微機原理與接口技術

本書共14章分為4部分： 第1部分為原理篇，包括微型計算機基礎、8088/8086 CPU及其指令系統、彙編語言程序設計、存儲器技術、輸入/輸出技術、中斷技術。 第2部分為接口篇，自動氣象站設計為例，導入了8259A、8253、8255A等可編程接口芯片和A/D轉換器。 第3部分為拓展篇，介紹微機新技術. 第4部分為實踐篇，主要是彙編和接口部分基於Proteus仿真的典型實驗。

張穎超，教授，博導，江蘇省自動化學會常務理事；江蘇省微電腦應用協會理事；中國氣象軟科學委員會委員；中國計算機學會工控機專委會委員；中國人工智能學會智能檢測與運動控制分會（籌）副理事長；機械工業教育協會機電類學科教學委員自動化分委員會委員

原 理 篇

第1章 微型計算機基礎 (2)

1.1 微型計算機發展概述 (2)

1.2 微型計算機系統的組成、結構與

工作過程 (4)

1.2.1 微型計算機系統的組成與結構 (4)

1.2.2 微機系統的工作過程 (6)

1.3 常用數制與編碼表示方法 (9)

1.3.1 計算機中常用的數制 (9)

1.3.2 計算機中信息的編碼表示 (11)

1.4 微型計算機中的數據表示方法 (12)

1.4.1 無符號數與有符號數 (12)

1.4.2 有符號二進制數的計算 (13)

1.5 本章學習指導 (14)

1.5.1 本章主要內容 (14)

1.5.2 典型例題 (15)

本章習題 (16)

第2章 8086/8088微處理器 (17)

2.1 8086/8088微處理器特點 (17)

2.2 8086/8088微處理器結構 (18)

2.2.1 8086/8088功能結構 (18)

2.2.2 8086/8088寄存器結構 (20)

2.2.3 8086/8088存儲器尋址 (22)

2.2.4 8086/8088外部引腳 (23)

2.3 8086/8088 CPU工作模式和引腳 (26)

2.3.1 8086/8088小工作模式 (26)

2.3.2 8086/8088工作模式 (27)

2.4 8086的總線時序 (31)

2.4.1 小工作模式典型時序 (31)

2.4.2 工作模式典型時序 (34)

2.5 本章學習指導 (36)

2.5.1 本章主要內容 (36)

2.5.2 典型例題 (37)

本章習題 (38)

第3章 8086/8088指令系統 (39)

3.1 尋址方式 (39)

3.2 數據傳送指令 (43)

3.2.1 MOV指令 (43)

3.2.2 棧指令 (44)

3.2.3 交換指令XCHG (46)

3.2.4 累加器專用傳送指令 (47)

3.2.5 地址傳送指令 (48)

3.2.6 標誌位傳送指令 (49)

3.3 算術運算指令 (50)

3.3.1 加法指令 (50)

3.3.2 減法指令 (52)

3.3.3 乘除法指令 (53)

3.3.4 符號擴展指令 (55)

3.3.5 十進制調整指令 (55)

3.4 邏輯運算指令 (56)

3.5 移位指令 (59)

3.5.1 算術邏輯移位指令 (59)

3.5.2 循環移位指令 (60)

3.6 處理器控制指令及標誌位處理指令 (61)

3.7 本章學習指導 (62)

3.7.1 本章主要內容 (62)

3.7.2 典型例題 (63)

本章習題 (64)

第4章 彙編語言程序設計 (66)

4.1 彙編語言基礎 (66)

4.1.1 彙編語言的語句組成 (66)

4.1.2 數據項 (67)

4.1.3 表達式 (68)

4.1.4 數據定義 (69)

4.1.5 分析運算符與合成運算符 (71)

4.1.6 符號定義 (72)

4.1.7 定位定義 (73)

4.2 順序程序設計 (74)

4.2.1 簡單的彙編語言程序 (74)

4.2.2 包含多個段的彙編語言程序 (75)

4.3 分支程序設計 (78)

4.3.1 轉移指令 (78)

4.3.2 分支程序舉例 (81)

4.4 循環程序設計 (85)

4.4.1 循環程序的基本結構 (85)

4.4.2 循環指令 (86)

4.4.3 循環程序舉例 (87)

4.5 DOS系統功能調用 (89)

4.5.1 常用系統功能調用 (89)

4.5.2 DOS系統功能調用舉例 (91)

4.6 子程序設計 (93)

4.6.1 調用與返回指令 (93)

4.6.2 過程定義 (95)

4.6.3 參數和結果的傳遞 (96)

4.6.4 子程序設計舉例 (102)

4.7 字符串處理 (103)

4.7.1 字符串操作指令 (103)

4.7.2 重複指令前綴 (106)

4.7.3 字符串處理程序舉例 (107)

4.8 本章學習指導 (108)

4.8.1 本章主要內容 (108)

4.8.2 典型例題 (110)

本章習題 (112)

第5章 存儲器技術 (113)

5.1 存儲器概述 (113)

5.1.1 半導體存儲器分類 (113)

5.1.2 存儲器性能指標 (114)

5.1.3 存儲器系統結構 (115)

5.2 隨機讀寫存儲器 (116)

5.2.1 靜態RAM (117)

5.2.2 動態RAM (119)

5.3 只讀存儲器 (121)

5.3.1 掩模型ROM和可編程ROM (121)

5.3.2 可擦除可編程ROM(EPROM) (121)

5.3.3 電可擦除可編程

ROM(E2PROM) (123)

5.4 CPU與存儲器的連接 (123)

5.4.1 存儲器擴展 (123)

5.4.2 存儲器譯碼 (126)

5.5 現代微機的存儲體系 (129)

5.5.1 Cache?主存存儲層次 (129)

5.5.2 主輔存存儲層次 (131)

5.5.3 並行主存系統及新型RAM (132)

5.6 本章學習指導 (134)

5.6.1 本章主要內容 (134)

5.6.2 典型例題 (136)

本章習題 (138)

第6章 輸入/輸出接口技術 (139)

6.1 I/O接口概述 (140)

6.1.1 接口的功能及其作用 (140)

6.1.2 接口的分類 (141)

6.1.3 簡單I/O接口芯片 (142)

6.2 I/O端口及其編址方法 (143)

6.2.1 I/O端口 (143)

6.2.2 I/O端口的編址方法 (144)

6.3 輸入/輸出方式及其接口 (145)

6.3.1 程序控制傳輸方式 (146)

6.3.2 中斷傳輸方式 (150)

6.3.3 DMA方式 (152)

6.3.4 4種I/O方式的比較 (156)

6.4 本章學習指導 (157)

6.4.1 本章主要內容 (157)

6.4.2 典型例題 (158)

本章習題 (159)

第7章 中斷技術 (160)

7.1 中斷的基本概念及其應用 (160)

7.2 中斷系統的功能和中斷優先級 (162)

7.2.1 基本概念 (162)

7.2.2 中斷優先級 (162)

7.3 8086/8088的中斷操作 (166)

7.3.1 中斷的分類 (166)

7.3.2 中斷類型碼、中斷向量和

中斷向量表 (166)

7.4 中斷響應過程與時序 (170)

7.4.1 硬件中斷的響應過程和

中斷服務 (170)

7.4.2 中斷指令和軟件中斷的響應

過程 (173)

7.5 本章學習指導 (176)

7.5.1 本章主要內容 (176)

7.5.2 典型例題 (177)

本章習題 (178)

接 口 篇

第8章 可編程中斷控制器8259A (182)

8.1 8259A的主要功能及結構 (182)

8.2 8259A的工作過程 (185)

8.2.1 單片8259A的工作過程 (186)

8.2.2 多片8259A級聯的工作過程 (186)

8.3 8259A的中斷管理 (188)

8.3.1 中斷優先級管理 (188)

8.3.2 中斷結束管理 (189)

8.3.3 中斷嵌套管理 (189)

8.3.4 中斷屏蔽管理 (193)

8.4 8259A的編程 (194)

8.4.1 初始化命令字 (194)

8.4.2 初始化的程序流程 (196)

8.4.3 操作命令字 (196)

8.5 8259A的應用舉例 (200)

8.5.1 8259A在X86系統中的應用 (201)

8.5.2 8259A在自動氣象站中的

應用 (202)

8.6 本章學習指導 (203)

8.6.1 本章主要內容 (203)

8.6.2 典型例題 (205)

本章習題 (207)

第9章 可編程定時/計數器

8253/8254 (208)

9.1 8253的引腳功能和編程結構 (209)

9.1.1 8253的引腳功能 (209)

9.1.2 8253的編程結構 (209)

9.1.3 8253內部寄存器的選擇 (210)

9.2 8253的編程 (211)

9.2.1 8253的控制字 (211)

9.2.2 8253的計數初值 (211)

9.2.3 8253的初始化編程 (212)

9.2.4 8253的計數器讀操作 (213)

9.3 8253的工作方式 (214)

9.3.1 方式0 (215)

9.3.2 方式1 (216)

9.3.3 方式2 (217)

9.3.4 方式3 (218)

9.3.5 方式4 (220)

9.3.6 方式5 (222)

9.3.7 6種工作方式的比較 (224)

9.4 8253的應用舉例 (225)

9.4.1 8253多通道串聯的應用 (225)

9.4.2 8253在自動氣象站中的應用 (226)

9.5 8254芯片 (228)

9.5 本章學習指導 (230)

9.5.1 本章主要內容 (230)

9.5.2 典型例題 (231)

本章習題 (233)

第10章 可編程並行接口芯片

8255A (234)

10.1 並行接口概述 (234)

10.2 8255A概述 (235)

10.2.1 8255A內部結構和芯片引腳 (235)

10.2.2 8255A的工作方式和初始化

編程 (237)

10.3 8255A的工作過程分析 (239)

10.3.1 方式0 (239)

10.3.2 方式1 (240)

10.3.3 方式2 (242)

10.4 8255A的應用舉例 (244)

10.4.1 8255A在打印機接口中的應用 (244)

10.4.2 8255A在自動氣象站中的

應用 (245)

10.5 本章學習指導 (252)

10.5.1 本章主要內容 (252)

10.5.2 典型例題 (252)

本章習題 (254)

第11章 串行通信與可編程接口

芯片8251A (255)

11.1 串行通信基礎 (255)

11.1.1 串行通信方式 (256)

11.1.2 數據傳送方式 (257)

11.1.3 信號傳輸方式 (258)

11.1.4 串行接口標準 (258)

11.2 可編程串行接口芯片8251A (261)

11.2.1 8251A概述 (261)

11.2.2 8251A初始化編程 (264)

11.2.3 8251A應用舉例 (267)

11.2.4 8251A在自動氣象站中的

應用 (268)

11.3 本章學習指導 (270)

11.3.1 本章主要內容 (270)

11.3.2 典型例題 (271)

本章習題 (272)

第12章 A/D、D/A轉換技術及其

接口設計 (274)

12.1 D/A轉換器及其與主機的接口 (275)

12.1.1 D/A轉換器組成 (275)

12.1.2 D/A轉換原理 (276)

12.1.3 D/A轉換器技術指標及選型 (278)

12.1.4 數模D/A轉換器DAC0832 (279)

12.1.5 串行接口D/A轉換器 (282)

12.1.6 D/A轉換器應用 (283)

12.2 A/D轉換器及其與主機的接口 (286)

12.2.1 A/D轉換接口 (286)

12.2.2 A/D轉換原理及實現 (291)

12.2.3 A/D轉換器技術指標及選型 (294)

12.2.4 模數A/D轉換器ADC0809 (295)

12.2.5 12位A/D轉換器AD574 (298)

12.2.6 自動氣象站框架設計 (301)

12.3 本章學習指導 (302)

12.3.1 本章主要內容 (302)

12.3.2 典型例題 (303)

本章習題 (304)

拓 展 篇

*第13章 總線技術 (307)

13.1 總線概述 (307)

13.2 總線控制 (309)

13.2.1 總線仲裁 (309)

13.2.2 總線握手 (310)

13.3 常用總線標準 (312)

13.3.1 ISA總線 (312)

13.3.2 PCI總線 (314)

13.3.3 USB 總線 (317)

13.3.4 IEEE 1394總線 (321)

13.3.5 SCSI 總線 (321)

13.3.6 AGP 總線 (322)

13.3.7 PCI-E總線 (322)

13.3.8 I2C總線 (323)

13.3.9 SPI總線 (324)

13.4 本章學習指導 (325)

本章習題 (325)

*第14章 高性能微處理器及其