嵌入式硬件技術(shù)基礎(chǔ)

前言

　　編者在總結(jié)多年教學(xué)、科研工作實踐的基礎(chǔ)上，結(jié)合目前高校計算機專業(yè)硬件技術(shù)教學(xué)的實際情況，充分考慮計算機應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新，編寫了《嵌入式硬件技術(shù)基礎(chǔ)》這本書。本書將“計算機組成原理”、“匯編語言程序設(shè)計”、“微型計算機原理及接口技術(shù)”等課程的內(nèi)容進行有機的融合，有效地解決知識聯(lián)系分散，知識結(jié)構(gòu)松散，理論與實際聯(lián)系不緊密等諸多問題，達到內(nèi)容精煉、重點突出、知識連貫、側(cè)重應(yīng)用的目標(biāo)，為學(xué)生建立專業(yè)核心課程的系統(tǒng)化結(jié)構(gòu)，同時占用較少的學(xué)時，使學(xué)生掌握嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)所需要的硬件基礎(chǔ)知識，培養(yǎng)學(xué)生對嵌入式系統(tǒng)的分析、開發(fā)與設(shè)計的能力。本書的特色　　1．具有結(jié)構(gòu)優(yōu)化、內(nèi)容精煉、重點突出的優(yōu)點，強調(diào)建立微處理器級和硬件系統(tǒng)級的整機’概念，體現(xiàn)了課程結(jié)構(gòu)的合理性?！　?．本書各章有較多的應(yīng)用舉例和習(xí)題，著眼于提高學(xué)生分析實際問題和解決實際問題的能力，較好地體現(xiàn)了實用性。　　3．本書配有電子教案和習(xí)題解答，讀者可從華信資源教育網(wǎng)上下載，以方便學(xué)生課后的學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)。隨著計算機技術(shù)迅速發(fā)展而不斷出現(xiàn)的新器件、新部件及新技術(shù)、新知識也可在該網(wǎng)站上下載?！　?．本書有配套的《嵌入式硬件技術(shù)基礎(chǔ)實驗與習(xí)題解答》，它不僅有軟件實驗、硬件實驗、軟硬件相結(jié)合的實驗項目，還有有關(guān)實驗內(nèi)容的設(shè)計思想、方法、原則及實踐經(jīng)驗總結(jié)，并且包括典型問題分析解答和本書全部習(xí)題的詳解。

內(nèi)容概要

　　本書以80x86微處理器為平臺來闡述微機系統(tǒng)的組成和系統(tǒng)的接口技術(shù)，通過匯編語言將原理與應(yīng)用聯(lián)系起來，同時將開發(fā)嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)所需要的硬件基礎(chǔ)知識進行了詳細的闡述。本書可分為3個部分，第1部分主要介紹組成嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)功能部件的原理、結(jié)構(gòu)，第2部分主要介紹硬件編程語言——匯編語言及其與C語言的混合編程，第3部分主要介紹嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)的典型接口芯片、接口技術(shù)，以及嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計的基本方法。　　本書有配套的實驗教材《嵌入式硬件技術(shù)基礎(chǔ)實驗指導(dǎo)與習(xí)題解答》（包括實驗指導(dǎo)書、課后習(xí)題詳細解答），提供免費的電子課件?！　”緯勺鳛楦叩仍盒Ｓ嬎銠C類相關(guān)專業(yè)硬件基礎(chǔ)課程的教材或參考書，也可作為計算機應(yīng)用開發(fā)人員和希望掌握計算機硬件知識的讀者的參考書。

書籍目錄

第1章 概論1.1 計算機硬件1.2 計算機軟件1.2.1 軟件的組成與分類1.2.2 計算機語言1.3 計算機系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)1.4 計算機的基本工作原理1.4.1 存儲程序工作原理1.4.2 計算機的工作過程1.5 計算機的性能1.6 計算機系統(tǒng)的分類1.7 嵌入式技術(shù)及應(yīng)用1.7.1 嵌入式系統(tǒng)的概念1.7.2 嵌入式系統(tǒng)的特點1.7.3 嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域1.7.4 嵌入式技術(shù)的發(fā)展趨勢本章小結(jié)習(xí)題1第2章 數(shù)據(jù)表示和運算方法2.1 數(shù)值數(shù)據(jù)在計算機內(nèi)的表示2.1.1 定點數(shù)與浮點數(shù)2.1.2 數(shù)的機器碼表示2.1.3 BCD碼2.2 非數(shù)值數(shù)據(jù)在機內(nèi)的表示2.2.1 字符的表示方法2.2.2 漢字的表示方法2.3 加減運算方法2.3.1 補碼加法運算2.3.2 補碼減法運算2.3.3 溢出概念及檢測方法2.3.4 基本的二進制加法／減法器2.3.5 十進制加法器2.4 乘法計算2.4.1 原碼一位乘法2.4.2 補碼一位乘法2.4.3 陣列乘法器2.5 除法計算2.5.1 原碼一位除法2.5.2 補碼一位除法2.5.3 陣列除法器2.6 邏輯運算2.6.1 邏輯非2.6.2 邏輯或2.6.3 邏輯與2.6.4 邏輯異或2.7 多功能算術(shù)／邏輯運算單元(ALU)2.8 定點運算2.8.1 單總線結(jié)構(gòu)的運算器2.8.2 雙總線結(jié)構(gòu)的運算器2.8.3 三總線結(jié)構(gòu)的運算器2.9 浮點運算2.9.1 浮點加法和減法2.9.2 浮點乘、除法運算2.9.3 浮點運算器本章小結(jié)習(xí)題2第3章 微處理器的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用特性3.1 概述3.2 Intel8086的編程結(jié)構(gòu)3.2.1 總線接口部件3.2.2 執(zhí)行部件3.2.3 總線接口部件和執(zhí)行部件的管理3.2.4 Intel8086總線周期的概念3.3 Intel8086的引腳信號和工作模式3.3.1 最小模式和最大模式的概念3.3.2 Intel8086的引腳信號和功能3.3.3 最小模式下的系統(tǒng)配置3.3.4 最大模式下的系統(tǒng)配置3.4 Intel8086的操作和時序3.4.1 系統(tǒng)的復(fù)位和啟動操作3.4.2 總線操作3.4.3 最小模式下的總線保持3.4.4 最大模式下的總線請求／允許3.5 總線的概念及Intel8086系統(tǒng)總線的構(gòu)成3.5.1 總線的功能與分類3.5.2 總線標(biāo)準(zhǔn)及信號組成3.5.3 PCI總線操作時序3.5.4 Intel8086的系統(tǒng)總線3.6 嵌入式處理器及其應(yīng)用3.6.1 概述3.6.2 嵌入式微處理器3.6.3 嵌入式微控制器3.6.4 嵌入式DSP處理器3.6.5 嵌入式片上系統(tǒng)(sOC)3.6.6 嵌入式處理器的發(fā)展趨勢本章小結(jié)習(xí)題3第4章 存儲系統(tǒng)4.1 存儲器概述4.1.1 存儲器的分類4.1.2 存儲器的分級結(jié)構(gòu)4.2 半導(dǎo)體隨機存取存儲器4.2.1 半導(dǎo)體存儲器的存儲原理4.2.2 靜態(tài)隨機存取存儲器實例4.2.3 動態(tài)隨機存儲器的刷新方式4.3 半導(dǎo)體只讀存儲器(ROM)4.3.1 MROM和PROM4.3.2 EPROM4.3.3 閃速存儲器(FLASHROM)4.4 多體交叉存儲器和雙端口存儲器4.4.1 多體交叉存儲器的工作原理4.4.2 雙端口存儲器的工作原理4.5 存儲器的層次結(jié)構(gòu)4.5.1 什么是存儲器的層次結(jié)構(gòu)4.5.2 高速緩沖存儲器4.6 虛擬存儲器4.6.1 虛擬存儲器的基本概念4.6.2 頁式虛擬存儲器4.6.3 段式虛擬存儲器4.6.4 段頁式虛擬存儲器本章小結(jié)習(xí)題4第5章 匯編語言與程序設(shè)計5.1 概述5.2 Intel8086微處理器的寄存器和主存儲器5.2.1 8086通用寄存器5.2.2 8086的標(biāo)志寄存器5.2.3 存儲器組織與段寄存器5.3 匯編語言語句格式5.3.1 段定義的簡化5.3.2 簡化的段定義5.3.3 完整的段定義5.3.4 源程序編程格式5.3.5 返回操作系統(tǒng)方式5.3.6 建立匯編語言的工作環(huán)境5.3.7 匯編語言源程序上機運行過程5.4 8086的指令系統(tǒng)及尋址方式5.4.1 指令中操作數(shù)的符號說明5.4.2 三類操作數(shù)的尋址方式5.4..3 數(shù)據(jù)傳送類指令5.4.4 算術(shù)運算類指令5.4.5 邏輯運算類指令5.4.6 移位操作類指令5.4.7 串操作類指令5.4.8 控制轉(zhuǎn)移類指令及其尋址方式5.4.9 處理機控制類指令5.5 8086匯編語言的數(shù)據(jù)、表達式和運算符5.5.1 常量5.5.2 變量5.5.3 標(biāo)號5.5.4 表達式與運算符5.6 8086匯編語言的偽指令5.6.1 數(shù)據(jù)定義及存儲器分配偽指令5.6.2 表達式賦值偽指令5.6.3 段定義偽指令5.6.4 程序開始和結(jié)束偽指令5.6.5 過程定義偽指令5.6.6 宏指令5.7 匯編語言程序設(shè)計技術(shù)5.7.1 源程序設(shè)計步驟5.7.2 順序程序設(shè)計……第6章 輸入／輸出接口第7章 中斷控制接口第8章 定時計數(shù)控制接口第9章 DMA控制接口第10章 并行接口第11章 串行通信接口第12章 模擬接口第13章 外部設(shè)備接口第14章 嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)附錄A DEBUG命令詳解附錄B 建立Windows環(huán)境下32位匯編語言開發(fā)環(huán)境附錄C MASM簡介參考文獻

章節(jié)摘錄

　　②大型機是所在時代計算機科技水平的一個衡量尺度。大型機通常由4個、8個、16個、32個或更多處理器組成，運算速度快，存儲容量大，且通用性強。主要應(yīng)用于集中存儲、管理和處理大量的信息，為企業(yè)或政府服務(wù)。集中式信息處理是以主機系統(tǒng)加終端為代表，采用分時處理，幾百個甚至上千個用戶在終端上操作，就像自己擁有一臺計算機一樣。隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，大型機作為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器為企業(yè)或政府提供了一個安全、有效的平臺，它的高可靠性、安全性、高吞吐能力、高可擴展性、防病毒及防黑客能力體現(xiàn)了絕對優(yōu)勢。大型機一般每秒執(zhí)行數(shù)百萬到數(shù)億條指令，主存容量幾十萬到幾百萬字，有較多的外設(shè)和通信接口，有很強的I／O處理能力和豐富的系統(tǒng)軟件及應(yīng)用軟件?！　、壑行蜋C一般為通用計算機。其性能和價格介于小型機和大型機之間。　?、苄⌒蜋C是性能較好、價格便宜、應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛的計算機。一般速度每秒幾十萬到幾百萬次，主存容量幾萬到幾十萬字，配有一定數(shù)量的外設(shè)與通信接口。支持多種高級語言和匯編語言，有功能較強的操作系統(tǒng)?！　、菸⑿蜋C屬于第四代電子計算機產(chǎn)品，即大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路計算機，是集成電路技術(shù)不斷發(fā)展、芯片集成度不斷提高的產(chǎn)物。從工作原理上來說，微型機與巨型機、大型機、中型機、小型機并沒有本質(zhì)上的區(qū)別。所不同的是采用了集成度較高的器件，使得其在結(jié)構(gòu)上具有獨特的特點，即將組成計算機硬件系統(tǒng)的兩大核心部件——運算器和控制器集成在一塊芯片上，組成一個不可分割的部件——微處理器CPU，因此帶來微型機體積小，重量輕，價格低，可靠性高，結(jié)構(gòu)靈活，應(yīng)用面廣，功能強，性能優(yōu)越等一系列特點?！　∽?0世紀(jì)70年代初出現(xiàn)第二片微處理器芯片以來，微處理器以驚人的速度發(fā)展，幾乎每兩年集成度提高1倍，每3～5年更新?lián)Q代一次。從4位微處理器的MCS——41到現(xiàn)在的64位高性能處理器構(gòu)成的微型機，其性能水平早已超過昔日的高檔小型機甚至大型機。

編輯推薦

　　《嵌入式硬件技術(shù)基礎(chǔ)》可作為高等院校計算機類相關(guān)專業(yè)硬件基礎(chǔ)課程的教材或參考書，也可作為計算機應(yīng)用開發(fā)人員和希望掌握計算機硬件知識的讀者的參考書。

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