『壹』 一個ARM9最小系統需要哪些模塊電源,時鍾,復位,CPU,RAM,FLASH,按鍵,屏幕。僅這些是否可以
電源,時鍾,復位、存儲器及調試 5個模塊就夠了~~
你說的,CPU、RAM、FLASH都是內部自帶的。像屏幕、按鍵等是外圍模塊,最小系統可不需要
『貳』 彩電進匯流排都有個什麼規律啊
現在的大屏幕彩電大多是i2c匯流排彩電,一旦發生故障,檢修起來以往的經驗和思路往往用不上:一是i2c匯流排彩電常出現有違常規的故障現象,檢修起來感覺無從下手;二是不知道如何判斷i2c匯流排系統是否正常;三是不知道如何更換cpu及存儲器。事實上,只要大家突破了這三點,i2c匯流排彩電的檢修也就迎刃而解。 一、i2c匯流排彩電的判斷方法
許多維修人員只要看到cpu上標有「sda」和「scl」字樣,就認為此機是i2c匯流排彩電,其實不然,cpu 上標有「sda」和「scl」字樣,僅僅說明cpu上引出了i2c匯流排,但廠家是否開發了匯流排控制功能,還得看匯流排上都掛了些什麼電路。若存儲器和小信號處理器都掛在匯流排上,說明此機是i2c匯流排彩電。檢修這類彩電時,就得按i2c匯流排彩電的檢修特點進行,我們通常所說的i2c匯流排彩電指的就是這一類。若存儲器和小信號處理器中有一個未掛在匯流排上,就算不上真正的i2c匯流排彩電,檢修這類彩電時,仍按老辦法進行處理。
二、i2c匯流排彩電故障自檢
由於i2c匯流排系統是一個由硬體和軟體有機結合的微機系統,它能對系統故障進行自檢,並顯示檢測結果,為維修人員提供自檢信息,維修人員通過對故障信息的分析來判斷故障的大致部位及故障的性質。目前,彩電自檢信息的顯示方式有如下幾種。
1、指示燈顯示方式
當cpu檢測到系統有故障時,便點亮指示燈進入閃爍狀態,維修人員可以根據指示燈閃爍規律來判斷故障部位。例如:索尼貴翔系列彩電(kv―es29m90、kv―efm90等)就使用這種方式。當cpu檢測到某被控器件有故障時,便進入匯流排保護狀態,整機三無,此時,面板上的指示燈進行閃爍。維修人員可根據指示燈的閃爍次數來判斷故障部位,詳細情況如下表所示。
指示燈閃爍次數 1 2 3 4 故障電路存儲器
(ic003) av切換開關
(ic1201)小信號處理
(ic104)環繞聲處理
(ic206)
2、屏幕顯示方式
當cpu檢測到被控電路有故障時,便將故障部位及故障性質採用字元顯示在屏幕上,維修人員可根據顯示的結果來判斷故障性質。例如:長虹g2966彩電就採用這種方式,當屏幕顯示有sda―gnd或scl―gnd時,則說明匯流排與地短路。
3、故障代碼顯示方式
當cpu檢測到匯流排系統有故障時,便以代碼的形式顯示屏幕上,維修人員可根據故障代碼來判斷故障部位。例如:飛利浦md1.0a機芯就使用這種方式,每次開機後,cpu都要通過i2c匯流排對系統中的有關電路進行檢測並以數字代碼形式顯示檢測結果,維修人員可根據所顯示的數字代碼來判斷故障部位。
三、i2c匯流排彩電的特殊故障現象
1、匯流排保護
匯流排保護是i2c匯流排彩電的一種特殊現象。當cpu 檢測到系統有嚴重問題時(如匯流排短路、輸出埠與電源開路等),cpu便會執行匯流排保護程序,系統進入保護狀態,此時彩電可能會出現一些特殊的故障現象,例如:不能開機,白凈光柵,按鍵失靈,黑屏現象,電源繼電器「嗒嗒」響等。因此當碰到這些現象時,首先可按普通故障進行處理,若未能找到故障點,就轉換思路查一查是否匯流排系統不正常而引起匯流排系統不正常而引起匯流排保護,通過轉換思路後,有時很容易找到故障所在。下表列出了變通彩電和i2c匯流排彩電中的一些部件損壞後可能引起的故障現象。
損壞部件普通彩電故障現象 i2c匯流排彩電故障現象 存儲器機器能正常工作,但不能存台會導致匯流排保護,不能開機,或開機後,整機無法工作。 小信號處理器只引起圖像或光柵故障可能導致匯流排保護,引起無光柵甚至不能開機。 伴音處理器只引起伴音故障,圖像正常可能導致匯流排保護,引起控制系統異常,甚至三無現象。 tv/av切換只引起圖、聲故障同上 高頻頭只引起圖、聲故障同上
從上表可以看出,當掛在i2c匯流排上的任何一個被控器損壞時,系統都有可能進入匯流排保護狀態,引起一引起有違常規的故障現象,這一點應引起維修人員的高度注意。
2、軟體錯誤
軟體錯誤所引起的故障現象是i2c匯流排彩電的又一特殊現象,在普通遙控彩電中,一台彩電所能實現的功能只與這台彩電所採用的電路有關,例如電路中設有雙路av輸入電路,就決定該機具有兩路av輸入功能,但在i2c匯流排彩電中,彩電所能實現的功能不僅與電路(硬體)有關,即硬體電路的存在必須與軟體數據的設置相對應,否則,即使設有雙路av輸入電路,也不一定具有雙路av 輸入功能。維修人員常會碰到這樣的情況,有時電視機出現故障時,查遍了所有電路也找不到故障,但檢查軟體後,立即發現了問題。
四、值得注意的幾個引腳
許多i2c匯流排彩電的cpu及被控器上設有特殊功能引腳,這些引腳的電壓,對i2c匯流排的控制功能有較大的影響,只有當這些引腳的電壓正常時,i2c匯流排系統才能正常工作。
1、cpu上i2c匯流排通/斷控制腳
i2c匯流排通/斷控制腳是生產廠家為了便於調試(或測試)而設置的,在通常情況下,該腳為高電平,cpu擁有匯流排控制權,並可通過匯流排傳輸數據。當該腳變為低電平時,cpu就不再擁有i2c匯流排控制權,它將控制權交給生產線上調試計算機管理。因此當該腳電壓失常時,電視機可能會進入工廠調試狀態,這個腳常用「factory」、「busoffin」或「buson/off」等符號來表示。目前設有此腳的cpu如下表所示。
cpu型號所在機芯或機型匯流排通/斷控制腳表示符號 47c1638au353 長虹nc-3機芯 48 bus off in an1871274 長虹cn-5機芯 36 factory tmp87cp38n 長虹nc-63機芯 34 bus off in cht0807 長虹cn-9機芯 20 bus on/off cht0406 長虹cn-12機芯 32 cs m37220m3 康佳「三菱」機芯 35 baq lc863316a 康佳a10機芯 32 pc mn152810 嘉華kc54彩電 50 factory p83c266bdr 廈華xt-29d8m 38 prot/service cxp80420-139 海信tc2919kp 1 bus off in m37210m4-786sp 熊貓2918 7 bus off in cxp80424-146 東芝f2dp機芯 1 bus off in cxp85332 東芝f3ss機芯 3 bus off in m37102m8 三洋a8機芯 13 i2c on/off
當上述引腳變成低電平時,cpu就無法對各被控電路進行控制,此時會造成系統失控的現象。當然,也有許多cpu上未設此腳。
2、cpu上的保護端子
許多i2c匯流排彩電的cpu上設有保護端子,常用「protect」、「safty」、「x―ray」等符號表示,正常工作時,該端子為高電平(或低電平);當電源或掃描電路出現異常時,該端子立即跳變為低電平(或高電平),cpu關閉匯流排,進入保護狀態,此時,整機如同遙控關機一般,但用遙控器也不能開機。下圖是海信tc2199d彩電的保護電路:
cpu的(31)腳為保護端子,正常工作時,電壓接近5v,當行電路出現異常而引起行逆程脈沖過高時,a點電壓會上升,vd448導通,vt449飽和,(31)腳變為低電平,cpu進入保護狀態,並關閉匯流排,同時從(7)腳輸出待機控制電壓,使整機進入待機狀態。下圖是三洋a8芯的保護電路:
cpu的(19)腳為高電平,當5v―1、9v、8v、20v、12v―1及26v電源中的某一路出現短路現象時,(19)腳就變為低電平,cpu進入保護狀態,並從(33)腳輸出交替變化的高/低電平,使指示燈閃爍,以作故障指示。由此可見,當i2c匯流排彩電出現待機(不能二次開機)故障時,千萬別忘了檢查cpu的保護端子。
3、i2c匯流排介面專用電源腳
為了避免數字電路與模擬電路之間的相互干擾現象,某些高檔小信號處理器上設有i2c匯流排介面專用電源引腳,這個腳常用「i2c」、「 i2c vcc」或「bus vcc」等符號來表示,若此腳電壓不正常,i2c匯流排介面也就不能正常工作。如三洋公司推出的la76810晶元就設有此腳(25)腳,正常工作時,該腳為5.0v,若該腳電壓不正常,就會出現三無故障。東芝公司推出的ta1215an晶元也設有此腳(4)腳,並採用+5.0v供電,若電壓不正常,會出現黑屏現象。
4、輔助地址選擇引腳
在同一匯流排系統中,有時會掛兩個或兩個以上的相同部件,為了讓cpu能分別對它們進行定址,就要求這些部件的地址有所區別,故在被控電路上增設輔助地址引腳,只有當該腳電平設置正確時,cpu才能通過i2c匯流排對其進行控制,否則,電路無法正常工作,輔助地址引腳上常標有「add」、「adr」或「adress」等字樣。下表列出了部分被控器的輔助地址引腳及表示符號,可供大家參考。當然,也不是所有被控電路都設有此腳。
晶元功能輔助地址腳表示符號 ta8777n tv/av切換 18 add ta1218an tv/av切換 27 adress tda9170 亮度/色差校正 32 adr tda9177 亮度/色差校正 6 adr tda8540 視頻開關 5、7、11 s tea6430 音頻開關 22 adr tsa5518m 頻率綜合器 12 adr
五、i2c匯流排系統的檢測方法
1、如何判斷匯流排系統是否正常
檢修i2c匯流排彩電時,可通過測量匯流排電壓及波形來判斷匯流排控制系統是否正常。測量時,應對cpu的匯流排輸出端及被控器的匯流排輸入端都進行測量,若測量的結果符合如下規律,說明匯流排系統大致正常。
①檢修時,若發現cpu的匯流排輸出端與被控器的匯流排輸入端電壓相差很大,說明匯流排有開路現象,應查匯流排上的串接電阻。
②檢修時,若發現匯流排電壓低於正常值,則查以下一些部位:
匯流排供電電源及上拉電阻: 因匯流排輸出電路屬開路形式,當供電電源丟失或上拉電阻斷路時,匯流排輸出端得不到供電,從而使匯流排電壓下降。
匯流排與地之間所接元件是否漏電或擊穿: 為了提高匯流排的抗干擾能力,許多彩電的匯流排與地之間接有電容或穩壓二極體,當它們漏電或擊穿時,匯流排電壓會下降。
被控電路的匯流排介面: 當被控電路的匯流排介面出現故障(如內部電路擊穿等)時,也會引起匯流排電壓下降,此時可採用斷路法進行檢查,即斷開被控電路與總路線的連接,看匯流排電壓是否恢復。若匯流排電壓恢復了,說明該被控電路便是故障所在。若匯流排電壓仍未恢復,則再斷開其他被控電路,直到找到故障為止。另外被控電路匯流排介面供電不正常時,也有可能導致匯流排電壓下降。
cpu本身: 若通過上述檢查,仍未找到故障,則應檢查cpu本身。
③若檢修時,發現匯流排電壓為高電平,操作遙控器及本機鍵盤時,電壓又不抖動,且匯流排上也無波形存在,則說明故障很可能發生在cpu或存儲器上,應重點檢查cpu的工作條件(供電電路、時鍾電路、復位電路、鍵盤電路)及存儲器的外圍元件。若未發現問題,可試著更換存儲器和cpu。
④若匯流排電壓及波形正常,只是個別功能丟失,則查軟體設置,一般通過正確設置數據後,即可排除故障。
值得注意的是,在操作本機鍵盤或遙控器時,不可能所有的按鍵都能引起i2c匯流排電壓抖動或波形變化,一些鍵的控制過程不需i2c匯流排來完成,i2c匯流排的電壓和波形自然也就不會變化。
六、cpu及存儲器的更換
i2c匯流排彩電所用的cpu不同於普通遙控彩電所用的cpu,其晶元內rom中寫有控制軟體,有些廠家還專門以軟體號來對cpu進行命名。當cpu損壞後,不能隨便從市面上購一塊硬體型號相同的cpu換上,這樣做 很可能使機器無法正常工作,而必須選用廠家提供的原型號的cpu進行更換。另外,同一硬體型號的cpu一般會在不同廠家所生產的電視機上應用,盡管它們的圖標型號一樣,但它們之間一般不能相互替換。
i2c匯流排彩電的存儲器中存有控制信息和用戶信息,當存儲器損壞後,整機就不能政常工作,因此必須對存儲器進行更換,現在市售的存儲器都是空白的,裡面未存控制信息,即使換上了新存儲器,整機也未必能正常工作,還必須對新換上的存儲器進行初始化,這個過程又稱拷貝,只有通過拷貝後的存儲器才存有控制信息,才能確保整機正常工作。
國產彩電一般採用自動拷貝方式或半自動拷貝方式,自動拷貝方式是指更換存儲器後,只要重新開機,cpu就會對存儲器中的數據進行檢查,若發現存儲器是空的,cpu就執行拷貝程序,將內部rom中的控制信息自動寫入新存儲器中。目前,絕大多數彩電使用這種方式。半自動拷貝方式是指更換存儲器後,只需將彩電置於維修模式,再執行約定的操作,便可將cpu內部rom中的控制信息寫入新存儲器中。例如:長虹cn―5機芯就使用這種方式,更換存儲器後,將微處理器⑨腳接地,同時按住本機「節目增」鍵和「菜單」鍵,再接通電源,就可將微處理器中的數據拷貝到新存儲器中。
對存儲器初始化後,彩電雖能正常工作,但不一定處於最佳工作狀態,此時還得進入維修模式,對機器進行適當的調整,直到獲得最佳效果為止。
最後,特別說明三點:①檢修i2c匯流排彩電時,首先要熟悉機器進入維修模式的方法和軟體調整清單;②當圖像質量不能達標時,不妨先調後修;③碰到彩電某功能丟失或怪故障時,不妨從i2c匯流排系統入手,先查軟體設置,再查匯流排系統中的電路。
七、i2c匯流排彩電檢修實例
例1:海信tc2199d彩電,出現黑屏現象,且無伴音。
開機,發現顯像管燈絲亮,說明行電路已工作,黑屏
現象可能是末級視放電路處於截止狀態而引起的。按以往的檢修經驗,先查末級視放電路及小信號處理電路,一無所獲,故而轉變思路,查i2c匯流排控制系統,結果發現cpu的(29)腳電壓為0.1v左右,遠低於正常值(4.6v),(如下圖),而小信號1處理n201的(11)腳電壓卻為高電平,由此可知,匯流排上有開路現象,進一步檢查,發現r843的阻值已變為無窮大,用一隻100ω的電阻替換後,故障排除。
小結:這是一例匯流排開路的故障,一隻小小的電阻,卻使匯流排陷於癱瘓,若不了解i2c匯流排彩電的故障特點。只查未級視放和小信號處理器很難找到故障。因而當i2c匯流排彩電出現黑屏故障時,切莫忘了檢查匯流排系統。附帶說一句,在海信tc2199d、tc2181f、tc2189等機中,匯流排均用i2c data、i2c clock及busdata、busclock表示,這種表示法,在國產機中比較少見。
例2:黃河hc2188彩電,開面後,整機處於待機狀態,遙控及本機鍵盤全部失靈。
從故障現象上看,故障應出在控制系統,按常規方法,先查cpu的供電、復位及時鍾電路,均正常,轉而檢查匯流排系統(參考下圖),測(37)腳、(38)腳匯流排電壓,都正常,再查(11)腳、(12)腳匯流排電壓,也正常,於是懷疑存儲器或cpu損壞,導致匯流排進入保護狀態,更換存儲器後,故障排除。
該機為自動拷貝方式,更換存儲器後,重新開機,cpu就會運行拷貝程序,並將cpu內rom中的數據通過匯流排定入新存儲器中。
小結:該故障告訴我們,在i2c匯流排彩電中,存儲器損壞可能會引起不能開機的故障。而普通彩虹電的存儲器損壞時,機器卻能夠正常開啟,也能正常收看,只是喪失記憶功能而已。
『叄』 簡述微型計算機中的三種匯流排及其作用是什麼
三種匯流排是數據匯流排、地址匯流排、控制匯流排。
1、「數據匯流排DB」用於傳送數據信息。數據匯流排是雙向三態形式的匯流排,即他既可以把CPU的數據傳送到存儲器或I/O介面等其它部件,也可以將其它部件的數據傳送到CPU。
2、「地址匯流排AB」是專門用來傳送地址的,由於地址只能從CPU傳向外部存儲器或I/O埠,所以地址匯流排總是單向三態的。地址匯流排的位數決定了CPU可直接定址的內存空間大小,比如8位微機的地址匯流排為16位,則其最大可定址空間為2^16=64KB。
3、「控制匯流排CB」用來傳送控制信號和時序信號。控制信號中,有的是微處理器送往存儲器和I/O介面電路的,如讀/寫信號,片選信號、中斷響應信號等;也有是其它部件反饋給CPU的,比如:中斷申請信號、復位信號、匯流排請求信號、設備就緒信號等。
因此,控制匯流排的傳送方向由具體控制信號而定,一般是雙向的,控制匯流排的位數要根據系統的實際控制需要而定。
(3)復位時鍾存儲器匯流排擴展閱讀
按照傳輸數據的方式劃分,匯流排可以分為串列匯流排和並行匯流排。串列匯流排中,二進制數據逐位通過一根數據線發送到目的器件;並行匯流排的數據線通常超過2根。常見的串列匯流排有SPI、I2C、USB及RS232等。
按照時鍾信號是否獨立,可以分為同步匯流排和非同步匯流排。同步匯流排的時鍾信號獨立於數據,而非同步匯流排的時鍾信號是從數據中提取出來的。SPI、I2C是同步串列匯流排,RS232採用非同步串列匯流排。
『肆』 MCS-51單片機內部結構由哪幾部分組成
單片機與微型計算機都是由CPU、存儲器和輸入/輸出介面等組成的。
單片機(Single-Chip Microcomputer)是一種集成電路晶元,是採用超大規模集成電路技術把具有數據處理能力的中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統、定時器/計數器等功能。
集成到一塊矽片上構成的一個小而完善的微型計算機系統,在工業控制領域廣泛應用。從上世紀80年代,由當時的4位、8位單片機,發展到現在的300M的高速單片機。
特點:
單片機的特點可歸納為以下幾個方 面:集成度高;存儲容量大;外部擴展能力強;控制功能強。
1、從內部的硬體到軟體有一套完整的按位操作系統,稱作位處理器,處理對象不是字或位元組而是位。不但能對片內某些特殊功能寄存器的某位進行處理,如傳送、置位、清零、測試等,還能進行位的邏輯運算,其功能十分完備,使用起來得心應手。
2、同時在片內RAM區間還特別開辟了一個雙重功能的地址區間,使用極為靈活,這一功能無疑給使用者提供了極大地方便。
3、乘法和除法指令,這給編程也帶來了便利。很多的八位單片機都不具備乘法功能,作乘法時還得編上一段子程序調用,十分不便。
『伍』 單片機MCU由哪些部分組成
單片機的內部結構
單片機是把微型計算機的主要組成部分CPU、存儲器、輸入/輸出介面等集成在一塊超大規模集成電路晶元上。
它是由CPU系統、程序存儲器、數據存儲器、各種I/O埠、基本功能單元(定時器/計數器等)組成。
1.CPU系統
CPU系統包括有CPU、時鍾系統、復位、匯流排(BUS,即信號的公共通道)控制邏輯。
(1)CPU
單片機中的CPU與微型計算機中的CPU有所不同,它的特點是,面向控制、面向嵌入系統、面向單晶元化。
(2)時鍾系統
時鍾系統用於產生單片機工作所需的時鍾信號。它必須滿足CPU及單片機內各單元電路對時鍾的要求。時鍾振盪器的工作頻率一般在1.2~12MHz。
(3)復位電路
復位電路應滿足上電復位、信號控制復位的要求。
(4)匯流排控制邏輯
匯流排控制邏輯應滿足CPU對內部匯流排和外部匯流排的控制要求。
2.程序存儲器
程序存儲器是一種只讀存儲器ROM(Read Only Memory),用它來固化單片機的應用程序和一些表格常數。單片機生產廠家按單片機內部程序存儲器的不同結構,形成單片機的不同結構類型,計有:
(1)Mask ROM型 (2)EPROM型 (3)ROM less型 (4)OTP ROM (5)Flash ROM(MTP ROM)型
前三種程序存儲器的單片機是早期的產品,目前EPROM、ROM Less型已較少使用。
3.數據存儲器RAM
RAM是一種可讀寫的存儲器,也叫隨機存儲器。單片機內部的RAM除了作為工作寄存器、位標志和堆棧區以外的單元都可以作為數據緩沖器使用,存放輸入的數據或運算的結果。
由於單片機主要是面向測控系統,所以單片機內部的數據存儲器容量較小,通常不多於256位元組,而且都使用靜態隨機存儲器SRAM(Static Random Access Memory)。
4.各種I/O埠
I/O埠是計算機的輸入、輸出介面(T是輸入,O是輸出之意)。單片機中的I/O埠都是晶元的輔入/輸出引腳。這些I/O埠,可分為以下幾種類型:
(1)匯流排輸入/輸出埠
(2)用戶I/O埠。由用戶用於外部電路的輸入/輸出控制。
(3)單片機內部功能的輸入/輸出埠。例如,定時器/計數器的計數輔入、外部中斷源輔入等。
為減少單片機引腳數量,一般I/O口都有復式功能。例如不使用外部匯流排時,匯流排埠可出讓給用戶做輔入/輔出埠用。
從I/O口的結構上還可以分為並行I/O口,即多位數據一起輸出或輸入,這種形式傳送數據速度快但使用的引腳多。另—種I/O口稱為串列I/O口,即傳送數據是順序輸出或輸入,這種形式可大大減少I/O口的引腳數,但傳送數據較慢。
5.基本功能單元
基本功能單元是為滿足單片機測控功能而設置的一些電路,是用來完善和擴大計算機功能的一些基本電路,如定時器/計數器,中斷系統等。定時器/計數器在實際應用中作用非常大,如精確的定時,或者對外部事件進行計數等。
『陸』 51系列單片機的內部結構由什麼組成
51子系列單片機由CPU、數據存儲器RAM、程序存儲器ROM、特殊功能寄存器、4個I/O口、串列口、定時器/計數器、中斷系統等八個功能部件組成。
CPU由累加器A、暫存器1、2、ALU、PSW等組成
數據存儲器由RAM地址寄存器、RAM單元等組成。
程序存儲器指EPROM或 ROM。
SFR指P0、P1、P2、P3鎖存器、B、DPTR等。
『柒』 選用2764 EPROM 存儲晶元,設計一個64KB的程序存儲器,寫出設計步驟…
4.2參見p.106-107
匯流排操作指的是發生在匯流排上的某些特定操作,匯流排周期指的是完成一次特定匯流排操作所需的時間。對8088而言其典型的匯流排周期由 4個T狀態組成。PC/XT所採用的時鍾頻率為4.77MHz,每個T狀態的持續時間為210ns。如果CLK引腳接5MHz的時鍾信號,那麼每個T狀態的持續時間為200ns。
4.4解答:
當8088進行讀寫存儲器或I/O介面時,如果存儲器或I/O介面無法滿足CPU的讀寫時序(來不及提供或讀取數據時),需要CPU插入等待狀態TW。(在T3前沿檢測Ready信號,若無效則插入TW 。)
具體在讀寫匯流排周期的T3和T4之間插入TW。
4.6參見p.99,p.110
8088的某些輸出線有三種狀態:高電平、低電平、懸空(高阻態),稱為三態能力。在高阻狀態,CPU放棄其了對該引腳的控制權,由連接它的設備接管。
具有三態能力的引腳有:AD7~AD0,A15~A8,A19/S6~A16/S3,ALE,IO/M*,WR*,RD*,DEN*,DT/R*。
4.11
匯流排周期 IO/M* WR* RD*
存儲器讀 低 高 低
存儲器寫 低 低 高
I/O讀 高 高 低
I/O寫 高 低 高
4.12 答:
取該指令時引發存儲器讀匯流排操作。執行該指令時引發I/O讀匯流排操作。(時序圖略)
4.13 8088系統最小組態下,對指令ADD [2000H],AX (長度3B)。
答:取該指令時需要3個匯流排周期,均為存儲器讀周期。
執行該指令時需要4個匯流排周期,2個為存儲器讀匯流排周期(讀出字操作數參與運算),2個為存儲器寫匯流排周期(保存16位運算結果)。
4.15 參見p.106圖
74LS373 的G為電平鎖存引腳,控制選通且轉為無效時鎖存數據。
OE* 輸出允許引腳,信號來自ALE。
4.16 參見p.106圖
數據收發器74LS245 是8位雙向緩沖器,G*控制端為低電平有效,可傳輸數據;DIR控制導通方向:DIR=1,A→B;DIR=0,A←B。
4.17 參見p.111-112
歸納為:1、8086數據匯流排變為16位,數據地址線復用為AD15~AD0。
2、8086指令隊列程度變為6位元組長,當有2個位元組空才取下一指令。
3、8088引腳IO/M* ,8086變為M/IO*;
4、引腳SS0* 變為BHE*/S7,BHE* 的作用是使D15~D8有效。
5、8086存儲器組織為奇偶分塊,偶地址取字只要讀1次,奇地址取字需要讀兩次。
6、I/O埠大都採用偶地址,目的是引導8位數據到低8位匯流排AD7~AD0上,以提高效率。
=========================
5.1
Cache、主存和輔存的作用——參見 p.120~121
虛擬存儲器——參見p.121
在CPU看來,訪問主存和訪問輔存有什麼不同?
訪問主存:通過存儲器訪問機器指令,按字隨機訪問。
訪問輔存:通過操作系統,按塊順序訪問。
5.2 在半導體存儲器中,RAM指的是 隨機存取存儲器 ,它可讀可寫,但斷電後信息一般會 丟失 ;而ROM指的是 只讀存儲器 ,正常工作時只能從中 讀取 信息,但斷電後信息 不會丟失 。以EPROM晶元2764為例,其存儲容量為8K×8位,共有 8 條數據線和 13 條地址線。用它組成64KB的ROM存儲區共需 8 片2764晶元。
5.4 一個容量為4K×4位的假想RAM存儲晶元,他應該有多少根地址線引腳和多少根數據線引腳?如果讓你來進行設計,那麼它還需要哪些控制引腳?這些引腳分別起什麼樣的控製作用?
解答:
4K×4的晶元應該有12根地址線引腳和4根數據線引腳。
控制引腳應該有:
讀取信號OE*:有效時,表示讀取存儲單元的數據
寫入信號WE*:有效時,表示將數據寫入存儲單元
片選信號CS*:有效時,表示選中該晶元,可以進行讀寫操作。
5.7 什麼是存儲晶元的位擴充和地址擴充?採用靜態RAM的晶元2114(1K*4位)或動態RAM的晶元4116(16K*1位)來組成32KB的RAM存儲區,請問各需要多少晶元?在位方向和地址方向各需要進行什麼樣的擴充?
解答:(參見p.140) 使用多個晶元來擴充存儲數據位的寬度,稱為位擴充。
採用多個晶元在地址方向上進行擴充,稱為地址擴充或字擴充。
用SRAM 2114組成32KBRAM存儲區:2片為一組,得1KB,所以組成32KB就要32組,共需要64片SRAM 2114。
用DRAM 4116組成32KBRAM存儲區:8片為一組,得16KB,所以組成32KB只要2組,共需要16片DRAM 4116。
機床作為機械製造業的重要基礎裝備,它的發展一直引起人們的關注,由於計算機技術的興起,促使機床的控制信息出現了質的突破,導致了應用數字化技術進行柔性自動化控制的新一代機床-數控機床的誕生和發展。計算機的出現和應用,為人類提供了實現機械加工工藝過程自動化的理想手段。隨著計算機的發展,數控機床也得到迅速的發展和廣泛的應用,同時使人們對傳統的機床傳動及結構的概念發生了根本的轉變。數控機床以其優異的性能和精度、靈捷而多樣化的功能引起世人矚目,並開創機械產品向機電一體化發展的先河。 數控機床是以數字化的信息實現機床控制的機電一體化產品,它把刀具和工件之間的相對位置,機床電機的啟動和停止,主軸變速,工件松開和夾緊,刀具的選擇,冷卻泵的起停等各種操作和順序動作等信息用代碼化的數字記錄在控制介質上,然後將數字信息送入數控裝置或計算機,經過解碼,運算,發出各種指令控制機床伺服系統或其它的執行元件,加工出所需的工件。 數控機床與普通機床相比,其主要有以下的優點: 1. 適應性強,適合加工單件或小批量的復雜工件; 在數控機床上改變加工工件時,只需重新編制新工件的加工程序,就能實現新工件加工。 2. 加工精度高; 3. 生產效率高; 4. 減輕勞動強度,改善勞動條件; 5. 良好的經濟效益; 6. 有利於生產管理的現代化。 數控機床已成為我國市場需求的主流產品,需求量逐年激增。我國數控機機床近幾年在產業化和產品開發上取得了明顯的進步,特別是在機床的高速化、多軸化、復合化、精密化方面進步很大。但是,國產數控機床與先進國家的同類產品相比,還存在差距,還不能滿足國家建設的需要。 我國是一個機床大國,有三百多萬台普通機床。但機床的素質差,性能落後,單台機床的平均產值只有先進工業國家的1/10左右,差距太大,急待改造。 舊機床的數控化改造,顧名思義就是在普通機床上增加微機控制裝置,使其具有一定的自動化能力,以實現預定的加工工藝目標。 隨著數控機床越來越多的普及應用,數控機床的技術經濟效益為大家所理解。在國內工廠的技術改造中,機床的微機數控化改造已成為重要方面。許多工廠一面購置數控機床一面利用數控、數顯、PC技術改造普通機床,並取得了良好的經濟效益。我國經濟資源有限,國家大,機床需要量大,因此不可能拿出相當大的資金去購買新型的數控機床,而我國的舊機床很多,用經濟型數控系統改造普通機床,在投資少的情況下,使其既能滿足加工的需要,又能提高機床的自動化程度,比較符合我國的國情。 1984年,我國開始生產經濟型數控系統,並用於改造舊機床。到目前為止,已有很多廠家生產經濟型數控系統。可以預料,今後,機床的經濟型數控化改造將迅速發展和普及。所以說,本畢業設計實例具有典型性和實用性。 第二章 總體方案的設計 2.1 設計任務 本設計任務是對CA6140普通車床進行數控改造。利用微機對縱、橫向進給系統進行開環控制,縱向(Z向)脈沖當量為0.01mm/脈沖,橫向(X向)脈沖當量為0.005mm/脈沖,驅動元件採用步進電機,傳動系統採用滾珠絲杠副,刀架採用自動轉位刀架。 2.2 總體方案的論證 對於普通機床的經濟型數控改造,在確定總體設計方案時,應考慮在滿足設計要求的前提下,對機床的改動應盡可能少,以降低成本。 (1)數控系統運動方式的確定 數控系統按運動方式可分為點位控制系統、點位直線控制系統、連續控制系統。由於要求CA6140車床加工復雜輪廓零件,所以本微機數控系統採用兩軸聯動連續控制系統。 (2)伺服進給系統的改造設計 數控機床的伺服進給系統有開環、半閉環和閉環之分。 因為開環控制具有結構簡單、設計製造容易、控制精度較好、容易調試、價格便宜、使用維修方便等優點。所以,本設計決定採用開環控制系統。 (3)數控系統的硬體電路設計 任何一個數控系統都由硬體和軟體兩部分組成。硬體是數控系統的基礎,性能的好壞直接影響整體數控系統的工作性能。有了硬體,軟體才能有效地運行。 在設計的數控裝置中,CPU的選擇是關鍵,選擇CPU應考慮以下要素: 1. 時鍾頻率和字長與被控對象的運動速度和精度密切相關; 2. 可擴展存儲器的容量與數控功能的強弱相關; 3. I/O口擴展的能力與對外設控制的能力相關。 除此之外,還應根據數控系統的應用場合、控制對象以及各種性能、參數要求等,綜合起來考慮以確定CPU。在我國,普通機床數控改造方面應用較普遍的是Z80CPU和MCS-51系列單片機,主要是因為它們的配套晶元便宜,普及性、通用性強,製造和維修方便,完全能滿足經濟型數控機床的改造需要。本設計中是以MCS-51系列單片機,51系列相對48系列指令更豐富,相對96系列價格更便宜,51系列中,是無ROM的8051,8751是用EPROM代替ROM的8051。目前,工控機中應用最多的是8031單片機。本設計以8031晶元為核心,增加存儲器擴展電路、介面和面板操作開關組成的控制系統。 2.3 總體方案的確定 經總體設計方案的論證後,確定的CA6140車床經濟型數控改造示意圖如圖所示。CA6140車床的主軸轉速部分保留原機床的功能,即手動變速。車床的縱向(Z軸)和橫向(X軸)進給運動採用步進電機驅動。由8031單片機組成微機作為數控裝置的核心,由I/O介面、環形分配器與功率放大器一起控制步進電機轉動,經齒輪減速後帶動滾珠絲杠轉動,從而實現車床的縱向、橫向進給運動。刀架改成由微機控制的經電機驅動的自動控制的自動轉位刀架。為保持切削螺紋的功能,必須安裝主軸脈沖發生器,為此採用主軸靠同步齒形帶使脈沖發生器同步旋轉,發出兩路信號:每轉發出的脈沖個數和一個同步信號,經隔離電路以及I/O介面送給微機。如圖2-1所示: 第三章 微機數控系統硬體電路設計 3.1微機數控系統硬體電路總體方案設計 本系統選用8031CPU作為數控系統的中央處理機。外接一片2764EPROM,作為監控程序的程序存儲器和存放常用零件的加工程序。再選用一片6264RAM用於存放需要隨機修改的零件程序、工作參數。採用解碼法對擴展晶元進行定址,採用74LS138解碼器完成此功能。8279作為系統的輸入輸出口擴展,分別接鍵盤的輸入、輸出顯示,8255接步進電機的環形分配器,分別並行控制X軸和Z軸的步進電機。另外,還要考慮機床與單片機之間的光電隔離,功率放大電路等。其硬體框圖如圖3-1所示: 圖3-2 8031晶元內部結構圖 各引腳功能簡要介紹如下: ⒈ 源引腳 VSS:電源接地端。 VCC:+5V電源端。 ⒉ 輸入/輸出(I/O)口線 8031單片機有P0、P1、P2、P3 4個埠,每個埠8根I/O線。當系統擴展外部存儲器時,P0口用來輸出低8位並行數據,P2口用來輸出高8位地址,P3口除可作為一個8位準雙向並行口外,還具有第二功能,各引腳第二功能定義如下: P3.0 RXD:串列數據輸入端。 P3.1 TXD:串列數據輸出端 P3.2 INT0:外部中斷0請求信號輸入端。 P3.3 INT1:外部中斷1請求信號輸入端。 P3.4 T0:定時器/計數器0外部輸入端 P3.5 T1:定時器/計數器1外部輸入端 P3.6 WR:外部數據存儲器寫選通。 P3.7 RD:外部數據存儲器讀選通。 在進行第二功能操作前,對第二功能的輸出鎖存器必須由程序置1。 ⒊ 信號控制線 RST/VPD:RST為復位信號線輸入引腳,在時鍾電路工作以後,該引腳上出現兩個機器周期以上的高電平,完成一次復位操作。 8031單片機採用兩種復位方式:一種是加電自動復位,另一種為開關復位。 ALE/PROG:ALE是地址鎖存允許信號。它的作用是把CPU從P0口分時送出的低8位地址鎖存在一個外加的鎖存器中。 :外部程序存儲器讀選通信號。當其為低電平時有效。
VPP:當EA為高電平且PC值小於0FFFH時CPU執行內部程序存儲器中的程序。當EA為低電平時,CPU僅執行外部程序存儲器中的程序。 XTAL1:震盪器的反相放大器輸入,使用外部震盪器時必須接地; XTAL2:震盪器的反相放大器輸出,使用外部震盪器時,接收外圍震盪信號; (2)片外三匯流排結構 單片機在實際應用中,常常要擴展外部存儲器、I/O口等。單片機的引腳,除了電源、復位、時鍾輸入以及用戶I/O口外,其餘的引腳都是為了實現系統擴展而設置的,這些引腳構成了三匯流排形式: ⒈ 地址匯流排AB 地址匯流排寬度為16位。因此,外部存儲器直接定址范圍為64KB。由P0口經地址鎖存器提供16位地址匯流排的低8位地址(A7~A0),P2口直接提供高8位地址(A15~A8)。 ⒉ 數據匯流排DB 數據匯流排寬度為8位,由P0口提供。 ⒊ 控制匯流排CB 控制匯流排由第二功能狀態下的P3口和4根獨立的控制線RST、EA、ALE和PSEN組成。其引腳圖如圖3-3所示: 3.1.2 8255A可編程並行I/O口擴展晶元 8255A可編程並行I/O口擴展晶元可以直接與MCS系列單片機系統匯流排連接,它具有三個8位的並行I/O口,具有三種工作方式,通過編程能夠方便地採用無條件傳送、查詢傳送或中斷傳送方式完成CPU與外圍設備之間的信息交換。8255A的結構及引腳功能: 1、 8255A的結構 8255A的內部結構如圖3-4所示。其中包括三個8位並行數據I/O埠,二個工作方式控制電路,一個讀/寫控制邏輯電路和一個8位數據匯流排緩沖器。各部分功能介紹如下: (1) 三個8位並行I/O埠A、B、C A口:具有一個8位數據輸出鎖存/緩沖器和一個8位數據輸入鎖存器。可編程為8位輸入、或8位輸出、或8位雙向寄存器。B口:具有一個8位數據輸出鎖存/緩沖器和一個8位輸入或輸出寄存器,但不能雙向輸入/輸出。C口:具有一個8位數據輸出鎖存/緩沖器和一個8位數據輸入緩沖器,C口可分作兩個4位口,用於輸入或輸出,也可作為A口和B口選通方式工作時的狀態控制信號。 (2) 工作方式控制電路 A、B兩組控制電路把三個埠分成A、B兩組,A組控制A口各位和C口高四位,B組控制B口各位和C口低四位。兩組控制電路各有一個控制命令寄存器,用來接收由CPU寫入的控制字,以決定兩組埠的工作方式。也可根據控制字的要求對C口按位清「0」或置「1」。 (3) 讀/寫控制邏輯電路 它接收來自CPU的地址信號及一些控制信號,控制各個口的工作狀態。 (4) 數據匯流排緩沖器 它是一個三態雙向緩沖器,用於和系統的數據匯流排直接相連,以實現CPU和8255A之間信息的傳送。
『捌』 計算機系統匯流排都有哪些
系統匯流排:指連接 CPU、存儲器和各種 I/O 模塊等主要部件的匯流排。又稱板級匯流排 或板間匯流排。 局部匯流排、處理器-主存匯流排、高速 I/O 匯流排、擴充 I/O 匯流排等 通信匯流排:這類匯流排用於主機和 I/O 設備之間或計算機系統之間的通信。 系統匯流排的組成 個系統匯流排通常由一組控制線、一組數據線和一組地址線構成。也有些匯流排沒有單 獨的地址線,地址信息通過數據線來傳 送,這種情況稱為數據/地址復用。 數據線:承載在源和目部件之間傳輸的信息。數據線的寬度反映一次能傳送的數據 的位數。 地址線:給出源數據或目的數據所在的主存單元或 I/O 埠的地址。地址線的寬度 反映最大的定址空間。 控制線:控制對數據線和地址線的訪問和使用。用來傳輸定時信號和命令信息。 控制線中典型的信號 典型的控制信號包括: 時鍾:用於匯流排同步。 復位:初始化所有設備。 匯流排請求:表明發出該請求信號的設備要使用匯流排。 匯流排允許:表明接收到該允許信號的設備可以使用匯流排。 中斷請求:表明某個中斷正在請求。 – 中斷回答:表明某個中斷請求已被接受。 存儲器讀:從指定的主存單元中讀數據到數據匯流排上。 存儲器寫:將數據匯流排上的數據寫到指定的主存單元中。 I/O 讀:從指定的 I/O 埠中讀數據到數據匯流排上。 I/O 寫:將數據匯流排上的數據寫到指定的 I/O 埠中。 傳輸確認:表示數據已被接收或已被送到匯流排上。 匯流排的分類 ? 按匯流排的數據傳輸方式來分 串列匯流排:在數據線上按位進行傳輸,只需一根數據線,線路成本低,適合於遠距 離數據傳輸。 連接慢速設備,近年也出現了中高速串列匯流排。如:P1394,可傳輸多媒體信息。 波特率:每秒鍾通過信道傳輸的碼元數.也稱碼元傳輸速率,單位為位/秒(b/s)。 並行匯流排:在數據線上同時有多位一起傳送,每一位有一根數據線,故需多根數據 線。速度比串列快。 衡量並行匯流排速度的指標是最大數據傳輸率或稱帶寬(MB/s)。 突發式數據傳送模式:結合串列和並行方式,連續傳送多個字。