微機原理與接口技術

內(nèi)容概要

　　《普通高等教育“十二五”電氣信息類規(guī)劃教材：微機原理與接口技術》系統(tǒng)地講解了微型計算機系統(tǒng)的結構、工作原理、各種接口技術及其應用，其內(nèi)容包括80x86微處理器結構、指令系統(tǒng)、匯編語言程序設計、存儲器系統(tǒng)、總線技術、中斷技術、DMA技術和定時／計數(shù)技術，以及并行接口技術、串行接口技術、模擬接口技術、人機交互接口技術和微機接口技術應用等?！　　段C原理與接口技術》主要有五個特點：　　1）微機原理部分，以經(jīng)典內(nèi)容為基礎做詳細講解，對新技術做較系統(tǒng)介紹?！　?）接口部分，盡可能介紹新技術，如定時器、串行接口、模擬接口等?！　?）注重實踐與應用，以較多的例子講解各種技術的應用，并且用一章介紹了微機接口技術的實際應用?！　?）實際應用編程不局限于匯編語言，也可使用Visual c#可視化編程語言，并且示范了串行接口、打印機并行接口，以及多功能接口卡的應用編程?！　?）層次清晰、講解精練、篇幅適中?！　　段C原理與接口技術》可作為高等院校計算機、通信工程、電氣工程、自動化、電子信息、機電等專業(yè)本科或?？粕滩模部梢宰鳛閺V大工程技術人員用書。

書籍目錄

前言第1章 微型計算機概述11.1 微型計算機系統(tǒng)及其特點11.1.1 微型計算機系統(tǒng)簡介11.1.2 微型計算機的主要性能31.2 微型計算機的發(fā)展41.2.1 微處理器的發(fā)展51.2.2 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展71.3 微型計算機的應用91.4 計算機中數(shù)的表示101.4.1 計算機中常用的數(shù)制及其轉換101.4.2 有符號數(shù)的表示111.4.3 計算機中常用的編碼13本章小結14思考題與練習題14第2章 80x86微處理器152.1 8086微處理器結構152.1.1 8086CPU功能結構152.1.2 8086CPU寄存器172.1.3 8086CPU總線周期概念202.2 8086微處理器的引腳信號和工作模式212.2.1 8086最小模式和最大模式的概念212.2.2 8086引腳信號與功能212.2.3 8086最小模式配置252.2.4 8086最大模式配置282.3 8086微處理器的操作和時序302.3.1 復位操作302.3.2 讀寫操作312.3.3 中斷操作332.3.4 總線控制操作342.4 8086存儲器和I/O組織352.4.1 8086的存儲器組織352.4.2 8086的I/O組織382.5 高性能微處理器382.5.1 80386微處理器結構382.5.2 80386的工作模式402.5.3 80386的寄存器412.5.4 80386的存儲器管理462.5.5 Pentium系列微處理器簡介51本章小結54思考題與練習題54第3章 指令系統(tǒng)563.1 尋址方式563.1.1 立即尋址方式563.1.2 寄存器尋址方式573.1.3 存儲器尋址方式573.1.4 32位地址的尋址方式593.2 8086指令系統(tǒng)603.2.1 指令格式603.2.2 數(shù)據(jù)傳送指令613.2.3 算術運算指令653.2.4 邏輯運算指令683.2.5 移位指令693.2.6 循環(huán)指令713.2.7 轉移指令733.2.8 字符串操作指令753.2.9 ASCII、BCD碼調整指令773.2.1 0處理器指令803.3 80286及以上型號CPU擴充的指令813.3.1 傳送并擴展指令813.3.2 堆棧指令813.3.3 數(shù)據(jù)類型轉換指令823.3.4 移位指令823.3.5 位操作指令833.3.6 比較交換指令CMPXCHG833.3.7 條件字節(jié)設置指令SET84本章小結85思考題與練習題85第4章 匯編語言程序設計894.1 數(shù)據(jù)類型和運算符894.1.1 數(shù)據(jù)類型894.1.2 運算符914.1.3 表達式924.2 常用的偽指令934.2.1 符號定義偽指令934.2.2 數(shù)據(jù)定義偽指令954.2.3 段定義類偽指令974.3 匯編語言程序設計1004.3.1 程序結構概述1004.3.2 順序結構1024.3.3 分支結構1044.3.4 循環(huán)結構1074.4 子程序與宏1104.4.1 子程序1104.4.2 宏的定義和引用1134.4.3 宏與子程序的區(qū)別1164.5 DOS和BIOS功能調用1164.5.1 DOS功能調用1164.5.2 BIOS功能調用1184.6 DEBUG調試器和MASM宏匯編工具簡介1194.6.1 調試器DEBUG1194.6.2 宏匯編MASM系統(tǒng)1224.7 Win32匯編簡介124本章小結128思考題與練習題128第5章 存儲器技術1305.1 存儲器概述1305.1.1 微機的存儲器系統(tǒng)1305.1.2 存儲器的分類1325.1.3 存儲器的性能指標1335.2 隨機存儲器1345.2.1 靜態(tài)隨機存儲器1345.2.2 動態(tài)隨機存儲器1355.2.3 高速緩沖存儲器1375.2.4 內(nèi)存條1385.3 只讀存儲器ROM1395.3.1 掩模式ROM1395.3.2 可編程只讀存儲器PROM1405.3.3 可擦除可編程只讀存儲器EPROM1405.3.4 電可擦除可編程只讀存儲器EEPROM1405.3.5 閃速存儲器FLASH141本章小結142思考題與練習題143第6章 接口概念和總線技術1446.1 接口的基本概念1446.1.1 接口概念1446.1.2 接口的基本功能1446.1.3 接口的基本結構1456.1.4 端口地址譯碼及片選信號的產(chǎn)生1466.2 與接口傳輸數(shù)據(jù)的方式1476.2.1 程序控制方式1476.2.2 中斷控制方式1486.2.3 DMA方式1496.3 微機總線1506.3.1 總線概述1506.3.2 PC總線1536.3.3 ISA總線1536.3.4 PCI總線1546.3.5 PCIE總線156本章小結156思考題與練習題156第7章 中斷技術1587.1 中斷基本概念1587.1.1 中斷和斷點1587.1.2 中斷源和中斷類型碼1587.1.3 中斷優(yōu)先級和中斷嵌套1587.1.4 中斷服務程序和中斷向量1587.2 微機中斷系統(tǒng)1597.2.1 微機中斷系統(tǒng)結構1597.2.2 微機中斷分類1617.2.3 微機中斷源1637.3 微機中斷處理1667.3.1 微機中斷過程1667.3.2 中斷服務程序的調用過程1677.4 可編程中斷控制器8259A1707.4.1 8259A的引腳信號1707.4.2 8259A的內(nèi)部結構與工作原理1717.4.3 8259A的中斷管理方式1727.4.4 8259A的寄存器及初始化1757.4.5 8259A的級聯(lián)1817.5 中斷應用舉例1827.5.1 指令中斷應用1827.5.2 8259A在微機中的應用1837.5.3 外中斷應用186本章小結188思考題與練習題188第8章 DMA技術1908.1 8237A的組成和工作原理1908.1.1 8237A的主要特點1908.1.2 8237A的引腳信號1908.1.3 8237A的結構1918.1.4 8237A的工作周期1928.2 8237A的工作方式和寄存器1938.2.1 8237A的工作方式1938.2.2 8237A的寄存器1948.3 8237A在PC中的應用1988.3.1 8237A的初始化1988.3.2 8237A應用實例198本章小結200思考題與練習題200第9章 定時/計數(shù)技術2029.1 定時器概述2029.1.1 定時與計數(shù)2029.1.2 定時方法2039.2 8254引腳信號與結構2049.2.1 8254的引腳信號2049.2.2 8254的內(nèi)部結構2059.3 8254的控制字與工作方式2079.3.1 8254的控制字2079.3.2 8254的工作方式2109.4 8254應用舉例2169.4.1 利用8254產(chǎn)生方波2169.4.2 8254在微機中的應用216本章小結219思考題與練習題219第10章 并行接口技術22010.1 8255A的引腳信號與結構22010.1.1 8255A的引腳信號22010.1.2 8255A的內(nèi)部結構22110.2 8255A的控制字22210.2.1 工作方式控制字22210.2.2 端口C置1/清0控制字22210.3 8255A的工作方式22310.3.1 方式022310.3.2 方式122310.3.3 方式222510.4 8255A應用舉例22610.4.1 8255A作為打印機接口22610.4.2 8255A控制LED顯示流水燈22710.4.3 8255A控制點陣顯示屏227本章小結229思考題與練習題229第11章 串行接口技術23111.1 串行通信概述23111.1.1 串行通信的基本概念23111.1.2 串行通信基本方式23511.1.3 RS232串行通信標準23611.1.4 其他串行通信標準24011.2 串行接口芯片1655024411.2.1 16550的引腳信號24411.2.2 16550的內(nèi)部結構與工作原理24611.2.3 16550寄存器及其初始化編程24911.3 串行接口應用舉例25411.3.1 BIOS通信功能介紹25411.3.2 雙微機串行通信25611.3.3 Windows下串行口編程應用258本章小結261思考題與練習題262第12章 模擬接口技術26312.1 DA轉換器簡介26312.1.1 DA轉換器的工作原理26312.1.2 DA轉換器的主要參數(shù)26512.2 DA轉換器及其接口26612.2.1 8位DA轉換器DAC083226612.2.2 12位DA轉換器DAC761327012.3 AD轉換器的工作原理27312.3.1 AD轉換器的工作原理27312.3.2 AD轉換器的主要參數(shù)27412.4 AD轉換器及其接口27512.4.1 8位AD轉換器ADC080927512.4.2 12位多通道串行接口AD轉換器TLC2543281本章小結286思考題與練習題286第13章 人機交互接口技術28813.1 鍵盤及其接口28813.1.1 鍵盤的分類和特點28813.1.2 PC鍵盤接口28913.1.3 簡單鍵盤接口29013.2 顯示器及其接口29413.2.1 液晶顯示器及其接口29413.2.2 數(shù)碼管顯示器及其接口29613.3 打印機及其接口29913.3.1 常見的打印機工作原理29913.3.2 打印機接口結構30013.3.3 Windows下打印機口的編程應用30213.4 微機其他外設及接口30813.4.1 鼠標及其接口30813.4.2 掃描儀及其接口309本章小結310思考題與練習題311第14章 微機接口技術應用31214.1 ISA多功能接口卡及其應用31214.1.1 AC1059E的性能特點31214.1.2 AC1059E的端口地址與操作31414.1.3 Windows下的端口操作函數(shù)31614.1.4 AC1059E接口卡應用編程31714.2 PCI多功能接口卡簡介32714.2.1 AC6610P的性能特點32714.2.2 AC6610P的操作函數(shù)32814.3 多功能接口卡應用實例33014.3.1 控制系統(tǒng)描述33014.3.2 系統(tǒng)總體設計33114.3.3 主窗體部分程序設計33214.3.4 參數(shù)設置窗體部分程序設計341本章小結343思考題與練習題343附錄344附錄AASCII碼表344附錄B80x86指令表345附錄C匯編偽指令表349附錄DBIOS中斷功能調用表350附錄EDOS中斷功能調用表352附錄FDEBUG命令表353參考文獻355

章節(jié)摘錄

版權頁：插圖：由此可得到結論：分支轉移指令的轉移目標地址是可以預測的，預測的依據(jù)是前一次的轉移目標地址，即所謂歷史狀態(tài)，預測的準確率盡管不是100％，但是可以很高，有時甚至非常高。BTB正是基于上述結論對轉移指令進行分支預測的，含有一個1KB容量的Cache，其中可以容納256條轉移指令的目標地址和歷史狀態(tài)。歷史狀態(tài)用兩位二進制數(shù)表示4種可能情況，即必定轉移、可能轉移、可能不轉移和必定不轉移。在程序運行中，BTB采用動態(tài)預測方法，當一條指令造成分支時，BTB檢測這條指令以前的執(zhí)行狀態(tài)，并用此狀態(tài)信息預測當前的分支目標地址，然后預取此處的指令。當BTB判斷正確時，分支程序會如同分支未發(fā)生一樣，維持流水線的照常運行，當BTB判斷錯誤時，則修改歷史記錄并重新取指令、譯碼……即重新建立流水線。但總體來說，有了BTB，明顯提高了效率。這樣，如果預測是正確的，則流水線會不停地運行；如果預測不正確，例如，產(chǎn)生轉移但BTB沒有預測到，或者BTB預測將產(chǎn)生轉移而實際上并不轉移，還有雖然預測到分支轉移，但預測的目標地址不對，那么CPU均會清除流水線中的內(nèi)容，重新建立流水線中的指令序列，此時需要4個時鐘周期。

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《微機原理與接口技術》是普通高等教育“十二五”電氣信息類規(guī)劃教材。

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