微機原理與接口技術

本書是根據教育部高等學校計算機基礎課程教學指導委員會編制的《高等學校計算機基礎教學發展戰略研究報告暨計算機基礎課程教學基本要求》中有關理工類專業“微機原理與接口技術”課程教學要求組織編寫的。全書共分為7章：微型計算機基礎及工作原理、微處理器、指令系統和彙編語言程序設計、存儲系統、輸入/輸出技術、微機接口及應用、微機總線及I/O接口標準。

本書內容全面系統、概念清楚、例題豐富、通俗易懂、實用性強。本書適合作為高等學校理工類各專業微機原理與接口技術的教學用書，也可作為微機應用系統設計和開發人員的參考書或培訓教材。 ^[1] 

第1章 微型計算機基礎及工作原理 1

1.1 計算機中數據的表示 2

1.1.1 數值型數據的表示 2

1.1.2 定點數和浮點數 5

1.1.3 非數值數據的表示 7

1.2 二進制數的運算 10

1.2.1 二進制數的算術運算 10

1.2.2 二進制數的邏輯運算 12

1.3 微型計算機的基本組成電路 13

1.3.1 基本邏輯門 13

1.3.2 觸發器 14

1.3.3 寄存器 16

1.3.4 譯碼器 17

1.3.5 三態輸出電路 18

1.3.6 加法電路與算術邏輯運算單元 18

1.3.7 存儲器 19

1.4 微型計算機的工作原理 20

1.4.1 計算機的發展 20

1.4.2 計算機的分類 21

1.4.3 馮·諾依曼計算機體系結構 23

1.4.4 計算機系統的構成 23

1.4.5 微型計算機的硬件基本結構 24

1.4.6 微型計算機系統的性能指標 25

思考與練習 26

第2章 微處理器 27

2.1 微處理器概述 28

2.1.1 微處理器的基本概念 28

2.1.2 微處理器的基本結構與功能 28

2.1.3 微處理器的發展過程 29

2.2 8086/8088 CPU結構 30

2.2.1 執行部件（EU） 31

2.2.2 總線接口部件（BIU） 32

2.2.3 內部寄存器及其功能 33

2.2.4 存儲器組織 35

2.3 8086/8088 CPU的外部結構和工作模式 36

2.3.1 8086/8088 CPU的主要引腳及其功能 36

2.3.2 8086/8088 CPU在最小模式和最大模式下的典型配置 39

2.4 8086/8088微處理器的基本時序 41

2.4.1 指令週期、總線週期及時鐘週期 41

2.4.2 最小模式下的典型時序 41

2.4.3 最大模式下的典型時序 43

2.5 Pentium系列微處理技術概述 44

2.5.1 Pentium微處理器的內部結構 44

2.5.2 Pentium微處理器的特點 45

2.5.3 Pentium微處理器的程序設計模型 46

2.5.4 Pentium微處理器的工作模式 49

2.6 嵌入式系統和嵌入式處理器概述 51

思考與練習 53

第3章 指令系統和彙編語言程序設計 54

3.1 指令與指令系統的基本概念 55

3.1.1 指令和指令系統 55

3.1.2 指令的基本格式 55

3.2 尋址方式 56

3.2.1 指令的尋址方式 56

3.2.2 操作數的尋址方式 56

3.3 8086/8088的指令系統 58

3.3.1 數據傳送類指令 58

3.3.2 算術運算類指令 61

3.3.3 邏輯運算和移位循環類指令 64

3.3.4 串操作類指令 66

3.3.5 程序控制類指令 68

3.3.6 處理器控制類指令 72

3.4 彙編語言程序的開發過程 73

3.4.1 彙編語言源程序和彙編程序 73

3.4.2 彙編語言源程序的結構 74

3.5 彙編語言基本語法 75

3.5.1 彙編語言語句的種類及其格式 75

3.5.2 彙編語言的數據 76

3.5.3 彙編語言的偽指令語句 82

3.5.4 DOS和BIOS中斷調用 85

3.6 彙編語言程序設計基本方法 87

3.6.1 順序程序設計 87

3.6.2 分支程序設計 89

3.6.3 循環程序設計 92

3.6.4 子程序設計 96

3.7 彙編語言和C/C++語言混合編程 102

3.7.1 混合編程的基本規則 102

3.7.2 C/C++語言中內嵌的彙編指令 102

3.7.3 獨立的彙編目標碼 104

思考與練習 106

第4章 存儲系統 111

4.1 存儲器概述 112

4.1.1 存儲器的分類 112

4.1.2 存儲系統體系結構 114

4.1.3 存儲器的主要性能指標 116

4.2 半導體存儲器 116

4.2.1 半導體存儲器的特點 117

4.2.2 半導體存儲器的基本結構 117

4.2.3 典型芯片 118

4.3 微機系統中的主存儲器組成 121

4.3.1 存儲器的擴展技術 121

4.3.2 譯碼電路的設計 123

4.3.3 存儲器芯片與CPU的連接 126

4.3.4 微機的主存儲器組成 131

4.3.5 DRAM內存條簡介 133

4.4 高速緩衝存儲器 136

4.4.1 “cache-主存”存儲體系 136

4.4.2 主存與cache的地址映射方式 138

4.4.3 cache的替換策略 140

4.4.4 cache的更新策略 140

4.5 輔助存儲器 141

4.5.1 硬盤存儲器 141

4.5.2 光盤存儲器 144

4.5.3 新型輔助存儲器 147

思考與練習 150

第5章 輸入/輸出技術 151

5.1 輸入/輸出概述 152

5.1.1 I/O系統的組成和特點 152

5.1.2 I/O端口的編址方式 154

5.1.3 I/O地址譯碼 155

5.1.4 接口的分類及特點 157

5.1.5 接口設計方法 158

5.2 基本輸入/輸出方法 160

5.2.1 程序控制方式 160

5.2.2 中斷控制方式 161

5.2.3 DMA方式 161

5.3 中斷技術 162

5.3.1 中斷及中斷響應的一般過程 162

5.3.2 中斷控制器8259A 164

5.3.3 微機的中斷系統 176

5.3.4 中斷控制程序設計 179

思考與練習 181

第6章 微機接口及應用 183

6.1 數字接口電路 184

6.1.1 簡單接口芯片的應用 184

6.1.2 可編程並行I/O接口芯片 184

6.1.3 可編程串行I/O接口芯片 194

6.1.4 可編程定時器/計數器芯片 207

6.2 模擬接口電路 220

6.2.1 D/A轉換器及其應用 220

6.2.2 A/D轉換器及其應用 228

6.2.3 工業閉環控制系統結構框架 232

6.3人機交互設備及接口 233

6.3.1鍵盤及其接口 233

6.3.2鼠標及其接口 237

6.3.3顯示器及其接口 239

6.3.4打印機及其接口 244

思考與練習 248

第7章 微機總線及I/O接口標準 250

7.1 總線概述 251

7.1.1 總線的基本概念 251

7.1.2 總線的分類 252

7.1.3 總線的基本結構 252

7.1.4 總線的主要技術指標 256

7.2 系統總線標準 257

7.2.1ISA總線257

7.2.2EISA總線259

7.2.3PCI局部總線260

7.2.4 PCI-E局部總線 261

7.3 外設總線 262

7.3.1 外設總線（I/O接口）概述 262

7.3.2 常用外設總線（I/O接口）標準 263

思考與練習 271

附錄A DEBUG主要命令 272

參考文獻 276