第二章 总线与接口标准
串行通信接口及总线标准
RS-4
定义
RS-485是一种改进的串行 通信接口标准，由EIA制定。
特点
采用差分信号传输方式， 具有多站能力、高抗干扰 能力和长距离传输能力。
应用
广泛应用于工业自动化、 楼宇自动化和智能家居等 领域。
SPI
定义
应用
SPI是一种同步串行通信协议，由摩托 罗拉公司制定。
常用于微控制器和外围设备之间的通 信。
感谢观看
详细描述
在工业自动化控制系统中，各种设备如传感器、执行器、控制器等需要实时地进行数据交换和通信。 串行通信接口能够提供稳定、可靠的连接，使得设备间能够高效地传输数据，实现自动化控制和监测 。这有助于提高生产效率、降低成本、减少故障发生率。
智能家居系统
总结词
串行通信接口在智能家居系统中发挥关键作用，能够实现家庭设备的互联互通，提升家居生活的便利性和舒适度。
VS
详细描述
物联网设备间需要进行大量的数据交换和 通信，以实现设备的远程监控和管理。串 行通信接口能够提供高效、可靠的数据传 输服务，使得设备间能够稳定地进行通信 。这有助于促进物联网的发展和应用，提 高设备的可维护性和可管理性，降低运营 成本。
汽车电子系统
总结词
串行通信接口在汽车电子系统中具有重要价 值，能够实现汽车各系统间的信息共享和协 同工作，提高汽车的安全性和可靠性。
数据传输速率较慢。
03
02
特点
04
数据传输距离较远。
数据传输线少，成本低。
05
06
适用于不同设备之间的通信。
串行通信接口的重要性
01
02
03
04
实现设备之间的数据交换和通 信。
简化电路设计，降低成本。
大学信息技术第二章试题及答案
大学信息技术第二章试题及答案满分：171分姓名：________ 1、判断题(本题共计50分)1、如果用户想从计算机打印输出一张彩色图片，目前选用彩色喷墨打印机最合适。
（）2、PC机与Macintosh所采用的微处理器分别是Pentium和PowerPC，这两种微处理器结构不同，指令系统也有很大差别，所以这两款机器互相不兼容。
（）3、PC机中常用的外围设备都通过各自的扩充卡与主板相连，这些扩充卡只能插在主板上的PCI 总线插槽中。
（）4、CPU中指令计数器的作用是统计已经执行过的指令数目。
（）5、在Windows系统工作状态下，因为错误操作造成的死机，可以按主机上的Reset键重新启动，不必关闭主机电源。
（）6、计算机常用的输入设备有键盘、鼠标，常用的输出设备有显示器、打印机。
（）7、大小为3．5英寸的软盘，其一个角上设有写保护口。
当滑动保护片将其盖住时，软盘就被写保护了。
（）8、为了提高CPU访问硬盘的工作效率，硬盘通过将数据存储在一个比其速度快得多的缓冲区来提高与CPU交换的速度，这个区就是高速缓冲区，它是由DRAM芯片构成的。
（）9、PC机的主板又称为母板，上面可安装CPU、内存储器、总线、I/O控制器等部件，它们是PC 机的核心。
（）10、不同公司生产的CPU，其指令系统必定是完全不同的。
（）11、高速缓存（Cache）可以看作是主存的延伸，与主存统一编址，接受CPU的访问，但其速度要比主存高得多。
（）12、3.5英寸软盘的角上有一个小口，当滑动保护片将其盖住时，软盘就不能进行读写操作了。
（）13、主存储器在物理结构上由若干插在主板上的内存条组成。
目前，内存条上的芯片一般选用DRAM而不采用SRAM。
（）14、在Pentium处理器中，整数ALU和浮点运算器可以分别对整数和实数同时进行运算处理。
（）15、扫描能直接将印刷体文字输入到计算机中. （）16、USB接口可以为使用USB接口的I/O设备提供+5V的电源。
微机接口技术随堂作业
微机接口技术随堂作业第一章微机接口技术概述1. 1．8086微处理器可寻址访问的最大I/O空间是（）。
A.1KBB.64KBC.640KBD.1MB参考答案：B2. 2.CPU的控制总线提供（）。
A.数据信号流B.所有存储器和I/O设备的时序信号及控制信号C.来自I/O设备和存储器的响应信号D.前面B和C两项参考答案：D3. 3. CPU的数据总线提供（）。
A.数据信号流B.所有存储器和I/O设备的时序信号及控制信号c:\iknow\docshare\data\cur_work\微机原理与接口技术\C.来自I/O设备和存储器的响应信号D.地址信号流参考答案：A4. 4. CPU的地址总线提供（）。
A.数据信号流B.所有存储器和I/O设备的时序信号及控制信号C.来自I/O设备和存储器的响应信号D.地址信号流参考答案：D5. 5. CPU在执行OUT DX，AL指令时，CPU往控制总线上送出的有效信号是（）。
A.BC D.参考答案：A6. 6. CPU在执行OUT DX，AL指令时，CPU往地址总线上送出的有效信号是（）。
A.DX寄存器所存放的地址B AL寄存器所存放的数据C D.参考答案：A7. 7. CPU在执行OUT DX，AL指令时，CPU往数据总线上送出的有效信号是（）。
A.DX寄存器所存放的地址B AL寄存器所存放的数据C D.参考答案：B11. 11. 8086CPU在作总线操作时，遇到READY=L后可插入（）。
A.1个等待周期B 等待周期个数由具体情况所定C 2个等待周期D. 3个等待周期参考答案：B12. 12. 8086系统中，SP（）。
A.只能指向奇地址单元B 只能指向偶地址单元C最好指向偶地址单元D. 最好指向奇地址单元参考答案：B13. 13. 8086 系统配置在最大方式比最小方式增加的一片专用芯片是（）。
A.总线驱动器74LS245 B 总线锁存器74LS373C 总线控制器8288 D. 中断控制器8259参考答案：C14. 14. 8086/8088CPU读总线周期中，T1~T4期间一直保持有效的信号是（）。
总线与接口芯片
模块，它在不同的时间可以用做主方，也可用做从方； 而存储器模块只能用做从方。主方可以启动一个总线周 期，而从方只能响应主方的请求。每次总线操作，只能 有一个主方占用总线控制权，但同一时间里可以有一个 或多个从方。
除CPU模块外，I／O功能模块也可提出总线请求。 为了解决多个主设备同时竞争总线控制权的问题， 必须具有总线仲裁部件，以某种方式选择其中一 个主设备作为总线的下一次主方。
B总线 USB(Universal Serial Bus)称为通用串行总线，是由 Compaq、DEC、IBM、Intel、Microsoft、NEC和 NT(北方电讯)七大公司共同推出的新一代接口标准。它 和IEEE 1394一样，也是一种连接外围设备的机外总线。 根据USB规范，USB传送速度可达12Mb/s(每秒12兆 位)，除了可以与键盘、鼠标、MODEM等常见外设连接 外，还可以与ISDN(综合业务数据网)、电话系统、数字 音响、打印机/扫描仪等低速外设连接。
2总线特点：分时、共享。
总线的分类
1.按相对于CPU或其它芯片的位置，总线可分为：
片内总线(Internal Bus)
片外总线(External Bus)。
前者是CPU内部寄存器之间和算术逻辑部件ALU 与控制部件之间传输数据所用的总线，即芯片内 部的总线；后者是CPU与内存RAM、ROM和输 入/输出设备接口之间进行通讯的通路。
本章第三节将进一步介绍AGP的有关技术指标。
总线的主要参数
1.总线的带宽
总线的带宽指的是一定时间内总线上可传送的数据量，即 我们常说的每秒钟传送多少MB(兆字节)的最大稳态数据 传输率。
2.总线的位宽
第2章 系统总线
2.2 总线的基本概念
• 一个单处理器系统中的总线，大致分为3类： ① CPU内部连接各寄存器及运算部件之间的总线，称 为内部总线。 ② CPU同计算机系统的其他具有高速传输功能的部件 ，如存储器、通道等互相连接的总线称为系统总线。 ③ 中、低速I/O设备之间互相连接的总线称为I/O总线。 最常见的计算机互连结构使用一个或多个系统总线。
2.2.3 总线内部结构
总线按传输信息，都可以分成3个功能组： • 数据总线:系统模块间传输数据的路径 • 地址总线:指定数据总线上数据的来源和去向 • 控制总线:控制对数据地址线的访问和使用
C PU 存储器 … 存储器 I/O … I/O
控制 地址 数据 总线
2.2.4 总线标准
• 为了使系统设计简化，模块生产批量化，确保其性 能稳定，质量可靠，实现可移植化，便于维护等， 人们开始研究如何使总线建立标准，在总线的统一 标准下，完成系统设计、模块制作。 • 为了获得广泛的工艺和法律支持，要求总线：
1个时钟周期为1/100MHz 0.01s。 总线传输周期为0.01s×4 0.04s。 由于总线的宽度为32位 4B（字节）。 故总线的数据传输率为4B/(0.04s) 100MB/s。 若想提高一倍数据传输率，可以在不改变总线时钟频率的前提下，使数 据线宽度改为64位，也可以仍保持数据宽度为32位，但使总线的时钟 频率增加到200MHz。
第二章 系统总线
重点内容： •总线的基本概念和基本技术，主要包括总线 的特性、总线性能指标、总线标准、总线连 接方式、总线仲裁、总线定时， •总线数据传输模式、PCI总线。 计算机系统的主要部件（处理器、主存、 I/O模块）为了交换数据和控制信号，需要进 行互连，由多条线组成的共享总线是构成计 算机系统的互连机构。当代系统中，通常是 采用层次式总线以改善性能。
计算机组成原理---第二章测试题
计算机组成原理第二章测试题1.计算机系统中的I/O设备通过I/O端口与各自的控制器连接,然后由控制器与总线相连，常用的I/O端口有_D_。
A、并行口B、串行口C、视频口,USB口D、以上全部2.下列关于I/O控制器的叙述正确的是_A_。
A、I/O设备通过I/O控制器接收CPU的输入输出命令B、所有I/O设备都使用统一的I/O控制器C、I/O设备的驱动程序都存放在I/O控制器上的ROM中D、随着芯片组电路集成度的提高,越来越多的I/O控制器都从主板的芯片组中独立出来, 制作成专用的扩充卡B接口是由Compag,IBM,Intel,Microsoft和NEC等公司共同开发的一种I/O接口。
在下列有关USB接口的叙述中,错误的是_C_。
A、USB接口是一种串行接口,USB对应的中文为"通用串行总线"B、USB2.0的数据传输速度比USB1.1快得多C、利用"USB集线器",一个USB接口最多只能连接63个设备D、USB既可以连接硬盘,闪存等快速设备,也可以连接鼠标,打印机等慢速设备4.在目前的技术条件下,计算机使用的CRT显示器与LCD显示器相比具有_D_的优点。
A、没有辐射危害B、功耗小C、体积轻薄D、价格较低5.PC计算机中RAM的功能是_A_。
A、存放可读写的程序和数据B、用于永久存放专用程序和数据C、存放要求容量大速度慢的程序文件D、存放要求容量大速度慢的数据文件6.一台PC机上总有多种不同的I/O接口,如串行口,并行口,USB接口等。
在下列I/O接口中,不能作为扫描仪和主机接口的是_A_。
A、PS/2接口B、USBC、1394(FireWire)D、并行口7.下列说法中是正确的_B_。
A、半导体ROM信息可读可写,且断电后仍能保持记忆B、半导体ROM是非易失性的,断电后仍然能保持记忆C、半导体RAM是非易失性的,断电后不能保持记忆D、EPROM是可改写的,因而也是随机存储器的一种8.下面关于CPU性能的说法中,错误的是_D_。
第二章 总线与接口标准
ห้องสมุดไป่ตู้
4、总线定时协议 在总线上进行信息传送，必须遵守定时规则，以使源 与目的同步。定时协议一般有下列几种方法： ①同步总线定时：信息传送由公共时钟控制，公共时 钟连接到所有模块，所有操作都是在公共时钟的固定 时间发生，不依赖于源或目的。 ②异步总线定时：信息传送时每一操作都由源（或目 的）的特定跳变所确定。 ③半同步总线定时：操作之间的时间间隔可以变化， 但仅能为公共时钟周期的整数倍。 5、多路复用 是指数据线和地址线是否共用。如果数据线和地址线 共用一条物理线，即某一时刻在该线上传送的是地址 信号，而在另一时刻在该线上传输的是数据信号。这 种把一条线做多种用途的技术称为多路复用。采用多 路复用技术，可以大大减少总线的数目。
PCI总线的主要特点和性能
1、传输率高。当工作频率为33MHz、数据宽度为32位 时，数据传输率为132MB/s；当数据宽度升级到64位 时，数据传输率可达到264MB/s；1995年新标准定 义工作频率可为66MHz，则传输率可达到264MB/s （32位）和528 MB/s（64位）。 2、多总线共存。PCI总线在体系结构上，通过PCI桥 路（PCI桥接组件）实现CPU总线与PCI总线的桥接； 通过标准总线转换桥路实现PCI到ISA、EISA等标准 总线的桥接，从而构成一个层次分明的多总线系统。 因此，高速设备就可以从标准总线（如ISA、EISA、 MCA等）上卸下来，转移到PCI总线上去，而低速设 备仍可挂在原来的标准总线上，继承原有资源。
2、2 系统总线
EISA总线
由Compaq、HP、AST、Epson等9家公司联合 起来，在ISA总线的基础上，推出了一种与 ISA兼容的总线标准，称为增强型工业标准体 系结构EISA(Extended Industry Standard Architecture)。 EISA总线既保持了与PC/XT、ISA总线的100% 兼容，又能较好地满足了32位微处理器的数 据传输要求，支持多总线主控部件、猝发式 传送（Burst Transfer），是一种高性能的32 位标准总线
RS485总线标准和接口介绍(标准、两线、四线)
RS485 总线标准和接口介绍（标准、两线、四线）
RS485 总线标准是工业中（考勤，监控，数据采集系统）使用非常广
泛的双向、平衡传输标准接口，支持多点连接，允许创建多达32 个节点的网络；最大传输距离1200m，支持1200 m 时为100kb/s 的高速度传输，抗干扰能力很强，布线仅有两根线很简单。
RS485 通信网络接口是一种总线式的结构，上位机（以个人电脑为例）和下位机，都挂在通信总线上，RS485 物理层的通信协议由RS485 标准和51 单片机的多机通讯方式。
由于rs-485/’target=‘_blank’>RS-485 是从RS- 422 基础上发展而来的，所以rs-485/’target=‘_blank’>RS-485 许多电气规定与RS-422 相仿。
如都采用平衡传输方式、都需要在传输线上接终接电阻等。
RS-485 可以采用二线与四线方式，二线制可实现真正的多点双向通信。
下面介绍以下rs485 通讯接口定义的标准
1.英式标识为TDA（-）、TDB（+）、RDA（-）、RDB （+）、GND。
第二章 计算机组成原理知识点
第二章计算机组成原理2.1计算机的组成与分类2.1.1计算机的发展与作用作用：①速度快，通用性强②具有多种多样的信息处理能力，不仅能进行复杂的数学运算，而且能对图像，文字和声音等多种形式的信息进行获取，编辑，转换，存储，展现等处理③信息存储容量大，存取速度高④具有互联，互通和互操作的特性，计算机网络不仅能进行信息的交流与共享，还可借助网络上的其他计算机协同完成复杂的信息处理任务。
2.1.2 计算机的逻辑组成计算机系统由硬件和软件两部分组成。
硬件是计算机系统中所有实际物理装置的总称。
软件是指计算机中运行的各种程序及其处理的数据和相关的文档。
CPU，内存存储器，总线等构成计算机的“主机”输入/输出设备和外存储器称为“外设”承担系统软件和应用软件运行任务的处理器称为“中央处理器”使用多个CPU实现超高速计算的技术称为“并行处理”总线是用于在CPU，内存，外存和各种输入输出设备之间传输信息并协调它们工作的一种部件（含传输线和控制电路）计算机系统中的I/O设备一般都通过I/O接口与各自的控制器连接，然后由控制器与I/O总线相连2.1.3计算机的分类巨型机，大型机，服务器，个人计算机，嵌入式计算机微处理器（µP或MP），通常指使用单片大规模集成电路制成的，具有运算和控制功能的部件SOC：单个集成电路芯片中包含微处理器，存储器，输入/输出控制与接口电路，电子系统模拟电路，数字/模拟混合电路和无线通信使用的射频电路2.2 CPU的结构与原理2.2.1 CPU的作用与组成匈牙利数学家冯·诺依曼的“存储程序控制”原理CPU的根本任务是执行指令CPU的组成：寄存器组（用来临时存放参加运算的数据和运算得到的中间结果），运算器：也称算术逻辑部件（ALU），控制器：指令计数器（用来存放CPU正在执行的指令的地址）和指令寄存器（用来保存当前正在执行的指令）2.2.2 指令与指令系统指令是构成程序对的基本单位，采用二进制表示，指令由操作码和操作数地址组成，CPU所能执行的全部指令称为指令系统2.2.3 CPU的性能指标字长，主频，CPU总线速度，高速缓存的容量与结构，指令系统，逻辑结构，内核个数 TFLOPS（万亿条浮点指令/秒）MIPS（百万条定点指令/秒），MFLOPS（百万条浮点指令/秒）2.3 PC主机的组成2.3.1 主板，芯片组与BIOSCPU芯片和内存条分别通过主板上的CPU插座和存储器插槽安装在主板上，PC机常用外围设备通过扩充卡或I/O接口与主板相连，扩充卡借助卡上的印刷插头插在主板上的PCI总线插槽中主板上还有两块特别有用的集成电路：一块是闪烁存储我，其中存放的是BIOS，它是PC机软件中最基础的部分，没有它机器就无法启动，另一个集成电路芯片是CMOS存储器，其中存放者与计算机系统相关的一些参数（称为配置信息），包括当前的日期和时间，开机口令，已安装的光驱和硬盘的个数及类型等，CMOS 芯片是一种易失性存储器，它由主板上的电池供电，即使计算机关机后它也不会丢失所存储的信息芯片组由北桥芯片（MCH）和南桥芯片（ICH）组成，CPU时钟信号由芯片组提供芯片组还决定了主板上所能安装的内存最大容量，速度及可使用的内存条的类型每次机器加电时，CPU首先执行BIOS程序，它具有诊断计算机故障和加载操作系统并启动其运行的功能BIOS:加电自检程序，引导装入程序，CMOS设置程序，基本外围设备的驱动程序内存储器由称为存储器芯片的半导体集成电路组成，RAM目前多采用MOS型半导体集成电路芯片制成DRAM:电路简单，集成度高，功耗小，成本低SRAM:电路复杂，集成度低，功耗大，成本高每个存储单元都有一个地址，CPU按地址对存储器进行访问存储器的存取时间指的是从CPU给出存储器地址开始到存储器读出数据并送回到CPU所需要的时间解决主存速度慢的方法是：①采用cache存储器②改进存储器芯片的电路与工艺，并对DRAM的存储控制技术进行改进2.3.3 I/O总线与I/O接口CPU芯片与北桥芯片相互连接总线称为CPU总线（前端总线FSB），I/O设备控制器与CPU，存储器之间相互交换信息，传输数据的一组公用信号线称为I/O总线，总线上有三类信号：数据信号，地址信号和控制信号总线带宽（MB/S）=(数据线宽度/8)X总线工作频率（MHZ）X每个总线周期的传输次数PCI-E是PC机I/O总线的一种新标准，采用高速串行传输USB电源（5V,100mA～500Ma） USB3.0的电流是1A2.4常用输入设备扫描仪的性能指标：①扫描仪的光学分辨率：普通家用扫描仪分辨率在1600～3200dpi②色彩位数③扫描幅面④与主机的接口2.5 常用输出设备显示器的刷新频率越高，图像的稳定性越好，响应时间越小越好。
总线与接口标准.
• 系统总线依照其推出的先后顺序可分为IBM PC、ISA(Industry Standard Architecture)、 EISA(Extend ISA)和MCA(Micro Channel Architecture)，教材P47表2.1列出了几种总线 的性能比较，图2.2为发展简况。
• 最早的系统总线是从IBM PC机时代所使用的8位扩 展总线开始的。在20世纪80年代初期，IBM公司在 主机板上留有6~8个扩展插槽，可方便地插入各种功 能的适配器板(卡) 以扩充微机的功能，从而为微型机 的扩充、组装和维护带来极大的方便。这种扩展插 槽便是PC总线，该扩展槽有8位数据线，传输速率也 不同。 • 80年代中期，IBM公司针对16位的80286 ，在原8位 PC总线的扩展槽的后面，延伸了一个36条引脚的插 槽，将数据线扩展到了16位。这种总线标准得到了 工业界的认可，称为工业总线标准ISA。相应的总线 称为ISA总线，又叫AT总线。工作频率由初期的 5MHz变为后来的8MHz。
2.2.2 ISA总线
• ISA总线又称AT总线，它是IBM公司在80年代中期 随PC AT微机的推出而推出的。它将原来8位的IBM PC总线扩展为16位的AT总线，允许原PC插卡能插 在AT机的插槽上。它针对80286 CPU而设计，具有 16位数据宽度，地址线24条，可寻址16MB。 • ISA总线是在PC总线基础上扩展形成，它在不改变 原设计的前提下增加了数条信号线，一并解决了寻 址与数据传输上的问题，同时也增加了有关内存控 制的信号。 • 由于80286 CPU比8086的执行速度更快，因此需要增 加额外的等待周期。方法是在总线控制器中增加缓 冲器，作为高速微处理器与较低速的ISA总线之间的 缓冲，从而允许ISA总线工作于一个比微处理器频率 低的工作环境。
【大学信息技术考试试题(附答案)】练习卷第二章
B、②和③
C、②和④
D、③和④
13、为了防止存有重要数据的软盘被病毒侵染，应该________。( )
A、将软盘存放在干燥、无菌的地方
B、将该软盘与其他磁盘隔离存放
C、将软盘定期格式化
D、将软盘写保护
14、计算机存储器采用多层次塔状结构的目的是________。( )
A、方便保存大量数据
B、减少主机箱的体积
37、计算机开机启动时所执行的一组指令被永久存放在____________中。( )
A、CPU
B、硬盘
C、ROM
D、RAM
38、计算机
A、反码
B、原码
C、补码
D、ASCII码
39、有关CRT显示器安全的叙述中正确的是____________。( )
A、有些汉字的国标码不惟一，而机内码惟一
B、在有些情况下，国标码有可能造成误解
C、机内码比国标码容易表示
D、国标码是国家标准，而机内码是国际标准
11、PC机的机箱外通常有很多接口用来与外围设备进行连接，但_____________接口不在机箱外面。( )
A、RS-232E
B、PS/2
C、IDE
D、USB
27、从存储器的存取速度上看，由快到慢的存储器依次是____________。( )
A、Cache、内存、硬盘和光盘
B、内存、Cache、硬盘和光盘
C、Cache、内存、光盘和硬盘
D、内存、Cache、光盘和硬盘
28、按下微机主机箱上的Reset（复位）按钮或加电启动计算机时，计算机首先执行________程序。( )
A、主板上通常包含微处理器插座(插槽)和芯片组
B、主板上通常包含存储器(内存条)插座和ROM、BIOS
总线与接口标准
一、ISA总线的主要特点（续）
⒊ ISA总线共有15个外部中断输入端， 其中保留3个没有用。另外还有7个DMA 通道
⒋ ISA总线是开放式总线结构，具备 了一定的多主控功能，即允许有多个主 控模块分时共享总线
⑵ AEN 地址允许信号，输出。此信号用来在DMA期 间禁止I/O端口的地址译码。AEN信号有效，表示 DMA控制器正在控制系统总线，进行DMA传输。此 时CPU放放弃了总线控制权，用AEN信号来禁止I/O 端口的地址译码
⑶ BALE 地址锁存允许信号，输出。它由总线 控制器8288提供，可用BALE信号的下降沿将系 统总线上的地址信号SA0 SA19锁存 ⑷ SBHE I/O线，数据总线高字节允许信号。 SBHE有效，表示数据总线上传输的是高字节数 据（SD8 SD15）
⒉ 接口标准
接口标准是指外设接口的规范和定义， 它涉及外设接口的信号线定义、传输速率、 传输方向、拓朴结构、电气和机械特性等 方面
⒊ 接口标准的一般特点
（1）接口标准的最大特点是专用性，一般情况下 是一种接口只连接一类设备，不能混用 （2）一般在机箱外，以插头或插座形式提供 （3）信号传输形式既有并行传输又有串行传输 （4）定义信号线较少，且种类不多
二、总线的分类 (5类)(续三）
⒋ 系统总线
系统总线也叫板级总线或标准总线，它 主要用于微机系统内部各插件板之间进行 连接和传输信息，是微机系统最重要的一 种总线，一般在主板上做成扩展插槽形式。 如ISA总线构成了IBM PC/AT微机系统
二、总线的分类 (5类)(续四）
通信、接口、网络、协议、总线的区别和联系
网络与协议的区别和联系
网络
指由多个计算机、终端设备、传输介 质等组成的系统，用于实现信息的传 输和共享。
协议
指为完成网络中信息的传输和交换而 制定的一系列规则和约定。
区别
网络更侧重于硬件设备和系统架构， 而协议更侧重于软件层面上的规则和 约定。
联系
协议是网络中信息传输和交换的基础， 网络需要依靠协议来实现信息的有效 传输和共享。
PART 06
通信、接口、网络、协议、 总线的区别和联系
通信与接口的区别和联系
通信
指信息的传输和交换，是实现 信息传递的过程。
接口
指不同设备或系统之间的连接 点，用于实现信息的交换和数 据的传输。
区别
通信更侧重于信息的传输和交换 过程，而接口更侧重于设备或系 统之间的连接和交互方式。
联系
通信需要通过接口来实现，接 口是通信的物理基础和实现方
PART 01
通信概述
通信的定义与特点
定义
通信是信息传输、处理和共享的过程， 通过某种媒介或设备实现信息的传递 和交换。
特点
高效性、实时性、交互性、广泛性等。
通信的分类与方式
分类
根据传输媒介可分为有线通信和无线 通信；根据传输方向可分为单向通信 和双向通信；根据业务类型可分为电 话通信、数据通信、图像通信等。
接口标准
总线的接口标准规定了连接在总线上的部件 的物理尺寸、电气特性、信号定义和协议规
范等。
总线技术的发展历程
要点一
早期总线技术
在计算机发展的早期，总线技术比较简单，主要用于连接 CPU、内存和输入输出设备。
要点二
现代总线技术
随着计算机技术的发展，总线技术越来越复杂，支持更多 的设备和更高的传输速率。现代总线技术还包括各种高速 串行总线，如PCI Express和USB 3.0等。
微机总线与接口标准
存储器读(从内存空间映像中读数)
存储器写(向内存空间映像中写)
C/BE[3:0]#
1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111
命令类型说明 保留 保留
配置读 配置写 存储器多行读 双地址周期 存储器行读 存储器写并无效
21
五、 PCI总线协议
1．PCI总线的传输控制 遵循的管理规则：
17
7. 64位总线扩展信号 • AD[63:32] T/S：扩展的32位地址和数据多路复用线 • C/BE[7:4]# T/S：总线命令和字节使能多路复用扩展
信号线 • REQ64# S/T/S，64位传输请求信号 • ACK64# S/T/S：64位传输允许信号 • PAR64 T/S：奇偶双字节校验
(1) FRAME#和IRDY#定义了总线的忙/闲状态。 (2) 一旦FRAME#信号被置为无效，在同一传输期间
接口一般是以接口插座（头）形式提供使用。 ❖ 总线一般是并行传输；接口有并行传输，也有串
行传输。 ❖ 总线定义的信号线多，而且齐全，有分离的控制
线、数据线和地址线；接口的信号线少，而且不齐 全，一般是控制线、数据线和地址线共用。
2
二、总线的分类
1.按总线功能或信号类型划分 • 数据总线、地址总线、控制总线
15
3.接口控制信号 • FRAME# S/T/S：帧周期信号 • IRDY# S/T/S：主设备准备好信号 • TRDY# S/T/S：从设备准备好信号 • STOP# S/T/S：从设备发出的要求主设备终止当前
的数据传送的信号。 • LOCK# S/T/S：锁定信号 • IDSEL IN：初始化设备选择信号 • DEVSEL# S/T/S：设备选择信号
《计算机接口习题》黄金版
第一章习题※1.1 简述微处理器、微计算机及微计算机系统三个术语的内涵.微处理器（微处理机）：由一片或几片大规模集成电路组成的中央处理器，一般也称CPU（Center Process Unit）。
其内部通常包括算术逻辑部件，累加器和通用寄存器组，程序计数器，时序和控制逻辑部件，内部总线等等.微型计算机：是指由CPU、存储器、输入输出接口电路和系统总线构成的裸机。
微型计算机系统：是指以微型计算机为主体，再配以相应的外围设备、电源、辅助电路和所需要的软件而构成的计算机系统。
1.2 何谓单片机？单片机与一般微型计算机相比，具有哪些特点？单片机：是指将CPU、内存储器、I/O接口电路等功能部件集成在一块芯片上的计算机。
特点:(1)集成度高、体积小。
（2）可靠性高，抗干扰性强。
（3）低功耗。
（4）控制作用强（5）可扩展性好。
（6）性价比高。
1.3 什么是单板机？单板机：是指将CPU、内存储器和I/O接口电路，加上相应的外设以及监控程序等安装在一块电路板上所构成的计算机系统。
1.4 什么是个人计算机？个人计算机:指面向个人使用的计算机。
键盘、鼠标、主机、显示器为最基本的组成部分。
1.5 试从微型计算机的结构说明数据总线、控制总线和地址总线的作用地址总线(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。
单向指信息只能沿一个方向传送，三态指除了输出高、低电平状态外，还可以处于高阻抗状态（浮空状态）。
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，即数据既可以从CPU送到其它部件，也可以从其它部件传送给CPU，数据总线的位数和处理器的位数相对应。
控制总线(CB)：控制总线是用来传送控制信号的一组总线。
这组信号线比较复杂，由它来实现CPU对外部功能部件（包括存储器和I/O接口）的控制及接收外部传送给CPU的状态信号，不同的微处理器采用不同的控制信号。
第二章计算机组成原理——23教材
央
器
处
数据
理
器
启动 完成
I/O 控制器 k 控制
I/O 设备 k
I/O操作中若干控制部件的作用
CPU
负责启动I/O操作
I/O控制器
负责在I/O操作期间对I/O设备进行全程控制
DMA控制器（Direct Memory Access）
DMA: 直接存储器访问 负责实现I/O设备与主存储器之间的直接数据传输的控制
2.3 PC机的主机
2.3.1 主板、芯片组与BIOS 2.3.2 内存储器 2.3.3 I/O总线和I/O接口
PC机的物理组成
- 机箱、显示器、键盘、鼠标器等
台式
机
机箱内包含
- 主板、硬盘、软驱、光驱、电
源、风扇等
主板上安装
– CPU、芯片组、内存条、总线
插槽、I/O控制器、I/O端口、
机
显示器接口 扬声器接口
箱
麦克风接口
背
板
电话线/MODEM接口
照
片
鼠标接口 电源接口
打印机(并行)接口 (游戏)操纵杆接口
名称
串行口
并行口 (增强式) USB（1.1）
USB（2.0）
IEEE 1394a IEEE 1394b
SATA
数据传 输方式
串行, 双向
并行, 双向
串行, 双向
串行, 双向
串行, 双向
I/O控制器
键盘、鼠标器等的I/O控制器较简单，集成在主板 的芯片内；
音频、视频等设备的I/O控制器较复杂，制作成适 配卡（扩充卡或控制卡），插在主板的PCI扩充槽 内，如：显卡等。
I/O 操作过程
CAN总线标准接口与布线规范
CAN总线标准接口与布线规范工业4.0时代已经到来，基于自主优先级仲裁和错误重发机制的CAN总线应用十分广泛，相同的各种总线故障和问题也十分困扰工程师，其实最好的解决办法就是产品前期设计要相对的严谨，今天主要带大家熟悉CAN总线的常用接口和布线规范。
随着CAN总线技术的应用愈发广泛，不仅涉及汽车电子和轨道交通，还包括医疗器械、工业控制、智能家居和机器人网络互联等，当然我们的工程师也被各种奇葩的总线问题困扰，与其后期解决问题，不如前期有效规避。
一、常见的CAN总线标准接口CAN总线接口已经在CIA出版的标准CIA 303_1进行明确规定，熟知接口定义有助于提高自身产品和其它设备兼容性。
1.DB_9端子图 1 DB_9接口定义图 1一般工业中最常用的9针D-Sub连接器，分公头和母头，这里值得一提的是引脚6和9在标准中也是定义了功能的，9定义为收发器/光耦合器的正极电源，但在工业领域常常会有所变化，6和9也常用做CAN设备电源电压的输入引脚，但这种技术局限性较大，因为通过引脚运输到的电流非常有限，参考标准CIA 303_1。
2.OPEN_5端子图 2 Open_5接口定义错误!未找到引用源。
是Open_5形式的接口定义，如果OPEN_4端子的一般使用1-4pin 或2-5pin，如果Open_3端子的一般使用的2-4pin，需根据实际情况选择。
3.M12端子图 3 M12接口定义图 3是M12形式的接口定义，在这里可能没有什么特别需要注意的点，还有就是除了5pin的接口还有8pin、9pin、10pin和12pin的接口，具体的定义不在赘述，可参考标准CIA 303_1。
二、CAN总线布线规范如果你是一个CAN总线的入门小白，下面的总线布线规范，你可能得收藏起来，在你组网布线的时候时不时拿出来看看，相信对你会非常有帮助。
1.CAN总线布线形式1)“手牵手”式连接图 4 “手牵手”式连接手牵手布线是最基本的一种方式，需要注意的是在布线的时候电阻和电抗分配必须合理，一般要求在首尾两端各配一个120欧的终端电阻，不可只接单端或不接。
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主从模块的有关信息均从系统总线上撤消，从而让出总线。
2.1.6 总线的优点
简化软硬件设计 简化系统结构 便于系统的扩展 便于系统的更新
2.1.7 总线发展趋势
传输率不断提高 降低功耗 功能结构不断调整更新
宽度为8位、16位、32位和64位等。 3、总线传输率 在总线上每秒钟传输的最大字节数，用MB/s表
示，即每秒多少兆字节。如果总线时钟频率为 33.3MHz，总线宽度为32位，则总线传输率为 133MB/s。
4、总线定时协议
在总线上进行信息传送，必须遵守定时规则，以使源 与目的同步。定时协议一般有下列几种方法：
接口标准
接口标准是指外设接口的规范，包括接 口信号定义、信号传输速率、传输方向、 拓扑结构、以及电气特性和机械特性等。
不同类型的外设，有不同的接口及接口标 准，只有符合接口标准的外设 ，才能使 用这种接口
总线标准与接口标准的特点
总线标准的特点
（1）公用性，同时挂接多种不同的类型的功能模块 （2）在机箱内以总线扩展槽形式提供使用 （3）一般为并行传输 （4）定义的信号线多且齐全，包括分离的数据、地址 和控制信号线以及电源线
2、2 系统总线
ISA总线 ISA（Industry Standard Architecture，工业标准
地址总线 单向 与存储地址、 I/O地址有关
控制总线 有出 有入
电源线和地线
决定总线使用的电源种类及地线 分布和用法
2、1、4 总线的性能参数
总线的主要功能就是建立各模块之间的通信， 能否保证模块间优秀的通信质量是衡量总线性 能的关键指标。
1、总线时钟频率 也就是总线的工作频率，以MHz表示。 2、总线宽度 即数据总线的位数，用位（bit）表示，如总线
接口标准分类
接口标准分类主要取决于接口所连接设 备的性质与功能
传统的串/并行接口标准 通用外设接口标准 外存储设备接口标准 图形显示器接口标准 测试仪器接口标准
2、1、3 总线的组成
微机总线主要由地址总线、数据总线、 控制总线、电源线和地线4部分组成。
数据总线 双向 与机器字长、存储字长有关
是指数据线和地址线是否共用。如果数据线和地址线 共用一条物理线，即某一时刻在该线上传送的是地址 信号，而在另一时刻在该线上传输的是数据信号。这 种把一条线做多种用途的技术称为多路复用。采用多 路复用技术，可以大大减少总线的数目。
6、信号线数
表明总线拥有多少条信号线，一般是数据线、 地址线、控制线和电源线的总和。注意，信号 线的多少与总线的性能并不成正比，但却与复 杂程度成正比。
总线标准
总线标准是指通过总线进行连接和传输信息时， 应遵守的一些协议与规范，包括硬件和软件两 个方面 ，如总线工作时钟频率，总线信号定义， 总线系统结构、总线仲裁机构与配置机构、电 气规范、机械规范和实施总线协议的驱动与管 理程序。
总线标准两种方式推出： 公司标准：先有产品后有标准
国际权威机构或多家大公司联合制定：先有标准 后有产品
局部总线分为三种： 专用局部总线 VL总线； PCI总线
3）通信总线
又称为设备总线，是微机系统之间或微机系统与 智能仪器设备之间进行通信的一组公共信号线。 一般说来，外部系统或设备相距微机系统要远 一些，数据传送方式通常采用串行方式，数据 传输率要比并行方式的系统总线低得多。
例如微机与微机之间RS-232C/RS485总线 微机与智能仪器之间IEEE488/VXI 微机与外设之间USB总线
接口标准的特点
（1）专用性，一般是一个接口只接一类或一种设备 （2）一般在机箱外以接口插头形式提供使用 （3）有并行传输和串行传输 （4）定义的信号线少且不齐全，一般是数据、地址和 控制信号线共用。
2、1、2 总线和接口的分类
从总线的性质和应用来看分为： （1）系统总线 它是微机系统内部各部件（插件板）之
间相互连接和传输信息的一组总线，是 微机系统所特有的一种总线，用于插板 之间连接，也叫板级总线。 例如ISA、EISA总线。
2）局部总线
局部总线是介于CPU总线和系统总线之间的一级 总线。它有两侧，一侧直接面向CPU总线，另 一侧面向系统总线，分别由桥路连接。局部总 线具有高速数据处理和I/O吞吐能力，特别适 用于两个高速模块之间的信息传输。
总线完成一次数据传输周期通常可分为 申请、寻址、传输和结束四个阶段。
①申请阶段 :
当系统总线上有多个主模块时，需要使用总线的主模块首 先要提出总线申请，由总线仲裁机构确定把下一个传输周 期的总线使用权授权给哪个模块。
②寻址阶段：
取得总线使用权的主模块通过总线发出本次打算访问的 从模块的存储器地址或I/O端口地址以及有关命令，从而 使参与本次传输的从模块开始启动。
7、总线控制方式
一般指传输方式（猝发方式），并发工作，设 备自动配置，中断分配以及仲裁方式等。
2.1.5 总线传输过程
主控模块指有总线控制能力的模块，如 CPU及DMA模块。
从属模块则没有控制总线的能力，它可 以对总线上传送来的信号进行地址译码， 并且接受和执行总线主控模块的命令信 号。
第二章 总线与接口标准
本章要点：Leabharlann 总线和接口标准
ISA，EISA，PCI总线标准
通用串行总线
高性能串行总线标准IEEE1394
2、1 概述
2、1、1 总线和接口标准的含义 总线
所谓总线是一组信号线的集合，是一种在各模块 间传送信息的公共通道。
微型计算机系统中通过总线实现了芯片内部、 主板元器件之间、系统各插件板之间、系统与 系统之间的连接与通信。
①同步总线定时：信息传送由公共时钟控制，公共时 钟连接到所有模块，所有操作都是在公共时钟的固定 时间发生，不依赖于源或目的。
②异步总线定时：信息传送时每一操作都由源（或目 的）的特定跳变所确定。
③半同步总线定时：操作之间的时间间隔可以变化， 但仅能为公共时钟周期的整数倍。
5、多路复用