7微型计算机及接口技术

微型计算机及接口技术主讲人：叶慧Email:[e-mail]:15113898125第1章微型计算机系统概述（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1章微型计算机系统概述（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微处理器、微型计算机和微型计算机系统微处理器简称μP或MP（Microprocessor），是指由一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，而只是其中央处理器。微型计算机简称μC或MC，是指以微处理器为核心，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（MicrocomputerSystem）,简称μCS或MCS，是指以微型计算机为核心，配以相应的外围设备、电源和辅助电路（统称硬件）以及指挥微型计算机工作的系统软件所构成的系统。算术逻辑部件内部总线累加器、寄存器控制部件微处理器存储器（ROM/RAM）输入/输出接口系统总线微型计算机外围设备系统软件微型计算机系统1.2微型计算机系统的组成系统软件：DOS、Windows95/98/2000应用软件：Word、Photoshop微处理器CPU存储器(RAM,ROM)I/O接口总线硬件软件微型计算机系统微型计算机(主机)外设ALU寄存器控制部件键盘、鼠标显示器软驱、硬盘、光驱打印机、扫描仪微型计算机系统的组成图1.3微机系统硬件的组成及结构输出设备输入设备输入接口输出接口存储器微型计算机运算器控制器微处理器（a）微机系统的硬件组成（b）微机系统的硬件结构微处理器CPUROMRAMI/O接口输出设备输入设备地址总线AB数据总线DB控制总线CB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4004→4040→8008•第2代：中高档8位微机Z80、I8085、M6800，Apple-II微机•第3代：16位微机8086→8088→80286，IBMPC系列机1.4微处理器发展简况•第4代：32位微机–80386→80486→Pentium→PentiumII→PentiumIII→Pentium4–32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微型计算机的分类1、按CPU的字长分类4位微型计算机，如Intel40048位微型计算机，如Intel8080/8085，Motorola的M680016位微型计算机，如Intel8086/8088，Motorola的M6800032位微型计算机，如Intel80386，80486，Pentium64位微型计算机，如IntelItanium，SunUltrasparc等2、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将CPU、内存、I/O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。特点：超小型、高可靠性、超低价格。应用：智能仪表、工业实时控制、家用电器等。产品：Intel的8051、8096/8098系列等。将CPU、内存、I/O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。特点：结构简单、价格低廉。应用：过程控制、数据处理。产品：如TP-801以Z80CPU为核心的单板机,80年代各院校“微机原理”的实验机。单板机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。应用：商业、家用、科学、教学等领域。产品：日常广泛使用的台式机，笔记本等。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CoreLogic，Core的中文意义是核心或中心，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USB2.0/1.1，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）、AC＇97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。3微型计算机总线CPU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:•(1)片总线(ChipBus,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)内总线(InternalBus,I-Bus)又称系统总线或板级总线，是微机系统中各插件(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(ExternalBus,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EIARS-232C、IEEE-488等。总线分类系统总线（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•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DB–CPU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、适应性等举例举例特点本章小结1.计算机硬件主要由五大部件组成2.微处理器、微型计算机和微型计算机系统的关系3.微型计算机及接口技术课程的主要内容4.微型计算机的分类有单片机、单板机和个人计算机等5.一台PC机的硬件由主机（主机箱）和外部设备组成6.芯片组的功能7.微处理器的典型结构8.微型计算机的基本结构9.用三类总线构成的微机系统