【正文】 微機系統(tǒng)與接口技術 本課程在計算機課程體系中的位置 本課程是 計算機科學與技術 和 信息安全 等專業(yè)本科和?？茖W生必修的一門專業(yè)課。 其前修課程有 大規(guī)模集成電路 、 計算機組成原理、計算機系統(tǒng)結構、數據結構 等。 為進一步學習和研究 計算機網絡、分布式系統(tǒng) 、 大規(guī)模并行處理系統(tǒng) 、 計算機集群、網格系統(tǒng) 等打下堅實的基礎。 本課程的教學目的 系統(tǒng) 學習 微處理器、內外存儲器、各種控制器和輸入 /輸出接口芯片的結構和原理，掌握構成現代微機系統(tǒng)的硬軟件組成和接口技術。 切實掌握 微型計算機實現技術 、 計算機主板組成原理 、 各種接口設計及其驅動編程方法 、 微機系統(tǒng)的研究和開發(fā) 。 深入了解 微處理器和微機系統(tǒng)的新發(fā)展和新技術 ， 學會系統(tǒng)科學地分析問題和解決問題 ， 提高認知能力和創(chuàng)新能力 。 本課程的要求 ?同學們不僅要學習 32位微處理器的原理 及微機各種 接口電路 的原理與作用 ， 而且還要掌握常用接口的設計與分析方法 ， 并具有一定的 動手實驗能力 和 接口應用程序的編寫能力 ， 為將來的學習與實踐打下良好基礎 。 ?請同學們下載電子講義 ， 在課堂上注意聽講并在講義中補充課堂筆記 ， 認真獨立完成作業(yè) ， 做好實驗 、 做好課前預習和課后復習 。 本課程的教材 本課程內容組織 第二章 32位微處理器體系結構與工作原理 第三章 內存儲器 :半導體存儲器 、存儲器硬件組織、存儲器子系統(tǒng) 第五章 微機與外設數據交換 :中斷方式與 8259 DMA方式與 8237 第六章 總線技術 :系統(tǒng)總線 局部總線 外設總線 通信總線 第七章 用戶交互接口 :鍵盤接口、打印機接口 、顯示器接口 第八章 外存儲器 :磁記錄編碼、 EIDE和 SCSI接口、磁盤陣列、光盤 第四章 I/O接口 :計數器 82C54 并行接口 82C55A 串行通信與 8250 第一章 微機系統(tǒng)和接口的組成原理，典型微處理器簡介 第九章 — 微計算機組成 : IBM PC/XT、 IBM PC/AT、 32位微機系統(tǒng) 第一 章 概 論 微計算機系統(tǒng)組成 微型計算機屬于第四代電子計算機產品 。 一般主機按體積 、 性能和價格分為巨型機 、 大型機 、 中型機 、 小型機和微型機五類 。 起初 ， 中央處理器 CPU的 運算器 和 控制器 集成在一片集成電路芯片上 ，稱為 微處理器 MPU。 微處理器是微機系統(tǒng)的核心部分 ， 自 70年代初出現第一片微處理器芯片以來 ， 微處理器的性能和集成度幾乎每兩年翻一番 ， 其發(fā)展速度大大超過了前幾代計算機 。 微機系統(tǒng)、微計算機和微處理器 典型微處理器簡介 8位微處理器 — 特點 產品 ： Intel 8080， Motorola 6800， Zilog Z80， Rockwell R6502 特點： 線寬： 2μm， NMOS， 8000管 主頻： 1MHz（ M6800）， 2MHz（ 8080）， ～ （ Z80） 總線： 8DB， 16AB， 40DIP 寄存器： 8080有 9個： B、 C、 D、 E、 H、 L以及 W、 Z，累加器、 SP、 PC MC6800有 6個： PC、 SP、 IX、 、 、 CCR Z80有 18個 8位寄存器以及 4個 16位寄存器 PC、 SP、 IX、 IY I/O端口： i8080和 Z80是獨立編址， M6800是存儲器映像 指令： 70～ 80條 周期為 2μs 時鐘：單 /多相 電源：單 /多電源， 5v、 12v 功能：中斷、堆棧、微程序控制 語言：匯編，高級語言的解釋和編譯 應用：商業(yè)和實時控制、智能終端、生產 /進程控制， PC 8位微處理器 — i8080 Intel8080：由 8080芯片，系統(tǒng)控制器 8228，時鐘發(fā)生 /驅動器 8224構成。 1973年 Motorola6800： ALU、指令譯碼和控制、寄存器組、 I/O和數據緩沖。 1974年 8位微處理器 — M6800 8位微處理器 — Z80 Z80：由 ALU、控制部件、寄存器組、總線及其緩沖器組成。 1977年。 兩組通用 R、變址 R、中斷頁面 I、刷新計數器 R，較強中斷能力， 電源時鐘單一， 158條指令、兼容 8080指令系統(tǒng) 16位微處理器 i8086/i8088（ 1） 1. Intel 8086/8088 （ 1978/1979年） 線寬： COMS工藝 5MHz～ 8MHz主頻 DB：內部： 16位，外部： 8086為 16位， 8088為 8位 AB： 20位，尋址 1MB地址空間 EU： ALU AX、 BX、 CX、 DX：通用寄存器 SP、 BP：指針寄存器 DI、 SI：變址寄存器 FLAGS：狀態(tài)標志 CF、 PF、 AF、 ZF、 SF、 OF 控制狀態(tài) DF、 IF、 TF 指令譯碼 控制電路 BIU： CS、 DS、 SS、 ES 段寄存器 IP指令指針 內部通信寄存器 20位地址加法器： ∑＝ ∑REGx16＋偏移量 指令隊列 FIFO： 8088是 4B， 8086是 6B 總線控制電路 16位微處理器 i8086/i8088（ 2） BIU:與內存及 I/O芯片接口，提供總線控制信號，執(zhí)行外部總線周期， 根據 EU請求完成取指和數據交換 。 EU：指令執(zhí)行，進行數據處理和有效地址計算并管理 R 16位微處理器 i80186/i80188 2. Intel 80186/80188 單片機：內含 8MHz主頻、 68引腳的 8086/8088 時鐘發(fā)生器 片選和準備好電路 一個中斷控制器： PIC(1) 二個 DMA通道： DMAC(2) 三個定時器 /計數器： CNT(3) 應用：智能控制器、網卡等 16位微處理器 i80286（ 1） 3. Intel 80286 （ 1982年） (1)概況 增強 16位，線寬 ～ 2