微機(jī)原理與接口技術(shù)

前言

　　自20世紀(jì)70年代初第一代微型計(jì)算機(jī)問(wèn)世以來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)以驚人的速度發(fā)展，尤其是在以Intel8086／8088為CPU的16位IBMPC機(jī)誕生以后，又相繼出現(xiàn)了以80386、80486為CPU的32位PC機(jī)。如今，以Core“酷?！毕盗袨镃PU的高性能微型計(jì)算機(jī)已大量面市。但作為一類在世界上最流行的機(jī)種的代表，16位機(jī)的結(jié)構(gòu)、組成原理、指令系統(tǒng)、編程方法和接口技術(shù)等在后續(xù)的PC機(jī)設(shè)計(jì)中基本上都得到了體現(xiàn)，并具有向上兼容性。本書(shū)仍以8086／8088CPU為基本出發(fā)點(diǎn)，詳盡地論述有關(guān)微處理器及其指令系統(tǒng)的概念以及DOS和Windows下匯編程序設(shè)計(jì)的方法，介紹構(gòu)成微型計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器管理、各類可編程接口芯片、數(shù)／模轉(zhuǎn)換、模／數(shù)轉(zhuǎn)換等技術(shù)?！　∪珪?shū)共分12章，在內(nèi)容安排上注重系統(tǒng)性、邏輯性和實(shí)用性，各章前后呼應(yīng)，并加入了大量程序和硬件設(shè)計(jì)實(shí)例，使讀者能深入了解計(jì)算機(jī)的原理、結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，以及如何運(yùn)用這些知識(shí)來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)用的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。　　第1章敘述微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展、構(gòu)成、內(nèi)部指令的工作流程和PC系列微機(jī)的體系結(jié)構(gòu)；第2章闡述8086／8088微處理器的CPU結(jié)構(gòu)、中斷結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)配置及典型時(shí)序和操作，以及32位微處理器編程結(jié)構(gòu)；第3章介紹內(nèi)部存儲(chǔ)器的分類及擴(kuò)展以及與CPU的連接；第4章對(duì)8086的指令系統(tǒng)進(jìn)行詳盡說(shuō)明：第5章討論8086匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的方法，并融入Windows平臺(tái)下匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的方法；第6章簡(jiǎn)述基本I／O接口技術(shù)及DMA方式；第7章論述中斷系統(tǒng)并介紹中斷管理控制器8259A；第8～11章詳細(xì)介紹I／O接口芯片的基本原理及其應(yīng)用實(shí)例，包括通用并行接口芯片8255A、串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)及可編程芯片16550、定時(shí)器／計(jì)數(shù)器8253／8254、數(shù)與模和模／數(shù)轉(zhuǎn)換器等；第12章以兩個(gè)具體應(yīng)用實(shí)例的設(shè)計(jì)過(guò)程闡述微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程?！　”緯?shū)由南陽(yáng)理工學(xué)院李云強(qiáng)任主編，負(fù)責(zé)全書(shū)內(nèi)容的組織修改和最終定稿，并編寫第1、2、4、10、11章，其中第11章與張帆（襄樊學(xué)院）共同完成；王保勝編寫第3章。襄樊學(xué)院的項(xiàng)東升任副主編，編寫5.1 ～5.3 節(jié)；吉向東編寫5.4 ～5.5 節(jié)。南陽(yáng)師范學(xué)院姚文華任副主編，并編寫第6、12章；張帥編寫第7、9章。河南工業(yè)大學(xué)王鋒編寫第8章。同時(shí)，對(duì)兄弟院校老師的支持表示衷心感謝！

內(nèi)容概要

　　《微機(jī)原理與接口技術(shù)》以Intel8086微處理器為主線，從工程應(yīng)用的角度出發(fā)，系統(tǒng)闡述了8086微機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、原理、接口技術(shù)及其應(yīng)用。全書(shū)共分12章，在內(nèi)容安排上注重系統(tǒng)性、邏輯性、科學(xué)性、實(shí)用性和先進(jìn)性，各章前后呼應(yīng)，并加入了大量程序和硬件設(shè)計(jì)實(shí)例，使讀者能深入了解計(jì)算機(jī)的原理、結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，以及如何運(yùn)用這些知識(shí)來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)用的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)?！　∪珪?shū)可分為四個(gè)部分：①8086微機(jī)原理部分（1～3、6、7章）；②匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)部分（第4、5章）；③接口技術(shù)部分（第8～11章）：④系統(tǒng)設(shè)計(jì)擴(kuò)展部分（第12章）。通過(guò)對(duì)《微機(jī)原理與接口技術(shù)》的學(xué)習(xí)，讀者可掌握微型計(jì)算機(jī)的工作原理、匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、微型計(jì)算機(jī)的接口技術(shù)，并具備匯編語(yǔ)言編程和硬件接口開(kāi)發(fā)的初步能力，達(dá)到學(xué)懂、學(xué)通、能實(shí)際應(yīng)用的目的?！　　段C(jī)原理與接口技術(shù)》內(nèi)容充實(shí)、概念清晰、重點(diǎn)突出、實(shí)例豐富，科學(xué)性與實(shí)用性并重，可作為普通高等院校計(jì)算機(jī)應(yīng)用、自動(dòng)化、通信工程、電子信息、測(cè)量控制、儀器儀表等專業(yè)本／?？粕C(jī)原理與接口技術(shù)課程的教材，對(duì)工程技術(shù)人員也具有參考價(jià)值。

書(shū)籍目錄

前言第1章 微型計(jì)算機(jī)概述1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況1.1.1 世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)的誕生與馮?諾依曼計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)1.1.2 計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程1.1.3 微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程1.2 微型計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)1.2.1 微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)組成1.2.2 CPU的組成與功能1.3 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1.3.1 微型計(jì)算機(jī)的組成1.3.2 微型計(jì)算機(jī)的分類1.3.3 微型計(jì)算機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)1.3.4 微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用1.4 微機(jī)的工作過(guò)程1.4.1 指令與程序1.4.2 指令的執(zhí)行過(guò)程1.4.3 微機(jī)的工作過(guò)程1.5 PC系列微機(jī)的體系結(jié)構(gòu)1.5.1 PC／XT機(jī)的基本結(jié)構(gòu)1.5.2 80386／80486微機(jī)的基本結(jié)構(gòu)1.5.3 現(xiàn)代微機(jī)的基本結(jié)構(gòu)習(xí)題第2章 微處理器2.1 8086／8088CPU結(jié)構(gòu)2.1.1 8086／8088CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)2.1.2 8086／8088寄存器結(jié)構(gòu)2.1.3 8086／8088存儲(chǔ)器與I／O組織2.1.4 8086CPU總線周期的概念2.2 8086／8088CPU引腳功能2.2.1 8086CPU最小模式下的引腳定義2.2.2 8086CPU最大模式下的引腳定義2.2.3 8088的引腳與8086的區(qū)別2.3 8086／8088中斷系統(tǒng)2.3.1 微機(jī)的中斷類型2.3.2 微機(jī)的中斷向量表2.3.3 微機(jī)的中斷管理2.4.8 086系統(tǒng)配置2.4.1 最小模式系統(tǒng)配置2.4.2 最大模式系統(tǒng)配置2.5 8086CPU的典型時(shí)序及操作2.5.1 系統(tǒng)的復(fù)位和啟動(dòng)2.5.2 空閑周期2.5.3 CPU進(jìn)入和退出保持狀態(tài)的時(shí)2.5.4 最小模式下的總線操作2.5.5 最大模式下的總線操作2.6 32位微處理器編程結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介2.6.1 工作模式2.6.2 80x86／Pentium的寄存器組織2.6.3 保護(hù)模式下的存儲(chǔ)器尋址習(xí)題二第3章 存儲(chǔ)器3.1 存儲(chǔ)器概述3.1.1 存儲(chǔ)器的分類3.1.2 存儲(chǔ)器的主要性能參數(shù)3.1.3 存儲(chǔ)器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)3.2 存儲(chǔ)器管理3.2.1 IBMPC／XT中存儲(chǔ)空間的分配3.2.2 擴(kuò)展存儲(chǔ)器及其管理3.3 存儲(chǔ)器的連接3.3.1 存儲(chǔ)器的擴(kuò)展技術(shù)3.3.2 存儲(chǔ)器的地址連接3.3.3 存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)線及控制線連接3.4 存儲(chǔ)器接口分析與設(shè)計(jì)舉例習(xí)題三第4章 指令系統(tǒng)4.1 數(shù)據(jù)類型及其存儲(chǔ)規(guī)則4.1.1 基本數(shù)據(jù)類型及其存儲(chǔ)4.1.2 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)類型4.1.3 指針數(shù)據(jù)類型4.1.4 字符串、位及位串?dāng)?shù)據(jù)類型4.2 計(jì)算機(jī)指令格式4.2.1 指令的助記符格式4.2.2 80x86指令編碼格式4.3 8086的尋址方式4.3.1 立即尋址4.3.2 寄存器尋址4.3.3 直接尋址4.3.4 寄存器間接尋址4.3.5 寄存器相對(duì)尋址4.3.6 基址變址尋址4.3.7 相對(duì)基址變址尋址4.4 8086的指令系統(tǒng)4.4.1 數(shù)據(jù)傳送指令4.4.2 算術(shù)運(yùn)算指令4.4.3 邏輯運(yùn)算與移位指令4.4.4 串操作指令4.4.5 控制轉(zhuǎn)移指令4.4.6 處理器控制指令4.5 DOS和BIOS中斷4.5.1 DOS和：BIOS功能調(diào)用4.5.2 常用DOS軟中斷4.5.3 DOS系統(tǒng)功能調(diào)用4.5.4 BIOS中斷調(diào)用習(xí)題四第5章 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)5.1 匯編語(yǔ)言的特點(diǎn)5.2 匯編語(yǔ)言程序結(jié)構(gòu)和基本語(yǔ)法5.2.1 示例程序5.2.2 基本概念5.2.3 偽指令5.2.4 結(jié)構(gòu)與記錄5.2.5 宏指令5.2.6 簡(jiǎn)化段定義5.3 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)基本方法5.3.1 程序設(shè)計(jì)的基本步驟5.3.2 順序、分支與循環(huán)程序設(shè)計(jì)5.3.3 子程序設(shè)計(jì)5.3.4 子程序的嵌套與遞歸5.4 Windows匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)5.4.1 Windows匯編語(yǔ)言程序的例子5.4.2 Windows程序設(shè)計(jì)的特點(diǎn)5.4.3 Windows匯編程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)5.4.4 Win32匯編語(yǔ)言知識(shí)介紹5.5 匯編語(yǔ)言與高級(jí)語(yǔ)言的混合編程5.5.1 匯編語(yǔ)言與C／C++的混合編程5.5.2 MASM32匯編與連接命令習(xí)題五第6章 輸入和輸出接口技術(shù)6.1 I／O接口概述6.1.1 接口與端口的基本概念6.2 I／O接口數(shù)據(jù)傳送的控制方式6.2.1 程序控制方式6.2.2 中斷控制方式6.3 簡(jiǎn)單I／O接口芯片的應(yīng)用6.3.1 常用芯片功能介紹6.3.2 簡(jiǎn)單I／O接口設(shè)計(jì)應(yīng)用6.4 直接存儲(chǔ)器存儲(chǔ)（DMA）方式6.4.1.DMA概述6.4.2 8237A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳功能6.4.3 8237A的編程及應(yīng)用習(xí)題六第7章 中斷技術(shù)7.1 中斷的基本原理7.1.1 中斷的基本概念7.1.2 中斷工作方式的優(yōu)點(diǎn)7.1.3 中斷處理過(guò)程7.1.4 中斷優(yōu)先級(jí)和中斷嵌套7.2 可編程中斷控制器8259A7.2.1 8259A的主要特性和內(nèi)部結(jié)構(gòu)7.2.2 8259A的外部特性7.2.3 8259A的工作原理7.2.4 8259A的中斷管理方式7.2.5 8259A的編程方法7.2.6 8259A的級(jí)聯(lián)7.3 保護(hù)模式下的中斷7.4 中斷應(yīng)用舉例7.4.1 8259A初始化編程7.4.2 8259A在PC微機(jī)中的應(yīng)用習(xí)題七第8章 并行通信接口技術(shù)8.1 簡(jiǎn)單的并行接口電路8.1.1 鎖存器74LS3738.1.2 緩沖器74LS2448.1.3 雙向數(shù)據(jù)收發(fā)器74LS2458.1.4 應(yīng)用舉例8.2 可編程并行接口芯片8255A8.2.1 8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳功能8.2.2 8255A的工作方式8.2.3 8255A的編程8.3 8255A應(yīng)用舉例8.3.1 用8255A實(shí)現(xiàn)微處理器與打印機(jī)的接口8.3.2 微處理器與鍵盤的接口8.3.3 8255A在PC／XT機(jī)中的應(yīng)用習(xí)題八第9章 串行通信接口技術(shù)9.1 串行通信概述9.1.1 串行通信基本概念9.1.2 串行通信基本方式9.1.3 數(shù)據(jù)傳送的工作方式9.1.4 RS.2 32串行通信標(biāo)準(zhǔn)9.1.5 其他串行通信標(biāo)準(zhǔn)（USB、1394）9.2 串行接口芯片165509.2.1 16550的內(nèi)部結(jié)構(gòu)9.2.2 16550的引腳信號(hào)9.2.3 16550的內(nèi)部寄存器及其初始化編程9.3 16550的應(yīng)用舉例習(xí)題九第10章 定時(shí)／計(jì)數(shù)技術(shù)10.1 基本概述10.1.1 定時(shí)／計(jì)數(shù)10.1.2 頻率一聲音一音樂(lè)10.1.3 微機(jī)系統(tǒng)中的定時(shí)10.1.4 定時(shí)方法10.2 定時(shí)／計(jì)數(shù)器芯片Intel825310.2.1 8253的芯片功能10.2.2 8253的內(nèi)部結(jié)構(gòu)10.2.3 8253的外部引腳10.2.4 8253的工作方式10.3 8253的初始化編程10.3.1 初始化編程順序10.3.2 8253的控制字10.3.3 初始化編程示例10.3.4 8253的讀出操作10.4 8253的應(yīng)用10.4.1 8253進(jìn)行脈沖計(jì)數(shù)編程10.4.2 PC微機(jī)中8253的應(yīng)用10.4.3 8253為A／D轉(zhuǎn)換提供采樣頻率發(fā)生器10.4.4 Windows控制系統(tǒng)精確計(jì)時(shí)機(jī)制研究習(xí)題十第11章 模擬接口技術(shù)11.1 概述11.2 D／A（數(shù)／模）轉(zhuǎn)換器11.2.1 D／A轉(zhuǎn)換器的工作原理11.2.2 D／A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)11.2.3 DAC0832芯片11.2.4 D／A轉(zhuǎn)換器芯片與微處理器的接口11.2.5 DAC0832應(yīng)用11.3 A／D（模／數(shù)）轉(zhuǎn)換器11.3.1 A／D轉(zhuǎn)換器的工作原理11.3.2 A／D轉(zhuǎn)換器的主要性能參數(shù)11.3.3 ADC0809芯片11.3.4 A／D轉(zhuǎn)換器芯片與微處理器的接口11.3.5 ADC0809應(yīng)用舉例習(xí)題十一第12章 微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)12.1 微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則與步驟12.1.1 微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一般構(gòu)成與類型12.1.2 應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則與要求12.1.3 應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容與步驟12.1.4 系統(tǒng)集成12.2 微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例12.2.1 微機(jī)信號(hào)發(fā)生器的分析與設(shè)計(jì)12.2.2 城市交通管理控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)習(xí)題十二參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　1944～1945年間，著名的美籍匈牙利數(shù)學(xué)家馮·諾依曼（John Von Neumann）（見(jiàn)圖1-2（b））應(yīng)邀參加ENIAC計(jì)算機(jī)研制任務(wù)。在研制中，他深刻認(rèn)識(shí)到ENIAC不能存儲(chǔ)程序這一缺陷，并在1945年由他領(lǐng)導(dǎo)的EDVAC（Electronic DisereteVatiableAutomatic Computer，離散變量自動(dòng)電子計(jì)算機(jī)）試制方案中，作為一位主要倡導(dǎo)者指出：ENIAC的開(kāi)關(guān)定位和轉(zhuǎn)插線連接只不過(guò)代表著一些數(shù)字信息，它們完全可以像受程序管理的數(shù)據(jù)一樣，存放于主存儲(chǔ)器中。這就是最早的“存儲(chǔ)程序概念”（Stored Program Concept）的產(chǎn)生。EDVAC計(jì)算機(jī)由運(yùn)算器、邏輯控制裝置、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五個(gè)部分（見(jiàn)圖1.2 （a））組成，采用了“存儲(chǔ)程序”的思想，把數(shù)據(jù)和程序指令用二進(jìn)制代碼的形式存放在存儲(chǔ)器中，保證了計(jì)算機(jī)能按事先存入的程序自動(dòng)進(jìn)行運(yùn)算?！　●T·諾依曼首先提出的“存儲(chǔ)程序”概念，以及由他首先規(guī)定的計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，人們稱為“馮·諾依曼計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)”。歸納其基本內(nèi)容，主要包括以下幾點(diǎn)：　　計(jì)算機(jī)應(yīng)由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五個(gè)部分組成。　　數(shù)據(jù)和程序均以二進(jìn)制代碼形式不加區(qū)別地存放在存儲(chǔ)器中，存放的位置由存儲(chǔ)器的　　地址指定?！　∮?jì)算機(jī)在工作時(shí)能夠自動(dòng)地從存儲(chǔ)器中取出指令并加以執(zhí)行?！　“雮€(gè)世紀(jì)以來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，相繼出現(xiàn)了各種類型的計(jì)算機(jī)，包括小型計(jì)算機(jī)、中型計(jì)算機(jī)、大型計(jì)算機(jī)、巨型計(jì)算機(jī)以及微型計(jì)算機(jī)等，它們的規(guī)模不同，性能和用途各異，但就其基本結(jié)構(gòu)而言，都是馮·諾依曼計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)的延續(xù)和發(fā)展。

編輯推薦

　　《微機(jī)原理與接口技術(shù)》特點(diǎn)：在編寫思路上體現(xiàn)“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念和事物的認(rèn)識(shí)發(fā)展規(guī)律。內(nèi)容的編排更加連貫，注重前后知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián)，注重激發(fā)學(xué)生主動(dòng)探索求知的欲望突出應(yīng)用，夯實(shí)基礎(chǔ)，原理、技術(shù)與應(yīng)用并重；理論講解簡(jiǎn)明扼要，融理論于案例講解之中，注重軟硬件分析與設(shè)計(jì)；提高讀者分析問(wèn)題和軟硬件程序設(shè)計(jì)的能力，讓讀者學(xué)而有用，學(xué)而能用文字?jǐn)⑹鰧哟畏置?、語(yǔ)言簡(jiǎn)潔、圖文并茂，避免基礎(chǔ)內(nèi)容與較深內(nèi)容之間跨度過(guò)大，較好地解決它們之間的銜接與過(guò)渡，便于課堂講授與自學(xué)指令系統(tǒng)部分，力求圖示，采用較多的圖表和例子，使學(xué)生對(duì)指令執(zhí)行的流程一目了然，方便理解匯編語(yǔ)言設(shè)計(jì)不僅兼顧DOS下的程序設(shè)計(jì)方法，還融入高級(jí)語(yǔ)言下匯編程序設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)方法，兼顧匯編語(yǔ)言與高級(jí)語(yǔ)言之間的過(guò)渡，更適合不同類型的程序員和學(xué)生學(xué)習(xí)。

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