【正文】 一次型光盤(pán) 用戶可以在這種光盤(pán)上寫(xiě)入信息，寫(xiě)后可以直 接讀出。寫(xiě)入信息會(huì)使介質(zhì)的物理特性發(fā)生永久性 變化，因此只能寫(xiě)一次。寫(xiě)后的信息不能再改變。 (3)可擦寫(xiě)型光盤(pán)（ Rewriteable） 用戶可對(duì)這類(lèi)光盤(pán)進(jìn)行隨機(jī)寫(xiě)入、擦除或重寫(xiě) 信息。 2. 光盤(pán)存儲(chǔ)器的工作原理 （只讀） HR HR 激光光源 (c) (b) (a) 可擦寫(xiě)型光盤(pán) 相對(duì)簡(jiǎn)單計(jì)算機(jī) 設(shè)計(jì)一個(gè)使用相對(duì)簡(jiǎn)單 CPU的計(jì)算機(jī)： 有 8K ROM，起始地址為 0 緊接著是 8K的 RAM 一個(gè)存儲(chǔ)器映射、地址為 8000H的雙向 I/O端口 1. CPU 16個(gè)地址引腳： A15到 A0 通過(guò)引腳 D7到 D0訪問(wèn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線 兩根控制線： READ和 WRITE 圖 ，只包括了 CPU的細(xì)節(jié)，隨著設(shè)計(jì)推進(jìn)， 將開(kāi)發(fā)出其余部分的細(xì)節(jié)。 圖 相對(duì)簡(jiǎn)單計(jì)算機(jī)：只有 CPU的細(xì)節(jié) 2. 存儲(chǔ)器子系統(tǒng) (1) 8K ROM： 從地址 0開(kāi)始 (從 0到 8K1的所有地址 ) 二進(jìn)制表示： 0000 0000 0000 0000～ 0001 1111 1111 1111 (2) 8K RAM： 緊跟在 ROM后面，地址從 8K到 16K1 0010 0000 0000 0000～ 0011 1111 1111 1111 為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，在存儲(chǔ)器子系統(tǒng)中，使用一個(gè) 8K的 ROM芯片和一個(gè) 8K的 RAM芯片。 (3) 訪問(wèn)存儲(chǔ)器芯片，處理器必須提供芯片用的地址 和控制信號(hào)。 ◆ 地址信號(hào) 8K的存儲(chǔ)器有 213個(gè)存儲(chǔ)單元，需要 13位的地 址輸入來(lái)選擇其中一個(gè)單元。 A12到 A0： 芯片的地址輸入 (從地址總線上獲得 ) A1 A14和 A13： 用來(lái)選擇存儲(chǔ)器芯片 ROM芯片地址范圍： 0000 0000 0000 0000～ 0001 1111 1111 1111 (地址的最高三位總是 000) 即當(dāng) A15A14A13=000時(shí)， ROM芯片必須有效。 類(lèi)似的， RAM芯片 有效的條件是 A15A14A13=001。 ◆ 使能信號(hào) ◆ ROM芯片還有一個(gè) 輸出使能信號(hào) 將控制總線上的 READ信號(hào)連接到 ROM的輸出使能上 ◆ RAM有兩個(gè)控制輸入 RD和 WR，控制總線的 READ和 WRITE信號(hào)能驅(qū)動(dòng)這兩個(gè)信號(hào)（ CPU的設(shè)計(jì)應(yīng)該確保 這兩個(gè)信號(hào)不會(huì)同時(shí)發(fā)出）。 這些信號(hào)和芯片使能邏輯一起可以保證： 任何 時(shí)刻，只有一個(gè)存儲(chǔ)器芯片中的一個(gè)存儲(chǔ)單元被訪 問(wèn)。 圖 相對(duì)簡(jiǎn)單計(jì)算機(jī)：存儲(chǔ)器細(xì)節(jié) 3. I/O子系統(tǒng) 系統(tǒng)指明一個(gè)雙向 I/O端口，地址為 8000H， 或 1000 0000 0000 0000。用地址和控制信號(hào)來(lái)激勵(lì) 該端口的輸入和輸出接口電路。 非常類(lèi)似圖 。用寄存器來(lái)存儲(chǔ)輸出 到該設(shè)備的數(shù)據(jù)，用三態(tài)緩沖器傳遞來(lái)自該設(shè)備的輸 入數(shù)據(jù)。 只要作兩個(gè)修改 : ◆ 第一個(gè)很簡(jiǎn)單，由于相對(duì)簡(jiǎn)單 CPU用的是存儲(chǔ)器映 射 I/O，因此將 IO/M信號(hào)從電路中刪除。 ◆ 第二個(gè)是修改地址邏輯，以辨認(rèn)地址 8000H，而不 是 F0H，用組合邏輯可以很容易做到這一點(diǎn)。 圖 相對(duì)簡(jiǎn)單計(jì)算機(jī)：最后的設(shè)計(jì) 實(shí)例：一臺(tái)基于 8085的計(jì)算機(jī) 1. 8085的一個(gè)特征 (地址復(fù)用技術(shù) ) 使用 8個(gè)復(fù)用引腳， AD7到 AD0，為所有數(shù)據(jù)位和 地址的低八位。在存儲(chǔ)器訪問(wèn)的第一個(gè)時(shí)鐘周期， 這些引腳包含地址的低 8位；剩下的時(shí)鐘周期，它們 用來(lái)傳送或接收數(shù)據(jù)。 這是為了減少微處理器引腳 的個(gè)數(shù)。 2. 一個(gè)附加電路 存儲(chǔ)器要求整個(gè)地址有效，否則不能訪問(wèn)數(shù)據(jù)。 設(shè)計(jì) 地址鎖存選通信號(hào) ALE，該信號(hào)在存儲(chǔ)器或I/O訪問(wèn)的第一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)設(shè)置為 1，訪問(wèn)的剩余時(shí)間為 0。用來(lái)將低位地址存儲(chǔ)到一個(gè)寄存器中，這樣即使低位地址從 AD引腳刪除，還可以從寄存器中得到，這叫做 多路分配總線。 第一個(gè)時(shí)鐘周期， 8085將地址的低 8位 A7到 A0輸出到這些引腳上， ALE信號(hào)為高，使這些值裝入鎖存器中。在第一個(gè)時(shí)鐘周期末尾， ALE信號(hào)變低，并且 A7到 A0的值存入了鎖存器，這樣總線空閑，可以用來(lái)傳送數(shù)據(jù)位 D7到 D0。 本節(jié)給出的計(jì)算機(jī)中，這些功能是在專(zhuān)門(mén)的芯片里完成的，它可能使用了一個(gè)類(lèi)似的電路。 3. 8085微處理器計(jì)算機(jī)的最小系統(tǒng)配置 ◆ 2K的 EPROM： 起始地址為 0 地址范圍從 0到 2K1 0000 0000 0000 0000 到 0000 0111 1111 1111 ◆ 256字節(jié) RAM： 從地址 4K開(kāi)始，范圍為 0001 0000 0000 0000到 0001 0000 1111 1111 ◆ 4個(gè) 8位的 I/O端口： 地址為 00H， 01H， 19H和 1AH ◆ 一個(gè)地址為 1BH的 6位端口 ◆ 三塊芯片： 8085A、 8755A、 8156 圖 基于8085的最小計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 4. 8755A芯片 ◆ 2K的 EPROM、地址為 00H和 01H的兩個(gè) I/O端口 （單獨(dú) I/O，存儲(chǔ)單元、 I/O端口可以同址） ◆ 兩個(gè)使能信號(hào) 一個(gè)是 CE，高電平有效，因?yàn)榕c Vcc相連， 恒為高電平， CE總是有效。 另一個(gè)信號(hào) PROG/CE低電平有效，由地址位 A11驅(qū)動(dòng)，當(dāng) A11=0時(shí)，該芯片有效。 ◆ 0到 2K1范圍內(nèi)的地址確實(shí)使 8755A有效。其它 A11=0的地址，比如 1111 0000 0000 0000，同樣 使其有效，這是因?yàn)?A15到 A12沒(méi)有用來(lái)選擇芯片， 這一特性叫做 回折 （ foldback），可以減少產(chǎn) 生使能信號(hào)的邏輯。 5. 8755A的兩個(gè) I/O端口 為解釋如何訪問(wèn)這些端口，看 8085怎樣實(shí)現(xiàn) I/O指令。 對(duì) IN和 OUT指令，用的是 8位地址。 當(dāng)執(zhí)行 I/O指令時(shí)，把地址放到 A15～ A8及 AD7～ AD0上。盡管第一個(gè)時(shí)鐘周期后，會(huì)刪除 AD7～ AD0 上的地址，像存儲(chǔ)器讀寫(xiě)時(shí)一樣， A15～ A8上的地 址在整個(gè) I/O操作期間一直保持。對(duì)應(yīng) A11=0（或 A3=0）的地址會(huì)使 8755A有效。 有四個(gè)可訪問(wèn)端口： 端口 A、 B分別有 A1A0（ =A9A8） =00和 01。 8755A每一端口有一個(gè)數(shù)據(jù)方向寄存器（ data direction register） DDR，用來(lái)確定 A和 B是輸入還是輸出端口（實(shí)際允許每一位獨(dú)自設(shè)置為輸入或輸出）。 CPU通過(guò)寫(xiě)數(shù)據(jù)到 DDR中來(lái)設(shè)置端口的指向，端口 A和 B的 DDR分別有 A1A0=10和 11。 同 8755A的存儲(chǔ)器一樣， I/O端口也有回折。這里，端口 A選用地址 00H，端口 B選用地址 01H，端口 A的 DDR的地址為 02H，端口 B的 DDR的地址為 03H。 6. 8156芯片 ◆ 256字節(jié)的 RAM ◆ 兩個(gè) 8位 I/O端口 ◆ 一個(gè) 6位 I/O端口。 A12=1時(shí)芯片有效，因?yàn)椴皇褂? 所有高位地址激勵(lì)芯片，也有回折。選擇 4K，或 1000H作為其起始地址。 ◆ 8156實(shí)際包含 I/O端口比圖 。 CPU 輸出命令到一個(gè)命令寄存器，由此設(shè)置 I/O端口 的方向。 ◆ 一個(gè)狀態(tài)寄存器， CPU讀取它得到端口配置信息。 地址的低三位選擇片內(nèi) I/O端口 A2A1A0=000是命令寄存器（輸出）或狀態(tài)寄存器（輸入） A2A1A0=001， 010， 011表示分別訪問(wèn)端口 A、 B、 C 還有一個(gè)時(shí)鐘， A2A1A0=100或 101表示訪問(wèn)時(shí)鐘 歷史視角： Sojourner 流浪者 1996年 ， 美國(guó)國(guó)家航空航天局 （ NASA） 發(fā)射了一艘火星探路者宇宙飛船 。 這個(gè)宇宙飛船用了 7個(gè)月的時(shí)間航行并著陸到火星 。 一到達(dá)火星 ， 它就釋放了一個(gè)機(jī)器人流浪者 ， 叫做 Sojourner， 它用來(lái)探測(cè)探路者附近的表層 ， 并且將讀取的數(shù)據(jù)傳回給宇宙飛船 。 然后探路者再將這些數(shù)據(jù)送回地球 。 在 1997年 7月 4日 ， 探路者成功的到達(dá)了火星的表面 。 Sojourner只用了一個(gè) 80C85微處理器來(lái)控制整個(gè)操作。它運(yùn)行在 2MHz的時(shí)鐘上，但是該處理器并不是因?yàn)樗乃俣榷贿x用的。實(shí)際上，正是因?yàn)樗軌驁?zhí)行所需的功能，而且因?yàn)檫@一版本的 8085微處理器能在遠(yuǎn)離大氣層保護(hù)、輻射旺盛的環(huán)境中正確的工作，所以才被選用。 Sojourner計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置見(jiàn)教材。