第二章 总线与接口标准
串行通信接口及总线标准
RS-4
定义
RS-485是一种改进的串行 通信接口标准，由EIA制定。
特点
采用差分信号传输方式， 具有多站能力、高抗干扰 能力和长距离传输能力。
应用
广泛应用于工业自动化、 楼宇自动化和智能家居等 领域。
SPI
定义
应用
SPI是一种同步串行通信协议，由摩托 罗拉公司制定。
常用于微控制器和外围设备之间的通 信。
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详细描述
在工业自动化控制系统中，各种设备如传感器、执行器、控制器等需要实时地进行数据交换和通信。 串行通信接口能够提供稳定、可靠的连接，使得设备间能够高效地传输数据，实现自动化控制和监测 。这有助于提高生产效率、降低成本、减少故障发生率。
智能家居系统
总结词
串行通信接口在智能家居系统中发挥关键作用，能够实现家庭设备的互联互通，提升家居生活的便利性和舒适度。
VS
详细描述
物联网设备间需要进行大量的数据交换和 通信，以实现设备的远程监控和管理。串 行通信接口能够提供高效、可靠的数据传 输服务，使得设备间能够稳定地进行通信 。这有助于促进物联网的发展和应用，提 高设备的可维护性和可管理性，降低运营 成本。
汽车电子系统
总结词
串行通信接口在汽车电子系统中具有重要价 值，能够实现汽车各系统间的信息共享和协 同工作，提高汽车的安全性和可靠性。
数据传输速率较慢。
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特点
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数据传输距离较远。
数据传输线少，成本低。
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适用于不同设备之间的通信。
串行通信接口的重要性
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实现设备之间的数据交换和通 信。
简化电路设计，降低成本。
大学信息技术第二章试题及答案
大学信息技术第二章试题及答案满分：171分姓名：________ 1、判断题(本题共计50分)1、如果用户想从计算机打印输出一张彩色图片，目前选用彩色喷墨打印机最合适。
（）2、PC机与Macintosh所采用的微处理器分别是Pentium和PowerPC，这两种微处理器结构不同，指令系统也有很大差别，所以这两款机器互相不兼容。
（）3、PC机中常用的外围设备都通过各自的扩充卡与主板相连，这些扩充卡只能插在主板上的PCI 总线插槽中。
（）4、CPU中指令计数器的作用是统计已经执行过的指令数目。
（）5、在Windows系统工作状态下，因为错误操作造成的死机，可以按主机上的Reset键重新启动，不必关闭主机电源。
（）6、计算机常用的输入设备有键盘、鼠标，常用的输出设备有显示器、打印机。
（）7、大小为3．5英寸的软盘，其一个角上设有写保护口。
当滑动保护片将其盖住时，软盘就被写保护了。
（）8、为了提高CPU访问硬盘的工作效率，硬盘通过将数据存储在一个比其速度快得多的缓冲区来提高与CPU交换的速度，这个区就是高速缓冲区，它是由DRAM芯片构成的。
（）9、PC机的主板又称为母板，上面可安装CPU、内存储器、总线、I/O控制器等部件，它们是PC 机的核心。
（）10、不同公司生产的CPU，其指令系统必定是完全不同的。
（）11、高速缓存（Cache）可以看作是主存的延伸，与主存统一编址，接受CPU的访问，但其速度要比主存高得多。
（）12、3.5英寸软盘的角上有一个小口，当滑动保护片将其盖住时，软盘就不能进行读写操作了。
（）13、主存储器在物理结构上由若干插在主板上的内存条组成。
目前，内存条上的芯片一般选用DRAM而不采用SRAM。
（）14、在Pentium处理器中，整数ALU和浮点运算器可以分别对整数和实数同时进行运算处理。
（）15、扫描能直接将印刷体文字输入到计算机中. （）16、USB接口可以为使用USB接口的I/O设备提供+5V的电源。
微机接口技术随堂作业
微机接口技术随堂作业第一章微机接口技术概述1. 1．8086微处理器可寻址访问的最大I/O空间是（）。
A.1KBB.64KBC.640KBD.1MB参考答案：B2. 2.CPU的控制总线提供（）。
A.数据信号流B.所有存储器和I/O设备的时序信号及控制信号C.来自I/O设备和存储器的响应信号D.前面B和C两项参考答案：D3. 3. CPU的数据总线提供（）。
A.数据信号流B.所有存储器和I/O设备的时序信号及控制信号c:\iknow\docshare\data\cur_work\微机原理与接口技术\C.来自I/O设备和存储器的响应信号D.地址信号流参考答案：A4. 4. CPU的地址总线提供（）。
A.数据信号流B.所有存储器和I/O设备的时序信号及控制信号C.来自I/O设备和存储器的响应信号D.地址信号流参考答案：D5. 5. CPU在执行OUT DX，AL指令时，CPU往控制总线上送出的有效信号是（）。
A.BC D.参考答案：A6. 6. CPU在执行OUT DX，AL指令时，CPU往地址总线上送出的有效信号是（）。
A.DX寄存器所存放的地址B AL寄存器所存放的数据C D.参考答案：A7. 7. CPU在执行OUT DX，AL指令时，CPU往数据总线上送出的有效信号是（）。
A.DX寄存器所存放的地址B AL寄存器所存放的数据C D.参考答案：B11. 11. 8086CPU在作总线操作时，遇到READY=L后可插入（）。
A.1个等待周期B 等待周期个数由具体情况所定C 2个等待周期D. 3个等待周期参考答案：B12. 12. 8086系统中，SP（）。
A.只能指向奇地址单元B 只能指向偶地址单元C最好指向偶地址单元D. 最好指向奇地址单元参考答案：B13. 13. 8086 系统配置在最大方式比最小方式增加的一片专用芯片是（）。
A.总线驱动器74LS245 B 总线锁存器74LS373C 总线控制器8288 D. 中断控制器8259参考答案：C14. 14. 8086/8088CPU读总线周期中，T1~T4期间一直保持有效的信号是（）。
总线与接口芯片
模块，它在不同的时间可以用做主方，也可用做从方； 而存储器模块只能用做从方。主方可以启动一个总线周 期，而从方只能响应主方的请求。每次总线操作，只能 有一个主方占用总线控制权，但同一时间里可以有一个 或多个从方。
除CPU模块外，I／O功能模块也可提出总线请求。 为了解决多个主设备同时竞争总线控制权的问题， 必须具有总线仲裁部件，以某种方式选择其中一 个主设备作为总线的下一次主方。
B总线 USB(Universal Serial Bus)称为通用串行总线，是由 Compaq、DEC、IBM、Intel、Microsoft、NEC和 NT(北方电讯)七大公司共同推出的新一代接口标准。它 和IEEE 1394一样，也是一种连接外围设备的机外总线。 根据USB规范，USB传送速度可达12Mb/s(每秒12兆 位)，除了可以与键盘、鼠标、MODEM等常见外设连接 外，还可以与ISDN(综合业务数据网)、电话系统、数字 音响、打印机/扫描仪等低速外设连接。
2总线特点：分时、共享。
总线的分类
1.按相对于CPU或其它芯片的位置，总线可分为：
片内总线(Internal Bus)
片外总线(External Bus)。
前者是CPU内部寄存器之间和算术逻辑部件ALU 与控制部件之间传输数据所用的总线，即芯片内 部的总线；后者是CPU与内存RAM、ROM和输 入/输出设备接口之间进行通讯的通路。
本章第三节将进一步介绍AGP的有关技术指标。
总线的主要参数
1.总线的带宽
总线的带宽指的是一定时间内总线上可传送的数据量，即 我们常说的每秒钟传送多少MB(兆字节)的最大稳态数据 传输率。
2.总线的位宽
第2章 系统总线
2.2 总线的基本概念
• 一个单处理器系统中的总线，大致分为3类： ① CPU内部连接各寄存器及运算部件之间的总线，称 为内部总线。 ② CPU同计算机系统的其他具有高速传输功能的部件 ，如存储器、通道等互相连接的总线称为系统总线。 ③ 中、低速I/O设备之间互相连接的总线称为I/O总线。 最常见的计算机互连结构使用一个或多个系统总线。
2.2.3 总线内部结构
总线按传输信息，都可以分成3个功能组： • 数据总线:系统模块间传输数据的路径 • 地址总线:指定数据总线上数据的来源和去向 • 控制总线:控制对数据地址线的访问和使用
C PU 存储器 … 存储器 I/O … I/O
控制 地址 数据 总线
2.2.4 总线标准
• 为了使系统设计简化，模块生产批量化，确保其性 能稳定，质量可靠，实现可移植化，便于维护等， 人们开始研究如何使总线建立标准，在总线的统一 标准下，完成系统设计、模块制作。 • 为了获得广泛的工艺和法律支持，要求总线：
1个时钟周期为1/100MHz 0.01s。 总线传输周期为0.01s×4 0.04s。 由于总线的宽度为32位 4B（字节）。 故总线的数据传输率为4B/(0.04s) 100MB/s。 若想提高一倍数据传输率，可以在不改变总线时钟频率的前提下，使数 据线宽度改为64位，也可以仍保持数据宽度为32位，但使总线的时钟 频率增加到200MHz。
第二章 系统总线
重点内容： •总线的基本概念和基本技术，主要包括总线 的特性、总线性能指标、总线标准、总线连 接方式、总线仲裁、总线定时， •总线数据传输模式、PCI总线。 计算机系统的主要部件（处理器、主存、 I/O模块）为了交换数据和控制信号，需要进 行互连，由多条线组成的共享总线是构成计 算机系统的互连机构。当代系统中，通常是 采用层次式总线以改善性能。
计算机组成原理---第二章测试题
计算机组成原理第二章测试题1.计算机系统中的I/O设备通过I/O端口与各自的控制器连接,然后由控制器与总线相连，常用的I/O端口有_D_。
A、并行口B、串行口C、视频口,USB口D、以上全部2.下列关于I/O控制器的叙述正确的是_A_。
A、I/O设备通过I/O控制器接收CPU的输入输出命令B、所有I/O设备都使用统一的I/O控制器C、I/O设备的驱动程序都存放在I/O控制器上的ROM中D、随着芯片组电路集成度的提高,越来越多的I/O控制器都从主板的芯片组中独立出来, 制作成专用的扩充卡B接口是由Compag,IBM,Intel,Microsoft和NEC等公司共同开发的一种I/O接口。
在下列有关USB接口的叙述中,错误的是_C_。
A、USB接口是一种串行接口,USB对应的中文为"通用串行总线"B、USB2.0的数据传输速度比USB1.1快得多C、利用"USB集线器",一个USB接口最多只能连接63个设备D、USB既可以连接硬盘,闪存等快速设备,也可以连接鼠标,打印机等慢速设备4.在目前的技术条件下,计算机使用的CRT显示器与LCD显示器相比具有_D_的优点。
A、没有辐射危害B、功耗小C、体积轻薄D、价格较低5.PC计算机中RAM的功能是_A_。
A、存放可读写的程序和数据B、用于永久存放专用程序和数据C、存放要求容量大速度慢的程序文件D、存放要求容量大速度慢的数据文件6.一台PC机上总有多种不同的I/O接口,如串行口,并行口,USB接口等。
在下列I/O接口中,不能作为扫描仪和主机接口的是_A_。
A、PS/2接口B、USBC、1394(FireWire)D、并行口7.下列说法中是正确的_B_。
A、半导体ROM信息可读可写,且断电后仍能保持记忆B、半导体ROM是非易失性的,断电后仍然能保持记忆C、半导体RAM是非易失性的,断电后不能保持记忆D、EPROM是可改写的,因而也是随机存储器的一种8.下面关于CPU性能的说法中,错误的是_D_。
第二章 总线与接口标准
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4、总线定时协议 在总线上进行信息传送，必须遵守定时规则，以使源 与目的同步。定时协议一般有下列几种方法： ①同步总线定时：信息传送由公共时钟控制，公共时 钟连接到所有模块，所有操作都是在公共时钟的固定 时间发生，不依赖于源或目的。 ②异步总线定时：信息传送时每一操作都由源（或目 的）的特定跳变所确定。 ③半同步总线定时：操作之间的时间间隔可以变化， 但仅能为公共时钟周期的整数倍。 5、多路复用 是指数据线和地址线是否共用。如果数据线和地址线 共用一条物理线，即某一时刻在该线上传送的是地址 信号，而在另一时刻在该线上传输的是数据信号。这 种把一条线做多种用途的技术称为多路复用。采用多 路复用技术，可以大大减少总线的数目。
PCI总线的主要特点和性能
1、传输率高。当工作频率为33MHz、数据宽度为32位 时，数据传输率为132MB/s；当数据宽度升级到64位 时，数据传输率可达到264MB/s；1995年新标准定 义工作频率可为66MHz，则传输率可达到264MB/s （32位）和528 MB/s（64位）。 2、多总线共存。PCI总线在体系结构上，通过PCI桥 路（PCI桥接组件）实现CPU总线与PCI总线的桥接； 通过标准总线转换桥路实现PCI到ISA、EISA等标准 总线的桥接，从而构成一个层次分明的多总线系统。 因此，高速设备就可以从标准总线（如ISA、EISA、 MCA等）上卸下来，转移到PCI总线上去，而低速设 备仍可挂在原来的标准总线上，继承原有资源。
2、2 系统总线
EISA总线
由Compaq、HP、AST、Epson等9家公司联合 起来，在ISA总线的基础上，推出了一种与 ISA兼容的总线标准，称为增强型工业标准体 系结构EISA(Extended Industry Standard Architecture)。 EISA总线既保持了与PC/XT、ISA总线的100% 兼容，又能较好地满足了32位微处理器的数 据传输要求，支持多总线主控部件、猝发式 传送（Burst Transfer），是一种高性能的32 位标准总线
RS485总线标准和接口介绍(标准、两线、四线)
RS485 总线标准和接口介绍（标准、两线、四线）
RS485 总线标准是工业中（考勤，监控，数据采集系统）使用非常广
泛的双向、平衡传输标准接口，支持多点连接，允许创建多达32 个节点的网络；最大传输距离1200m，支持1200 m 时为100kb/s 的高速度传输，抗干扰能力很强，布线仅有两根线很简单。
RS485 通信网络接口是一种总线式的结构，上位机（以个人电脑为例）和下位机，都挂在通信总线上，RS485 物理层的通信协议由RS485 标准和51 单片机的多机通讯方式。
由于rs-485/’target=‘_blank’>RS-485 是从RS- 422 基础上发展而来的，所以rs-485/’target=‘_blank’>RS-485 许多电气规定与RS-422 相仿。
如都采用平衡传输方式、都需要在传输线上接终接电阻等。
RS-485 可以采用二线与四线方式，二线制可实现真正的多点双向通信。
下面介绍以下rs485 通讯接口定义的标准
1.英式标识为TDA（-）、TDB（+）、RDA（-）、RDB （+）、GND。
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主从模块的有关信息均从系统总线上撤消，从而让出总线。
2.1.6 总线的优点
简化软硬件设计 简化系统结构 便于系统的扩展 便于系统的更新
2.1.7 总线发展趋势
传输率不断提高 降低功耗 功能结构不断调整更新
宽度为8位、16位、32位和64位等。 3、总线传输率 在总线上每秒钟传输的最大字节数，用MB/s表
示，即每秒多少兆字节。如果总线时钟频率为 33.3MHz，总线宽度为32位，则总线传输率为 133MB/s。
4、总线定时协议
在总线上进行信息传送，必须遵守定时规则，以使源 与目的同步。定时协议一般有下列几种方法：
接口标准
接口标准是指外设接口的规范，包括接 口信号定义、信号传输速率、传输方向、 拓扑结构、以及电气特性和机械特性等。
不同类型的外设，有不同的接口及接口标 准，只有符合接口标准的外设 ，才能使 用这种接口
总线标准与接口标准的特点
总线标准的特点
（1）公用性，同时挂接多种不同的类型的功能模块 （2）在机箱内以总线扩展槽形式提供使用 （3）一般为并行传输 （4）定义的信号线多且齐全，包括分离的数据、地址 和控制信号线以及电源线
2、2 系统总线
ISA总线 ISA（Industry Standard Architecture，工业标准
地址总线 单向 与存储地址、 I/O地址有关
控制总线 有出 有入
电源线和地线
决定总线使用的电源种类及地线 分布和用法
2、1、4 总线的性能参数
总线的主要功能就是建立各模块之间的通信， 能否保证模块间优秀的通信质量是衡量总线性 能的关键指标。
1、总线时钟频率 也就是总线的工作频率，以MHz表示。 2、总线宽度 即数据总线的位数，用位（bit）表示，如总线
接口标准分类
接口标准分类主要取决于接口所连接设 备的性质与功能
传统的串/并行接口标准 通用外设接口标准 外存储设备接口标准 图形显示器接口标准 测试仪器接口标准
2、1、3 总线的组成
微机总线主要由地址总线、数据总线、 控制总线、电源线和地线4部分组成。
数据总线 双向 与机器字长、存储字长有关
是指数据线和地址线是否共用。如果数据线和地址线 共用一条物理线，即某一时刻在该线上传送的是地址 信号，而在另一时刻在该线上传输的是数据信号。这 种把一条线做多种用途的技术称为多路复用。采用多 路复用技术，可以大大减少总线的数目。
6、信号线数
表明总线拥有多少条信号线，一般是数据线、 地址线、控制线和电源线的总和。注意，信号 线的多少与总线的性能并不成正比，但却与复 杂程度成正比。
总线标准
总线标准是指通过总线进行连接和传输信息时， 应遵守的一些协议与规范，包括硬件和软件两 个方面 ，如总线工作时钟频率，总线信号定义， 总线系统结构、总线仲裁机构与配置机构、电 气规范、机械规范和实施总线协议的驱动与管 理程序。
总线标准两种方式推出： 公司标准：先有产品后有标准
国际权威机构或多家大公司联合制定：先有标准 后有产品
局部总线分为三种： 专用局部总线 VL总线； PCI总线
3）通信总线
又称为设备总线，是微机系统之间或微机系统与 智能仪器设备之间进行通信的一组公共信号线。 一般说来，外部系统或设备相距微机系统要远 一些，数据传送方式通常采用串行方式，数据 传输率要比并行方式的系统总线低得多。
例如微机与微机之间RS-232C/RS485总线 微机与智能仪器之间IEEE488/VXI 微机与外设之间USB总线
接口标准的特点
（1）专用性，一般是一个接口只接一类或一种设备 （2）一般在机箱外以接口插头形式提供使用 （3）有并行传输和串行传输 （4）定义的信号线少且不齐全，一般是数据、地址和 控制信号线共用。
2、1、2 总线和接口的分类
从总线的性质和应用来看分为： （1）系统总线 它是微机系统内部各部件（插件板）之
间相互连接和传输信息的一组总线，是 微机系统所特有的一种总线，用于插板 之间连接，也叫板级总线。 例如ISA、EISA总线。
2）局部总线
局部总线是介于CPU总线和系统总线之间的一级 总线。它有两侧，一侧直接面向CPU总线，另 一侧面向系统总线，分别由桥路连接。局部总 线具有高速数据处理和I/O吞吐能力，特别适 用于两个高速模块之间的信息传输。
总线完成一次数据传输周期通常可分为 申请、寻址、传输和结束四个阶段。
①申请阶段 :
当系统总线上有多个主模块时，需要使用总线的主模块首 先要提出总线申请，由总线仲裁机构确定把下一个传输周 期的总线使用权授权给哪个模块。
②寻址阶段：
取得总线使用权的主模块通过总线发出本次打算访问的 从模块的存储器地址或I/O端口地址以及有关命令，从而 使参与本次传输的从模块开始启动。
7、总线控制方式
一般指传输方式（猝发方式），并发工作，设 备自动配置，中断分配以及仲裁方式等。
2.1.5 总线传输过程
主控模块指有总线控制能力的模块，如 CPU及DMA模块。
从属模块则没有控制总线的能力，它可 以对总线上传送来的信号进行地址译码， 并且接受和执行总线主控模块的命令信 号。
第二章 总线与接口标准
本章要点：Leabharlann 总线和接口标准
ISA，EISA，PCI总线标准
通用串行总线
高性能串行总线标准IEEE1394
2、1 概述
2、1、1 总线和接口标准的含义 总线
所谓总线是一组信号线的集合，是一种在各模块 间传送信息的公共通道。
微型计算机系统中通过总线实现了芯片内部、 主板元器件之间、系统各插件板之间、系统与 系统之间的连接与通信。
①同步总线定时：信息传送由公共时钟控制，公共时 钟连接到所有模块，所有操作都是在公共时钟的固定 时间发生，不依赖于源或目的。
②异步总线定时：信息传送时每一操作都由源（或目 的）的特定跳变所确定。
③半同步总线定时：操作之间的时间间隔可以变化， 但仅能为公共时钟周期的整数倍。
5、多路复用