微機系統(tǒng)原理與接口

前言

隨著集成電路和超大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展，微處理器和有關(guān)半導(dǎo)體器件的集成度成倍翻番，價格迅速下降，導(dǎo)致了不斷把過去用于大中型計算機的現(xiàn)代技術(shù)下移到微型機中來。相應(yīng)地，微機總線寬度不斷翻番，總線體系結(jié)構(gòu)不斷改進和發(fā)展。這種日新月異的飛速發(fā)展，使微機應(yīng)用幾乎擴展到人類社會的所有領(lǐng)域，促進了各個專業(yè)技術(shù)的進步和發(fā)展，并正在急劇地改變著社會生產(chǎn)和社會生活面貌。學(xué)好微機，成為各行各業(yè)和大中專院校學(xué)生的共識。而從微機系統(tǒng)原理與接口方面學(xué)好微機，是從高層次應(yīng)用好微機和充分利用、開發(fā)微機軟硬件資源的關(guān)鍵。我們在微機原理與接口技術(shù)的教學(xué)中深深感到，要使學(xué)生走上社會即能服務(wù)于社會，很快就能熟練地應(yīng)用微機并能進行項目開發(fā)，就必須理論聯(lián)系實際，學(xué)以致用，所學(xué)知識能較系統(tǒng)地反映當代微機的技術(shù)特征及應(yīng)用技術(shù)，為此我們編寫了《微機系統(tǒng)原理與接口》一書。本書以8086至奔騰4微處理器為核心的微型計算機作為主講體系，力圖使學(xué)生較全面系統(tǒng)地建立起整機概念，并能學(xué)習(xí)或掌握現(xiàn)代微機中采用現(xiàn)代技術(shù)的思想方法，了解最新動態(tài)和最新技術(shù)。為了達到理論聯(lián)系實際，本書盡可能地突出原理與應(yīng)用相結(jié)合，突出學(xué)生基本技術(shù)技能的培養(yǎng)，包括硬件分析、設(shè)計和調(diào)試能力。從另一個方面，作為教科書，必須有合理的知識結(jié)構(gòu)，力爭內(nèi)容全面，系統(tǒng)完整，基本概念清楚，使學(xué)生掌握較扎實的基礎(chǔ)知識和較系統(tǒng)的整機概念。從便于教和學(xué)及適應(yīng)各種層次讀者的需要出發(fā)，在表達上力求深入淺出，通俗易懂，體系安排則盡可能由淺入深。Intel公司推出8088／8086微處理器以來，經(jīng)歷了20多年的時間，已從上世紀80年代的8088／8086微處理器發(fā)展到今天的奔騰4，已有許多過去用于大中小型機的現(xiàn)代技術(shù)下移到奔騰系列微處理器中來，使其性能發(fā)生了巨大的變化。然而，Intel公司為了兼顧老用戶的利益，新的微處理器型號總是兼容了老型號的指令系統(tǒng)，其硬件體系結(jié)構(gòu)也是在老型號基礎(chǔ)上的逐步改進和發(fā)展。因此，從8086到奔騰4微處理器有共同的基本原理，都兼容了8086的指令功能，8086仍然是奔騰系列微處理器的基礎(chǔ)。因此，本書從體系安排上，充分考慮了便于教學(xué)或自學(xué)，力求適合不同層次的教學(xué)要求，從基礎(chǔ)人手，由淺人深，并加強了現(xiàn)代技術(shù)的比重。第1至10章為系統(tǒng)原理及接口技術(shù)，這十章以基本原理和基本接口技術(shù)為基礎(chǔ)，延伸或擴展到現(xiàn)代技術(shù)、現(xiàn)代微機中的原理及其應(yīng)用。其中第1章建立起微型計算機的多種基本概念和整機概念及基本工作原理以作為基礎(chǔ)。第2至10章以PC系列微機為主線，講述了有關(guān)原理和相關(guān)的接口技術(shù)。這一體系反映了微機系統(tǒng)的微處理器、指令系統(tǒng)、匯編語言程序設(shè)計、存儲器技術(shù)、輸入輸出、中斷系統(tǒng)、DMA系統(tǒng)、并行接口芯片、定時器／計數(shù)器。第11章至第14章為擴展與提高部分。第11章為串行通信的有關(guān)內(nèi)容及825l的編程方法，第12章重點描述了現(xiàn)代微機中的總線技術(shù)，第13章以較大篇幅介紹了奔騰系列微處理器及采用的現(xiàn)代技術(shù)，第14章重點介紹了A／D與D／A的工作原理及有關(guān)接口技術(shù)。

內(nèi)容概要

《微機系統(tǒng)原理與接口》以8086至奔騰4微處理器為核心的微型計算機作為主講機型，以較完整的體系反映了當代微機系統(tǒng)的原理和接口技術(shù)，并體現(xiàn)了現(xiàn)代技術(shù)在微機中的應(yīng)用。為拓寬讀者視野和提高讀者實際工作能力，《微機系統(tǒng)原理與接口》注意了理論聯(lián)系實際，注意了原理和應(yīng)用相結(jié)合，突出了實用技術(shù)。作為教科書，注意了合理的知識結(jié)構(gòu)，力爭內(nèi)容全面，基本概念清楚，使學(xué)生掌握較寬厚的基礎(chǔ)知識和較系統(tǒng)的整機概念。全書共分14章，內(nèi)容包括微機系統(tǒng)的基本構(gòu)成及基本工作原理、微處理器、指令系統(tǒng)、匯編語言程序設(shè)汁、存儲系統(tǒng)、輸入輸出、中斷系統(tǒng)、DMA系統(tǒng)、并行接口芯片及應(yīng)用、可編程定時器汁數(shù)器、串行通信、現(xiàn)代總線技術(shù)、奔騰系列微處理器、A／D、D／A轉(zhuǎn)換及其接口?！段C系統(tǒng)原理與接口》可作為大、專院校計算機專業(yè)和非計算機專業(yè)的微機原理或接口技術(shù)等課程的教科書，也可作為各類微機學(xué)習(xí)者的參考用書。

書籍目錄

第1章 微型計算機基礎(chǔ)1.1 概述1.1.1 微型機發(fā)展概述1.1.2 微型機的分類與應(yīng)用應(yīng)用1.2 微型計算機基礎(chǔ)1.2.1 微型計算機最基本的硬件結(jié)構(gòu)1.2.2 指令系統(tǒng)與程序1.2.3 微型汁算機的組成與基本工程過程1.2.4 汁算機系統(tǒng)硬件與軟件1.3 多媒體汁算機的組成1.3.I多媒體計算機慨述1.3.2 多媒體計算機系統(tǒng)構(gòu)成練習(xí)與思考第2章 微處理器80882.1 8088微處理器的特點2.2 8088微處理器結(jié)構(gòu)2.2.1 8088功能結(jié)構(gòu)2.2.2 8088寄存器結(jié)構(gòu)2.2.3 8088存儲器組織2.2.4 8088外部結(jié)構(gòu)與引腳2.3 8088外總線和總線時序2.3.1 8088最小工作組態(tài)2.3.2 最小工作組態(tài)典型時序2.3.3 8088最大工作組態(tài)2.3.4 最大工作組態(tài)典型時序2.4 微型計算機系統(tǒng)框圖練習(xí)與思考第3章 80x86系列微處理器的指令系統(tǒng)3.1 概述3.2 尋址方式3.3 8088／8086指令系統(tǒng)3.3.1 數(shù)據(jù)傳送指令3.3.2 算術(shù)運算指令3.3.3 邏輯運算和移位指令3.3.4 控制轉(zhuǎn)移指令3.3.5 循環(huán)指令3.3.6 子程序調(diào)用與返回指令(SUBROUIINE)3.3.7 中斷指令3.3.8 處理機控制指令3.3.9 串操作指令3.4 32位微處理器指令系統(tǒng)3.4.1 32位微處理器的寄存器結(jié)構(gòu)3.4.2 32位微處理器指令系統(tǒng)特點練習(xí)與思考第4章 匯編語言程序設(shè)計4.1 匯編語言概述4.2 匯編語言程序語句行的構(gòu)成4.2.1 標記4.2.2 表達式4.2.3 語句4.3 常用偽指令4.3.1 表達式賦值偽指令E0u4.3.2 數(shù)據(jù)定義及存儲器分配偽指令4.3.3 分析運算符與綜合運算符4.3.4 段定義偽指令4.3.5 定義子程序的偽指令PROC、ENDP、NEAR和FAR4.4 DOS功能調(diào)用4.5 程序設(shè)計及其設(shè)計舉例4.5.1 分支程序設(shè)計4.5.2 循環(huán)程序設(shè)計4.5.3 子程序結(jié)構(gòu)的程序設(shè)計4.6 鍵盤I／／O與顯示I／／O4.6.1 鍵盤I／O4.6.2 DOS顯示功能調(diào)用練習(xí)與思考第5章 存儲器技術(shù)5.1 半導(dǎo)體存儲器分類與主要技術(shù)指標5.1.1 只讀存儲器ROM分類與特點5.1.2 隨機讀寫存取器RAM的分類5.1.3 半導(dǎo)體存儲器的主要技術(shù)指標5.2 隨機讀寫存儲器RAM的結(jié)構(gòu)5.2.1 基本存儲電路5.2.2 RAM的結(jié)構(gòu)5.3 RAM與總線的基本連接方法5.3.1 位擴展法5.3.2 字擴展法5.3.3 字位同時擴展法5.4 存儲器的工作時序5.4.1 存儲器對讀周期的時序要求5.4.2 存儲器對寫周期的時序要求5.5 現(xiàn)代微機中的新型RAM及并行主存系統(tǒng)5.5.1 現(xiàn)代.RAM存儲器采用的兩種基本技術(shù)5.5.2 并行主存系統(tǒng)5.5.3 現(xiàn)代RAM5.6 現(xiàn)代微機存儲體系5.6.1 Cache-主存存儲層次5.6.2 主-輔存存儲層次練習(xí)與思考第6章 輸入輸出的接口技術(shù)6.1 I／／O接口6.1.1 接口概說6.1.2 接口的功能及其作用6.1.3 接口的分類6.2 I／O端口及其編址與譯碼方法6.2.1 I／O端口6.2.2 I／O端口的編址方法6.3 輸入輸出方式和接口原理6.3.1 程序控制傳輸方式6.3.2 中斷傳輸方式6.3.3 DMA方式6.3.4 四種I／O方式的比較6.4 I／O接口卡的設(shè)計6.4.1 I／O接口卡設(shè)計應(yīng)注意的問題6.4.2 ISA槽的引線信號安排和[SA接口卡的幾何尺寸6.4.3 I／O端口的譯碼方法6.4.4 總線接口6.4.5 離散信號輸出接口技術(shù)6.4.6 接口驅(qū)動程序分析與設(shè)計練習(xí)與思考第7章 DMA控制器Intel8237A7.1 DMA傳輸技術(shù)概述7.1.1 DMA過程7.1.2 DMA的數(shù)據(jù)傳送方式7.1.3 DMA的特點7.1.4 DMA接口的基本模型7.1.5 DMA應(yīng)用7.2 DMA控制器Intel8237A7.2.1 8237A的基本功能7.2.2 8237A的傳輸類型7.2.3 8237A的傳輸對象7.2.4 8237A的操作時序7.2.5 Intel8237A的基本結(jié)構(gòu)及引腳功能7.2.6 8237A的工作方式7.2.7 8237A的控制字和編程7.2.8 8237A的編程舉例練習(xí)與思考第8章 中斷技術(shù)第9章 可編程計數(shù)器／定時器第10章 并行接口及應(yīng)用第11章 串行通信及接口電路第12章 總線技術(shù)第13章 奔騰系列微處理器第14章 A／D／D／A轉(zhuǎn)換技術(shù)及其接口設(shè)計主要參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：從執(zhí)行路徑來看，在中斷過程向中斷處理子程序的轉(zhuǎn)移類似于子程序的調(diào)用，但它們在實質(zhì)上存在重大區(qū)別。子程序調(diào)用是由主程序安排在特定位置上的，通常完成主程序要求的功能，而中斷的發(fā)生時刻是隨機的，可以從主程序的任意位置進行程序切換，中斷處理程序的功能往往與被中斷的主程序沒有直接關(guān)系。注意，這里的隨機性可分成兩種情況加以理解：一種是指中斷的發(fā)生與否與發(fā)生時刻均是隨機的；另一種僅指相對于主程序運行的發(fā)生時刻是隨機的，而發(fā)生是必然的。對鍵盤外設(shè)，若采用中斷程序傳輸方式，與查詢方式相比情況就不一樣。在中斷程序傳輸方式下，平時不需要浪費CPU的時間去查詢鍵盤，僅當按下某鍵時鍵盤才向CPU提出中斷請求，然后CPU轉(zhuǎn)去執(zhí)行鍵盤中斷處理程序，讀取按鍵編碼。顯然這種方式既保證了按鍵響應(yīng)的及時性，又提高了CPU的效率。比較程序查詢式工作方式與中斷控制工作方式可以看出，兩種工作方式的主要差異是在如何獲知外設(shè)的工作狀態(tài)上。前者是靠CPU執(zhí)行程序來查詢，所以叫程序查詢方式；后者是靠CPU對中斷請求信號的有效性來查詢，這里啟動輸入輸出靠的是中斷，而輸入輸出的實現(xiàn)仍然靠執(zhí)行程序，所以這種方式叫中斷傳輸方式。

編輯推薦

《微機系統(tǒng)原理與接口》由南京大學(xué)出版社出版。

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