微机原理及其应用_第9章

第9章 典型的微型 计算机系统

本章内容介绍了IBM PC/XT这一典型的微型 计算机系统的组成 介 绍 了 IBM PC/XT 机 的 软 件 配 置 ：MS-DOS操作系统和其他实用程序 操作系统

学习目的建立微机系统的整体概念； 建立微机系统的整体概念；微机系统的具体组成； 了解IBM PC/XT微机系统的具体组成； 微机系统的具体组成

了解IBM PC/XT微机系统的软件配 置。

9.1 IBM PC/XT 的系统组成9.1.1 IBM PC/XT的硬件配置 的硬件配置 PC/XT在系统结构上采用灵活的积木式结构， PC/XT在系统结构上采用灵活的积木式结构， 在系统结构上采用灵活的积木式结构 即基本部件加扩展部件的方式 。① 基本配置 ：由系统主板 、键盘、单色显示器以及显示器 基本配置：由系统主板、键盘、 适配器组成PC 机的 最小系统。 适配器组成 PC机的最小系统 。 若再加上软磁盘驱动器和软盘 机的最小系统 适配器、硬盘驱动器和硬盘适配器、 适配器、硬盘驱动器和硬盘适配器、存储器扩充部件以及打印 机和其适配器便组成系统的基本配置 基本配置。 机和其适配器便组成系统的基本配置。 ② 最大配置 ： 在基本配置的 基础 上 ， 根据需要可加上如下 最大配置：在基本配置的基础 基础上 选件来构成最大配置 最大配置， 存储器扩展选件， 选件来构成最大配置，如：存储器扩展选件，同步或异步通信 适配器以及网络接口板等。 适配器以及网络接口板等。

9.1.2 系统主板的结构及电气原理时钟发生 器8284 地址 锁存器 8088 CPU 数据 收发器 存储器地 址译码器 RAM ROM

AB 62芯 62芯 I/O扩 I/O扩 展插槽 DB CB

协处理 器8087

总线控 制器 8288

I/O端 I/O端 口译码 器

中断控 制器 8259A

DMA控 DMA控 制器 8237A

计数器/ 计数器/ 定时器 8253

并行 I/O接 I/O接 口8255 键盘接口

系统配置 DIP开关 DIP开关

电源输入： 电源输入： 12V 12V +5V +12V-5V -12V 地

扬声器 接口 ………

9.1.3 IBM PC/XT的处理器子系统 的处理器子系统核心是作为主CPU的 核心是作为主CPU的Intel 8088,可配接协处理器8087,再加上 8088,可配接协处理器8087,再加上 8284时钟发生器、8288总线控制器、地址锁存器、数据收发器等芯片， 8284时钟发生器、8288总线控制器、地址锁存器、数据收发器等芯片， 构成了一个典型的最大工作模式的CPU子系统。 构成了一个典型的最大工作模式的CPU子系统。

1. CPU与协处理器 CPU与协处理器8087是一个浮点运算处理器，它的运算速度快(浮点运算速度 8087是一个浮点运算处理器，它的运算速度快(浮点运算速度 可提高100倍)、精度高、处理的数值范围大、能提供整数、实数、 可提高100倍)、精度高、处理的数值范围大、能

提供整数、实数、 压缩型十进制数等七种数据格式，实现加、减、乘、除以及超越函数 压缩型十进制数等七种数据格式，实现加、减、乘、除以及超越函数 (指数、对数、正切函数等)等多种运算操作，从而大大扩充了8088 (指数、对数、正切函数等)等多种运算操作，从而大大扩充了8088 的运算能力。 运算能力。

2. 地址锁存器 74LS373(八位锁存器)和74LS244(八位三 74LS373(八位锁存器)和74LS244(八位三 态单向缓冲器) 态单向缓冲器)

3. 数据收发器 74LS245(八位双向三态缓冲器) 74LS245(八位双向三态缓冲器)

4. 时钟发生器8284 时钟发生器82848284采用的晶体的振荡频率为14.31818MHz,经内部三分频以后 8284采用的晶体的振荡频率为14.31818MHz,经内部三分频以后 得到4.77MHz的脉冲信号，送入8088的CLK引脚，作为8088的时钟信 得到4.77MHz的脉冲信号，送入8088的CLK引脚，作为8088的时钟信 号。 每个时钟周期为210ns,而8088基本总线周期由4 每个时钟周期为210ns,而8088基本总线周期由4个时钟周期组成， 因此在4.77MHz时钟控制下，PC/XT的基本总线周期为840ns,每秒平 因此在4.77MHz时钟控制下，PC/XT的基本总线周期为840ns,每秒平 均可执行大约65万条指令。 均可执行大约65万条指令。

5. 总线控制器8288 总线控制器8288功能是根据CPU执行指令时提供的状态信号建立时序，据此输 功能是根据CPU执行指令时提供的状态信号建立时序，据此输 出各种控制信号。

9.1.4 IBM PC/XT接口部件子系统 接口部件子系统如图9 所示，PC/XT主板上安装的接口芯片有中断控 如图9.1所示，PC/XT主板上安装的接口芯片有中断控 制器8259A DMA控制器 8237A 计数器/ 定时器8253 、 制器 8259A 、 DMA 控制器8237A 、 计数器 / 定时器 8253、 并行I/O接口8255A 构成PC/XT的接口部件子系统。 并行I/O接口8255A,构成PC/XT的接口部件子系统。

1. I/O接口芯片片选信号的产生和地址分配 I/O接口芯片片选信号的产生和地址分配在PC/XT中只用了A9~A0参与端口寻址，因此PC/XT的I/O端口 PC/XT中只用了A 参与端口寻址，因此PC/XT的I/O端口 空间大小为1K(000H~3FFH)其中前512个I/O端口(000H~1FFH, 空间大小为1K(000H~3FFH)其中前512个I/O端口(000H~1FFH, 对应A =0),用于主板上的I/O芯片，后512个端口(200H~3FFH,对 对应A9=0),用于主板上的I/O芯片，后512个端口(200H~3FFH,对 应A9=1)用于寻扯I/O扩展槽上的I/O芯片。 =1)用于寻扯I/O扩展槽上的I/O芯片。

DMA CS A5 A6 A7 A8 A9 AEN A B C G2B 74LS138 G2A G1 Y5 Y6 Y7 Y0 INTR CS Y1 T/C CS Y2 PPI CS Y3 Y4

去8237A 去8259A 去8253 去8255A ≥1 写DMA页面寄存器 页面寄存器 (WRTDMAPG) )

≥1

写NMI屏蔽寄存器 屏蔽寄存器 (WRTNMIREG

) )

IOW

图9.2 I/O接口芯片的片选信号产生的电路

表9.1 PC/XT主板上I/O芯片的端口地址 PC/XT主板上 芯片的端口地址 主板上I/OI/O接口芯片 I/O接口芯片 DMA控制器 DMA控制器8237A 控制器8237A 中断控制器8259A 中断控制器8259A 计数器/定时器8253 计数器/定时器8253 并口接口电路8255A 并口接口电路8255A DMA页面寄存器 DMA页面寄存器 NMI屏蔽寄存器 NMI屏蔽寄存器 保留

占用的端口地址范围000H~01FH 020H~03FH 040H~05FH 060H~07FH 080H~09FH 0A0H~0BFH 0C0H~1FFH

实际使用的地址000H~00FH 020H~021H 040H~043H 060H~063H 080H~083H 0A0H

2. 计数器/定时器8253在PC/XT机中的连接和应用 计数器/定时器8253在PC/XT机中的连接和应用DACK0 IOR IOW T/C CS A1 A0 PCLK CP U1 D Q D7~D0 Q RD WR CS A1 A0 CLK0 CLK1 CLK2 D7~D0 GATE0 GATE1 GATE2 OUT1 +5V D CP IRQ0 去8259A T/C2 OUT去扬声器 去扬声器 R Q U2 DRQ0 去DMA8237

8253

OUT0 OUT2

74LS175 +5V PB0

图9.3 8253在PC/XT中的连接电路 8253在PC/XT中的连接电路

图中：PCLK是来自时钟芯片8284输出的外设时钟，频率为2.38636MHZ,经 U1两分频以后得到： 2.38636/2=1.19318MHZ作为8253的计数脉冲。

(1)计数器0为系统中的电子钟提供时间基准。 (1)计数器 为系统中的电子钟提供时间基准。 计数器0﹡选用工作方式3,即方波输出模式，计数器初值为 选用工作方式3,即方波输出模式，计数器初值为 ，于是OUT 输出脉冲频率为1.19318M/2 18.2Hz的方 0,于是OUT0输出脉冲频率为1.19318M/216=18.2Hz的方 波。 ﹡将此信号连接到8259A的IRQ0端，每隔55ms产生 将此信号连接到8259A的 端，每隔55ms产生 一次时钟中断，即每秒产生18.2次 一次时钟中断，即每秒产生18.2次时钟中断请求。 ﹡8088CPU用此时间基准信 …… 此处隐藏：3281字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……