pc总线

PC总线 
  PC总线是IBM PC及 PC/XT机上使用的总线,又称XT总线或8位ISA总线。它不是CPU引脚的延伸,经过8282锁存器、8286发送接收器、8259中断控制器、8237DMA控制器以及其他逻辑的重新驱动和组合控制二形成,又称I/O通道。它共有62引脚,其中,数据线8根、地址线20根、控制线21根、状态线2根,还有时钟、电源、地线,如图1-4所示。现分别简要说明如下:
1.地址线 A19~A0(共20根)输出线,存储器地址A19~A0,最大存储器1M。I/O地址A15~A0,最大64K,在PC及XT机上实际使用A9~A0,I/O范围为0000~03FFH。
2.数据线 D7~D0(共8根)双向线,用来在CPU、存储器以及I/O端口之间传送数据,可用IOWMEMWIORMEMR来选通数据。注意:在PC总线上,地址线和数据线不复用。
3.控制线(共21根)
 AEN:Adress Enable,地址允许信号。PC总线可由CPU或DMA控制器控制,当DMA控制器控制总线时,它同时产生AEN信号,用于禁止CPU控制总线。即:
    
 ALE:Adress Latch Enable,地址锁存允许。在ALE的下降沿锁存来自CPU的地址信号。由总线控制器8288产生。
 读/写信号由CPU或DMA产生,经总线控制器至总线,传送给总线上的从设备。
   IORI/O读命令,用来把选中的I/O设备的数据读到数据总线上。
   IOWI/O写命令,用来把数据总线上的数据写入被选中的I/O端口。
   MEMR:存储器读命令,用来把选中的存储器单元中的数据读到数据总线上。
   MEMW存储器写命令,用来把数据总线上的数据写入被选中的存储器单元。       
PC总线信号
CPU最大模式信号
CPU最小模式信号
IOR
IORC
RD,M/IO=0
IOW
IOWC
WR,M/IO=0
MEMR
MRDC
RD,M/台历打孔机IO=1
MEMW
MWTC
WR,M/IO=1
 IRQ7~IRQ2:Interrupt Require,中断请求信号。总线上的设备通过IRQ7~IRQ2向主板上的中断控制器8259发出中断请求,IRQ7~IRQ2对应8259的引脚IR7~IR2。8259根据优
先级安排,向CPU提出中断请求。一片8258有8个请求输入端IR7~IR0,对应IRQ7~IRQ0,但IRQ0被主板上的系统定时器占用、IRQ1被键盘占用,因此,IRQ0和IRQ1不在PC总线上出现。
 DRQ3~DRQ1:DMA Require,DMA请求信号。用来将I/O设备发出的DMA请求(高电平)通过系统板上的DMA控制器,产生一个DMA周期。
 DACK3DACK1DMA Acknowledge, DMA响应信号。一片DMA控制器8237有四个通道,允许四个设备请求进行DMA传送,但通道0用于DRAM刷新,因此,DRQ0和DACK0不在PC总线上出现。
 T/C:Termination of Count,计数结束信号。一次DMA请求可传送多个字节,当任一DMA通道传送结束时,T/C上出现高电平。
 Reset Drv:系统复位信号,此信号使PC总线上各部件复位。
4.状态线(共2根)
  I/O CH CK:I/O Channel Check,I/O通道奇偶校验信号。当I/O通道上的设备或存储器的奇偶校验有错时,该信号有效。
  I/O CH RDYI/O Channel Ready, I/O通道准备好信号。该信号为低电平时(未准备好),使CPU或DMA插入等待周期Tw。
5.其他(共11根)
  OSC:晶体振荡信号
  ±12V、±5V、地
DI/DO模板
把上述数字量输入通道或数字量输出通道设计在一块模板上, 就称为DI模板或DO模板,也可统称为数字量I/O模板。图4-14为含有DI通道和DO通道的PC总线数字量I/O模板的结构框图,由PC总线接口逻辑、I/O功能逻辑、I/O电气接口等三部分组成。如图4-14所示。
PC总线接口逻辑部分由8位数据总线缓冲器、基址译码器、输入和输出片址译码器组成。
844vv沉没度    I/O功能逻辑部分只有简单的输入缓冲器和输出锁存器。其中,输入缓冲器起着对外部输入信号的缓冲、加强和选通作用;输出锁存器锁存CPU 输出的数据或控制信号,供外部设备使用。I/O缓冲功能可以用可编程接口芯片如8255A构成,也可以用74LS240薄膜式压力传感器24437
3273等芯片实现。
    I/O电气接口部分的功能主要是:电平转换、滤波、保护、隔离、功率驱动等。
    各种数字量I/O模板的前两部分大同小异,不同的主要在于I/O电气接口部分,即输入信号的调理和输出信号的驱动,这是由生产过程的不同需求所决定的。
I/O端口地址的译码设计
  译码电路的形式可分为固定式和可选式译码。若按译码电路采用的元器件来分,则可分为门电路译码和译码器译码。
1.固定式译码
  固定式译码的端口地址由硬件连线决定,不能更改,适用于不需改变端口地址的场合。
设计一个“读2F8H端口”的电路。
  分析:2F8H是一个输入端口(数据输入寄存器),其中有外设的数据,当给该端口发一个选通信号时,该端口把数据送出,图2-8所示电路可译出2F8H读操作端口地址,图2-9所示电路能译出进行读/写操作的2E2H端口地址。图中AEN参加译码,它对端口地址译码进行控制,只有当AEN=0时,即不是DMA操作时译码才有效;当AEN=1时,即是DMA操作时,使译码无效。
这一过程是通过CPU执行指令
简单的延时电路
  IN AL,DX ;DX=2F8H 来实现的。接口电路把CPU执行该指令产生的信号变为选通信号Y,则读出的数据经数据总线进入寄存器AL。
该指令产生的总线信号为: IOR=0,AEN=0(AEN=0表示CPU控制总线,AEN=1表示DMA控制总线), 地址信号A9~A0=2F8H(CPU提供16位地址A15~A0,在微机中,只使用A9~A0,当然也可使用全部16位地址)。   
2.开关式可选地址译码
   这种译码方式可以通过开关使接口卡的I/O端口地址根据要求加以改变而无需改动线路,
其电路结构形式有:     
  (1)使用地址开关加比较器(如图2-10所示)
根据需要设置接口的端口地址,改变地址开关的状态,即可改变端口地址。
关键器件是比较器74LS688,它有两组输入端P7~P0和Q7~Q0,一个输出端。    当P7~P0≡Q7~Q0时,输出低电平橡胶补强剂
当P7~P0≠Q7~Q0时,输出高电平
74LS688的P组输入接地址线,Q组输入接地址开关DIP,输出接译码器74LS138的G2A。只有当G2A=0,
即P7~P0≡Q7~Q0,译码器74LS138才可能译码。
 例1:设DIP的1、2、4位闭合,Q6接+5V,Q7接地。即Q0=0、Q1=0、Q3=0,Q6=1,Q7=0,Q2=Q4=Q5=1,则74LS688输出低电平的条件是:
   P7=Q7=0(AEN=0,表示CPU控制总线)
   P6=Q6=1(A9)
   P5=Q5=1(A8)
   P4=Q4=1(A7)
   P3=Q3=0(A6)
   P2=Q2=1(A5)
   P1=Q1=0(A4)
   P0=Q0=0(A3)
即端口地址为11,1010,0XXX,其中A2、A1、A0接74LS138的C、B、A端,因此,图中的读/写地址为3A0~3A7H。

本文发布于:2024-09-22 13:39:12,感谢您对本站的认可!

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