微型计算机及接口技术

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1、微型计算机及接口技术 第第1 1章微型计算机系统概述章微型计算机系统概述（一）课程内容（一）课程内容1.微型计算机系统的构成2.芯片组3.微型计算机系统的总线结构第第1 1章微型计算机系统概述章微型计算机系统概述（二）学习目的与要求（二）学习目的与要求本章主要介绍有关微型计算机系统的基本概念，以及微型计算机系统的组成及结构特点:通过学习要求了解微型计算机系统各组成部件的功能及相互关系，了解芯片组的概念。1.1 1.1 微处理器、微型计算机和微型计算机系统微处理器、微型计算机和微型计算机系统 微处理器微处理器 简称简称P或或M P（Microprocessor），是指由一），是指由一片或几片大规

2、模集成电路组成的具片或几片大规模集成电路组成的具有运算器和控制器功能的中央处理有运算器和控制器功能的中央处理器部件，又称为微处理机。它本身器部件，又称为微处理机。它本身并不等于微型计算机，而只是其中并不等于微型计算机，而只是其中央处理器。央处理器。微型计算机微型计算机 简称简称C或或MC，是指以微处，是指以微处理器为核心，配上存储器、输入理器为核心，配上存储器、输入/输出接口电路及系统总线所组成输出接口电路及系统总线所组成的计算机（又称主机或微电脑）。的计算机（又称主机或微电脑）。微型计算机系统微型计算机系统 微型计算机系统微型计算机系统（Microcomputer SystemMicroco

3、mputer System）,简称简称CSCS或或MCSMCS，是指以微型，是指以微型计算机为核心，配以相应的外计算机为核心，配以相应的外围设备、电源和辅助电路（统围设备、电源和辅助电路（统称硬件）以及指挥微型计算机称硬件）以及指挥微型计算机工作的系统软件所构成的系统。工作的系统软件所构成的系统。算术逻辑部件算术逻辑部件内部总线内部总线累加器、寄存器累加器、寄存器控制部件控制部件微处理器微处理器存储器（存储器（ROM/RAM）输入输入/输出接口输出接口系统总线系统总线微型计算机微型计算机外围设备外围设备系统软件系统软件微型计算机系统微型计算机系统微型计算机系统的组成微型计算机系统的组成 系统软

4、件：系统软件：DOS、Windows 95/98/2000应用软件：应用软件：Word、Photoshop微处理器微处理器 CPU 存储器存储器(RAM,ROM)I/OI/O接口接口总线总线 硬硬 件件软软 件件微微 型型计算计算 机机系系 统统微微 型型计算机计算机(主机主机)外外 设设ALU寄存器寄存器控制部件控制部件键盘、鼠标键盘、鼠标显示器显示器软驱、硬盘、光驱软驱、硬盘、光驱 打印机、扫描仪打印机、扫描仪微型计算机系统的组成图微型计算机系统的组成图 1.3 1.3 微机系统硬件的组成及结构微机系统硬件的组成及结构 输输出出设设备备输输入入设设备备输输入入接接口口输输出出接接口口存储器

5、存储器 微型计算机微型计算机运算器运算器控制器控制器 微处理器微处理器（a）微机系统的硬件组成）微机系统的硬件组成（b）微机系统的硬件结构）微机系统的硬件结构 微微处处理理器器CPUCPUROMROMRAMRAMI/OI/O接口接口输出设备输出设备输入设备输入设备地址总线地址总线ABAB数据总线数据总线DBDB控制总线控制总线CBCB微型计算机及接口技术课程的主要内容：微处理器的工作原理、引脚功能和总线时序；微处理器同内存储器的接口技术；微处理器同I/O设备的接口技术；用汇编语言编写接口控制程序。1.4 微处理器发展简况 第1代：4位和低档8位微机400440408008 第2代：中高档8位微

6、机Z80、I8085、M6800，Apple-II微机 第3代：16位微机8086808880286，IBM PC系列机1.4 微处理器发展简况 第4代：32位微机8038680486PentiumPentium II Pentium III Pentium 432位PC机、Macintosh机、PS/2机 第5代：64位微机Itanium、64位RISC微处理器芯片微机服务器、工程工作站、图形工作站1.5 1.5 微型计算机的分类微型计算机的分类 1、按、按CPU的字长分类的字长分类4位微型计算机位微型计算机 ，如，如Intel 4004 8位微型计算机位微型计算机 ，如，如Intel 80

7、80/8085，Motorola的的M6800 16位微型计算机，如位微型计算机，如Intel 8086/8088，Motorola的的M6800032位微型计算机，如位微型计算机，如Intel 80386，80486，Pentium64位微型计算机，如位微型计算机，如Intel Itanium，Sun Ultrasparc等等 2 2、按组装形式和系统规模分类、按组装形式和系统规模分类:单片机、单板机、个人计算机单片机、单板机、个人计算机 单片机单片机l 将将CPU、内存、内存、I/OI/O接口电路全部集成一块芯接口电路全部集成一块芯 片上，构成具备基本功能的计算机，称单片机。片上，构成具备

8、基本功能的计算机，称单片机。l 特点：超小型、高可靠性、超低价格。特点：超小型、高可靠性、超低价格。l 应用：智能仪表、工业实时控制、家用电器等。应用：智能仪表、工业实时控制、家用电器等。l 产品：产品：Intel 的的8051、8096/8098系列系列 等。等。l将将CPUCPU、内存、内存、I/OI/O接口及其它辅助电路全部装接口及其它辅助电路全部装 在一块印刷电路板上，组成单板机。在一块印刷电路板上，组成单板机。l 特点：结构简单、价格低廉。特点：结构简单、价格低廉。l 应用：过程控制、数据处理。应用：过程控制、数据处理。l 产品：如产品：如TP-801以以Z80CPU为核心的单板机为

9、核心的单板机,80年代各院校年代各院校“微机原理微机原理”的实验机。的实验机。单板机单板机l由微处理器芯片装成的、便于搬动而且不需要维由微处理器芯片装成的、便于搬动而且不需要维护的计算机系统。护的计算机系统。l 应用：商业、家用、科学、教学等领域。应用：商业、家用、科学、教学等领域。l 产品：日常广泛使用的台式机，笔记本等。产品：日常广泛使用的台式机，笔记本等。个人计算机个人计算机2 芯片组芯片组（Chipset）是主板的核心组成部分，如果说中央处理器（CPU）是整个电脑系统的心脏，那么芯片组将是整个身体的躯干。在电脑界称设计芯片组的厂家为Core Logic，Core的中文意义是核心或中心，

10、光从字面的意义就足以看出其重要性。对于主板而言，芯片组几乎决定了这块主板的功能，进而影响到整个电脑系统性能的发挥，芯片组是主板的灵魂。芯片组性能的优劣，决定了主板性能的好坏与级别的高低 主板芯片组几乎决定着主板的全部功能，其中CPU的类型、主板的系统总线频率，内存类型、容量和性能，显卡插槽规格是由芯片组中的北桥芯片决定的；而扩展槽的种类与数量、扩展接口的类型和数量（如，IEEE1394，串口，并口，笔记本的VGA输出接口）等，是由芯片组的南桥决定的。还有些芯片组由于纳入了3D加速显示（集成显示芯片）、AC97声音解码等功能，还决定着计算机系统的显示性能和音频播放性能等。英特尔微处理器芯片803

11、86PentiumPentium 4返回返回3 微型计算机总线CPUCPU定时电路接口接口ROMRAMI/O接口输出设备输入设备DMA地址总线数据总线控制总线并行接口 串行接口 定时/计数中断控制器总线的分类 总线按功能和规范可分为三大类型总线按功能和规范可分为三大类型:(1)(1)片总线片总线(Chip Bus,C-Bus)(Chip Bus,C-Bus)又称元件级总线，是把各种不同的芯片连接在一起构成特定功能模块(如CPU模块)的信息传输通路。(2)(2)内总线内总线(Internal Bus,I-(Internal Bus,I-Bus)Bus)又称系统总线或板级总线，是微机系统中各插件(

12、模块)之间的信息传输通路。例如CPU模块和存储器模块或I/O接口模块之间的传输通路。(3)外总线外总线(External Bus,(External Bus,E-Bus)E-Bus)又称通信总线，是微机系统之间或微机系统与其他系统(仪器、仪表、控制装置等)之间信息传输的通路，如EIA RS-232C、IEEE-488等。总线分类系统总线（即通常意义上所说的总线）系统总线（即通常意义上所说的总线）总线是指传递信息的一组公用导线 总线是传送信息的公共通道 微机系统采用总线结构连接系统功能部件 总线信号可分成三组地址总线AB：传送地址信息数据总线DB：传送数据信息控制总线CB：传送控制信息总线信号

13、地址总线AB输出将要访问的内存单元或I/O端口的地址地址线的多少决定了系统直接寻址存储器的范围 数据总线DBCPU读操作时，外部数据通过数据总线送往CPU CPU写操作时，CPU数据通过数据总线送往外部数据线的多少决定了一次能够传送数据的位数 控制总线CB协调系统中各部件的操作，有输出控制、输入状态等信号控制总线决定了系统总线的特点，例如功能、适应性等举例举例举例举例特点特点本章小结本章小结 1 1.计算机硬件主要由五大部件计算机硬件主要由五大部件组成组成2.2.微处理器、微型计算机和微微处理器、微型计算机和微型计算机系统的关系型计算机系统的关系3.3.微型计算机及接口技术课程微型计算机及接口技术课程的主要内容的主要内容4.4.微型计算机的分类有单片机、微型计算机的分类有单片机、单板机和个人计算机等单板机和个人计算机等5.5.一台一台PCPC机的硬件由主机（主机的硬件由主机（主机箱）和外部设备组成机箱）和外部设备组成6.6.芯片组的功能芯片组的功能7.7.微处理器的典型结构微处理器的典型结构8.8.微型计算机的基本结构微型计算机的基本结构9.9.用三类总线构成的微机系统用三类总线构成的微机系统