微型机系统与接口技术

第一篇原理篇

第1章微型计算机基础

1.1计算机综述

1.1.1计算机的发明和发展

1.1.2计算机的种类和用途

1.2数值与逻辑代数基础

1.2.1数据表示法

1.2.2各种进制之间的数值转换

1.2.3非数值型数据的二进制表示

1.2.4二进制数的逻辑运算和算术运算

1.3数字电路基础

1.3.1基础逻辑门电路

1.3.2复合逻辑运算电路

1.3.3全加器电路

1.3.4触发器电路

1.3.5寄存器电路

1.3.6计数器电路

1.3.7编码器电路

1.3.8译码器电路

1.4习题

第2章数据存储器

2.1二进制数据存储体

2.1.1存储器类型

2.1.2二进制数据的存储形式

2.2半导体存储器

2.2.1RAM存储单元

2.2.2ROM存储单元

2.2.3半导体存储器的组成

2.3磁存储器

2.3.1磁存储器记录数据原理

2.3.2磁存储器的组成

2.4光存储器

2.4.1光存储器记录数据原理

2.4.2光存储器的组成

2.5习题

第3章计算机CPU组成电路

3.1CPU内部寄存器

3.2CPU运算器

3.2.1加法器电路

3.2.2乘法器电路

3.2.3除法器电路

3.2.4浮点运算单元

3.3控制器

3.3.1可编程顺序、分支、循环控制器

3.3.2CPU控制器

3.3.3CPU控制器执行指令流程

3.4CPU内部结构

3.4.1CPU内部结构图

3.4.2CPU内部总线

3.4.3CPU内部Cache

3.5CPU正常工作的基础外围电路

3.5.1时钟脉冲电路

3.5.2复位电路

3.6计算机体系结构

3.6.1冯·诺依曼体系结构

3.6.2哈佛体系结构

3.7习题

第4章计算机总线

4.1总线概述

4.1.1总线的组成

4.1.2总线的连接

4.1.3总线的分类

4.1.4总线的特性

4.1.5总线的应用

4.1.6数据的传输

4.1.7总线的指标

4.2总线仲裁

4.2.1集中式仲裁

4.2.2分布式仲裁

4.3总线通信方式

4.3.1同步通信方式

4.3.2异步通信方式

4.4常用总线简介

4.4.1CPU总线

4.4.2PCI总线

4.4.3USB总线

4.4.4I2C总线

4.4.5SPI总线

4.5习题

第5章计算机指令系统

5.1指令系统

5.1.1指令的性能

5.1.2指令的格式

5.1.3指令的分类

5.1.4指令助记符

5.2指令执行流程

5.2.1指令的存储

5.2.2指令的执行

5.3寻址方式

5.3.1有效地址和形式地址

5.3.2常见的寻址方式

5.4CISC和RISC的基本概念

5.4.1CISC

5.4.2RISC

5.4.3CISC和RISC的比较

5.5习题

第6章基础输入／输出系统

6.1输入／输出接口

6.1.1可编程输入／输出接口

6.1.2输入／输出接口寻址

6.1.3CPU标准配置接口

6.1.4输入／输出方式

6.2并行接口

6.3中断接口

6.3.1中断概念

6.3.2中断机制

6.3.3可编程中断I／O接口

6.4定时器／计数器接口

6.5串行接口

6.5.1串行数据传输——RS232标准

6.5.2可编程串行通信I／O接口

6.6习题

第二篇应用篇

第7章Intel51微型机硬件系统

7.1Intel51系列微型计算机

7.2Intel51微型机CPU

7.2.1寄存器

7.2.2运算器

7.2.3控制器

7.3Intel51微型机存储器结构

7.3.1Intel51系统存储空间分配

7.3.2随机存储器RAM

7.3.3只读存储器ROM

7.3.4Intel51系统存储空间名称

7.4Intel51微型机外部信号线定义

7.5Intel51微型机应用系统

7.5.1最小工作系统

7.5.2扩展应用系统

7.6习题

第8章Intel51微型机指令系统

8.1Intel51系列微型机CPU指令系统

8.1.1指令的格式

8.1.2指令操作码助记符以及操作数表示符号

8.1.3寻址方式

8.2数据传送类指令

8.2.1数据传送指令

8.2.2数据传送指令详解

8.3算术运算类指令

8.3.1算术运算指令

8.3.2算术运算指令详解

8.4逻辑运算类指令

8.4.1逻辑运算指令

8.4.2逻辑运算指令详解

8.5控制转移类指令

8.5.1控制转移指令

8.5.2控制转移指令详解

8.6位操作、位控制转移类指令

8.6.1位操作、位控制转移指令

8.6.2位操作、位控制转移指令详解

8.7伪指令

8.7.1伪指令助记符及其功能

8.7.2伪指令详解

8.8指令程序

8.8.1指令源代码程序格式

8.8.2指令源代码程序设计

8.8.3源代码程序的编译

8.8.4源代码程序设计示例

8.9习题

第9章Intel51微型机并行接口应用

9.1并行接口的工作原理

9.1.1PO可编程输入／输出接口

9.1.2Pl可编程输入／输出接口

9.1.3P2可编程输入／输出接口

9.1.4P3可编程输入／输出接口

9.1.5并口可编程寄存器的编址

9.2并行接口应用设计

9.2.1单一端口输出方波信号

9.2.2交通灯控制应用设计

9.2.3跑马灯控制应用设计

9.2.4简单键盘输入应用设计

9.2.58段数码管LED显示设计

9.3习题

第10章Intel51微型机中断应用

10.1中断接口的工作原理

10.1.1Intel51微型机中断管理流程

10.1.2Intel51微型机的中断源

10.1.3可编程中断接口的结构

10.1.4中断接口可操作寄存器的定义

10.1.5中断接口可编程寄存器的编址

10.1.6CPU响应中断请求

10.1.7中断服务程序框架

10.2中断接口应用设计

10.2.1外部中断系统硬件设计

10.2.2外部中断服务程序设计

10.2.3外部中断应用实例

10.3习题

第11章Intel51微型机定时器／计数器应用

11.1定时器T／计数器C接口的工作原理

11.1.1定时器T／计数器C逻辑电路

11.1.2定时器T／计数器C接口可操作寄存器的定义

11.1.3定时器T／计数器C接口可编程寄存器的编址

11.1.4计数器的4种工作模式

11.1.5CPU对定时器T／计数器C接口的管理

11.2定时器T／计数器C接口应用设计

11.2.1计数器应用设计

11.2.2定时器应用设计

11.3习题

第12章Intel51微型机串行接口应用

12.1串行通信接口的工作原理

12.1.1可编程串行通信接口逻辑电路

12.1.2串行通信接口可操作寄存器的定义

12.1.3串行通信接口可编程寄存器的编址

12.1.4串行通信接口的4种工作模式

12.1.5CPU对串行通信接口的管理

12.2串行通信接口应用设计

12.2.1串行通信硬件设计

12.2.2串行通信程序设计

12.3习题

……

第三篇实战篇

附录各章习题解题提示

本书系统阐述了计算机CPU、存储器、机器指令、C指令、简易操作系统、输入/输出接口、外围基础器件等组件的工作原理和运行机制。同时也介绍了软件与硬件开发、调试、仿真工具及其应用，以便读者掌握微型计算机系统软件与硬件的设计与开发技能。本书可作为普通高等学校计算机与电子信息类相关专业的本科生教材，也可作为微型计算机应用系统开发者的参考用书。

《教育部高等学校电子信息类专业教学指导委员会规划教材·高等学校电子信息类专业系列教材·嵌入式与工业控制技术:微型机系统与接口技术》由清华大学出版社出版。《教育部高等学校电子信息类专业教学指导委员会规划教材·高等学校电子信息类专业系列教材·嵌入式与工业控制技术:微型机系统与接口技术》可作为普通高等学校计算机与电子信息类相关专业的本科生教材，也可作为微型计算机应用系统开发者的参考用书。