微机原理及接口技术,主讲:,洪家平,微机原理及接口技术-课程介绍,微机：IBM PC系列机,原理：8088汇编语言程序设计,接口：半导体存储器及其接口 I/O接口电路及其与外设连接,硬件接口电路原理 软件接口编程方法,技术：,微机原理及接口技术-参考文献,钱晓捷 陈涛，微型计算机原理及接口技术， 北京：机械工业出版社，2019.1 钱晓捷，汇编语言程序设计（第2版）， 北京：电子工业出版社，2019.6 扬季文等，80X86汇编语言程序设计教程， 北京：清华大学出版社，2019.6 戴梅萼，微型计算机技术及应用， 北京：清华大学出版社，1991 扬素行，微型计算机系统原理及应用， 北京：清华大学出版社，2019 Barry B.Brey著 陈谊等译， Intel系列微处理器结构、编程和接口技术大全 80X86、Pentium和Pentium Pro， 北京：机械工业出版社，2019.1,微机原理及接口技术-课程内容,主要章节及目录 第1章 微型计算机系统概述 第2章 微处理器指令系统 第3章 汇编语言程序设计 第4章 微处理器外部特性 第5章 半导体存储器及其接口 第6章 基本输入输出接口 第7章 中断控制接口 第8章 定时计数控制接口 第10章 并行接口,微机原理及接口技术-课程特点,专业技术核心课 硬件系列课程之一 计算机组成原理 微机原理及接口技术 计算机体系结构 专业核心课之一 以技术为主 面向应用 软硬件相结合,课 程 特 点,区别,微机原理及接口技术-先修课程,数字逻辑 提供硬件基础 计算机组成原理 确立计算机部件功能 掌握计算机工作原理 高级语言程序设计 熟悉DOS环境程序设计的方法 掌握基本程序设计思想,先 修 课 程,硬件系列课程,计算机组成原理 侧重讨论计算机基本部件的构成和组成方式，基本运算的操作原理和单元的设计思想、操作方式及其实现方法和电路原理 侧重内部各单元的工作原理和实现方法（芯片内） 微机原理及接口技术 突出应用，详细讲述微处理器芯片的指令系统及编程、CPU外部特性、微机主板，与通用外设的接口电路及应用编程技术 侧重各模块外部的连接和应用技术（芯片外） 计算机体系结构 重点论述计算机系统的各种基本结构、设计技术和性能定量分析方法 侧重整个系统的设计技术（芯片组合）,返回,学习方法:,1、课前要认真预习： 老师讲的可能与书本的顺序或章节不太一致，但内容与书本是大同小异的，每次上完课后下次上啥内容要听清楚。 2、听课要注意做笔记： 听课要用心，老师讲的内容哪些是书本上的，哪些是补充的，书上没有的要做笔记，供课后复习用。 3、课前、后要多看一些与本课程相关的书： 拓宽自己的知识面，这样上课也容易听懂。如微机原理、汇编语言程序设计等书籍。 4、实验要认真完成： 实验前要认真准备：实验原理、过程及实验中要用到的程序事先要搞懂。 5、作业要独立、认真完成： 6、本课程有一定的难度。,第1章,第1章：微型计算机系统概述,教学重点 微型计算机的系统组成 IBM PC系列机的主机板,第1章：1.1 微型计算机的发展和应用,1946年，世界上出现第一台数字式电子计算机ENIAC（电子数据和计算器） 发展到以大规模集成电路为主要部件的第四代，产生了微型计算机 1971年，Intel公司设计了世界上第一个微处理器芯片Intel4004，开创了一个全新的计算机时代,以大规模、超大规模集成电路为主要部件,以集成了计算机主要部件控制器和运算器的微处理器为核心所构造出的计算机系统,第1章：1.1.1 微型计算机的发展,第1代：4位和低档8位微机 400440408008 第2代：中高档8位微机 Z80、I8085、M6800，Apple-II微机 第3代：16位微机 8086808880286，IBM PC系列机 第4代：32位微机 8038680486PentiumPentium II / III / 4 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,计算机应用通常分成如下各个领域 科学计算，数据处理，实时控制 计算机辅助设计，人工智能， 由于微型计算机具有如下特点 体积小、价格低 工作可靠、使用方便、通用性强 所以，可以分为两个主要应用方向,第1章：1.1.2 微型计算机的应用,将CPU以及其他主要部件（如ROM、RAM、I/O接口）都集成在一个微处理器芯片中 例如：常用的MCS-51、MCS-96,第1章：微型计算机应用的两个方向,用于数值计算、数据处理及信息管理方向 通用微机，例如：PC微机 功能越强越好、使用越方便越好 用于过程控制及智能化仪器仪表方向 专用微机，例如：工控机、单片机 可靠性高、实时性强 程序相对简单、处理数据量小,第1章：1.2 微型计算机的系统组成,区别3个概念,第1章：1.2.1 微型计算机的硬件组成,微处理器 存储器 I/O设备和I/O接口 系统总线,第1章：系统总线,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 总线还有电源、地线等其他辅助信号,第1章：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 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,第1章：总线使用特点,在某一时刻，只能由一个总线主控设备（例如CPU）来控制总线 在连接系统总线的各个设备中，某时刻只能有一个发送者向总线发送信号；但可以有多个设备从总线上同时获取信号 微机系统采用“总线结构”，具有组态灵活、扩展方便的优势,第1章：1.2.2 微型计算机的软件系统,操作系统MS-DOS 汇编程序MASM和LINK 文本编辑程序EDIT.COM 调试程序DEBUG.EXE,为什么采用汇编语言？,第1章：1.3 IBM PC系列机系统,16位IBM PC系列机是32位微机的基础,8088CPU,IBM PC机,IBM PC/AT机,IBM PC/XT机,第1章：1.3.1 硬件基本组成,16位PC机 32位PC机的基本部件相同,第1章：1.3.2 主机板组成,微处理器子系统 8088CPU：16位内部结构、8位数据总线、20 位地址总线、4.77MHz主频 存储器 ROM-BIOS（基本输入输出系统）、主体为RAM I/O接口控制电路 8259A、8253、8237A、8255等 I/O通道 62线的IBM PC总线,第1章：1.3.3 存储空间的分配,常规内存：1MB 基本RAM区：640KB 保留RAM区：128KB 扩展ROM区：128KB 基本ROM区：64KB 扩展内存：用作RAM区,第1章：1.3.4 I/O空间的分配,80 x86访问外设时，只使用低16位A0A15，寻址64K个8位I/O端口 PC机仅使用低10位A0A9，寻址1024个8位I/O端口,第1章：1.4 计算机中的数据表示,存储容量的表达 比特b（二进制1位） 字节B （二进制8位） 1KB210B1024B 1MB220B、1GB230B 进制的表示 二进制数用B或b结尾 十进制数可不用结尾字母， 也可用D或d结尾 十六进制数用H或h结尾,请 大 家 复 习 掌 握 本 小 节 内 容,微机原理及接口技术-第1 2章教学要求,1.了解微机发展概况、熟悉典型微处理器和微机系统 2.明确微机两个应用方向、区别通用微机（PC机）和控制专用微机（单片机） 3.了解微机的硬件组成，理解总线及其应用特点、掌握地址、数据、控制总线的概念 4.熟悉PC系列机的主机板、存储空间分配和I/O空间分配 5.复习并掌握整数2，10，16进制数相互转换和补码、BCD、ASCII码的概念 习题1（第36页）：13,返回,世界上第一台计算机ENIAC,Intel4004和采用4004的计算器,返回,Apple微型计算机,Apple-I,Apple-II,返回,IBM PC系列机,8088CPU,IBM PC机,IBM PC/AT机,IBM PC/XT机,返回,80386,Pentium,英特尔微处理器芯片,返回,明确3个概念的区别,微处理器（Microprocessor） 一个大规模集成电路芯片 内含控制器、运算器和寄存器等 微机中的核心芯片 微型计算机（Microcomputer） 通常指微型计算机的硬件系统 还有一般的说法：微机、微型机 微型计算机系统（Microcomputer system） 指由硬件和软件共同组成的完整的计算机系统,返回,Intel 80 x86CPU的地址线条数,Intel 80 x86地址条数存储容量 8086201MB 8088201MB 802862416MB 80386Pentium 4324GB,返回,Intel 80 x86CPU的数据线位数,Intel 80 x86数据位数 808616 80888 8028616 80386Pentium 432,返回,