1、微型計算機及接口技術 第第1 1章微型計算機系統概述章微型計算機系統概述一課程內容一課程內容1.1.微型計算機系統的構成微型計算機系統的構成2.2.芯片組芯片組3.3.微型計算機系統的總線微型計算機系統的總線構造構造第第1 1章微型計算機系統概述章微型計算機系統概述二學習目的與要求二學習目的與要求本章主要引見有關微型計本章主要引見有關微型計算機系統的根本概念，以及微算機系統的根本概念，以及微型計算機系統的組成及構造型計算機系統的組成及構造特點特點: :經過學習要求了解經過學習要求了解微型計算機系統各組成部件的微型計算機系統各組成部件的功能及相互關系，了解芯片組功能及相互關系，了解芯片組的概念。

2、的概念。1.1 1.1 微處置器、微型計算機和微型計算機系統微處置器、微型計算機和微型計算機系統 微處置器微處置器 簡稱簡稱P或或M P Microprocessor，是指由一片或幾，是指由一片或幾片大規模集成電路組成的具有運算器和片大規模集成電路組成的具有運算器和控制器功能的中央處置器部件，又稱為控制器功能的中央處置器部件，又稱為微處置機。它本身并不等于微型計算機，微處置機。它本身并不等于微型計算機，而只是其中央處置器。而只是其中央處置器。 微型計算機微型計算機 簡稱簡稱C或或MC，是指以微處置器，是指以微處置器為中心，配上存儲器、輸入為中心，配上存儲器、輸入/輸出接口輸出接口電路及系統總線

3、所組成的計算機又稱電路及系統總線所組成的計算機又稱主機或微電腦。主機或微電腦。 微型計算機系統 微型計算機系統Microcomputer System, 簡稱CS或MCS，是指以微型計算機為中心，配以相應的外圍設備、電源和輔助電路統稱硬件以及指揮微型計算機任務的系統軟件所構成的系統。算術邏輯部件算術邏輯部件內部總線內部總線累加器、存放器累加器、存放器控制部件控制部件微處置器微處置器存儲器存儲器ROM/RAM輸入輸入/輸出接口輸出接口系統總線系統總線微型計算機微型計算機外圍設備外圍設備系統軟件系統軟件微型計算機系統微型計算機系統1.21.2微型計算機系統的組成微型計算機系統的組成 系統軟件：系統

4、軟件：DOS、Windows 95/98/2000運用軟件：運用軟件：Word、Photoshop微處置器微處置器 CPU CPU 存儲器存儲器(RAM,ROM)(RAM,ROM) I/O I/O接口接口總線總線 硬硬 件件軟軟 件件微微 型型計算計算 機機系系 統統微微 型型計算機計算機( (主機主機) )外外 設設ALU存放器存放器控制部件控制部件鍵盤、鼠標鍵盤、鼠標顯示器顯示器軟驅、硬盤、光驅軟驅、硬盤、光驅 打印機、掃描儀打印機、掃描儀微型計算機系統的組成圖微型計算機系統的組成圖 1.3 1.3 微機系統硬件的組成及構造微機系統硬件的組成及構造 輸輸出出設設備備輸輸入入設設備備輸輸入入

5、接接口口輸輸出出接接口口存儲器存儲器 微型計算機運算器運算器控制器控制器 微處置器微處置器a a微機系統的硬件組成微機系統的硬件組成 b b微機系統的硬件構造微機系統的硬件構造 微微處處理理器器CPUCPUROMROMRAMRAMI/OI/O接口接口輸出設備輸出設備輸入設備輸入設備地址總線地址總線ABAB數據總線數據總線DBDB控制總線控制總線CBCB微型計算機及接口技術課程的主要內容： 微處置器的任務原理、引腳功能和總線時序； 微處置器同內存儲器的接口技術； 微處置器同I/O設備的接口技術； 用匯編言語編寫接口控制程序。1.4 微處置器開展簡況 第1代：4位和低檔8位微機 400440408

6、008 第2代：中高檔8位微機 Z80、I8085、M6800，Apple-II微機 第3代：16位微機 8086808880286，IBM PC系列機1.4 微處置器開展簡況 第4代：32位微機 8038680486PentiumPentium II Pentium III Pentium 4 32位PC機、Macintosh機、PS/2機 第5代：64位微機 Itanium、64位RISC微處置器芯片 微機效力器、工程任務站、圖形任務站1.5 1.5 微型計算機的分類微型計算機的分類 1、按、按CPU的字長分類的字長分類4位微型計算機位微型計算機 ，如，如Intel 4004 8位微型計算

7、機位微型計算機 ，如，如Intel 8080/8085， Motorola的的M6800 16位微型計算機，如位微型計算機，如Intel 8086/8088， Motorola的的M6800032位微型計算機，如位微型計算機，如Intel 80386， 80486， Pentium64位微型計算機，如位微型計算機，如Intel Itanium ， Sun Ultrasparc等等 2 2、按組裝方式和系統規模分類、按組裝方式和系統規模分類: : 單片機、單板機、個人計算機單片機、單板機、個人計算機 單片機單片機l 將將CPU、內存、內存、I/O接口電路全部集成一塊芯接口電路全部集成一塊芯l 片

8、上，構成具備根本功能的計算機，稱單片機。片上，構成具備根本功能的計算機，稱單片機。l 特點：超小型、高可靠性、超低價錢。特點：超小型、高可靠性、超低價錢。l 運用：智能儀表、工業實時控制、家用電器等。運用：智能儀表、工業實時控制、家用電器等。l 產品：產品：Intel 的的8051、8096/8098系列系列 等。等。 l將將CPUCPU、內存、內存、I/OI/O接口及其它輔助電路全部裝接口及其它輔助電路全部裝l 在一塊印刷電路板上，組成單板機。在一塊印刷電路板上，組成單板機。l 特點：構造簡單、價錢低廉。特點：構造簡單、價錢低廉。l 運用：過程控制、數據處置。運用：過程控制、數據處置。l 產

9、品：如產品：如TP-801TP-801以以Z80CPUZ80CPU為中心的單板機為中心的單板機, ,l 80 80年代各院校年代各院校“微機原理的實驗機。微機原理的實驗機。單板機單板機l由微處置器芯片裝成的、便于搬動而且不需求維由微處置器芯片裝成的、便于搬動而且不需求維護的計算機系統。護的計算機系統。l 運用：商業、家用、科學、教學等領域。運用：商業、家用、科學、教學等領域。l 產品：日常廣泛運用的臺式機，筆記本等。產品：日常廣泛運用的臺式機，筆記本等。個人計算機個人計算機2 芯片組芯片組Chipset是主板的中心組成部分，假設說中央處置器CPU是整個電腦系統的心臟，那么芯片組將是整個身體的軀

10、干。在電腦界稱設計芯片組的廠家為Core Logic，Core的中文意義是中心或中心，光從字面的意義就足以看出其重要性。對于主板而言，芯片組幾乎決議了這塊主板的功能，進而影響到整個電腦系統性能的發揚，芯片組是主板的靈魂。芯片組性能的優劣，決議了主板性能的好壞與級別的高低 主板芯片組幾乎決議著主板的全部功能，其中CPU的類型、主板的系統總線頻率，內存類型、容量和性能，顯卡插槽規格是由芯片組中的北橋芯片決議的；而擴展槽的種類與數量、擴展接口的類型和數量如USB2.0/1.1，IEEE4，串口，并口，筆記本的VGA輸出接口等，是由芯片組的南橋決議的。還有些芯片組由于納入了3D加速顯示集成顯示芯片、A

11、C97聲音解碼等功能，還決議著計算機系統的顯示性能和音頻播放性能等。 英特爾微處置器芯片80386PentiumPentium 4前往前往3 微型計算機總線CPUCPU定時電路接口接口ROMRAMI/O接口輸出設備輸入設備DMA地址總線數據總線控制總線并行接口 串行接口 定時/計數中斷控制器總線的分類 總線按功能和規范可分為三大類型總線按功能和規范可分為三大類型: :(1) (1) 片總線片總線(Chip Bus, C-Bus) (Chip Bus, C-Bus) 又又稱元件級總線，是把各種不同的稱元件級總線，是把各種不同的芯片銜接在一同構成特定功能模芯片銜接在一同構成特定功能模塊塊( (如如

12、CPUCPU模塊模塊) )的信息傳輸通路。的信息傳輸通路。(2) (2) 內總線內總線(Internal Bus, I-Bus)(Internal Bus, I-Bus)又稱系統總線或板級總線，是微又稱系統總線或板級總線，是微機系統中各插件機系統中各插件( (模塊模塊) )之間的信之間的信息傳輸通路。例如息傳輸通路。例如CPUCPU模塊和存儲模塊和存儲器模塊或器模塊或I/OI/O接口模塊之間的傳輸接口模塊之間的傳輸通路。通路。 (3) 外總線(External Bus, E-Bus)又稱通訊總線，是微機系統之間或微機系統與其他系統(儀器、儀表、控制安裝等)之間信息傳輸的通路，如EIA RS-2

13、32C、IEEE-488等。 總線分類系統總線即通常意義上所說的總線系統總線即通常意義上所說的總線 總線是指傳送信息的一組公用導線 總線是傳送信息的公共通道 微機系統采用總線構造銜接系統功能部件 總線信號可分成三組 地址總線AB：傳送地址信息 數據總線DB ：傳送數據信息 控制總線CB ：傳送控制信息總線信號 地址總線AB 輸出將要訪問的內存單元或I/O端口的地址 地址線的多少決議了系統直接尋址存儲器的范圍 數據總線DB CPU讀操作時，外部數據經過數據總線送往CPU CPU寫操作時，CPU數據經過數據總線送往外部 數據線的多少決議了一次可以傳送數據的位數 控制總線CB 協調系統中各部件的操作，有輸出控制、輸入形狀等信號 控制總線決議了系統總線的特點，例如功能、順應性等舉例舉例舉例舉例特點特點本章小結本章小結 1. 1.計算機硬件主要由五大部件計算機硬件主要由五大部件組成組成2.2.微處置器、微型計算機和微微處置器、微型計算機和微型計算機系統的關系型計算機系統的關系3.3.微型計算機及接