微機(jī)原理04-1總線

第4章總線及總線接口總線及總線接口教學(xué)重點(diǎn)總線的分類

IBMPC總線

總線概述微機(jī)系統(tǒng)采用總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)中主要部件通過(guò)系統(tǒng)總線相互連接、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，并使微機(jī)系統(tǒng)具有組態(tài)靈活、易于擴(kuò)展等諸多優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用的總線都實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，便于互連各個(gè)部件時(shí)遵循共同的總線規(guī)范。接口的任一方只需要根據(jù)總線標(biāo)準(zhǔn)的要求來(lái)實(shí)現(xiàn)和完成接口的功能，而不必了解對(duì)方的接口方式總線接口也是一種通用的接口技術(shù)

總線上的設(shè)備與使用特點(diǎn)主設(shè)備（MasterDevice）－－能控制總線完成數(shù)據(jù)傳送的設(shè)備從設(shè)備（SlaveDevice）－－在主設(shè)備控制下被動(dòng)完成數(shù)據(jù)傳送的設(shè)備使用特點(diǎn)：⑴在某一時(shí)刻，只能由一個(gè)主設(shè)備控制總線，其他主設(shè)備此時(shí)可作為從設(shè)備出現(xiàn)⑵在某一時(shí)刻，只能有一個(gè)設(shè)備向總線上發(fā)送數(shù)據(jù)，但可以有多個(gè)設(shè)備從總線上接收數(shù)據(jù)總線的分類按傳輸特點(diǎn)分類：

并行總線、串行總線按使用范圍分類：

內(nèi)總線：片內(nèi)總線、芯片級(jí)總線、板級(jí)總線

外總線：設(shè)備總線、互連總線

系統(tǒng)總線、局部總線按信號(hào)屬性分類： 數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線及電源線

總線的主要技術(shù)指標(biāo)主要技術(shù)指標(biāo)：數(shù)據(jù)寬度、總線的工作時(shí)鐘、傳輸速率、構(gòu)成總線的信號(hào)數(shù)目、負(fù)載能力、支持的工作模式等?？偩€帶寬(b/s)=傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量/需要的時(shí)間

總線的標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)化組織：ANSI（美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)）、IEEE（電氣和電子工程師協(xié)會(huì)）、EIA（電子工業(yè)協(xié)會(huì)）、ISO（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織）、ITU（國(guó)際電信聯(lián)盟）總線規(guī)范和總線標(biāo)準(zhǔn)包含內(nèi)容：機(jī)械結(jié)構(gòu)-插座、插板的形式、規(guī)格、引腳位置。引腳信號(hào)的功能定義電氣規(guī)范-信號(hào)的有效方式、允許偏差、負(fù)載能力等通信協(xié)議-IBMPC總線IBMPC總線是IBMPC/XT機(jī)上使用的8位系統(tǒng)總線有62條信號(hào)線，用雙列插槽連接，分A面（元件面）和B面（焊接面）實(shí)際上是8088CPU核心電路總線的擴(kuò)充和重新驅(qū)動(dòng)與最大組態(tài)下的8088總線相似1.信號(hào)功能D0～D7——8位雙向數(shù)據(jù)線A0～A19——20位輸出地址線ALE——地址鎖存允許，每個(gè)CPU總線周期的T1狀態(tài)高電平有效MEMR*——存儲(chǔ)器讀，輸出、低有效MEMW*——存儲(chǔ)器寫，輸出、低有效IOR*——I/O讀，輸出、低有效IOW*——I/O寫，輸出、低有效I/OCHRDY——I/O通道準(zhǔn)備好，輸入、高有效1.信號(hào)功能（續(xù)1）IRQ2～I(xiàn)RQ7——中斷請(qǐng)求信號(hào)，輸入、高有效AEN——地址允許信號(hào)，輸出、高有效，用于指示DMA總線周期DRQ1～DRQ3——DMA請(qǐng)求信號(hào)，輸入、高有效DACK0*～DACK3*——DMA響應(yīng)信號(hào)，輸出、低有效T/C——計(jì)數(shù)結(jié)束信號(hào)，輸出、正脈沖有效1.信號(hào)功能（續(xù)2）RESET——復(fù)位信號(hào)，輸出、高有效IOCHCK*——I/O通道校驗(yàn)，輸入、低有效OSC——晶振頻率脈沖，輸出14.31818MHz的主振頻率信號(hào)CLK——系統(tǒng)時(shí)鐘，輸出4.77MHz的系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)＋5V、－5V、＋12V、－12V、GND——電源和地線2.存儲(chǔ)器讀總線周期I/OCHRDYA19～A0D7～D0T4T3T2T1ALECLKMEMR*T1狀態(tài)——送出存儲(chǔ)器地址T2狀態(tài)——存儲(chǔ)器讀控制信號(hào)有效T3狀態(tài)——檢測(cè)I/OCHRDY準(zhǔn)備好信號(hào)，確定是否插入等待狀態(tài)TwT4狀態(tài)——讀取存儲(chǔ)器送來(lái)的數(shù)據(jù)2.存儲(chǔ)器寫總線周期I/OCHRDY

A19～A0D7～D0T4T3T2T1ALECLKMEMW*T1狀態(tài)——送出存儲(chǔ)器地址T2狀態(tài)——存儲(chǔ)器寫控制信號(hào)有效；同時(shí)送出數(shù)據(jù)T3狀態(tài)——檢測(cè)I/OCHRDY準(zhǔn)備好信號(hào)，確定是否插入等待狀態(tài)TwT4狀態(tài)——存儲(chǔ)器讀取數(shù)據(jù)3.I/O讀總線周期I/OCHRDYA15～A0D7～D0T4TwT3T2T1ALECLKIOR*T1狀態(tài)——送出I/O地址T2狀態(tài)——I/O讀控制信號(hào)有效T3狀態(tài)——確定插入一個(gè)等待狀態(tài)TwTw狀態(tài)——檢測(cè)I/OCHRDY準(zhǔn)備好信號(hào)，確定是否再插入等待狀態(tài)TwT4狀態(tài)——CPU讀取外設(shè)送來(lái)的數(shù)據(jù)3.I/O寫總線周期I/OCHRDYA15～A0D7～D0T4TwT3T2T1ALECLKIOW*T1狀態(tài)——送出I/O地址T2狀態(tài)——I/O寫控制信號(hào)有效；同時(shí)在送出數(shù)據(jù)T3狀態(tài)——確定插入一個(gè)等待狀態(tài)TwTw狀態(tài)——檢測(cè)I/OCHRDY準(zhǔn)備好信號(hào)，確定是否再插入等待狀態(tài)TwT4狀態(tài)——外設(shè)讀取CPU送來(lái)的數(shù)據(jù)7.3微機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)部總線和接口第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的微機(jī)總線S-100總線面向工業(yè)控制領(lǐng)域的STD總線32位PC機(jī)上的ISA系統(tǒng)總線、EISA總線、VESA總線、PCI總線、PCIExpress總線等還有存儲(chǔ)器總線、加速圖形端口AGP接口等

微機(jī)系統(tǒng)的外部總線和接口傳統(tǒng)的串行接口COM、并行打印機(jī)接口LPT輔存接口ATA/IDE接口、SCSI接口通用串行總線USB接口IEEE1394視頻接口（FireWire火線）教學(xué)要求1.

理解各種總線的概念，區(qū)別各種總線類型2.

了解IBMPC總線總線的分類（并行總線）并行總線特點(diǎn)：效率高、速度快、但傳輸距離有限，長(zhǎng)距離時(shí)多位數(shù)據(jù)不能同時(shí)到達(dá)，信號(hào)線之間易相互干擾。同步傳輸：由時(shí)鐘控制傳輸過(guò)程。異步傳輸：通過(guò)雙方的握手信號(hào)進(jìn)行。（握手信號(hào)為“就緒”和“選通”）總線的分類（串行總線）串行總線（同步、異步）特點(diǎn)：接口簡(jiǎn)單、資源占用少、信號(hào)間干擾少、傳輸距離長(zhǎng)、效率低、速度較慢。單端傳送（非平衡式傳送）：一根信號(hào)線。雙端傳送（平衡式傳送）：兩根信號(hào)線上的電壓差來(lái)表示信號(hào)。好的抗共模干擾能力和接收靈敏度?？偩€的分類（片內(nèi)總線）片內(nèi)總線：芯片內(nèi)傳輸信息芯片級(jí)總線：芯片間傳輸信息，分為并行、串行。常見的芯片級(jí)串行總線有：SPI（SerialPeripheralInterface）總線：三線制、Motorola公司推出。I2C（InterIC）總線：Philips公司推出。1-Wire總線：?jiǎn)尉€制、Dallas公司推出。板級(jí)總線：電路板之間傳遞