現(xiàn)代微機原理與接口技術(shù)

前言

　　學習和掌握微機知識是當代本科生計算機素質(zhì)的綜合體現(xiàn)。隨著Pentinum系列微機價格的逐年下降，以Pentium為操作平臺的微機應(yīng)用系統(tǒng)日益得到廣泛應(yīng)用，Pentium系列微機原理成為計算機工作原理與接口技術(shù)的集中體現(xiàn)。　　但近幾年來，由于微機系統(tǒng)的迅速發(fā)展，目前市場上有關(guān)微機原理方面的教材內(nèi)容比較陳舊，不能滿足人才培養(yǎng)的需要。鑒于此，不少同行、專家對教材的內(nèi)容進行了改革，主要有兩類：一是在原有教材的基礎(chǔ)上增加一定章節(jié)，介紹一些新技術(shù)、新知識，這類教材總體上大部分知識仍較陳舊，新舊知識之間缺乏連貫性；二是完全拋棄原有教材的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，全新編寫，這類教材知識很新，但由于過多地涉及處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)和所使用的新技術(shù)，而削弱了基礎(chǔ)及常用接口應(yīng)用等方面的內(nèi)容，不符合應(yīng)用型本科高校的培養(yǎng)目標?！　∽髡咴诙嗄甑慕虒W中認識到，“微機原理與接口技術(shù)”教材既要內(nèi)容更新，符合時代發(fā)展的要求，又不能拋棄基礎(chǔ)的內(nèi)容。因為無論哪種類型的處理器，它們所包含的基本概念及解決問題的基本思路和方法是相同的，只有掌握了最基本的、典型的處理器，其他型號的處理器也能容易理解和學習。為此，作者根據(jù)多年的教學實踐，在教材內(nèi)容改革上進行了大膽的嘗試，編寫了本書，具有以下一些特點：　?。?）立足于系統(tǒng)，面向應(yīng)用。本書首先從系統(tǒng)的角度，介紹了微機的基本結(jié)構(gòu)和發(fā)展的特點，以及現(xiàn)代微機中占重要地位的總線的概念，讓讀者一開始就對微機系統(tǒng)有個全面的了解，之后的各個章節(jié)具體描述微機各部分的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和接口技術(shù)。　?。?）內(nèi)容新。全書以Pentium處理器為核心，較全面地介紹了現(xiàn)代微機的原理與接口技術(shù)。其中，包含了PCI總線、USB總線、IEEE1394、Pentium的中斷、APIC、Windows下匯編語言的編程技術(shù)等新技術(shù)。同時，保留了傳統(tǒng)的接口技術(shù)，如存儲器系統(tǒng)、串/并口、鍵盤/顯示器接口、A/D和D/A，對其新發(fā)展也進行了討論。　?。?）實用性強。本書和其他同類教材的最大不同點在于接口軟件工具的選擇上，本書中接口軟件的編寫還是基于80x86的匯編語言。我們認為匯編語言起點低，是在有限的課時內(nèi)較快地掌握微機原理與接口技術(shù)最好的軟件工具，而一旦掌握了微機原理與接口技術(shù)，用其他語言來實現(xiàn)微機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計只是順理成章之事，實用性和針對性較強?！　”窘滩膬?nèi)容豐富、深入淺出，每章均附有大量的例題和習題。本教材十分適合于應(yīng)用型計算機專業(yè)、通信專業(yè)、電子信息專業(yè)及其他相關(guān)專業(yè)的讀者學習，也可作為從事微機及其應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的技術(shù)人員的參考書?！　≡谑褂帽窘滩膶嵤┙虒W時，可以根據(jù)教學計劃的安排適當調(diào)整教學課時。計算機專業(yè)參考學時為80學時（含上機），其中課堂授課不大于64學時。非計算機專業(yè)參考學時為70學時（含上機），其中1～4章選講30學時，8～13章選講40學時?！　”窘滩挠身n雁主編，徐煜明、徐強副主編。其中第1章、第2章由徐煜明編寫，第3章、第4章由徐強編寫，第5章、第6章、第7章、第8章、第9章、附錄由韓雁編寫。韓雁對全書進行了審核和校對，參加編寫的還有徐斐、李春光、張建兵，在此一并表示感謝?！　∠抻诰幷咚接邢?，書中錯誤和不妥之處在所難免，懇請讀者批評指正！　　編　者

內(nèi)容概要

本書根據(jù)微機最新發(fā)展技術(shù)，并結(jié)合作者相關(guān)科研成果編寫而成，注重接口原理和接口電路的設(shè)計與分析及接口軟件的設(shè)計方法。全書共9章，深入淺出地論述了Pentium系列微機的工作原理、接口技術(shù)及匯編語言程序設(shè)計方法，具體內(nèi)容包括微型計算機概述、80x86微處理器、80x86指令系統(tǒng)、Windows下的匯編語言程序設(shè)計、存儲器系統(tǒng)、輸入/輸出及中斷系統(tǒng)、可編程接口芯片及應(yīng)用（其中包括并口、串口、A/D和D/A接口的工作原理及接口電路的軟件、硬件設(shè)計）、鍵盤和LED顯示電路的設(shè)計及總線技術(shù)。    本書內(nèi)容豐富、通俗易懂，富有大量實例，適合作為計算機、自動控制、電子工程、機電工程及信息技術(shù)等專業(yè)學生的教學用書，也適合作為從事微機及其應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的科技工作者的參考用書。

書籍目錄

第1章  微型計算機概述  1.1  微型計算機系統(tǒng)的組成    1.1.1  微處理器和微型計算機、微型計算機系統(tǒng)的構(gòu)成    1.1.2  微機硬件系統(tǒng)的構(gòu)成及其發(fā)展    1.1.3  微機系統(tǒng)的軟件組成  1.2  微型計算機的性能指標和發(fā)展    1.2.1  微型機的主要性能指標    1.2.2  微型計算機的發(fā)展    1.2.3  80x86微處理器的發(fā)展及性能特點  1.3  計算機中信息的表示和運算    1.3.1  進位計數(shù)制    1.3.2  進位計數(shù)制之間的數(shù)轉(zhuǎn)換    1.3.3  定點數(shù)和浮點數(shù)    1.3.4  原碼、反碼和補碼    1.3.5  BCD碼    1.3.6  字符和漢字的編碼  1.4  基本邏輯運算    1.4.1 “與”運算（AND）    1.4.2 “或”運算（OR）    1.4.3 “非”運算（NOT）    1.4.4 “異或”運算（XOR）  習題1第2章  80x86微處理器  2.1  80x86微處理器的基本結(jié)構(gòu)    2.1.1  8086/8088微處理器的編程結(jié)構(gòu)    2.1.2  Pentium微處理器的結(jié)構(gòu)  2.2  Pentium處理器的工作方式    2.2.1  實地址方式    2.2.2  虛地址保護方式    2.2.3  虛擬8086方式    2.2.4  系統(tǒng)管理方式    2.2.5  工作方式之間的轉(zhuǎn)化  2.3  Pentium微處理器寄存器    2.3.1  通用寄存器    2.3.2  段寄存器    2.3.3  指令指針和標志寄存器    2.3.4  系統(tǒng)地址寄存器    2.3.5  控制寄存器    2.3.6  調(diào)試寄存器    2.3.7  模式專用寄存器    2.3.8  浮點寄存器  2.4  80x86微處理器的引腳信號    2.4.1  8086/8088引腳信號    2.4.2  Pentium 引腳信號  2.5  80x86操作和時序    2.5.1  8086操作時序    2.5.2  Pentium微處理器總線操作和時序  習題2第3章  80x86指令系統(tǒng)  3.1  尋址方式    3.1.1  操作數(shù)的種類    3.1.2  80x86的尋址方式  3.2  80x86微型計算機的指令系統(tǒng)    3.2.1  數(shù)據(jù)傳送指令    3.2.2  算術(shù)運算指令    3.2.3  邏輯運算和移位、位操作指令    3.2.4  串操作指令    3.2.5  控制轉(zhuǎn)移指令    3.2.6  處理器控制指令  3.3  操作系統(tǒng)資源的使用    3.3.1  DOS系統(tǒng)功能調(diào)用    3.3.2  ROM BIOS中斷調(diào)用  習題3第4章  匯編語言的程序設(shè)計  4.1  匯編語言程序的執(zhí)行過程    4.1.1  匯編程序    4.1.2  連接程序  4.2  80x86匯編語言的偽指令    4.2.1  匯編語言語句的格式    4.2.2  偽指令  4.3  宏匯編技術(shù)    4.3.1  宏    4.3.2  重復匯編    4.3.3  條件匯編    4.3.4  宏庫  4.4  Win32匯編語言程序結(jié)構(gòu)    4.4.1  模式定義    4.4.2  include與includelib語句  4.5  程序設(shè)計舉例  習題4第5章  半導體存儲器  5.1  概述    5.1.1  存儲系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次    5.1.2  存儲器的主要性能指標  5.2  半導體存儲器結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)設(shè)計    5.2.1  半導體存儲器的基本組成    5.2.2  半導體存儲器的分類    5.2.3  半導體存儲器與CPU的接口  5.3  高速緩存系統(tǒng)    5.3.1  高速緩存系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)    5.3.2  高速緩存數(shù)據(jù)的一致性  習題5第6章  輸入/輸出（I/O）及中斷系統(tǒng)  6.1  I/O接口概述    6.1.1  I/O接口的概念    6.1.2  I/O接口的硬件分類    6.1.3  I/O接口的功能及結(jié)構(gòu)    6.1.4  I/O接口的端口尋址    6.1.5  I/O控制方式  6.2  80x86中斷技術(shù)    6.2.1  80x86中斷的類型    6.2.2  80x86的中斷處理  6.3  8259A可編程中斷控制器（PIC）    6.3.1  8259A中斷控制器的功能結(jié)構(gòu)及外形    6.3.2  8259A的中斷工作過程    6.3.3  8259A中斷控制器的編程  6.4  高級可編程中斷控制器（APIC）    6.4.1  APIC系統(tǒng)組成    6.4.2  APIC中斷優(yōu)先級處理    6.4.3  APIC系統(tǒng)的中斷處理過程  6.5  PCI 中斷    6.5.1  PCI中斷的路徑處理    6.5.2  PCI中斷響應(yīng)    6.5.3  PCI中斷共享  6.6  串行SERIRQ 中斷  習題6第7章  可編程接口芯片及應(yīng)用  7.1  定時器/計數(shù)器接口芯片8253的應(yīng)用    7.1.1  8253的結(jié)構(gòu)    7.1.2  8253的工作方式與初始化    7.1.3  8253的編程和應(yīng)用舉例  7.2  串行接口芯片8251A及其應(yīng)用    7.2.1  串行通信概述    7.2.2  串行通信的接口標準    7.2.3  可編程串行通信接口8251A  7.3  并行接口芯片8255A及應(yīng)用    7.3.1  并行口的分類    7.3.2  可編程并行口8255A的結(jié)構(gòu)    7.3.3  8255A的命令字    7.3.4  8255A的工作方式    7.3.5  8255A的應(yīng)用舉例  7.4  D/A、A/D轉(zhuǎn)換接口    7.4.1  D/A轉(zhuǎn)換器    7.4.2  A/D轉(zhuǎn)換器接口  習題7第8章  鍵盤與顯示電路設(shè)計  8.1  鍵盤設(shè)計    8.1.1  鍵盤的基本工作原理    8.1.2  鍵的識別    8.1.3  抖動和重鍵問題的解決    8.1.4  鍵盤工作方式    8.1.5  微機鍵盤  8.2  七段碼LED顯示接口    8.2.1  LED顯示器的結(jié)構(gòu)    8.2.2  LED顯示器的工作方式和顯示程序  習題8第9章  總線  9.1  概述    9.1.1  總線及總線的分類    9.1.2  總線標準    9.1.3  總線的性能指標  9.2  PC系統(tǒng)總線和局部總線    9.2.1  ISA和EISA總線    9.2.2  PCI總線    9.2.3  AGP接口  9.3  外部通信總線    9.3.1  通用串行總線    9.3.2  IEEE 1394串行I/O標準接口    9.3.3  硬盤接口習題9附錄A  ASCII 碼表附錄B  系統(tǒng)指令匯總附錄C  中斷向量地址表附錄D  BIOS功能調(diào)用附錄E  DOS功能調(diào)用附錄F  調(diào)試程序DEBUG參考文獻

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