主机系统的结构及工作原理

null微机原理与接口技术微机原理与接口技术The Theory of Microcomputer and Technology of Interface 黄景涛 Mobile: 136-1379-6210 Email: hjt.haust@gmail.com Q&A: 自动化教研室(西苑10－316) 周三晚7:00~8:00 河南科技大学 电子信息工程学院(2008～2009学年第2学期)主机系统的结构和工作原理主机系统的结构和工作原理16位微机的系统结构 IBM PC/XT架构 主体为主板 IBM PC/XT系统板可分成如下5个功能模块 CPU及辅助器件构成的CPU子系统 各接口芯片构成的接口部件子系统 连接各种I/O适配器以及存储器扩充板的总线 ROM子系统 RAM子系统 主板逻辑结构主板逻辑结构PC/XT主机系统板结构 PC/XT主机系统板结构 null 典型微型计算机主板结构图 典型微型计算机主板结构图CPU子系统CPU子系统CPU子系统包括8088/8086CPU 时钟发生器8284A 总线控制器8288 8088工作在最大模式下，系统中可以插上协处理器8087配合工作。 8288工作于系统总线方式，当处于DMA方式时，8288停止工作，总线由8237A控制。 CPU子系统还包括地址锁存器、数据收发器及等待逻辑产生电路等。8288原理图8288原理图null接口部件子系统接口部件子系统片选信号产生逻辑 用于产生各接口部件所需的片选信号，如右图所示。 各接口部件端口地址的分配则如右所示。DMA控制逻辑DMA控制逻辑以8237A－5为中心 8237A－5共有4个DMA通道 通道0用来实现动态RAM的刷新 通道1为用户保留 通道2用作软盘数据传输 通道3用作硬盘数据传输 另外，8237A-5只能管理16位地址，而8088系统本身有20位地址，由页面寄存器74LS670来提供DMA操作的高4位地址。 DMA控制逻辑DMA控制逻辑中断控制逻辑中断控制逻辑以8259A为中心 8259A单片能管理8级中断 具体分配情况如表14.10所示 8259A工作于全嵌套、中断请边缘触发、普通中断结束方式 中断处理程序结束时必须向8259A发送EOI命令中断控制逻辑中断控制逻辑计数器/定时器计数器/定时器计数器/定时器8253－5在系统中的连接和使用情况为： 计数器0--提供时间基准; 计数器1--动态RAM刷新定时; 计数器2--送到扬声器.8253的连接8253的连接并行接口并行接口并行接口8255A－5在系统中使用情况为： A、B、C三个端口都工作于方式0 开机后系统处于加电自检状态时，8255A－5的A口处于输出方式，用来输出当前检测部件的标志。而在正常工作状态下，端口A处于输入方式，用于读取键盘扫描码。 端口B工作于输出方式，用来输出一些控制信号，如允许RAM奇/偶校验信号、允许I/O通道校验信号、清除键盘数据信号、控制扬声器发声信号等。 端口C工作于输出方式，主要用来读取系统配置DIP开关（用于记录系统配置情况，现已被CMOS所取代）的设置情况。此外，也用来读取系统板上动态RAM的奇/偶校验状态和扬声器的状态。8255的连接8255的连接键盘接口键盘接口PC/XT键盘采用的是16×8矩阵结构，其核心8048单片机不仅承担键码扫描与识别，而且负责与主机通信。键盘与主机的联接如下图所示。 读取键盘缓冲区中的内容可通过BIOS软中断INT 16H或操作系统功能调用来实现。 键盘接口键盘接口扬声器接口扬声器接口PC/XT的扬声器受8255A-5和8253-5控制ROM子系统和RAM子系统ROM子系统和RAM子系统8088有1M地址空间，在PC/XT中这个空间被分为三个区,即： RAM区 ROM区 保留区 低地址区（0000～9FFFFH）为RAM区，系统板上最多可装256K的RAM，共余部分在存储器扩展板。这部分内存主要用于：中断向量、DOS数据、驱动程序和用户程序。 接下来的128K（A0000H～BFFFFH）保留给显示适配器的RAM区。对于不同的显示适配器，占用的地址也不同,如单色显示适配器占用的地址为B0000H～B0FFFH这4K空间， 彩色显示适配器占用的地址为C0000H～C7FFFH这16K空间。 C0000H～FFFFFH为ROM区:其中最高40K(F6000H-FFFFFH）留给ROM BIOS（8K，FE0000H～FFFFFH）和ROM BASIC(32K,F60000H～FDFFFH),而C0000H～C7FFFH作为高分辨率显示器的控制ROM。其它地址空间留给各种扩展板上的 ROM。 ROM的连接ROM的连接行列选通信号行列选通信号RAM的结构RAM的结构外设的连接示意图外设的连接示意图