微機(jī)原理與接口技術(shù)

前言

　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，微型計(jì)算機(jī)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、科研、教育、管理等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)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(jì)算機(jī)的應(yīng)用推廣到了生活電子產(chǎn)品中。本書針對目前的應(yīng)用實(shí)際，以16位的8086為主介紹了微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)。本書詳細(xì)介紹了80x86／Pentium的結(jié)構(gòu)、存儲器技術(shù)、8086CPU指令系統(tǒng)、匯編語言程序設(shè)計(jì)、輸入／輸出接口、微型計(jì)算機(jī)總線技術(shù)和人機(jī)交互設(shè)備及接口。本書有如下幾個主要特點(diǎn)：　　1）突出實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α械拿恳徊糠侄纪ㄟ^實(shí)例展開，在附錄A提供了驗(yàn)證型、設(shè)計(jì)型和綜合型實(shí)驗(yàn)。　　2）突出實(shí)際動手構(gòu)建應(yīng)用系統(tǒng)的能力。書中重點(diǎn)講解了計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)和I／O處理技術(shù)，體現(xiàn)以能力為本位的教學(xué)思想。例如，在存儲器技術(shù)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(zhuǎn)換器的選擇原則，在微型計(jì)算機(jī)應(yīng)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(shí)際系統(tǒng)。在硬件選擇中堅(jiān)持基本原則與最新元件的推薦相結(jié)合，最后通過實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)案例來達(dá)到理論與實(shí)踐的統(tǒng)一。　　3）突出接口編程能力的訓(xùn)練，在微型計(jì)算機(jī)應(yīng)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(chǔ)。本書的指令系統(tǒng)部分詳細(xì)介紹了相關(guān)指令，在匯編語言程序設(shè)計(jì)中增加了中斷服務(wù)程序的設(shè)計(jì)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(yīng)用程序，并用微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中的驅(qū)動程序的編寫來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。　　4）突出內(nèi)容的實(shí)用性和先進(jìn)性。本書在大量介紹微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)用內(nèi)容的基礎(chǔ)上還增加了一些新技術(shù)的介紹。在總線技術(shù)部分介紹了PCIExpress、SCSI總線、USB總線、IEEEl394總線，在微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中介紹了利用新元件構(gòu)建的實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)及嵌入式系統(tǒng)的基本知識。讀者在學(xué)完本書之后，應(yīng)具備分析和設(shè)計(jì)微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的能力，能開展微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的研發(fā)工作，為后續(xù)的專業(yè)學(xué)習(xí)和研究奠定基礎(chǔ)?！　”緯勺鳛楦叩仍盒Ｓ?jì)算機(jī)及電類相關(guān)專業(yè)的教材或技術(shù)人員的培訓(xùn)教材，也可作為從事微型計(jì)算機(jī)科研、生產(chǎn)、教學(xué)和應(yīng)用開發(fā)的科技人員的自學(xué)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?！　∮捎谧髡咚接邢蓿瑫须y免存在不妥之處，敬請讀者批評指正?！　【幷?/pre>


內(nèi)容概要
　　《高等院校規(guī)劃教材·計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系列：微機(jī)原理與接口技術(shù)》以Intel8086為基礎(chǔ)，介紹了微型計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)、典型微處理器、存儲器技術(shù)、8086CPU指令系統(tǒng)、匯編語言程序設(shè)計(jì)、輸入輸出接口、微型計(jì)算機(jī)總線技術(shù)、人機(jī)交互設(shè)備及接口等知識，對微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和嵌入式系統(tǒng)也作了簡單介紹?！陡叩仍盒Ｒ?guī)劃教材·計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系列：微機(jī)原理與接口技術(shù)》以微型計(jì)算機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)（如微處理器、cache、存儲管理、中斷、DMA和系統(tǒng)總線等）作為重點(diǎn)，并結(jié)合實(shí)例進(jìn)行了分析，書后的配套實(shí)驗(yàn)可使讀者熟練掌握關(guān)鍵技術(shù)的要點(diǎn)和應(yīng)用方法，引導(dǎo)讀者逐步掌握計(jì)算機(jī)硬件電路分析、應(yīng)用和程序設(shè)計(jì)的能力?！　　陡叩仍盒Ｒ?guī)劃教材·計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系列：微機(jī)原理與接口技術(shù)》內(nèi)容豐富、應(yīng)用性強(qiáng)，并提供配套的多媒體教學(xué)課件，可作為高等院校計(jì)算機(jī)及電類相關(guān)專業(yè)的教材或技術(shù)人員的培訓(xùn)教材，也可作為從事微型計(jì)算機(jī)科研、生產(chǎn)、教學(xué)和應(yīng)用開發(fā)的科技人員的自學(xué)或參考用書。



書籍目錄
出版說明前言第1章 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1.1 微型計(jì)算機(jī)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(jī)器數(shù)1.2.2 數(shù)字信息編碼的概念1.3 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成1.3.1 微型計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)1.3.2 微型計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)1.4 小結(jié)1.5 練習(xí)題第2章 典型微處理器2.1 8086.CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)2.1.1 8086CPU的內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)2.1.2 8086.CPU的寄存器結(jié)構(gòu)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(shù)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(jié)2.5 練習(xí)題第3章 存儲器技術(shù)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(jié)構(gòu)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(kuò)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(kuò)展存儲器及其管理3.5 內(nèi)部存儲器技術(shù)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(qū)動器3.6.2 光盤存儲器3.7 小結(jié)3.8 練習(xí)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(shù)運(yùn)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(zhuǎn)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(jié)4.5 練習(xí)題第5章 匯編語言程序設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)基礎(chǔ)5.3.1 程序設(shè)計(jì)的一般步驟5.3.2 程序設(shè)計(jì)的基本方法5.3.3 子程序設(shè)計(jì)與調(diào)用技術(shù)5.3.4.DOS功能子程序的調(diào)用5.4 中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)5.5 模塊化程序設(shè)計(jì)5.5.1 模塊化程序設(shè)計(jì)簡介5.5.2 多模塊程序設(shè)計(jì)5.5.3 匯編程序與C語言程序的連接5.6 小結(jié)5.7 練習(xí)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(shè)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(yīng)用6.3 DMA控制技術(shù)6.3.1 可編程DMA控制芯片8237A6.3.2 8237A的編程及應(yīng)用6.4 小結(jié)6.5 練習(xí)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(yīng)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(yīng)用7.3 定時器／計(jì)數(shù)器7.3.1 叫編程定時器／計(jì)數(shù)器8253A7.3.2 8253A的編程及應(yīng)用7.4 小結(jié)7.5 練習(xí)題第8章 A／D及D／A接口8.1 D／A及A／D轉(zhuǎn)換器概述8.2 典型D／A轉(zhuǎn)換器及其與CPU的接口8.2.1 8位D／A轉(zhuǎn)換器DAC.08328.2.2 DA(：0832與CPU的接口8.3 典型A，D轉(zhuǎn)換器及其與CPU的接口8.3.1 A／D轉(zhuǎn)換器ADc08098.3.2 A／D轉(zhuǎn)換器的選擇原則8.3.3 A／D轉(zhuǎn)換器與CPU的接口8.4 小結(jié)8.5 練習(xí)題第9章 微型計(jì)算機(jī)總線技術(shù)9.1 總線9.1.1 微型計(jì)算機(jī)總線簡介9.1.2 總線分類和總線標(biāo)準(zhǔn)9.1.1 3微型計(jì)算機(jī)總線技術(shù)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(jié)9.5 練習(xí)題第10章 人機(jī)交互設(shè)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(biāo)接口10.2.1 鍵盤接口10.2.2 鼠標(biāo)接口10.3 打印機(jī)及其接口10.3.1 常用打印機(jī)及其工作原理10.3.2 主機(jī)與打印機(jī)接口10.3.3 打印機(jī)編程應(yīng)用10.4 茛他外設(shè)10.4.1 掃描儀10.4.2 數(shù)碼相機(jī)10.4.3 光盤刻錄機(jī)10.4.4 外圍設(shè)備的發(fā)展方向10.5 小結(jié)10.6 練習(xí)題第11章 微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)11.1 微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)11.1.1 簡介11.1.2 微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例11.2 PCI總線和USB總線接口設(shè)計(jì)11.2.1 PCI總線與DSP通信接口設(shè)計(jì)11.2.2 USB總線與DSP通信接口設(shè)計(jì)11.3 Windows驅(qū)動程序設(shè)計(jì)11.3 1 驅(qū)動程序概述11.3.2 PCI設(shè)備VxD驅(qū)動程序設(shè)計(jì)11.3.3 USB設(shè)備WDM驅(qū)動程序設(shè)計(jì)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(jié)11.6 練習(xí)題附錄附錄A 實(shí)驗(yàn)A.1 實(shí)驗(yàn)一 調(diào)試工具Debug的使用A.2 實(shí)驗(yàn)二 順序結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)及上機(jī)過程A.3 實(shí)驗(yàn)三 循環(huán)與分支結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)A.4 實(shí)驗(yàn)四 子程序結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)A：5實(shí)驗(yàn)五 系統(tǒng)調(diào)用A.6 實(shí)驗(yàn)六 可編程中斷控制器8259A實(shí)驗(yàn)A.7 實(shí)驗(yàn)七 可編程DMA控制器8237A實(shí)驗(yàn)A.8 實(shí)驗(yàn)八 可編程并行通信接口芯片8255A實(shí)驗(yàn)A.9 實(shí)驗(yàn)九 可編程串行通信接口芯片8251A實(shí)驗(yàn)A.10 實(shí)驗(yàn)十 可編程定時器／計(jì)數(shù)器8253A實(shí)驗(yàn)(一)A.11 實(shí)驗(yàn)十一 可編程定時器／計(jì)數(shù)器8253A實(shí)驗(yàn)(二)A.12 實(shí)驗(yàn)十二 數(shù)模(D／A)轉(zhuǎn)換器DAC：0832實(shí)驗(yàn)A.13 實(shí)驗(yàn)十三 小直流電動機(jī)控制實(shí)驗(yàn)A.14 丈驗(yàn)十四 步進(jìn)電動機(jī)控制實(shí)驗(yàn)A.15 實(shí)驗(yàn)十五 溫度測量實(shí)驗(yàn)附錄B DEBUG.工具附錄C D0S系統(tǒng)功能調(diào)用(INT.21H)參考文獻(xiàn)


章節(jié)摘錄
　　第1章　微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)　　1.1　微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展　　計(jì)算機(jī)是一種自動、高速、精確地進(jìn)行信息處理的現(xiàn)代化電子設(shè)備。從1946年第一臺計(jì)算機(jī)誕生至今僅50多年，計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)發(fā)展。從70年代初，由大規(guī)模集成電路組成的微型計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)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(jī)，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(jī)型的內(nèi)存均為1MB，支持單任務(wù)的操作系統(tǒng)。l984年，以Intel 80286為CPU的l6位增強(qiáng)型PC IBMPC／AT上市，其內(nèi)存可達(dá)到8MB，并支持多任務(wù)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(gòu)成的PC 80386和PC 80486內(nèi)存物理地址空間可達(dá)4GB，支持多任務(wù)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(dá)到64位，運(yùn)算速度和功能、性能與PC 80486機(jī)相比有很大提高?！　≡谖C(jī)家族中，單片微機(jī)的發(fā)展同樣引人注目。單片機(jī)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(gòu)成具有計(jì)算機(jī)完整功能的一種微機(jī)。單片機(jī)的字長已由4位、8位發(fā)展到目前的l6位，存儲器可以擴(kuò)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(qiáng)的指令系統(tǒng)。單片機(jī)在工業(yè)控制和智能儀表中得到了廣泛的應(yīng)用?！　　?/pre>








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