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微机原理与接口技术

中国水利水电出版社
    【作 者】李珍香 编著 【I S B N 】978-7-5170-8449-5 【责任编辑】张玉玲 【适用读者群】本专通用 【出版时间】2020-03-01 【开 本】16开 【装帧信息】平装(光膜) 【版 次】第1版第1次印刷 【页 数】304 【千字数】470 【印 张】19 【定 价】49 【丛 书】普通高等教育计算机类专业教材 【备注信息】
图书详情

    本书采用案例描述模式,从“启发+思维+理解+实用”角度出发,以“十字路口交通灯”案例设计为主线,主要以典型的Intel 8086微处理器为对象,全面系统地介绍了微型计算机的基本组成、工作原理、汇编编程与接口技术。全书共9章,具体包括微型计算机基础知识、微处理器、寻址方式与指令系统、汇编语言程序设计、存储器、总线技术、输入/输出接口技术、中断技术、常用可编程接口芯片。

    本书从教学内容到结构编排都经过了精心设计,每章都通过导学、大量基本的或经典的实例、课后习题与思考题等内容,为读者构建全方位、立体化、全过程支持、科学系统的课程教学体系和学习线路。另外,针对各章中较为抽象、难以理解的重点、难点内容,编者录制了以操作演示或以CAI动画演示讲解呈现的微课教学小视频,通过扫描相应知识点处的二维码(共88个二维码139个文件)即可观看学习。

    精选内容——从教学内容到结构编排都经过了精心设计,每章都通过导学、大量基本的或经典的实例、课后习题与思考题等内容,为读者构建全方位、立体化、全过程支持、科学系统的课程教学体系和学习线路。

    循序渐进——将一些较抽象、枯燥、难以理解但又很重要的知识点与日常生活中较贴近的例子相联系,内容条理清楚、图文并茂、案例丰富、实用性强、由简及难、深入浅出,易于启发、思维和扩展,能帮助学生理解和激发学习兴趣。

    配套丰富——为配合教师的课堂教学和学生课后的重现再学习,编者录制了以操作演示或以CAI动画演示讲解呈现的微课教学小视频,提供PPT教案、课堂教学设计、习题与思考题答案、汇编实例源程序代码、实验指导书、具有多种题型的试题库与试题答案。

    现代人类的工作和生活都已离不开计算机,但要用PC机控制交通灯,就会发现这并非易事。我们可能对单片机或嵌入式系统在日常生活中的一些简单应用能熟练操作,但有时对一些较深入的技术问题却一筹莫展。诸如此类的一些问题想要得到解决,最佳途径是学习和掌握微机原理与接口技术。

    “微机原理与接口技术”是高等院校自动化、电子信息工程、机械电子工程等电类各专业的学科专业基础课。学习本课程的目的是让学生理解微机系统的组成结构、工作原理和中断技术,掌握基本的汇编语言程序设计方法,掌握存储器扩展设计及I/O接口设计方法,培养运用微机分析问题与解决问题的思维方式与能力,建立起微机系统工作的整体概念,初步具备微机应用系统的开发与设计能力。

    全书共9章。第1章主要介绍微型计算机的发展,微机系统的硬件组成及各部分的主要功能,计算机中常用数制及它们之间的相互转换方法,补码概念及其运算,计算机中常用编码;第2章主要介绍Intel 8086 CPU的内部结构、外部引脚及工作模式,CPU对内存的管理,8086 CPU的总线操作与时序,32位微处理器与多核微处理器;第3章主要介绍8086 CPU的寻址方式与指令系统、DEBUG调试工具;第4章主要介绍汇编语言源程序的基本结构,常用伪指令和运算符,DOS常用功能调用及汇编语言程序设计方法,汇编语言上机操作及程序调试方法;第5章主要介绍半导体存储器的分类、构成、性能指标,各类存储器的特点,存储器的扩展设计方法,Cache与虚拟存储技术;第6章主要介绍总线的基本概念和主要功能,总线分类,总线标准和总线控制方式,总线特性与性能指标,现代微机中的常用总线;第7章主要介绍输入/输出接口的基本概念、主要功能、基本结构,端口的编址方式,端口地址译码方法,I/O指令,CPU与外部设备间的数据传送方式;第8章主要介绍中断、中断源、中断类型、中断向量等与中断有关的基本概念,8086 CPU中断系统,可编程中断控制器8259A;第9章主要介绍8255A、8253、8251A等典型通用的可编程接口芯片,常用的A/D转换芯片ADC0809、D/A转换芯片DAC0832。

    本书提供与之配套的电子教学资源,具体包括PPT教案、课堂教学设计、习题与思考题答案、汇编实例源程序代码、实验指导书、具有多种题型的试题库与试题答案,读者可从万水书苑(www.wsbookshow.com)下载。

    本书由李珍香编著,武志峰参与教材编写。参与制图、课件制作、视频录制、资料整理、书稿校对工作的有杜红兵、谈娴茹、李国、王家亮老师,在此对他们表示诚挚的感谢。

    由于编者水平有限,书中难免会有疏漏和错误之处,恳请读者批评指正。读者有反馈意见或同行教师有教学心得的,欢迎联系我们:zhx_li_cn@sina.com。

    前言

    第1章 微型计算机基础知识 1
    1.1 微型计算机概述 2
    1.1.1 微型计算机及其发展概况 2
    1.1.2 微型计算机的特点 4
    1.2 微型计算机系统的组成 5
    1.2.1 微型计算机系统的概念 5
    1.2.2 微机硬件结构及其功能 7
    1.2.3 微型计算机的基本工作原理和
    工作过程 9
    1.2.4 微型计算机的主要性能指标 10
    1.3 计算机中的数制和编码 11
    1.3.1 常用数制及相互间的转换 12
    1.3.2 二进制数的运算 15
    1.3.3 有符号数在计算机中的表示方法 16
    1.3.4 常用编码 20
    习题与思考题 22
    第2章 微处理器 23
    2.1 8086微处理器 23
    2.1.1 8086 CPU的内部结构 23
    2.1.2 8086 CPU的寄存器 26
    2.2 8086 CPU的存储器组织 29
    2.2.1 存储单元的地址和内容 29
    2.2.2 存储器分段与物理地址的形成 30
    2.3 8086 CPU的外部引脚及工作模式 33
    2.3.1 8086 CPU的外部引脚 34
    2.3.2 8086 CPU的工作模式及系统结构 37
    2.4 8086 CPU的总线操作与时序 39
    2.4.1 时钟周期、总线周期和指令周期 39
    2.4.2 总线操作与时序 39
    2.5 Intel的其他微处理器 44
    2.5.1 80x86 32位微处理器 44
    2.5.2 Pentium系列微处理器 47
    2.5.3 双核和多核微处理器 50
    习题与思考题 51
    第3章 寻址方式与指令系统 52
    3.1 指令系统概述 52
    3.1.1 指令的概念 52
    3.1.2 指令格式 52
    3.1.3 操作数的类型 53
    3.1.4 指令的执行 54
    3.2 寻址方式 54
    3.2.1 立即寻址 54
    3.2.2 寄存器寻址 55
    3.2.3 存储器寻址 55
    3.3 DEBUG调试工具 58
    3.3.1 DEBUG的启动 58
    3.3.2 DEBUG的主要命令 59
    3.4 8086 CPU指令系统 66
    3.4.1 数据传送类指令 66
    3.4.2 算术运算类指令 72
    3.4.3 逻辑运算与移位类指令 78
    3.4.4 控制转移类指令 82
    3.4.5 串操作类指令 88
    3.4.6 处理器控制类指令 92
    习题与思考题 92
    第4章 汇编语言程序设计 96
    4.1 汇编语言源程序 96
    4.1.1 汇编语言基本概念 96
    4.1.2 汇编语言源程序的结构 97
    4.1.3 汇编语言语句类型与语句格式 98
    4.1.4 数据项与表达式 99
    4.2 汇编语言伪指令 104
    4.2.1 符号定义伪指令 104
    4.2.2 数据定义伪指令 105
    4.2.3 段定义伪指令 107
    4.2.4 指定段寄存器伪指令 108
    4.2.5 指定地址伪指令 108
    4.2.6 源程序结束伪指令 109
    4.3 汇编语言程序的上机过程 109
    4.3.1 上机环境 109
    4.3.2 上机过程 110
    4.4 DOS系统功能调用 116
    4.4.1 系统功能调用的一般方法 116
    4.4.2 DOS常用系统功能调用 117
    4.5 汇编语言程序设计 119
    4.5.1 汇编程序设计概述 119
    4.5.2 顺序结构程序设计 120
    4.5.3 分支结构程序设计 122
    4.5.4 循环结构程序设计 127
    4.5.5 子程序设计 135
    4.5.6 汇编综合程序设计举例 141
    习题与思考题 147
    第5章 存储器 150
    5.1 概述 150
    5.1.1 存储系统与多级存储体系结构 150
    5.1.2 半导体存储器的分类与组成 151
    5.1.3 半导体存储器的性能指标 153
    5.2 RAM存储器 153
    5.2.1 SRAM存储器 153
    5.2.2 DRAM存储器 156
    5.3 ROM存储器 158
    5.3.1 掩膜ROM 158
    5.3.2 可编程ROM 159
    5.3.3 可擦除可编程ROM 159
    5.3.4 电可擦除可编程ROM 161
    5.3.5 Flash存储器 163
    5.4 存储器的扩展设计 165
    5.4.1 半导体存储器芯片与CPU
    连接概述 165
    5.4.2 存储器扩展方法 166
    5.4.3 存储器扩展设计举例 170
    5.5 内存条技术的发展 173
    5.6 高速缓冲存储器 177
    5.6.1 高速缓冲存储器的基本概念 177
    5.6.2 Cache的基本结构和工作原理 178
    习题与思考题 179
    第6章 总线技术 180
    6.1 总线概述 180
    6.1.1 总线基本概念 180
    6.1.2 总线分类 180
    6.1.3 总线结构的类型 182
    6.1.4 总线标准与性能指标 184
    6.1.5 总线操作与总线传送控制方式 185
    6.2 微机常用系统总线 186
    6.2.1 ISA总线 187
    6.2.2 PCI总线 187
    6.2.3 AGP总线 189
    6.2.4 PCI Express总线 190
    6.2.5 常用外总线 192
    习题与思考题 195
    第7章 输入/输出接口技术 196
    7.1 输入/输出接口概述 196
    7.1.1 I/O接口的基本概念 196
    7.1.2 CPU与I/O设备之间交换的信息 196
    7.1.3 I/O接口的主要功能 197
    7.1.4 I/O接口的基本结构与分类 198
    7.2 I/O端口 199
    7.2.1 I/O端口的编址方式 200
    7.2.2 I/O指令 201
    7.2.3 I/O端口地址分配 202
    7.2.4 I/O端口地址的译码 203
    7.3 CPU与外设间的数据传送方式 204
    7.3.1 程序控制传送方式 204
    7.3.2 中断传送方式 208
    7.3.3 DMA传送方式 210
    习题与思考题 212
    第8章 中断技术 213
    8.1 中断基础 213
    8.1.1 中断相关基本概念 213
    8.1.2 中断系统的功能 214
    8.1.3 中断优先级与中断嵌套 214
    8.1.4 中断过程 217
    8.2 8086 CPU的中断系统 219
    8.2.1 8086 CPU中断类型 219
    8.2.2 8086 CPU响应中断的过程 220
    8.2.3 中断向量及中断向量表 222
    8.3 可编程中断控制器8259A 223
    8.3.1 8259A的内部结构和引脚 223
    8.3.2 8259A的工作过程 225
    8.3.3 8259A的工作方式 226
    8.3.4 8259A的编程 229
    8.4 8259A在微机中的应用 235
    习题与思考题 237
    第9章 常用可编程接口芯片 238
    9.1 可编程并行接口8255A 238
    9.1.1 并行通信 238
    9.1.2 8255A内部结构与外部引脚 240
    9.1.3 8255A的工作方式 242
    9.1.4 8255A的控制字及状态字 246
    9.1.5 8255A应用举例 247
    9.2 可编程定时/计数器8253 255
    9.2.1 8253的内部结构与外部引脚 255
    9.2.2 8253的工作方式 257
    9.2.3 8253的控制字 261
    9.2.4 8253的初始化编程及应用 262
    9.3 可编程串行接口8251A 265
    9.3.1 串行通信 265
    9.3.2 8251A的内部结构与外部引脚 269
    9.3.3 8251A的控制字和初始化编程 273
    9.3.4 8251A应用举例 276
    9.4 A/D与D/A转换接口及其应用 278
    9.4.1 A/D与D/A转换概述 278
    9.4.2 A/D转换器及其与CPU的接口 278
    9.4.3 D/A转换器及其与CPU的接口 283
    习题与思考题 288
    参考文献 289
    附录A BIOS中断调用 290
    附录B DOS系统功能调用(INT 21H)简表 293
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