微機原理與接口技術

前言

微型計算機技術發(fā)展迅猛，“IA一32執(zhí)行層軟件的推出給安騰在32位傳統(tǒng)應用方面徹底平反，它讓人們意識到，安騰對于32位應用方面一直都是支持的，而且，支持的力度一直在提升，技術本身也在不斷完善和創(chuàng)新……”，“當Intel x86迎來64位時代時，兼容32／64位應用成了最大的亮點……”，微型計算機技術領域的源頭技術公司不斷發(fā)布技術新聞。而對于老師和學生，如何面對技術的快速更新去學習，學生總是抱怨在學校學習的技術太陳1日，老師也一直在解決有限學時和新增新技術的矛盾，學校是直接開設新的技術平臺課程，還是有其他途徑可以探索呢？目前，“微機原理與應用”、“微機原理與接口技術”課程的教材種類齊全，有外文原版教材，也有大量中文版教材，有基于8／16位CPU的，也有基于32位CPIJ的、，大部分是兼顧16／32位CPU的教材。從內(nèi)容上看，兼顧16／32位的教材在講解微型計算機工作原理時大都以16位CPU為主，整體內(nèi)容也涉及了32位指令系統(tǒng)和匯編語言程序設計，因此內(nèi)容比較多，教材的篇幅比較大，有的教材甚至達到600頁，這就是編寫該類教材的困難。因此在選擇教材時就發(fā)現(xiàn)兩個方面的問題。第一，“微機原理與接口技術”教材很多，但兼顧原理與接口應用設計的教材不多，可選擇的余地較小，要么選擇內(nèi)容比較全的教材，但需要學時很多，對于應用型院校不是特別合適；要么選擇內(nèi)容精簡的教材，但對于接口應用設計也不是很突出。第二，市場上有關于微機接口及應用設計的書籍，一般面向開發(fā)，不講原理，屬于高級教程，不適合初學者。而應用型專業(yè)需要一本在講微機基本原理的同時能兼顧微機接口應用設計兩個方面的教材，避免學生在學習“微機原理與應用”課程時感到課程沒有實際應用性，或需要另外參考一本微機接口應用設計方面的教材。實際上，從“微機原理與接口技術”課程教材的使用上看，由于大部分學校的實驗平臺是16位CPU平臺，因此從學時和實驗等角度出發(fā)，在實際使用上教師往往做了大量的裁減，從學生的角度，很難適應這種裁減，特別是剛接觸這類課程的學生就更感困難，他們在處理教材內(nèi)容和教師的講義內(nèi)容的關系上遇到麻煩。正基于此，我們將“微機原理與接口技術”的教學定義為“單片機原理與設計”和“DSF’技術”等課程的基礎平臺課程，由于Intel x86的向下兼容性，因此Intel 8086是學習微型計算機原理的最佳基礎平臺，我們?nèi)匀徊捎靡?6位CPU為核心，對于需要進一步學習32／64位平臺的讀者也是一種很好的基礎平臺。本書企圖突出應用性，我們參考了大量同類教材，重新組織和編排內(nèi)容，力爭減小教材篇幅，給應用型院校“微機原理與接口技術”課程教材提供一種新的選擇，在匯編語言程序設計和接口應用設計上采用大量實例，用眾多的實例講解微型計算機原理及接口技術和硬、軟件開發(fā)技術，每個實例包含詳細的設計分析、完整的程序或電路。將“微機原理與應用”的教學內(nèi)容進行了去繁就簡，選擇16位CPIJ為基礎平臺，重點是掌握學習微型計算機的工作原理的方法，特別是對接口技術的學習方法，重點掌握可程控芯片的學習和使用方法。

內(nèi)容概要

微型計算機技術發(fā)展迅猛，由于Intel x86的向下兼容性，Intel 8086是學習微型計算機原理的最佳基礎平臺。本書以實用為宗旨，在講述微機基本原理的同時兼顧微機接口應用設計，用眾多的實例講解微型計算機原理及接口技術和硬、軟件開發(fā)技術，每個實例包含詳細的設計分析、完整的程序或電路。    全書內(nèi)容共分為11章，分別是：微型計算機基礎知識、微處理器結(jié)構(gòu)和總線操作時序、8086指令系統(tǒng)、匯編語言程序設計、半導體存儲器、輸入/輸出接口技術、中斷、可編程并行接口芯片8255A、可編程定時/計數(shù)器8253、可編程串行通信接口芯片8251A、A/D與D/A轉(zhuǎn)換接口。附錄中以列表形式給出了DOS系統(tǒng)功能調(diào)用以及BIOS功能調(diào)用的參考信息，以便于讀者查閱。    本書可作為各類本科和?？圃盒＜芭嘤枡C構(gòu)作為“微機原理與應用”、“微機原理與接口技術”類課程的教材，也適合學習微型計算機與接口應用開發(fā)的讀者，也可供各類電子工程、自動化技術人員和計算機愛好者參考。

書籍目錄

第1章  微型計算機基礎知識  1.1  概述    1.1.1  微機發(fā)展概況    1.1.2  微機的特點與應用  1.2  計算機中的數(shù)制和編碼    1.2.1  計算機中的數(shù)制    1.2.2  帶符號數(shù)的表示    1.2.3  數(shù)的定點與浮點表示    1.2.4  其他的信息編碼  1.3  微機結(jié)構(gòu)及工作原理    1.3.1  微機的基本結(jié)構(gòu)    1.3.2  常用基本概念    1.3.3  微機的總線結(jié)構(gòu)和工作原理    1.3.4  計算機的硬件和軟件  本章小結(jié)  習題一第2章  微處理器結(jié)構(gòu)和總線操作時序  2.1  8086微處理器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)    2.1.1  8086微處理器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)    2.1.2  8086微處理器的內(nèi)部寄存器  2.2  8086系列微處理器的外部特性    2.2.1  CPU的引腳與功能    2.2.2  8086 CP[J的工作時序    2.2.3  總線接口器件  2.3  8086的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)    2.3.1  8086系統(tǒng)的存儲器結(jié)構(gòu)    2.3.2  8086系統(tǒng)的堆棧    2.3.3  最小與最大模式總線形成  2.4  微機系統(tǒng)的總線結(jié)構(gòu)    2.4.1  總線分類與總線標準    2.4.2  微機總線的性能指標    2.4.3  PC系列微機總線  本章小結(jié)  習題二第3章  8086指令系統(tǒng)  3.1  8086微處理器的指令格式    3.1.1  8086機器語言指令格式    3.1.2  8086匯編語言指令格式  3.2  8086尋址方式    3.2.1  立即尋址方式    3.2.2  寄存器尋址方式    3.2.3  寄存器直接尋址方式    3.2.4  寄存器間接尋址方式    3.2.5  寄存器相對尋址方式    3.2.6  基址變址尋址方式    3.2.7  相對基址變址尋址方式    3.2.8  隱含尋址方式  3.3  8086指令系統(tǒng)    3.3.1  數(shù)據(jù)傳送指令    3.3.2  算術運算指令    3.3.3  邏輯運算和移位指令    3.3.4  串操作指令    3.3.5  控制轉(zhuǎn)移指令    3.3.6  處理器控制指令  3.4  80386以上微處理器新增指令系統(tǒng)  本章小結(jié)  習題三第4章  匯編語言程序設計  4.1  匯編語言概述    4.1.1  匯編源程序調(diào)試準備    4.1.2  匯編程序調(diào)試過程  4.2  匯編語言    4.2.1  段    4.2.2  語句  4.3  8086匯編語言的基本語法    4.3.1  字符集    4.3.2  常量    4.3.3  保留字    4.3.4  標識符    4.3.5  表達式  4.4  偽操作指令    4.4.1  數(shù)據(jù)定義偽操作    4.4.2  符號定義偽操作    4.4.3  段定義偽操作    4.4.4  過程定義偽操作    4.4.5  宏處理偽操作    4.4.6  其他偽操作  4.5  匯編語言程序設計    4.5.1  順序程序設計    4.5.2  分支程序設計    4.5.3  循環(huán)程序設計    4.5.4  子程序設計    4.5.5  多模塊程序設計  4.6  DOS及BIOS功能調(diào)用    4.6.1  DOS系統(tǒng)功能調(diào)用方式    4.6.2  常用BIOS功能調(diào)用  4.7  匯編語言程序設計舉例  4.8  高級語言與匯編語言的混合編程    4.8.1  匯編語言與C語言程序的基本接口規(guī)范    4.8.2  C語言程序?qū)R編語言程序的調(diào)用    4.8.3  匯編語言程序?qū)語言程序的調(diào)用  本章小結(jié)  習題四第5章  半導體存儲器  5.1  概述    5.1.1  半導體存儲器的技術指標    5.1.2  存儲器的分類    5.1.3  存儲器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)  5.2  讀/寫存儲器RAM    5.2.1  靜態(tài)RAM    5.2.2  動態(tài)RAM  5.3  只讀存儲器ROM    5.3.1  掩膜型ROM——MROM    5.3.2  可編程ROM——PROM    5.3.3  可擦除可編程ROM——EPROM    5.3.4  電可擦除可編程ROM——E2PROM    5.3.5  快擦型存儲器——Flash Memory  5.4  存儲器芯片的擴展及其與系統(tǒng)總線的連接    5.4.1  存儲器芯片與CPU的連接的主要問題    5.4.2  存儲器的工作時序    5.4.3  存儲器片選控制方法    5.4.4  8086存儲器組織結(jié)構(gòu)    5.4.5  存儲器芯片的擴展及實例  本章小結(jié)  習題五第6章  輸入/輸出接口技術  6.1  概述    6.1.1  I/O接口的概念與功能    6.1.2  CPU與I/O設備之間的接口信息    6.1.3  I/O接口電路的基本結(jié)構(gòu)    6.1.4  I/O端口的編址方式    6.1.5  I/O端口的地址譯碼及譯碼電路設計實例  6.2  輸入/輸出傳送方式    6.2.1  無條件傳送方式    6.2.2  查詢傳送方式    6.2.3  中斷傳送方式    6.2.4  直接存儲器存取(DMA)傳送方式    6.2.5  專用I/O處理機方式  6.3  簡單I/O接口設計及實例    6.3.1  常用接口芯片    6.3.2  簡單接口設計方法及實例  本章小結(jié)  習題六第7章  中斷  7.1  中斷系統(tǒng)概述    7.1.1  中斷的基本概念    7.1.2  中斷處理系統(tǒng)  7.2  8086微處理器的中斷方式    7.2.1  8086CPU的中斷類型    7.2.2  中斷向量表與中斷向量的獲取    7.2.3  8086的中斷響應與處理過程  7.3  可編程中斷控制器8259A    7.3.1  8259A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳    7.3.2  8259A的工作方式    7.3.3  8259A的編程    7.3.4  8259A的中斷級聯(lián)    7.3.5  8259A的應用實例本章小結(jié)習題七第8章可編程并行接口芯片8255A  8.1并行接口和串行接口概述  8.2 8255A的結(jié)構(gòu)和引腳  8.3 8255A的控制字及工作方式  8.4 8255A的應用舉例本章小結(jié)  習題八第9章  可編程定時/計數(shù)器8253  9.1  可編程定時/計數(shù)器8253的功能、用途及內(nèi)部結(jié)構(gòu)    9.1.1  8253的主要功能    9.1.2  8253的主要用途    9.1.3  8253的引腳功能與內(nèi)部結(jié)構(gòu)  9.2  可編程定時/計數(shù)器8253的控制字  9.3  可編程定時/計數(shù)器8253的工作方式與時序  9.4  可編程定時/計數(shù)器8253的應用設計舉例  本章小結(jié)  習題九第10章  可編程串行通信接口芯片8251A  10.1  串行通信的基本概念  10.2  串行接口標準  10.3  串行通信接口芯片8251A    10.3.1  8251A的結(jié)構(gòu)和引腳    10.3.2  8251A的控制字及工作方式    10.3.3  8251A的應用舉例  本章小結(jié)  習題十第11章  A/D與D/A轉(zhuǎn)換器接口  11.1  概述  11.2  D/A轉(zhuǎn)換器接口及應用    11.2.1  D/A轉(zhuǎn)換器的基本原理    11.2.2  D/A轉(zhuǎn)換器的主要性能參數(shù)    11.2.3  D/A轉(zhuǎn)換器的分類    11.2.4  典型的D/A轉(zhuǎn)換器芯片    11.2.5  D/A轉(zhuǎn)換器與微機的接口及應用  11.3  A/D轉(zhuǎn)換器接口及應用    11.3.1  A/D轉(zhuǎn)換器的類型及原理    11.3.2  A/D轉(zhuǎn)換器的主要性能參數(shù)    11.3.3  典型的A/D轉(zhuǎn)換器芯片    11.3.4  A/D轉(zhuǎn)換器與微機的接口及應用  本章小結(jié)  習題十一附錄A  DOS功能調(diào)用(INT 21H)附錄B  BIOS功能調(diào)用參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：第1章微型計算機基礎知識1.1 概述1.1.1 微機發(fā)展概況1943年美國為解決復雜的導彈計算而開始研制電子計算機。1946年2月，世界上第一臺數(shù)字式電子計算機ENIAC（E1ectronicNumericalIntegratorAndCalculator）在美國賓夕法尼亞大學研制成功。這臺計算機使用了約18000個電子管、1500個繼電器，功耗達150kW，占地面積167m2，重量約30t，計算速度每秒5000次，采用字長10位的十進制計數(shù)方式，編程通過接插線進行。在其后的60多年里，計算機經(jīng)歷了迅猛的發(fā)展，得到了廣泛的普及應用，對整個社會的進步和科學的發(fā)展產(chǎn)生了極其深遠的影響。通常按照電子計算機采用的電子器件不同將電子計算機的發(fā)展分為四個階段，習慣上稱為四代。第一代：電子管計算機時代（1946～1957）。采用水銀延遲線作為內(nèi)存，磁鼓作為外存。體積大、耗電多、運算速度慢。最初只能使用二進制表示的機器語言，到20世紀50年代中期才出現(xiàn)匯編語言。這個時期，計算機主要用于科學計算和軍事方面，應用很不普遍。第二代：晶體管計算機時代（1958-1963）。內(nèi)存主要采用磁芯，外存大量采用磁盤，輸入／輸出設備有了較大改進。體積顯著減小，可靠性提高，運算速度可達每秒百萬次。

編輯推薦

《微機原理與接口技術》企圖突出應用性，我們參考了大量同類教材，重新組織和編排內(nèi)容，力爭減小教材篇幅，給應用型院?！拔C原理與接口技術”課程教材提供一種新的選擇，在匯編語言程序設計和接口應用設計上采用大量實例，用眾多的實例講解微型計算機原理及接口技術和硬、軟件開發(fā)技術，每個實例包含詳細的設計分析、完整的程序或電路。將“微機原理與應用”的教學內(nèi)容進行了去繁就簡，選擇16位CPIJ為基礎平臺，重點是掌握學習微型計算機的工作原理的方法，特別是對接口技術的學習方法，重點掌握可程控芯片的學習和使用方法。

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