本書為普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材。本書介紹了信息在計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)形式、數(shù)制及相互轉(zhuǎn)換、二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)和邏輯運(yùn)算等基礎(chǔ)知識(shí)；軟件部分講述了8086指令系統(tǒng)、部分偽指令和DOS功能調(diào)用及匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)和調(diào)試的全過程；硬件部分介紹了8086 CPU的內(nèi)部特點(diǎn)、寄存器及相關(guān)概念、存儲(chǔ)器的分類及層次結(jié)構(gòu)、物理地址形成、譯碼電路等；討論了諸多I/O接口芯片的結(jié)構(gòu)、編程及應(yīng)用，在串行通信中還介紹了USB總線；討論并舉例說明了A/D、D/A芯片、微機(jī)接口及應(yīng)用，本書還對(duì)80286、80386 CPU主要內(nèi)容及其體系做了簡(jiǎn)要介紹。全書共分12章，每章附有習(xí)題，提供配套的電子課件。本書適合作為高等院校非電類理工科學(xué)生相關(guān)課程的教材，也可以作為相關(guān)技術(shù)人員或愛好者的參考書。
第4版前言
2010年，教育部啟動(dòng)“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”，旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才。“卓越計(jì)劃”具有三個(gè)特點(diǎn)：一是行業(yè)企業(yè)深度參與培養(yǎng)過程；二是學(xué)校按通用標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)工程人才；三是強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力。顯然，強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力的一個(gè)途徑就是改革教材，把書本上的知識(shí)，特別是工程技術(shù)方面的教材內(nèi)容與實(shí)際結(jié)合起來，把提出問題、分析問題、解決問題的方法帶入到書本的講解中，使學(xué)生在學(xué)習(xí)中領(lǐng)會(huì)其工程思想，把握其工程特點(diǎn)，自覺地把所學(xué)知識(shí)高水平地應(yīng)用到工作中。
我們?cè)诳偨Y(jié)20多年的微機(jī)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，于2006年出版了相關(guān)教材，對(duì)計(jì)算機(jī)的軟硬件的充滿工程色彩的描述和講解是本書的主要特色。本書主要在中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)非電子系及專業(yè)使用，原書寫于2006年，第3版于2011年出版，累計(jì)印刷了10次，超過4萬冊(cè)，顯示了讀者和有關(guān)教學(xué)部門對(duì)此書的重視和厚愛。
根據(jù)廣大讀者和從事微機(jī)教學(xué)同人的意見，并參考筆者歷年來的講稿，本書進(jìn)行了修訂，修改內(nèi)容包括：① 刪去了一些不必要的內(nèi)容；② 更正了原書中的一些錯(cuò)誤；③ 對(duì)書中一些概念作了進(jìn)一步說明；④ 增加了一些實(shí)例。具體來講，在軟件部分對(duì)一些重要指令在概念上、在編程使用上進(jìn)一步進(jìn)行了描述。為了提高讀者的編程能力，本書增加了一些新的編程例子，并對(duì)程序盡量詳細(xì)地給予了說明。
針對(duì)本書的講課安排，筆者建議總學(xué)時(shí)在60～80學(xué)時(shí)，主要授課范圍是第1～10章，各單位可以根據(jù)自己的教學(xué)安排對(duì)其內(nèi)容進(jìn)行有重點(diǎn)的講授。第11章和12章是微機(jī)原理知識(shí)的擴(kuò)展，對(duì)非電類的學(xué)生不一定講授。
筆者從事微機(jī)教學(xué)已近30年，雖積累了許多教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，但不敢說這本教材能盡如人意，微機(jī)原理與接口內(nèi)容很龐雜，書中的不妥之處在所難免，今后我們會(huì)繼續(xù)努力，完善這部教材。
本書由彭虎、周佩玲、傅忠謙進(jìn)行修訂編寫，彭虎負(fù)責(zé)全書的統(tǒng)稿。
由于作者學(xué)識(shí)淺顯，經(jīng)驗(yàn)有限，書中難免會(huì)出現(xiàn)許多不足和遺漏，希望各位同行批評(píng)指正。
本書為教學(xué)老師提供相關(guān)教學(xué)課件，可從網(wǎng)站http://www.hxedu.com.cn下載。
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作 者
中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)信息技術(shù)學(xué)院
合肥工業(yè)大學(xué)醫(yī)學(xué)工程學(xué)院
第1章 計(jì)算機(jī)基本知識(shí) 1
1．1 微型計(jì)算機(jī)組成 1
1．2 微型計(jì)算機(jī)中信息的表示及運(yùn)算基礎(chǔ) 2
1．2．1 二進(jìn)制數(shù)的表示和運(yùn)算 3
1．2．2 二-十進(jìn)制（BCD）數(shù)的表示和運(yùn)算 4
1．2．3 十六進(jìn)制數(shù)的表示和運(yùn)算 5
1．2．4 帶符號(hào)二進(jìn)制數(shù)的表示和運(yùn)算 6
1．2．5 字符的編碼表示 9
1．3 幾種進(jìn)制之間的相互轉(zhuǎn)換 10
1．3．1 十進(jìn)制整數(shù)到任意進(jìn)制整數(shù)的轉(zhuǎn)換 10
1．3．2 任意進(jìn)制整數(shù)到十進(jìn)制整數(shù)的轉(zhuǎn)換 11
1．3．3 二進(jìn)制數(shù)到十六進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換 12
1．3．4 帶符號(hào)二進(jìn)制整數(shù)到十進(jìn)制整數(shù)的轉(zhuǎn)換 12
習(xí)題1 12
第2章 8086系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 14
2．1 8086 CPU結(jié)構(gòu) 14
2．1．1 8086 CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 14
2．1．2 8086 CPU的寄存器結(jié)構(gòu) 16
2．1．3 8086 CPU的引腳及功能 20
2．2 8086系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和配置 22
2．2．1 8086存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu) 23
2．2．2 8086的輸入/輸出結(jié)構(gòu) 26
2．2．3 8086的最小模式和最大模式系統(tǒng) 27
2．3 8086 CPU內(nèi)部時(shí)序 30
習(xí)題2 34
第3章 8086的指令系統(tǒng) 35
3．1 8086指令的特點(diǎn) 35
3．2 8086的尋址方式 36
3．2．1 8086尋址方式的說明 36
3．2．2 尋址方式介紹 37
3．3 8086的指令格式及數(shù)據(jù)類型 40
3．4 8086的指令集 42
3．4．1 數(shù)據(jù)傳輸指令 42
3．4．2 算術(shù)運(yùn)算指令 46
3．4．3 位操作指令 52
3．4．4 串處理指令 57
3．4．5 程序控制轉(zhuǎn)移指令 59
3．4．6 處理器控制指令 65
習(xí)題3 66
第4章 8086匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì) 70
4．1 8086匯編語(yǔ)言的語(yǔ)句 70
4．2 8086匯編語(yǔ)言中的偽指令 71
4．2．1 符號(hào)定義語(yǔ)句 72
4．2．2 變量定義語(yǔ)句 72
4．2．3 段定義語(yǔ)句 74
4．2．4 過程定義語(yǔ)句 76
4．2．5 結(jié)束語(yǔ)句 77
4．3 8086匯編語(yǔ)言中的運(yùn)算符 77
4．3．1 常用運(yùn)算符和操作符 77
4．3．2 運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)別 79
4．4 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì) 80
4．4．1 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)基本步驟 80
4．4．2 匯編語(yǔ)言程序的基本結(jié)構(gòu) 80
4．5 宏定義與宏調(diào)用 86
4．6 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)與上機(jī)調(diào)試 88
4．6．1 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)實(shí)例 88
4．6．2 DOS功能調(diào)用與子程序設(shè)計(jì) 97
4．6．3 匯編語(yǔ)言程序上機(jī)調(diào)試 101
習(xí)題4 102
第5章 存儲(chǔ)器原理與接口 103
5．1 存儲(chǔ)器分類 103
5．2 多層存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) 105
5．3 主存儲(chǔ)器及存儲(chǔ)控制 107
5．3．1 主存儲(chǔ)器 107
5．3．2 主存儲(chǔ)器的基本組成 108
5．4 8086系統(tǒng)的存儲(chǔ)器組織 111
5．4．1 8086 CPU的存儲(chǔ)器接口 111
5．4．2 存儲(chǔ)器接口舉例 113
5．5 現(xiàn)代內(nèi)存芯片技術(shù) 118
習(xí)題5 118
第6章 微型計(jì)算機(jī)的輸入/輸出 119
6．1 CPU與外設(shè)通信的特點(diǎn) 119
6．1．1 I/O端口的尋址方式 119
6．1．2 I/O端口地址的形成 120
6．2 輸入/輸出方式 121
6．3 CPU與外設(shè)通信的接口 122
6．3．1 同步傳輸方式與接口 122
6．3．2 異步查詢方式與接口 123
6．4 8086 CPU的輸入/輸出 126
習(xí)題6 127
第7章 可編程接口芯片 128
7．1 可編程并行接口芯片8255A 129
7．1．1 8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 129
7．1．2 8255A的引腳 130
7．1．3 8255A的工作方式及編程 131
7．1．4 8255A工作方式的功能 133
7．1．5 8255A應(yīng)用舉例 140
7．2 可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器接口芯片8253 146
7．2．1 8253的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 147
7．2．2 8253的引腳分配 149
7．2．3 8253的編程 149
7．2．4 8253的工作方式 152
7．2．5 8253的工作方式小結(jié) 158
7．2．6 8253應(yīng)用舉例 159
習(xí)題7 162
第8章 串行輸入/輸出接口 164
8．1 串行通信接口 164
8．1．1 串行通信的實(shí)現(xiàn) 166
8．1．2 串行通信的基本概念 171
8．1．3 可編程串行通信接口芯片8251A簡(jiǎn)介 174
8．1．4 串行通信接口RS-232C 182
8．2 USB總線簡(jiǎn)介 188
8．2．1 USB概述 188
8．2．2 USB工作原理 191
8．2．3 USB傳輸方式 193
8．2．4 USB設(shè)備列舉 194
8．3 USB總線轉(zhuǎn)接芯片――CH341簡(jiǎn)介 195
習(xí)題8 196
第9章 中斷與中斷管理 197
9．1 中斷原理 197
9．1．1 從無條件傳輸、條件傳輸?shù)街袛鄠鬏?197
9．1．2 中斷概念 198
9．1．3 中斷應(yīng)用 199
9．2 中斷系統(tǒng)組成及其功能 200
9．2．1 與中斷有關(guān)的觸發(fā)器 200
9．2．2 中斷條件 201
9．2．3 中斷響應(yīng)過程 202
9．3 中斷源識(shí)別及中斷優(yōu)先權(quán) 203
9．3．1 中斷源識(shí)別 203
9．3．2 中斷優(yōu)先權(quán) 206
9．4 8086中斷系統(tǒng) 207
9．4．1 不可屏蔽中斷 208
9．4．2 可屏蔽中斷 208
9．4．3 軟件中斷 208
9．4．4 中斷概念的再討論 211
9．5 8086 CPU的中斷管理 211
9．5．1 8086 CPU的中斷處理順序 211
9．5．2 8086 CPU的中斷服務(wù)入口地址表 211
9．5．3 中斷入口地址設(shè)置 212
9．6 可編程中斷控制器8259A簡(jiǎn)介 215
9．6．1 8259A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳分配 215
9．6．2 8259A的中斷管理方式 217
9．6．3 8259A的編程與應(yīng)用 219
9．7 IBM PC硬件中斷 223
9．7．1 中斷設(shè)置 224
9．7．2 計(jì)算機(jī)中斷資源的使用 224
9．7．3 中斷舉例 225
習(xí)題9 227
第10章 D/A轉(zhuǎn)換與A/D轉(zhuǎn)換接口及其應(yīng)用 228
10．1 從物理信號(hào)到電信號(hào)的轉(zhuǎn)換 229
10．2 D/A轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù) 231
10．2．1 并行8位D/A轉(zhuǎn)換芯片AD558及其接口 232
10．2．2 串行8位D/A轉(zhuǎn)換器TLC5620 233
10．2．3 12位D/A轉(zhuǎn)換器及接口 237
10．3 A/D轉(zhuǎn)換器及其接口技術(shù) 237
10．3．1 A/D轉(zhuǎn)換原理 237
10．3．2 A/D轉(zhuǎn)換與微機(jī)接口技術(shù)的一般原理 238
10．3．3 A/D轉(zhuǎn)換與微機(jī)接口電路 239
10．3．4 A/D轉(zhuǎn)換芯片ADC0809 241
10．3．5 串行8位A/D轉(zhuǎn)換器TLC0831 245
10．4 微機(jī)應(yīng)用實(shí)例 247
習(xí)題10 249
第11章 80286微處理器 250
11．1 80286微處理器基本原理概述 250
11．1．1 80286內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介 250
11．1．2 80286芯片引腳功能 254
11．1．3 80286支持的數(shù)據(jù)類型和指令系統(tǒng) 255
11．1．4 80286的存儲(chǔ)器管理 256
11．1．6 保護(hù)虛地址方式下存儲(chǔ)器管理 257
11．2 80286的系統(tǒng)配置 262
習(xí)題11 264
第12章 80386微處理器 265
12．1 80386系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 265
12．1．1 80386微處理器基本結(jié)構(gòu) 265
12．1．2 80386的寄存器組成 268
12．1．3 80386的存儲(chǔ)器管理 270
12．1．4 80386的保護(hù)機(jī)制 275
12．1．5 80386系統(tǒng)組成 275
12．2 80386的指令系統(tǒng) 277
12．2．1 80386的尋址方式 277
12．2．2 80386的指令系統(tǒng) 277
12．3 80386的存儲(chǔ)器擴(kuò)展 280
12．3．1 基本的存儲(chǔ)器接口控制線 281
12．3．2 基本的存儲(chǔ)器接口 281
12．3．3 高速緩沖存儲(chǔ)器 284
12．3．4 Intel 82385高速緩存控制器 288
12．4 80386的輸入/輸出接口 289
12．4．1 80386的I/O系統(tǒng) 289
12．4．2 多功能接口芯片82380 291
12．5 80386的異常和中斷及其處理 294
12．5．1 實(shí)模式下異常和中斷的處理過程 295
12．5．2 保護(hù)虛地址方式下異常和中斷的處理過程 295
12．6 精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)（RISC）簡(jiǎn)介 298
12．6．1 RISC的基本原理 298
12．6．2 RISC的特色及其難點(diǎn)所在 300
12．6．3 RISC的關(guān)鍵技術(shù) 301
12．7 80x86典型微處理機(jī)介紹 303
12．7．1 80486 CPU 303
12．7．2 Pentium系列微處理機(jī) 308
習(xí)題12 310
參考文獻(xiàn) 311
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