《微型計算機原理與接口技術(第2版)》以Intel系列微處理器為背景,介紹了微型計算機原理與接口技術。全書以弄懂原理、掌握應用為編寫宗旨,在內容安排上注重系統性、邏輯性、先進性與實用性。《微型計算機原理與接口技術(第2版)》分三個部分:微型計算機原理部分(第1、2、6章),匯編語言程序設計部分(第3、4、5章),接口與應用部分(第7、8、9、10章)。根據Intel系列微處理器的向下兼容性,著重講解了16位微型計算機的工作原理、指令系統、8086匯編語言程序設計以及接口技術。考慮到目前32位CPU的廣泛應用,又重點介紹了其代表芯片80386的工作原理,特別是80386的存儲器管理技術。為便于讀者自學,《微型計算機原理與接口技術(第2版)》在內容安排方面除附有一定量的習題外,還增設了詳細的習題例解。
★列表說明,便于比較。對一些功能性的說明,采用表格形式列出,達到簡潔明了的效果。
★歸類合并,便于應用。從應用角度出發對接口章節進行歸類合并,以便學生對相關知識的聯想記憶。
★更新內容,順應發展。隨著微處理器的不斷更新換代,新增了微處理器最新發展動態。同時新增了模擬量轉換內容。
★提煉例解,強化典型。主要體現在習題例解和練習題的修改。使內容更加典型化,便于學生自學和教師對學生的考核,開拓學生的解題思路和提高教學的可操作性。
微型計算機原理與接口技術是自動化、電氣、電子信息以及其他電氣信息類專業的一門重要專業基礎課。隨著微處理器技術的不斷發展和用人單位對人才培養的更高要求,迫切需要一批適合新形勢需要的相關教材。為此,本書作者參考現有教材,揚長避短,結合多年來一線教學的經驗,并征求同行教師以及學生對微型計算機原理教材的要求,從教和學的角度出發,著手編寫了本教材。與現有教材相比,本教材有如下特點:
1.增設題解,便于自學微型計算機原理與接口技術這門課內容多,課時少,除教師課堂上講解外,學生必須花一定的時間復習和鞏固已學過的知識。本書除編人一定量的習題外,還編人了習題例解,這在很大程度上減輕了該專業基礎課的教學壓力。
2.面向實用。夯實基礎本教材側重基礎知識,用模型機講解CPU的工作原理,以8086CPIJ為背景,系統地講解了16位微型計算機的工作原理。考慮到目前32位CPU的廣泛應用,又重點介紹了其代表芯片80386的工作原理,特別是80386的存儲器管理技術。這樣,可以使學生從基本原理出發,把握先進技術。
3.力求圖示。方便理解本教材盡可能采用圖示的方法,讓學生有一種感性認識。如介紹微型計算機系統時,采用實物圖片,使學生對微機有一種實實在在的感覺,激發出對微型計算機原理學習的興趣;在講解指令的尋址過程中,采用示意圖的方式,使學生一目了然。
4.條理清晰。便于領會本教材中通篇都貫穿了“條理清晰”這一特點,學生比較容易掌握要點。
5.突出重點。詳解難點從學生實際應用出發,在掌握了必要的基礎知識情況下,將重點放在匯編語言編程和接口技術的學習上,這些內容也是學生學習的難點。全書由張榮標教授統稿,其中第6章由陸文昌副教授編寫,其余各章由張榮標教授編寫。書中的匯編語言程序已由作者的研究生馮友兵、李華、章云峰、陳相朝等同學在計算機上驗證通過。本書還得到了趙德安教授、李嵐博士的大力支持。同時對參與書稿錄入和整理工作的碩士研究生們表示感謝。由于作者水平有限,存在一些不足之處,懇請讀者批評指正。
出版說明
第2版前言
第1版前言
第1章微型計算機基礎
1.1計算機中的數制與碼制
1.1.1計算機中的數制
1.1.2計算機中的碼制及補碼運算
1.1.3計算機中的小數點問題
1.1.4計算機中信息的編碼
1.2微型計算機的組成
1.2.1微型計算機的結構
1.2.2個人臺式計算機的硬件構成實例
1.3計算機的基本工作原理
1.3.1模型計算機
1.3.2程序運行過程
1.4習題例解
1.5練習題
第2章80x86微處理器
2.1微處理器的發展
2.28086微處理器
2.2.18086CPU內部功能結構
2.2.28086CPU內部流水線管理工作原理
2.2.38086CPU的存儲器組織
2.2.48086CPU總線周期的概念
2.2.58086CPU的引腳信號及工作模式
2.2.68086CPU的操作時序
2.380286微處理器
2.3.180286CPU的主要性能
2.3.280286CPU的功能結構
2.3.380286CPU的寄存器
2.3.480286CPU的存儲器尋址
2.480386微處理器
2.4.180386CPU的主要性能
2.4.280386CPU的功能結構
2.4.380386CPU的寄存器
2.4.480386CPU的存儲器管理
2.580486微處理器
2.5.180486CPU的主要性能
2.5.280486CPU的功能結構
2.6Pentiam系列微處理器
2.6.1Penfium微處理器
2.6.2P6結構微處理器
2.6.3PentiumⅣ微處理器
2.6.4PentiumD與PentiumXE雙核處理器
2.7安騰處理器
2.8酷睿處理器
2.9習題例解
2.10練習題
第3章尋址方式與指令系統
3.1數據類型及其存儲規則
3.1.1基本數據類型及其存儲
3.1.2數字數據類型
3.1.3指針數據類型
3.1.4字符串、位及位串數據類型
3.2計算機指令格式
3.2.1指令的助記符格式
3.2.280x86指令編碼格式
3.38086CPU的尋址方式
3.3.1操作數的尋址方式
3.3.2指令地址的尋址方式
3.48086指令系統
3.4.1數據傳送類指令
3.4.2算術運算類指令
3.4.3邏輯運算和移位指令
3.4.4串操作指令
3.4.5控制轉移類指令
3.4.6處理器控制類指令
3.580x86的尋址方式及新增的指令
3.5.1虛地址方式下的尋址方式
3.5.280286CPU新增指令
3.5.380386/80486CPU新增指令
3.6習題例解
3.7練習題
第4章匯編語言語法和DOS功能調用
4.1匯編語言程序的格式
4.2匯編語言中的基本數據
4.3偽指令語句
4.4匯編語言中的表達式
4.5指令語句
4.6宏指令語句及其使用
4.7DOS系統功能調用
4.8習題例解
4.9練習題
第5章匯編語言程序設計
5.1匯編語言程序的上機過程
5.2順序結構程序設計
5.3分支結構程序設計
5.3.1二分支結構
5.3.2多分支結構
5.4循環結構程序設計
5.4.1循環程序的組成與結構形式
5.4.2循環程序的控制方法
5.4.3多重循環程序設計
5.5子程序結構程序設計
5.5.1子程序的定義與調用
5.5.2子程序的參數傳送
5.5.3子程序嵌套與遞歸調用
5.6模塊化程序設計
5.7習題例解
5.8練習題
第6章存儲器
6.1概述
6.1.1存儲器的分類
6.1.2半導體存儲器的性能指標
6.2隨機存取存儲器(RAM)
6.2.1半導體存儲器一般結構及組成
6.2.2靜態RAM
6.2.3動態RAM
6.2.4RAM存儲容量的擴展方法
6.2.5RAM存儲器與CPU的連接
6.3只讀存儲器(ROM)
6.3.1只讀存儲器的結構
6.3.2只讀存儲器的分類
6.3.3PROM基本存儲電路
6.3.4典型PROM芯片
6.4高速緩存存儲器(cache)
6.4.1Cache存儲器原理
6.4.2Cache存儲器組織
6.5存儲器系統與CPU系統連接實例
6.5.1EPROM、RAM子系統與CPU主系統的連接
6.5.28086CPU的最小模式與靜態RAM的連接
6.5.3存儲器芯片同CPU連接時要注意的問題
6.6幾種新型的半導體、存儲器
6.7習題例解
6.8練習題
第7章中斷系統與8237ADMA控制器
7.1中斷系統概述
7.1.1中斷的概念及其作用
7.1.2中斷處理系統
7.28086CPU中斷系統
7.2.18086CPU的中斷源
7.2.28086CPU的中斷響應過程
7.2.3中斷向量表
7.2.4中斷程序設計
7.3中斷控制器Intel8259A
7.3.18259A的引腳信號及結構
7.3.28259A的工作方式
7.3.38259A的編程
7.3.48259A的應用舉例——在IBMPC/XT中的應用
7.3.58086中斷響應總線周期操作
7.4可編程DMA控制器8237A
7.4.18237A的特性與結構
7.4.2內部寄存器
7.4.38237A的工作時序
7.4.48237A的初始化編程與應用舉例
7.5習題例解
7.6練習題
第8章輸入/輸出接口基礎與總線
8.1概述
8.1.1外部設備及其信號
8.1.2輸入/輸出接口的功能
8.2CPU與端口之間的接口技術
8.2.1最常用的簡單輸入/輸出接口芯片
8.2.2端口的編址方式
8.2.3端口與CPU之間的接口
8.3CPU與端口之間的數據傳送方式
8.3.1程序控制方式
8.3.2中斷技術傳送方式
8.3.3DMA傳送方式
8.4總線技術
8.4.1概述
8.4.2PC總線
8.4.3ISA總線
8.4.4PCI總線
8.5習題例解
8.6練習題
第9章可編程并行接口芯片與串行通信技術
9.1可編程并行接口芯片8255A
9.1.18255A的結構
9.1.2方式選擇
9.1.3各方式的功能
9.1.4端口C的狀態字
9.1.58255A應用舉例
9.2串行通信
9.2.1串行通信的數據傳送方向
9.2.2串行通信的異步與同步通信方式
9.2.3波特率及收發端的同步
9.2.4常用串行接口介紹
9.3可編程串行通信接口芯片8251A
9.3.18251A內部結構和外部引腳
9.3.28251A編程
9.3.38251A的應用
9.4習題例解
9.5練習題
第10章計數器/定時器與模擬量轉換
10.1可編程計數器/定時器
10.1.1可編程計數器/定時器的基本工作原理
10.1.28253的內部結構及引腳
10.1.38253的控制字
10.1.48253的工作方式
10.1.58253的應用舉例
10.2數/模轉換
10.2.1概述
10.2.2D/A轉換芯片
10.2.3D/A轉換器的應用
10.3模/數轉換
10.3.1概述
10.3.2典型的A/D轉換芯片
10.3.3A/D轉換器與8086CPU的接口
10.4習題例解
10.5練習題
附錄
附錄A8086指令表
附錄B偽操作指令表
附錄CDOS功能調用表(INT21H)
參考文獻
3.指令預取部件指令預取部件是由預取器和32個字節的預取隊列組成。在總線空閑周期,指令預取部件向BIU發出預取指令的請求。預取的存儲器地址由預取部件自身產生。預取周期將一次讀16個字節的指令代碼,并存入預取隊列中。這與80386類似。
4.指令譯碼部件指令譯碼部件的功能是從指令預取隊列取機器碼,并將其轉換成對其他處理部件的控制信號等。
5.控制部件
控制部件由保護測試部件、控制ROM組成。控制部件根據指令譯碼部件送來的信息產生微指令,并通過微指令整數部件、浮點部件、指令譯碼部件和段部件等進行控制,使它們完成已譯碼指令的執行。
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