微處理器與外設(shè)大學(xué)教程

前言

微處理器是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的心臟，從它誕生的那一天開始，就注定了它要為這個(gè)世界帶來翻天覆地的變化。如今看來，微處理器已經(jīng)無處不在，不論是個(gè)人計(jì)算機(jī)還是商用服務(wù)器，不論是MP3、PDA還是數(shù)字式微波爐，都離不開大大小小的微處理器。然而，深入了解微處理器，包括其基本體系結(jié)構(gòu)、指令集、操作時(shí)序，以及為了提高性能而不斷集成進(jìn)去的先進(jìn)技術(shù)和設(shè)計(jì)理念等，卻不是一件容易的事情。從譯者在這個(gè)領(lǐng)域多年的學(xué)習(xí)和研究經(jīng)歷來看，微處理器研究領(lǐng)域是一個(gè)門檻較高的領(lǐng)域，對(duì)其進(jìn)行全面深入的掌握需要多年的歷練和經(jīng)驗(yàn)的積累。本書的面市，無疑為微處理器設(shè)計(jì)研究者和愛好者提供了一個(gè)很好的途徑。本書不僅講述了關(guān)于先進(jìn)微處理器的基本概念，更以詳盡的篇幅給出了其具體應(yīng)用。理論研究者和工程實(shí)踐者都能從中受益?？梢哉f，本書既是很好的微處理器教學(xué)參考書，也是很好的工程實(shí)踐參考書。本書幾乎向人們展現(xiàn)了整個(gè)英特爾微處理器的發(fā)展史。譯者在翻譯的過程中，感受到的是一種由淺入深、行云流水的心境。從最初的16位微處理器8086／8088開始，一直講到復(fù)雜的高端微處理器Pentium 4，從基本設(shè)計(jì)思想的形成，到體系結(jié)構(gòu)和指令集的設(shè)計(jì)，再到信號(hào)描述、尋址方式、操作時(shí)序這些必須了解的信息；從一款微處理器向另一款微處理器過渡時(shí)的需求，到為了提高性能而加入何種先進(jìn)技術(shù)……作者都講得絲絲入扣。不僅如此，本書的最大特色就是在講述理論知識(shí)的同時(shí)，給出了相當(dāng)多的編程示例和具體應(yīng)用示例，對(duì)于長(zhǎng)期從事理論研究的讀者來說，本書無疑提供了一條快速進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的捷徑。而對(duì)于長(zhǎng)期從事工程實(shí)踐的人來說，又能把本書當(dāng)作理論基礎(chǔ)和參考手冊(cè)。因而我們相信，任何從事體系結(jié)構(gòu)和微處理器設(shè)計(jì)領(lǐng)域工作的人們，任何希望能快速、準(zhǔn)確地設(shè)計(jì)基于微處理器的系統(tǒng)的人們，都會(huì)從本書的閱讀中受益匪淺，這也是我們?cè)敢夥g該書的原因所在。受益于此書有余，不揣冒昧地為本書的讀者們建議一條高效的閱讀途徑。本書的內(nèi)容可以分為4個(gè)部分，第1部分由第1-4章組成，圍繞英特爾公司的16位微處理器8086／8088進(jìn)行了詳盡而全面的講述。包括體系結(jié)構(gòu)、引腳信號(hào)分布及意義、操作時(shí)序、指令集定義、匯編指令及匯編程序設(shè)計(jì)思想及示例，還有其專屬的一些特征和編程方法等。俗話說，“萬變不離其宗”，英特爾公司后續(xù)的先進(jìn)處理器都是從8086／8088演變而來的。因此可以說，該部分內(nèi)容是任何從事體系結(jié)構(gòu)和微處理器設(shè)計(jì)工作的人們不可或缺的基礎(chǔ)知識(shí)，需要仔細(xì)地閱讀，認(rèn)真地領(lǐng)悟。第2部分由第5-7章組成，講述各種外設(shè)。從通用外設(shè)到專用外設(shè)，再到較復(fù)雜的專用外設(shè)，都進(jìn)行了詳細(xì)的講述。從事微處理器系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作的人們可以根據(jù)自己的研究方向和實(shí)踐內(nèi)容有選擇性地閱讀與工作相關(guān)的內(nèi)容，這部分為工程實(shí)踐提供了很好的參考。第3部分由第8-13章（包括第17章）組成，一直從80286／80287講到Pentium 4。這是一個(gè)跟隨歷史前進(jìn)的歷程，讀者自會(huì)體會(huì)其中趣味。第4部分由第14-16章組成，給出了3個(gè)基于微處理器進(jìn)行設(shè)計(jì)的系統(tǒng)示例。

內(nèi)容概要

本書以全新的視角詳述了高級(jí)微處理器的原理和應(yīng)用，內(nèi)容詳實(shí)，圖表豐富。首先從微處理器的基本概念出發(fā)，在講述其設(shè)計(jì)思想和體系結(jié)構(gòu)的同時(shí)，重點(diǎn)介紹它在各種微處理器系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的高級(jí)應(yīng)用。每部分內(nèi)容既有具體的電路示例，又有完整的設(shè)計(jì)分析，還包括許多實(shí)用的設(shè)計(jì)技巧?！　”緯瓤勺鳛楦叩仍盒Ｓ?jì)算機(jī)專業(yè)及相關(guān)專業(yè)本科生、研究生的經(jīng)典教材，也可作為微處理器系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師案頭必備的實(shí)踐參考手冊(cè)。

作者簡(jiǎn)介

作者：(印度)瑞 (Ajoy Kumar Ray) (印度)伯尤昌迪 (Kishor M Bhurchandi) 譯者：岳虹 張波濤 李韜Ajoy Kumar Ray博士，目前是印度理工學(xué)院Kharagpur分校電子與計(jì)算機(jī)工程系的知名教授。他已著書4本，在不同的國際、印度期刊和會(huì)議上發(fā)表論文80余篇。Ray博士是流水線技術(shù)方面的權(quán)威人士，擁有4項(xiàng)美國專利和3項(xiàng)印度專利，成功完成了由多個(gè)大型機(jī)構(gòu)（如英特爾公司）贊助的15個(gè)研究項(xiàng)目。他的研究方向包括圖像處理、機(jī)器智能和基于微處理器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。Kishor M Bhurchandi博士，目前是印度Shri Ramdeobaba Kamla Nehru工程大學(xué)的副教授，電子通信工程系的主任。他是基于微處理器的儀器系統(tǒng)設(shè)計(jì)和維護(hù)領(lǐng)域的資深顧問，成功完成了稱重系統(tǒng)領(lǐng)域的多個(gè)項(xiàng)目。他的研究方向包括基于微處理器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、模糊神經(jīng)元計(jì)算、計(jì)算機(jī)可視化及模式識(shí)別等。

書籍目錄

第1章　微處理器：8086，8088——體系結(jié)構(gòu)、引腳圖和時(shí)序圖　1.1　8086的寄存器組織　　　　1.1.1　數(shù)據(jù)寄存器　　　　　　1.1.2　段寄存器　　　　　　　1.1.3　指針和變址寄存器　　　1.1.4　標(biāo)志寄存器　　　　　1.2　體系結(jié)構(gòu)　　　　　　　　　　　1.2.1　存儲(chǔ)分段　　　　　　　　　　1.2.2　標(biāo)志寄存器　　　　　　　　1.3　8086的信號(hào)描述　　　　　1.4　物理存儲(chǔ)器組織　　　　　　　1.5　一般總線操作　　　　　　　　1.6　I／O尋址能力　　　　　　　　1.7　特殊的微處理器行為　　　　　　1.7.1　微處理器的復(fù)位和初始化　　　1.7.2　停機(jī)　　　　　　　　　　　　1.7.3　測(cè)試和同步外部信號(hào)　　　　　1.7.4　系統(tǒng)總線的導(dǎo)出　　　　　　1.8　最小模式下的8086系統(tǒng)和時(shí)序　　　　　　　　　　1.9　最大模式下的8086系統(tǒng)和時(shí)序　　　　　　　　　　1.10　8088微處理器　　　　　　　1.10.1　8088的體系結(jié)構(gòu)和信號(hào)描述　　　　　　　1.10.2　8088總線的導(dǎo)出　　　　　　1.10.3　8088系統(tǒng)的一般時(shí)序　　　　1.10.4　8086和8088的比較　　　1.11　　小結(jié)　　　　　　　　　　　　1.12　習(xí)題　　　　　　　　　　　第2章　8086，8088指令集和匯編命令　　2.1　機(jī)器語言指令格式　　　　　2.2　8086的尋址方式　　　　　2.3　8086／8088指令集　　　　　2.3.1　數(shù)據(jù)復(fù)帶U／4#送指令　　　2.3.2　算術(shù)指令　　　　　　　　2.3.3　邏輯指令　　　　　　2.3.4　串操作指令　　　　　　　2.3.5　控制轉(zhuǎn)移與分支指令　　　2.3.6　無條件分支指令　　　　　　2.3.7　條件轉(zhuǎn)移指令　　　　　　　2.3.8　標(biāo)志處理指令與處理器控制指令　　　　　　　　2.4　匯編命令與操作符　　　　　2.5　小結(jié)　　　　　　　　　　　2.6　習(xí)題　　　　　　　　　　第3章　8086／8088匯編語言程序設(shè)計(jì)思想　　　　　　　3.1　一些機(jī)器語言級(jí)程序　　　　3.2　源程序到機(jī)器碼的轉(zhuǎn)變　　　3.3　利用匯編器進(jìn)行程序設(shè)計(jì)　　3.3.1　程序的創(chuàng)建　　　　　　　　3.3.2　程序的匯編　　　　　　　　3.3.3　程序的鏈接　　　　　　　　3.3.4　程序的調(diào)試　　　　　　　3.4　匯編語言示例程序　　　　　3.4.1　如何編寫匯編語言程序　　　3.4.2　通過DOS功能調(diào)用來使用IBM微型計(jì)算機(jī)資源的程序　　　　　　　3.5　　小結(jié)　　　　　　　　　　　3.6　　習(xí)題　　　　　　　　　　第4章　專有體系結(jié)構(gòu)特征及相關(guān)編程　　　　　　　4.1　堆棧簡(jiǎn)介　　　　　　……第5章　基本外設(shè)及其與8086/8088的接口第6章　DMA、軟盤和CRT控制器第8章　多處理器系統(tǒng)　第9章　80286-80287——具有存儲(chǔ)管理和保護(hù)功能的微處理器第10章　80386-80387和80486——32位處理器第11章　微處理器體系結(jié)構(gòu)的最新發(fā)展——從Pentium開始的旅程　第12章　Pentium4-21世紀(jì)產(chǎn)生的微處理器第13章　RISC體系結(jié)構(gòu)概述　第14章　基于微處理器的鋁冶煉控制系統(tǒng)　第15章　基于微處理器的模式　第16章　設(shè)計(jì)一個(gè)電子稱量臺(tái)第17章　微控制器8051和80196簡(jiǎn)介附錄A　指令集一覽附錄B　DOS功能調(diào)用：INT21H附錄C　8051指令集一覽

章節(jié)摘錄

插圖：子例程的優(yōu)點(diǎn)之一是可以給重復(fù)出現(xiàn)的指令序列指定一個(gè)過程名，然后根據(jù)需要可以不斷地調(diào)用該過程，使得指令序列相對(duì)較小。使用CALL指令調(diào)用子例程后，先將IP的值加載為下一條指令的地址值，再將IP的內(nèi)容、CS與標(biāo)志寄存器的值壓入堆棧中，然后控制轉(zhuǎn)移到CALL指令指定的地址，即子例程的起始地址，再執(zhí)行子例程。這里可以發(fā)現(xiàn)子例程中PUSH指令的條數(shù)與POP指令的條數(shù)相等，所以調(diào)用指令時(shí)SP的值必須與執(zhí)行RET指令時(shí)SP的值相等。否則，執(zhí)行CALL指令后不會(huì)正確地返回到下一條指令。上述過程的匯編語言程序如下。注意，8086不支持直接BCD壓縮乘法的任何指令來計(jì)算數(shù)的平方。因此要計(jì)算數(shù)的平方，乘法必須用逐次加法來實(shí)現(xiàn)，每次進(jìn)行加法操作的DAA指令用于將結(jié)果轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制形式。

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《微處理器與外設(shè)大學(xué)教程(第2版)》既可作為高等院校計(jì)算機(jī)專業(yè)及相關(guān)專業(yè)本科生、研究生的經(jīng)典教材，也可作為微處理器系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師案頭必備的實(shí)踐參考手冊(cè)。主要特色高級(jí)微處理器（8086／88、80286到80486，Pentium MMX技術(shù)）各種高級(jí)微處理器的實(shí)際應(yīng)用微控制器8051到80196RISC處理器

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