“READY”信号作为选通脉冲接收 数据，并发出“ACK”(Acknowledge)信号作回答， 表示数据已接收，同时在收到“READY”信号下降 沿后随即结束“ACK”信号。
发送模块收到“ACK”信号后可以撤除数据， 以便进行下一次传送。
14
9.2 从PC总线到EISA
❖ 总线概述
❖PC总线的特点 ❖ISA总线的特点 ❖EISA总线的特点
第9章 微机系统的总线技术
9.1 总线概述 9.2 从Pห้องสมุดไป่ตู้总线到EISA 9.3 PCI总线 9.4 RS-232C串行通信总线
1
9.1 总线概述
❖总线和总线标准 ❖总线的负载能力 ❖总线仲裁概述
2
9.1 总线概述
9.1.1 总线和总线标准 一、总线定义
总线是一种在多于2个模块(设备或系统)间传送信 息的公共通路。
为了防止主设备同时控制总线，就要在总线上设立 一个处理上述总线竞争的机构，按优先级次序，合理地 分配资源，此即总线仲裁问题。
10
4.总线仲裁器 用硬件来实现总线分配的逻辑电路称为总线仲裁
器(Bus Arbiter)。 总线仲裁器的任务是： 响应总线请求； 通过分配过程的正确控制达到最佳使用总线。
在单处理机系统中，如果系统中接有DMA控制器， 处理器就有了总线使用的竞争者，也必须有相应的总 线仲裁器。由于这种系统比较简单，几乎所有的微处 理器芯片中都包含有这种仲裁机构 — 一般总是将 DMAC的总线请求安排成较高的优先级。
4
三、片总线的作用 片总线包括地址总线、数据总线和控制总线，
了解这三组总线的具体组成、用途及相互关系，对 于解决微机系统的应用和接口问题十分重要。三组 总线的分析见教材P363。 四、总线标准
总线标准是国际公布或推荐的互连各个模块的 标准。它是把各种不同模块组成计算机系统(或计算 机应用系统)时必须遵守的规范。
所谓总线控制能力是指，能发出地址信息、控制信息 以启动总线上的数据传输。
9
3.总线仲裁 总线仲裁是在多处理机环境中提出来的。 多处理机中，每个处理机都可作为总线主设备。都
要共享系统中的资源(总线也是一种重要的公共资源)。 多个主设备必须通过系统总线才能访问其他资源。
每个主设备都会随即地提出对总线控制使用的要求，这 样就可能发生总线竞争现象。
6
9.1.2 总线的负载能力 负载能力即驱动能力，指总线上接上负载(接口
设备)后必须不影响总线输入/输出的逻辑电平，以流 过负载的电流大小表示。
总线输出信号的情况 1. 输出低电平：要吸收电流(由负载流入信号源)以 IOL表示。负载能力指：吸收规定电流后，仍保持 逻辑低电平； 2. 输出高电平：要流出电流(由信号源流向负载的输 出电流)以IOH表示。当输出电流超过规定值时，输 出逻辑电平会降低。负载能力指：输出电流达规定 电流后仍保持逻辑高电平。
7
总线输入信号情况∶
1. 输入低电平∶总线向插件板灌入电流以IIL表示。
负载能力是指∶灌入规定电流后，仍保持输入低电
平。
2. 输入高电平∶插件板向总线输入电流以IIH表示。
负载能力是指∶输入规定电流后，仍保持高电平。
负载能力以保持高、低电平在阈值范围内的最大电
流表示之。
注意∶对总线而言，流入为“+”；流出为 “-”。
11
5. 总线通信协议 总线通信协议主要是解决信息传输的开始和结束问题，
是实现总线仲裁和信息传送的手段。二种通信协议为： ⑴同步总线协议
总线上各模块通过总线进行信息传送时，用一个公共 的时钟信号进行同步，作为信息传输起止的控制信号。
各模块何时发送或接收信息都由统一的时钟规定，在 通信中不需要附加时间标志或应答信号。 ⑵异步总线协议
当总线上所接负载超过负载能力时(即超过规定电流
IOL/IOH /IIL/IIH)必须在总线和负载之间加接“缓冲器
(Buffer)”或“驱动器(Driver)”。
8
9.1.3总线仲裁概述(bus arbitration)
1.总线主设备(总线主控器) (bus master) 具有控制总线能力的模块，通常是CPU或以CPU为中
心的逻辑模块;在获得总线控制权之后能启动数据信息的 传输。
所谓启动即发出地址信息以及相应的控制信息给要进 行信息传输的设备，使其按主设备的要求进行信息传输。 2.总线从设备(总线受控器) (bus slave)
能对总线上的数据请求(即主设备发出的地址信息和控 制信息)作出相应，但本身不具备总线控制能力的模块。
允许总线上的各模块有各自的时钟，在模块之间进行 通信时没有公共的时间标准，而是靠发送时同时发出该部 件的时间标志信号，或由应答方式来进行。
12
全互锁异步通信方式
DATA
READY
ACK 发送模块将“DATA”(数据)送到总线上； 延迟一定时间后发出“READY”信号，通知对方，数
据已在总线上；
13
15
9.2 从PC总线到EISA
9.2.1 概述
三种总线都是I/O总线，即主板上看到的I/O接插槽。
三种总线都是向上兼容的-从PC总线(PC/XT机上的 I/O接插槽)到ISA总线(PC/AT机上的I/O接插槽)到 EISA总线(386以上服务器、工作站上的I/O接插槽)
总线的特点是“公用性”，即同时挂接多个模块 或设备。2个模块或设备之间专用的信号连接线不能称 为总线。
3
二、三类总线 片总线：元件级总线，芯片总线，是微处理器芯片
内部引出的总线，它是用微处理器构成一个部件 （如CPU插件）或是一个很小的系统时，信息传 输的通路。 内总线：系统总线、板级总线、微机总线，是用于 微机系统中各插件之间信息传输的通路。 外总线：通信总线，是微机系统之间，或是微机系 统与其他系统（仪器、仪表、控制装置）之间信 息传输的通路。
5
总线标准为计算机(或计算机应用系统)中各个模块的 互连接提供一个标准界面。该界面对界面两侧的模块而 言都是透明的，界面的任一方只需根据总线标准的要求 来实现接口的功能，而不必考虑另一方的接口方式。
采用总线标准为计算机接口的软硬件设计提供方便。 使硬件接口芯片设计相对独立，为接口软件的模块 的设计带来方便。 总线标准包括∶ 机械结构规范； 功能规范； 电气规范。
接收模块以“READY”信号作为选通脉冲接收 数据，并发出“ACK”(Acknowledge)信号作回答， 表示数据已接收，同时在收到“READY”信号下降 沿后随即结束“ACK”信号。
发送模块收到“ACK”信号后可以撤除数据， 以便进行下一次传送。
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9.2 从PC总线到EISA
❖ 总线概述
❖PC总线的特点 ❖ISA总线的特点 ❖EISA总线的特点
第9章 微机系统的总线技术
9.1 总线概述 9.2 从Pห้องสมุดไป่ตู้总线到EISA 9.3 PCI总线 9.4 RS-232C串行通信总线
1
9.1 总线概述
❖总线和总线标准 ❖总线的负载能力 ❖总线仲裁概述
2
9.1 总线概述
9.1.1 总线和总线标准 一、总线定义
总线是一种在多于2个模块(设备或系统)间传送信 息的公共通路。
为了防止主设备同时控制总线，就要在总线上设立 一个处理上述总线竞争的机构，按优先级次序，合理地 分配资源，此即总线仲裁问题。
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4.总线仲裁器 用硬件来实现总线分配的逻辑电路称为总线仲裁
器(Bus Arbiter)。 总线仲裁器的任务是： 响应总线请求； 通过分配过程的正确控制达到最佳使用总线。
在单处理机系统中，如果系统中接有DMA控制器， 处理器就有了总线使用的竞争者，也必须有相应的总 线仲裁器。由于这种系统比较简单，几乎所有的微处 理器芯片中都包含有这种仲裁机构 — 一般总是将 DMAC的总线请求安排成较高的优先级。
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三、片总线的作用 片总线包括地址总线、数据总线和控制总线，
了解这三组总线的具体组成、用途及相互关系，对 于解决微机系统的应用和接口问题十分重要。三组 总线的分析见教材P363。 四、总线标准
总线标准是国际公布或推荐的互连各个模块的 标准。它是把各种不同模块组成计算机系统(或计算 机应用系统)时必须遵守的规范。
所谓总线控制能力是指，能发出地址信息、控制信息 以启动总线上的数据传输。
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3.总线仲裁 总线仲裁是在多处理机环境中提出来的。 多处理机中，每个处理机都可作为总线主设备。都
要共享系统中的资源(总线也是一种重要的公共资源)。 多个主设备必须通过系统总线才能访问其他资源。
每个主设备都会随即地提出对总线控制使用的要求，这 样就可能发生总线竞争现象。
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9.1.2 总线的负载能力 负载能力即驱动能力，指总线上接上负载(接口
设备)后必须不影响总线输入/输出的逻辑电平，以流 过负载的电流大小表示。
总线输出信号的情况 1. 输出低电平：要吸收电流(由负载流入信号源)以 IOL表示。负载能力指：吸收规定电流后，仍保持 逻辑低电平； 2. 输出高电平：要流出电流(由信号源流向负载的输 出电流)以IOH表示。当输出电流超过规定值时，输 出逻辑电平会降低。负载能力指：输出电流达规定 电流后仍保持逻辑高电平。
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总线输入信号情况∶
1. 输入低电平∶总线向插件板灌入电流以IIL表示。
负载能力是指∶灌入规定电流后，仍保持输入低电
平。
2. 输入高电平∶插件板向总线输入电流以IIH表示。
负载能力是指∶输入规定电流后，仍保持高电平。
负载能力以保持高、低电平在阈值范围内的最大电
流表示之。
注意∶对总线而言，流入为“+”；流出为 “-”。
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5. 总线通信协议 总线通信协议主要是解决信息传输的开始和结束问题，
是实现总线仲裁和信息传送的手段。二种通信协议为： ⑴同步总线协议
总线上各模块通过总线进行信息传送时，用一个公共 的时钟信号进行同步，作为信息传输起止的控制信号。
各模块何时发送或接收信息都由统一的时钟规定，在 通信中不需要附加时间标志或应答信号。 ⑵异步总线协议
当总线上所接负载超过负载能力时(即超过规定电流
IOL/IOH /IIL/IIH)必须在总线和负载之间加接“缓冲器
(Buffer)”或“驱动器(Driver)”。
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9.1.3总线仲裁概述(bus arbitration)
1.总线主设备(总线主控器) (bus master) 具有控制总线能力的模块，通常是CPU或以CPU为中
心的逻辑模块;在获得总线控制权之后能启动数据信息的 传输。
所谓启动即发出地址信息以及相应的控制信息给要进 行信息传输的设备，使其按主设备的要求进行信息传输。 2.总线从设备(总线受控器) (bus slave)
能对总线上的数据请求(即主设备发出的地址信息和控 制信息)作出相应，但本身不具备总线控制能力的模块。
允许总线上的各模块有各自的时钟，在模块之间进行 通信时没有公共的时间标准，而是靠发送时同时发出该部 件的时间标志信号，或由应答方式来进行。
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全互锁异步通信方式
DATA
READY
ACK 发送模块将“DATA”(数据)送到总线上； 延迟一定时间后发出“READY”信号，通知对方，数
据已在总线上；
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9.2 从PC总线到EISA
9.2.1 概述
三种总线都是I/O总线，即主板上看到的I/O接插槽。
三种总线都是向上兼容的-从PC总线(PC/XT机上的 I/O接插槽)到ISA总线(PC/AT机上的I/O接插槽)到 EISA总线(386以上服务器、工作站上的I/O接插槽)