微机原理与接口技术

目　录

第1章　微型计算机基础　1

1．1　微型计算机基础知识　1

1．1．1　微处理器、微型计算机、微型计算机系统的概念　2

1．1．2　微型计算机系统的主要技术指标　3

1．1．3　微型计算机的应用概况　4

1．2　微型计算机中的数据类型　5

1．2．1　常用数据类型　5

1．2．2　数制转换　5

1．2．3　有符号数的表示　7

1．2．4　常用的编码　9

1．3　微型计算机系统的组成　11

1．3．1　微型计算机的硬件　11

1．3．2　微型计算机的软件　16

1．4　本章小结　17

习题与思考题　17

第2章　微处理器结构及基本原理　18

2．1　中央处理器结构　18

2．1．1　中央处理器的发展过程　18

2．1．2　8086/8088 CPU　21

2．1．3　80486 CPU　22

2．1．4　Pentium CPU　25

2．1．5　Itanium处理器　27

2．2　80486的工作模式　28

2．2．1　实地址模式　28

2．2．2　保护虚地址模式　29

2．2．3　虚拟8086模式　31

2．3　80486的外部引脚介绍　31

2．3．1　地址总线和数据总线　32

2．3．2　控制总线　32

2．3．3　时钟信号　34

2．4　当前微处理器所使用的先进技术　34

2．5　本章小结　35

习题与思考题　36

第3章　存储系统　37

3．1　存储器的技术指标　37

3．2　半导体存储器　38

3．2．1　DRAM的分类　40

3．2．2　DRAM的两种接口类型　41

3．2．3　高速缓冲存储器　42

3．2．4　ROM存储器　43

3．3　存储器与CPU的连接　45

3．3．1　EPROM与CPU的接口　46

3．3．2　SRAM与CPU的接口　48

3．3．3　DRAM与CPU的接口　50

3．4　外部存储器　53

3．4．1　技术指标　54

3．4．2　硬盘发展　55

3．4．3　硬盘技术　56

3．4．4　固态硬盘　59

3．4．5　光盘存储设备　60

3．4．6　CD-ROM及其驱动器　61

3．4．7　DVD　62

3．5　本章小结　62

习题与思考题　63

第4章　指令系统　64

4．1　80X86指令系统的寻址方式　64

4．1．1　与数据有关的寻址方式　64

4．1．2　与转移地址有关的寻址方式　70

4．2　80X86微处理器的指令格式　73

4．2．1　80X86微处理器的指令编码格式　73

4．2．2　Pentium指令格式　75

4．2．3　80X86微处理器的指令书写格式　77

4．3　80X86微处理器的指令系统　78

4．3．1　数据传送类指令　78

4．3．2　算术运算类指令　85

4．3．3　转移和调用指令　95

4．3．4　逻辑运算和移位指令　101

4．3．5　串操作指令　103

4．3．6　处理机控制指令　108

4．4　Pentium指令系统　109

4．5　本章小结　112

习题与思考题　113

第5章　汇编语言程序设计　115

5．1　汇编语句格式　115

5．1．1　伪指令　115

5．1．2　常量和变量定义伪指令　119

5．2　变量及变量定义伪指令　120

5．2．1　变量定义　120

5．2．2　过程定义伪指令　122

5．3　运算符和表达式　123

5．3．1　算术运算符　123

5．3．2　逻辑运算符　123

5．3．3　关系运算符　123

5．3．4　分析运算符　124

5．3．5　综合运算符　124

5．4　宏指令语句　125

5．4．1　宏指令的定义　125

5．4．2　宏指令的使用　126

5．4．3　宏嵌套　127

5．4．4　LOCAL伪指令的使用　128

5．4．5　宏指令与子程序的区别　129

5．5　条件汇编伪指令　130

5．6　汇编语言源程序的格式　130

5．6．1　EXE文件的编程格式　131

5．6．2　COM文件的编程格式　131

5．6．3　EXE文件和COM文件的内存映像　132

5．6．4　程序段前缀　133

5．7　汇编语言程序的上机过程　134

5．8　汇编语言程序设计的基本方法　144

5．8．1　汇编语言源程序设计的基本过程　144

5．8．2　顺序程序设计　145

5．8．3　分支程序设计　146

5．8．4　循环程序设计　148

5．8．5　子程序设计　150

5．9　程序设计举例　154

5．9．1　进制转换　154

5．9．2　人机对话　155

5．10　本章小结　156

习题与思考题　157

第6章　接口技术与常见接口芯片　158

6．1　接口技术概述　158

6．1．1　接口电路的主要功能　158

6．1．2　I/O端口　159

6．1．3　I/O指令的两种寻址方式　159

6．1．4　I/O端口编址　160

6．1．5　端口地址译码技术　161

6．1．6　CPU与I/O设备间的数据传送　163

6．2　常用I/O接口芯片　165

6．2．1　可编程并行接口芯片8255A　165

6．2．2　可编程串行通信接口芯片16550　178

6．2．3　可编程定时/计数器8253/8254　192

6．2．4　DMA控制器8237A　205

6．3　人机交互设备接口技术　218

6．3．1　键盘的分类　218

6．3．2　键盘的工作原理　219

6．3．3　PC系列机的键盘　221

6．3．4　鼠标接口　225

6．3．5　显示器接口技术　227

6．4　本章小结　235

习题与思考题　236

第7章　中断技术　237

7．1　中断技术概述　237

7．1．1　中断的提出　237

7．1．2　中断源和中断优先权　238

7．2　80X86中断系统　239

7．2．1　80X86中断系统分类　239

7．2．2　中断向量表　241

7．2．3　CPU响应中断的流程　242

7．3　80X86 CPU的异常处理功能　243

7．3．1　异常的3个层次　244

7．3．2　80X86 CPU的异常类型　244

7．4　保护虚拟地址方式下的中断管理　244

7．4．1　中断描述符表IDT　245

7．4．2　中断门和陷阱门的转移功能　245

7．4．3　任务门的转移功能　246

7．5　8259A可编程中断控制器件　246

7．5．1　8259A的功能　246

7．5．2　8259A的内部结构与引脚信号　247

7．5．3　8259A的工作方式　249

7．5．4　8259A的级联　252

7．5．5　8259A的控制字与初始化编程　253

7．6　本章小结　257

习题与思考题　258

第8章　总线　259

8．1　总线规范及性能指标　259

8．2　总线分类　260

8．2．1　内部总线　261

8．2．2　系统总线　261

8．2．3　外部总线　268

8．3　本章小结　282

习题与思考题　282

第9章　A/D和D/A转换器　283

9．1　D/A转换器接口技术　283

9．1．1　D/A转换器的主要性能指标　284

9．1．2　D/A转换器的基本工作原理　284

9．1．3　8位D/A转换器接口设计　285

9．1．4　12位D/A转换器DAC1210接口设计　288

9．1．5　DAC1210与微机CPU的接口设计　289

9．2　A/D转换器接口技术　290

9．2．1　A/D转换的工作过程　290

9．2．2　并行比较型A/D转换器　291

9．2．3　双积分式A/D转换器　291

9．2．4　A/D转换器接口的主要性能指标　294

9．2．5　8位A/D转换器接口设计　295

9．2．6　12位A/D转换器接口设计　299

9．3　本章小结　304

习题与思考题　305

第10章　微机应用实例　306

10．1　内接插卡方式应用实例　306

10．1．1　基于ISA总线的应用实例　306

10．1．2　基于PCI总线的应用实例　308

10．2　外部接口方式的应用实例　311

10．2．1　基于USB总线的应用实例　311

10．2．2　基于I2C总线的应用实例　313

10．3　本章小结　314

习题与思考题　315

参考文献　316

本书以80X86系列微处理器和32位汇编语言为基础，充分考虑到了计算机软硬件的发展。全书主要包括四部分内容：微处理器结构及其基本原理、32位汇编语言指令系统及其程序设计；接口技术和常用接口芯片、人机交互接口原理及其A/D和D/A的接口原理及其应用。本书实例丰富、突出应用。文字叙述深入浅出、循序渐进，避免了基础内容和较深内容之间跨度过大，从而较好地解决了它们之间的衔接和过渡。习题与思考题经过精心筛选，其中大多数参考了近年来国内一些重点院校考研试题题型，颇具启发性。
　　本书概念清楚、内容丰富，每章配有习题与思考题，便于教学和学习。本书可作为高等院校的教材和教学参考书，也可供有一定实践经验的硬件开发人员、管理人员参考和作为继续教育的教材。