微处理器原理及其系统设计

第一章 绪论

1.1 微处理器的发展历程

1.2 数制表示及其转换

1.2.1 数制的表示

1.2.2 数制的转换

1.3 二进制数的运算规则

1.3.1 二进制数的算术运算

1.3.2 二进制数的逻辑运算

1.4 有符号数的表示

1.4.1 原码表示法

1.4.2 补码表示法

1.5 有符号数的运算及其溢出规则

1.5.1 补码运算规则

1.5.2 有符号数运算时的溢出问题

1.6 ASCII编码方法

1.7 小结

本章习题

第二章 微处理器结构及工作原理

2.1 微处理器系统组成

2.2 微处理器内部结构

2.3 模型机主要部件电路结构

2.4 微处理器的寄存器组织

2.4.1 通用寄存器

2.4.2 控制寄存器

2.5 小结

本章习题

第三章 模型机的指令系统及程序设计

3.1 汇编语言基础

3.1.1 汇编语言中语句的组成

3.1.2 汇编语言中的常数与表达式

3.1.3 标号、变量及伪指令

3.2 模型机的指令系统

3.3 模型机的寻址方式

3.3.1 数据的寻址方式

3.3.2 转移地址的寻址方式

3.4 数据传送类指令

3.4.1 通用传送类指令

3.4.2 数据交换指令

3.4.3 字节转换指令

3.4.4 堆栈操作指令

3.5 算术运算类指令

3.5.1 加减法指令

3.5.2 比较指令

3.5.3 增量减量指令

3.5.4 乘法和除法指令

3.6 逻辑运算类指令

3.7 移位类指令

3.8 标志位操作指令

3.9 转移指令

3.9.1 无条件转移指令

3.9.2 有条件转移指令

3.10 循环控制指令

3.11 程序调用与返回指令

3.11.1 子程序调用指令

3.11.2 子程序返回指令

3.11.3 过程定义

3.12中断调用与返回指令

3.12.1 中断调用指令

3.12.2 中断返回指令

3.12.3 中断向量表

3.12.4 中断服务子程序结构

3.13 输入输出指令

3.14 其他指令

3.15 汇编语言程序设计

3.15.1 伪指令

3.15.2 模型机虚拟编译调试系统

3.15.3 模型机虚拟系统命令

3.15.4 分支程序设计

3.15 循环程序设计

3.15.6 子程序设计

3.16 综合程序设计示例

3.17 小结

本章习题

第四章 系统总线与存储器系统

第五章 外总线与接口技术

第六章 微处理器系统的FPGA设计与实现

第七章 基于FPGA的最简微处理器结构与设计

《微处理器原理及其系统设计》是为高等院校各专业的“微机原理与接口技术”、“微机原理与系统设计”、“微机原理与应用”等课程专门编写的教材。与国内同类教材不同，本教材以在FPGA中自行设计的微处理器（称为模型机）为核心，讨论了基于微处理器的汇编语言编程、硬件系统构成及其接口电路设计问题。
　　《微处理器原理及其系统设计》简要介绍了计算机中的数制和码制、补码的运算规则、CPU及其内部寄存器的组成。详细讨论了模型机的指令系统、数据和转移地址的寻址方式，在此基础上重点论述了汇编语言的程序设计技术，给出了适用于模型机汇编语言程序调试的虚拟环境。
　　在硬件设计部分，重点探讨了模型机系统总线的形成、存储器系统设计、常用接口芯片的应用、可编程并行接口和可编程定时器电路的设计以及中断接口电路的编程控制。简要介绍了VHDL及FPGA的基本设计方法，讨论了模型机关键部件的FPGA实现问题，最后通过一个简洁示例，说明如何在FPGA中设计并实现微处理器。
　　《微处理器原理及其系统设计》可作为高等院校相关课程的教材，也可以为工程技术人员提供参考。