本书面向普通高校本科学生，同时兼顾高职、高自考学生以及广大读者群。在内容选材上紧密联系当前具有代表性的主流机型，兼顾32位微机的新技术、新方法、新芯片和16位微机的基础知识。本教材立足基础知识，兼顾知识的先进性；注重知识结构的合理性和知识的系统性；尤其注重知识的应用， 在传授知识的过程中着重传授思维方法。

“微机原理与接口技术”是计算机科学与技术专业的核心课程，同时也是精密仪器、工业控制与自动化、机电一体化等专业的核心课程；而且随着微型计算机（简称微机）应用的日益广泛和深入，该课程已经成为理工科很多专业的计算机硬件基础课程。然而由于该课程涉及多学科的知识以及很多新的技术，而且它特别强调软件与硬件的结合，因此给学习者带来一定的困难。本书就是为了帮助广大读者学习“微机原理与接口技术”课程而编写的。
本书的内容紧密联系当前具有代表性的主流机型，将32位微机与16位微机相结合，兼顾32位微机的新技术、新方法、新芯片和16位微机的基础知识。本书主要面向普通高校本科学生，同时兼顾高职及自考学生以及广大普通读者，编写的指导思想是：
　深入浅出，让每一个读者都觉得易读、易懂。
　在注重知识性的同时，尤其注重知识结构的合理性和知识的系统性。
　把知识的应用放在首位，面向工程技术，学以致用。
　立足基础知识，兼顾知识的先进性，融两者为一体。
　在传授知识的过程中着重传授思维方法。
本书结构体系分为两种情况：对一般学生而言，全书内容为层次结构，从微机核心开始逐步向外层展开，循序渐进，衔接紧密；另一方面，考虑到读者的广泛性，本书采用一种积木式结构，读者可根据自己的需要搭建自己的知识系统。本书在内容取舍和编写上有如下特点：
　每章首先介绍基础知识，然后逐步演进到最新的知识，特别强调知识的联系。
　对每章的内容力图从不同的角度（例如从原理的角度、编程的角度、宏观的角度）来介绍，让学习者不仅学到知识，而且学会思考。
　每章的内容是独立的，但不孤立，各章之间相互联系，全书形成一个系统。
　每章都强调硬件知识和软件知识的相互支持。
　每章都强调知识的应用，因此安排了大量的例题，力图从各个侧面支持核心知识。
　每章之前都设有内容提要和学习指导，便于读者抓住重点和深入学习。每章之后设有练习与思考，这些习题都是围绕每章的内容确定的，可以帮助读者巩固所学知识。
　汇编程序设计部分的编程重点在于对接口技术的支持。
本书内容系统全面，详略得当，层次清楚。它包含了三部分内容：微机原理，汇编语言程序设计和微机接口技术。除第9章外的第1～11章可构成微机原理的主要内容；前4章可构成汇编语言程序设计的主要内容；第7～13章可构成微机接口技术的主要内容。由于不同学校开设本课程的要求不同，安排学时不同，因此有些章节可根据教学要求选择。
本书由刘锋和董秀编写，刘锋编写了第1～6章，董秀编写了第7～13章，全书由刘锋统稿。本书在编写过程中得到南京大学徐洁磐教授、南京航空航天大学马维华教授和天津大学柏家球教授的大力支持，在此表示衷心的感谢。同时对参考文献所列各书的作者表示感谢。
由于编者水平有限，对书中错误和不足之处，敬请读者及专家批评指正。

编者
2009年6月于天津大学

计算机\硬件

本书面向普通高校本科学生，同时兼顾高职、高自考学生以及广大读者群。在内容选材上紧密联系当前具有代表性的主流机型，兼顾32位微机的新技术、新方法、新芯片和16位微机的基础知识。本教材立足基础知识，兼顾知识的先进性；注重知识结构的合理性和知识的系统性；尤其注重知识的应用， 在传授知识的过程中着重传授思维方法。
本书特点：
●内容系统全面，详略得当，层次清楚，学校可根据课程要求及学时安排的不同，适当剪裁即可满足微机原理、汇编语言程序设计和微机接口技术等课程的教学要求。
●每一章首先介绍基础知识，然后逐步演进到新知识，特别强调知识的联系。
●每一章的内容力图从原理、编程、宏观等不同的角度来介绍，让读者不仅学到知识，而且学会思考。
●每一章的內容独立而不孤立，各章之间相互联系，全书连成一个系统。
●强调硬件知识和软件知识的相互支持，并以大量的示例突出知识的应用。
●每章之前设有内容提要和学习指导，便于读者抓住重点和深入学习。每章之后设有练习与思考，帮助读者进一步巩固所学知识。

前　　言
第1章　微型计算机基础1
　1.1　微型计算机的发展1
　1.2　微型计算机系统组成3
　　1.2.1　微型计算机系统概念3
　　1.2.2　微型计算机结构与组成4
　　1.2.3　微型计算机构件5
　1.3　微型计算机性能指标10
　1.4　微型计算机应用11第2章　中央处理器13
　2.1　8086/8088 CPU13
　　2.1.1　8086/8088 CPU主要特征13
　　2.1.2　8086/8088 CPU编程结构14
　　2.1.3　8086/8088 CPU功能结构17
　　2.1.4　流水线处理技术18
　　2.1.5　8086/8088 CPU工作模式18
　　2.1.6　8086/8088 CPU芯片引脚19
　　2.1.7　CPU对存储器的管理21
　2.2　CPU子系统24
　　2.2.1　8284时钟发生器24
　　2.2.2　8288总线控制器25
　　2.2.3　数值处理协处理器27
　　2.2.4　一个典型微型计算机的CPU
子系统27
　　2.2.5　CPU工作时序30
　2.3　80186 CPU和80286 CPU33
　2.4　32位微处理器35
　　2.4.1　80386 CPU36
　　2.4.2　80486 CPU38
　　2.4.3　Pentium处理器40
　　2.4.4　从Pentium Pro到Pentium 443
　　2.4.5　超线程处理器和双核技术
处理器45
　　2.4.6　磁微处理器45第3章　80x86指令系统47
　3.1　基本寻址方式47
　　3.1.1　立即操作数寻址48
　　3.1.2　寄存器操作数寻址49
　　3.1.3　存储器操作数寻址49
　3.2　8086指令系统52
　　3.2.1　数据传送指令52
　　3.2.2　算术运算指令56
　　3.2.3　逻辑运算指令和移位指令60
　　3.2.4　程序控制指令64
　　3.2.5　CPU控制指令70
　　3.2.6　字符串操作指令70
　3.3　80286指令72
　3.4　32位机指令系统73
　　3.4.1　80386指令74
　　3.4.2　80486指令74
　　3.4.3　Pentium系列指令75第4章　宏汇编语言和程序设计79
　4.1　宏汇编语言79
　　4.1.1　汇编语言语句格式79
　　4.1.2　运算符和表达式81
　　4.1.3　伪指令语句82
　　4.1.4　宏指令87
　　4.1.5　汇编语言源程序格式举例89
　4.2　DOS调用90
　　4.2.1　DOS调用的一般方法90
　　4.2.2　DOS系统功能调用分类91
　　4.2.3　返回DOS方法92
　4.3　程序设计93
　　4.3.1　概述93
　　4.3.2　顺序结构程序设计94
　　4.3.3　分支结构程序设计95
　　4.3.4　循环结构程序设计96
　　4.3.5　主-子结构程序设计99
　　4.3.6　综合程序设计101
　4.4　汇编语言程序上机105
　　4.4.1　上机环境106
　　4.4.2　汇编过程106
　　4.4.3　程序调试和运行109第5章　存储器113
　5.1　存储器体系结构113
　　5.1.1　存储器及其分类114
　　5.1.2　存储器性能指标115
　　5.1.3　存储器体系结构116
　5.2　RAM存储器工作原理117
　　5.2.1　SRAM存储器117
　　5.2.2　DRAM存储器120
　　5.2.3　现代DRAM122
　5.3　ROM存储器125
　　5.3.1　ROM存储器工作原理125
　　5.3.2　EPROM存储器126
　　5.3.3　E2PROM存储器128
　　5.3.4　FLASH存储器129
　5.4　存储器组织技术131
　　5.4.1　基本存储器组织技术131
　　5.4.2　字存储器组织133
　　5.4.3　内存条134
　　5.4.4　多体并行136
　5.5　Cache高速缓存137
　　5.5.1　Cache工作原理137
　　5.5.2　主存-Cache地址变换和
地址映像138
　5.6　虚拟存储器141
　　5.6.1　虚拟存储器概论141
　　5.6.2　虚拟存储器的地址映像与
地址变换142
　　5.6.3　页式虚拟存储器工作过程142第6章　总线技术146
　6.1　总线146
　　6.1.1　总线概述146
　　6.1.2　总线及其分类147
　　6.1.3　总线标准148
　6.2　ISA总线和EISA总线149
　　6.2.1　ISA总线150
　　6.2.2　EISA总线152
　6.3　PCI局部总线152
　　6.3.1　MCA和VESA局部总线152
　　6.3.2　PCI总线原理153
　　6.3.3　PCI总线引脚信号155
　6.4　通用串行总线157第7章　输入/输出接口总论160
　7.1　I/O接口160
　　7.1.1　I/O接口概述160
　　7.1.2　I/O接口分类162
　　7.1.3　多功能接口芯片82380162
　　7.1.4　主机和外设之间的传输
信息163
　7.2　I/O端口163
　　7.2.1　I/O端口及其编址方式163
　　7.2.2　I/O地址空间及其分配164
　　7.2.3　I/O端口地址译码技术166
　7.3　I/O传送控制方式168
　　7.3.1　无条件传送方式169
　　7.3.2　程序查询传送方式169
　　7.3.3　中断传送方式172
　　7.3.4　DMA传送方式172第8章　中断和中断控制器175
　8.1　中断基础175
　　8.1.1　中断概论175
　　8.1.2　中断类型176
　　8.1.3　中断类型号177
　8.2　中断管理179
　　8.2.1　中断优先179
　　8.2.2　CPU对中断的响应180
　　8.2.3　中断嵌套181
　　8.2.4　中断向量表及其编程使用182
　8.3　82C59A中断控制器184
　　8.3.1　82C59A组成和工作原理184
　　8.3.2　82C59A初始化控制字及其
编程187
　　8.3.3　82C59A操作控制字及其
编程191
　　8.3.4　82C59A级联194
　8.4　82C59A在32位微型计算机系统中
的应用196第9章　DMA控制器200
　9.1　DMA控制器82C37A200
　　9.1.1　82C37A组成原理200
　　9.1.2　82C37A控制字和状态字204
　　9.1.3　82C37A软命令207
　9.2　DMA传输208
　　9.2.1　DMA操作208
　　9.2.2　DMA应用210第10章　并行传送接口212
　10.1　82C55A并行接口212
　　10.1.1　82C55A组成和工作原理212
　　10.1.2　82C55A芯片引脚214
　　10.1.3　82C55A/8255A控制字及其
初始化215
　10.2　82C55A工作方式217
　　10.2.1　基本输入/输出方式
(方式0)217
　　10.2.2　选通输入/输出方式
(方式1)218
　　10.2.3　双向输入/输出方式
(方式2)221
　　10.2.4　82C55A状态字223
　10.3　82C55A并行接口应用举例224
　　10.3.1　82C55A应用于简单I/O
设备224
　　10.3.2　82C55A应用于七段码
显示器225
　　10.3.3　82C55A应用于打印机
输出228第11章　可编程计数器/定时器231
　11.1　82C54可编程计数器/定时器的
特点231
　　11.1.1　82C54的组成和工作原理232
　　11.1.2　82C54控制字和状态字234
　　11.1.3　计数初值236
　11.2　82C54工作方式237
　　11.2.1　工作方式0238
　　11.2.2　工作方式1238
　　11.2.3　工作方式2239
　　11.2.4　工作方式3240
　　11.2.5　工作方式4241
　　11.2.6　工作方式5241
　　11.2.7　82C54工作方式综述242
　11.3　计数器/定时器的应用242
　　11.3.1　定时器在微型计算机系统中
的应用243
　　11.3.2　82C54综合应用244第12章　串行通信和串行接口248
　12.1　串行通信248
　　12.1.1　串行通信基础248
　　12.1.2　串行通信工作方式251
　　12.1.3　RS-232C标准252
　　12.1.4　长距离串行通信255
　12.2　8251A串行接口256
　　12.2.1　8251A组成和工作原理256
　　12.2.2　8251A芯片引脚257
　　12.2.3　8251A控制字及其初始化258
　12.3　8251A应用262
　　12.3.1　8251A初始化流程262
　　12.3.2　8251A综合应用263第13章　模拟和数字转换269
　13.1　数字-模拟转换概论270
　　13.1.1　数-模转换原理270
　　13.1.2　数-模转换器的主要技术
指标272
　13.2　DAC 0832数-模转换器272
　　13.2.1　DAC 0832组成原理273
　　13.2.2　DAC 0832应用275
　13.3　DAC 1210数-模转换器及其
应用277
　13.4　模拟-数字转换概论280
　　13.4.1　模-数转换原理280
　　13.4.2　模-数转换器的主要技术
指标282
　13.5　ADC 0809模-数转换器283
　　13.5.1　ADC 0809组成原理283
　　13.5.2　ADC 0809应用286
　13.6　AD574A模-数转换器287
　13.7　模-数转换电路地线连接290参考文献292