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微型计算机及其接口技术

中国水利水电出版社
    【作 者】胡敏 张永 主编 【I S B N 】978-7-5084-7626-1 【责任编辑】宋俊娥 【适用读者群】本科 【出版时间】2010-08-01 【开 本】16开 【装帧信息】平装(光膜) 【版 次】第1版第1次印刷 【页 数】 【千字数】496 【印 张】20 【定 价】36 【丛 书】21世纪高等院校创新精品规划教材 【备注信息】
图书详情

    本书以IBM PC系列机为背景机,全面系统地介绍了微型计算机原理、接口技术及应用。全书共11章,分别介绍了计算机基础、80x86微处理器、半导体存储器、并行接口技术、串行通信技术、定时/计数技术、中断技术、DMA技术、总线技术和人机接口技术。

    本书内容丰富,力求反映微型计算机的最新发展技术。书中结构清晰,图表结合,注重基本概念的理解和应用能力的培养。各章配有一定数量的实例和习题,可作为大中专院校计算机专业及电子、机电、自控等专业的教材,也可作为从事计算机工作的工程技术人员、计算机爱好者的参考用书。

    ◆ 紧扣等考大纲,精心设计教学内容

    ◆ 采用“案例驱动”编写方式,以程序设计为中心,语法介绍精炼

    ◆每章都提供相关习题,以便于学生练习提高

    ◆免费提供电子教案

    随着微型计算机在社会各个领域的普及应用,掌握和应用计算机技术的能力已经成为衡量一个专业技术人员素质的标准之一,学习和运用微型计算机成为高校学生和现代科技人员必须的训练过程。本书以IBM PC系列机为背景机,全面系统地介绍了微型计算机原理、接口技术及应用技术。全书力求编写语言通俗易懂,理论结合实际,努力追踪微型计算机快速发展的历程,目的是让读者获得微型计算机硬件组织的基本理论,掌握微型计算机工作原理,具备微型计算机应用的基本技能。

    全书共11章。第1章介绍微型计算机的发展、组成、性能指标以及数制、数据表示方法;第2章介绍8086/8088微处理器的内部结构、寄存器结构、工作模式、引脚、总线操作及时序,同时介绍80386、80486、Pentium系列高档微处理器的内部结构和主要特点;第3章介绍了存储器的分类、性能指标,讲解了各种半导体存储器的基本结构,以及存储器容量扩展的方法,并介绍了存储器系统中的Cache和虚拟存储器技术;第4章概要地介绍微型计算机接口技术的功能、分类,以及数据输入/输出控制方式;第5~9章分别介绍并行接口技术、定时/计数技术、串行通信技术、中断技术和DMA技术,并分别讲述了典型接口芯片8255A、8253、8251A、8259A和8237A的主要特征、内部结构、工作方式、编程方法以及在微型计算机系统中的应用;第10章讲解在总线发展历程中应用于微型计算机的几种典型总线标准;第11章介绍键盘、鼠标、显示器、打印机、外存储器等常用人机接口设备,并介绍笔输入设备、扫描仪、数码相机等新型设备。

    本书内容丰富,力求反映微型计算机的最新发展技术。书中结构清晰,图表结合,注重基本概念的理解和应用能力的培养,各章配有一定数量的实例和习题,可作为大中专院校计算机专业及电子、机电、自控等专业的教材,也可作为从事计算机工作的工程技术人员、计算机爱好者的参考用书。

    本书由胡敏、张永任主编,张丹、丁小峰、曾剑明任副主编,参与编写工作的还有金双平、杜波、王小青、李鑫、李强、王克杰、黄浩等。在本书编写过程中得到了中国水利水电出版社有关同志的关心和大力支持,谨此表示衷心的感谢。

    限于作者水平,书中难免有错误或不妥之处,敬请读者不吝批评指正。

    编 者

    2010年7月

    前言

    第1章 微型计算机概论 1
    学习目标 1
    1.1 微型计算机概述 1
    1.1.1 微型计算机的产生与发展 1
    1.1.2 微型计算机的特点 3
    1.1.3 微型计算机的分类 4
    1.1.4 微型计算机的主要性能指标 5
    1.1.5 微型计算机的应用 6
    1.2 微型计算机系统的组成 7
    1.2.1 微型计算机的硬件系统 7
    1.2.2 微型计算机的软件系统 10
    1.2.3 微处理器、微型计算机及微型
    计算机系统 12
    1.3 计算机中数和字符的表示 12
    1.3.1 进位计数制及数制之间的转换 13
    1.3.2 计算机中数值信息的表示 16
    1.3.3 数的定点及浮点表示 19
    1.3.4 计算机中文字信息的表示 20
    1.4 二进制运算 25
    1.4.1 补码的加减法运算 25
    1.4.2 逻辑运算 26
    习题与思考 26
    第2章 Intel 80x86微处理器 28
    学习目标 28
    2.1 Intel 8086/8088微处理器 28
    2.1.1 8086/8088微处理器的主要特性 28
    2.1.2 8086/8088微处理器的内部结构 29
    2.1.3 8086/8088寄存器结构 31
    2.1.4 8086/8088总线的工作周期 35
    2.1.5 8086/8088的引脚及工作模式 36
    2.1.6 8086/8088的存储器组织及
    I/O组织 43
    2.1.7 8086/8088的总线操作及时序 45
    2.1.8 IBM PC/XT微型计算机系统 54
    2.2 80x86高档微处理器 58
    2.2.1 80386微处理器 58
    2.2.2 80486微处理器 62
    2.2.3 Pentium系列微处理器 64
    习题与思考 67
    第3章 半导体存储器及其接口 69
    学习目标 69
    3.1 存储器概述 69
    3.1.1 存储器的分类 69
    3.1.2 存储器的主要性能指标 71
    3.1.3 主存储器的基本结构 72
    3.1.4 半导体存储器 72
    3.2 随机存取存储器RAM 74
    3.2.1 静态RAM(SRAM) 74
    3.2.2 动态RAM(DRAM) 78
    3.3 只读存储器ROM 80
    3.3.1 掩膜只读存储器ROM 81
    3.3.2 可编程只读存储器PROM 81
    3.3.3 可擦除可编程只读存储器EPROM 82
    3.3.4 电可擦除可编程只读存储器
    E2PROM 83
    3.3.5 快擦除读写存储器Flash Memory 83
    3.4 半导体存储器接口 84
    3.4.1 存储器芯片与CPU连接时必须
    注意的问题 84
    3.4.2 存储器的选址 85
    3.4.3 存储器的容量扩展 85
    3.4.4 典型CPU与存储器的连接 91
    3.4.5 单列直插式存储器(SIMM)和
    双列直插式存储器(DIMM) 94
    3.5 存储体系结构 96
    3.5.1 存储器系统的层次结构 96
    3.5.2 多体存储结构 97
    3.5.3 高速缓冲存储器(Cache) 99
    3.5.4 虚拟存储器 101
    习题与思考 103
    第4章 微型计算机输入/输出系统概述 105
    学习目标 105
    4.1 微型计算机接口技术概述 105
    4.1.1 接口及接口的功能 105
    4.1.2 接口的类型 108
    4.1.3 CPU与I/O外设之间交换的
    信息类型 109
    4.1.4 接口电路的一般结构 110
    4.1.5 I/O端口的编址方法 111
    4.1.6 接口技术的现状及发展 113
    4.2 输入/输出控制方式 113
    4.2.1 程序控制方式 113
    4.2.2 中断控制方式 116
    4.2.3 DMA控制方式 118
    4.2.4 I/O处理机方式 119
    习题与思考 120
    第5章 并行接口技术 121
    学习目标 121
    5.1 并行通信及并行接口 121
    5.2 可编程并行接口8255A 122
    5.2.1 8255A的内部结构 122
    5.2.2 8255A的引脚功能 123
    5.2.3 8255A的控制字 125
    5.2.4 8255A的工作方式 126
    5.2.5 8255A的编程 132
    5.3 8255A的应用 134
    5.3.1 8255A控制LED显示 134
    5.3.2 8255A用于并行打印机接口 134
    5.3.3 8255A用于键盘接口 135
    5.3.4 8255A实现双机并行通信 137
    习题与思考 139
    第6章 定时/计数技术及其接口 142
    学习目标 142
    6.1 定时/计数技术概述 142
    6.1.1 定时系统 142
    6.1.2 定时方法 143
    6.1.3 可编程定时器/计数器的工作原理 144
    6.2 可编程定时器/计数器8253 145
    6.2.1 8253的主要特性 145
    6.2.2 8253的内部结构 145
    6.2.3 8253的引脚功能 147
    6.2.4 8253的工作方式 148
    6.2.5 8253的控制字 155
    6.2.6 8253的编程 157
    6.3 8253的应用 160
    6.3.1 IBM PC/XT机上8253的时钟中断 161
    6.3.2 IBM PC/XT机上8253的动态
    存储器刷新定时 161
    6.3.3 8253用于扬声器发声控制 162
    习题与思考 164
    第7章 串行通信及串行接口技术 166
    学习目标 166
    7.1 串行通信概述 166
    7.1.1 串行通信与并行通信 166
    7.1.2 串行通信中的基本技术 167
    7.1.3 串行通信的基本方式 173
    7.1.4 串行通信接口标准 176
    7.1.5 串行接口的基本结构与功能 182
    7.2 可编程串行接口8251A 185
    7.2.1 8251A的主要特性 185
    7.2.2 8251A的内部结构 186
    7.2.3 8251A的引脚功能 187
    7.2.4 8251A的控制字及状态字 190
    7.2.5 8251A的编程 192
    7.3 8251A的应用 194
    7.3.1 利用8251A实现与终端的
    串行通信 194
    7.3.2 利用8251A实现双机串行通信 196
    习题与思考 198
    第8章 中断技术及中断控制器 200
    学习目标 200
    8.1 中断技术概述 200
    8.1.1 中断技术中的概念 200
    8.1.2 中断的基本原理 201
    8.1.3 中断技术的特点 205
    8.2 8086中断系统 206
    8.2.1 中断类型 206
    8.2.2 中断向量表 208
    8.2.3 中断管理 210
    8.3 8259A中断控制器 214
    8.3.1 8259A的主要特性 214
    8.3.2 8259A的内部结构 214
    8.3.3 8259A的引脚功能 216
    8.3.4 8259A的中断管理方式 218
    8.3.5 8259A的中断响应过程 221
    8.3.6 8259A的控制字 221
    8.3.7 8259A的编程 226
    8.4 8259A在微型计算机系统中的应用 233
    习题与思考 236
    第9章 DMA技术及DMA控制器 239
    学习目标 239
    9.1 直接存储器存取(DMA)概述 239
    9.1.1 DMA控制器(DMAC)的
    基本功能 240
    9.1.2 DMAC的一般结构 240
    9.1.3 DMAC的工作方式 241
    9.1.4 DMA操作过程 242
    9.2 可编程DMA控制器8237A 243
    9.2.1 8237A的主要特性 243
    9.2.2 8237A的内部结构 243
    9.2.3 8237A的引脚功能 245
    9.2.4 8237A的操作方式 247
    9.2.5 8237A的编程 249
    9.3 DMA技术在微机系统中的应用 257
    习题与思考 262
    第10章 总线技术 265
    学习目标 265
    10.1 总线技术概述 265
    10.1.1 总线的基本概念 265
    10.1.2 总线的规范 266
    10.1.3 总线的性能指标 266
    10.1.4 总线的分类 267
    10.2 系统总线 267
    10.2.1 PC总线 267
    10.2.2 ISA总线 269
    10.2.3 EISA总线 270
    10.3 局部总线 273
    10.3.1 VL总线 274
    10.3.2 PCI总线 276
    习题与思考 281
    第11章 人机接口技术 282
    学习目标 282
    11.1 键盘及其接口技术 282
    11.1.1 键盘的基本工作原理 282
    11.1.2 键盘的分类 284
    11.1.3 非编码键盘的按键识别方法 284
    11.1.4 PC键盘 285
    11.1.5 PC键盘接口技术 285
    11.2 鼠标器及其接口技术 287
    11.2.1 鼠标器的分类及工作原理 287
    11.2.2 鼠标器的主要性能指标 288
    11.2.3 鼠标器与主机的接口 289
    11.2.4 鼠标器的编程应用 289
    11.3 显示器及其接口技术 290
    11.3.1 显示器的分类 290
    11.3.2 显示器的工作原理 290
    11.3.3 显示器的主要性能指标 293
    11.3.4 显示适配器的工作原理 294
    11.3.5 显示器的编程应用 297
    11.4 打印机及其接口技术 298
    11.4.1 打印机的分类及工作原理 298
    11.4.2 打印机的主要性能指标 301
    11.4.3 打印机与主机的接口 302
    11.4.4 打印机的编程应用 303
    11.5 外存储器及其接口 303
    11.5.1 硬盘存储器 303
    11.5.2 光盘存储器 305
    11.5.3 常见移动式存储器 307
    11.6 其他人机接口设备 308
    11.6.1 笔输入设备 308
    11.6.2 扫描仪 309
    11.6.3 数码相机 310
    习题与思考 311
    参考文献 313
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