【微机接口技术讲解】微机系统及接口技术概述.pptVIP

微机接口技术 讲课教师：沈晔 第一章 微机系统与接口技术概述 1 计算机发展概况 2 计算机基础知识 3 微型计算机结构与接口 4 微型计算机系统 第一代电子计算机称为电子管计算机。 第二代计算机称为晶体管计算机，其主要逻辑元件采用的是晶体管。 第三代计算机的内存储器采用了半导体存储器，可靠性和存取速度有了明显的改善。 第四代计算机以采用大规模和超大规模集成电路为标志。 微型计算机的发展 第一阶段（1971~1973）： 典型的微型机以Intel 4004和Intel 4040为基础。微处理器和存储器采用PMOS工艺，工作速度很慢。微处理器的指令系统不完整；存储器的容量很小，只有几百字节；没有操作系统，只有汇编语言。主要用于工业仪表、过程控制或计算器中。 第二阶段（1974~1977）： 以8位微处理器为基础，典型的微处理器有Intel 8080/8085、Zilog公司的Z80及Motorola公司的6800。微处理器采用高密度MOS（HMOS）工艺，具有较完整的指令系统和较强的功能。存储器容量达64KB，配有荧光屏显示器、键盘、软盘驱动器等设备，构成了独立的台式计算机。配有简单的操作系统（如CP/M）和高级语言。 第三阶段（1978~1981）： 以16位和准32位微处理器为基础，如Intel公司的8086、Motorola的68000和Zilog的Z8000。微处理器采用短沟道高性能NMOS工艺。在体系结构方面吸纳了传统小型机甚至大型机的设计思想，如虚拟存储和存储保护。 第四阶段（20世纪80年代）： 80年代初，IBM公司推出开放式的IBM PC，这是微型机发展史上的一个重要里程碑。IBM PC采用Intel 80x86（当时为8086/8088、80286、80386）微处理器和Microsoft公司的MS DOS操作系统并公布了IBM PC的总线设计。 第五阶段（20世纪90年代开始）： RISC（精简指令集计算机）技术的问世使微型机的体系结构发生了重大变革。 2、 计算机基础知识 2.2指令和程序 一条指令由一组二进制代码组成，对应着一种基本操作。计算机所能执行的全部指令，就是计算机的指令系统（Instruction Set）。 指令通常分成操作码和操作数两大部分。操作码表示计算机执行什么操作；操作数指明参加操作的数的本身或操作数所在的地址。 在使用计算机时，必须把要解决的问题编成一条条 指令。这些指令的集合就称为程序。 2.3计算机基本操作过程 程序通常是顺序执行的，所以程序中的指令也是一条条顺序存放的，执行过程中由程序计数器PC（Program Counter）指出指所在的地址。 在开始执行时，给PC赋以程序中第一条指令所在的地址，然后每取出一条指令（确切地说是每取出一个指令字节）PC中的内容自动加1，指向下一条指令的地址（Address），以保证指令的顺序执行。 只有当程序中遇到转移指令、调用子程序指令或遇到中断时，PC才把控制转到所需要的地方去。 执行程序的过程就是不断地从存储器中取出指令并执行指令规定的操作。 计算机只能识别二进制码，所以所有指令都要以二进制表示，称为机器码。 汇编语言程序以及所有高级语言程序都必须处理成二进制代码之后才能在计算机上运行。 3、微型计算机结构与接口 3.1 微型计算机的结构 3.2 I/O接口概述 3.1 微型计算机的结构 微型计算机由硬件系统和软件系统组成。所谓计算机的硬件系统，通俗地说就是构成计算机的看得见摸得着的部件，即构成计算机的硬设备。例如：计算机的主机、显示器、键盘、磁盘驱动器等。见图1-1(a)、(b)。 3.2 I/O接口概述 介于主机和外设之间的一种缓冲电路称为I/O接口电路。 4、微型计算机系统 4.1 计算机系统基本组成 3．系统存储器 5．系统输入/输出接口控制器 6．图形（或视频）接口控制器 显示系统的工作原理，如图1-10所示。 显示接口卡从主机接收显示输出信号，经过处理和变换然后输出。显示器从VGA显示卡的输出端口接收红、蓝、绿三色模拟信号及行同步信号和场同步信号，并对它们进行不同的处理后送到CRT，这样才可以在屏幕上显示出字符和图像。 7. 磁盘及其接口 硬盘、软盘都是采用磁记录原理进行工作的。 硬盘驱动器是将硬盘机构与控制机构的电路密封在一起构成的，硬盘驱动器通过数据电缆线与计算机主板中的硬盘适配器相连。 硬盘适配器电路主要包括硬盘接口电路、硬盘控制器电路。其结构如图1-12所示。 思考题 图1-9 计算机显示