微機原理大連理工李卓涵第1章

1、計算機原理講義教員信息l姓 名：李卓函l單 位：電信學部 控制科學與工程學院l辦公室：創(chuàng)新院大廈A714lEmail： l課程資源：課件：FTP:/54論壇：碧海青天BBS電腦空間微機原理及應用計算機原理講義期末成績計算期末總成績 = 期末考試卷面成績 70% + 期中考試卷面成績 20% + 平時成績（10%）期中考試時間：第10周期末考試時間：期末考試周三次無故缺席者將取消考試資格！三次無故缺席者將取消考試資格！計算機原理講義參考教材l課程名稱：計算機原理l參考教材：微型計算機技術及應用（第4版），戴梅萼、史嘉權，清華大學出版社IBM-PC匯編語言程序設計沈美明、溫

2、冬禪，清華大學出版社16/32位微機原理、匯編語言及接口技術錢曉杰，機械工業(yè)出版社l本課主要圍繞PC機，分析微機的原理以及設計方法l如何學習計算機原理這門課？計算機原理講義目錄l第一章 微型計算機概述l第二章 16位微處理器8086l第三章 指令系統(tǒng)l第四章 匯編語言程序設計l第五章 存儲器l第六章 輸入/輸出接口設計l第七章 中斷系統(tǒng)l第八章 可編程接口芯片l第九章 AD/DA 轉換l第十章 串行通信計算機原理講義概述第一章 微型計算機概述計算機原理講義微機基本組成微型計算機（Micro-Computer)CPU中央處理單元M(Memory)存儲器I/O口I/O設備DBCBAB主機外設CPU

3、 (中央處理單元)ALU (算術邏輯單元)控制器Memory(存儲器)RAM (讀寫存儲器)ROM (只讀存儲器)I/O接口主機與外設的匹配連接BUS (總線)AB (地址總線)DB (數(shù)據(jù)總線)CB (控制總線)CPU - Central Processing UnitALU - Arithmetic Logic Unit計算機原理講義總線v總線定義：計算機用來傳輸信息的一組通信線。按傳輸內(nèi)容分類： 地址總線 (AB-Address Bus)用于傳遞地址信息，單向，成組使用用于傳遞地址信息，單向，成組使用地址總線的寬度決定了地址總線的寬度決定了CPUCPU直接尋址內(nèi)存的范圍直接尋址內(nèi)存的范圍

4、如：如：80868086有有2020根地址線，即地址總線寬度為根地址線，即地址總線寬度為2020位，位， 可尋址可尋址220B = 1MB220B = 1MB 數(shù)據(jù)總線（DB-Data Bus)用于傳遞數(shù)據(jù)信息，雙向，成組使用用于傳遞數(shù)據(jù)信息，雙向，成組使用計算機的位一般是指數(shù)據(jù)總線的寬度計算機的位一般是指數(shù)據(jù)總線的寬度如：如：80868086有有1616根數(shù)據(jù)線，因此根數(shù)據(jù)線，因此80868086為為1616位機位機計算機原理講義總線控制總線 (CB-Control Bus) 用于傳輸控制信號，以便控制計算機各部件協(xié)調(diào)工作用于傳輸控制信號，以便控制計算機各部件協(xié)調(diào)工作 各自獨立使用，有發(fā)出，

5、也有接收各自獨立使用，有發(fā)出，也有接收 如：如：CPUCPU向存儲器發(fā)出的讀信號、寫信號向存儲器發(fā)出的讀信號、寫信號v地址數(shù)據(jù)復用總線 地址總線與數(shù)據(jù)總線共用一組通信線，分時傳送地址地址總線與數(shù)據(jù)總線共用一組通信線，分時傳送地址信息和數(shù)據(jù)信息（由同步信號區(qū)分），節(jié)省信息和數(shù)據(jù)信息（由同步信號區(qū)分），節(jié)省CPUCPU引腳引腳計算機原理講義微型計算機系統(tǒng)微型計算機系統(tǒng)（MCS - Micro-Computer System） 以微型計算機為主體，配上系統(tǒng)軟件就構成微型計算機系統(tǒng)。以微型計算機為主體，配上系統(tǒng)軟件就構成微型計算機系統(tǒng)。系統(tǒng)軟件包括操作系統(tǒng)和一系列系統(tǒng)應用程序系統(tǒng)軟件包括操作系統(tǒng)和一系

6、列系統(tǒng)應用程序如編輯程序、編譯程序、調(diào)試程序等如編輯程序、編譯程序、調(diào)試程序等有了系統(tǒng)軟件才能發(fā)揮微機的硬件功能有了系統(tǒng)軟件才能發(fā)揮微機的硬件功能外設外設輸入設備：鼠標、鍵盤、掃描儀輸入設備：鼠標、鍵盤、掃描儀輸出設備：顯示器、打印機、投影儀輸出設備：顯示器、打印機、投影儀計算機原理講義計算機主機圖片計算機原理講義計算機主板圖片計算機原理講義IBM PC/XT系統(tǒng)板框圖CPU80888284A時鐘發(fā)生器時鐘發(fā)生器擴展插槽擴展插槽62芯總線芯總線地址地址鎖存器鎖存器數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)收發(fā)器收發(fā)器8288總線控制器總線控制器8087協(xié)處理器協(xié)處理器8259中斷控制器中斷控制器8253計數(shù)器計數(shù)器/定時器定時

7、器8255并行接口并行接口RAMROM鍵盤接口鍵盤接口揚聲器接口揚聲器接口8237DMA控制器控制器地址總線地址總線數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線控制總線控制總線鍵盤鍵盤IBM PC/XT：基于8088 CPU，準16位機，16位CPU內(nèi)部DB，8位外部DB，10MB硬盤IBM PC/AT：基于80286 CPU，配置16位ISA總線計算機原理講義微處理器、單板機和單片機概念v 微處理器 專指中央處理器專指中央處理器( (CPUCPU) )，是將，是將計算機的運算器計算機的運算器(ALU)(ALU)和和控控制器集成在一個芯片上。制器集成在一個芯片上。 如：如：80868086，8038680386，Pent

8、iumPentium，PIIPII等等v 單板機 將將CPUCPU、存儲器、存儲器、I/OI/O口以及口以及簡單的外設簡單的外設集成集成在一塊板上在一塊板上，是一個簡單的計算機系統(tǒng)。如：是一個簡單的計算機系統(tǒng)。如：TP801ATP801A等。等。v 單片機 將將CPUCPU、存儲器、存儲器、I/OI/O口集成在一個芯片上。如：口集成在一個芯片上。如：Intel Intel MCS-48MCS-48，MCS-51MCS-51，MCS-96MCS-96等等計算機原理講義微型計算機發(fā)展年代型號位數(shù)集成度（萬）特點1971 404040.21974 808080.51978 8086162.91982

9、 8028616101985 803863227.51988 80486321001個定點處理器，1個浮點處理器1989 80860321001993 Pentium323102個定點處理器，1個浮點處理器CPU片內(nèi)32位DB，片外64位DB1995 P. Pro645504個定點處理器，2個浮點處理器1997 Pentium II64750片內(nèi)集成2級Cache1999 Pentium III6428102000 Pentium 644200計算機原理講義微型計算機發(fā)展CPUCPU位數(shù)不斷增加，集成度不斷提高，頻率不斷提高位數(shù)不斷增加，集成度不斷提高，頻率不斷提高v計算機的位計算機的位CPU

10、CPU片內(nèi)數(shù)據(jù)總線的寬度決定了計算機的位數(shù)片內(nèi)數(shù)據(jù)總線的寬度決定了計算機的位數(shù) 如：如：8 8位，位，1616位，位，3232位，位，6464位，位，128128位位準準1616位機位機：CPUCPU片內(nèi)數(shù)據(jù)線寬度為片內(nèi)數(shù)據(jù)線寬度為1616位，片外數(shù)據(jù)線寬度為位，片外數(shù)據(jù)線寬度為8 8位位 如：如：80888088，80988098由單處理器向多處理器發(fā)展由單處理器向多處理器發(fā)展指令系統(tǒng)由復雜指令集向精簡指令集發(fā)展指令系統(tǒng)由復雜指令集向精簡指令集發(fā)展復雜指令集計算機復雜指令集計算機（CISC Complex Instruction Set Computer）精簡指令集計算機精簡指令集計算機（R

11、ISC Reduced Instruction Set Computer） Intel在在Pentium之前的之前的CPU均屬于均屬于CISC體系，從體系，從Pentium開開始將始將CISC和和RISC相結合，相結合，Pentium大多數(shù)指令是精簡指令，但仍大多數(shù)指令是精簡指令，但仍保留了一部分復雜指令保留了一部分復雜指令計算機原理講義計算機中的信息表示計算機中的信息表示計算機使用二進制存儲，但書寫時常用計算機使用二進制存儲，但書寫時常用16進制進制計算機內(nèi)所有代碼以二進制表示，機器碼又稱二進制碼計算機內(nèi)所有代碼以二進制表示，機器碼又稱二進制碼1 1位位1616進制數(shù)對應半個字節(jié)（進制數(shù)對應

12、半個字節(jié)（4 4位二進制碼）位二進制碼） 例例 10001000 01010101 B B 二進制二進制 8 5 H 168 5 H 16進制進制注：書寫注：書寫1616進制數(shù)時，若最高位是字母，則前面加進制數(shù)時，若最高位是字母，則前面加0 0，表示是數(shù)據(jù)，表示是數(shù)據(jù)如如0FEH0FEH一些進制的簡化符號一些進制的簡化符號: : 2 2進制進制 - B(Binary)- B(Binary)、 1616進制進制 H(Hex)H(Hex) 8 8進制進制 - O(Octal)- O(Octal)、 1010進制進制 - D(Decimal)- D(Decimal)計算機原理講義無符號數(shù)表示無符號數(shù)

13、表示無符號數(shù)表示二進制無符號數(shù)二進制無符號數(shù) 碼值與數(shù)值相等碼值與數(shù)值相等 一個一個n n位二進制無符號數(shù)表示的范圍是位二進制無符號數(shù)表示的范圍是0 0(2n - 1)(2n - 1) 例：例：8 8位二進制無符號數(shù)表示的范圍是位二進制無符號數(shù)表示的范圍是0 0255255 16 16位二進制無符號數(shù)表示的范圍是位二進制無符號數(shù)表示的范圍是0 06553565535BCDBCD碼碼(Binary Coded Decimal)(Binary Coded Decimal) 用半個字節(jié)表示用半個字節(jié)表示1 1位十進制數(shù)位十進制數(shù)壓縮壓縮BCDBCD碼碼: : 用用1 1個字節(jié)表示個字節(jié)表示2 2位位

14、BCDBCD碼，又稱碼，又稱8421BCD8421BCD碼碼非壓縮非壓縮BCDBCD碼：用碼：用1 1個字節(jié)的低四位表示個字節(jié)的低四位表示1 1位位BCDBCD碼，高四位忽略碼，高四位忽略 例例 0011 1001 b 0011 1001 b 在壓縮格式下表示：在壓縮格式下表示：3939 在非壓縮格式下表示：在非壓縮格式下表示：9 9計算機原理講義有符號數(shù)表示有符號數(shù)表示有符號數(shù)表示原碼原碼 將最高位作為符號位，正數(shù)的符號位為將最高位作為符號位，正數(shù)的符號位為0 0，負數(shù)的符號位為，負數(shù)的符號位為1 1，余下，余下的其他位為數(shù)值位的其他位為數(shù)值位反碼反碼正數(shù)的反碼與原碼相同；正數(shù)的反碼與原碼相

15、同；負數(shù)的反碼由該負數(shù)的原碼按位取反負數(shù)的反碼由該負數(shù)的原碼按位取反( (符號位除外符號位除外) )得到得到 補碼補碼正數(shù)的補碼與原碼相同。正數(shù)的補碼與原碼相同。負數(shù)的補碼由該負數(shù)的原碼按位取反負數(shù)的補碼由該負數(shù)的原碼按位取反( (符號位除外符號位除外) )加加1 1得到得到計算機內(nèi)有符號數(shù)默認用補碼表示計算機內(nèi)有符號數(shù)默認用補碼表示計算機原理講義有符號數(shù)范圍v一個字節(jié)有符號數(shù)范圍一個字節(jié)有符號數(shù)范圍原碼表示：原碼表示： -127-127+127 +127 有有+0+0，-0-0 1111 1111b 1111 1111b 1000 0000b - 0000 0000b 1000 0000b

16、- 0000 0000b 0111 1111 0111 1111 -127 -0 +0 +127 -127 -0 +0 +127反碼表示：反碼表示：-127-127+127 +127 有有+0+0，-0-0 1000 0000b 1000 0000b 1111 1111b 1111 1111b 0000 0000b 0000 0000b 0111 1111b 0111 1111b -127 -0 +0 +127 -127 -0 +0 +127補碼表示：補碼表示：-128-128+127 +127 只有一個只有一個0 0 1000 0000b 1000 0000b 1111 1111b - 00

17、00 0000b 1111 1111b - 0000 0000b 0111 1111b 0111 1111b -128 -1 0 127 -128 -1 0 127一個字的補碼表示范圍一個字的補碼表示范圍: : -32768 +32767 (只只 有一個有一個0)1000 0000 0000 0000 1111 1111 1111 1111-32768-10000 0000 0000 0000 0111 1111 1111 11110+32767計算機原理講義v 舉例說明舉例說明 計算機內(nèi)一個字節(jié)為計算機內(nèi)一個字節(jié)為 8181H H 1000 0001b1000 0001b二進制二進制 129

18、 129 （二進制無符號數(shù)）（二進制無符號數(shù)）BCDBCD碼碼 81 81 （壓縮格式（壓縮格式BCDBCD碼）碼）原碼原碼 -1-1反碼反碼 -126-126（1111 1110b 1111 1110b 1000 0001b 1000 0001b）補碼補碼 -127-127（1111 1111b 1111 1111b 1000 0000b 1000 0000b1000 0001b1000 0001b） 一個代碼，賦予不同類型，其數(shù)值不一樣。而類型要由一個代碼，賦予不同類型，其數(shù)值不一樣。而類型要由人編程指定人編程指定數(shù)碼表示舉例取反取反取反取反加加1 1原碼原碼反碼反碼補碼補碼計算機原理講義

19、溢出判斷 數(shù)學運算時，結果超出運算數(shù)所表示范圍則會產(chǎn)生數(shù)學運算時，結果超出運算數(shù)所表示范圍則會產(chǎn)生“溢出溢出”無符號數(shù)無符號數(shù)：通過進位或借位標志：通過進位或借位標志C標記標記“溢出溢出”，避免產(chǎn)，避免產(chǎn)生錯誤結果生錯誤結果有符號數(shù)有符號數(shù)：用標志：用標志O標記標記“溢出溢出”，表示運算結果錯誤，表示運算結果錯誤字節(jié)運算，結果超出字節(jié)運算，結果超出-128-128127127，則為溢出，則為溢出字運算，結果超出字運算，結果超出-32768-327683276732767，則為溢出，則為溢出v雙高位判別法雙高位判別法 最高位（符號位）是否有進位最高位（符號位）是否有進位CsCs異或次高位（數(shù)值異

20、或次高位（數(shù)值的最高位）是否有進位的最高位）是否有進位CpCp。溢出。溢出=Cs Cp=Cs Cp例例1 1：31-17=31-17=？ 0001 1111 b (310001 1111 b (31補碼補碼) ) + 1110 1111 b (-17 + 1110 1111 b (-17補碼補碼) ) 1 0000 1110 b =+14 ( 1 0000 1110 b =+14 (無溢出）無溢出）。例例2 2：127+127=127+127=？ 0111 1111 b (1270111 1111 b (127補碼補碼) ) + 0111 1111 b (127 + 0111 1111 b (

21、127補碼補碼) ) 1111 1110 b = -2 ( 1111 1110 b = -2 (溢出溢出) )。小數(shù)的定點和浮點表示，請查看相關書籍小數(shù)的定點和浮點表示，請查看相關書籍計算機原理講義字符代碼ASCII碼字符代碼字符代碼ASCII碼碼 美國標準信息交換碼美國標準信息交換碼用用7 7位二進制數(shù)表示位二進制數(shù)表示128128個字符個字符 包含包含2626個英文大、小寫字母，數(shù)字個英文大、小寫字母，數(shù)字0 09 9，符號和命令符等，符號和命令符等ASCIIASCII碼在計算機內(nèi)用一個字節(jié)表示，最高位一般為碼在計算機內(nèi)用一個字節(jié)表示，最高位一般為0 0，計計算機與外設交換信息一般都用算機

22、與外設交換信息一般都用ASCIIASCII碼碼 如：字符顯示器，字符打印機等如：字符顯示器，字符打印機等 注：注：需牢記字符需牢記字符 0 09 9, ,A AF F，a af f的的ASCIIASCII碼分別為碼分別為30H30H39H, 41H39H, 41H46H46H， 61H61H66H66H漢字內(nèi)碼漢字內(nèi)碼 GB2312GB2312定義了定義了67636763個漢字，其中一級字庫個漢字，其中一級字庫37553755字，二級字庫字，二級字庫30083008字字計算機原理講義硬件基礎知識v硬件基礎知識補充 計算機硬件主要由邏輯門、觸發(fā)器（計算機硬件主要由邏輯門、觸發(fā)器（D D觸發(fā)器）和

23、三態(tài)觸發(fā)器）和三態(tài)門構成，使用器件為門構成，使用器件為CMOSCMOS、TTLTTL和和NMOSNMOS。 TTLTTL和和CMOSCMOS電平范圍如下表所示：電平范圍如下表所示：單位單位(V)GNDVoLViLVtViHVoHVCC5V TTL022.453.3V CMOS022.43.35V CMOS03.54.445計算機原理講義硬件基礎知識要了解邏輯電平的內(nèi)容，首先要知道以下幾個概念的含義：要了解邏輯電平的內(nèi)容，首先要知道以下幾個概念的含義： 1 輸入高電平（輸入高電平（ViH）： 保證邏輯門輸入為高電平時所允許的最小輸入保證邏輯門

24、輸入為高電平時所允許的最小輸入電壓，當輸入電平高于電壓，當輸入電平高于ViH時，則認為輸入電平為高電平。時，則認為輸入電平為高電平。 2 輸入低電平（輸入低電平（ViL）：保證邏輯門的輸入為低電平時所允許的最大輸：保證邏輯門的輸入為低電平時所允許的最大輸入電壓，當輸入電平低于入電壓，當輸入電平低于ViL時，則認為輸入電平為低電平。時，則認為輸入電平為低電平。 3 輸出高電平（輸出高電平（VoH）：保證邏輯門的輸出為高電平時的最小輸出電壓，：保證邏輯門的輸出為高電平時的最小輸出電壓，邏輯門的輸出為高電平時的電平值都必須大于此邏輯門的輸出為高電平時的電平值都必須大于此VoH。 4 輸出低電平（輸出

25、低電平（VoL）：保證邏輯門的輸出為低電平時的最大輸出電壓，：保證邏輯門的輸出為低電平時的最大輸出電壓，邏輯門的輸出為低電平時的電平值都必須小于此邏輯門的輸出為低電平時的電平值都必須小于此VoL。 5 閥值電平閥值電平(Vt)： 數(shù)字電路芯片都存在一個閾值電平，就是電路剛剛數(shù)字電路芯片都存在一個閾值電平，就是電路剛剛勉強能翻轉動作時的電平。它是一個界于勉強能翻轉動作時的電平。它是一個界于ViL、ViH之間的電壓值，對于之間的電壓值，對于CMOS電路的閾值電平，基本上是二分之一的電源電壓值，但要保證穩(wěn)電路的閾值電平，基本上是二分之一的電源電壓值，但要保證穩(wěn)定的輸出，則必須要求輸入高電平定的輸出，

26、則必須要求輸入高電平 ViH，輸入低電平，輸入低電平ViH，而如果輸，而如果輸入電平在閾值上下，也就是入電平在閾值上下，也就是ViLViH這個區(qū)域，電路的輸出會處于不穩(wěn)這個區(qū)域，電路的輸出會處于不穩(wěn)定狀態(tài)定狀態(tài) 計算機原理講義邏輯門一. 邏輯門與邏輯與門輸入同時有效時，輸出有效與門輸入同時有效時，輸出有效小圓圈為狀態(tài)符號，代表低電平小圓圈為狀態(tài)符號，代表低電平有效，可加在輸出或輸入端有效，可加在輸出或輸入端或邏輯 或門輸入任一有效，輸出有效或門輸入任一有效，輸出有效輸出門 L1L2CSL1L2CS或門可實現(xiàn)負邏輯的或門可實現(xiàn)負邏輯的與與操操作作計算機原理講義二. 三態(tài)緩沖器1. 三態(tài)門OEOE

27、為低電平，為低電平，F(xiàn)=A F=A OEOE為高電平，為高電平，F(xiàn) F浮空浮空 可以由與可以由與F F相連的其他輸出器件輸出相連的其他輸出器件輸出三態(tài)緩沖器AFOE74LS125計算機原理講義74LS12574LS125三態(tài)門內(nèi)部電路三態(tài)門內(nèi)部電路計算機原理講義1A11A21A31A42A12A22A32A41Y11Y21Y31Y42Y12Y22Y32Y4G1G274LS244單向三態(tài)緩沖器2. 單向三態(tài)緩沖器 74LS244 74LS24474LS244為為TTLTTL的單向三態(tài)緩的單向三態(tài)緩沖器，有兩個三態(tài)控制使能引沖器，有兩個三態(tài)控制使能引腳腳G1G1和和G2G2分別控制分別控制4 4個

28、三態(tài)門個三態(tài)門當當G1G1為低電平，為低電平，1 1A A輸出到輸出到1Y1Y當當G2G2為低電平，為低電平，2 2A A輸出到輸出到2 2Y Y當當G1G1、G2G2為高電平時，輸出為高電平時，輸出為三態(tài)為三態(tài)計算機原理講義雙向三態(tài)緩沖器3. 雙向三態(tài)緩沖器 74LS245或INTEL 828674LS24574LS245為為TTLTTL雙向三態(tài)緩沖器，有控制引腳雙向三態(tài)緩沖器，有控制引腳DIRDIR和和ENEN當當ENEN為低電平，三態(tài)門導通為低電平，三態(tài)門導通: :DIRDIR為高電平，由為高電平，由A A傳輸傳輸?shù)降紹 BDIRDIR為低電平，由為低電平，由B B傳輸傳輸?shù)降紸 AEN

29、EN為高電平時，為高電平時，A A、B B均為三態(tài)均為三態(tài)A1A2A3A4A5A6A7A8DIRENB1B2B3B4B5B6B7B874LS245計算機原理講義鎖存器三. 鎖存器1. D觸發(fā)器DCQQDCQQDCQQRS1) 電平鎖存電平鎖存2) 上升沿鎖存上升沿鎖存3) 帶異步清帶異步清0的的上升沿鎖存上升沿鎖存74LS74內(nèi)部電路內(nèi)部電路計算機原理講義74LS2732. 具有異步清零的TTL上升沿鎖存器74LS273 當當CLKCLK上升沿到來時，將輸入端上升沿到來時，將輸入端的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)D0D0D7D7鎖存到輸出端鎖存到輸出端Q0Q0Q7Q7，當當CLRCLR為低電平時將鎖存器輸出清為低

30、電平時將鎖存器輸出清零零D7D6D5D4D3D2D1D0Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0CLKCLR74LS273計算機原理講義電平鎖存器3. 具有緩沖輸出的TTL低電平鎖存器74LS373或INTEL8282O OE E為低電平時為低電平時，輸出三態(tài)門打開，此時，輸出三態(tài)門打開，此時LELE為高電平，為高電平，Q7Q7Q0Q0跟隨跟隨D7D7D0D0LELE為低電平為低電平，數(shù)據(jù)鎖存數(shù)據(jù)鎖存OEOE為高電平為高電平時時，輸出，輸出Q7Q7Q0Q0為三態(tài)為三態(tài)D7D6D5D4D3D2D1D0Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0LEOE74LS373計算機原理講義74LS373內(nèi)部電路74LS373

31、功能框圖功能框圖74LS374內(nèi)部電路內(nèi)部電路74LS374為具有為具有緩沖輸出的上升緩沖輸出的上升沿鎖存器沿鎖存器計算機原理講義計算機內(nèi)的總線連接v計算機內(nèi)的總線連接 為減少計算機內(nèi)各部件之間的連線，采用為減少計算機內(nèi)各部件之間的連線，采用總線結構總線結構，使各部件共用一組數(shù)據(jù)線。使各部件共用一組數(shù)據(jù)線。輸入數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)到總線的部件，一定要到總線的部件，一定要使用三態(tài)電路作緩沖使用三態(tài)電路作緩沖需輸出數(shù)據(jù)時，打開三態(tài)門，占用總線，傳輸信息需輸出數(shù)據(jù)時，打開三態(tài)門，占用總線，傳輸信息不輸出時，關閉三態(tài)門，使輸出處于高阻狀態(tài)，讓出總線，不不輸出時，關閉三態(tài)門，使輸出處于高阻狀態(tài)，讓出總線，不影響

32、其它部件使用總線影響其它部件使用總線從總線從總線輸出數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)的部件，常的部件，常采用采用D D觸發(fā)器鎖存觸發(fā)器鎖存總線數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)常用總線技術常用總線技術時分技術：時分技術：計算機內(nèi)各部件之間的信息傳送分時進行計算機內(nèi)各部件之間的信息傳送分時進行頻分技術：頻分技術：CATV CATV 有線電視，分頻復用有線電視，分頻復用計算機原理講義分時傳送原理TBTA信息AOEOE緩沖器A緩沖器BCLKCCLKD鎖存器C鎖存器DCLKCLK信息B總線第第1 1時刻時刻信息信息A A傳送給鎖存器傳送給鎖存器C C：使：使TATA CLKCCLKC有效，即一個負脈沖，有效，即一個負脈沖，且且TBTB和和CL

33、KDCLKD應應保持保持無效；無效；第第2 2時刻時刻信息信息B B傳送給鎖存器傳送給鎖存器D D：使：使TBTB CLKDCLKD有效，即一個負脈沖，有效，即一個負脈沖，且且TATA和和CLKCCLKC應應保持保持無效；無效；計算機原理講義總線的分類（按位置分） 一個計算機系統(tǒng)包含多種類型總線，按所處一個計算機系統(tǒng)包含多種類型總線，按所處位置位置可分為：可分為：1. 內(nèi)部總線內(nèi)部總線位于位于CPU芯片內(nèi)，用于連接片內(nèi)各功能部件的總線芯片內(nèi)，用于連接片內(nèi)各功能部件的總線內(nèi)部總線的對外引線叫做內(nèi)部總線的對外引線叫做CPU總線總線2. 局部總線局部總線位于主機板上，用于連接主機板上各個主要部件，并

34、通過擴展槽位于主機板上，用于連接主機板上各個主要部件，并通過擴展槽連接各種適配器（顯卡、網(wǎng)卡、聲卡）連接各種適配器（顯卡、網(wǎng)卡、聲卡）常見的有常見的有ISA、EISA、PCI總線總線ISA Industry Standard ArchitectureEISA Extension Industry Standard ArchitecturePCI Peripheral Component Interconnect3. 系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線位于機箱底板，多個位于機箱底板，多個CPU插件板以此互相連接插件板以此互相連接在在PC機中，一般不用，常見的有機中，一般不用，常見的有MULTIBUS、VME等等計

35、算機原理講義總線的分類（按位置分）4. 外部總線外部總線 是微機與外部設備之間或幾個微機系統(tǒng)之間的通信總線，如：是微機與外部設備之間或幾個微機系統(tǒng)之間的通信總線，如：IDE (Integrated Drive Electronic)總線，專用于連接硬盤總線，專用于連接硬盤SCSI (Small Computer System Interface)，專用于連接硬盤，專用于連接硬盤Centronics總線，用于與并行打印機連接總線，用于與并行打印機連接USB (Universal Serial Bus)總線，用于連接總線，用于連接USB設備設備計算機原理講義總線性能指標v總線性能主要從三方面來衡量

36、1. 總線寬度：總線寬度：指總線一次可以同時傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位數(shù)指總線一次可以同時傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位數(shù)如：如：ISA為為16位總線，一次可傳輸位總線，一次可傳輸16位二進制數(shù)位二進制數(shù) EISA、PCI為為32位總線位總線2. 總線頻率：總線頻率：指總線每秒能傳輸數(shù)據(jù)的次數(shù)指總線每秒能傳輸數(shù)據(jù)的次數(shù)如：如：ISA、EISA的頻率為的頻率為8MHz PCI的頻率為的頻率為33MHz，PCI-2的頻率為的頻率為66MHz3. 傳輸率：傳輸率：指每秒鐘能夠傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)，用指每秒鐘能夠傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)，用MB/s表示表示傳輸率傳輸率 = 寬度寬度/8 頻率頻率例：例：PCI總線寬度為總線寬度為32位，頻率為位，頻率為

37、33MHz，則，則 傳輸率傳輸率 = 32b / 8 33 = 132MB/s 即即PCI總線每秒能夠傳輸總線每秒能夠傳輸132M字節(jié)字節(jié)計算機原理講義微機的層次化總線CPU協(xié)處理器協(xié)處理器二級二級CachePCI總線控制器總線控制器（PCI橋）橋）主存儲器主存儲器高速圖形卡高速圖形卡顯示器顯示器PCI轉換橋轉換橋PCI-ISA/EISAPCI總線控制器總線控制器PCI卡卡PCI卡卡PCI卡卡PCI卡卡ISA卡卡ISA卡卡EISA卡卡CPU總線總線PCI總線總線AGPPCI總線總線ISA/EISA總線總線CPUCPU總線：總線：CPUCPU芯片內(nèi)部總線芯片內(nèi)部總線的對外引線，連接與的對外引線，

38、連接與CPUCPU最密最密切、速度最快的部件，如二切、速度最快的部件，如二級級CacheCache計算機原理講義微機的層次化總線說明1. CPU1. CPU總線總線CPUCPU芯片內(nèi)部總線的對外引線芯片內(nèi)部總線的對外引線連接與連接與CPUCPU最密切、速度最快的部件，如二級最密切、速度最快的部件，如二級CacheCache2. PCI2. PCI總線控制器總線控制器像橋梁一樣，一邊連接像橋梁一樣，一邊連接CPUCPU總線，一邊連接總線，一邊連接CPUCPU訪問相對頻繁、速度相對訪問相對頻繁、速度相對較快的部件，又稱較快的部件，又稱“PCIPCI橋橋” 如：通過如：通過PCIPCI總線連接主存儲器，通過總線連接主存儲器，通過AGPAGP總線連接高速圖形卡總線連接高速圖形卡可級聯(lián)下一級可級聯(lián)下一級PCIPCI總線控制器，形成多級總線控制器，形成多級PCIPCI總線，容納更多總線，容納更多PCIPCI卡卡3. PCI3. PCI轉換橋轉換橋 完成完成PCIPCI總線與總線與ISAISA或或EISAEISA總線的連接轉換總線的連接轉換計算機原理講義微機的層次化總線說明4. ISA4. ISA總線：總線：總線寬度總線寬度1616位，總線頻率位，總線頻率8MHz8M