微機原理與接口技術

前言

　　隨著計算機技術的飛速發(fā)展，微型計算機在工業(yè)、農業(yè)、國防、科研、教育、管理等領域得到了廣泛應用。近年來，隨著數(shù)字信號處理（DSP）和嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展，已將微型計算機的應用推廣到了生活電子產(chǎn)品中。本書針對目前的應用實際，以16位的8086為主介紹了微型計算機原理與接口技術。本書詳細介紹了80x86／Pentium的結構、存儲器技術、8086CPU指令系統(tǒng)、匯編語言程序設計、輸入／輸出接口、微型計算機總線技術和人機交互設備及接口。本書有如下幾個主要特點：　　1）突出實驗能力。書中的每一部分都通過實例展開，在附錄A提供了驗證型、設計型和綜合型實驗。　　2）突出實際動手構建應用系統(tǒng)的能力。書中重點講解了計算機硬件系統(tǒng)和I／O處理技術，體現(xiàn)以能力為本位的教學思想。例如，在存儲器技術中介紹了存儲器芯片的選配、儲器與CPU的連接，在A／D及D／A接口中介紹了A／D轉換器的選擇原則，在微型計算機應用系統(tǒng)中介紹了常用的DSP芯片、PCI橋芯片、LJSB芯片及連接成的實際系統(tǒng)。在硬件選擇中堅持基本原則與最新元件的推薦相結合，最后通過實際應用系統(tǒng)案例來達到理論與實踐的統(tǒng)一?！　?）突出接口編程能力的訓練，在微型計算機應用系統(tǒng)中，中斷編程、輸入／輸出接口的編程及在高級語言中對這些數(shù)據(jù)的處理能力是系統(tǒng)開發(fā)的軟件基礎。本書的指令系統(tǒng)部分詳細介紹了相關指令，在匯編語言程序設計中增加了中斷服務程序的設計和與C語言的連接，在輸入／輸出和常用可編程接口芯片中都提供了完整的應用程序，并用微型計算機應用系統(tǒng)中的驅動程序的編寫來實現(xiàn)這一目標?！　?）突出內容的實用性和先進性。本書在大量介紹微型計算機系統(tǒng)實用內容的基礎上還增加了一些新技術的介紹。在總線技術部分介紹了PCIExpress、SCSI總線、USB總線、IEEEl394總線，在微型計算機應用系統(tǒng)中介紹了利用新元件構建的實際應用系統(tǒng)及嵌入式系統(tǒng)的基本知識。讀者在學完本書之后，應具備分析和設計微型計算機應用系統(tǒng)的能力，能開展微型計算機應用系統(tǒng)的研發(fā)工作，為后續(xù)的專業(yè)學習和研究奠定基礎?！　”緯勺鳛楦叩仍盒Ｓ嬎銠C及電類相關專業(yè)的教材或技術人員的培訓教材，也可作為從事微型計算機科研、生產(chǎn)、教學和應用開發(fā)的科技人員的自學或參考用書?！　”緯珊握湎榻y(tǒng)稿，第1章、附錄B和附錄C由張明新編寫，第2、10章由安德智編寫，第3、9章由董健康編寫，第4、5章由索國瑞編寫，第6章和附錄A由何珍祥編寫，第7、8章由魏蕓編寫。　　由于作者水平有限，書中難免存在不妥之處，敬請讀者批評指正。　　編者

內容概要

　　《高等院校規(guī)劃教材·計算機科學與技術系列：微機原理與接口技術》以Intel8086為基礎，介紹了微型計算機的結構、典型微處理器、存儲器技術、8086CPU指令系統(tǒng)、匯編語言程序設計、輸入輸出接口、微型計算機總線技術、人機交互設備及接口等知識，對微型計算機應用系統(tǒng)的設計和嵌入式系統(tǒng)也作了簡單介紹?！陡叩仍盒Ｒ?guī)劃教材·計算機科學與技術系列：微機原理與接口技術》以微型計算機的關鍵技術（如微處理器、cache、存儲管理、中斷、DMA和系統(tǒng)總線等）作為重點，并結合實例進行了分析，書后的配套實驗可使讀者熟練掌握關鍵技術的要點和應用方法，引導讀者逐步掌握計算機硬件電路分析、應用和程序設計的能力?！　　陡叩仍盒Ｒ?guī)劃教材·計算機科學與技術系列：微機原理與接口技術》內容豐富、應用性強，并提供配套的多媒體教學課件，可作為高等院校計算機及電類相關專業(yè)的教材或技術人員的培訓教材，也可作為從事微型計算機科研、生產(chǎn)、教學和應用開發(fā)的科技人員的自學或參考用書。

書籍目錄

出版說明前言第1章 微型計算機系統(tǒng)1.1 微型計算機的發(fā)展1.2 數(shù)據(jù)表示與數(shù)字信息編碼1.2.1 數(shù)據(jù)格式及機器數(shù)1.2.2 數(shù)字信息編碼的概念1.3 微型計算機系統(tǒng)的基本組成1.3.1 微型計算機的硬件結構1.3.2 微型計算機的軟件系統(tǒng)1.4 小結1.5 練習題第2章 典型微處理器2.1 8086.CPU的內部結構2.1.1 8086CPU的內部功能結構2.1.2 8086.CPU的寄存器結構2.1.3 8086總線的工作周期2.1.4 存儲器組織2.2 8086.CPU的引腳功能與上作模式2.2.1 工作模式2.2.2 8086的引腳信號和功能2.2.3 8086.cPu的時序2.3 80x86／Pentium系列CPU技術發(fā)居2.3.1 80x86系列微處理器簡介2.3.2 Pentium系列微處理器簡介2.4 小結2.5 練習題第3章 存儲器技術3.1 存儲器概述3.1.1 存儲器的分類3.1.2 存儲器的主要性能參數(shù)3.1 3存儲系統(tǒng)的層次結構3.2 讀寫存儲器3.2.1 靜態(tài)讀寫存儲器(SRAM)3.2.2 動態(tài)讀寫存儲器(DRAM)3.2.3 只讀存儲器(ROM)3.2.4 可擦編程只讀存儲器(EPROM)3.2.5 電可擦編程只讀存儲器(EEPROM，EPROM）3.2.6 閃速電可擦編程只讀存儲器(閃速FLASh)3.3 存儲器的連接3.3.1 存儲器的擴展3.3.2 存儲器尋址3.3.3 存儲器芯片的選配3.3.4 存儲器與CPU的連接3.4 存儲器管琿3.4.1 IBMPcⅨT中的存儲空間分配3.4 2 擴展存儲器及其管理3.5 內部存儲器技術的發(fā)展3.5.1 多模塊交叉存儲器3.5.2 高速緩沖存儲器(Cache)3.6 外部存儲器3.6.1 硬盤及硬盤驅動器3.6.2 光盤存儲器3.7 小結3.8 練習題第4章 8086.CPU指令系統(tǒng)4.1 指令格式與尋址方式4.1.1 指令格式4.1.2 尋址方式4.2 8086.CPU指令系統(tǒng)4.2.1 數(shù)據(jù)傳送類指令4.2.2 輸入，輸出類指令4.2.3 算術運算類指令4.2.4 位操作類指令4.2.5 串操作類指令4.2.6 控制轉移類指令4.2.7 處理器控制類指令4.3 Pentium系列CPU的指令系統(tǒng)4.3.1 Pentium系列CPU的新增尋址方式4.3.2 Pentium系列CPU的新增指令4.4 小結4.5 練習題第5章 匯編語言程序設計5.1 匯編語言概述5.1.1 匯編語言源程序的格式5.1.2 匯編語言的編程環(huán)境5.2 匯編語言的偽指令5.2.1 符號定義偽指令5.2.2 數(shù)據(jù)定義偽指令5.2.3 段定義偽指令5.2.4 過程定義偽指令5.3 匯編語言程序設計基礎5.3.1 程序設計的一般步驟5.3.2 程序設計的基本方法5.3.3 子程序設計與調用技術5.3.4.DOS功能子程序的調用5.4 中斷服務程序設計5.5 模塊化程序設計5.5.1 模塊化程序設計簡介5.5.2 多模塊程序設計5.5.3 匯編程序與C語言程序的連接5.6 小結5.7 練習題第6章輸入／輸出接口6.1 輸入／輸出接口概述6.1.1 輸入／輸出接U電路6.1.2 CPU與外設數(shù)據(jù)傳送的方式6.1.3 輸入／輸出端口的編址方式6.2 中斷系統(tǒng)6.2.1 中斷系統(tǒng)的基本概念6.2.2 可編程中斷控制芯片8259A6.2.3 8259A的編程及應用6.3 DMA控制技術6.3.1 可編程DMA控制芯片8237A6.3.2 8237A的編程及應用6.4 小結6.5 練習題第7章 常用可編程接口芯片7.1 并行接口7.1.1 并行通信與并行接口7.1.2 可編程并行通信接口芯片8255A7.1.3 8255A的編程及應用7.2 串行接U7.2.1 串行通信與串行接口7.2.2 可編程串行通信接口芯片8251A7.2.3 8251A的編程及應用7.3 定時器／計數(shù)器7.3.1 叫編程定時器／計數(shù)器8253A7.3.2 8253A的編程及應用7.4 小結7.5 練習題第8章 A／D及D／A接口8.1 D／A及A／D轉換器概述8.2 典型D／A轉換器及其與CPU的接口8.2.1 8位D／A轉換器DAC.08328.2.2 DA(：0832與CPU的接口8.3 典型A，D轉換器及其與CPU的接口8.3.1 A／D轉換器ADc08098.3.2 A／D轉換器的選擇原則8.3.3 A／D轉換器與CPU的接口8.4 小結8.5 練習題第9章 微型計算機總線技術9.1 總線9.1.1 微型計算機總線簡介9.1.2 總線分類和總線標準9.1.1 3微型計算機總線技術的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢9.2 系統(tǒng)總線9.2.1 ISA總線9.2.2 EISA總線9.2.3 PCI總線9.2.4 AGP總線9.2.5 新型總線PCIExpress9.3 外總線9.3.1 總線9.3.2 IEEB488總線9.3.3 SCSI總線9.3.4 USB總線9.3.5 IEEE.1394總線9.4 小結9.5 練習題第10章 人機交互設備及接口10.1 顯示接口10.1.1 CRT顯示器及其接口10.1.2 LCD顯示器及其接口10.1.3 LED顯示器及其接口10.2 鍵盤、鼠標接口10.2.1 鍵盤接口10.2.2 鼠標接口10.3 打印機及其接口10.3.1 常用打印機及其工作原理10.3.2 主機與打印機接口10.3.3 打印機編程應用10.4 茛他外設10.4.1 掃描儀10.4.2 數(shù)碼相機10.4.3 光盤刻錄機10.4.4 外圍設備的發(fā)展方向10.5 小結10.6 練習題第11章 微型計算機應用系統(tǒng)11.1 微型計算機應用系統(tǒng)的設計11.1.1 簡介11.1.2 微型計算機應用系統(tǒng)設計舉例11.2 PCI總線和USB總線接口設計11.2.1 PCI總線與DSP通信接口設計11.2.2 USB總線與DSP通信接口設計11.3 Windows驅動程序設計11.3 1 驅動程序概述11.3.2 PCI設備VxD驅動程序設計11.3.3 USB設備WDM驅動程序設計11.4 嵌入式系統(tǒng)11.4.1 簡介11.4.2 嵌入式系統(tǒng)硬件的組成11.4.3 嵌入式系統(tǒng)軟件的開發(fā)11.5 小結11.6 練習題附錄附錄A 實驗A.1 實驗一 調試工具Debug的使用A.2 實驗二 順序結構程序設計及上機過程A.3 實驗三 循環(huán)與分支結構程序設計A.4 實驗四 子程序結構程序設計A：5實驗五 系統(tǒng)調用A.6 實驗六 可編程中斷控制器8259A實驗A.7 實驗七 可編程DMA控制器8237A實驗A.8 實驗八 可編程并行通信接口芯片8255A實驗A.9 實驗九 可編程串行通信接口芯片8251A實驗A.10 實驗十 可編程定時器／計數(shù)器8253A實驗(一)A.11 實驗十一 可編程定時器／計數(shù)器8253A實驗(二)A.12 實驗十二 數(shù)模(D／A)轉換器DAC：0832實驗A.13 實驗十三 小直流電動機控制實驗A.14 丈驗十四 步進電動機控制實驗A.15 實驗十五 溫度測量實驗附錄B DEBUG.工具附錄C D0S系統(tǒng)功能調用(INT.21H)參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第1章　微型計算機系統(tǒng)　　1.1　微型計算機的發(fā)展　　計算機是一種自動、高速、精確地進行信息處理的現(xiàn)代化電子設備。從1946年第一臺計算機誕生至今僅50多年，計算機已經(jīng)由電子管時代、晶體管時代、中小規(guī)模集成電路時代，發(fā)展到大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路時代，現(xiàn)正在向第五代計算機發(fā)展。從70年代初，由大規(guī)模集成電路組成的微型計算機問世，到現(xiàn)在僅30年左右，微處理器已經(jīng)推出了四代產(chǎn)品：4位微處理器、8位微處理器、l6位微處理器和32位以上微處理器。在微型計算機的發(fā)展過程中，最成功也最具有影響力的是IBM PC系列微機，又稱PC（Personal Computer）。1982年，IBM公司推出了以Intel 8086 CPU為處理器的IBM PC。1983年，IBM公司又推出了采用Intel 8088 CPU為處理器的IBM PC／XT。這兩種機型的內存均為1MB，支持單任務的操作系統(tǒng)。l984年，以Intel 80286為CPU的l6位增強型PC IBMPC／AT上市，其內存可達到8MB，并支持多任務多用戶操作系統(tǒng)。繼IBM PC／AT之后，Intel公司推出了32位微處理器80386和80486，由80386和80486 CPU構成的PC 80386和PC 80486內存物理地址空間可達4GB，支持多任務多用戶操作系統(tǒng)，并增加了高速緩沖存儲器Cache。80486以后的CPU，名稱上改為奔騰（Pentium）系列，其字長已達到64位，運算速度和功能、性能與PC 80486機相比有很大提高?！　≡谖C家族中，單片微機的發(fā)展同樣引人注目。單片機是把CPU、一定容量的存儲器和I／O接口電路集成到一片芯片上，構成具有計算機完整功能的一種微機。單片機的字長已由4位、8位發(fā)展到目前的l6位，存儲器可以擴充到64KB，同時還含有模數(shù)控制器（ADC）和數(shù)模控制器（DAC），并且有功能很強的指令系統(tǒng)。單片機在工業(yè)控制和智能儀表中得到了廣泛的應用?！　　?/pre>








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