湖南大学：《微机原理与接口技术》课程电子教案（PPT课件）第十四章 IBM PC/XT

Y本章内容 介绍了 IBM PO/X这一典型的微 型计犷机系统的组成 介绍了 IBM PO/XT机的软件配置: MS-DOS操作系统和其他实用程序

 介绍了IBM PC/XT这一典型的微 型计算机系统的组成 本章内容  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

2学习目的 ●建文微机系统的蓬体概≈; °了解 IBM PC/微机系统的具体 组成 了解 IBM PO/XT微机系统的软件 配

学习目的  建立微机系统的整体概念；  了解IBM PC/XT微机系统的具体 组成；  了解IBM PC/XT微机系统的软件 配置

14.1 IBM PO/XT的系统组成 141. IBM PC/XT的硬件配置 PC/XT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。 ②最大配置:在基本配置的基础上,根据需要可 加上如下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

14.1 IBM PC/XT 的系统组成 14.1.1 IBM PC/XT的硬件配置 PC/XT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。 ②最大配置：在基本配置的基础上，根据需要可 加上如下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

141,2系统主板的结构及电气原理 存储器地 RAM ROM 时钟发生 址译码器 器8284 62芯 地址 AB|I/O扩 CPU 锁存器 展插櫚 数据 DB 收发器 CB 协处理 总线控「Io端「中断控DMA控[计数器「并行 器8087 制器口译码制器制器定时器接系统配置 8288 器 8259A 8237A 8253 口8255 DIP开关 [键盘接囗 电源输入 扬声器 接口 +5V+12V5V-12V地

时钟发生 器8284 8088 CPU 协处理 器8087 地 址 锁存器 数 据 收发器 总线控 制器 8288 I/O端 口译码 器 中断控 制器 8259A DMA控 制器 8237A 计数器/ 定时器 8253 并行 I/O接 口8255 存储器地 址译码器 RAM ROM CB DB AB +5V 系统配置 DIP开关 键盘接口 扬声器 接口 ……… +12V-5V -12V 地 电源输入： 62芯 I/O扩 展插槽 14.1.2 系统主板的结构及电气原理

1413 IBM PC/XT的处理器子系统 CPU子系统的核心是作为主CPU的 INtel8088,因工 作在最大模式下,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,构成了一个典型的最大工作模式的CPU子系统电路。 1.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(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

14.1.3 IBM PC/XT的处理器子系统 CPU子系统的核心是作为主CPU的Intel 8088，因工 作在最大模式下，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，构成了一个典型的最大工作模式的CPU子系统电路。 1. 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（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

2地址锁存器 74LS373(八位锁存器)和74LS244(八位三 态单向缓冲器) 3数据收发器 74LS245(八位双向三态缓冲器)

2. 地址锁存器 74LS373（八位锁存器）和74LS244（八位三 态单向缓冲器） 3. 数据收发器 74LS245（八位双向三态缓冲器）

4时钟发生器8284 8284采用的晶体的振荡频率为1431818MHZ,经内 部三分频以后得到47MHZ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个时钟周期组成,因此在 47 MHZ时钟控制下,PC/XT的基本总线周期为840ns, 这样每秒平均可执行大约65万条指令 5.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, 据此输出各种控制信号

5. 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， 据此输出各种控制信号。 4. 时钟发生器8284 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的时钟信号。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， 这样每秒平均可执行大约65万条指令

1414 IBM PC/XT接口部件子系统 如图14.所示,PC/XT主板上安装的接口芯片 有中断控制器8259A一片、DMA控制器8237A 片、计数器/定时器8253一片、并行IO接口 8255A一片,构成PC/XT的接口部件子系统。 1.ⅣO接口芯片片选信号的产生和地址分配 在PCXT中只用了AA参与端口寻址,因此PCXT 的ⅣO端口空间大小为1K(000H-~3FFH)其中前512个O 端口(000H-1FFH,对应A,=0),用于主板上的顶O芯片, 后512个端口(200H-3FF,对应A=1)用于寻扯JO扩 展槽上的ⅣO芯片

14.1.4 IBM PC/XT接口部件子系统 如图14.1所示，PC/XT主板上安装的接口芯片 有中断控制器8259A一片、DMA控制器8237A一 片、计数器/定时器82 53一片、并行I/O接口 8255A一片，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 在PC/XT中只用了A9 ~A0参与端口寻址，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，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

DMA CS 去8237A INTR C 去8259A T/ C C 去8253 PPIO 74LS138Y3 去8255A G2A 21写DMA页面寄存器 (WRTDMAPG) AEN-GI 写NM屏蔽寄存器 (WRTNMIREG) IOw 图142O接口芯片的片选信号产生的电路

IOW 写DMA页面寄存器 （WRTDMAPG） PPI CS T/C CS INTR CS DMACS Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 A B C G2B G2A G1 A5 A6 A7 A8 A9 AEN Y5 Y6 Y7 去8237A 去8259A 去8253 去8255A ≥1 写NMI屏蔽寄存器 （WRTNMIREG） ≥1 74LS138 图14.2 I/O接口芯片的片选信号产生的电路

表141PC/XT主板上JO芯片的端口地址 IO接口芯片 占用的端口地址范 实际使用的地址 DMA控制器8237A 000H~01FH 000H~00FH 中断控制器8259A 020H~03FH 020H~021H 计数器定时器8253 040H~05FH 040H~043H 并口接口电路8255A 060H~07FH 060H~63H DMA页面寄存器 80H~09FH 080H~083H NM屏蔽寄存器 OAOHOBFH NAOH 保留 OCOhIFFH

•000H~00FH •020H~021H •040H~043H •060H~063H •080H~083H •0A0H •000H~01FH •020H~03FH •040H~05FH •060H~07FH •080H~09FH •0A0H~0BFH •0C0H~1FFH •DMA控制器8237A •中断控制器8259A •计数器/定时器8253 •并口接口电路8255A •DMA页面寄存器 •NMI屏蔽寄存器 •保留 •实际使用的地址 •占用的端口地址范 围 •I/O接口芯片 表14.1 PC/XT主板上I/O芯片的端口地址