微機原理與接口/21世紀高職高專電子信息類規劃教材
《21世紀高職高專電子信息類規劃教材:微機原理與接口》以16位微型計算機系統為主線,對微型計算機的工作原理與接口技術作了較全面和系統的論述,其主要內容包括:Intel8086微處理器及其指令系統、儲存器、中斷技術、I/O接口技術及典型接口芯片的使用、鍵盤和顯示技術。為提高學生的計算機應用能力,適應社會對應用性人才的需求,全書以“系統和應用相結合,硬件和軟件相結合”為原則,將知識點簡單化、模塊化,突出基本應用及開發,并輔以豐富的工程實例和習題,力求做到深入淺出、通俗易懂。
信息技術的發展,使得微型計算機得到日益廣泛的應用,學習微型計算機的工作原理和接口技術,掌握微型計算機的基本應用和開發,已成為相關工程技術人員必須掌握的基本技能。
本書以PC系列微型計算機為背景,全面介紹了微型計算機的基本組成和工作原理。全書共分8章,參考學時為60學時。其中,第1章介紹了計算機和微型計算機的發展狀況、系統組成、特點和應用。第2章主要講述了Intel8086/8088微處理器的結構、引腳功能、工作原理及典型工作方式。第3章以8086微處理器為主進行介紹,詳細介紹了其指令系統的各類指令的功能和使用方法,并介紹了簡單匯編語言程序的設計。第4章講述存儲器的分類及工作原理,并介紹了幾種常見的儲存芯片的典型應用。第5章介紹了中斷的基本概念,分析8086的中斷系統組成和中斷響應過程,最后通過講述專用中斷控制芯片8259的結構、引腳功能來具體描述外部可屏蔽中斷的全過程。第6章簡單介紹了I/O接口的功能、分類、組成及微機與I/O設備的信息交換方式,具體介紹幾種常用并行I/O接口電路的應用和常用數/模和模/數轉換電路。第7章通過對PC機中使用的幾種典型的可編程接口芯片的結構和工作原理的分析,闡述了微型計算機中串行通信、并行通信、定時計數器的基本概念和接口芯片的典型應用情況。第8章主要從應用的角度對鍵盤和顯示器的工作原理進行簡單分析,并列舉了常用非編碼小鍵盤及液晶顯示器(LCD)的應用實例。
本書由曾碹、袁康敏、劉劍冰、梁錦華編寫。其中曾碹編寫了第l章和第3章,袁康敏編寫了第6章和第8章。劉劍冰編寫第2章和第7章。梁錦華編寫第4章和第5章。全書由曾碹統稿和最后定稿。
《21世紀高職高專電子信息類規劃教材:微機原理與接口》結合高職高專的教學特點,以“系統和應用相結合,硬件和軟件相結合”為原則,對微機原理與接口技術作了較全面和系統的論述,并輔以豐富的實例和習題,力求做到深入淺出、通俗易懂。《21世紀高職高專電子信息類規劃教材:微機原理與接口》主要內容包括:Intel 8086微處理器及其指令系統、儲存器、中斷技術、I/O接口技術及典型接口芯片的使用、鍵盤和顯示技術。
《21世紀高職高專電子信息類規劃教材:微機原理與接口》可作為高職高專通信、電子工程、自動化類專業“微機原理與接口”課程的教材,也可供從事微機應用與開發的工程技術人員參考。
第1章 緒論 1
1.1 計算機概述 1
1.1.1 計算機的發展簡史 1
1.1.2 計算機的分類 3
1.1.3 計算機系統組成 4
1.2 微機概述 6
1.2.1 微機的特點和主要技術指標 6
1.2.2 微機的分類 8
1.2.3 微機的硬件系統 8
1.2.4 微機的應用 10
小結 11
習題 11
第2章 微處理器 12
2.1 微處理器概述 12
2.1.1 微處理器的性能描述 12
2.1.2 微處理器的典型結構 12
2.2 8086/8088微處理器 13
2.2.1 8086的內部結構 13
2.2.2 8086的寄存器 15
2.2.3 8086/8088的引腳特性 18
2.2.4 8086的最小/最大模式 22
2.2.5 8086的內部時序 24
2.2.6 8086的存儲器組織及I/O端口 28
2.3 微處理器的發展 31
小結 34
習題 35
第3章 指令系統及匯編語言程序 36
3.1 8086指令系統概述 36
3.1.1 8086指令的基本格式 36
3.1.2 8086指令的尋址方式 38
3.2 8086的基本指令 41
3.2.1 數據傳送指令 41
3.2.2 算術運算指令 45
3.2.3 邏輯運算指令 49
3.2.4 串操作指令 52
3.2.5 控制轉移指令 54
3.2.6 處理器控制指令 58
3.3 8086匯編語言的編程格式 59
3.3.1 8086匯編語言的標記和表達式 59
3.3.2 8086匯編語言的語句類型和格式 61
3.3.3 8086匯編語言的程序結構 63
3.4 匯編語言程序設計 64
3.4.1 程序設計步驟 64
3.4.2 順序結構與簡單程序設計 65
3.4.3 分支結構和分支程序設計 66
3.4.4 循環結構與循環程序設計 67
3.4.5 子程序結構與子程序設計 69
3.4.6 中斷類指令及DOS系統功能調用 70
3.5 32位機指令系統簡介 72
小結 72
習題 73
第4章 存儲器 76
4.1 存儲器概述 76
4.1.1 存儲器的分類 76
4.1.2 存儲器的性能指標 78
4.1.3 存儲器的基本工作原理 79
4.2 存儲系統的體系結構 80
4.2.1 高速緩存技術 81
4.2.2 虛擬存儲技術 81
4.3 常用半導體存儲器 82
4.3.1 隨機存取存儲器 82
4.3.2 只讀存儲器 85
4.3.3 微處理器與存儲器的連接 86
4.4 常用的外存 90
4.4.1 軟磁盤 90
4.4.2 硬磁盤 92
4.4.3 光盤存儲器 95
小結 97
習題 98
第5章 中斷系統 99
5.1 8086的中斷結構 99
5.1.1 中斷概述 99
5.1.2 微機系統的中斷源 100
5.1.3 微機系統的中斷過程 102
5.1.4 中斷向量與中斷向量表 105
5.2 可編程中斷控制器8259A 106
5.2.1 8259A的內部結構和引腳特性 106
5.2.2 8259A的中斷管理方式 109
5.2.3 8259A的初始化 112
小結 118
習題 118
第6章 常用I/O接口電路 120
6.1 I/O接口概述 120
6.1.1 接口的功能 121
6.1.2 接口的分類 122
6.1.3 接口的組成 123
6.1.4 微機與I/O設備的信息交換方式 124
6.2 常用I/O接口電路 129
6.2.1 接口的尋址 129
6.2.2 常用并行I/O接口電路 132
6.2.3 常用數/模和模/數轉換電路 136
小結 148
習題 148
第7章 可編程I/O接口電路 150
7.1 可編程計數器/定時器芯片8253 150
7.1.1 8253的基本功能和內部結構 151
7.1.2 8253的引腳及功能 152
7.1.3 8253的工作方式 153
7.1.4 8253的初始化編程 157
7.2 可編程串行接口芯片8251A 160
7.2.1 串行通信基礎 160
7.2.2 8251A的功能 163
7.2.3 8251A的內部結構 164
7.2.4 8251A的引腳及功能 165
7.2.5 8251A的初始化編程 167
7.3 可編程并行接口芯片8255A 172
7.3.1 8255A的內部結構 173
7.3.2 8255A的引腳及功能 174
7.3.3 8255A的工作方式 175
7.3.4 8255A的初始化編程 179
小結 184
習題 184
第8章 鍵盤和顯示 186
8.1 鍵盤 186
8.1.1 鍵盤概述 186
8.1.2 鍵盤的工作原理 186
8.1.3 鍵盤的應用實例 189
8.2 顯示器 191
8.2.1 顯示適配器概述 191
8.2.2 LED 194
8.2.3 LCD 199
小結 201
習題 202
參考文獻 204
第1章 結論
【本章內容簡介】本章系統地介紹計算機的發展、分類及計算機系統的基本組成。著重介紹微型計算機的特點和硬件系統的組成與配置。要求對微型計算機的發展、主要技術指標、基本應用及相關技術的發展趨勢有一定的認知。
【本章重點難點】重點掌握計算機系統的基本組成和微型計算機硬件系統的組成與配置。
1.1 計算機概述
計算機(Computer)通常稱為電腦,是20世紀最重要的科技成果之一。計算機是一種能夠自動地、高速地、精確地進行信息處理的現代化電子設備,是一種幫助人類從事腦力勞動(包括記憶、計算、分析、判斷、設計、咨詢、診斷、決策、學習與創作等思維活動)的工具。
1.1.1 計算機的發展簡史
計算的概念與文明同樣古老,早期人類利用結繩計數,進而有了東方的創造:算籌,算盤。而在西歐,由中世紀進入文藝復興時期的社會大變革極大地促進了自然科學技術的發展,人們長期被神權壓抑的創造力得到空前釋放。其中,制造一臺能幫助人進行計算的機器就是最耀眼的思想火花之一。從那時起,一個又一個科學家為把這一思想火花變成引導人類進入自由王國的火炬而不懈努力。
1642年,法國科學家帕斯卡發明了第一臺自動計算機器——機械加法器Pascaline。為了紀念他對計算機領域的特殊貢獻,人們以他的名字命名了一門程序設計語言——Pascal語言。
……