現(xiàn)代微機(jī)原理與接口技術(shù)

前言

　　學(xué)習(xí)和掌握微機(jī)知識(shí)是當(dāng)代本科生計(jì)算機(jī)素質(zhì)的綜合體現(xiàn)。隨著Pentinum系列微機(jī)價(jià)格的逐年下降，以Pentium為操作平臺(tái)的微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)日益得到廣泛應(yīng)用，Pentium系列微機(jī)原理成為計(jì)算機(jī)工作原理與接口技術(shù)的集中體現(xiàn)?！　〉鼛啄陙?lái)，由于微機(jī)系統(tǒng)的迅速發(fā)展，目前市場(chǎng)上有關(guān)微機(jī)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(duì)教材的內(nèi)容進(jìn)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(shí)，這類教材總體上大部分知識(shí)仍較陳舊，新舊知識(shí)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(shí)很新，但由于過(guò)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(biāo)。　　作者在多年的教學(xué)中認(rèn)識(shí)到，“微機(jī)原理與接口技術(shù)”教材既要內(nèi)容更新，符合時(shí)代發(fā)展的要求，又不能拋棄基礎(chǔ)的內(nèi)容。因?yàn)闊o(wú)論哪種類型的處理器，它們所包含的基本概念及解決問(wèn)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(hào)的處理器也能容易理解和學(xué)習(xí)。為此，作者根據(jù)多年的教學(xué)實(shí)踐，在教材內(nèi)容改革上進(jìn)行了大膽的嘗試，編寫了本書，具有以下一些特點(diǎn)：　?。?）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(jī)的基本結(jié)構(gòu)和發(fā)展的特點(diǎn)，以及現(xiàn)代微機(jī)中占重要地位的總線的概念，讓讀者一開始就對(duì)微機(jī)系統(tǒng)有個(gè)全面的了解，之后的各個(gè)章節(jié)具體描述微機(jī)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(jī)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(yǔ)言的編程技術(shù)等新技術(shù)。同時(shí)，保留了傳統(tǒng)的接口技術(shù)，如存儲(chǔ)器系統(tǒng)、串/并口、鍵盤/顯示器接口、A/D和D/A，對(duì)其新發(fā)展也進(jìn)行了討論?！　。?）實(shí)用性強(qiáng)。本書和其他同類教材的最大不同點(diǎn)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(yǔ)言。我們認(rèn)為匯編語(yǔ)言起點(diǎn)低，是在有限的課時(shí)內(nèi)較快地掌握微機(jī)原理與接口技術(shù)最好的軟件工具，而一旦掌握了微機(jī)原理與接口技術(shù)，用其他語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)只是順理成章之事，實(shí)用性和針對(duì)性較強(qiáng)?！　”窘滩膬?nèi)容豐富、深入淺出，每章均附有大量的例題和習(xí)題。本教材十分適合于應(yīng)用型計(jì)算機(jī)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(xué)習(xí)，也可作為從事微機(jī)及其應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)人員的參考書。　　在使用本教材實(shí)施教學(xué)時(shí)，可以根據(jù)教學(xué)計(jì)劃的安排適當(dāng)調(diào)整教學(xué)課時(shí)。計(jì)算機(jī)專業(yè)參考學(xué)時(shí)為80學(xué)時(shí)（含上機(jī)），其中課堂授課不大于64學(xué)時(shí)。非計(jì)算機(jī)專業(yè)參考學(xué)時(shí)為70學(xué)時(shí)（含上機(jī)），其中1～4章選講30學(xué)時(shí)，8～13章選講40學(xué)時(shí)?！　”窘滩挠身n雁主編，徐煜明、徐強(qiáng)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(qiáng)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(duì)全書進(jìn)行了審核和校對(duì)，參加編寫的還有徐斐、李春光、張建兵，在此一并表示感謝。　　限于編者水平有限，書中錯(cuò)誤和不妥之處在所難免，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正！　　編　者

內(nèi)容概要

本書根據(jù)微機(jī)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(jì)與分析及接口軟件的設(shè)計(jì)方法。全書共9章，深入淺出地論述了Pentium系列微機(jī)的工作原理、接口技術(shù)及匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)方法，具體內(nèi)容包括微型計(jì)算機(jī)概述、80x86微處理器、80x86指令系統(tǒng)、Windows下的匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、存儲(chǔ)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(jì)）、鍵盤和LED顯示電路的設(shè)計(jì)及總線技術(shù)。    本書內(nèi)容豐富、通俗易懂，富有大量實(shí)例，適合作為計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、電子工程、機(jī)電工程及信息技術(shù)等專業(yè)學(xué)生的教學(xué)用書，也適合作為從事微機(jī)及其應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的科技工作者的參考用書。

書籍目錄

第1章  微型計(jì)算機(jī)概述  1.1  微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成    1.1.1  微處理器和微型計(jì)算機(jī)、微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成    1.1.2  微機(jī)硬件系統(tǒng)的構(gòu)成及其發(fā)展    1.1.3  微機(jī)系統(tǒng)的軟件組成  1.2  微型計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)和發(fā)展    1.2.1  微型機(jī)的主要性能指標(biāo)    1.2.2  微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展    1.2.3  80x86微處理器的發(fā)展及性能特點(diǎn)  1.3  計(jì)算機(jī)中信息的表示和運(yùn)算    1.3.1  進(jìn)位計(jì)數(shù)制    1.3.2  進(jìn)位計(jì)數(shù)制之間的數(shù)轉(zhuǎn)換    1.3.3  定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)    1.3.4  原碼、反碼和補(bǔ)碼    1.3.5  BCD碼    1.3.6  字符和漢字的編碼  1.4  基本邏輯運(yùn)算    1.4.1 “與”運(yùn)算（AND）    1.4.2 “或”運(yùn)算（OR）    1.4.3 “非”運(yùn)算（NOT）    1.4.4 “異或”運(yùn)算（XOR）  習(xí)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(shí)地址方式    2.2.2  虛地址保護(hù)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(biāo)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(diǎn)寄存器  2.4  80x86微處理器的引腳信號(hào)    2.4.1  8086/8088引腳信號(hào)    2.4.2  Pentium 引腳信號(hào)  2.5  80x86操作和時(shí)序    2.5.1  8086操作時(shí)序    2.5.2  Pentium微處理器總線操作和時(shí)序  習(xí)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(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)    3.2.1  數(shù)據(jù)傳送指令    3.2.2  算術(shù)運(yùn)算指令    3.2.3  邏輯運(yùn)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(xí)題3第4章  匯編語(yǔ)言的程序設(shè)計(jì)  4.1  匯編語(yǔ)言程序的執(zhí)行過(guò)程    4.1.1  匯編程序    4.1.2  連接程序  4.2  80x86匯編語(yǔ)言的偽指令    4.2.1  匯編語(yǔ)言語(yǔ)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(fù)匯編    4.3.3  條件匯編    4.3.4  宏庫(kù)  4.4  Win32匯編語(yǔ)言程序結(jié)構(gòu)    4.4.1  模式定義    4.4.2  include與includelib語(yǔ)句  4.5  程序設(shè)計(jì)舉例  習(xí)題4第5章  半導(dǎo)體存儲(chǔ)器  5.1  概述    5.1.1  存儲(chǔ)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次    5.1.2  存儲(chǔ)器的主要性能指標(biāo)  5.2  半導(dǎo)體存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)設(shè)計(jì)    5.2.1  半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的基本組成    5.2.2  半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的分類    5.2.3  半導(dǎo)體存儲(chǔ)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(xí)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(guò)程    6.3.3  8259A中斷控制器的編程  6.4  高級(jí)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(jí)處理    6.4.3  APIC系統(tǒng)的中斷處理過(guò)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(xí)題6第7章  可編程接口芯片及應(yīng)用  7.1  定時(shí)器/計(jì)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(biāo)準(zhǔn)    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(xí)題7第8章  鍵盤與顯示電路設(shè)計(jì)  8.1  鍵盤設(shè)計(jì)    8.1.1  鍵盤的基本工作原理    8.1.2  鍵的識(shí)別    8.1.3  抖動(dòng)和重鍵問(wèn)題的解決    8.1.4  鍵盤工作方式    8.1.5  微機(jī)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(xí)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(biāo)準(zhǔn)    9.1.3  總線的性能指標(biāo)  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(biāo)準(zhǔn)接口    9.3.3  硬盤接口習(xí)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(xiàn)

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