第12章 微型计算机的总线技术.ppt

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1、本章主要教学内容本章主要教学内容l l总线的基本概念，微机总线的组成结构总线的基本概念，微机总线的组成结构l l片内总线、内总线、外总线的含义及其应用特点片内总线、内总线、外总线的含义及其应用特点l l常用系统总线的内部结构及引脚特性常用系统总线的内部结构及引脚特性l l常用局部总线的内部结构及引脚特性常用局部总线的内部结构及引脚特性l l微型计算机系统中采用的标准总线及特点和应用场微型计算机系统中采用的标准总线及特点和应用场合合第第12章章微型计算机的总线技术微型计算机的总线技术7/15/ 总线与接口标准的概念总线：就是一组进行互联和传输的信号线。总线：就是一组进行互联和传输的信号线。总线标

2、准：指的是芯片之间，插板之间或系统之间总线标准：指的是芯片之间，插板之间或系统之间通过总线连接时应遵循的一些协议和标准。通过总线连接时应遵循的一些协议和标准。接口：接口：CPU与外部世界的连接电路。与外部世界的连接电路。接口标准：外设接口的规范，涉及到接口信号线的接口标准：外设接口的规范，涉及到接口信号线的定义、信号传输率，传输方向，拓扑结构。定义、信号传输率，传输方向，拓扑结构。7/15/按相对于按相对于CPUCPU或其它芯片的位置可分为：或其它芯片的位置可分为：片内总线和片外总线片内总线和片外总线在在CPUCPU内部，寄存器之间和算术逻辑部件内部，寄存器之间和算术逻辑部件ALUALU与控制

3、与控制部件之间传输数据所用的总线称为片内总线部件之间传输数据所用的总线称为片内总线（即芯片内部的总线）；（即芯片内部的总线）；通常所说的总线通常所说的总线(Bus)Bus)指片外总线，是指片外总线，是CPUCPU与内存与内存RAMRAM、ROMROM和输入和输入/输出设备接口之间进行通讯的输出设备接口之间进行通讯的通路。有的资料上也把片内总线叫做内部总线通路。有的资料上也把片内总线叫做内部总线或内总线或内总线(Internal Bus)Internal Bus)，把片外总线叫做外把片外总线叫做外部总线或外总线部总线或外总线(External Bus)External Bus)。CPUCPU通过

4、总线实现程序取指令、内存通过总线实现程序取指令、内存/外设的数据交外设的数据交换，在换，在CPUCPU与外设一定的情况下，总线速度是制与外设一定的情况下，总线速度是制约计算机整体性能的最大因素。约计算机整体性能的最大因素。7/15/按总线的性质和应用来分局部总线：介乎于CPU总线和系统总线之间的一级总线。包括PCI，VESA等。系统总线：包括ISA和EISA通信总线：微机和微机之间，微机和智能仪器之间。常见的有：RS232,RS485,IEEE488,USB,IEEE13947/15/总线的组成地址总线，数据总线，控制总线，电源线和地线地址总线，数据总线，控制总线，电源线和地线 通常所说的总线

5、都包括上述三个组成部分，通常所说的总线都包括上述三个组成部分，地址总线（地址总线（ABusABus）用来传送地址信息，数据总线用来传送地址信息，数据总线（DBusDBus）用来传送数据信息，控制总线（用来传送数据信息，控制总线（CBusCBus）用来传送各种控制信号。用来传送各种控制信号。例如例如ISAISA总线共有总线共有9898条线（即条线（即ISAISA插槽有插槽有9898个个引脚）；其中数据线有引脚）；其中数据线有1616条（构成数据总线），条（构成数据总线），地址线地址线2424条（构成地址总线），其余各条为控制条（构成地址总线），其余各条为控制信号线（构成控制总线）、接地线和电源线

6、。信号线（构成控制总线）、接地线和电源线。7/15/总线的性能1.总线的带宽 总总线线的的带带宽宽指指的的是是一一定定时时间间内内总总线线上上可可传传送送的的数数据据量量，即即我我们们常常说说的的每每秒秒钟钟传传送送多多少少MBMB的的最最大大稳稳态态数数据据传传输输率率。与与总总线线带带宽宽密密切切相相关关的的两两个个概概念念是总线的位宽和总线的工作时钟频率。是总线的位宽和总线的工作时钟频率。2.总线的位宽 总总线线的的位位宽宽指指的的是是总总线线能能同同时时传传送送的的数数据据位位数数，即即我我们们常常说说的的3232位位、6464位位等等总总线线宽宽度度的的概概念念。总总线线的的位位宽宽

7、越越宽宽则则总总线线每每秒秒数数据据传传输输率率越越大大，也也即即总线带宽越宽。总线带宽越宽。7/15/3.总线的工作时钟频率 总线的工作时钟频率以MHz为单位，工作频率越高则总线工作速度越快，也即总线带宽越宽。4、同步方式，多路复用、负载能力、信号线数、总线控制方式、其他性能7/15/总线的层次结构CPUCPU总总线线：包包括括地地址址线线(CAB)CAB)、数数据据线线(CDB)CDB)和和控控制制线线(CCD)CCD)，它用来连接它用来连接CPUCPU和控制芯片。和控制芯片。存存贮贮总总线线：包包括括地地址址线线(MAB)MAB)、数数据据线线(MDB)MDB)和和控控制制线线(MCD)

8、MCD)，用来连接存储控制器和用来连接存储控制器和DRAMDRAM。系系统统总总线线：也也称称为为I/OI/O通通道道总总线线，包包括括地地址址线线(SAB)SAB)、数数据据线线(SDB)SDB)和和控控制制线线(SCB)SCB)，用用来来与与扩扩充充插插槽槽上上的的各各扩扩充充板板卡卡相相连连接接。系系统统总总线线有有多多种种标标准准，以以适适用用于于各各种种系统。系统。局局部部总总线线：所所谓谓局局部部总总线线是是在在ISAISA总总线线和和CPUCPU总总线线之之间间增增加加的的一一级级总总线线或或管管理理层层。这这样样可可将将一一些些高高速速外外设设，如如图图形形卡卡、硬硬盘盘控控制

9、制器器等等从从ISAISA总总线线上上卸卸下下而而通通过过局局部部总总线线直直接接挂挂接接到到CPUCPU总总线线上上，使使之之与与高高速速的的CPUCPU总总线线相相匹配。匹配。7/15/12.2系统总线系统总线在在微微型型计计算算机机系系统统中中，系系统统总总线线是是主主板板上上微微处处理理器器和和外外部部设设备备之之间间进进行行通通讯讯时时所所采采用用的的数数据据通通道道。系系统统总总线线从从性性能能上上可可以以分分为为低低端端总总线线和和高高端端总总线线。低端总线一般支持低端总线一般支持8位、位、16位的微处理器，位的微处理器，主主要要功功能能是是进进行行I/O处处理理。高高端端总总线

10、线可可以以支支持持32位位、64位位微微处处理理器器，它它提提高高了了数数据据传传输输率率和和处处理理能能力力，对对微微处处理理器器的的依依赖赖性性在在减减小小，同同时时具具备备良良好好的的兼兼容容性性、支支持持高高速速缓缓存存Cache、支支持持多多微微处处理理器器、可自动配置等特点。可自动配置等特点。7/15/STD总线总线 STD（Standard）总线是在1978年推出的用于工业控制微型计算机的标准系统总线。STD总线不仅是国外流行的工业控制机标准总线，而且也是我国工业控制机的标准总线。1.STD总线的特点lSTD总线具有较好的兼容性lSTD总线的电路板采用小板结构，高度模块化，开发周

11、期短lSTD总线采用一整套高可靠性措施lSTD总线结构简单，并且能够支持多微处理器系统lSTD总线品种齐全，价格低廉，性能良好，易选用7/15/ISA总线ISA（IndustryStandardArchitecture工工业业标标准准体体系系结结构构）总总线，是早期比较有代表性的总线。线，是早期比较有代表性的总线。一般来说，一般来说，ISA总线具有以下特点：总线具有以下特点：l l既支持既支持8位数据操作，也支持位数据操作，也支持16位数据操作位数据操作l l可以将可以将PC/AT总线和总线和PC/XT总线的运行速度提升至总线的运行速度提升至8MHzl l强调强调I/O处理能力处理能力l l总

12、总线线中中的的地地址址、数数据据线线采采用用非非多多路路复复用用形形式式，使使系系统统的的扩扩展设计更为简便展设计更为简便l lISA是一种多主控设备总线是一种多主控设备总线l l可供选择的可供选择的ISA插件卡品种较多插件卡品种较多7/15/(1)8(1)8位位ISAISA总线总线 8 8位位ISAISA总总线线是是最最早早的的PCPC机机系系统统总总线线，也也叫叫做做PCPC总总线线。它它支支持持8 8位位数数据据传传输输和和1010位位寻寻址址空空间间，其其特特点点是是把把CPUCPU视视为为总总线线的的唯唯一总控设备，其余外围设备均为从属设备。一总控设备，其余外围设备均为从属设备。8

13、8位位ISAISA总总线线是是一一种种开开放放式式的的结结构构总总线线，在在总总线线母母板板上上有有8 8个个系系统统插插槽槽，用用于于I/OI/O设设备备和和PCPC机机的的连连接接。由由于于8 8位位ISAISA总总线线具具有有价格低、可靠性好、使用灵活等特点，并且对插板兼容性好。价格低、可靠性好、使用灵活等特点，并且对插板兼容性好。8 8位位ISAISA总总线线引引脚脚信信号号总总共共有有6262条条。通通过过一一个个3131脚脚分分为为A A、B B两两面面的的连连接接插插槽槽来来实实现现，其其中中，A A面面为为元元件件面面，B B面面为为焊焊接接面面。符符合合ISAISA总总线线标

14、标准准的的接接插插件件可可以以方方便便的的插插入入，以以便便对对微微型型计计算算机系统进行功能扩展。机系统进行功能扩展。7/15/ 2.16位位ISA总线总线PC/AT总总线线在在PC/XT62引引脚脚总总线线的的基基础础上上增增加加了了一一个个36引引脚脚的的插插槽槽，形形成成前前62引引脚脚和和后后32引引脚脚的的两两个个插插座座，这这样样就就构构成成了了16位位ISA总总线线。它它可可以以利利用用前前62引引脚脚的的插插座座插插入入与与PC/XT总总线线兼兼容容的的8位接口电路卡，也可以利用整个插座插入位接口电路卡，也可以利用整个插座插入16位接口电路卡。位接口电路卡。16位位ISA总总

15、线线的的前前62引引脚脚的的信信号号分分布布及及其其功功能能与与8位位ISA总总线线基基本相同，仅有两处作了改动。本相同，仅有两处作了改动。16位位ISA总总线线中中新新增增加加的的36引引脚脚插插槽槽信信号号扩扩展展了了8位位数数据据线线、7位位地地址址线线、存存储储器器和和I/O设设备备的的读读写写控控制制线线、中中断断和和DMA控控制制线线、电源和地线等。电源和地线等。新插槽中的引脚信号分为新插槽中的引脚信号分为C（元件面）和元件面）和D（焊接面）两列。焊接面）两列。7/15/3.3.ISAISA总线的体系结构总线的体系结构在在利利用用ISAISA总总线线构构成成的的微微机机系系统统中中

16、，当当内内存存速速度度较较快快时时，通通常常采采用用将将内内存存移移出出ISAISA总总线线并并转转移移到到自自己己的的专专用用总总线线内内存存总总线线上上的的体体系系结结构构，如如图图4-54-5所所示示，微微型型计计算算机机系系统统内内部部采采用用高高速速总总线线，DRAMDRAM通通过过内内存存总总线线与与CPUCPU进进行行高高速信息交换。速信息交换。中中断断通通常常由由一一对对82598259A A可可编编程程中中断断控控制制器器处处理理，两两个个82598259A A采采取取级级联联方方式式连连接接，ISAISA总总线线以以扩扩展展插插槽槽形形式式对对外外开开放放，磁磁盘盘控控制制

17、器器、显显示示卡卡、声声卡卡、打打印印机机等等接接口口卡卡均均可可插插在在8 8MHzMHz、8/168/16位位ISAISA总总线线插插槽槽上上，以以实实现现ISAISA支支持持的的各各种种外外设与设与CPUCPU的通信。的通信。7/15/ 图4-5ISA体系结构7/15/ EISA EISA总线总线 EISAEISA（Extended Extended Industry Industry Standard Standard ArchitectureArchitecture扩展的工业标准体系结构）总线是扩展的扩展的工业标准体系结构）总线是扩展的ISAISA总线。总线。EISAEISA总总线线

18、最最常常见见的的应应用用是是作作为为磁磁盘盘控控制制器器和和视视频频图图形形适适配配器器。EISAEISA总总线线用用于于32 32 位位微微型型计计算算机机中中，它它具具有有3232位位数数据据线线，支支持持8 8位位、1616位位或或3232位位的的数数据据存存取取，支支持持3232位位的的寻寻址址，可可寻寻址址4 4GBGB的的存存储储空空间间，也也支支持持6464KBKB的的I/OI/O端端口口寻寻址址。此此外外，还还支支持持1111级级中中断断、支支持持高高速速传传输输、支支持持7 7个个DMADMA通通道道、支支持持多多主主控控器器、支支持持I/OI/O等等待待和和I/OI/O校校

19、验验等。等。7/15/12.3局部总线局部总线VESA总线总线VESA（VideoElectronicsStandardsAssociation视视频电子标准协会）总线是一种频电子标准协会）总线是一种32位接口的局部总线，通位接口的局部总线，通常称为常称为VL总线。总线。由于由于EISA总线工作频率是总线工作频率是8MHz，而而VESA局部总局部总线工作频率可以达到线工作频率可以达到33MHz。因此，需要高速数据传输因此，需要高速数据传输的系统可以采用的系统可以采用VESA局部总线。它通常用于视频和磁局部总线。它通常用于视频和磁盘到基于盘到基于80486的的PC机的接口。机的接口。7/15/4

20、.3.2 4.3.2 PCIPCI总线总线 PCIPCI（Peripheral Peripheral Component Component Interconnect Interconnect 外外部部组组件件互互连连）是是目目前前最最常常用用的的系系统统总总线线。该该总总线线是是厂厂家家自自发发制制定定的的一一种种企企业业联联盟盟标标准准，是是专专门门为为PentiumPentium系系列列芯芯片片设设计计的的。采采用用面面向向PCIPCI标标准准的的芯芯片片时时，可可以以大大大大降降低低构构造造系系统统的的成成本本，对对计计算算机机总总线线的的发发展展起起到了积极的推动作用。到了积极的推动

21、作用。PCI PCI V2.0V2.0版版本本支支持持32/6432/64位位数数据据总总线线，总总线线时时钟钟为为25253333MHzMHz，数数据据传传输输率率达达132132264264MB/sMB/s。19951995年年推推出出的的PCI PCI V2.1V2.1版版本本支支持持6464位位数数据据总总线线，总总线线速速度度为为6666MHzMHz，最最大大数数据据传传输输率率达达528528MB/sMB/s。这这个个速速度度是是最最初初的的IBM IBM PCPC总总线线的的100100倍倍，是是最最快快的的ISAISA总总线线的的4040倍倍。PCIPCI总总线线的的优优良良性

22、性能能使使它它成成为为当当前前PentiumPentium系系列列芯芯片片的的最最佳佳选选择择，现在所有现在所有PentiumPentium主板都使用了主板都使用了PCI V2.1PCI V2.1和更新版的和更新版的PCIPCI总线。总线。7/15/PCI总线的特点总线的特点l l采采用用了了数数据据线线和和地地址址线线复复用用结结构构，减减少少了了总总线线引引脚脚数数，其其目目标标设备可用设备可用47引脚，总线主控设备可采用引脚，总线主控设备可采用49引脚引脚l l提供两种工作信号环境，即提供两种工作信号环境，即5V和和3.3Vl l对对32位位与与64位位总总线线的的使使用用是是透透明明的

23、的，它它允允许许32位位与与64位位器器件件相相互协作。互协作。l l允允许许PCI局局部部总总线线扩扩展展卡卡和和元元件件进进行行自自动动配配置置，提提供供了了即即插插即即用用的能力。的能力。l lPCI总总线线独独立立于于处处理理器器，工工作作频频率率与与CPU时时钟钟无无关关，可可以以支支持持多机系统。多机系统。l lPCI总总线线具具有有良良好好的的兼兼容容性性，可可支支持持ISA、EISA、MCA、SCSI、IDE等多种总线，同时还预留了发展空间。等多种总线，同时还预留了发展空间。7/15/4.3.3AGP总线总线AGP总总线线是是对对PCI总总线线的的扩扩展展和和增增强强，但但AG

24、P接接口口只只能能为为图图形形设设备备独独占占，不不具具有有一一般般总总线线的的共共享享特特性性。采采用用AGP接接口口，允允许许显示数据直接取自系统主存储器，而无需先预取至视频存储器中。显示数据直接取自系统主存储器，而无需先预取至视频存储器中。AGP总总线线采采用用了了地地址址和和数数据据的的多多路路复复用用，从从而而把把整整个个32位位的的数数据据总总线线留留出出来来给给图图形形加加速速器器。同同时时，采采用用内内存存请请求求流流水水线线技技术术，隐隐含含了了对对存存储储器器访访问问造造成成的的延延迟迟，允允许许系系统统处处理理图图形形控控制制器器对对内内存进行多次请求。存进行多次请求。A

25、GP总总线线还还通通过过把把图图形形接接口口绕绕行行到到专专用用的的适适合合传传输输高高速速图图形形、图像数据的图像数据的AGP通道上，解决了通道上，解决了PCI带宽问题。带宽问题。7/15/显示102476816位真彩色的3D图形时，纹理数据的传输速度需要200MBs以上，但目前的PCI总线最高数据传输速度仅为133MB/s，因而成为系统的主要瓶颈。7/15/12.4其它总线介绍其它总线介绍12.1USB总线总线1.USB总线的特点总线的特点USB的的全全称称是是通通用用印印行行总总线线（UniversalSerialBus），它它是是一种支持即插即用的新型串行接口。一种支持即插即用的新型串

26、行接口。USB总线具有以下特点：总线具有以下特点：（1）USB为为所所有有的的USB外外设设提提供供了了单单一一的的、易易于于操操作作的的连连接接类类型型，简化了用户在判断哪个插头对应哪个插槽的任务。简化了用户在判断哪个插头对应哪个插槽的任务。（2）USB排排除除了了对对鼠鼠标标、调调制制解解调调器器、键键盘盘和和打打印印机机不不同同接接口口的的需需求求，采采用用四四线线电电缆缆，两两根根作作为为数数据据传传输输线线，其其余余两两根根用用来来为为设设备提供电源，从而减少了硬件设计的复杂性。备提供电源，从而减少了硬件设计的复杂性。7/15/（3）USB支支持持热热插插拔拔，也也就就是是说说在在不

27、不关关PC机机的的情情况况下下可可以以安安全全地地插插上上和和断断开开USB设设备备。热热插插拔拔能能力力USB的的安安全全、可可靠靠和和智智能能。其其它它普普通通的的外外部部设设备备连连接接标标准准，如如SCSI等等必必须须在在关关掉掉主主机机的的情情况况下下才才能能增增加加或或移移走走外外围围设备。设备。（4 4）USBUSB支支持持PNPPNP（PlagPlag and and PlayPlay），也也就就是是即即插插即即用用。当当插插入入USBUSB设设备备的的时时候候，主主计计算算机机设设备备检检测测该该外外设设并并巳巳通过加载相关的驱动程序对该设备进行配置。通过加载相关的驱动程序对

28、该设备进行配置。（5 5）USBUSB在在设设备备供供电电方方面面提提供供了了灵灵活活性性。USBUSB直直接接连连接接的的设设备备可可以以通通过过USBUSB电电缆缆供供电电，USBUSB传传输输线线中中的的两两条条电电源源线线可以提供可以提供5 5V V电源供电源供USBUSB设备使用。设备使用。7/15/（6）USB传输线能够提供传输线能够提供100mA的电流，而带电源的的电流，而带电源的USBHub使得每个接口可以提供使得每个接口可以提供500mA的电流。的电流。（7）USB V1.1规规范范提提供供全全速速12Mbps的的模模式式和和低低速速1.5Mbps的的模模式式，USBV2.0

29、规规范范提提供供高高达达480Mbps的的数据传输速率，可以适应各种不同类型的外设。数据传输速率，可以适应各种不同类型的外设。（8）针针对对突突然然发发生生的的非非连连续续传传输输设设备备，如如音音频频和和视视频频设设备，备，USB在满足带宽的情况下才进行该类型的数据传输。在满足带宽的情况下才进行该类型的数据传输。（9）为为了了适适应应各各种种不不同同类类型型外外围围设设备备的的要要求求，USB根根供供了四种不同的数据传输类型。了四种不同的数据传输类型。（10）USB使得多个外围设备可以跟主机通信，最多支使得多个外围设备可以跟主机通信，最多支持持127个设备。电脑的个设备。电脑的USB接口有限

30、，必须使用接口有限，必须使用USBHub增加分支，根据增加分支，根据USB规范，规范，USBHub最多提供最多提供7个个分支。分支。7/15/2.数据传输类型数据传输类型在在USB规范中规定了四种不同的数据传输方式。规范中规定了四种不同的数据传输方式。（1）控控制制（Control）传传输输方方式式：是是双双向向传传输输，传传输输的的不不是是数数据据，而而是是控控制制信信号号，主主要要被被USB系系统统软软件件用用来来进进行行查查询询，配配置置和和给给USB设备发送通用的命令。设备发送通用的命令。（2）同同步步（Isochronous）传传输输方方式式：提提供供了了确确定定的的带带宽宽和和时时

31、间间间间隔隔。该该方方式式用用来来连连接接需需要要连连续续传传输输的的外外围围设设备备，对对数数据据的的正正确确性要求不高，但对时间较为敏感。性要求不高，但对时间较为敏感。（3）中中断断（Interrupt）传传输输方方式式：主主要要用用于于定定时时查查询询设设备备是是否否有有中中断断数数据据要要传传输输。设设备备端端点点模模式式器器的的结结构构决决定定了了它它的的查查询询频频率率，从从1255ms之间之间（4）批批量量（Bulk）传传输输方方式式：主主要要应应用用在在大大量量传传输输和和接接收收数数据据上上，同同时时又又没没有有带带宽宽和和时时间间间间隔隔的的要要求求，保保证证传传输输数数据

32、据正正确确无无误误，但但对数据的实效性要求不高。对数据的实效性要求不高。7/15/3.3.USBUSB总线的拓朴结构总线的拓朴结构USBUSB设设备备和和USBUSB主主机机通通过过USBUSB总总线线相相连连。USBUSB的的物物理理连连接接是是一一个个星星型型结结构构，集集线线器器（HubHub）位位于于每每个个星星形形结结构构的的中中心心，每每一一段段都都是是主主机机和和某某个个集集成成器器，或或某某一一功功能能设设备备之之间间的的一一个个点点到到点点的的连连接接，也也可可以以是是一一个个集集线线器器与与另另一一个个集集线线器器或或功功能能模模块块之之间间的的点点到到点点的连接。的连接。

33、总线拓扑结构如图所示。总线拓扑结构如图所示。7/15/USB的拓扑结构的拓扑结构 7/15/4.4.2IEEE1394IEEEl394是是一一种种高高性性能能的的串串行行总总线线。它它的的应应用用范范围围主主要要是是那那些些带带宽宽要要求求超超过过100kb/s的的硬硬盘盘和和视视频频外外设设。利利用用同同样样的的四四条条信信号号线线，IEEE1394即即可可以以同同步步传传输输，也也可可以以支支持持异异步步传传输输。这这四四根根信信号号线线分分为差模时钟信号线对和差模数据线对。为差模时钟信号线对和差模数据线对。1.IEEE1394的特点及拓扑结构的特点及拓扑结构IEEEl394是一种新型的高

34、速串行总线，它具有许多显著的特点：是一种新型的高速串行总线，它具有许多显著的特点：（1）高高传传输输速速率率：它它的的传传输输速速率率可可达达到到100Mbps、200Mbps、400Mbps（2）IEEE1394采采用用两两种种数数据据传传输输模模式式：同同步步传传输输模模式式和和异异步步传传输输模模式式（3）IEEE1394可以实现即插即用并支持热插拔可以实现即插即用并支持热插拔7/15/IEEE1394系统结构如下图7/15/2.IEEE1394的寻址的寻址用用1394联联接接起起来来的的设设备备，它它们们采采用用一一种种内内存存编编址址方方法法，各各设设备备就就象象内内存存空空间间中中

35、的的存存储储单单元元一一样样。设设备备地地址址有有64位位宽宽，占占用用10位位作作为为网网络络ID号号，6位位用用作作节节点点号号，48位位用用作作内内部部编编址址。这这样样可可得得到到总总共共64个个节节点点，每每个个节节点点上上有有1023个个网网络络ID号号，每每个个ID号号又又具具有有231TM的内存编址。的内存编址。内存编址显然优于通道编址，它可以把设备资源当作寄存器或内内存编址显然优于通道编址，它可以把设备资源当作寄存器或内存，因而可以进行处理器到内存的直接传输。每一个总线段称作存，因而可以进行处理器到内存的直接传输。每一个总线段称作一个节点，可对节点分别编址、复位和校验，许多节

36、点在物理上一个节点，可对节点分别编址、复位和校验，许多节点在物理上形成一个模块，多个端口又可以集中在一个节点上。形成一个模块，多个端口又可以集中在一个节点上。7/15/3.IEEE1394协议协议IEEE1394总线是一种基于数据包的数据传输，协议中实现了OSI七层协议的下三层：物理层、链路层和传输层。7/15/4.4.3I2C总线总线1.I2C总线简介总线简介I2C总总线线（InterICBus）是是由由Philips公公司司推推出出的的一一种种芯芯片片间间的的串串行通信总线，广泛应用于单片机系统中。行通信总线，广泛应用于单片机系统中。在在单单片片机机应应用用系系统统中中推推广广I2C总总线

37、线后后将将会会大大大大改改变变单单片片机机应应用用系系统结构性能、对单片机的应用开发带来如下好处：统结构性能、对单片机的应用开发带来如下好处：（1）可最大限度地简化结构。）可最大限度地简化结构。（2）可实现电路系统的模块化、标准化设计。）可实现电路系统的模块化、标准化设计。（3）标标准准I2C总总线线模模块块的的组组合合开开发发方方式式大大大大地地缩缩短短了了新新品品种种的的开发周期。开发周期。（4）I2C总线各节点具有独立的电气特性总线各节点具有独立的电气特性.（5）I2C总线系统构成具有最大的灵活性。总线系统构成具有最大的灵活性。（6）I2C总线系统可方便地对某一节点电路进行故障诊断与跟总

38、线系统可方便地对某一节点电路进行故障诊断与跟踪，有极好的可维护性。踪，有极好的可维护性。7/15/2.I2C总线特点总线特点（1）二线传输。）二线传输。（2）系系统统中中有有多多个个主主器器件件时时，这这些些器器件件都都可可作作总总线线的的主主控控制制器（无中心主机）。器（无中心主机）。（3）I2C总线传输时，采用状态码的管理方法。总线传输时，采用状态码的管理方法。（4）系系统统中中所所有有外外围围器器件件及及模模块块采采用用器器件件地地址址及及引引脚脚地地址址的的编址方法。编址方法。（5）所有带）所有带I2C接口的外围器件都具有应答功能。接口的外围器件都具有应答功能。（6）I2C总线电气接口

39、为开漏晶体管组成，其自身的电源可总线电气接口为开漏晶体管组成，其自身的电源可以独立，线上各个节点可在系统带电情况下接入或撤出。以独立，线上各个节点可在系统带电情况下接入或撤出。7/15/3.I2C总线原理总线原理（1）数据传输方式I2C总线上的器件之间通过串行数据线SDA和串行时钟线SCL相连接并传送信息。每一个器件由唯一的地址连接到总线上，可以根据地址来识别器件。送到SDA线上的每个字节必须为8位，每次传送的字节数不限，但每个字节后面必须跟1个响应位。（2）I2C总线的寻址约定在I2C总线标准规约中，寻址字节由被控器的七位地址位（它占据了D7一D1位）和一位方向位（为D0位）组成。方向位为0

40、时表示主控器将数据写入被控器，为1时则表示主控器从被控器读取数据。7/15/I2C总线系统中，主器件（单片机）作为被控器时，其7位从地址在I2C总线地址寄存器中约定，为纯软件地址。而非单片机类型的外围器件地址完全由器件类型与引脚电平给定，即器件的7位地址由器件编号地址（高4位D7D4）和引脚地址（低3位D3D0）组成，如8位I/O扩展器件PCF8574其器件编号地址为0111，引脚地址为A2、A1、A0。如果在I2C总线系统中NF8574地址引脚A2、A1、A0皆接地，则该器件的寻址字节为SLAW70H，SLAR7lH。I2C总线上同一编号地址器件最大允许接入数量取决于可利用的地址引脚数。在I

41、2C总线系统中，带有I2C总线的单片机，其I2C总线输入输出口的电气结构、相关的特殊功能寄存器（SFR）设置以及所提供的标准程序模块，为用户掌握PC总线的系统设计和应用软件的编制带来极大方便。7/15/本章小结 总线是微型计算机系统的重要组成部分，它传递着CPU和其它部件之间的各类信息，以实现数据传输，使微型计算机系统具有组态灵活、易于扩展等优点。微型计算机的主板上通常配有CPU总线、Cache总线、内存总线、系统总线、局部总线、外设总线等。总线性能的好坏直接影响到微型计算机系统的整体工作性能。本章分析了常用的标准总线，阐述了各类总线的特点和功能。在学习过程中，要理解总线的基本概念，熟悉微型计算机总线的组成结构，注意常用系统总线和局部总线的内部结构及引脚特性，在各种不同的应用场合中合理地选择和使用总线。7/15/Thankyouverymuch!7/15/