1、本次課內容本次課內容第二章習題課第二章習題課第二章小結第二章小結 (課件課件8)綜合設計題綜合設計題 (課件課件8-下次課提問下次課提問)大小寫轉換大小寫轉換 (課件課件8-下次課提問下次課提問) 第第3章章 總線總線總線概述總線概述內總線內總線 PC/XT總線 (8088系統總線)外總線外總線5-作業作業1.書72頁題2.162.書72頁題2.183.將DX.BX中32位數值右移四位4.將兩無符號數AX、BX的較小值放CX5.編程實現若寄存器DX高4位=0，使AX=0；否則使AX=-1重復執行重復執行MOVSB指指令令CX次次數據塊中數據塊中a個數放個數放bx、cx(Loop沖突沖突)1.書

2、書72頁題頁題2.16 方法方法1:循環程序循環程序 方法方法2:串操作類指令串操作類指令 (內存內存40000H開始開始16KB單元數據塊傳送至首地址單元數據塊傳送至首地址A0000H存儲區域存儲區域) 5-作業作業1答案答案mov cx,4000h;設置循環次數設置循環次數16KB4000H ;設置循環初值設置循環初值DS:SI指向數據段源緩沖區開始指向數據段源緩沖區開始40000H=4000H(DS)16+0(SI)mov ax,4000hmov ds,axmov si,0 ;設置循環初值設置循環初值ES:DI指向附加段目的緩沖區開始指向附加段目的緩沖區開始A0000H=A000H(ES

3、)16+0(DI)mov ax,0a000hmov es,axmov di,0again:mov al,si;循環體：實現數據傳送循環體：實現數據傳送mov es:di,al;每次傳送一個字節每次傳送一個字節 movsb inc si; SI和和DI指向下一個單元指向下一個單元inc diloop again ;循環條件判定循環條件判定-循環次數減循環次數減1,不為不為0轉移轉移(循環循環)hlt2.書書72頁題頁題2.18(統計內存統計內存40000H開始的開始的16KB單元中為字符單元中為字符A個數，結果存放在個數，結果存放在DX中中) mov cx,4000H ；設置循環次數；設置循環次

4、數16KB=4000H mov si,0 ；設置循環初值：；設置循環初值：SI 指向數據段源緩沖區開始指向數據段源緩沖區開始 物理地址物理地址40000H= 段基地址段基地址(DS)4000H*16+偏移地址偏移地址(SI)0000H mov ax,4000H mov ds,ax mov dx,0 ；dx存放結果，初值為存放結果，初值為0next1: cmp byte ptr si,A ；循環體；循環體每次比較一個字節每次比較一個字節A jnz next2 inc dx next2: inc si ；SI指向下一個單元指向下一個單元 loop next1 ；循環條件判定：循環次數減；循環條件判

5、定：循環次數減1，不為，不為0轉移轉移(循環循環)done: hlt5-作業作業2答案答案 答案：答案：3.3.將將DX.BXDX.BX中中3232位數值右移四位位數值右移四位 MOVMOVCX,4CX,4 NEXT: NEXT: SHR SHR DX,1DX,1 RCR RCR BX,1BX,1LOOPLOOPNEXTNEXTHLTHLT5-作業作業3答案答案 答案：答案：4.將兩無符號數將兩無符號數AX、BX的較小值放的較小值放CXcmp ax,bx；比較比較AX和和BXjnc next；若若AXBX，轉移，轉移xchg ax,bx；若若AXCX，交換，交換next:mov cx,bxhl

6、t判斷判斷A B 不低于（大于等于）不低于（大于等于） 有符號數有符號數 JNL / / JGE指令指令 無符號數無符號數 JNC / JNB / / JAE指令指令5-作業作業4答案答案 答案：答案： 5.編程實現若寄存器編程實現若寄存器DX高高4位位=0，使，使AX=0；否則使；否則使AX=-1test dx,0f000h；測試；測試dx高高4位位=0jz next；相等，轉移；相等，轉移mov ax,-1；不相等，令；不相等，令AX1jmp done；無條件轉移指令；無條件轉移指令next:mov ax,0；相等的處理：令；相等的處理：令AX0done:hlt-mov ax,0test

7、dx,0f000hjz next;條件滿足條件滿足(DX高高4位全為位全為0),轉移轉移mov ax,-1;條件不滿足條件不滿足next: hlt5-作業作業5答案答案 答案答案1:答案答案2:6-作業作業1.描述描述DB的功能的功能? 偽指令偽指令BUF DW 1, 23,?, 4 dup(5)執行后，寫出執行后，寫出BUF開始內存單元的內容開始內存單元的內容2.按照如下要求定義變量按照如下要求定義變量 (1) s11為為11的常量的常量 (2) s22為字符串變量為字符串變量OK (3) s33表示字符串表示字符串OK (4) s44為用十六進制數表示的字節變量為用十六進制數表示的字節變量

8、44 (5) s55為為55個未賦值的字變量個未賦值的字變量 3.設設COUNT變量在數據段的偏移地址為變量在數據段的偏移地址為0010H 程序如下程序如下 WNUM EQU 01H COUNT DW 20H MOV SI,WNUM ADD SI, OFFSET COUNT MOV AL,SI LEA BX,COUNT MOV BX,BX MOV CX,OFFSET COUNT 問問:程序執行后程序執行后AL=? BX=? CX=? 4.將題將題3寫出完整的匯編語言源程序寫出完整的匯編語言源程序(簡化段定義格式簡化段定義格式)預習匯編語言程序開發實驗預習匯編語言程序開發實驗 (重點掌握重點掌握

9、CodeView調試方法調試方法)準備下次課提問的題準備下次課提問的題6-作業作業1.描述描述DB的功能的功能? 偽指令偽指令BUF DW 1, 23,?, 4 dup(5)執執行后，寫出行后，寫出BUF開始內存單元的內容開始內存單元的內容答案：答案：01H,00H,33H,32H,?,?,05H,00H,05H,00H, 05H,00H,05H,00H2.按照如下要求定義變量按照如下要求定義變量 (1) s11為為11的常量的常量 答案：答案：S11 EQU 11 (2) s22為字符串變量為字符串變量OK 答案：答案：S22 DB OK (2) s33表示字符串表示字符串OK 答案：答案：

10、S33 EQU OK (3) s44為用十六進制數表示的字節變量為用十六進制數表示的字節變量44 答案：答案：S44 DB 44H (4) s55為為55個未賦值的字變量個未賦值的字變量答案：答案：S55 DW 55 DUP(?) 6-作業作業3講解講解 AL=? BX=? CX=? AL=00HBX=CX= COUNT變量在數據段的偏移地址變量在數據段的偏移地址存儲單元存儲單元00H20HCOUNT程序如下程序如下COUNT DW 20H MOV SI,1 MOV AL,SI+COUNT LEA BX,COUNT MOV CX,OFFSET COUNTCOUNT變量在數據段的偏移地址為變量在

11、數據段的偏移地址為0010H程序如下程序如下WNUM EQU 01H COUNT DW 20H MOV SI, WNUM ADD SI, OFFSET COUNT MOV AL,SI LEA BX,COUNT MOV BX,BX MOV CX,OFFSET COUNTAL=00H BX=0020H CX=0010H =COUNT變量在數據段的偏移地址變量在數據段的偏移地址.model small.data ; 定義數據段定義數據段WNUM EQU 01H COUNT DW 20H.code ; 定義代碼段定義代碼段start: mov ax,data ;程序起始點，建立程序起始點，建立DSmo

12、v ds,ax MOV SI, WNUM ADD SI, OFFSET COUNT MOV AL,SI LEA BX,COUNT MOV BX,BX MOV CX,OFFSET COUNT.exit 0; 程序正常執行結束程序正常執行結束end start; 匯編結束匯編結束6-作業作業4講解講解 將上題寫出完整的匯編語言源程序將上題寫出完整的匯編語言源程序(簡化段定義格式簡化段定義格式)8-作業作業1.程序如下程序如下countdb 65h, a,?maxintequ 1104hnumberdw maxintarraydb maxint dup(3)decbyte ptr array-1mo

13、vbx,offset numbermovdh,bx+2movdl,bx-2mov cx,numberhlt 問問:程序執行后程序執行后dx=?cx=? 2. 編程實現將從鍵盤輸入的一個小寫字母用大寫字母顯示出來編程實現將從鍵盤輸入的一個小寫字母用大寫字母顯示出來3. 書書72頁習題頁習題12復習第復習第2章內容，預習第章內容，預習第3章章 總線總線8-作業作業1講解講解dx=0361h cx= 1004h 存儲單元存儲單元33array11H-104H number?a=61H65Hcount程序如下程序如下countdb 65h, a,?maxint equ 1104hnumber dw m

14、axintarraydb maxint dup(3)decbyte ptr array-1movbx,offset numbermovdh,bx+2movdl,bx-2mov cx,numberhlt;方法方法1程序程序mov ah,01h；設置功能調用號；設置功能調用號int 21h；功能調用；功能調用, AL字符的字符的ASCII碼碼cmp al,a ;是否為小寫是否為小寫azjc next ;轉轉sub al,20h ;是，轉換為大寫字母（使是，轉換為大寫字母（使D5=0）next:mov ah,02h；設置功能調用號；設置功能調用號mov dl,al；設置入口參數設置入口參數DL欲顯示

15、字符的欲顯示字符的ASCII碼碼int 21h；功能調用；功能調用hlt8-作業作業2講解講解編程實現將從鍵盤輸入的一個小寫字母用大寫字母顯示出來編程實現將從鍵盤輸入的一個小寫字母用大寫字母顯示出來01號號02號號方法方法1:分支程序分支程序 方法方法2:子程序設計子程序設計字母大小寫字母大小寫8-作業作業2講解講解(方法方法2:子程序設計子程序設計);主程序主程序mov ah,01h；設置功能調用號；設置功能調用號int 21h；功能調用；功能調用, AL字符的字符的ASCII碼碼call dpchar; 調用子程序調用子程序mov ah,02h；設置功能調用號；設置功能調用號mov dl,

16、al；設置入口參數；設置入口參數DL欲顯示字符的欲顯示字符的ASCII碼碼int 21h；功能調用；功能調用hlt;子程序子程序 小寫改大寫小寫改大寫 dpchar：cmp al,a ;是否為大寫是否為大寫AZjc next ;轉轉sub al,20h ;是，轉換為大寫字母（使是，轉換為大寫字母（使D5=0）next :ret ;子程序返回子程序返回入口參數：入口參數：寄存器寄存器al=需轉換字符的需轉換字符的ASCII碼碼出口參數：出口參數：寄存器寄存器al=大小寫大小寫轉換后字符的轉換后字符的ASCII碼碼子程序開始應保護用到的寄存器，返回前恢復。本題不子程序開始應保護用到的寄存器，返回前

17、恢復。本題不PUSH/POP AX,因因al為為出口參數出口參數大大寫字母用寫字母用小小寫字母顯示寫字母顯示邏輯運算的屏蔽作用邏輯運算的屏蔽作用-字母大小寫字母大小寫(ASCII碼碼)轉換轉換A41H01000001BB42H Z5AH01011001Ba61H 01100001Bb62H z7AH 01111001B結論結論1：大小寫字母的：大小寫字母的ASCII碼值相差碼值相差20H結論結論2：大小寫字母的：大小寫字母的ASCII碼值僅碼值僅D5位不同位不同方法方法1（加減指令）：（加減指令）： “ADD DL,20H” “SUB DL,20H”方法方法2（邏輯指令）：（邏輯指令）： “O

18、R DL,20H” “AND DL,0DFH”大小寫互換（異或指令）：大小寫互換（異或指令）： “XOR DL,20H”字符輸入字符輸入(鍵盤輸入鍵盤輸入)的功能調用的功能調用DOS功能調用功能調用INT 21H功能號功能號：AH01H入口參數入口參數：無：無出口參數出口參數：AL字符的字符的ASCII碼碼功能功能：獲得從鍵盤輸入的一個字符的：獲得從鍵盤輸入的一個字符的ASCII碼值碼值,并在顯示器上顯并在顯示器上顯示該字符示該字符 調用此功能時，若無鍵按下，則會一直等待，直到按鍵后才讀調用此功能時，若無鍵按下，則會一直等待，直到按鍵后才讀取該鍵值取該鍵值例：顯示鍵盤輸入的一個字符并送例：顯示

19、鍵盤輸入的一個字符并送in-buff存儲單元存儲單元; 在數據段定義要顯示的字符在數據段定義要顯示的字符in-buff db? ; 在代碼段編寫程序在代碼段編寫程序mov ah,01h；設置功能調用號；設置功能調用號int 21h；功能調用；功能調用mov in-buff,al；緩存鍵盤輸入字符；緩存鍵盤輸入字符字符輸出字符輸出(顯示一個字符顯示一個字符)功能調用功能調用DOS功能調用功能調用INT 21H功能號功能號： AH02H入口參數入口參數：DL欲顯示欲顯示字符的字符的ASCII碼碼出口參數出口參數：無：無功能功能：在顯示器當前光標位置顯示給定的字符，光標右移：在顯示器當前光標位置顯示

20、給定的字符，光標右移一個字符位置。如按一個字符位置。如按Ctrl-Break或或Ctrl-C則退出則退出例：顯示例：顯示data中的一個字符中的一個字符; 在數據段定義要顯示的字符在數據段定義要顯示的字符data dba ; 在代碼段編寫程序在代碼段編寫程序mov ah,02h；設置功能調用號；設置功能調用號mov dl,a；設置入口參數；設置入口參數int 21h；功能調用；功能調用(40000H4BFFFH寫寫55H,寫入讀出比較，全對寫入讀出比較，全對AL置置7EH,有錯有錯AL置置81H) mov cx,0C000H ；設置循環次數；設置循環次數4BFFFH- 40000H+1=0C0

21、00H mov si,0000H ；設置循環初值：；設置循環初值：SI 指向數據段源緩沖區開始指向數據段源緩沖區開始 物理地址物理地址40000H= 段基地址段基地址(DS)4000H*16+偏移地址偏移地址(SI)0000H mov ax,4000H mov ds,axnext1: mov byte ptr si,55H ；循環體；循環體每次寫入一個字節每次寫入一個字節55h inc si ；SI指向下一個單元指向下一個單元 loop next1 ；循環條件判定：循環次數減；循環條件判定：循環次數減1，不為，不為0轉移（循環）轉移（循環） mov cx,0C000H ；設置循環次數；設置循環

22、次數 mov si,0000H ；SI 指向數據段源緩沖區開始指向數據段源緩沖區開始 mov al,81H ；設有錯；設有錯next2: mov ah,si ；循環體；循環體每次比較一個字節每次比較一個字節55h cmp ah,55h jnz done inc si ；SI指向下一個單元指向下一個單元 loop next2 mov al,7EHdone: hlt8-作業作業3講解講解3.書書72頁習題頁習題12 答案：答案：一一. 總線概述總線概述二二. 內總線內總線ISA總線總線 PC/XT總線總線 (8088系統總線系統總線)三三. 外總線外總線第第3章章 總線總線微型計算機基本結構微型計

23、算機基本結構圖圖: 微型計算機的硬件結構微型計算機的硬件結構M/IO* 訪問存儲器或者訪問存儲器或者I/O 高電平（高電平（M） A19 A0提供提供20位存儲器地址位存儲器地址 低電平（低電平（IO*）A15 A0提供提供16位位I/O口地址口地址 WR*（Write）寫控制寫控制 低電平有效時，表示處理器正將數據寫到存儲單元或低電平有效時，表示處理器正將數據寫到存儲單元或I/O端口端口 RD*（Read）讀控制讀控制 低電平有效時，表示處理器正從存儲單元或低電平有效時，表示處理器正從存儲單元或I/O端口讀取數據端口讀取數據8086CPU引腳線引腳線-外部特性外部特性CPU引腳是系統總線的基

24、本信號引腳是系統總線的基本信號16位數據線：位數據線：D0 D1520位地址線：位地址線：A0 A19控制線：控制線：讀寫控制引腳讀寫控制引腳ALE、M/IO*、WR*、RD*、READYINTR、INTA*、NMI，HOLD、HLDARESET、CLK、Vcc、GND 與主存儲器、與主存儲器、接口有關接口有關總線操作總線操作M/IO*WR*RD*存儲器讀存儲器讀(MEMR*)高電平高電平高電平高電平低電平低電平存儲器寫存儲器寫 (MEMW*)高電平高電平低電平低電平高電平高電平I/O讀讀 (IOR*)低電平低電平高電平高電平低電平低電平I/O寫寫(IOW*)低電平低電平低電平低電平高電平高電

25、平數據和地址引腳數據和地址引腳形成形成8位數據位數據D0 D7 和和20位地址位地址A0 A19 AD7 AD0（Address/Data）地址地址/數據數據分時復用（分時復用（即即A7 A0 / D7D0）引腳，雙向、三態引腳，雙向、三態訪問內存或外設時，這些引腳在第一個時鐘周期輸出內存或訪問內存或外設時，這些引腳在第一個時鐘周期輸出內存或I/O端口的低端口的低8位地址位地址A7 A0其他時間用于傳送其他時間用于傳送8位數據位數據D7 D0A15 A8（Address）中間中間8位位地址引腳地址引腳，輸出、三態，輸出、三態這些引腳在訪問內存或外設時，提供全部這些引腳在訪問內存或外設時，提供全

26、部20位地址中的中間位地址中的中間8位地址位地址A15 A8A19/S6 A16/S3（Address/Status）地址地址/狀態狀態分時復用引腳，輸出、三態分時復用引腳，輸出、三態這些引腳在訪問內存的第一個時鐘周期輸出高這些引腳在訪問內存的第一個時鐘周期輸出高4位地址位地址A19 A16在訪問外設的第一個時鐘周期全部輸出低電平無效在訪問外設的第一個時鐘周期全部輸出低電平無效其他時間輸出狀態信號其他時間輸出狀態信號S6 S3讀寫控制信號讀寫控制信號ALE（Address Latch Enable）地址鎖存允許地址鎖存允許，三態、輸出、高電平有效，三態、輸出、高電平有效高有效時，表示復用引腳高

27、有效時，表示復用引腳AD7 AD0和和A19/S6 A16/S3正在傳送地址正在傳送地址信號信號由于地址信息在這些復用引腳上出現的時間很短暫，所以系統可以利用由于地址信息在這些復用引腳上出現的時間很短暫，所以系統可以利用ALE引腳將地址鎖存起來引腳將地址鎖存起來IO/M*（Memory/Input and Output）訪問存儲器或者訪問存儲器或者I/O，三態、輸出、高低電平均有效，三態、輸出、高低電平均有效高電平（高電平（IO），表示處理器訪問存儲器），表示處理器訪問存儲器 這時地址總線這時地址總線A19 A0提供提供20位存儲器地址位存儲器地址低電平時（低電平時（M*），表示處理器訪問），

28、表示處理器訪問I/O端口端口 這時地址總線這時地址總線A15 A0提供提供16位位I/O口地址口地址WR*（Write）寫控制寫控制，三態、輸出、低電平有效，三態、輸出、低電平有效有效時，表示處理器正將數據寫到存儲單元或有效時，表示處理器正將數據寫到存儲單元或I/O端口端口RD*（Read）讀控制讀控制，三態、輸出、低電平有效，三態、輸出、低電平有效有效時，表示處理器正從存儲單元或有效時，表示處理器正從存儲單元或I/O端口讀取數據端口讀取數據讀寫控制引腳讀寫控制引腳IO/M*、WR*和和RD*是最基本的控制信號是最基本的控制信號組合后，控制組合后，控制4種基本的總線周期種基本的總線周期總線周期

29、總線周期IO/M*WR*RD*存儲器讀存儲器讀MEMR*低低高高低低存儲器寫存儲器寫MEMW*低低低低高高I/O讀讀IOR*高高高高低低I/O寫寫IOW*高高低低高高基本總線操作基本總線操作CPU通過引腳對外操作通過引腳對外操作(總線操作總線操作)分分4種種存儲器讀存儲器讀（Memory Read）處理器從存儲器讀取代碼或讀取操作數處理器從存儲器讀取代碼或讀取操作數每條指令執行前都需從主存取指每條指令執行前都需從主存取指以存儲單元為源操作數的指令在執行時以存儲單元為源操作數的指令在執行時存儲器寫存儲器寫（Memory Write）處理器向存儲器寫入操作數處理器向存儲器寫入操作數以存儲單元為目的

30、操作數的指令在執行時以存儲單元為目的操作數的指令在執行時I/O讀讀（Input/Output Read）處理器從外設讀取操作數處理器從外設讀取操作數只有執行輸入指令只有執行輸入指令IN時才有時才有I/O寫寫（Input/Output Write）處理器向外設寫出操作數處理器向外設寫出操作數只有執行輸出指令只有執行輸出指令OUT時才有時才有組合表組合表同步操作引腳同步操作引腳同步操作同步操作讀寫操作要保證存儲器或外設與處理器速度一致讀寫操作要保證存儲器或外設與處理器速度一致否則，慢速的否則，慢速的I/O或存儲器發出一個信號或存儲器發出一個信號讓快速的處理器等待讓快速的處理器等待READY 就緒就

31、緒(準備好準備好)輸入輸入信號信號,存儲器或存儲器或I/O口就緒口就緒高電平有效表示可以進行數據讀寫高電平有效表示可以進行數據讀寫,利用該信號無效請利用該信號無效請求處理器等待數據求處理器等待數據處理器在進行讀寫前檢測處理器在進行讀寫前檢測READY引腳引腳 如果測到高有效，如果測到高有效，CPU直接進入下一步直接進入下一步 如果測到無效，如果測到無效，CPU將插入等待周期將插入等待周期中斷請求和響應引腳中斷請求和響應引腳INTR（Interrupt Request）可屏蔽中斷請求可屏蔽中斷請求，高電平有效的輸入信號，高電平有效的輸入信號有效時，表示中斷請求設備向處理器申請可屏蔽中斷有效時，表

32、示中斷請求設備向處理器申請可屏蔽中斷中斷中斷IF標志對該中斷請求進行屏蔽標志對該中斷請求進行屏蔽主要用于實現外設數據交換的中斷服務主要用于實現外設數據交換的中斷服務INTA*（Interrupt Acknowledge）可屏蔽中斷響應可屏蔽中斷響應，低電平有效的輸出信號，低電平有效的輸出信號有效時，表示來自有效時，表示來自INTR引腳的中斷請求已被處理器響應引腳的中斷請求已被處理器響應NMI（Non-Maskable Interrupt）不可屏蔽中斷請求不可屏蔽中斷請求，上升沿有效的輸入信號，上升沿有效的輸入信號有效時，表示外界向有效時，表示外界向CPU申請不可屏蔽中斷申請不可屏蔽中斷中斷級別

33、高于可屏蔽中斷請求中斷級別高于可屏蔽中斷請求INTR常用于處理系統發生故障等緊急情況下的中斷服務常用于處理系統發生故障等緊急情況下的中斷服務主機與外設進行數據交換通常采用可屏蔽中斷主機與外設進行數據交換通常采用可屏蔽中斷不可屏蔽中斷通常用于處理掉電等系統故障不可屏蔽中斷通常用于處理掉電等系統故障總線請求和響應引腳總線請求和響應引腳HOLD總線請求總線請求，高電平有效的輸入信號，高電平有效的輸入信號有效時，表示其他總線主控設備申請使用總線有效時，表示其他總線主控設備申請使用總線HLDA（HOLD Acknowledge）總線響應總線響應，高電平有效的輸出信號，高電平有效的輸出信號有效時，表示處理

34、器已響應總線請求有效時，表示處理器已響應總線請求總線釋放：地址總線、數據總線及具有三態輸出能力總線釋放：地址總線、數據總線及具有三態輸出能力的控制總線呈現高阻狀態的控制總線呈現高阻狀態其他引腳其他引腳RESET復位復位，高電平有效的輸入信號，高電平有效的輸入信號有效時，將迫使處理器回到其初始狀態有效時，將迫使處理器回到其初始狀態8086復位后，寄存器復位后，寄存器CSFFFFH，IP0000HCLK（Clock）時鐘時鐘輸入，頻率穩定的數字信號輸入，頻率穩定的數字信號處理器的基本操作節拍處理器的基本操作節拍頻率的倒數是時鐘周期的時間長度頻率的倒數是時鐘周期的時間長度系統總線信號系統總線信號ME

35、MR*MEMW*IOR*IOW*INTA*DMA應答電路AENBRDAEN*AEN*CENA19A12A11A8A7A0D7D0AD7AD0A11A8A19/S6A16/S3A15A1274LS245828674LS373828274LS373GGG*DIR74LS2448088OE*8288DT/R*DENALES2*S0*S2*S0*MN/MX*OE*E*MRDC*AMTW*IORC*AIOWC*INTA* 系統地址總線系統地址總線采用三態透明鎖存器采用三態透明鎖存器74LS373(或或8282)和三態單向緩沖和三態單向緩沖器器74LS244 系統數據總線系統數據總線通過三態雙向緩沖器通過

36、三態雙向緩沖器74LS245(或或8286)形成和驅動形成和驅動 系統控制總線系統控制總線主要由總線控制器主要由總線控制器8288形成形成MEMR*、MEMW*、IOR*、IOW*、INTA*最大模式下的系統總線形成最大模式下的系統總線形成AD7 AD0A15 A8A19/S6 A16/S3+5V8088ALE373LE系統總線信號系統總線信號A19 A16A15 A8A7 A0D7 D0M/IO*RD*WR*373LE373LE245DIRE*MN/MX*M/IO*RD*WR*DT/R*DEN* E* E* E*（1）20位地址總線位地址總線采用采用3個個三態透明鎖存器三態透明鎖存器8282

37、或或373進行進行鎖存鎖存和驅動和驅動（2）8位數據總線位數據總線采用采用數據收發器數據收發器8286或或245進行驅動進行驅動（3）系統控制信號）系統控制信號由由8088引腳直接提供引腳直接提供系統總線的形成系統總線的形成1. 最小模式下的系統總線形成最小模式下的系統總線形成（1） 20位地址總線的形成位地址總線的形成采用采用3個個8282進行鎖存和驅動進行鎖存和驅動Intel 8282是是三態透明鎖存器，類似有三態透明鎖存器，類似有Intel 8283和通用數字集成電路芯片和通用數字集成電路芯片373三態輸出：三態輸出：輸出控制信號有效時，允許數據輸出；輸出控制信號有效時，允許數據輸出；無

38、效時，不允許數據輸出，呈高阻狀態無效時，不允許數據輸出，呈高阻狀態透明：鎖存器的輸出能夠跟隨輸入變化透明：鎖存器的輸出能夠跟隨輸入變化 （2） 8位數據總線的形成位數據總線的形成采用數據收發器采用數據收發器8286進行雙向驅動進行雙向驅動 Intel 8286是是8位三態雙向緩沖器，類似功能位三態雙向緩沖器，類似功能的器件還有的器件還有Intel 8287、通用數字集成電路、通用數字集成電路245等等另外，接口電路中也經常使用三態單向緩沖器，另外，接口電路中也經常使用三態單向緩沖器，例如通用數字集成電路例如通用數字集成電路244就是一個常用的雙就是一個常用的雙4位三態單向緩沖器位三態單向緩沖器

39、返回返回一一. 總線概述總線概述總線是一組互聯總線是一組互聯信號線信號線的集合的集合, ,是連接各模塊的信息通路是連接各模塊的信息通路微型計算機系統的總線結構微型計算機系統的總線結構以總線作為信息傳輸的公共通道以總線作為信息傳輸的公共通道總線連接方法廣泛用于微機系統的各個連接層次上總線連接方法廣泛用于微機系統的各個連接層次上大規模集成電路芯片內部（如微處理器的內部總線）大規模集成電路芯片內部（如微處理器的內部總線）主機板中微處理器、存儲器及主機板中微處理器、存儲器及I/O接口電路之間，主機模板與各種接口電路之間，主機模板與各種接口模板之間接口模板之間微機系統之間以及微機系統與外部設備之間微機系

40、統之間以及微機系統與外部設備之間總線結構的特點總線結構的特點通過總線相互連接、實現數據傳輸通過總線相互連接、實現數據傳輸組態靈活、易于擴展等組態靈活、易于擴展等廣泛應用的總線都實現了標準化廣泛應用的總線都實現了標準化,便于在互連各個部件時便于在互連各個部件時遵循共同的總線規范遵循共同的總線規范1.總線分類（總線分類（4類）類）片內總線片內總線 集成電路芯片內部各功能元件之間的連接元件級總線元件級總線 電路板內各元器件的連接內總線內總線 也稱系統總線 微機系統中模板與模板間連接的總線，是微機系統所特有的總線；用于模板微機系統中模板與模板間連接的總線，是微機系統所特有的總線；用于模板級互連級互連

41、多數已實現標準化，例如多數已實現標準化，例如STD總線、總線、PCI總線、總線、PC/XTPC/XT、ISAISA（PC/ATPC/AT）總線、）總線、EISAEISA總線總線等。等。 微機主板的各種擴展插槽多屬于內總線微機主板的各種擴展插槽多屬于內總線外總線外總線 微機系統之間或微機系統與其外設通信的總線，微機系統之間或微機系統與其外設通信的總線， 外總線又稱為通信總線，主要指串行通信總線，例如外總線又稱為通信總線，主要指串行通信總線，例如RS-232 現在，外總線的意義常延伸為外設總線，主要用于連接各種外設現在，外總線的意義常延伸為外設總線，主要用于連接各種外設 外總線種類較多如外總線種類

42、較多如RS-232、USB、EIDE、SCSI總線等總線等，常與特定設備有關，常與特定設備有關，例如例如Centronics并行打印機總線、并行打印機總線、IEEE 488智能儀器儀表并行總線（又稱為智能儀器儀表并行總線（又稱為GPIB總線）總線）微機總線層次結構微機總線層次結構2. 總線的數據傳輸總線的數據傳輸主設備主設備(Master)：控制總線完成數據傳輸：控制總線完成數據傳輸從設備從設備(Slave)：被動實現數據交換：被動實現數據交換某一時刻，只能有一個主設備控制總線，某一時刻，只能有一個主設備控制總線，其他設備此時可以作為從設備其他設備此時可以作為從設備某一時刻，只能有一個設備向總

43、線發送數據，某一時刻，只能有一個設備向總線發送數據，但可以有多個設備從總線接收數據但可以有多個設備從總線接收數據3.總線性能指標總線性能指標總線寬度總線寬度總線能夠同時傳送的數據位數總線能夠同時傳送的數據位數位數越多，一次能夠傳送的數據量越大位數越多，一次能夠傳送的數據量越大總線頻率總線頻率總線信號的時鐘頻率總線信號的時鐘頻率時鐘頻率越高，工作速度越快時鐘頻率越高，工作速度越快總線帶寬（總線帶寬（Bandwidth）單位時間傳輸的數據量單位時間傳輸的數據量總線帶寬越大，總線性能越高總線帶寬越大，總線性能越高總線帶寬總線帶寬總線帶寬總線傳輸速率吞吐率總線帶寬總線傳輸速率吞吐率總線帶寬傳輸的數據量

44、總線帶寬傳輸的數據量需要的時間需要的時間常用單位常用單位每秒兆字節（每秒兆字節（MB/s）每秒兆位（每秒兆位（Mb/s）或每秒位（）或每秒位（bps）5MHz的的8086微處理器的總線帶寬（實現一次微處理器的總線帶寬（實現一次16位數據位數據傳送）傳送）16（40.210-6）bps20106 bps2.5 MB/S10-6 4.總線信號和時序總線信號和時序總線信號可分成總線信號可分成五個主要類型五個主要類型地址總線地址總線AB：傳送地址信息：傳送地址信息主控模塊（如處理器）的地址總線輸出主控模塊（如處理器）的地址總線輸出,從模塊（如存儲器或從模塊（如存儲器或I/O端口）的地址總線端口）的地址

45、總線輸入輸入輸出將要訪問的內存單元或輸出將要訪問的內存單元或I/O端口的地址端口的地址地址線的多少決定了系統直接尋址存儲器的范圍地址線的多少決定了系統直接尋址存儲器的范圍數據總線數據總線DB ：傳送數據信息：傳送數據信息,雙向傳輸，在主從模塊間傳送、交換數據信息雙向傳輸，在主從模塊間傳送、交換數據信息CPU讀操作時，外部數據通過數據總線送往讀操作時，外部數據通過數據總線送往CPU CPU寫操作時，寫操作時，CPU數據通過數據總線送往外部數據通過數據總線送往外部數據線的多少決定了一次能夠傳送數據的位數數據線的多少決定了一次能夠傳送數據的位數控制總線控制總線CB ：傳送控制信息：傳送控制信息,包括

46、控制、時序和中斷線，決定總線功能和適包括控制、時序和中斷線，決定總線功能和適應性的好壞應性的好壞有輸出也有輸入信號有輸出也有輸入信號基本功能是控制存儲器及基本功能是控制存儲器及I/O讀寫操作讀寫操作,還包括中斷與還包括中斷與DMA控制、總線仲裁、數據控制、總線仲裁、數據傳輸握手聯絡等傳輸握手聯絡等協調系統中各部件的操作，有輸出控制、輸入狀態等協調系統中各部件的操作，有輸出控制、輸入狀態等控制總線決定了總線的特點控制總線決定了總線的特點,例如功能、適應性等例如功能、適應性等電源線和地線：決定電源的種類及地線的分布和用法。電源線和地線：決定電源的種類及地線的分布和用法。備用線：留給廠家或用戶自己定

47、義。備用線：留給廠家或用戶自己定義。8088引腳信號引腳信號(1)引腳信號引腳信號信號的功能信號的功能用英文單詞或英文縮寫表示引腳名稱用英文單詞或英文縮寫表示引腳名稱信號的流向信號的流向處理器輸出到外部，從外部輸入到處理器內部處理器輸出到外部，從外部輸入到處理器內部有效方式有效方式低電平、高電平有效，上升沿、下降沿有效低電平、高電平有效，上升沿、下降沿有效高電平和低電平都有效高電平和低電平都有效三態能力三態能力高阻狀態放棄對引腳的控制高阻狀態放棄對引腳的控制其他設備控制該引腳其他設備控制該引腳示意圖示意圖(2)總線時序總線時序CPUCPU引腳如何相互配合、控制系統工作引腳如何相互配合、控制系統

48、工作時序時序時序（時序（Timing）指信號高低電平（有效或無效）變化及相互間的時間指信號高低電平（有效或無效）變化及相互間的時間順序關系順序關系采用時序圖形象化地表現時序采用時序圖形象化地表現時序CPU時序有三級時序有三級指令周期指令周期 總線周期總線周期 時鐘周期時鐘周期什么是什么是指令、總線和時鐘周期指令、總線和時鐘周期？指令周期、總線周期、時鐘周期指令周期、總線周期、時鐘周期指令周期指令周期 總線周期總線周期 時鐘周期時鐘周期指令周期指令周期CPU完整執行一條指令完整執行一條指令(從取指、譯碼到最終執行完成從取指、譯碼到最終執行完成)所需時間。所需時間。一個指令周期可分為若干個總線周期

49、一個指令周期可分為若干個總線周期總線周期總線周期是指是指CPU通過總線對外部（存儲器或通過總線對外部（存儲器或I/O端口）端口）進行一次數據交換所需時間。如：進行一次數據交換所需時間。如：存儲器讀、存儲器讀、I/O讀操作讀操作存儲器寫、存儲器寫、I/O寫操作寫操作T狀態狀態處理器的基本工作節拍，對應處理器的基本工作節拍，對應時鐘周期時鐘周期，T狀態狀態的時間長度就是時的時間長度就是時鐘頻率鐘頻率(CLK引腳引腳)的倒數的倒數8086的基本總線周期需要的基本總線周期需要4個個T狀態，狀態，編號為編號為T1、T2、T3和和T4當需要延長總線周期時插入等待狀態當需要延長總線周期時插入等待狀態Tw何時

50、有何時有總線周期總線周期？ 何時有總線周期？何時有總線周期？任何指令的取指階段都需要任何指令的取指階段都需要存儲器讀總線周期存儲器讀總線周期，讀取的內，讀取的內容是指令代碼容是指令代碼任何一條以存儲單元為源操作數的指令都將引起任何一條以存儲單元為源操作數的指令都將引起存儲器讀存儲器讀總線周期總線周期，任何一條以存儲單元為目的操作數的指令都將，任何一條以存儲單元為目的操作數的指令都將引起引起存儲器寫總線周期存儲器寫總線周期只有執行只有執行IN指令才出現指令才出現I/O讀總線周期讀總線周期，執行，執行OUT指令才指令才出現出現I/O寫總線周期寫總線周期CPU響應可屏蔽中斷時生成響應可屏蔽中斷時生成

51、中斷響應總線周期中斷響應總線周期8088存儲器寫總線周期存儲器寫總線周期T4T3T2T1ALECLKA19/S6 A16/S3A15 A8AD7 AD0A15 A8A7 A0輸出數據輸出數據D7-D0D7-D0A19 A16S6 S3READY（高電平）（高電平）IO/M*WR*T1狀態狀態輸出輸出20位存儲器地址位存儲器地址A19 A0。IO/M*輸出低電平，表示存儲輸出低電平，表示存儲 器操作；器操作；ALE輸出正脈沖，表示復用總線輸出地址輸出正脈沖，表示復用總線輸出地址T2狀態狀態輸出控制信號輸出控制信號WR*和數據和數據D7 D0T3和和Tw狀態狀態檢測數據傳送是否能夠完成。檢測數據傳

52、送是否能夠完成。通過插入通過插入Tw等待狀態，來等待狀態，來使速度差別較大的兩部分保持同步使速度差別較大的兩部分保持同步T4狀態狀態完成數據傳送完成數據傳送返回返回二二.內總線內總線-微機系統總線微機系統總線微機上廣泛應用各種內、外總線標準微機上廣泛應用各種內、外總線標準工控機的內總線工控機的內總線STD總線總線 美國美國Pro-log公司于公司于1978年推出年推出 面向工業控制領域的總線標準面向工業控制領域的總線標準 1987年年STD被確定為被確定為IEEE 961標準標準PC內總線內總線 PC內總線的發展內總線的發展16位位PC機：單總線結構機：單總線結構 IBM PC機和機和IBM

53、PC/XT機的機的IBM PC總線總線 IBM PC/XT機的機的IBM AT總線，即總線，即ISA總線總線早期早期32位位PC機機 與與MCA總線競爭的總線競爭的EISA總線（擴展總線（擴展 ISA總線）總線） 32位局部總線位局部總線VESA當前當前32位位PC機：多總線結構機：多總線結構 存儲總線存儲總線 系統總線：外設部件互連系統總線：外設部件互連PCI、PCI-X 顯示總線：圖形加速接口顯示總線：圖形加速接口AGP、PCI-E 外設接口：鍵盤接口、鼠標接口、并行打印機接口、串行通信接口，通用串外設接口：鍵盤接口、鼠標接口、并行打印機接口、串行通信接口，通用串行接口行接口USB，IEE

54、E 1394接口接口1.PC/XT總線總線(8088系統總線系統總線) 62個信號，其中個信號，其中8位數據總線、位數據總線、20位地址總線位地址總線不單為不單為8088CPU引腳的延伸引腳的延伸,它經過它經過8282鎖存器、鎖存器、8286發送接收器、發送接收器、8288總線控制器、總線控制器、8259中斷中斷控制器、控制器、8237DMA控制器及其它邏輯重新驅動、控制器及其它邏輯重新驅動、組合形成組合形成8位數據線位數據線,20位地址線位地址線,讀寫控制線讀寫控制線 (書書17頁頁1.1.8)8088系統總線的形成系統總線的形成 8282(373)鎖存器、鎖存器、8286(245)發送接收

55、器、發送接收器、8288總線控制器總線控制器中斷請求線中斷請求線 8259中斷控制器中斷控制器DMA傳送控制線傳送控制線 8237DMA控制器控制器最大模式最大模式系統總線形成系統總線形成PC/XT總線信號總線信號(8088系統總線系統總線) 62個個地址線地址線A19A0：經過鎖存輸出的地址線：經過鎖存輸出的地址線數據線數據線D7D0：8位雙向數據信號線位雙向數據信號線讀寫控制線讀寫控制線BALE 緩沖地址鎖存允許，指示緩沖地址鎖存允許，指示CPU總線周期總線周期IOR* I/O讀讀IOW* I/O寫信號寫信號MEMR* 存儲器讀存儲器讀MEMW*存儲器寫存儲器寫(可屏蔽可屏蔽)中斷請求線中

56、斷請求線 IRQ2IRQ7 6個個優先權順序優先權順序 IRQ2最高，最高，IRQ7最低最低外部中斷源的可屏蔽中斷請求信號經過外部中斷源的可屏蔽中斷請求信號經過8259中斷控制器送中斷控制器送CPUDMA傳送控制線傳送控制線DRQ1DRQ3 DMA請求請求DACK1DACK3 DMA響應響應AEN：地址允許，指示：地址允許，指示DMA總線周期總線周期T/C：計數結束信號，表示：計數結束信號，表示DMA傳送結束傳送結束8088CPU引腳信號引腳信號數據和地址引腳數據和地址引腳讀寫控制引腳讀寫控制引腳中斷請求和響應引腳中斷請求和響應引腳總線請求和響應引腳總線請求和響應引腳其它引腳其它引腳最大模式最

57、大模式系統總線形成系統總線形成返回返回2. ISA總線總線16位系統總線，用于位系統總線，用于IBM PC/AT及其兼容機及其兼容機由前由前62引腳（引腳（A和和B面）和后面）和后36引腳（引腳（C和和D接面）接面）兩個插槽組成：兩個插槽組成：(1) IBM PC機和機和IBM PC/XT機的機的IBM PC總線總線前前62個信號，其中個信號，其中8位數據總線、位數據總線、20位地址總線位地址總線時鐘頻率時鐘頻率4.77MHz，4個時鐘周期傳送個時鐘周期傳送8位數據位數據(2) IBM AT機增加部分機增加部分后后36個信號，個信號，16位數據引腳和位數據引腳和24位地址引腳位地址引腳8MHz

58、總線頻率，總線頻率，2個時鐘周期傳送個時鐘周期傳送16位數據位數據數據和地址線數據和地址線SD15SD0：16位雙向數據信號線位雙向數據信號線SBHE：高字節允許信號：高字節允許信號SA19SA0：低：低20位經過鎖存輸出的地址線位經過鎖存輸出的地址線LA23LA17：高：高7位可鎖存地址信號線位可鎖存地址信號線16位數據總線支持位數據總線支持16位和位和8位設備位設備24位地址總線尋址位地址總線尋址16MB主存空間主存空間讀寫控制線讀寫控制線BALE：緩沖地址鎖存允許，指示：緩沖地址鎖存允許，指示CPU總線周期總線周期IOR*，IOW*：I/O讀和讀和I/O寫信號寫信號MEMR*，SMEMR

59、*：存儲器讀：存儲器讀MEMW*，SMEMW*：存儲器寫：存儲器寫MEMCS16*：16位存儲器總線周期位存儲器總線周期IOCS16*：16位位I/O總線周期總線周期I/O CH RDY：I/O通道準備好輸入信號通道準備好輸入信號0WS*：零等待狀態（：零等待狀態（Zero Wait State）中斷請求線中斷請求線IRQ3IRQ7，IRQ9IRQ12，IRQ14，IRQ15可屏蔽中斷請求信號，優先權順序可屏蔽中斷請求信號，優先權順序IRQ9IRQ12，IRQ14，IRQ15，IRQ3IRQ716位位PC機共有機共有16個請求引腳個請求引腳IRQ0和和IRQ1用于系統主機板的時鐘和鍵盤中斷用于

60、系統主機板的時鐘和鍵盤中斷IRQ2用于兩個中斷控制器連接用于兩個中斷控制器連接IRQ8用于實時時鐘用于實時時鐘IRQ13連接數值協處理器連接數值協處理器其余引向系統總線，有些已分配給系統外設其余引向系統總線，有些已分配給系統外設DMA傳送控制線傳送控制線AEN：地址允許，指示：地址允許，指示DMA總線周期總線周期DRQ0DRQ3，DRQ5DRQ7：DMA請求請求DACK0*DACK3*,DACK5*DACK7*：DMA響應響應T/C：計數結束信號，表示：計數結束信號，表示DMA傳送結束傳送結束MASTER*：主設備：主設備16位位PC機的共有機的共有8個個DMA通道通道DRQ0DRQ3用于用于