6.1 存儲(chǔ)器概述1、存儲(chǔ)器定義 在微機(jī)系統(tǒng)中凡能存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)的部件統(tǒng)稱為存儲(chǔ)器。2、存儲(chǔ)器分類(lèi) 微機(jī)系統(tǒng)中的存儲(chǔ)器分為內(nèi)存和外存兩類(lèi)。3、內(nèi)存儲(chǔ)器的組成 微機(jī)系統(tǒng)中的存儲(chǔ)器由半導(dǎo)體存儲(chǔ)器芯片組成。 單片機(jī)內(nèi)部有存儲(chǔ)器，當(dāng)單片機(jī)內(nèi)部的存儲(chǔ)器不夠用時(shí)，可以外擴(kuò)存儲(chǔ)器。外擴(kuò)的存儲(chǔ)器就是由半導(dǎo)體存儲(chǔ)器芯片組成的。 當(dāng)用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器芯片組成內(nèi)存時(shí)必須滿足個(gè)要求：①每個(gè)存儲(chǔ)單元一定要有8個(gè)位。②存儲(chǔ)單元的個(gè)數(shù)滿足系統(tǒng)要求。注意：內(nèi)存的容量是指它所含存儲(chǔ)單元的個(gè)數(shù)（每個(gè)存儲(chǔ)單元一定要有8個(gè)位，可以存儲(chǔ)8位二進(jìn)制信息）。6.2 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器由于集成工藝水平的限制，一個(gè)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器芯片上所集成的單元個(gè)數(shù)和每個(gè)單元的位數(shù)有限，用它構(gòu)成內(nèi)存時(shí)必須滿足：內(nèi)存容量和一個(gè)存儲(chǔ)單元有8個(gè)位的要求，因此內(nèi)存常常由多個(gè)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器芯片構(gòu)成。 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器芯片的存儲(chǔ)容量是指其上所含的基本存儲(chǔ)電路的個(gè)數(shù)，用單元個(gè)數(shù)×位數(shù)表示。掌握：① 已知內(nèi)存容量和半導(dǎo)體存儲(chǔ)器芯片的容量，求用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器芯片構(gòu)成內(nèi)存時(shí)需要的芯片個(gè)數(shù)。② 內(nèi)存的容量=末地址—首地址+1 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器芯片分成ROM和RAM兩類(lèi)。6.2.1 ROM芯片6.2.2 RAM芯片6.3 MCS-51單片機(jī)存儲(chǔ)器擴(kuò)展 在微機(jī)系統(tǒng)中存儲(chǔ)器是必不可少。MCS51系列單片機(jī)內(nèi)部的存儲(chǔ)器不夠用時(shí)需要外擴(kuò)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器芯片，外擴(kuò)的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器芯片與MCS51系列單片機(jī)通過(guò)三總線交換信息。二者連接時(shí)必須考慮如下問(wèn)題：1．二者地址線、數(shù)據(jù)線、控制線的連接。2．工作速度的匹配。CPU在取指令和存儲(chǔ)器讀或?qū)懖僮鲿r(shí)，是有固定時(shí)序的，用戶要根據(jù)這些來(lái)確定對(duì)存儲(chǔ)器存取速度的要求，或在存儲(chǔ)器已經(jīng)確定的情況下，考慮是否需要Tw周期，以及如何實(shí)現(xiàn)。3．片選信號(hào)的產(chǎn)生。目前生產(chǎn)的存儲(chǔ)器芯片，單片的容量仍然是有限的，通常總是要由許多片才能組成一個(gè)存儲(chǔ)器，這里就有一個(gè)如何產(chǎn)生片選信號(hào)的問(wèn)題。4．CPU的驅(qū)動(dòng)能力 。在設(shè)計(jì)CPU芯片時(shí)，一般考慮其輸出線的直流負(fù)載能力，為帶一個(gè)TTL負(fù)載。現(xiàn)在的存儲(chǔ)器一般都為MOS電路，直流負(fù)載很小，主要的負(fù)載是電容負(fù)載，故在小型系統(tǒng)中，CPU是可以直接與存儲(chǔ)器相連的，而較大的系統(tǒng)中，若CPU的負(fù)載能力不能滿足要求，可以（就要考慮CPU能否帶得動(dòng)，需要時(shí)就要加上緩沖器，）由緩沖器的輸出再帶負(fù)載。6.3.1 ROM芯片的擴(kuò)展6.3.2 RAM芯片的擴(kuò)展
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2.1 MCS-51 單片機(jī)并行口結(jié)構(gòu)1.1.1 P0口結(jié)構(gòu) 1.1.2 P1口結(jié)構(gòu) 1.1.3 P2口結(jié)構(gòu) 1.1.4 P3口結(jié)構(gòu)2.2 MCS-51 單片機(jī)并行口應(yīng)用在沒(méi)有外擴(kuò)任何芯片時(shí)，MCS-51單片機(jī)內(nèi)部并行口可以作為輸出口，直接與輸出外設(shè)連接，常用的輸出外設(shè)是發(fā)光二極管； MCS-51單片機(jī)內(nèi)部并行口也可以作為輸入口，直接與輸入外設(shè)連接，常用的輸入外設(shè)是開(kāi)關(guān)。1.2.1 直接做輸出口 1.2.2 直接做輸入口2.3 七段LED顯示器接口在單片機(jī)控制系統(tǒng)中顯示器是必不可少的外設(shè)。常用的顯示器有發(fā)光二極管，數(shù)碼管和液晶顯示器。本節(jié)介紹數(shù)碼管接口。1.3.1 數(shù)碼管簡(jiǎn)介 1.3.2 單個(gè)七段LED數(shù)碼管的接口 1.3.3 多個(gè)七段LED數(shù)碼管的接口2.4 鍵盤(pán)接口 鍵盤(pán)是單片機(jī)控制系統(tǒng)最常用、最簡(jiǎn)單的輸入設(shè)備。用戶可以通過(guò)鍵盤(pán)輸入數(shù)據(jù)或命令，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的人機(jī)通信。 1.4.1 鍵盤(pán)類(lèi)型 1.4.2 非編碼鍵盤(pán)與單片機(jī)的接口 1.4.3 矩陣非編碼鍵盤(pán)與單片機(jī)的接口
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微型打印機(jī)與單片機(jī)接口:是PDG格式的電子書(shū).
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單片機(jī)的功率接口
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鍵盤(pán)是一個(gè)由開(kāi)關(guān)組成的矩陣，是重要的輸入設(shè)備，在小型微機(jī)系統(tǒng)中，如單板微計(jì)算機(jī)、帶有微處理器的專用設(shè)備中，鍵盤(pán)的規(guī)模小，可采用簡(jiǎn)單實(shí)用的接口方式，在軟件控制下完成鍵盤(pán)的輸入功能。小型鍵盤(pán)結(jié)構(gòu)框圖行線接口：8位并行輸出口，驅(qū)動(dòng)行線。列線接口：8位并行輸出口，讀取列線 代碼。電阻：列線提取電阻，行線的限流電阻 保護(hù)行線接口輸出電路。二極管：防止兩條行線上按鍵同時(shí)按下 時(shí)，可能對(duì)行線接口電路造成 的損害。行掃描法識(shí)別鍵按下的軟件方法行線接口輸出電路輸出一個(gè)8位掃描碼，其中有一位為0，其余位全為1。輸出為0行線的邏輯0電平，被有鍵按下的列線輸入接口讀入。 軟件根據(jù)列線輸入接口讀入的列值（只一位為0）判斷出按下鍵的座標(biāo)位置，形成鍵號(hào)。根據(jù)鍵號(hào)轉(zhuǎn)到相應(yīng)的鍵處理程序中去。
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計(jì)算機(jī)應(yīng)用中，有時(shí)需處理的信息不是數(shù)字量，而是一些隨時(shí)間連續(xù)變化的模擬量，甚至是一些非電量，如溫度、壓力、速度等。模擬量的存儲(chǔ)處理困難。首先將非電的模擬信號(hào)變成與之對(duì)應(yīng)的模擬電信號(hào)，這要通過(guò)各種傳感器來(lái)完成。計(jì)算機(jī)可處理的信息均是數(shù)字量（電脈沖信號(hào)）1和0，必須把要處理的模擬電量轉(zhuǎn)換成數(shù)字化的電信號(hào)，這需要模擬(Analog)與數(shù)字(Digital)轉(zhuǎn)換電路。數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換:(Digital to Analog Convert, D/A) D/A轉(zhuǎn)換電路是模擬電路加上電子開(kāi)關(guān)。D/A轉(zhuǎn)換電路的核心是一個(gè)運(yùn)算放大器。運(yùn)算放大器的特性:(Operation Amplifier) K->無(wú)窮大， V和->0 傳遞函數(shù)：V0 = -Vi * R0/Ri Ii->0, I和=If梯形R-2R電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器Ki受一個(gè)8位二進(jìn)制代碼控制 某位為1，對(duì)應(yīng)開(kāi)關(guān)K倒向右邊； 某位為0，對(duì)應(yīng)開(kāi)關(guān)K倒向左邊。Ki不論倒向哪邊，均為接地VA-VH 的電位為： VREF，1/2VREF，..1/128VREFVO= -VREF *（1/2K7+1/4K6+…+1/256K0）V0= -（0-255/256）VREF 8位D/A轉(zhuǎn)換器DAC0830系列器件國(guó)家半導(dǎo)體公司（NS)產(chǎn)品，0830、0831、0832。R-2R梯形電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器，雙緩沖結(jié)構(gòu)。單電源、低功耗、電流建立時(shí)間1uS。與微計(jì)算機(jī)接口方便。8位D/A轉(zhuǎn)換器DAC0830系列器件ILE： 輸入鎖存允許； WR1#： 加載IN REG； WR2#: 加載DAC REG； XFER#: IN REG傳到DAC REG； Iout1,Iout2: 外接OA輸入； Rfb: 反饋電阻接OA輸出； VREF： 參考電源，控制輸出電壓變化范圍。
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計(jì)算機(jī)部件要具有通用性，適應(yīng)不同系統(tǒng)與不同用戶的需求，設(shè)計(jì)必須模塊化。計(jì)算機(jī)部件產(chǎn)品(模塊)供應(yīng)出現(xiàn)多元化。模塊之間的聯(lián)接關(guān)系要標(biāo)準(zhǔn)化，使模塊具有通用性。模塊設(shè)計(jì)必須基于一種大多數(shù)廠商認(rèn)可的模塊聯(lián)接關(guān)系，即一種總線標(biāo)準(zhǔn)。總線的標(biāo)準(zhǔn)總線是一類(lèi)信號(hào)線的集合是模塊間傳輸信息的公共通道，通過(guò)它，計(jì)算機(jī)各部件間可進(jìn)行各種數(shù)據(jù)和命令的傳送。為使不同供應(yīng)商的產(chǎn)品間能夠互換，給用戶更多的選擇，總線的技術(shù)規(guī)范要標(biāo)準(zhǔn)化。總線的標(biāo)準(zhǔn)制定要經(jīng)周密考慮，要有嚴(yán)格的規(guī)定。總線標(biāo)準(zhǔn)（技術(shù)規(guī)范）包括以下幾部分：機(jī)械結(jié)構(gòu)規(guī)范：模塊尺寸、總線插頭、總線接插件以及按裝尺寸均有統(tǒng)一規(guī)定。功能規(guī)范：總線每條信號(hào)線（引腳的名稱）、功能以及工作過(guò)程要有統(tǒng)一規(guī)定。電氣規(guī)范：總線每條信號(hào)線的有效電平、動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)間、負(fù)載能力等。總線的發(fā)展情況S-100總線：產(chǎn)生于1975年，第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化總線，為微計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展起到了推動(dòng)作用。IBM-PC個(gè)人計(jì)算機(jī)采用總線結(jié)構(gòu)（Industry Standard Architecture, ISA)并成為工業(yè)化的標(biāo)準(zhǔn)。先后出現(xiàn)8位ISA總線、16位ISA總線以及后來(lái)兼容廠商推出的EISA（Extended ISA)32位ISA總線。為了適應(yīng)微處理器性能的提高及I/O模塊更高吞吐率的要求，出現(xiàn)了VL-Bus(VESA Local Bus)和PCI(Peripheral Component Interconnect,PCI）總線。適合小型化要求的PCMCIA(Personal Computer Memory Card International Association)總線，用于筆記本計(jì)算機(jī)的功能擴(kuò)展。總線的指標(biāo)計(jì)算機(jī)主機(jī)性能迅速提高,各功能模塊性能也要相應(yīng)提高,這對(duì)總線性能提出更高的要求。總線主要技術(shù)指標(biāo)有幾方面：總線寬度：一次操作可以傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位數(shù)，如S100為8位，ISA為16位，EISA為32位，PCI-2可達(dá)64位。總線寬度不會(huì)超過(guò)微處理器外部數(shù)據(jù)總線的寬度。總數(shù)工作頻率：總線信號(hào)中有一個(gè)CLK時(shí)鐘，CLK越高每秒鐘傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量越大。ISA、EISA為8MHz，PCI為33.3MHz, PCI-2可達(dá)達(dá)66.6MHz。單個(gè)數(shù)據(jù)傳輸周期：不同的傳輸方式，每個(gè)數(shù)據(jù)傳輸所用CLK周期數(shù)不同。ISA要2個(gè)，PCI用1個(gè)CLK周期。這決定總線最高數(shù)據(jù)傳輸率。5. 總線的分類(lèi)與層次系統(tǒng)總線：是微處理器芯片對(duì)外引線信號(hào)的延伸或映射，是微處理器與片外存儲(chǔ)器及I/0接口傳輸信息的通路。系統(tǒng)總線信號(hào)按功能可分為三類(lèi)：地址總線（Where）：指出數(shù)據(jù)的來(lái)源與去向。地址總線的位數(shù)決定了存儲(chǔ)空間的大小。系統(tǒng)總線：數(shù)據(jù)總線（What）提供模塊間傳輸數(shù)據(jù)的路徑，數(shù)據(jù)總線的位數(shù)決定微處理器結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度及總體性能。控制總線（When）：提供系統(tǒng)操作所必需的控制信號(hào)，對(duì)操作過(guò)程進(jìn)行控制與定時(shí)。擴(kuò)充總線：亦稱設(shè)備總線，用于系統(tǒng)I/O擴(kuò)充。與系統(tǒng)總線工作頻率不同，經(jīng)接口電路對(duì)系統(tǒng)總統(tǒng)信號(hào)緩沖、變換、隔離，進(jìn)行不同層次的操作（ISA、EISA、MCA)局部總線：擴(kuò)充總線不能滿足高性能設(shè)備（圖形、視頻、網(wǎng)絡(luò)）接口的要求，在系統(tǒng)總線與擴(kuò)充總線之間插入一層總線。由于它經(jīng)橋接器與系統(tǒng)總線直接相連，因此稱之為局部總線（PCI）。
標(biāo)簽： 微型計(jì)算機(jī) 總線
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微機(jī)原理及接口技術(shù)課件:微機(jī)：IBM PC系列機(jī)原理：8088匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)接口：半導(dǎo)體存儲(chǔ)器及其接口, I/O接口電路及其與外設(shè)連接技術(shù)：硬件－－接口電路原理 軟件－－接口編程方法第1章 基礎(chǔ)知識(shí) 4第2章 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 6第3章 程序加載并執(zhí)行 4第4章 微處理器一般指令 6第5章 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 4第6章 算術(shù)運(yùn)算與邏輯運(yùn)算 8第7章 基本輸入與輸出 4第8章 程序流程控制 10第9章 字符串處理 6第10章 宏 4第11章 過(guò)程 4第12章 文件處理 4第13章 模塊化程序設(shè)計(jì) 4
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并行接口電路：微處理器與I/O設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)均需經(jīng)過(guò)接口電路實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與設(shè)備互連的匹配。并行接口電路中每個(gè)信息位有自己的傳輸線，一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)各位可并行傳送，速度快，控制簡(jiǎn)單。由于電氣特性的限制，傳輸距離不能太長(zhǎng)。8255A是通用的可編程并行接口芯片，功能強(qiáng)，使用靈活。適合一些并行輸入/輸出設(shè)備的使用。8255A并行接口邏輯框圖三個(gè)獨(dú)立的8位I/O端口,口A、口B、口C。口A有輸入、輸出鎖存器及輸出緩沖器。口B與口C有輸入、輸出緩沖器及輸出鎖存器。在實(shí)現(xiàn)高級(jí)的傳輸協(xié)議時(shí)，口C的8條線分為兩組，每組4條線，分別作為口A與口B在傳輸時(shí)的控制信號(hào)線。口C的8條線可獨(dú)立進(jìn)行置1/置0的操作。口A、口B、口C及控制字口共占4個(gè)設(shè)備號(hào)。8255A并行接口的控制字工作模式選擇控制字：口A有三種工作模式，口B有二種工作模式。口C獨(dú)立使用時(shí)只有一個(gè)工作模式，與口A、口B配合使用時(shí)，作為控制信號(hào)線。三種工作模式命名為：模式0、模式1及模式2。模式 0 為基本I/O端口，模式1為帶選通的I/O端口，模式 2 為帶選通的雙向I/O端口。口A可工作在三種模式下，口B可工作在模式 0與模式 1下，口C可工作在模式0下或作為控制線配合口A、口B工作。
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8086總線操作：8086微處理器與片外存儲(chǔ)器或I/O接口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，經(jīng)BIU執(zhí)行8086規(guī)定的總線操作。總線周期的組成：8086的基本總線周期為4個(gè)時(shí)鐘周期，每個(gè)時(shí)鐘周期間隔稱為一個(gè)T狀態(tài)。8086的中斷系統(tǒng)：8086微處理器可處理256種中斷。8086對(duì)外部硬件中斷請(qǐng)求INTR的響應(yīng)： 當(dāng)INTR有一高電平，即有可屏蔽中斷請(qǐng)求。若此時(shí)IF=1且當(dāng)前指令執(zhí)行完，進(jìn)入中斷響應(yīng)周期，處理過(guò)程如下：INTA#在兩個(gè)總線周期中分別發(fā)出有效信號(hào)，第二周期中8086讀到中斷類(lèi)型碼保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)：標(biāo)志寄存器入棧，清除IF和TF標(biāo)志位，保護(hù)斷點(diǎn)（下一條指令地址入棧）。8086總線請(qǐng)求：在一個(gè)系統(tǒng)中，若存在多個(gè)可控制總線的主模塊時(shí)，總線使用權(quán)的轉(zhuǎn)移存在著一個(gè)請(qǐng)求與響應(yīng)的過(guò)程。
標(biāo)簽： 8086 總線 中斷系統(tǒng) 操作
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