微型計(jì)算機(jī)原理及接口技術(shù)

前言

本書是編者在多年從事微型計(jì)算機(jī)原理及接口課程教學(xué)實(shí)踐和科研經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，參考了大量相關(guān)文獻(xiàn)資料，組織編寫而成。本書主要目的是使理工科非計(jì)算機(jī)專業(yè)的研究生或本科生了解微處理器發(fā)展的新技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域，掌握微型計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、接口技術(shù)及匯編語言程序設(shè)計(jì)等內(nèi)容，具有初步的微型計(jì)算機(jī)硬件和軟件開發(fā)能力。同時(shí)，本書也可供從事微型計(jì)算機(jī)硬件或軟件技術(shù)工作的工程技術(shù)人員參考。本書在編寫過程中，結(jié)合國家教委提出的加強(qiáng)本科生實(shí)踐能力培養(yǎng)的精神，重點(diǎn)講述了微型計(jì)算機(jī)的基本原理以及與外設(shè)的接口技術(shù)。本書共14章：第1章講述微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展過程、數(shù)制、編碼以及二進(jìn)制數(shù)運(yùn)算知識(shí)；第2章介紹了Intel80x86處理器的結(jié)構(gòu)、工作方式及特點(diǎn)；第3章詳細(xì)介紹了8086／8088指令的尋址方式及其指令系統(tǒng)；第4章簡(jiǎn)要介紹了匯編語言的特點(diǎn)及偽指令，重點(diǎn)介紹了匯編語言的程序設(shè)計(jì)及應(yīng)用實(shí)例；第5章詳細(xì)闡述了ISA總線、PCI總線，同時(shí)，也介紹了IJSB、IEEEl394等總線技術(shù)；第6章介紹了半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的分類、管理及特點(diǎn)，詳細(xì)闡述了Flash存儲(chǔ)器以及存儲(chǔ)器與CPU連接時(shí)要注意的問題；第7章介紹輸入／輸出技術(shù)及總線控制器8237A，重點(diǎn)講述了I／O地址的分配問題；第8章介紹了中斷的概念、8086中斷特點(diǎn)以及中斷控制器8259A；第9章介紹了計(jì)數(shù)／定時(shí)的概念、可編程計(jì)數(shù)／定時(shí)控制器8253A的工作原理及其應(yīng)用實(shí)例；第10章介紹了可編程并行接口芯片8255A的工作原理及應(yīng)用實(shí)例；第1l章介紹了串行通信基本概念、串行通信接口以及可編程串行通信接口芯片I.NS8250／NS16x50的工作原理與應(yīng)用；第12章介紹了數(shù)／模轉(zhuǎn)換技術(shù)（D／A轉(zhuǎn)換器）及應(yīng)用，以及模／數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)（A／D轉(zhuǎn)換器）及應(yīng)用；第13章簡(jiǎn)要介紹了微型計(jì)算機(jī)人一機(jī)接口技術(shù)；第14章列舉了微型計(jì)算機(jī)的幾個(gè)應(yīng)用實(shí)例。本書在內(nèi)容安排方面，從理工科非計(jì)算機(jī)專業(yè)的特點(diǎn)出發(fā)，注重應(yīng)用，敘述由淺入深，逐層遞進(jìn)。由于微型計(jì)算機(jī)原理及接口技術(shù)課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，在采用本書作為教材時(shí)，還應(yīng)注意加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)，通過大量的上機(jī)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生基于微型計(jì)算機(jī)的實(shí)驗(yàn)研究能力以及軟、硬件方面的動(dòng)手開發(fā)能力。本書第1、2、7、8、10章由林志貴編寫；第3、14章由李現(xiàn)國編寫；第4、13章由嚴(yán)錫君編寫；第5、6章及附錄由王敏編寫；第9、1l、12章由袁臣虎編寫。林志貴負(fù)責(zé)全書的大綱擬定、組織編寫與統(tǒng)稿工作。本書由蘇州大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院王宜懷教授主審，他對(duì)書稿進(jìn)行了認(rèn)真的審閱和指導(dǎo)，提出了許多寶貴意見，在此對(duì)他表示衷心的感謝。對(duì)本書編寫過程中所參考的書籍和有關(guān)文獻(xiàn)的作者表示衷心感謝。由于編者水平有限，加之時(shí)間比較倉促，書中難免有不妥或錯(cuò)誤之處，懇請(qǐng)讀者提出寶貴意見和建議。

內(nèi)容概要

本書以Intel 80x86 CPU為核心，系統(tǒng)介紹微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)、原理、指令系統(tǒng)、匯編語言程序設(shè)計(jì)、總線、存儲(chǔ)器、輸入／輸出接口、中斷系統(tǒng)、模擬量輸入／輸出、人-機(jī)接口及應(yīng)用等。本書將系統(tǒng)的硬件和軟件融為一體，突出微型計(jì)算機(jī)的3個(gè)關(guān)鍵技術(shù)：堆棧、中斷、描述符。在掌握微型計(jì)算機(jī)基本體系的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步介紹新型微型計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)、現(xiàn)代存儲(chǔ)器、USB、IEEE1394、以太網(wǎng)等總線技術(shù)。    本書內(nèi)容新穎全面、重點(diǎn)突出；在充分考慮教學(xué)與自學(xué)的基礎(chǔ)上，敘述由淺入深、通俗簡(jiǎn)潔，并配備了例題和習(xí)題。    本書可作為高等院校學(xué)生學(xué)習(xí)微型計(jì)算機(jī)原理和接口技術(shù)的教材，也可以作為有關(guān)科技人員的自學(xué)教材和參考書。    本書配有免費(fèi)電子課件，歡迎選用本書作教材的老師登錄http：//www.cmpedu.com注冊(cè)下載或發(fā)郵件到y(tǒng)axin_w74@126.com索取。

書籍目錄

前言第1章  微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)  1.1 概述    1.1.1 微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史    1.1.2 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成    1.1.3 微型計(jì)算機(jī)的分類    1.1.4 微型計(jì)算機(jī)的主要性能指標(biāo)  1.2 微機(jī)中的數(shù)制和數(shù)的表示    1.2.1 數(shù)制的基與權(quán)    1.2.2 數(shù)制的轉(zhuǎn)換方法    1.2.3 二進(jìn)制數(shù)的表示    1.2.4 微機(jī)中數(shù)的表示  1.3 微機(jī)的編碼    1.3.1 ASCII碼    1.3.2 BCD碼  1.4 二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算及其電路    1.4.1 二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算    1.4.2 加法器    1.4.3 二進(jìn)制數(shù)的加法／減法電路  習(xí)題第2章  Intel 80x86微處理器  ……第3章  8086／8088指令系統(tǒng)第4章  匯編語言程序設(shè)計(jì)第5章  PC總線第6章  存儲(chǔ)器第7章  輸入/輸出接口第8章  86系列微型計(jì)算機(jī)的中斷系統(tǒng)第9章  可編程計(jì)數(shù)／定時(shí)控制器8253A第10章  可編程并行接口芯片8255A第11章  可編程串行通信及接口第12章  模擬量輸入／輸出第13章  人-機(jī)接口第14章  微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用附錄參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：自1946年誕生第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)以來，在短短的幾十年里，計(jì)算機(jī)已經(jīng)歷了電子管計(jì)算機(jī)、晶體管計(jì)算機(jī)、集成電路計(jì)算機(jī)和大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)發(fā)展過程。計(jì)算機(jī)按其性能、價(jià)格和體積的不同，一般分為五大類：巨型機(jī)、大型機(jī)、中型機(jī)、小型機(jī)和微型計(jì)算機(jī)。微型計(jì)算機(jī)于20世紀(jì)70年代初研制成功。近年來，微處理器和微型計(jì)算機(jī)獲得了極快的發(fā)展，幾乎每?jī)赡晡⑻幚砥鞯募啥确环?，?～4年更新?lián)Q代一次。微處理器是微型計(jì)算機(jī)的核心芯片，簡(jiǎn)稱為up或MP，是將微機(jī)中的運(yùn)算器和控制器集成在一片硅片上制成的集成電路。這樣的芯片也被稱為中央處理單元，簡(jiǎn)稱為CPU。第一代為4位或低檔8位微處理器，如Intel公司4位的4004及8位的8008。它們均采用PMOS工藝，集成度約為2000個(gè)晶體管（或晶體片），只能進(jìn)行串行的二進(jìn)制運(yùn)算，但用在各種類型的計(jì)算器中已經(jīng)完全滿足要求。這代微處理器的指令系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，運(yùn)算能力差、速度慢，但價(jià)格低廉。軟件主要使用機(jī)器語言及簡(jiǎn)單的匯編語言。第二代為中高檔8位微處理器，如Intel8085、Z80和MC6809。它們均為8位微處理器，具有16位地址總線，因此，最多可尋址64K存儲(chǔ)單元。它們比第一代有了較多改進(jìn)，如：采用NMOS工藝，集成度提高1-4倍，運(yùn)算速度提高10～15倍，指令系統(tǒng)相對(duì)比較完善，已具有典型的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)以及中斷、存儲(chǔ)器直接存?。ǎ篋MA）功能。軟件除匯編語言外，還可使用BASIC、FORTRAN以及PL／M等高級(jí)語言。但對(duì)于具有大量數(shù)據(jù)的大型復(fù)雜程序是不夠的。另外，8位微處理器每次只能處理8位數(shù)據(jù)，處理大量數(shù)據(jù)就要分成許多個(gè)8位字節(jié)進(jìn)行操作，數(shù)值越大或越小，計(jì)算時(shí)間都很長(zhǎng)。

編輯推薦

《普通高等教育"十二五"電氣信息類規(guī)劃教材?微型計(jì)算機(jī)原理及接口技術(shù)》內(nèi)容新穎全面、重點(diǎn)突出；在充分考慮教學(xué)與自學(xué)的基礎(chǔ)上，敘述由淺入深、通俗簡(jiǎn)潔，并配備了例題和習(xí)題?！镀胀ǜ叩冉逃?十二五"電氣信息類規(guī)劃教材?微型計(jì)算機(jī)原理及接口技術(shù)》可作為高等院校學(xué)生學(xué)習(xí)微型計(jì)算機(jī)原理和接口技術(shù)的教材，也可以作為有關(guān)科技人員的自學(xué)教材和參考書。

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