全套课件 微机原理与接口技术--李云强
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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。
【PPT】微机原理与接口技术.
×
×
DIR
IRQEN
ASTRB
INIT
DSTRB
WRITE
方向位 1=输入 0=输出
读/写状态位 中断使能位 初始化位 1=读 1有效 1有效 0=写 地址选通位 数据选通位 0有效 0有效
▼
EPP接口初始化 在使用EPP之前应将并口置于正向传输模 式（输出），即将控制寄存器的方向位 （Bit5）置0。可编写EPP初始化函数 epp_init()如下：
微机原理与接口技术
实验讲稿（PPT）
实验项目
实验箱简介 基于 EPP接口的LED显示 8255并行接口原理及编程 8253计数器原理及分频实验 8253计数器在测频中的应用 双积分式A/D 转换器7109 的原理及编程 逐次比较式A/D转换器0809的原理及编程 D/A转换器0832的原理实验 DAC0832在程控信号源中的应用 LED点阵显示 基本并行输入/输出口在键盘接口中的应用 8250串行通信 电子称实验
状态寄存器和控制寄存器各位具体定义如下图所示。
D7 状态寄存器 （BASE+1）
WAIT
D6
INTR
D5
USER1
D4
USER2
D3
USER3
D2
×
D1
×
D0
TMOUT
Wait状态位 1有效
中断请求状态位 1有效
用户自定义
保留（EPP1.7) 超时标志位（EPP1.9) 1=超时；0=未超时
控制寄存器 （BASE+2）
VCC
74LS138 Y0 A . B . . C .
Q4 74LS273
. . .
E1 E2 E3
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
【2024版】微机原理与接口技术课件
-67
CS=0，CP=1， CS CP=1，产生溢出，
运算出错。
1001 0010 + 0010 0110
1100 1000
cs 0,cp 0,
-110 + 54
-56
cs cp 0
4. 十进制数的二进制编码
BCD码:
0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 012 3 45 6 7 8 9
MOV AL,[2000H] ADD AL,2 HALT
1.5 典型微处理器系统及工作原理
一.典型微处理器的结构
1.6 计算机中的数制和编码
1、常用进位制
10、12、16、60进位制
1)、十进制 特点：十个数0~9 逢十进一
例：
1992 .5 1103 9102 9101 2100 5101 899.19 8102 9101 9100 1101 9102
• 程序的存放 ---- 要求机器能自动执行这些程序,就必须把这些程序存 放到存储器的某个区域. 计算机在执行时把这些指令 一条条取出来加以执行.
三、CPU执行过程
操作 ： 将两个数 10 和 2 相加.
指令： mov al, [2000]
add al, 2
hlt 机器指令：A0 00 20
04 02 F4
符号位有进位，CS=1；否则CS=1。 数值部分最高位有进位，CP=1，否则 CS=1 利用“异或”电路判别：
Cs Cp 1 ，有溢出。
CS CP 10
CS CP
1
01
1
00
0
11
1
八位补码运算：（-128 ~ +127）
第8章 并行通信接口技术
微机原理与接口技术
主编：李云强 中国水利水电出版社
第8章 并行通信接口技术
• 并行传输是指多位数据通过多根传输线同时进行的 传输。这种方式适合于外部设备与微机之间进行近 距离、大量和快速的信息交换，例如：微机与并行 接口打印机、硬盘驱动器之间的数据交换。
本章要点
• • • • • 简单并行接口电路的构成方法 可编程并行接口芯片8255A的工作方式 可编程并行接口芯片8255A的编程 用8255A实现微处理器与打印机的接口 微处理器与键盘的接口方法
效。当外设取走数据后（ACK#为
低电平），若中断处于开放状态
（INTE=1），8255发出INTR信号，
向CPU发出中断请求，请求CPU再
输出后面的数据。
INTE：中断允许信号。对A口来讲，是由PC6置位来实现，对B 口来讲，则仍由PC2置位来实现。事先将其置位。
20
3.方式2—双向选通输入输出
•如果外设既可以作为输入 设备，又可以作为输出设备， 并且输入输出动作不会同时 进行。8255可采用方式2。 •方式2只限于A口使用。此 时A口可以发送数据和接收 数据。需要利用端口C的5位 作为联络信号。
14
1.方式0——简单输入/输出
• CPU也可以采用查询传送方式与8255A交换数据。
• 此时接口与外设之间需要联络信号线，可以把C口用
作控制和状态口，与外设的控制和状态端相连，CPU
通过对C口的读写，实现A口与B口的查询方式工作。
15
2. 方式1——选通输入输出
• 方式1工作于中断方式。此时，C口分成两部分，分
；这四条指令用于产生选通信号 ；这四条指令用于产生选通信号 ；修改指针，指向下一个字符
；输出回车符
主编：李云强 中国水利水电出版社
第8章 并行通信接口技术
• 并行传输是指多位数据通过多根传输线同时进行的 传输。这种方式适合于外部设备与微机之间进行近 距离、大量和快速的信息交换，例如：微机与并行 接口打印机、硬盘驱动器之间的数据交换。
本章要点
• • • • • 简单并行接口电路的构成方法 可编程并行接口芯片8255A的工作方式 可编程并行接口芯片8255A的编程 用8255A实现微处理器与打印机的接口 微处理器与键盘的接口方法
效。当外设取走数据后（ACK#为
低电平），若中断处于开放状态
（INTE=1），8255发出INTR信号，
向CPU发出中断请求，请求CPU再
输出后面的数据。
INTE：中断允许信号。对A口来讲，是由PC6置位来实现，对B 口来讲，则仍由PC2置位来实现。事先将其置位。
20
3.方式2—双向选通输入输出
•如果外设既可以作为输入 设备，又可以作为输出设备， 并且输入输出动作不会同时 进行。8255可采用方式2。 •方式2只限于A口使用。此 时A口可以发送数据和接收 数据。需要利用端口C的5位 作为联络信号。
14
1.方式0——简单输入/输出
• CPU也可以采用查询传送方式与8255A交换数据。
• 此时接口与外设之间需要联络信号线，可以把C口用
作控制和状态口，与外设的控制和状态端相连，CPU
通过对C口的读写，实现A口与B口的查询方式工作。
15
2. 方式1——选通输入输出
• 方式1工作于中断方式。此时，C口分成两部分，分
；这四条指令用于产生选通信号 ；这四条指令用于产生选通信号 ；修改指针，指向下一个字符
；输出回车符
chap41微机原理与接口技术课件课件
探索系统时钟的原理及其在计算机中的作用。
时序控制
了解时序控制的概念和应用，确保计算机的正确运行。
中断控制与异常处理
中断控制
异常处理
学习中断控制的原理和处理方法，实现系统的响应能力。 了解异常处理的概念和应用，确保系统的稳定性。
总线技术及其应用
1 总线结构
2 总线应用
深入了解计算机总线的结构和工作原理。
中断控制
学习单片机中断处理和优先级设 置。
IO口设计及应用
探索IO口的设计和在单片机应用 中的应用。
操作系统基础知识介绍
1 进程管理
学习操作系统中进程的创建和管理。
2 内存管理
了解操作系统中内存的分配和回收。
3 文件系统
深入研究操作系统中文件的组织和访问方法。
微机原理与接口技术
这个课件将带您深入了解微机原理与接口技术，从基础知识到嵌入式系统的 设计和应用。
微机基础知识介绍
1
内存管理
2
深入研究内存的结构和管理，优化系统性
能。
3
CPU结构
学习CPU的架构和工作原理，理解计算机的 核心。
输入输出设备
了解各种输入输出设备的接口及其应用。
系统时钟与时序控制
时钟原理
探讨总线应用的各种场景和案例。
DMA技术及其应用
1
DMA原理
学习直接内存访问（DMA）的工作原理。
2Hale Waihona Puke DMA应用探索DMA在过程控制和数据传输中的广泛应用。
嵌入式系统概述及应用
概述
深入理解嵌入式系统的概念和应用领域。
应用
探讨嵌入式系统在各行各业中的应用案例。
单片机概述及应用
指令集介绍
了解单片机的指令集和编程原理。
时序控制
了解时序控制的概念和应用，确保计算机的正确运行。
中断控制与异常处理
中断控制
异常处理
学习中断控制的原理和处理方法，实现系统的响应能力。 了解异常处理的概念和应用，确保系统的稳定性。
总线技术及其应用
1 总线结构
2 总线应用
深入了解计算机总线的结构和工作原理。
中断控制
学习单片机中断处理和优先级设 置。
IO口设计及应用
探索IO口的设计和在单片机应用 中的应用。
操作系统基础知识介绍
1 进程管理
学习操作系统中进程的创建和管理。
2 内存管理
了解操作系统中内存的分配和回收。
3 文件系统
深入研究操作系统中文件的组织和访问方法。
微机原理与接口技术
这个课件将带您深入了解微机原理与接口技术，从基础知识到嵌入式系统的 设计和应用。
微机基础知识介绍
1
内存管理
2
深入研究内存的结构和管理，优化系统性
能。
3
CPU结构
学习CPU的架构和工作原理，理解计算机的 核心。
输入输出设备
了解各种输入输出设备的接口及其应用。
系统时钟与时序控制
时钟原理
探讨总线应用的各种场景和案例。
DMA技术及其应用
1
DMA原理
学习直接内存访问（DMA）的工作原理。
2Hale Waihona Puke DMA应用探索DMA在过程控制和数据传输中的广泛应用。
嵌入式系统概述及应用
概述
深入理解嵌入式系统的概念和应用领域。
应用
探讨嵌入式系统在各行各业中的应用案例。
单片机概述及应用
指令集介绍
了解单片机的指令集和编程原理。
《微机原理与接口技术》(第3版). 冯博琴,吴宁主编. 清华大学出版社(官方课件)
程序计 数器PC
地址
┇
指令n
┇
操作数
10
冯 • 诺依曼机的工作过程
取一条指令的工作过程：
将指令所在地址赋给程序计数器PC； PC内容送到地址寄存器AR，PC自动加1； 把AR的内容通过地址总线送至内存储器，经地址译码器译码， 选中相应单元。
CPU的控制器发出读命令。
在读命令控制下，把所选中单元的内容（即指令操作码）读到数 据总线DB。 把读出的内容经数据总线送到数据寄存器DR。 指令译码
存储程序工作原理
7
存储程序原理
将计算过程描述为由许多条指令按一定顺序组 成的程序，并放入存储器保存
指令按其在存储器中存放的顺序执行；
由控制器控制整个程序和数据的存取以及程序 的执行。
8
冯 • 诺依曼计算机体系结构
存储器
输入设备
运算器
输出设备
控制器
9
冯 • 诺依曼机的工作过程
内存中的程序 CPU 取出 指令1 指令2 分析 获取操作数 执行 存放结果
因为取出的是指令的操作码，故数据寄存器DR把它送到指令寄存器 IR，然后再送到指令译码器ID 11
冯 • 诺依曼机的特点和不足
特点：
程序存储，共享数据，顺序执行 属于顺序处理机，适合于确定的算法和数值数据的 处理。 与存储器间有大量数据交互，对总线要求很高； 执行顺序有程序决定，对大型复杂任务较困难； 以运算器为核心，处理效率较低； 由PC控制执行顺序，难以进行真正的并行处理。
67
为什么补码可以把减法变成加 法？
从10进制来说： 减一，和 加99，效果相同吗？ 在100之内，它们就是相同的。 99，就是1的补数，100就是模。 从8位2进制来说： 减一，和 加255，效果也是相同的。 255，就是1的补码，二进制数 1 0000 0000 就是模，即十进制的 256。 求出补码后，就可以用‚加补码‛完成减法运算。 原理就是上述的‚同模‛理论。 如果结果的数字太大，超出了256所能容纳的范围，就是溢出。 溢出了，并没有解决的办法。 反码+1的方式，只是经验公式而已，没有原理。 它说明不了－128的补码。因为在8位二进制的条件下，－128并没有反码。
微机原理与接口技术课件PPT
1 统一编址方式
从存储器空间划出一部分地址空间给I/O设备，把I/O 接口中的端口当作存储器单元一样进行访问，不设置 专门的I/O指令 优点： 访问I/O端口可实现输入/输出操作，还可以对端口内 容进行算术逻辑运算、移位等等； 能给端口有较大的编址空间，这对大型控制系统和 数据通信系统是很有意义的；
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。
用于表征外设工作状态的信息就叫做状态信息， 它总是由外设通过接口输入给CPU的。 状态信息的长度不定，可以是1个二进制位或 多个，含义也随外1 为什么要设置接口电路
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 两者的工作速度不兼容，CPU速度高，外设速度低
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 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。
用来发布控制命令、控制外设工作的 信息，例如A/D转换器的启停信号。
控制信息总是CPU通过接口发出的。
返 回
5.1.3 接口的基本功能
1 ． 2． 3. 4． 5. 6 ． 7. 8. 数据缓冲功能 端口选择功能 信号转换功能 接收和执行CPU命令的功能 中断管理功能 可编程功能 返回外设状态的功能 数据宽度与数据格式转换的功能
I/O端口地址选用的原则
凡是被系统配置所占用了的地址一律不能使用 原则上讲，未被占用的地址，用户可以选用，但 对计算机厂家申明保留的地址，不要使用，否则 会发生I/O地址重叠和冲突，造成用户开发的产品 与系统不兼容而失去使用价值 一般，用户可使用300～31FH地址
第4章 指令系统
– 最常用的是二地址指令格式，这种格式的指令中存在两 个操作数，右边的是源操作数，左边的是目的操作数，
• 例如：mov ax,[BX] • 该指令的功能是把[BX]表示的源操作数传送(MOV)到AX目的操
作数中。
4.2.2 80X86指令编码格式
• 这里仅以8086指令编码格式为例说明80x86 CPU指令系统 的设计思想。
MOD=01B DS：[BX]＋[SI]+D8 DS：[BX]＋[DI]+D8 SS：[BP]＋[SI]+D8 SS：[BP]＋[DI]+D8 DS：[SI]+D8 DS：[DI]+D8 DS：[BP] +D8 DS：[BX] +D8
MOD=10B DS：[BX]＋[SI]＋D16 DS：[BX]＋[DI]+D16 SS：[BP]＋[SI]+D16 SS：[BP]＋[DI]+D16 DS：[SI]+D16 DS：[DI]+D16 DS：[BP] +D16 DS：[BX] +D16
• 80386/80486可以实现对位串进行操作，最长的位串可以 包含232个位。一个位在位串中的地址称为位偏移量，其取 值范围为－2G～(2G－1)。
图4-4 字节、字、双字字符 计算机处理各种数据或完成某些其他任务都是通 过执行具体指令来实现的。指令除了说明计算机 做什么，还要指出数据的来源、操作结果的去向
4.1.3 指针数据类型
• 指针是内存单元的地址，在实方式下有两种类型 的指针：近指针(16位)和远指针(32位)
– 近指针(near)是段内的16位偏移量(称为有效地址)。 – 远指针(far)是一个32位的逻辑地址，不仅包含16位有
• 例如：mov ax,[BX] • 该指令的功能是把[BX]表示的源操作数传送(MOV)到AX目的操
作数中。
4.2.2 80X86指令编码格式
• 这里仅以8086指令编码格式为例说明80x86 CPU指令系统 的设计思想。
MOD=01B DS：[BX]＋[SI]+D8 DS：[BX]＋[DI]+D8 SS：[BP]＋[SI]+D8 SS：[BP]＋[DI]+D8 DS：[SI]+D8 DS：[DI]+D8 DS：[BP] +D8 DS：[BX] +D8
MOD=10B DS：[BX]＋[SI]＋D16 DS：[BX]＋[DI]+D16 SS：[BP]＋[SI]+D16 SS：[BP]＋[DI]+D16 DS：[SI]+D16 DS：[DI]+D16 DS：[BP] +D16 DS：[BX] +D16
• 80386/80486可以实现对位串进行操作，最长的位串可以 包含232个位。一个位在位串中的地址称为位偏移量，其取 值范围为－2G～(2G－1)。
图4-4 字节、字、双字字符 计算机处理各种数据或完成某些其他任务都是通 过执行具体指令来实现的。指令除了说明计算机 做什么，还要指出数据的来源、操作结果的去向
4.1.3 指针数据类型
• 指针是内存单元的地址，在实方式下有两种类型 的指针：近指针(16位)和远指针(32位)
– 近指针(near)是段内的16位偏移量(称为有效地址)。 – 远指针(far)是一个32位的逻辑地址，不仅包含16位有
微机原理与接口技术ppt课件
NMI——不可屏蔽中断情求〔输入〕，上升沿有效。有效时 表示外部有不可屏蔽中断恳求。
RESET——复位〔输入〕，高电平有效。有效时将终止 80486正在进展的一切的操作，并设置80486为初始形状。在 RESET之后，80486将从FFFFFFF0H单元开场执行指令。
4.3.3 时钟信号
CLK——时钟信号〔输入〕。CLK为80486提供根本的定时 和内部任务频率。一切外部定时与计数操作都是相对于CLK 的上升沿而制定的。
HLDA——总线坚持呼应〔输出〕，高电平有效。有效时表 示微处置器已将总线控制权交给提出总线坚持恳求的总线设 备。
BOFF——总线释放〔输入〕，低电平有效。有效时将强迫 微处置器在下一个时钟周期释放对总线的控制。
11. 总线宽度控制信号 BS8、BS16——总线宽度控制〔输入〕，低电平有效。BS8 和BS16均由外部硬件提供，用来控制数据总线传送的速度， 以满足8位和16位设备数据传送的需求。当BS8有效时，传送 8位数据；BS16有效时，传送16位数据; BS8和BS16同时有效 时，传送8位数据；BS8和BS16均无效时，传送32位数据。 12. 中断/复位信号 INTR——可屏蔽中断恳求〔输入〕，高电平有效。有效时 表示外部有可屏蔽中断恳求。
9. 第20位地址A20屏蔽信号 A20M——地址位A20屏蔽〔输入〕，低电平有效。有效时 微处置器在查找内部Cache或访问某个存储单元之前，将屏 蔽第20位地址线〔A20〕使微处置器只访问1MB以内的低序 地址。
10. 总线仲裁信号 BREQ——总线恳求〔输出〕，高电平有效。有效时表示 80486内部已提出一个总线恳求。 HOLD——总线坚持恳求〔输入〕，高电平有效。其它总线 设备要求运用系统总线时，经过HOLD向80486提出总线坚 持恳求。
RESET——复位〔输入〕，高电平有效。有效时将终止 80486正在进展的一切的操作，并设置80486为初始形状。在 RESET之后，80486将从FFFFFFF0H单元开场执行指令。
4.3.3 时钟信号
CLK——时钟信号〔输入〕。CLK为80486提供根本的定时 和内部任务频率。一切外部定时与计数操作都是相对于CLK 的上升沿而制定的。
HLDA——总线坚持呼应〔输出〕，高电平有效。有效时表 示微处置器已将总线控制权交给提出总线坚持恳求的总线设 备。
BOFF——总线释放〔输入〕，低电平有效。有效时将强迫 微处置器在下一个时钟周期释放对总线的控制。
11. 总线宽度控制信号 BS8、BS16——总线宽度控制〔输入〕，低电平有效。BS8 和BS16均由外部硬件提供，用来控制数据总线传送的速度， 以满足8位和16位设备数据传送的需求。当BS8有效时，传送 8位数据；BS16有效时，传送16位数据; BS8和BS16同时有效 时，传送8位数据；BS8和BS16均无效时，传送32位数据。 12. 中断/复位信号 INTR——可屏蔽中断恳求〔输入〕，高电平有效。有效时 表示外部有可屏蔽中断恳求。
9. 第20位地址A20屏蔽信号 A20M——地址位A20屏蔽〔输入〕，低电平有效。有效时 微处置器在查找内部Cache或访问某个存储单元之前，将屏 蔽第20位地址线〔A20〕使微处置器只访问1MB以内的低序 地址。
10. 总线仲裁信号 BREQ——总线恳求〔输出〕，高电平有效。有效时表示 80486内部已提出一个总线恳求。 HOLD——总线坚持恳求〔输入〕，高电平有效。其它总线 设备要求运用系统总线时，经过HOLD向80486提出总线坚 持恳求。
微机原理与接口技术优秀课件
存器以及存储单元都集成在一个芯片中，体积特别小 功耗低，一般为几十毫瓦(mW)
第5章 微机的存储系统
5.2 半导体存储器的基本知识
5.2.2 半导体存储器芯片的结构
地
AB 地
址
址 译 码
锁
和
存
驱
动
存储体
读写控制 CB
I/O
控 DB
制
电
路
第5章 微机的存储系统
5.2 半导体存储器的基本知识
5.2.2 半导体存储器芯片的结构
只读 可编程只读存储器PROM
存
存储器 可擦除可编程只读存储器EPROM ROM 电可擦可编程只读存储器EEPROM
储
快闪存储器Flash Memory
器
磁表面 存储器
磁盘存储器 磁带存储器
硬盘 软盘
光介质存储器
第5章 微机的存储系统
5.1 存储器概述
5.1.1 存储器的分类——按信息的可保存性分类
➢ 价格/位——常用每字节或每MB成本表示，即C=价格/容量
➢ 可靠性——通常用平均无故障工作时间（Mean Time Between Failures，简称MTBF）即两次故障之间的平均时间来衡量。
第5章 微机的存储系统
5.1 存储器概述
5.1.3 存储系统的概念
存储系统由存放程序和数据的各类存储设备及相关软件构成。
➢ 辅助存储器——又称外部存储器，主要用来存放当前暂时不 参加运算的程序和数据，通常CPU不直接访问辅存。
➢ 高速缓冲存储器(Cache)——用于弥补计算机内部各器件之间 的速度差异。主要采用双极型(TTL)半导体存储器件。
第5章 微机的存储系统
5.1 存储器概述
第5章 微机的存储系统
5.2 半导体存储器的基本知识
5.2.2 半导体存储器芯片的结构
地
AB 地
址
址 译 码
锁
和
存
驱
动
存储体
读写控制 CB
I/O
控 DB
制
电
路
第5章 微机的存储系统
5.2 半导体存储器的基本知识
5.2.2 半导体存储器芯片的结构
只读 可编程只读存储器PROM
存
存储器 可擦除可编程只读存储器EPROM ROM 电可擦可编程只读存储器EEPROM
储
快闪存储器Flash Memory
器
磁表面 存储器
磁盘存储器 磁带存储器
硬盘 软盘
光介质存储器
第5章 微机的存储系统
5.1 存储器概述
5.1.1 存储器的分类——按信息的可保存性分类
➢ 价格/位——常用每字节或每MB成本表示，即C=价格/容量
➢ 可靠性——通常用平均无故障工作时间（Mean Time Between Failures，简称MTBF）即两次故障之间的平均时间来衡量。
第5章 微机的存储系统
5.1 存储器概述
5.1.3 存储系统的概念
存储系统由存放程序和数据的各类存储设备及相关软件构成。
➢ 辅助存储器——又称外部存储器，主要用来存放当前暂时不 参加运算的程序和数据，通常CPU不直接访问辅存。
➢ 高速缓冲存储器(Cache)——用于弥补计算机内部各器件之间 的速度差异。主要采用双极型(TTL)半导体存储器件。
第5章 微机的存储系统
5.1 存储器概述
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第三阶段(1978—1981年)
16 位微处理器和微型计算机时代，通常称之为第三 代，其典型产品是Intel公司的8086/8088及80286等 微处理器。其主要技术特点如下。
• (1) 处理器为16位。 • (2) 采用HMOS工艺，集成度比第二代提高一个数
量级(一个数量级就是10的1次方)。 • (3) 运算速度比第二代提高一个数量级。 • (4) 采用汇编语言、高级语言并配有软件系统。
第五阶段(1992年以后)
高档的32位及64位微处理器时代，是奔腾系列处 理器和奔腾系列微型计算机时代，通常称之为第五 代，其典型产品是Intel公司的Pentium、PentiumⅡ、 Pentium III、Pentium 4、Itanium(安腾)等。
CPU
典 型 的
芯 片 图
Intel 4004
主要目标是采用超大规模集成电路，在系统结构上类似人脑的神经网络， 在材料上使用常温超导材料和光器件，在计算机结构上采用超并行的数据 流计算等。
1.1.3 微型计算机的发展历程
• 第一阶段(1971-1973年) • 第二阶段(1974-1978年) • 第三阶段(1978-1981年) • 第四阶段(1981-1991年) • 第五阶段(1992年以后)
1.1.2 计算机的发展历程
• 第一代计算机 • 第二代计算机 • 第三代计算机 • 第四代计算机 • 第五代计算机
第一代计算机的发展阶段为从20世纪40年代末到50年代中期，这个阶段的 计算机以电子管为主要元件，也就是电子管时代的计算机。这一代计算机 主要用于科学计算。
20世纪50年代中期，晶体管取代电子管，大大缩小了计算机的体积，降低 了成本，同时将运算速度提高了近百倍，这个时代的计算机也称为晶体管 时代的计算机。在应用上，计算机不仅用于科学计算，而且开始用于数据 处理和过程控制。
微机原理与接口技术
第1章 微型计算机概述
1.1 计算机的发展概况 1.2 微型计算机的基本结构 1.3 微型计算机系统 1.4 微机的工作过程 1.5 PC系列微机的体系结构
1.1 计算机的发展概况
1.1.1 世界第一台计算机的诞生与冯·诺伊曼计 算机结构
• 1946年，在美国的宾西法尼亚大学诞生了世界上 第一台电子计算机ENIAC。
20世纪60年代中期，集成电路问世之后，出现了中、小规模集成电路构成 的第三代计算机。这一时期，实时系统和计算机通信网络有了一定的发展。
20世纪70年代初，出现了以大规模集成电路为主体的第四代计算机。这一 代计算机的体积进一步缩小，性能进一步提高，发展了并行技术和多机系 统，出现了精简指令集计算机(Reduced Instruction Set Computer，RISC)。微 型计算机(Microcomputer)也是在第四代计算机时代产生的。
①计算机应由运算器、控制器、存储器、输入设备 和输出设备五个部分组成；
②数据和程序均以二进制代码形式不加区别地存放 在存储器中，存放的位置由存储器的地址指定；
③计算机在工作时能够自动地从存储器中取出指令 加以执行。
CPU
输
运算器
控制器
输
入Hale Waihona Puke 出设设备
内存储器
备
外存储器
(a)
(b)
冯·诺依曼计算机结构和冯·诺依曼
微处理器 （CPU）
地址总线AB
内存储器
I/O接口
DB 状态
I/O 设备
控制 数据总线DB
1.2.1 微型计算机结构组成
•微处理器
•主存储器
•总线
•I/O接口和I/O设备
各部件之间通过地址总线(Address Bus，AB)，数据总线 (Data Bus，DB)和控制总线(Control Bus，CB)相互连接与通信。 另外，微型计算机通过I/O接口与输入/输出设备相接，完成各 种输入/输出操作。
• 冯·诺伊曼计算机结构
– 计算机应由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出 设备五个部分组成；
– 数据和程序均以二进制代码形式不加区别地存放在存储 器中，存放的位置由存储器的地址指定；
– 计算机在工作时能够自动地从存储器中取出指令加以执 行。
第一台电子计算机ENIAC
冯·诺伊曼首先提出的“存储程序”概念，以及 由他首先规定的计算机的基本结构，人们称为 “冯·诺伊曼计算机结构”。归纳其基本内容，主要 包括以下几点：
第一阶段(1971—1973年)
4位或8位低档微处理器和微型计算机时代，通常称 之为第一代，其典型的产品是Intel 4004、Intel 8008 微处理器以及由它们组成的MCS-4和MCS-8微型计算 机。系统结构和指令系统均比较简单，主要用于家 用电器和简单的控制场合。其主要技术特点如下。
•(1) 处理器为4位或低档8位。 •(2) 采用PMOS工艺，集成度低。 •(3) 运算功能较差，速度较慢。 •(4) 语言主要以机器语言或简单的汇编语言为主。
Intel 8008
Intel 8086
Intel 80286
Intel 80386
Intel 80486
Pentium
Pentium MMX
Pentium Pro
Pentium Ⅱ
Pentium Ⅲ
Pentium 4
Intel Xeon 系列
Intel Core 系列
1.2 微型计算机的基本结构
第二阶段(1974—1978年)
8位中高档微处理器和微型计算机时代，通常称之为 第二代，其典型产品是Intel公司的8080/8085等微处 理器。其主要技术特点如下。 •(1) 处理器为中高档8位。 •(2) 采用NMOS工艺，集成度比第一代提高4倍左右。 •(3) 运算速度提高10～15倍。 •(4) 采用机器语言、汇编语言或高级语言，后期配 有操作系统。
第四阶段(1981—1991年)
32位微处理器和微型计算机时代，通常称之为第四 代，其典型产品是Intel公司的80386/80486等微处理 器，以及相应的IBM PC 兼容机，如386、486等。其 主要技术特点如下。 •(1) 处理器为高性能的16位或32位处理器。 •(2) 采用HMOS或CMOS工艺，集成度在100万晶体 管/片以上。 •(3) 运算速度再次提高。 •(4) 部分软件硬件化。