第二章標(biāo)準(zhǔn)總線的應(yīng)用演示文稿

第二章標(biāo)準(zhǔn)總線的應(yīng)用演示文稿目前一頁\總數(shù)四十頁\編于十七點優(yōu)選第二章標(biāo)準(zhǔn)總線的應(yīng)用目前二頁\總數(shù)四十頁\編于十七點總線標(biāo)準(zhǔn)化的意義產(chǎn)品化、縮短系統(tǒng)的構(gòu)造時間（周期）降低開發(fā)成本便于維護(hù)，結(jié)構(gòu)簡單系統(tǒng)功能擴(kuò)展和更新軟件及硬件的升級保障目前三頁\總數(shù)四十頁\編于十七點標(biāo)準(zhǔn)的形成和標(biāo)準(zhǔn)化的內(nèi)容企業(yè)聯(lián)合制訂某產(chǎn)品的盛行使其總線成為事實的標(biāo)準(zhǔn)申請成為ISO/IEEE標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的內(nèi)容：引腳定義（位置，信號名，屬性）交直流特性、時序電源機(jī)械連接目前四頁\總數(shù)四十頁\編于十七點幾種常用的總線標(biāo)準(zhǔn)S100 Z80單板機(jī)總線MultiBus Intel1977單板與擴(kuò)展、多總線 IEEE-796STD（standard）

IEEE-961普洛公司1978小板結(jié)構(gòu)，剛性好，簡化的MultiBus

VMEMotolora M68000系列32位IEEE-1014PC：ISA系統(tǒng)總線、EISA總線、VESA總線、PCI總線等IEEE-488 并行總線RS-232C、USB串行總線芯片間串行總線I2C,SPI等目前五頁\總數(shù)四十頁\編于十七點IBM-PC/XT總線IBMPC總線是IBMPC/XT機(jī)上使用的8位系統(tǒng)總線有62條信號線，用雙列插槽連接，分A面（元件面）和B面（焊接面）實際上是8088CPU核心電路總線的擴(kuò)充和重新驅(qū)動與最大組態(tài)下的8088總線相似目前六頁\總數(shù)四十頁\編于十七點1.信號功能D0～D7——8位雙向數(shù)據(jù)線A0～A19——20位輸出地址線ALE——地址鎖存允許，每個CPU總線周期的T1狀態(tài)高電平有效/MEMR——存儲器讀，輸出、低有效/MEMW——存儲器寫，輸出、低有效/IOR——I/O讀，輸出、低有效/IOW——I/O寫，輸出、低有效I/OCHRDY——I/O通道準(zhǔn)備好，輸入、高有效目前七頁\總數(shù)四十頁\編于十七點1.信號功能（續(xù)1）IRQ2～I(xiàn)RQ7——中斷請求信號，輸入、高有效AEN——地址允許信號，輸出、高有效，用于指示DMA總線周期DRQ1～DRQ3——DMA請求信號，輸入、高有效/DACK0～/DACK3——DMA響應(yīng)信號，輸出、低有效T/C——計數(shù)結(jié)束信號，輸出、正脈沖有效目前八頁\總數(shù)四十頁\編于十七點1.信號功能（續(xù)2）RESET——復(fù)位信號，輸出、高有效/IOCHCK——I/O通道校驗，輸入、低有效OSC——晶振頻率脈沖，輸出14.31818MHz的主振頻率信號CLK——系統(tǒng)時鐘，輸出4.77MHz的系統(tǒng)時鐘信號＋5V、－5V、＋12V、－12V、GND——電源和地線目前九頁\總數(shù)四十頁\編于十七點PC總線分類信號說明總表OSCB30振蕩器,14.318MHzCLKB20系統(tǒng)時鐘4.77MHz

占空比1:2RESETDRVB2系統(tǒng)總請求信號，用于使系統(tǒng)各部件復(fù)位A0~A19A12~A31地址線D0~D7A2~A9數(shù)據(jù)線ALEB28地址鎖存允許/I/OCHCKA1I/O

通道奇偶校驗信號輸入線，低電平有效I/OCHRDYA10I/O

通道準(zhǔn)備好輸入信號線，高電平有效IRQ2~IRQ7B4,B21~B25中斷請求輸入信號線/IORB14I/O讀命令，輸出信號線，低電平有效/IOWB13I/O

寫命令，輸出信號線，低電平有效/MEMRB12存儲器讀命令，輸出信號線，低電平有效/MEMWB11存儲器寫命令，輸出信號線，低電平有效DRQ1~DRQ3B18,B6,B16DMA請求輸入信號線/DACK0~/DACK3B19,B17,B26,B15DMA響應(yīng)信號輸出信號線AENA11DMA指示信號,高有效，封鎖I/O地址碼T/CB27DMA計數(shù)器達(dá)到預(yù)置周期數(shù)，高有效目前十頁\總數(shù)四十頁\編于十七點2.存儲器讀總線周期I/OCHRDYA19～A0D7～D0T4T3T2T1ALECLK/MEMRT1狀態(tài)——送出存儲器地址T2狀態(tài)——存儲器讀控制信號有效T3狀態(tài)——檢測I/OCHRDY準(zhǔn)備好信號，確定是否插入等待狀態(tài)TwT4狀態(tài)——讀取存儲器送來的數(shù)據(jù)目前十一頁\總數(shù)四十頁\編于十七點2.存儲器寫總線周期I/OCHRDY

A19～A0D7～D0T4T3T2T1ALECLK/MEMWT1狀態(tài)——送出存儲器地址T2狀態(tài)——存儲器寫控制信號有效；同時送出數(shù)據(jù)T3狀態(tài)——檢測I/OCHRDY準(zhǔn)備好信號，確定是否插入等待狀態(tài)TwT4狀態(tài)——存儲器讀取數(shù)據(jù)目前十二頁\總數(shù)四十頁\編于十七點3.I/O讀總線周期I/OCHRDYA15～A0D7～D0T4TwT3T2T1ALECLK/IORT1狀態(tài)——送出I/O地址T2狀態(tài)——I/O讀控制信號有效T3狀態(tài)——確定插入一個等待狀態(tài)TwTw狀態(tài)——檢測I/OCHRDY準(zhǔn)備好信號，確定是否再插入等待狀態(tài)TwT4狀態(tài)——CPU讀取外設(shè)送來的數(shù)據(jù)目前十三頁\總數(shù)四十頁\編于十七點3.I/O寫總線周期I/OCHRDYA15～A0D7～D0T4TwT3T2T1ALECLK/IOWT1狀態(tài)——送出I/O地址T2狀態(tài)——I/O寫控制信號有效；同時在送出數(shù)據(jù)T3狀態(tài)——確定插入一個等待狀態(tài)TwTw狀態(tài)——檢測I/OCHRDY準(zhǔn)備好信號，確定是否再插入等待狀態(tài)TwT4狀態(tài)——外設(shè)讀取CPU送來的數(shù)據(jù)目前十四頁\總數(shù)四十頁\編于十七點ISA(PC/AT)總線工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)總線;它向下兼容PC/XT總線(62芯插座）再擴(kuò)充36個信號的插座目前十五頁\總數(shù)四十頁\編于十七點PC104總線概述（IEEE-P996.1）ISA(PC/AT，IEEE-996)標(biāo)準(zhǔn)的延伸專為嵌入式控制而定義的工業(yè)控制總線。信號定義基本一致電氣和機(jī)械規(guī)范卻完全不同，無背板優(yōu)化的、小型、自我堆棧式結(jié)構(gòu)小型化的尺寸（3.6x3.8inch90x96mm）目前十六頁\總數(shù)四十頁\編于十七點PC104總線概述（IEEE-P996.1）PC/104有兩個版本，8位和16位分別與PC和PC/AT相對應(yīng)。PC/104PLUS則與PCI總線相對應(yīng)目前十七頁\總數(shù)四十頁\編于十七點PC104總線概述（IEEE-P996.1）目前十八頁\總數(shù)四十頁\編于十七點目前十九頁\總數(shù)四十頁\編于十七點PC104PC:源于PC64+40=104目前二十頁\總數(shù)四十頁\編于十七點PC104的16位方式LA17~LA23附加地址線，訪問16M地址空間SD8~SD15高8位數(shù)據(jù)線/SBHE在SD8~SD15傳送數(shù)據(jù)信息/MEMCS16/IOCS16增加4路DMA通道目前二十一頁\總數(shù)四十頁\編于十七點傳統(tǒng)總線——規(guī)定了數(shù)據(jù)線、地址線、控制線、仲裁等現(xiàn)代總線——增加了配置、糾錯等智能特性目前二十二頁\總數(shù)四十頁\編于十七點PCI總線PCI總線是一種不依賴任何具體CPU的局部總線，也就是說它獨立于CPU。IBM-PC機(jī)中的PCI與CPU之間隔著北橋芯片，CPU通過北橋?qū)嵤CI的管理。目前二十三頁\總數(shù)四十頁\編于十七點PCI總線的特點PCI的總線時鐘頻率為33MHz/66MHz。64位數(shù)據(jù)傳送時，其數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)66MHz×8B＝528MB/s。PCI的插槽上，可以插上32位的電路板(卡)，也可以插上64位的電路板(卡)，兩者兼容。目前二十四頁\總數(shù)四十頁\編于十七點PCI總線的特點總線設(shè)備與CPU相對獨立，異步工作讀PCI總線上的某設(shè)備時，要讀數(shù)據(jù)先傳送到緩沖器中，通過PCI總線控制器進(jìn)行緩沖，再由CPU處理當(dāng)寫CPU數(shù)據(jù)時，只將數(shù)據(jù)傳送到緩沖器中，再由PCI總線控制器將數(shù)據(jù)寫入規(guī)定的設(shè)備。PCI可以支持各種不同型號的CPU，具有更長的生命周期。目前二十五頁\總數(shù)四十頁\編于十七點PCI總線的特點即插即用。即插即用就是指基于PCI總線上的電路板(卡)一插入PCI總線立即就可以工作。為用戶帶來了極大的方便。在此前的總線上，利用電路板上的跳線開關(guān)來改變地址，避免地址競爭。在PCI總線的接口地址是由PCI控制器自動配置的，不可能發(fā)生競爭。所以，電路板(卡)插上就可用。目前二十六頁\總數(shù)四十頁\編于十七點PCI總線的特點支持多主控設(shè)備。PCI總線設(shè)備均可以提出總線請求，由PCI管理器中的仲裁機(jī)構(gòu)可允許該設(shè)備成為主控設(shè)備，主控設(shè)備控制PCI總線，實現(xiàn)與從屬設(shè)備間點對點的數(shù)據(jù)傳輸。PCI總線上最多可以支持10個設(shè)備；錯誤檢測及報告。PCI總線能夠?qū)λ鶄魉偷牡刂芳皵?shù)據(jù)信號進(jìn)行奇偶校驗檢測，并通過某些信號線來報告錯誤的發(fā)生；兩種電壓:PCI總線可以在5V的、也可以在3.3V的電壓環(huán)境下工作。目前二十七頁\總數(shù)四十頁\編于十七點PCI設(shè)備的配置信息目前二十八頁\總數(shù)四十頁\編于十七點數(shù)據(jù)接口DQCKOEQDOECK數(shù)據(jù)緩沖DIROE74HC373鎖存加三態(tài)門/IOR地址譯碼控制板選地址譯碼主機(jī)讀端口開三態(tài)門主機(jī)寫端口鎖存去等待電路單片機(jī)寫端口鎖存單片機(jī)讀端口開三態(tài)門地址譯碼控制目前二十九頁\總數(shù)四十頁\編于十七點板選地址譯碼主機(jī)地址譯碼PP=QQG74HC688P0P=QP1P2P3P4P5P6P7Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7GAENA9A8A7A6A5A4A3VCCVCC板內(nèi)譯碼緩沖使能/OE等待電路目前三十頁\總數(shù)四十頁\編于十七點板內(nèi)地址譯碼板內(nèi)譯碼主機(jī)地址譯碼G1/Y0G2A/Y1G2B/Y2A/Y3B/Y4C/Y5/Y6/Y7G1/Y0G2A/Y1G2B/Y2A/Y3B/Y4C/Y5/Y6/Y7/IOW/IORA2A1A0VCC8個寫地址，已于/IOW組合，在寫周期中恰當(dāng)時間發(fā)出負(fù)脈沖。必要的話可以加非門取反成正脈沖。8個讀地址，已于/IOR組合，在讀周期中恰當(dāng)時間發(fā)出負(fù)脈沖。目前三十一頁\總數(shù)四十頁\編于十七點D-觸發(fā)器延時功能SDDQCK/QCDSDDQCK/QCDVCCSDDQCK/QCD目前三十二頁\總數(shù)四十頁\編于十七點等待電路原理SDDQCK/QCD板內(nèi)譯碼ActiveLow&/IOW/IORI/ORDY+RESETDRVDDDDDDDCLRCLKVCC目前三十三頁\總數(shù)四十頁\編于十七點復(fù)位單片機(jī)/置單片機(jī)的運行方式SDDQCK/QCDVCC占用一個寫地址占用一個讀地址目前三十四頁\總數(shù)四十頁\編于十七點寫數(shù)據(jù)到對方時請求中斷SDDQCK/QCDVCC寫數(shù)據(jù)端口讀數(shù)據(jù)同時清中斷或單獨清除中斷中斷請求至輸出鎖存VCC發(fā)送方查詢輸出緩沖器慢接收方查詢數(shù)據(jù)就緒發(fā)送方狀態(tài)口接收方狀態(tài)口目前三十五頁\總數(shù)四十頁\編于十七點基于PC總線的工控板卡的設(shè)計示例線路板的功能概述板選地址譯碼與板內(nèi)I/O譯碼74LS688比較器與地址撥碼開關(guān)數(shù)據(jù)線的緩沖器74LS393