当前位置：文档之家 › 微机原理与接口技术课件第5章

微机原理与接口技术课件第5章

  • 格式：ppt
  • 大小：1.34 MB
  • 文档页数：41

下载文档原格式

  / 41

合集下载

微机原理与接口技术课件第五章

微机原理与接口技术课件第五章
微机原理与接口技术 课件第五章
目录
• 微机原理概述 • 接口技术基础 • 微机中的常见接口 • 微机中的总线技术 • 微机原理与接口技术的应用
01
微机原理概述
微机的基本概念
01
02
03
微机
微型计算机的简称，是一 种体积小、结构紧凑、性 能接近于大型计算机的计 算机。
特点
具有高性能、低价格、易 扩展、易维护等特点，广 泛应用于工业控制、自动 化、办公自动化等领域。
接口的分类方式多样，常见的有按数据传 输方式、按连接方式等分类，不同类型的 接口结构也不同。
并行接口和串行接口。并行接口传输速度 快，但线路复杂；串行接口传输速度较慢 ，但线路简单。
按连接方式分类
按功能分类
内置接口和外设接口。内置接口直接集成 在主板上，如IDE接口；外设接口则需要通 过电缆连接，如USB接口。
总线的定义
总线是计算机各功能部件之间传输信息的公共通信干线，它 由一组传输线组成，负责传输地址、数据和控制信号。
总线的分类
根据功能和传输速率的不同，总线可以分为地址总线、数据 总线和控制总线。地址总线用于传输地址信号，数据总线用 于传输数据信号，控制总线用于传输控制信号。
总线的通信协议
总线通信协议的定义
串行接口通常用于连接低速外 设，如鼠标、调制解调器等。
串行接口的数据传输速率较低 ，但只需要一条数据线，因此
Hale Waihona Puke 成本较低。串行接口的常见标准包括RS232和USB。
中断控制器接口
中断控制器接口是微机中用于管理中断的接口。
输标02入题
中断是指微机在执行程序过程中遇到突发事件时，暂 时停止当前程序的执行，转去处理突发事件，处理完 毕后再返回原程序继续执行的过程。

微机原理第五章 存储器

微机原理第五章 存储器
eg：要将6116SRAM放在8088CPU最低地址区域
（00000H~007FFH）
A11
CPU
A19
…
A0~A10
6116 CS
2）部分译码法 系统总线中的地址总线除片内地址外，部分高位地址（不是
全部高位地址）接到片外译码电路中参加译码，形成片选信号。 因此对应于存储芯片中的单元可有多个地址 。
（二）内存与CPU连接时的速度匹配
对CPU来说，读/写存储器的操作都有固定的时序（对8086 来说需要4个时钟周期），由此也就决定了对内存的存取速 度要求。
（三）内存容量的配置、地址分配 1. 内存容量配置
• CPU寻址能力（地址总线的条数） 软件的大小（对于通用计算机，这项不作为主要因素）
2. 区域的分配 RAM ROM 3. 数据组织 （按字节组织） 16位数据，低位字节在前，高位字节在后，存储器奇偶分体 （四）存储器芯片选择 根据微机系统对主存储器的容量和速度以及所存放程序的不同等 方面的要求来确定存储器芯片。它包括芯片型号和容量的选择。
24V
S
SiO2 G
D
字线
Vcc 位 线 输 出
P+ + + P+ N衬底
浮栅MOS
位
D
线
浮栅管
S
特点： 1）只读， 失电后信息不丢失 2）紫外线光照后，可擦除信息， 3）信息擦除可重新灌入新的信息（程序） 典型芯片（27XX） 2716（2K×8位），2764（8K ×8位）……
D0 D8
CE
址
线
存储体
启动
控制逻辑 控制线
读 写
数 据 CPU
电寄
路存
器数

微机原理与接口技术课件第五章ppt课件

微机原理与接口技术课件第五章ppt课件
a.CPU总线的带负载能力 b.存储器与CPU之间的速度匹配 c.存储器组织、地址分配和译码
(2) 8086CPU与典型存储器的连接
a.8086CPU与只读存储器的连接 b.8086CPU与静态RAM（SRAM）的连接
c.8086CPU与动态RAM（DRAM）的连 接
§5.3主存储器扩展技术
1、存储器容量的形成
（1）用2114组成1K×8位RAM（位扩展）
来自译码 A9 ～ A0 地址总线
数 D0 据 总 线 D7
CS
AC9-SA0
/
2114 1K×4
I/O
CS
/ AC9S-A0
2114
1K×4 I/O
用 2114 组成 1K×8 位 RAM
（2）用2114组成2K×8位RAM （位、字节 扩展）
（组1）
/Y3
译码器 /Y2
A15A14
/Y1 /Y0
锁存器
A13A1
2764 2764 2764 2764 6164 6164 6164 6164 /BHE A0
D15D0
驱动器 D7-D0
D15D8
后面内容直接删除就行 资料可以编辑修改使用 资料可以编辑修改使用
资料仅供参考，实际情况实际分析
主要经营：课件设计，文档制作，网络软件设计、 图文设计制作、发布广告等
A10 （组2）
A10
1
A9 ～ A0 地址总线
数 D0 据 总 线 D7
CS
2114 1K×4
I/O
CS
2114 1K×4
I/O
CS
2114 1K×4
I/O
CS
2114 1K×4
I/O
2、存储器的寻址 线选法 、全译码片选法、局部译码片选法

微机原理与接口技术PPT课件

微机原理与接口技术PPT课件

（2）如果要对其他段寄存器所指出的存储区 进行直接寻址，则本条指令前必须用前缀指出 段寄存器名。
21018H 21019H
AA 数 BB 据
段
8
三、直接寻址
• 操作数的存储区是在DS段以外的段中，则应 在指令中指定段跨越前缀：
• MOV BX, ES:[2000H] 设ES＝3000H，则指令执行后是将32000H
• 操作数的寻址方式有以下几种：
•
立即数寻址
寄存器寻址
直接寻址
寄存器间接寻址
寄存器相对寻址
基址加变址寻址
相对的基址加变址寻址
• 例：指令形式：
MOV AX， 0000H； AX← 0000H
助记符 目的操作数 源操作数
4
一、立即数寻址
• 操作数紧跟在操作码的后面，与操作码一起放在码段
区域，立即数可以为8位，也可以为16位。
设SS＝3000H，BP＝2000H， COUNT＝1050H
有效地址为： EA＝2000H＋1050H＝3050H
物理地址： 堆栈段＝30000H＋3050H＝33050H
存储器
M
10000H 8B 代
10001H 86 码
10002H
段
AH AL BB AA
33050H 33051H
AA 堆 BB 栈
代码：8B 07
设 DS＝2000H，BX＝5000H CS＝1000H，IP＝0000H
物理地址： 代码段：CS000H 8B 代
10001H 07 码
10002H
段
数据段：DS ×16＋BX＝25000H
AH AL
BB AA
25000H 25001H

微机原理与接口技术 第5章课后作业答案

微机原理与接口技术 第5章课后作业答案

4
D0～ D7 8088系统 BUS
D0～ D7 · · · A0 SRAM 6116
A0 A 10
MEMW
A 10
R/W OE D0～ D7 CS
MEMR
D0～ D7 A0 · · ·
A0 A 10 R/W OE CS
A 10
MEMW MEMR & A 18 A 17 A 19 A 16 A 15 A 14 A 13 A 12 A 11
5.10 74LS138译码器的接线图如教材第245页的图5-47所示，试判断其输出端Y0#、Y3#、Y5#和 Y7＃所决定的内存地址范围。
解：因为是部分地址译码（A17不参加译码），故每个译码输出对应2个地址范围： Y0＃：00000H ～ 01FFFH 和 20000H ～ 21FFFH Y3＃：06000H ～ 07FFFH 和 26000H ～ 27FFFH
5.2 为什么动态RAM需要定时刷新？
解：DRAM的存储元以电容来存储信息，由于存在漏电现象，电容中存储的电荷会逐渐泄漏，从而使信息丢失或出 现错误。因此需要对这些电容定时进行“刷新”。 5.3 CPU寻址内存的能力最基本的因素取决于___________。 解：地址总线的宽度。 5.4 试利用全地址译码将6264芯片接到8088系统总线上，使其所占地址范围为32000H～33FFFH。 解：将地址范围展开成二进制形式如下图所示。 0011 0010 0000 0000 0000 0011 0011 1111 1111 1111
解：
（1）特点是：它结合了RAM和ROM的优点，读写速度接近于RAM，断电后信息又不会丢失。 （2）28F040的编程过程详见教材第222～223页。 5.14 什么是Cache？它能够极大地提高计算机的处理能力是基于什么原理？ 解： （1）Cache 是位于CPU与主存之间的高速小容量存储器。 （2）它能够极大地提高计算机的处理能力，是基于程序和数据访问的局部性原理。 5.15 若主存DRAM的的存取周期为70ns，Cache的存取周期为5ns，有它们构成的存储器的平 均存取周期是多少？ 解：平均存取周期约为 70×0.1ns + 5×0.9ns =11.5ns。

2021年微机原理与接口技术5章-pptx

2021年微机原理与接口技术5章-pptx
➢ PC总线 ⚫ 地址线：20条，A0~A19，寻址空间是1MB。 ⚫ 数据线：8条，D0~D7 ⚫ 读写控制线：存储器写控制信号、存储器读控制信号、I/O写控制信号、 I/O读控制信号、I/O CH RDY：通道就绪信号 ⚫ PC总线共有62条信号线，A、B两面各有31条信号线。 ⚫ ALE：地址锁存信号。 ⚫ 中断控制线：IRQ2~IRQ7：中断请求信号； ⚫ DMA控制线：DRQ1~DRQ3：DMA请求信号，DACK 0~ DACK 3 DMA应答 信号。 ⚫ AEN：地址允许信号，在进行DMA操作时，AEN为高电平，只有在 AEN是低电平时，才可以进行一般的I/O操作； ⚫ T/C：终止DMA计数，标识一个通道DMA操作的结束。 ⚫ 其他控制线例如时钟输入、振荡器输出、复位驱动，电源和地，等。
要妥善解决总线握手和总线仲裁问题。
5.2 8086最大模式总线信号的形成
➢ 8088最大模式下的总线信号是PC总线的主 要组成部分。PC总线是最简单的总线标准。 它也是ISA总线的主要组成部分。了解PC总 线可以了解最基本的总线信号有哪些。
5.2 8086最大模式总线信号的形成
5.2 8086最大模式总线信号的形成
⚫ 使用533MHz工作频率的PCI-X 533标准则更是 达到4.2GB/s的高水平。
5.1 总线概述
➢ PCI Express 总线
⚫ 它是2001年以后提出的。它采用串行方式传输数据， 而依靠高频率来获得高性能，因此PCI Express也被人 称为“串行PCI”。
⚫ 由于串行传输信号干扰比较小，总线频率提升比较容 易。其次，PCI Express采用全双工运作模式，发送数 据和接收数据可以同时进行。第三，PCI Express没有 沿用传统的共享式结构，它采用点对点工作模式，可 以避免多个设备争抢带宽的情形发生。由于工作频率 高达2.5GHz，单通道双工的PCI Express总线总带宽可 达到500MB/s。

微机原理与接口技术-第5章ppt课件


.
9
§5-1 存储器分类
二、按性质分类 ：随机存取存储器、只读存储器
1. RAM随机存取存储器（Random Access Memory）
CPU能将数据随机地写入或读出RAM 。断电所存数据全 部丢失。通常所说的内存容量大小，是指RAM存储器的容量。
⑴SRAM--静态RAM(Static RAM) ：
速度非常快，不断电内容不自动消失。集成度相对较低， 功耗也较大，高速缓冲存储器(Cache memory)用它组成。
⑵DRAM--动态RAM(Dynamic RAM)：
DRAM的内容在10-3或l0-6秒之后自动消失，必须周期性的 在内容消失之前进行刷新(Refresh)。集成度高，成本较低，耗 电 少 ， 但 需 要 刷 新 电 路 。 DRAM 运 行 速 度 较 慢 ， SRAM 比 DRAM要快2~5倍，一般，PC机的标准存储器都采用DRAM组 成。
存储器是用来存放程序和数据的部件 存储器的容量和存取速度是决定计算机性能
的重要指标。 存储器的容量越大，记忆的信息也就越多，
计算机的功能也就越强。
2020/4/23
.
4
§5-1 存储器分类 ——概述
地址译码器 地址总线
地址
内容
0000H 0001H 0002H
XXXXH
读写控制总线
数据总线
存储器的逻辑结构示意图
8086系统，20条地址总线，可以寻址内存空间为1M字节； 80386系统，32条地址总线，可以寻址4GB字节。 存放内容：系统软件（系统引导程序、监控程序或者操作系统 中的ROM BIOS等）以及当前要运行的应用软件。
2020/4/23
.
7
§5-1 存储器分类

《微机原理与接口技术》PPT电子课件教案- 第五章 汇编语言程序设计(1)

第五章 汇编语言程序设计
第一节 第二节 汇编语言程序结构 指示性语句
第三节
第四节 第五节
汇编语言程序举例
BIOS和DOS功能调用 汇编语言程序设计
1
第一节 汇编语言程序结构 一、程序结构
二、语句结构
2
第一节
例一
程序:
汇编语言程序结构
movs.asm
功能: 实现数据传送功能
数据段1
传送到
数据段2
目的: 学习程序结构
str1
str2
str1 DW ‘abcd’
str2 DD ‘abcd’
54 73 69 6e 67 48 75 61 49 4e 50 55 54 3a 0d 0a 24
‘T’ ‘s’ ‘i’ ‘n’ ‘g’ ‘H’ ‘u’ ‘a’ ‘I’ ‘N’ ‘P’ ‘U’ ‘T’ ‘:’ 0dH 0aH ‘$’
20
三、变量定义伪操作
格式 变量名 类型助记符 操作数 [ ,操作数 , ... ] ▲ 用来定义程序中所用的内存操作数。 其中 变量名指示内存操作数的地址（符号地址） 类型助记符指示内存操作数的类型(字节、字、双字等) 操作数指示内存操作数的内容 ▲ 汇编程序将定义的操作数，按其类型分配内存单元数,
26
例 用程序实现 1234H + 5678H
六、过程定义 (第五节程序设计介绍) 七、等值定义 (第五节程序设计介绍) 汇编语言程序例三 (第五节程序设计介绍)
15
指示性语句与指令性语句：
指令性语句是用指令系统中的指令构成的语句。
例 MOV AX, BX
指示性语句是指示汇编程序进行汇编的操作。
例 MOV AX, 4 + 8

第5章(6)微机原理与接口技术(第三版)(王忠民)

E SEGMENT ASSUME CS:CODE, DS:DATA START: MOV AX, DATA MOV DS, AX MOV DX, 9 LEA BX, ARRAY LOOP0: MOV AL, [BX] MOV SI, BX INC SI MOV CX, DX LOOP1: CMP AL, [SI] JAE NEXT XCHG AL, [SI] NEXT: INC SI LOOP LOOP1
MAIN PROC FAR ASSUME CX:CODES, DS:DATAS, SS:STACS START： PUSH DS MOV AX, 0 PUSH AX MOV AX, DATAS MOV DS, AX
第5章 汇编语言程序设计
MOV MOV LOOPT：INC ADD CMP JBE MOV MOV RET MAIN ENDP CODES ENDS END START
第5章 汇编语言程序设计
循环控制方法举例
⑴ 用计数控制循环
[例] 在xx单元开始的连续单元中存放有 10个无符号字节数，从中找出最大者送yy单元。
由题意可直接写出数据段如下：
DATA SEGMENT xx DB
49,38,65,12,97,13,55,27,28,85 yy DB ?
DATA ENDS
第5章 汇编语言程序设计
开始
BX←xx的有效地址, AL←[BX],CX←9
BX←BX+1
AL≥ [BX]?
Y
N AL,[BX]中的数交换
CX←CX-1
N CX=0? Y yy←AL
结束
从一批数中求最大者流程图
第5章 汇编语言程序设计
DATA SEGMENT xx DB 49,38,65,12,97,13,55,27,28,85 yy DB ?

微机原理和接口技术-5-2 存储系统

0110000000000000 1111111111111111
20
Zuo 华中科技大学计算机学院
微机原理与接口技术---Chapter5 存储器
例3 （1）解：如果ROM和RAM存储器芯片都采用 8K×1的芯片，试画出存储器与CPU的连接图。
MREQ# A15-0 R/W#
CPU
D7~D0
OE#
例2解
微机原理与接口技术---Chapter5 存储器
MREQ# A20-0 R/W#
CPU
D7~D0
OE#
A20-18
000
3-8译码器
001
010
A17-0
WE A CS
256K ×8
D
WE A CS
256K ×8
D
WE A CS
256K ×8
D
D7~D0
D7~D0
D7~D0
…
111
WE A CS
如果采用的字节编址方式，则需要20条地址线，因为220=1024K byte。
注：字编址方式时，每个32位字地址能够访问4个字节； 如果按照字节编址方式，则每个地址只对应一个字节， 因此所需的地址数是前者的4倍， 218* 4=220 ，即需要20条地址线）
13
Zuo 华中科技大学计算机学院
微机原理与接口技术---Chapter5 存储器
解：256K*8位SRAM芯片包含18根地址线 (1) 该存储器需要2048K/256K = 8片SRAM芯片； (2) 需要21条地址线， 因为221=2048K， 其中高3位经过译码器输出后用于芯片选择， 低18位作为每个存储器芯片的地址输入。 (3) 该存储器与CPU连接的结构图如下。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2
一、存储器的分类
1. 按存储器的系统结构划分：
1. 主存储器(内存、主存）
2. 辅助存储器（外存)
3. 高速缓冲存储器cache
2. 按存储介质分类
1. 半导体存储器---用半导体器件组成的存
储器称为半导体存储器。如晶体管－晶体
管逻辑组成的TTL存储器、MOS六管存储器
等；
2. 磁性材料存储器：磁盘、磁带；
……
……
00 1 1 1 1 1 1 1 1 11 11 11 1111
3E000H
…3FFFFH14
全地址译码方 式
若Y7=0，必需使： CBA=111 G2A=0 G2B=0 G1=1
D0 ~ D7 A0 A12
MEMW
MEMR
AA1198 AA1176 A15 A14 A13
+5V
&
G1
Hale Waihona Puke ≥1个存储单元，每个存储单元存储8位二进制信 息。 再如：DRAM芯片NMC41257的容量为256K×1， 即它有256K个单元，每个单元存储1位二进制 信息; 2、存取时间TA 存取时间又称存储器访问时间，即从启动一次 存储器操作到完成该操作所需要的时间；如 5 从发出读操作到读操作完成。
3、存储周期TC 连续启动两次独立的存储器操作所需的最小时间 间隔。存储器在完成上一次操作后不能马上启动下一 次存储器操作，需要有一定的延迟时间。所以存储周 期大于存取时间。 采用MOS工艺的存储器，存取周期为几十到几百ns 以下，双极型RAM存取周期最快可达10ns以下。 4、可靠性
3E000H
…3FFFFH15
部分地址译码方式
仅仅使用系统地址总线的一部分，通常是使用 高位地址总线的一部分进行译码输出作为片 选信号，而低位地址信号线与存储芯片的地 址线一 一相连。
部分地址译码方式使地址出现重叠区；
16
AE000~AFFFFH BE000~BFFFFH EE000~EFFFFH FE000~FFFFFH
3. 光盘等；
3
半导体存储器分类 c
b
1. 随机存储器：
e
1. 双极型半导体RAM，是以晶体管触发器作为基
本存储电路，TTL电路；高速，功耗大、集成
度低，成本高；
2. MOS型RAM（Metal Oxide Semiconductor)低
速，功耗低、成本低、集成度高； 1. 静态SRAM是以双稳态触发器作为存储元 D
2. 8根数据线，与系统 数据总线相连；
3. CS1，CS2两根片选 信号线；
4. OE输出允许信号； 5. WE写允许信号；
NC 1
A12
2
A7
3
A6
4
A5
5
A4
6
A3
7
A2
8
A1
9
A0
10
D0
11
D1
12
D2
13
GND 14
28 Vcc 27 WE
26 CS2
25 A8 24 A9 23 A11 22 OE 21 A10 20 CS1
第5章
存储器系统
A. 内存储器的工作原理 B. 内存储器与CPU的连接
1
5.1 概述
1. 能够保存一位二进制信息的具有记忆功能 的单元电路叫一个存储元，比如一个电容 就可以是一个存储元；
2. 8个存储元构成一个存储单元，可以保存一 个字节的二进制信息；
3. 许多存储单元构成了存储器； 4. 存储器有两种基本操作：读操作和写操作；
13
8088系统 BUS
D0 ~ D7
A0
SRAM6264 D0 ~ D7 A0
全地址译码方 式
A12
A12
MEMW
WE
+5V
CS2
MEMR
OE
A19
1
A18
1
A17 A16
&
A15
A14
A13
CS1
A19A18 A17A16 A15A14A13A12 A11A10A9A8 A7A6A5A4 A3A2A1A0 00 1 1 1 1 1 0 0 0 00 00 00 0000
故障间隔平均时间MTBF约为5×106 ~1×108小时
5、功耗 低功耗器件可提高可靠性；
6
5.2.1、静态随机存储器SRAM 保持信息
写操作
VCC
读操作
T3 T5
A
T4 T6
B
T1
T2
X地址选择线
T7
I/O
Y地址选择线
T8
I/O
六管静态基本存储电路—双稳态触发器
7
1. 6264存储芯片
1. 13根地址信号线通 常接系统地址总线 的低13位；
2. 动态DRAM是用电容存储信息，需要刷G 新；
2. 只读存储器ROM
S
1. 掩膜式ROM
2. 可编程式PROM
3. 可擦除可编程式EPROM
4. 电可擦除可编程式E2PROM
4
5.1.3 存储器芯片的主要技术指 标
1、存储容量 存储容量＝存储单元个数×每个存储单元位数 如：SRAM芯片6264，它的容量为8KB。它有8K
G2B
&
G2A
C
B
A
D0 ~ D7
A0 SRAM6264
A12 WE CS2 OE
CS1
Y7
138译码器
A19A18 A17A16 A15A14A13A12 A11A10A9A8 A7A6A5A4 A3A2A1A0 00 1 1 1 1 1 0 0 0 00 00 00 0000
……
……
00 1 1 1 1 1 1 1 1 11 11 11 1111
19 D7 18 D6 17 D5
16 D4 15 D3
8
twc
A0 ~ A12
CS1 CS2
tw WE
D0 ~ D7
tDW SRAM 6264 写操作时序图
9
A0 ~ A12
CS1 CS2
OE
tRW tOE
D0 ~ D7
tCO
SRAM 6264 读操作时序图
10
根据地址线的根数，SRAM芯片分为：
存储器地址译码的方法： 1. 全地址译码方式 2. 部分地址译码方式
12
地址译码的方法
全地址译码方式 使用CPU系统提供的全部地址总线；即所有的
高位地址线译码输出作为片选信号，低位地 址信号线与存储芯片的地址线一 一相连。这 样，每个存储单元在整个内存空间中具有唯 一 的一个地址； 对于6264芯片，用CPU系统中低13位地址信号 （A0~A12）决定6264芯片中每个存储单元的 地址，用高7 （A13~A19）位地址信号决定芯 片在整个内存中的地址边界。
11
13
14
15
16
6116
6264 62128 62256 62512
2KB
8KB 16KB 32KB 64KB
根据数据线的根数，可以判断芯片中一个存储 单元能保存多少位二进制信息；
11
3. SRAM芯片的应用
如何使用存储器芯片，即如何实现它与系统的 连接，关键的问题是如何安排芯片的地址 范围使其满足用户的要求；