微机接口技术

随着微型计算机技术的飞速发展，计算机技术以惊人的速度应用到我们社会生活中几乎每个领域。由于计算机技术本身应用领域的不断拓展，以及计算机外部设备层出不穷，使得外部设备与计算机系统之间的通信关系即接口也发生极大的变化，已不再是早期的少数几种外部设备与之相连。现代的微型计算机外部设备无论是从种类上还是从性能及速度上，均发生了层次上的变化。

接口的形式已呈现出多样化、多功能化的趋势。接口的形式一方面除采用与Intel 80X86微处理器相配套的外围接口芯片825外，还采用了专用的或通用的单片机，更多地采用了硬件和软件相结合的接口形式；另一方面，在接口的集成度和智能化方面已经达到了一个新的水平。如现代微型计算机系统中，已经将大部分与外设的接口电路集成在一起，使微机接口电路更加简洁、性能更加可靠，并向通用化的方向发展（如USB接口技术的广泛应用）。

计算机接口技术是一门飞速发展的技术，本书从内容上力争跟上现代计算机接口技术的发展趋势，并从实用的角度介绍了以往相关教材中未涉及到的微机接口的新技术方面的内容。我们通过精心组织和编排教材，给学生介绍计算机接口技术的基本知识、接口的类型、接口的基本原理、接口的应用和接口的发展方向。使学生通过本课程的学习后，能够掌握微机接口的一般原理、微机接口技术的基本应用以及微机接口技术的发展趋势。

为了便于组织教学，本书从内容的编排上采用了循序渐进的策略。第1章介绍了微机系统与接口技术的有关基础知识；第2章讲述了微型计算机系统结构及微机总线技术的发展历程和接口技术的特点；第3章讲述了微机系统的中断系统及其应用；第4章讲述了DMA、可编程定时/计数器和多功能I/O接口电路及应用，并介绍了现代微型计算机系统的I/O控制逻辑；第5章讲述了键盘、鼠标及键盘、鼠标接口电路；第6章讲述了视频接口电路的功能和原理，并介绍了现代视频接口电路中使用的一些新技术；第7章讲述了并行和串行通信接口的类型原理及USB通用串行总线接口；第8章讲述了磁盘及接口的类型、原理和现代磁盘接口中的新技术；第9章讲述了声卡接口的功能原理及应用，介绍了CNR接口的功能应用及PCMCIA接口技术。附录部分介绍有关接口技术的参考资料。全书每章均附有习题，可供学生复习之用。

为适应现代化的教学手段—多功能教室和多媒体计算机教室的教学需要，本书提供了用PowerPoint 2000制作的电子教案，主讲教师可根据教学目标和自己的思路，以及教学对象的实际情况，很方便地进行二次创作，高效、快捷地完成教学准备工作。

本书为计算机专业的“微机接口技术”课程的教材，也可作为电子、机电、自动控制等专业的相关教材，适用于高等职业学校、高等专科学校、成人及本科院校举办的二级职业技术学院和民办高校。

本书由董方武主编，并执笔编写了主要的章节内容；官东、黄振轩、廉长青任副主编。参加本书编写大纲的讨论及部分章节编写工作的还有宋锦河、刘猛、宁书林、廖家平、程琼等。全书由董方武统稿、定稿。另外，章乃晴先生为本书做了大量的文字和图形工作，在此一并表示感谢。

由于编者水平有限，加之时间仓促，难免存在错误和不妥之处，诚恳期望专家和同行及广大读者的指正和帮助。

编　者

2001年7月

序
前言
第1章 微机系统与接口技术概述
本章学习目标
1.1 微型计算机系统结构
1.1.1 微型计算机系统结构
1.1.2 中央处理器
1.1.3 存储器
1.1.4 I／O设备及其接口电路
1.1.5 总线
1.2 微机接口技术概述
1.2.1 I／O接口概述
1.2.2 微机系统的I／O接口配置及I／O端口布局
1.3 微机系统的I／O通道与总线概述
1.3.1 I／O通道的作用
1.3.2 常见的几种I／O通道
1.4 现代微型计算机系统组成示例
1.4.1 现代微型计算机系统的基本组成
1.4.2 微机系统主板简介
1.5 习题
第2章 微型计算机的系统结构
本章学习目标
2.1 PC／XT、PC／AT ISA与EISA总线技术的微型计算机结构
2.1.1 PC／XT总线技术的微型计算机结构
2.1.2 PC／AT ISA总线的微机系统结构
2.1.3 EISA总线的微机系统结构
2.1.4 PC／XT、PC／AT ISA、EISA总线的特点
2.1.5 PC／XT、ISA、EISA总线信号引脚的定义
2.2 PCI、AGP局部总线的微型计算机系统结构
2.2.1 PCI总线的微机系统结构
2.2.2 PCI总线的特点
2.2.3 AGP总线的微机系统结构
2.2.4 PCI、AGP总线接口槽引脚信号定义
2.2.5 AGP总线的特点
2.2.6 PCI／AGP主板简介
2.3 Pentium 4微型计算机系统结构简介
2.4 习题
第3章 微机系统的中断系统
本章学习目标
3.1 中断系统概述
3.1.1 计算机采用中断控制技术的主要用途
3.1.2 中断过程与中断技术
3.2 微机系统的中断类型及机构
3.2.1 中断源
3.2.2 中断类型
3.2.3 异常
3.2.4 中断的优先权及其管理
3.2.5 中断向量表
3.3 微机系统的中断过程
3.3.1 中断请求
3.3.2 中断响应
3.3.3 现场保护
3.3.4 执行中断服务程序
3.3.5 恢复现场
3.3.6 中断返回
3.4 中断优先级管理器8259A PIC
3.4.1 8259A芯片的功能
3.4.2 8259A芯片的外部特性
3.4.3 8259A的内部结构及其功能
3.4.4 8259A的中断处理过程
3.4.5 8259A的工作方式
3.4.6 8259A的编程
3.5 8259A在PC／AT及80386微机系统中的应用
3.5.1 8259A在PC／AT微型计算机中的应用
3.5.2 8259A在80386微机系统中的应用
3.6 习题
第4章 DMA控制器与定时／计数器及SICL
本章学习目标
4.1 DMA系统概述
4.1.1 DMA概述
4.1.2 DMA的功能
4.2 可编程DMA控制器8237A
4.2.1 8237A的内部结构
4.2.2 8237A的外部引脚及其功能特性
4.2.3 8237A内部寄存器及其作用
4.3 8237A DMA可编程控制在微机系统中的应用
4.3.1 8237A的编程及其应用
4.3.2 编程实例
4.3.3 8237A DMA可编程控制与微机系统的接口电路
4.4 可编程计数／定时器8253／8254
4.4.1 8253的组成与功能
4.4.2 8253与系统的连接应用实例
4.5 多功能I／O接口电路82380
4.5.1 82380内部功能块结构
4.5.2 DMA控制器
4.5.3 可编程中断控制器
4.5.4 可编程定时／计数器
4.5.5 82380与80386 CPU的连接
4.6 现代微型计算机系统接口控制逻辑（SICL）
4.6.1 系统接口控制逻辑典型功能
4.6.2 系统接口控制逻辑的功能配置
4.6.3 PCI／ISA转换控制
4.6.4 存储器与I／O地址映射
4.6.5 PCI接口
4.6.6 DMA控制器
4.6.7 中断控制器
4.6.8 定时／计数器
4.7 习题
第5章 键盘与鼠标接口
本章学习目标
5.1 键盘概述
5.1.1 键盘的布局
5.1.2 键盘的分类
5.2 键盘的工作原理
5.2.1 键盘电路的组成
5.2.2 键盘的支持逻辑
5.2.3 扫描码
5.2.4 键盘工作原理
5.3 PC扩展键盘接口
5.3.1 扩展键盘接口的功能
5.3.2 键盘接口工作原理及其编程控制
5.4 键盘中断与键盘I／O
5.4.1 BIOS键盘缓冲区
5.4.2 键盘的接口功能
5.4.3 INT 09H键盘中断
5.4.4 INT 16H键盘服务功能
5.5 鼠标接口
5.5.1 鼠标器工作原理及分类
5.5.2 鼠标的结构原理
5.5.3 鼠标与计算机的接口
5.6 习题
第6章 视频显示接口
本章学习目标
6.1 显示系统的组成及其工作原理
6.1.1 显示系统的组成
6.1.2 显示系统的工作原理
6.2 显示器的类型及性能参数
6.2.1 显示器的类型
6.2.2 显示器的工作原理
6.2.3 有关显示器性能的几个参数
6.3 视频标准及视频接口的基本类型
6.3.1 显示控制适配器标准
6.3.2 其他几种适配器
6.3.3 关于视频显示的几个概念
6.4 视频方式
6.4.1 视频方式组成
6.4.2 文本方式与变换
6.4.3 图形显示方式
6.4.4 两种显示比较
6.5 VGA视频接口
6.5.1 视频适配器结构
6.5.2 适配器的性能
6.5.3 端口寄存器
6.6 几种典型的显示卡参数与现代显卡中的新技术
6.6.1 TVGA9000显示卡
6.6.2 显示接口电路中的新技术
6.6.3 几种常见的AGP显卡
6.7 习题
第7章 打印接口及串行通信接口
本章学习目标
7.1 打印机结构概述
7.1.1 打印机概述
7.1.2 针式打印机
7.1.3 激光打印机
7.1.4 喷墨打印机
7.2 并行打印接口
7.2.1 并行打印接口的功能
7.2.2 打印机接口电路的组成
7.2.3 并行端口说明
7.2.4 端口寄存器说明
7.2.5 接口电路的说明
7.2.6 打印机的接口信号
7.3 并行打印的I／O服务功能及服务程序
7.3.1 INT 17H服务功能
7.3.2 INT 5H服务功能
7.3.3 打印机I／O程序
7.4 通信技术概述
7.4.1 通信类型
7.4.2 串行通信的基本概念和名词术语
7.4.3 调制解调器
7.5 RS－232接口标准
7.5.1 RS－232C引脚的定义
7.5.2 RS－232信号转换标准
7.5.3 RS－232在微机系统中的应用
7.6 串行通信接口
7.6.1 串行通信接口的作用
7.6.2 串行接口适配器的组成
7.6.3 UART内部电路框图
7.6.4 UART内部寄存器定义
7.7 串行端口的中断服务功能
7.7.1 AH＝00子功能
7.7.2 AH＝01／02子服务功能
7.7.3 AH＝03子服务功能
7.7.4 AH＝04／05子服务功能
7.8 通用串行总线接口USB
7.8.1 USB连接的拓扑结构
7.8.2 USB接口接头及引脚说明
7.8.3 USB总线组成结构
7.8.4 通用串行总线USB编程寄存器组
7.8.5 USB接口数据的传输方式
7.9 习题
第8章 磁盘接口
本章学习目标
8.1 磁盘概述
8.1.1 磁记录原理
8.1.2 写入数据原理
8.1.3 读出数据原理及过程
8.1.4 读写过程
8.1.5 磁盘的种类
8.1.6 软盘驱动器的类型
8.1.7 磁盘数据和数据格式
8.1.8 其他外部存储设备
8.2 软盘驱动器接口电路
8.2.1 软盘适配器
8.2.2 软盘控制器
8.2.3 FDC控制器命令与端口寄存器
8.3 硬盘驱动器接口电路
8.3.1 硬盘驱动器的组成原理
8.3.2 硬盘适配器
8.3.3 硬盘驱动器数据线的线缆标准
8.3.4 增强IDE（EIDE或ATA－2）接口
8.4 现代硬盘及接口技术的发展
8.4.1 磁头技术的发展
8.4.2 硬盘内部传输速度
8.4.3 采用全新的硬盘保护技术
8.4.4 硬盘接口新技术
8.5 磁盘驱动器接口软件
8.5.1 磁盘驱动器的端口操作
8.5.2 磁盘的BIOS服务程序
8.5.3 磁盘的DOS接口
8.6 习题
第9章 其他接口
本章学习目标
9.1 声卡及其接口
9.1.1 声卡的基本功能
9.1.2 声卡的结构组成与类型
9.1.3 声卡接口电路的组成
9.2 AMR及CNR接口简介
9.2.1 AMR接口
9.2.2 CNR接口
9.3 PCMCIA接口简介
9.3.1 PCMCIA接口概述
9.3.2 PCMCIA接口标准及插槽
9.3.3 PCMCIA接口标准的特征
9.3.4 PCMCIA接口的主要性能参数
9.4 习题
附录
附录A DOS功能调用
附录B I／O的服务功能调用
附录C INT 10H视频调用表
参考文献　　全书共9章，主要内容为：微机系统与接口技术概述、微型计算机的系统结构、微机系统的中断系统、DMA控制器与定时/计数器及SICL、键盘与鼠标接口、视频显示接口。打印接口及串行通信接口、磁盘接口、其他接口（声卡接口、CNR接口及PCMCIA接口）技术。附录部分介绍有关接口技术的参考资料。全书每章均附有习题，可供学生复习之用。
　　本书为计算机专业的“计算机接口技术”课程的教材，也可作为电子、机电、自动控制等专业的相关教材，适用于高等职业学校、高等专科学校、成人及本科院校举办的二级职业技术学院和民办高校。

1. 计算机硬件技术及应用基础（下册 微机接口部分） [邹逢兴 陈立刚 李迅 编著]