微機原理與接口技術

前言

　　自20世紀70年代初第一代微型計算機問世以來，計算機技術以驚人的速度發(fā)展，尤其是在以Intel8086／8088為CPU的16位IBMPC機誕生以后，又相繼出現(xiàn)了以80386、80486為CPU的32位PC機。如今，以Core“酷?！毕盗袨镃PU的高性能微型計算機已大量面市。但作為一類在世界上最流行的機種的代表，16位機的結構、組成原理、指令系統(tǒng)、編程方法和接口技術等在后續(xù)的PC機設計中基本上都得到了體現(xiàn)，并具有向上兼容性。本書仍以8086／8088CPU為基本出發(fā)點，詳盡地論述有關微處理器及其指令系統(tǒng)的概念以及DOS和Windows下匯編程序設計的方法，介紹構成微型計算機的存儲器管理、各類可編程接口芯片、數(shù)／模轉(zhuǎn)換、模／數(shù)轉(zhuǎn)換等技術?！　∪珪卜?2章，在內(nèi)容安排上注重系統(tǒng)性、邏輯性和實用性，各章前后呼應，并加入了大量程序和硬件設計實例，使讀者能深入了解計算機的原理、結構和特點，以及如何運用這些知識來設計一個實用的微型計算機系統(tǒng)。　　第1章敘述微型計算機的發(fā)展、構成、內(nèi)部指令的工作流程和PC系列微機的體系結構；第2章闡述8086／8088微處理器的CPU結構、中斷結構、系統(tǒng)配置及典型時序和操作，以及32位微處理器編程結構；第3章介紹內(nèi)部存儲器的分類及擴展以及與CPU的連接；第4章對8086的指令系統(tǒng)進行詳盡說明：第5章討論8086匯編語言程序設計的方法，并融入Windows平臺下匯編語言程序設計的方法；第6章簡述基本I／O接口技術及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章詳細介紹I／O接口芯片的基本原理及其應用實例，包括通用并行接口芯片8255A、串行通信接口標準及可編程芯片16550、定時器／計數(shù)器8253／8254、數(shù)與模和模／數(shù)轉(zhuǎn)換器等；第12章以兩個具體應用實例的設計過程闡述微機應用系統(tǒng)的設計過程。　　本書由南陽理工學院李云強任主編，負責全書內(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（襄樊學院）共同完成；王保勝編寫第3章。襄樊學院的項東升任副主編，編寫5.1 ～5.3 節(jié)；吉向東編寫5.4 ～5.5 節(jié)。南陽師范學院姚文華任副主編，并編寫第6、12章；張帥編寫第7、9章。河南工業(yè)大學王鋒編寫第8章。同時，對兄弟院校老師的支持表示衷心感謝！

內(nèi)容概要

　　《微機原理與接口技術》以Intel8086微處理器為主線，從工程應用的角度出發(fā)，系統(tǒng)闡述了8086微機的基本結構、原理、接口技術及其應用。全書共分12章，在內(nèi)容安排上注重系統(tǒng)性、邏輯性、科學性、實用性和先進性，各章前后呼應，并加入了大量程序和硬件設計實例，使讀者能深入了解計算機的原理、結構和特點，以及如何運用這些知識來設計一個實用的微型計算機系統(tǒng)?！　∪珪煞譃樗膫€部分：①8086微機原理部分（1～3、6、7章）；②匯編語言程序設計部分（第4、5章）；③接口技術部分（第8～11章）：④系統(tǒng)設計擴展部分（第12章）。通過對《微機原理與接口技術》的學習，讀者可掌握微型計算機的工作原理、匯編語言程序設計、微型計算機的接口技術，并具備匯編語言編程和硬件接口開發(fā)的初步能力，達到學懂、學通、能實際應用的目的?！　　段C原理與接口技術》內(nèi)容充實、概念清晰、重點突出、實例豐富，科學性與實用性并重，可作為普通高等院校計算機應用、自動化、通信工程、電子信息、測量控制、儀器儀表等專業(yè)本／?？粕C原理與接口技術課程的教材，對工程技術人員也具有參考價值。

書籍目錄

前言第1章 微型計算機概述1.1 計算機的發(fā)展概況1.1.1 世界上第一臺計算機的誕生與馮?諾依曼計算機結構1.1.2 計算機的發(fā)展歷程1.1.3 微型計算機的發(fā)展歷程1.2 微型計算機的基本結構1.2.1 微型計算機結構組成1.2.2 CPU的組成與功能1.3 微型計算機系統(tǒng)1.3.1 微型計算機的組成1.3.2 微型計算機的分類1.3.3 微型計算機的主要技術指標1.3.4 微型計算機的應用1.4 微機的工作過程1.4.1 指令與程序1.4.2 指令的執(zhí)行過程1.4.3 微機的工作過程1.5 PC系列微機的體系結構1.5.1 PC／XT機的基本結構1.5.2 80386／80486微機的基本結構1.5.3 現(xiàn)代微機的基本結構習題第2章 微處理器2.1 8086／8088CPU結構2.1.1 8086／8088CPU內(nèi)部結構2.1.2 8086／8088寄存器結構2.1.3 8086／8088存儲器與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 微機的中斷類型2.3.2 微機的中斷向量表2.3.3 微機的中斷管理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的典型時序及操作2.5.1 系統(tǒng)的復位和啟動2.5.2 空閑周期2.5.3 CPU進入和退出保持狀態(tài)的時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位微處理器編程結構簡介2.6.1 工作模式2.6.2 80x86／Pentium的寄存器組織2.6.3 保護模式下的存儲器尋址習題二第3章 存儲器3.1 存儲器概述3.1.1 存儲器的分類3.1.2 存儲器的主要性能參數(shù)3.1.3 存儲器的系統(tǒng)結構3.2 存儲器管理3.2.1 IBMPC／XT中存儲空間的分配3.2.2 擴展存儲器及其管理3.3 存儲器的連接3.3.1 存儲器的擴展技術3.3.2 存儲器的地址連接3.3.3 存儲器的數(shù)據(jù)線及控制線連接3.4 存儲器接口分析與設計舉例習題三第4章 指令系統(tǒng)4.1 數(shù)據(jù)類型及其存儲規(guī)則4.1.1 基本數(shù)據(jù)類型及其存儲4.1.2 數(shù)字數(shù)據(jù)類型4.1.3 指針數(shù)據(jù)類型4.1.4 字符串、位及位串數(shù)據(jù)類型4.2 計算機指令格式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 寄存器相對尋址4.3.6 基址變址尋址4.3.7 相對基址變址尋址4.4 8086的指令系統(tǒng)4.4.1 數(shù)據(jù)傳送指令4.4.2 算術運算指令4.4.3 邏輯運算與移位指令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)用習題四第5章 匯編語言程序設計5.1 匯編語言的特點5.2 匯編語言程序結構和基本語法5.2.1 示例程序5.2.2 基本概念5.2.3 偽指令5.2.4 結構與記錄5.2.5 宏指令5.2.6 簡化段定義5.3 匯編語言程序設計基本方法5.3.1 程序設計的基本步驟5.3.2 順序、分支與循環(huán)程序設計5.3.3 子程序設計5.3.4 子程序的嵌套與遞歸5.4 Windows匯編語言程序設計5.4.1 Windows匯編語言程序的例子5.4.2 Windows程序設計的特點5.4.3 Windows匯編程序設計基礎5.4.4 Win32匯編語言知識介紹5.5 匯編語言與高級語言的混合編程5.5.1 匯編語言與C／C++的混合編程5.5.2 MASM32匯編與連接命令習題五第6章 輸入和輸出接口技術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 簡單I／O接口芯片的應用6.3.1 常用芯片功能介紹6.3.2 簡單I／O接口設計應用6.4 直接存儲器存儲（DMA）方式6.4.1.DMA概述6.4.2 8237A的內(nèi)部結構及引腳功能6.4.3 8237A的編程及應用習題六第7章 中斷技術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7.1.3 中斷處理過程7.1.4 中斷優(yōu)先級和中斷嵌套7.2 可編程中斷控制器8259A7.2.1 8259A的主要特性和內(nèi)部結構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的級聯(lián)7.3 保護模式下的中斷7.4 中斷應用舉例7.4.1 8259A初始化編程7.4.2 8259A在PC微機中的應用習題七第8章 并行通信接口技術8.1 簡單的并行接口電路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 應用舉例8.2 可編程并行接口芯片8255A8.2.1 8255A的內(nèi)部結構和引腳功能8.2.2 8255A的工作方式8.2.3 8255A的編程8.3 8255A應用舉例8.3.1 用8255A實現(xiàn)微處理器與打印機的接口8.3.2 微處理器與鍵盤的接口8.3.3 8255A在PC／XT機中的應用習題八第9章 串行通信接口技術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串行通信標準9.1.5 其他串行通信標準（USB、1394）9.2 串行接口芯片165509.2.1 16550的內(nèi)部結構9.2.2 16550的引腳信號9.2.3 16550的內(nèi)部寄存器及其初始化編程9.3 16550的應用舉例習題九第10章 定時／計數(shù)技術10.1 基本概述10.1.1 定時／計數(shù)10.1.2 頻率一聲音一音樂10.1.3 微機系統(tǒng)中的定時10.1.4 定時方法10.2 定時／計數(shù)器芯片Intel825310.2.1 8253的芯片功能10.2.2 8253的內(nèi)部結構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的應用10.4.1 8253進行脈沖計數(shù)編程10.4.2 PC微機中8253的應用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)精確計時機制研究習題十第11章 模擬接口技術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)換器的主要技術指標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應用舉例習題十一第12章 微機應用系統(tǒng)設計與實現(xiàn)12.1 微機應用系統(tǒng)設計原則與步驟12.1.1 微機應用系統(tǒng)的一般構成與類型12.1.2 應用系統(tǒng)的設計原則與要求12.1.3 應用系統(tǒng)設計的基本內(nèi)容與步驟12.1.4 系統(tǒng)集成12.2 微機應用系統(tǒng)設計實例12.2.1 微機信號發(fā)生器的分析與設計12.2.2 城市交通管理控制系統(tǒng)分析與設計習題十二參考文獻

章節(jié)摘錄

　　1944～1945年間，著名的美籍匈牙利數(shù)學家馮·諾依曼（John Von Neumann）（見圖1-2（b））應邀參加ENIAC計算機研制任務。在研制中，他深刻認識到ENIAC不能存儲程序這一缺陷，并在1945年由他領導的EDVAC（Electronic DisereteVatiableAutomatic Computer，離散變量自動電子計算機）試制方案中，作為一位主要倡導者指出：ENIAC的開關定位和轉(zhuǎn)插線連接只不過代表著一些數(shù)字信息，它們完全可以像受程序管理的數(shù)據(jù)一樣，存放于主存儲器中。這就是最早的“存儲程序概念”（Stored Program Concept）的產(chǎn)生。EDVAC計算機由運算器、邏輯控制裝置、存儲器、輸入設備和輸出設備五個部分（見圖1.2 （a））組成，采用了“存儲程序”的思想，把數(shù)據(jù)和程序指令用二進制代碼的形式存放在存儲器中，保證了計算機能按事先存入的程序自動進行運算?！　●T·諾依曼首先提出的“存儲程序”概念，以及由他首先規(guī)定的計算機的基本結構，人們稱為“馮·諾依曼計算機結構”。歸納其基本內(nèi)容，主要包括以下幾點：　　計算機應由運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備五個部分組成?！　?shù)據(jù)和程序均以二進制代碼形式不加區(qū)別地存放在存儲器中，存放的位置由存儲器的　　地址指定。　　計算機在工作時能夠自動地從存儲器中取出指令并加以執(zhí)行?！　“雮€世紀以來，隨著計算機技術的不斷發(fā)展和應用領域的不斷擴大，相繼出現(xiàn)了各種類型的計算機，包括小型計算機、中型計算機、大型計算機、巨型計算機以及微型計算機等，它們的規(guī)模不同，性能和用途各異，但就其基本結構而言，都是馮·諾依曼計算機結構的延續(xù)和發(fā)展。

編輯推薦

　　《微機原理與接口技術》特點：在編寫思路上體現(xiàn)“以學生為中心”的教學理念和事物的認識發(fā)展規(guī)律。內(nèi)容的編排更加連貫，注重前后知識點之間的關聯(lián)，注重激發(fā)學生主動探索求知的欲望突出應用，夯實基礎，原理、技術與應用并重；理論講解簡明扼要，融理論于案例講解之中，注重軟硬件分析與設計；提高讀者分析問題和軟硬件程序設計的能力，讓讀者學而有用，學而能用文字敘述層次分明、語言簡潔、圖文并茂，避免基礎內(nèi)容與較深內(nèi)容之間跨度過大，較好地解決它們之間的銜接與過渡，便于課堂講授與自學指令系統(tǒng)部分，力求圖示，采用較多的圖表和例子，使學生對指令執(zhí)行的流程一目了然，方便理解匯編語言設計不僅兼顧DOS下的程序設計方法，還融入高級語言下匯編程序設計開發(fā)方法，兼顧匯編語言與高級語言之間的過渡，更適合不同類型的程序員和學生學習。

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