單板微型計算機是在一塊印刷電路板外掛程式上組裝成的具有一定功能的微型計算機，簡稱單板機。
基本介紹
- 中文名：單板微型計算機
- 外文名：single board Microcompute
- 特點：易攜帶
- 作用：邏輯計算、儲存記憶
正文,
正文
在一塊印刷電路板外掛程式上組裝成的具有一定功能的微型計算機,簡稱單板機。它裝有微處理器(MPU)、固化程式的唯讀存儲器(ROM或EPROM)、讀寫存儲器(RAM)、可程式輸入輸出接口適配器(PIA和ACIA)、實時時鐘、定時器、匯流排緩衝器、波特率發生器和其他支持晶片。有的單板機還有簡易輸入輸出設備，如小鍵盤、液晶顯示器和微型印表機。單板機也可連線軟碟驅動器、盒式磁帶機或針式印表機等外部設備。單板機的各部件集中裝在一塊印刷電路板上，可以用最少的硬體得到較高的性能，最大限度地發揮微處理器的特點，可靠性好，靈活方便，可作為一個部件插在工業設備或儀表內。單板機一般都具有擴充能力，可組裝成較大的微型計算機系統。單板機自1976年製造成功以來，就廣泛用於各種工業控制領域，以實現設備或儀器的自動化和程式化。開始時主要是8位單板機,80年代後16位單板機約占一半以上。單板機種類繁多，性能各異，支持晶片多達60片，存儲容量為4000～64000位元組，至多可訪問8個輸入輸出設備，有300條指令。8位單板機採用微處理器8080，M6800，Z80等晶片。16位單板機採用微處理器 8086，Z8000等晶片。
單板機的硬體主要由下列五部分組成：①微處理器及其外圍電路。通常選用結構簡單、接口容易、單一電源的微處理器，以減少晶片數目。由於一般微處理器能直接驅動的組件數目有限，可增加驅動電路晶片。②存儲器及地址解碼電路。單板機一般作為外掛程式使用，一旦定型後，軟體就固化，只需少量存儲單元。因此單板機的ROM與RAM的比例,一般為8:1到4:1。通常ROM為4000～16000位元組,而RAM為256～4000位元組。可先採用EPROM,待軟體定型後進行掩模型ROM生產。RAM容量較小，一般採用靜態器件。單板機的地址解碼電路要儘量簡化，並有一定的擴展地址空間，可採用部分解碼方案。③輸入輸出接口適配器及其附屬電路。單板機通常備有並行的外部接口和串列的通信接口。並行接口適配器是可程式的，每一條線均可由程式定義為輸入或輸出，配置靈活，使用方便，可直接與外部設備相連而不必再配置邏輯電路晶片。通信接口適配器也是可程式的，配有波特率發生器和可程式的計數器/定時器晶片。④匯流排及匯流排緩衝器。單板機備有兩種匯流排；一種是實現外掛程式間通信的匯流排，稱為內匯流排；另一種是實現單板機與外部設備或控制對象之間通信的匯流排，稱為外匯流排。目前流行的內匯流排有四種標準:S-100匯流排(IEEE696標準),Multibus匯流排(IEEE 696.2標準),EXORciser匯流排和Std匯流排。單板機的外匯流排可由通用接口直接輸出或緩衝輸出，也可做成標準外匯流排。並行匯流排標準是IEEE 488,又稱HPIB接口匯流排，已作為一種儀器標準廣泛使用。該匯流排由8條雙向數據線、3條位元組傳輸控制線和5條通用控制線組成。為了把單板機與IEEE488匯流排直接連線,需要專門的接口器件。接口電路採用電平轉換晶片。與電傳機連線時則採用電流迴路晶片(通常有60mA和20mA兩種),通過LOOP-to-EIA轉換電路晶片接到RS-232C標準接口上去。單板機的內匯流排和外匯流排都要考慮驅動能力，可配置緩衝驅動器。單板機一般採用雙邊出線方式；一邊是內匯流排，與某一標準匯流排兼容;一邊是外匯流排,與其他外掛程式或控制對象相連。這樣不僅布線方便，而且便於採取隔離措施。⑤監控程式及外設控制電路。單板機要有監控程式及相應的外部設備。監控程式一般固化在ROM上,並根據監控程式配置所需的外部設備和有關控制電路。單板機的軟體包括有監控程式、調試程式、診斷程式、彙編程式、編譯程式等。1979年英特爾公司推出直接插入擴充板,稱為多模板,並採用新的匯流排標準InterSBX匯流排。單板機採用多模板結構後，可用各種新板來擴充單板機的功能，如擴充可程式I/O接口的數目和增加高速浮點運算能力等,這樣單板機可擴充成多處理器系統。
單板機的硬體主要由下列五部分組成：①微處理器及其外圍電路。通常選用結構簡單、接口容易、單一電源的微處理器，以減少晶片數目。由於一般微處理器能直接驅動的組件數目有限，可增加驅動電路晶片。②存儲器及地址解碼電路。單板機一般作為外掛程式使用，一旦定型後，軟體就固化，只需少量存儲單元。因此單板機的ROM與RAM的比例,一般為8:1到4:1。通常ROM為4000～16000位元組,而RAM為256～4000位元組。可先採用EPROM,待軟體定型後進行掩模型ROM生產。RAM容量較小，一般採用靜態器件。單板機的地址解碼電路要儘量簡化，並有一定的擴展地址空間，可採用部分解碼方案。③輸入輸出接口適配器及其附屬電路。單板機通常備有並行的外部接口和串列的通信接口。並行接口適配器是可程式的，每一條線均可由程式定義為輸入或輸出，配置靈活，使用方便，可直接與外部設備相連而不必再配置邏輯電路晶片。通信接口適配器也是可程式的，配有波特率發生器和可程式的計數器/定時器晶片。④匯流排及匯流排緩衝器。單板機備有兩種匯流排；一種是實現外掛程式間通信的匯流排，稱為內匯流排；另一種是實現單板機與外部設備或控制對象之間通信的匯流排，稱為外匯流排。目前流行的內匯流排有四種標準:S-100匯流排(IEEE696標準),Multibus匯流排(IEEE 696.2標準),EXORciser匯流排和Std匯流排。單板機的外匯流排可由通用接口直接輸出或緩衝輸出，也可做成標準外匯流排。並行匯流排標準是IEEE 488,又稱HPIB接口匯流排，已作為一種儀器標準廣泛使用。該匯流排由8條雙向數據線、3條位元組傳輸控制線和5條通用控制線組成。為了把單板機與IEEE488匯流排直接連線,需要專門的接口器件。接口電路採用電平轉換晶片。與電傳機連線時則採用電流迴路晶片(通常有60mA和20mA兩種),通過LOOP-to-EIA轉換電路晶片接到RS-232C標準接口上去。單板機的內匯流排和外匯流排都要考慮驅動能力，可配置緩衝驅動器。單板機一般採用雙邊出線方式；一邊是內匯流排，與某一標準匯流排兼容;一邊是外匯流排,與其他外掛程式或控制對象相連。這樣不僅布線方便，而且便於採取隔離措施。⑤監控程式及外設控制電路。單板機要有監控程式及相應的外部設備。監控程式一般固化在ROM上,並根據監控程式配置所需的外部設備和有關控制電路。單板機的軟體包括有監控程式、調試程式、診斷程式、彙編程式、編譯程式等。1979年英特爾公司推出直接插入擴充板,稱為多模板,並採用新的匯流排標準InterSBX匯流排。單板機採用多模板結構後，可用各種新板來擴充單板機的功能，如擴充可程式I/O接口的數目和增加高速浮點運算能力等,這樣單板機可擴充成多處理器系統。
