微處理機(jī)原理與接口技術(shù)

前言

　　計算機(jī)技術(shù)橫貫信息學(xué)科的三大基礎(chǔ)理論領(lǐng)域：通信理論、控制理論和系統(tǒng)理論，也是這三大基礎(chǔ)理論的技術(shù)支撐。從大學(xué)本科開始就掌握好計算機(jī)技術(shù)是信息學(xué)科人才培養(yǎng)的迫切要求?！　　拔⑻幚頇C(jī)原理”課程是非計算機(jī)專業(yè)大學(xué)本科理工科類學(xué)生學(xué)習(xí)計算機(jī)硬件知識的一門重要的必修課程。對于信息類專業(yè)來說，該課程也是其他專業(yè)課程的基礎(chǔ)。自從微處理器（micro processor）誕生以來，以微處理器為核心的各種技術(shù)發(fā)展很快，因此如何做到通用微處理機(jī)、單片機(jī)、特殊微處理機(jī)內(nèi)容兼顧是微處理機(jī)原理教學(xué)過程中值得探討的問題。本書編者主張?jiān)谟邢薜恼n時中，以微處理機(jī)嵌入式應(yīng)用最為廣泛的8位單片機(jī)為主線講解“微處理機(jī)原理”無疑是明智的，然而必須注意兼顧其他微處理機(jī)的結(jié)構(gòu)原理以及微處理機(jī)領(lǐng)域的新技術(shù)、新工藝、新進(jìn)展。只有堅(jiān)持教授的是微處理機(jī)原理，不僅僅是單片機(jī)原理，堅(jiān)持授之以漁，不是授之以魚，才能真正將作為大學(xué)本科學(xué)習(xí)的“微處理機(jī)原理”課程開成為專業(yè)基礎(chǔ)課程。

內(nèi)容概要

　　《微處理機(jī)原理與接口技術(shù)》以MCS-51為主線，介紹了計算機(jī)基礎(chǔ)知識、微處理機(jī)硬件原理、硬件結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、匯編語言程序設(shè)計、I／O資源及接口方法、系統(tǒng)擴(kuò)展方法、開發(fā)工具與過程等內(nèi)容。為了開闊行業(yè)眼界，同時介紹了與MCS-51兼容而且特色顯著的多種單片機(jī)以及新穎而有特色的少量其他單片機(jī)?！　　段⑻幚頇C(jī)原理與接口技術(shù)》可為非計算機(jī)專業(yè)大學(xué)本科教材，也可以作為大專院校進(jìn)行微處理機(jī)應(yīng)用培訓(xùn)的教材。

書籍目錄

1　微處理機(jī)概論1.1　微處理機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展1.1.1　微處理機(jī)的應(yīng)用范圍1.1.2　微處理器及微型計算機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展1.1.3　微處理器的分類及特點(diǎn)1.1.4　微處理器的發(fā)展趨勢1.2　微處理機(jī)的基本概念1.2.1　馮·諾依曼型計算機(jī)的基本組成1.2.2　馮·諾依曼型計算機(jī)的特點(diǎn)1.2.3　馮·諾依曼型計算機(jī)的工作過程1.2.4　相關(guān)概念1.2.5　微處理器知識的學(xué)習(xí)1.3　微處理機(jī)的硬件基礎(chǔ)1.3.1　布爾代數(shù)1.3.2　基本邏輯部件的外部特性1.3.3　觸發(fā)器1.4　微處理機(jī)的軟件基礎(chǔ)1.4.1　數(shù)制1.4.2　計算機(jī)中數(shù)的表示1.4.3　數(shù)碼習(xí)題與思考題l2　MCS-51微處理器2.1　微處理器概述2.1.1　微處理器和微控制器2.1.2　CISC和RISC體系結(jié)構(gòu)2.1.3　4位、8位、16位和32位單片機(jī)2.2　微處理器的結(jié)構(gòu)2.2.1　微處理器的基本組成2.2.2　運(yùn)算器和運(yùn)算結(jié)果2.2.3　控制器和指令執(zhí)行2.2.4　寄存器組2.2.5　總線和存儲組織2.2.6　堆棧存儲器2.3　MCS-51硬件結(jié)構(gòu)2.3.1　硬件資源2.3.2　結(jié)構(gòu)框圖2.3.3　封裝與引線端功能2.3.4　存儲空間配置2.4　時鐘、復(fù)位和時序2.4.1　時鐘與時鐘電路2.4.2　復(fù)位和復(fù)位電路2.4.3　總線組成和時序習(xí)題與思考題23　Mcs-51　微處理器指令系統(tǒng)3.1　數(shù)據(jù)與尋址3.1.1　計算機(jī)指令格式3.1.2　指令系統(tǒng)支持的數(shù)據(jù)形式3.1.3　指令系統(tǒng)支持的尋址方式3.1.4　指令系統(tǒng)支持的輔助結(jié)果3.2　數(shù)據(jù)傳送類指令3.2.1　內(nèi)部數(shù)據(jù)傳送指令3.2.2　外部數(shù)據(jù)傳送指令3.2.3　堆棧操作指令3.2.4　數(shù)據(jù)交換指令3.3　數(shù)據(jù)運(yùn)算類指令3.3.1　加法指令3.3.2　減法指令3.3.3　乘法指令3.3.4　除法指令3.4　邏輯操作類指令3.4.1　邏輯與指令3.4.2　邏輯或指令3.4.3　邏輯異或指令3.4.4　累加器清零和取反指令3.4.5　移位指令3.5　程序控制類指令3.5.1　無條件轉(zhuǎn)移指令3.5.2　條件轉(zhuǎn)移指令3.5.3　子程序調(diào)用和返回指令3.5.4　空操作指令3.6　布爾操作類指令3.6.1　布爾數(shù)據(jù)傳送指令3.6.2　布爾狀態(tài)設(shè)置指令3.6.3　位運(yùn)算指令3.6.4　位控制轉(zhuǎn)移指令習(xí)題與思考題　34　匯編語言程序設(shè)計4.1　匯編語言源程序4.1.1　程序設(shè)計語言4.1.2　匯編語言源程序的格式4.1.3　匯編語言偽指令4.2　匯編語言程序設(shè)計4.2.1　匯編語言程序設(shè)計步驟4.2.2　程序流程圖4.2.3　結(jié)構(gòu)程序設(shè)計模塊4.2.4　子程序4.3　匯編語言程序設(shè)計實(shí)例4.3.1　數(shù)據(jù)傳送程序4.3.2　數(shù)值運(yùn)算程序4.3.3　數(shù)碼轉(zhuǎn)換程序4.3.4　數(shù)據(jù)處理程序4.3.5　其他類型程序習(xí)題與思考題45　MCS-51的存儲器5.1　存儲器概述5.1.1　存儲器的分類5.1.2　Pc機(jī)中的主存儲器5.1.3　微處理機(jī)系統(tǒng)中存儲器的組織5.2　MCS-51單片機(jī)的存儲器5.2.1　MCS-51單片機(jī)中存儲器的總體結(jié)構(gòu)5.2.2　半導(dǎo)體存儲器芯片的基本結(jié)構(gòu)5.2.3　MCS-51單片機(jī)常用程序存儲器5.2.4　MCS-51單片機(jī)常用數(shù)據(jù)存儲器5.3　MCS-51系統(tǒng)存儲器擴(kuò)展5.3.1　系統(tǒng)擴(kuò)展三總線5.3.2　并行擴(kuò)展時的地址譯碼5.3.3　常用譯碼芯片5.3.4　特殊譯碼方法5.3.5　程序存儲器的擴(kuò)展5.3.6　數(shù)據(jù)存儲器的擴(kuò)展習(xí)題與思考題56　輸入輸出與中斷6.1　輸入輸出與接口6.1.1　輸入輸出接口概念6.1.2　I/O接口的作用與分類7　定時器1/／計數(shù)器8　并行I/O接口9　串行I/O接口10　人機(jī)I/O接口11　模擬通道接口12　微處理機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)13　嵌入式微控制器附錄一　ASCII（美國標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼）附錄二　MCS-51指令系統(tǒng)表參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　1 微處理機(jī)概論　　本章從微處理器廣泛應(yīng)用中引申出微處理器的產(chǎn)生、發(fā)展、分類、相關(guān)概念及軟硬件基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)過數(shù)字電路的讀者可跳過基礎(chǔ)部分或以完成練習(xí)的形式簡單地回顧這部分知識。　　l.l 微處理機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展　　微處理機(jī)的產(chǎn)生源自于數(shù)字式電子計算機(jī)的理論和材料、工藝等一系列社會生產(chǎn)力的發(fā)展，微處理機(jī)的發(fā)展又反過來進(jìn)一步推動著電子計算機(jī)理論和社會生產(chǎn)力的飛速發(fā)展。　　1.1.1 微處理機(jī)的應(yīng)用范圍　　自從20世紀(jì)70年代微處理器問世以來，極大地推進(jìn)了數(shù)字式電子計算機(jī)的發(fā)展。如今，微處理機(jī)的應(yīng)用已涉及各行各業(yè)，滲透到人們生活的每一個角落，改變著人們的生活習(xí)慣。可以毫不夸張地說現(xiàn)代人的生活已經(jīng)離不開微處理機(jī)?！　【唧w地說，微處理機(jī)的應(yīng)用主要可以歸納為以下三個方面?！　。?）構(gòu)成巨型計算機(jī)　　巨型計算機(jī)，是指運(yùn)算能力特別強(qiáng)大的計算機(jī)，例如每秒鐘能夠執(zhí)行成千上萬億條指令的計算機(jī)。自從計算機(jī)的中央處理單元使用微處理器以來，構(gòu)成計算功能特別強(qiáng)大的計算機(jī)的方法產(chǎn)生了很大的變化。原先采用強(qiáng)大功能的專用單處理器實(shí)現(xiàn)的功能，被改成使用多個高性價比的通用微處理器并行處理來實(shí)現(xiàn)。設(shè)計一個高性能單處理器的方法與采用多個已經(jīng)成熟生產(chǎn)的高性價比的微處理器的MIMD技術(shù)實(shí)現(xiàn)的方法相比，其成本和難度都要大得多。如今世界上已經(jīng)有了使用幾千個Intel公司的P4微處理器，實(shí)現(xiàn)每秒運(yùn)行億億條指令的巨型計算機(jī)?！　【扌陀嬎銠C(jī)在科學(xué)計算（國防軍事、氣象預(yù)報、科學(xué)研究等）和人工智能（智能模擬、仿生研究等）方面功用極大。因此，巨型計算機(jī)的研究和開發(fā)能力在某種意義上來說是衡量一個國家科技水平和綜合國力強(qiáng)弱的標(biāo)志之一?！　。?）構(gòu)成微型計算機(jī)　　如今，微型計算機(jī)已經(jīng)十分普及，無論是作為軍用、工業(yè)、商用、民用等領(lǐng)域的PC臺式計算機(jī)，還是便攜式的筆記本計算機(jī)，以至更為小巧玲瓏的商務(wù)通、PDA等掌上計算機(jī)，其核心部件都為一個或若干個微處理器。　　作為微型計算機(jī)外圍部件如鍵盤、打印機(jī)等核心控制部件，也已經(jīng)離不開選擇合適的微處理器。因此，微型計算機(jī)也是由眾多的微處理器為主控器部件構(gòu)成的。　?。?）構(gòu)成專用控制器　　現(xiàn)在，微處理器產(chǎn)品在巨型計算機(jī)、微型計算機(jī)中的應(yīng)用雖然十分普及，但在使用數(shù)量上僅占總量的很小一部分。微處理器在控制領(lǐng)域的應(yīng)用更為廣泛和深入。微處理器幾乎成了各行業(yè)部件設(shè)施的主宰和靈魂。如家電類的控制（空調(diào)器、電冰箱、電飯煲、洗衣機(jī)、錄像機(jī)、電視機(jī)等）、交通設(shè)施（汽車、交通控制等）、通訊設(shè)施（手機(jī)、傳呼機(jī)、電話機(jī)、交換機(jī)等）、工業(yè)控制（現(xiàn)場監(jiān)測、溫度控制、順序控制、過程控制等各種自動控制設(shè)施）、儀器儀表（傳感器件、測試儀器、計算機(jī)外設(shè)、各種附加儀表等）、醫(yī)療設(shè)施（保健設(shè)備、檢查設(shè)備、治療設(shè)備等）、娛樂設(shè)施（音響設(shè)備、聲像設(shè)備、游戲設(shè)備等）、智能玩具（遙控玩具、教育玩具、情感玩具等）。

圖書封面

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