《微型計算機技術(shù)》教學(xué)輔導(dǎo)(七)

1、微型計算機技術(shù)教學(xué)輔導(dǎo)（七）廖翊希最小模式和最大模式的微計算機組成8086的管腳定義和功能之后，還要全面了解8086的直流特性，處理器的直流特性是系統(tǒng)設(shè)計的重要依據(jù)。知道每個輸入管腳要求的輸入電流和每個輸出管腳的電流驅(qū)動能力，才能正確選擇適當(dāng)?shù)慕涌谄骷cCPU一起組成系統(tǒng)。8086的供電電源為+5V，允許偏差為±10%，最大電流為360mA。而80C86的最大電流為10mA。8086的輸入特性與所有標(biāo)準(zhǔn)邏輯器件兼容。 輸入特性表 1給出了8086的輸入特性。8086的輸入端均是場效應(yīng)晶體管，它們的輸入特性和標(biāo)準(zhǔn)邏輯器件兼容。表 1輸入邏輯電平電壓電流0最大0.8V最大±10

2、A1最大2.0V最大±10A輸出特性表2 描述了8086的輸出特性。在輸出邏輯1時即輸出高電平時，8086和標(biāo)準(zhǔn)邏輯器件兼容。但在輸出邏輯0即低電平時，標(biāo)準(zhǔn)邏輯器件為最大0.4V，而8086為最大0.45V，比標(biāo)準(zhǔn)邏輯器件提高0.05V。 標(biāo)準(zhǔn)邏輯器件抗干擾能力的標(biāo)準(zhǔn)值為400mV（抗干擾能力的標(biāo)準(zhǔn)值為輸入低電平最大電壓和輸出低電平最大電壓之差），8086輸出低電平時最大電壓的提高使得抗干擾能力的標(biāo)準(zhǔn)值降低為350mV。因此，在8086的系統(tǒng)設(shè)計當(dāng)中，和標(biāo)準(zhǔn)邏輯器件相比，更應(yīng)該避免過長的導(dǎo)線和過多的負載。如果沒有緩沖器，那么連接到8086的輸出管腳的MOS其間負載不要超過10個。否則

3、噪聲將引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定。表3 列出了通用邏輯器件系列輸入輸出電流以及推薦的8086引腳扇出，當(dāng)所需要的扇出超過10個負載時，信號必須經(jīng)過緩沖驅(qū)動。表 2輸入邏輯電平電壓電流0最大0.45V最大2.0MA1最大2.4V最大-400A表 3系列IL（吸收電流）IH（驅(qū)動電流）扇出TTL(74)-1.6MA40A1TTL(74S)-2.0MA50A1TTL(74LS)-0.4MA20A5TTL(74ALS)-0.1MA20A10TTL(74AS)-0.5MA25A10TTL(74F)-0.525A10CMOS(74HC)-10A-10A10CMOS(CD4)-10A-10A10NMOS-10A-10

4、A10當(dāng)8086的MN/MX#接到5V時，8086就工作在最小工作模式。最小工作模式一般用于組成基于8086 CPU的最小系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中，所有的總線控制信號都直接由8086產(chǎn)生，系統(tǒng)中的總線控制電路被減到最少。這種系統(tǒng)的典型組成如下圖所示：最大模式下的管腳定義將MN/MX#信號接地，CPU就工作在最大模式。我們再對在最大模式下CPU管腳做一介紹。與最小模式下定義相同的管腳這里就不再贅述。1) 在最大模式下與最小模式不同的管腳定義QS1、QS0(Instruction Queue Status)：指令隊列狀態(tài)信號（標(biāo)號25、24），輸出。QS1,QS0組合起來表示前一個時鐘周期中指令隊列的狀

5、態(tài)， QS10 QS00：無操作；QS11 QS00：隊列為空；QS10 QS01：從指令隊列的第一個字節(jié)中取走代碼；QS11 QS01：除第一個字節(jié)以外，取后面字節(jié)的代碼。通常，QS1、QS0用于對CPU指令隊列動作情況跟蹤，用于對CPU的測試。S2#、S1#、S0#（Bus Cycle Status）：總線周期狀態(tài)信號（標(biāo)號28、27、26），輸出。這三個信號的組合表示當(dāng)前執(zhí)行的總線周期的類型。在最大模式下，用這三個信號作為總線控制器8288的輸入，產(chǎn)生存儲器、I/O的讀、寫等控制信號。S2#、S1#、S0#的組合意義參見表：LOCK#( Lock)：總線封鎖信號（標(biāo)號29），輸出。用來封

6、鎖其它總線主的總線請求，當(dāng)LOCK#為低電平時，系統(tǒng)中其他總線主就不能占用總線。LOCK#信號是由指令前綴LOCK產(chǎn)生的。在LOCK前綴后的指令執(zhí)行完之后，硬件上便撤銷了LOCK#信號。RQ#/GT1#、RQ#/GT0#( Request/Grant):總線請求信號/總線請求允許信號（標(biāo)號31、30），雙向。CPU以外的兩個處理器可以分別用其中之一來請求總線并接受CPU對總線請求的允許。其中RQ#/GT0#優(yōu)先級高于RQ#/GT1#。2) 最大模式的系統(tǒng)組成如果將8086的MN/MX#接地，CPU就工作在最大模式了。最大模式系統(tǒng)，既可以是規(guī)模較大的單處理器系統(tǒng)，也可以是多處理器系統(tǒng)。在多處理器系統(tǒng)中，包含兩個或者兩個以上的處理器，其中的8086是主處理器，其他處理器稱作協(xié)處理器。最大模式一般用在中等規(guī)模的或者大型的8086系統(tǒng)中。這種系統(tǒng)的典型配置如下圖所示： 圖 :最大模式的典型配置從圖可以清楚的看到，與最小模式系統(tǒng)相比，最大模式的系統(tǒng)控制信號是通過8288總線控制器產(chǎn)生的。這些信號包括：地址鎖存、數(shù)據(jù)使能、數(shù)據(jù)傳輸方向控制信號，存儲器和I/O讀寫信號，以及中斷應(yīng)答信號等。我們了解了總線控制器8288的功能，就能夠理解最大系統(tǒng)模式的典型配置方法。為什