本书以80x86系列微型计算机为平台,用完整的知识体系讲述了现代微机系统的基本结构、原理及其接口技术,并融合了当前高性能微机系统采用的新技术,反映了现代微型计算机技术的最新水平和发展趋势。
本书特点
●注重理论联系实际,兼顾完整性,突出实用技术。本书以微型计算机的基本组成和体系结构、汇编语言程序设计方法以及常用接口电路的应用为主线进行介绍,使读者全面了解微机系统的发展和应用。
●跟踪新技术,保持先进性。本书在传统教材的基础上,增加80386保护模式和Pentium微处理器的介绍,增加常用接口芯片的应用举例,增加USB总线和IEEE 1394等新型总线的介绍。
●例题、习题丰富。本书提供了大量例题,并在每章后面给出了若干习题,供读者进一步巩固和熟悉所学内容。
●融入作者多年的教学经验和体会。本书由多年教授“微型计算机原理”、“汇编语言程序设计”与“微型计算机接口技术”等课程的一线教师编写而成,针对性强,更适合教学使用。
●本书为教师配有电子教案,请登录机工新阅读网站(www.cmpreading.com)下载。
无
随着微电子技术的飞速发展,微型计算机的应用已经渗透到国防、工业、农业、企事业和人们日常生活的各个方面,并且发挥着越来越重要的作用。因而,掌握微型计算机原理及其接口技术就显得尤为重要。
微型计算机原理与接口的标准是随着计算机技术的发展而发展的。近年来,微型计算机技术飞速发展,许多高档微处理器及新型接口技术不断推出。为反映计算机技术的最新发展水平,满足培养合格的社会实用型技术人才的需要,我们特编写了本书。本书以培养学生应用能力为目的,理论与实际相结合,兼顾完整性,注重实用性,跟踪新技术,保持先进性。本书在传统教材的基础上,增加80386保护模式和Pentium微处理器的介绍,增加常用接口芯片的应用举例,增加USB总线和IEEE 1394等新型总线的介绍。
本书共分14章,其中,第1章对微机系统的发展历程、基本概念、性能指标、体系结构和指令系统进行简要的介绍,并详细介绍了微机中的数制及其编码;第2章对微处理器的内部结构、寻址方式及其指令系统进行了介绍;第3章介绍了汇编语言程序的基本知识与方法;第4章介绍了微处理器的外部特性、总线操作和工作时序;第5章介绍了半导体存储器的相关知识、存储器与CPU的接口技术以及存储器管理等内容;第6章介绍了输入/输出的概念及其技术;第7章介绍了中断的概念及其技术;第8章介绍了可编程定时计数器接口技术;第9章介绍了DMA控制器的相关技术;第10章介绍了并行接口技术及其应用;第11章介绍了串行接口技术及其应用;第12章介绍了基本的总线技术;第13章介绍了现代微型计算机接口技术;第14章介绍了模拟接口技术。另外,书中提供了大量例题,并在每章后面给出了若干习题,供读者进一步巩固和熟悉所学的内容。为了适应各类专业人员的不同需求,各章之间既相互配合又自成体系,便于使用。
本书不仅可供高等院校计算机及相关专业作为教材使用,也可供从事过程控制、数据处理和仪器仪表等方面工作的工程技术人员参考。
参加本书编写工作的人员有多年在“微型计算机原理”、“汇编语言程序设计”与“微型计算机接口技术”等课程教学和实验教学一线的经验丰富的教师,也有多年从事微型计算机体系结构研究的教师。本书由太原工业学院原菊梅任主编(第2、3章)、太原工业学院田生喜任副主编(第7、8、10、11、14章),其他参编人员有北京工商大学王小艺(第1、4、13章)、北京工商大学吴叶兰(第5、6章)、太原工业学院董剑龙(第9、12章)。另外,太原工业学院仉志余教授审核了本书,对本书提出了许多宝贵的意见和建议,在此表示衷心的感谢!
由于计算机技术发展迅速,加之编者水平有限,难免会有不足之处,恳请广大同仁和读者批评指正。
编者
20078
本书以80x86系列微型计算机为平台,用完整的知识体系讲述了现代微机系统的基本结构、原理及其接口技术,并融合了当前高性能微机系统采用的新技术,反映了现代微型计算机技术的最新水平和发展趋势。 本书特点 ●注重理论联系实际,兼顾完整性,突出实用技术。本书以微型计算机的基本组成和体系结构、汇编语言程序设计方法以及常用接口电路的应用为主线进行介绍,使读者全面了解微机系统的发展和应用。 ●跟踪新技术,保持先进性。本书在传统教材的基础上,增加80386保护模式和Pentium微处理器的介绍,增加常用接口芯片的应用举例,增加USB总线和IEEE 1394等新型总线的介绍。 ●例题、习题丰富。本书提供了大量例题,并在每章后面给出了若干习题,供读者进一步巩固和熟悉所学内容。 ●融入作者多年的教学经验和体会。本书由多年教授“微型计算机原理”、“汇编语言程序设计”与“微型计算机接口技术”等课程的一线教师编写而成,针对性强,更适合教学使用。 ●本书为教师配有电子教案,请登录华章网站(www.hzbook.com)下载。
前言
第1章微型计算机基本知识
11微型计算机系统概述
111微型计算机的发展
112微型计算机系统的三个层次
113微型计算机的分类
114微型计算机系统的主要性能
指标
12微型计算机系统硬件结构
121结构特点与框图
122主要组成部分结构及其功能
123I/O设备接口
124总线
13微型计算机基本工作原理
131指令与程序概述
132指令与程序的执行
14微型计算机中的数制与码制
141进位计数制
142计算机中的码制
习题
第2章微处理器结构与指令系统
21微处理器的内部结构
211Intel 8086/8088微处理器的
基本结构
212Intel 80286微处理器的基本
结构
213Intel 80386微处理器的基本
结构
214Intel 80486微处理器的基本
结构
215Intel Pentium微处理器的基本
结构
216Pentium Pro微处理器
217Pentium MMX微处理器
218PentiumⅡ微处理器
2280x86微处理器的编程结构
221通用寄存器
222指令指针寄存器和标志寄存器
223段寄存器和段描述符寄存器
224控制寄存器
225系统级寄存器
226调试和测试寄存器
227浮点寄存器
228数据类型
2380x86的寻址方式
231立即数寻址方式
232寄存器寻址方式
233存储器寻址方式
24数据传送类指令
241通用数据传送指令
242堆栈操作指令
243标志操作指令
244地址传送指令
25算术运算类指令
251加法和减法指令
252符号扩展指令
253乘法和除法指令
254十进制调整指令
26位操作类指令
261逻辑运算指令
262移位指令
263循环移位指令
27控制转移类指令
271无条件转移指令JMP
272条件转移指令
273循环指令
274子程序指令
275中断指令和系统功能调用
28处理器控制类指令
281标志位操作指令
282CPU控制指令
习题
第3章汇编语言程序设计
31汇编语言的源程序格式
311简化段定义格式
312完整段定义格式
313可执行程序的结构
314指令性语句和指示性语句
32表达式、常量、变量和标号
321表达式
322常量
323变量
324变量和标号的属性
325结构和记录
33顺序程序设计
34分支程序设计
341单分支结构程序
342多分支结构程序
35循环程序设计
351计数控制循环程序
352条件控制循环程序
353串操作类指令
36子程序设计
361子程序编写
362用寄存器传递参数
363用共享变量传递参数
364用堆栈传递参数
37宏汇编
371宏的定义
372宏的引用及参数传递
373宏的嵌套定义
374宏与子程序的区别
38条件汇编
381条件汇编伪指令
382条件汇编应用举例
39库
391库文件的建立
392建立库文件举例
393库文件的应用
习题
第4章微处理器的外部特性
418086/8088微处理器的外部特性
4118086/8088的引脚特性及功能
4128086/8088的系统操作及时序
4280286微处理器的外部特性
42180286的引脚特性及功能
42280286的系统操作
4380386微处理器的外部特性
43180386的引脚特性及功能
43280386的系统操作及时序
4480486微处理器的外部特性
44180486的引脚特性及功能
44280486的系统操作及时序
45Pentium微处理器的外部特性
451Pentium的引脚特性及功能
452Pentium的系统操作及时序
46Pentium Ⅱ微处理器的外部特性
习题
第5章半导体存储器及其接口
51半导体存储器概述
511半导体存储器的分类
512半导体存储器的技术指标
52随机存取存储器的结构及工作
原理
521静态RAM
522动态RAM
53只读存储器的结构及工作原理
531EPROM的结构及工作原理
532E2PROM的结构及工作原理
54半导体存储器与CPU的接口技术
541存储芯片与CPU的接口设计
542存储芯片与CPU的时序配合
55IBM PC/XT机的DRAM子系统
551IBM PC/XT/AT存储空间的
分配
552IBM PC/XT的DRAM子系统
5680386存储器管理
561实方式存储器管理
562保护虚地址方式存储器管理
563虚拟8086方式存储器管理
56480386三种工作方式的转换
565高速缓冲存储器Cache
习题
第6章基本输入/输出接口
61I/O接口概述
611I/O接口的主要功能
612I/O接口的典型结构
613I/O端口的编址及译码
61480x86的输入/输出指令
615数据传送方式
62无条件传送方式及接口
63查询传送方式及接口
631查询输入接口
632查询输出接口
64中断传送方式
641中断的基本概念
642中断传送与接口
643中断的工作过程
644中断优先级及中断嵌套
65DMA传送方式
651DMA方式的工作原理
652DMA控制器的基本功能
653DMA操作方式
习题
第7章中断控制接口
7180x86中断系统
71180x86 的中断分类
71280x86 的中断向量表及应用
71380x86 的中断响应过程
728259A中断控制器
7218259A的内部结构和引脚
7228259A的中断过程
7238259A 的工作方式
7248259A的编程
738259A在IBM PC系列机上的应用
7318259A在IBM PC/XT机上
的应用
7328259A在IBM PC/AT机上
的应用
习题
第8章定时计数控制接口
818253/8254定时计数器
8118253/8254的工作原理、内部
结构和引脚
8128253/8254的工作方式
8138253/8254的初始化
828253/8254在IBM PC系列机上的
应用
821时钟中断和扬声器发声
822可编程硬件延时应用举例
习题
第9章DMA控制接口
91DMA概述
911DMA传送的特点
912DMA传送的过程
913DMA控制器的结构
92DMA控制器8237A
9218237A控制器的特点
9228237A的工作原理、内部结构
和引脚
9238237A的工作时序及工作
方式
9248237A的内部寄存器
93DMA控制器8237A的应用
9318237A的编程控制
9328237A在微机中的应用
习题
第10章并行接口
101可编程并行接口电路 8255A
10118255A的内部结构和引脚
10128255A的工作方式
10138255A的编程
1028255A的应用举例
10218255A在IBM PC/XT机
上的应用
1022用8255A实现打印机接口
103键盘及其接口
1031键盘的工作原理
1032PC机键盘及其接口电路
104LED数码管显示器及其接口
105并行打印机接口
1051打印机接口信号时序
1052PC机打印机接口硬件逻辑
1053打印机驱动程序的设计
习题
第11章串行通信接口
111串行通信的基本概念
1111串行通信的特点
1112串行通信中的问题
112串行接口标准RS232C
1121RS232C的引脚定义
1122RS232C的电气特性及机械
特性
1123RS232C的信号线连接
113通用异步接收发送器8250/16550
11318250/16550的内部结构
和引脚
11328250/16550的寄存器
11338250/16550的编程
114PC机异步通信适配器
1141PC/XT机异步通信适配器的
接口电路
1142异步通信适配器的初始化
编程
1143异步通信程序的编制
习题
第12章总线技术
121总线的基本概念和总线标准
1211总线的作用和分类
1212总线标准
122ISA总线
1221概述
1222ISA总线的机械规范
1223ISA总线的信号说明
123PCI总线
1231PCI总线的由来及设计
目标
1232PCI总线的桥接器与配置
空间
1233PCI总线信号
1234PCI总线传输
习题
第13章现代微型计算机接口技术
131主板
1311概述
1312CPU芯片及其插座标准
1313内存条及其插槽标准
1314扩展槽标准
1315ATX规范
132芯片组
1321概述
1322芯片组的组成及其功能
133外存接口
1331IDE接口
1332SCSI接口
1333软盘接口
134USB与IEEE 1394
1341USB
1342IEEE 1394
135AGP接口
136AC’97音频控制器
1361AC’97标准及音频控制器
1362AC’97音频控制器的连接
137即插即用
1371即插即用问题的提出
1372即插即用功能设计规范
138设备驱动程序
1381设备驱动程序的基本概念
1382Windows 2000中的设备
驱动程序
1383Linux中的设备驱动程序
习题
第14章模拟接口技术
141模拟输入/输出系统的基本概念
142A/D转换接口电路
1421A/D转换的基本原理
1422ADC 0809芯片的组成与工作
原理
1423ADC 0809芯片的应用
1424AD 574芯片及其应用
143D/A转换接口电路
1431D/A转换的基本原理
1432DAC 0832芯片的组成与工作
原理
1433DAC 0832芯片与主机的
连接
1434DAC 0832芯片的应用
习题
参考文献