本書以**代表性的Intel 8086為背景,主要講述了16位微機的原理及應(yīng)用,同時兼顧32位微處理器。全書首先介紹微型計算機的基礎(chǔ)知識與運算基礎(chǔ),然后詳細地介紹8086微處理器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理、尋址方式、指令系統(tǒng)及匯編語言程序設(shè)計,最后深入地介紹存儲器、輸入輸出接口技術(shù)、典型可編程接口芯片的原理和應(yīng)用等。同時引入了課程主要章節(jié)的MOOC短視頻,豐富了學(xué)習資源,擴展了學(xué)習空間; 還提供和本書配套的課件,從而方便課程的教學(xué)。本書還配套出版包括例題、習題、實驗等內(nèi)容的《微機原理學(xué)習與實踐指導(dǎo)》(第3版),按照單個實驗項目分層次的思想設(shè)計了大量的實驗項目。 本書可以作為高等學(xué)校電氣信息類、機電類專業(yè)微型計算機原理及應(yīng)用課程的教材,也可以作為其他各類學(xué)生和廣大科技工作者學(xué)習微型計算機相關(guān)知識和應(yīng)用技術(shù)的參考書。
本教材是首批國家級一流本科課程微機原理及應(yīng)用的配套教材,先后被評為江蘇省高等學(xué)校精品教材、江蘇省十二五高等學(xué)校重點教材。教材定位科學(xué)準確、內(nèi)容深淺適當,知識面寬,敘述精煉,教學(xué)資源豐富,除配套教材課件外,還建設(shè)了教材的MOOC資源,配套出版了微機原理學(xué)習與實踐指導(dǎo),提供豐富的例題、習題和實踐指導(dǎo)。
微型計算機原理及應(yīng)用課程是學(xué)習和掌握微型計算機基本組成、工作原理、接口技術(shù)以及匯編程序設(shè)計的重要課程,也是較難學(xué)習掌握的課程。通過本課程的學(xué)習,能夠使學(xué)生具有微型計算機系統(tǒng)軟硬件開發(fā)和應(yīng)用的基本能力。
本書是在第2版的基礎(chǔ)上,根據(jù)讀者的反饋意見、多年使用的體會和微型計算機系統(tǒng)的發(fā)展與應(yīng)用需要精心修訂而成的。本書仍保留第2版的特色,保持了原教材的基本結(jié)構(gòu)和敘述方式,精心推敲了原教材內(nèi)容的細節(jié),更正了原教材存在的不足,對原有內(nèi)容進行增刪和調(diào)整。例如,在存儲器組織部分增加了數(shù)據(jù)存放方式,更易于后續(xù)理解不同類型數(shù)據(jù)存儲與訪問; 在敘述計數(shù)器/定時器8253時,參考芯片手冊說明對計數(shù)工作過程進行了重新調(diào)整,糾正了國內(nèi)部分教材存在多年的錯誤; 總線技術(shù)更新了當前使用的總線標準,體現(xiàn)微型計算機總線技術(shù)的新進展等。本版教材最重要的修訂是引用了MOOC短視頻,并根據(jù)短視頻調(diào)整了部分章節(jié)的順序。通過MOOC短視頻的引用豐富了學(xué)習資源,擴展了學(xué)習空間,使得本書的特色更加凸顯。
本書共分為11章,由李云主編。第1章和第6章由李云編寫,第2章由葛桂萍編寫,第3章和第4章由曹永忠編寫,第5章由強繼朋編寫,第7章由高龍琴編寫,第8章和第10章由于海東編寫,第9章由李彬編寫,第11章由蔣超編寫,本書電子課件由強繼朋制作。本書的第1章和第6章短視頻由李云講解錄制,第2~4章由葛桂萍講解錄制,第5章和第7章由史庭俊講解錄制,第8章和第10章由于海東講解錄制,第9章和第11章由李彬講解錄制。全書由李云統(tǒng)稿。本教材先后被遴選為江蘇省高等學(xué)校精品教材和 十二五江蘇省高等學(xué)校重點教材,入選揚州大學(xué)2022年精品本科教材建設(shè)工程項目,獲得揚州大學(xué)信息工程學(xué)院(人工智能學(xué)院)出版基金資助。
由于編者水平有限,時間倉促,書中難免有疏漏之處,懇請各位讀者批評指正。
編者
2023年6月于揚州大學(xué)
第2版前言
微型計算機原理及應(yīng)用課程是學(xué)習和掌握微型計算機基本組成、工作原理、接口技術(shù)以及匯編程序設(shè)計的重要課程。全書在內(nèi)容的安排上注重系統(tǒng)性、先進性和實用性,各章前后呼應(yīng),并采用了大量的應(yīng)用實例,以便于讀者深入了解微型計算機的原理、結(jié)構(gòu),以及如何運用這些知識設(shè)計實用的微型計算機應(yīng)用系統(tǒng)。
本書是在第1版的基礎(chǔ)上,根據(jù)讀者的反饋意見和微型計算機系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用需要精心修訂而成。本教材仍保留第1版的特色,在保持教材的基本結(jié)構(gòu)和敘述方式,對教材原有內(nèi)容進行增刪和組合,對部分知識點進行重新編排。譬如把總線周期的概念放在引腳的功能定義之前講述,便于解釋某些引腳功能有效時刻; 匯編語言程序設(shè)計中的主程序與子程序之間傳遞參數(shù)方法的實例重新設(shè)計,使之更加清晰直觀; 中斷技術(shù)的內(nèi)容重點為8086/8088的中斷,同時增加中斷向量的設(shè)置方法等,使得教材的重點更加突出; 總線技術(shù)描述了當前使用的一些總線標準等。同時根據(jù)微型計算機技術(shù)新的發(fā)展和新的接口技術(shù)的應(yīng)用,重點在新用方面進行擴展,更加凸顯教材的特色。
本書共分為11章,由李云主編。第1章和第6章由李云編寫,第2章由葛桂萍編寫,第3章和第4章由曹永忠編寫,第5章由管旗編寫,第7章由高龍琴編寫,第8章和第10章由于海東編寫,第9章由李彬編寫,第11章由周磊編寫,本書電子課件由于海東制作。全書由李云統(tǒng)稿,秦炳熙審稿。本教材先后被遴選為江蘇省高等學(xué)校精品教材和 十二五江蘇省高等學(xué)校重點教材,還得到了揚州大學(xué)出版基金的資助。
由于編者水平有限,時間倉促,書中難免有疏漏之處,懇請各位讀者批評指正,以便在今后的修訂中不斷改進。
編者
2015年5月于揚州大學(xué)
第1版前言
由于微型計算機具有高可靠性、高運算速度、大存儲容量、價格低、配置靈活、方便等特點,因此,其發(fā)展速度很快,應(yīng)用范圍很廣。只有對微型計算機系統(tǒng)的硬件有深刻的認識,才能正確地組成實際的微型計算機應(yīng)用系統(tǒng)。微型計算機原理及應(yīng)用課程是學(xué)習和掌握微型計算機基本組成、工作原理、接口技術(shù)以及匯編程序設(shè)計的重要課程。
本書以最具代表性的Intel 8086為背景,主要講述了16位微機的原理及應(yīng)用,同時兼顧32位微處理器,以反映微型計算機的新發(fā)展,幫助讀者自然地向高檔微型計算機的領(lǐng)域過渡。全書在內(nèi)容的安排上注重系統(tǒng)性、先進性和實用性,各章前后呼應(yīng),并采用了大量的應(yīng)用實例,以便于讀者深入了解微型計算機的原理、結(jié)構(gòu),以及如何運用這些知識設(shè)計實用的微型計算機應(yīng)用系統(tǒng)。
本書共分為11章,第1章介紹微機的基礎(chǔ)知識與運算基礎(chǔ); 第2章詳細介紹16位微處理器8086/8088的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作模式、操作時序以及存儲器的組織等,并簡要介紹32位微處理器80386、Pentium; 第3章講述微型計算機的指令格式、8086/8088微型計算機的尋址方式、指令系統(tǒng),并簡述32位微機新增的尋址方式和指令集; 第4章詳細介紹匯編語言程序設(shè)計的相關(guān)技術(shù),并介紹常用的DOS功能調(diào)用; 第5章介紹微型計算機中半導(dǎo)體存儲器的使用方法,特別針對16位微型計算機存儲器的擴展技術(shù)進行了較為詳盡的講述; 第6章介紹輸入輸出接口技術(shù),講述常用的輸入輸出傳送控制方式,重點講述中斷傳送方式及其中斷接口; 第7章全面地講述并行接口,先介紹簡單的不可編程并行接口,然后詳細介紹可編程并行接口8255A,最后作為并行接口的應(yīng)用實例,介紹常用的簡單并行輸入輸出設(shè)備鍵盤和LED顯示器; 第8章介紹串行接口及其相關(guān)技術(shù),并對BIOS的串行通信功能進行了簡述; 第9章詳細介紹可編程計數(shù)器/定時器8253及其應(yīng)用; 第10章分別介紹模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換和數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換的基本原理,并介紹常用的A/D轉(zhuǎn)換器和D/A轉(zhuǎn)換器及其使用方法; 第11章簡要介紹微型計算機系統(tǒng)的總線規(guī)范及其相關(guān)技術(shù)。同時,本書還配套出版包括例題、習題、實驗等內(nèi)容的微機原理學(xué)習與實踐指導(dǎo)教材,提供和教材配套的課件,從而方便課程的教學(xué)?紤]學(xué)生動手能力的提高,配套教材《微機原理學(xué)習與實踐指導(dǎo)》按照單個實驗項目分層次的思想設(shè)計了大量的實驗項目,通過實驗鞏固理論學(xué)習,訓(xùn)練學(xué)生技能,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力。
在編寫本書的過程中,編者參考了大量的文獻資料,吸取眾家之長,并結(jié)合編者多年來建設(shè)微型計算機原理及應(yīng)用平臺課程的成果以及微型計算機原理課程教學(xué)、計算機應(yīng)用研究方面的實際經(jīng)驗,對全書的內(nèi)容進行了精心的編排,力求做到內(nèi)容深淺適當、通俗易懂; 覆蓋知識面寬、重點突出; 敘述簡練、深入淺出; 反映新知識、側(cè)重實用等,體現(xiàn)淺、寬、精、新、用的特色。
本書由李云主編,第1章、第6章和第11章以及第7章的第一節(jié)由李云編寫,第2章由葛桂萍編寫,第3章和第4章以及第7章的第2~4節(jié)由曹永忠編寫,第5章由管旗編寫,第8章和第10章由于海東編寫,第9章由李彬編寫,本書電子課件由于海東制作。全書由李云統(tǒng)稿,秦炳熙審稿。在全書審定中秦炳熙提出了許多寶貴意見,在此對他表示深深的感謝。
由于編者水平有限,時間倉促,書中難免有疏漏之處,懇請各位讀者批評指正。
編者
2009年11月于揚州大學(xué)
第1章微型計算機基礎(chǔ)
1.1微型計算機發(fā)展
1.1.1微處理器和微型計算機的發(fā)展
1.1.2微型計算機的分類及其應(yīng)用
1.2微型計算機系統(tǒng)的組成
1.2.1微型計算機硬件
1.2.2微型計算機軟件
1.2.3微型計算機的工作過程
1.3微型計算機系統(tǒng)的性能指標
1.4微型計算機中常用數(shù)制和編碼
1.4.1常用數(shù)制及轉(zhuǎn)換
1.4.2數(shù)的表示與運算
1.4.3常用編碼
第2章16位和32位微處理器
2.18086/8088 CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和寄存器結(jié)構(gòu)
2.1.18086/8088 CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
2.1.28086/8088 CPU的寄存器結(jié)構(gòu)
2.28086/8088 CPU的引腳信號和功能
2.2.18086最小模式下引腳的功能定義
2.2.28086最大模式下引腳的功能定義
2.2.38088的引腳特性
2.38086/8088系統(tǒng)的工作模式與典型時序
2.3.18086/8088系統(tǒng)的工作模式
2.3.2指令周期與總線周期
2.3.38086/8088系統(tǒng)的典型時序
2.48086/8088的存儲器組織
2.4.1小端存放和大端存放
2.4.28086存儲器組織
2.4.38088存儲器組織
2.532位微處理器
2.5.132位微處理器80386
2.5.232位微處理器Pentium
2.5.3多核處理器
第3章16位/32位微處理器指令系統(tǒng)
3.1指令的基本格式
3.1.1指令的構(gòu)成
3.1.28086/8088的指令格式
3.28086/8088的尋址方式
3.38086/8088的指令系統(tǒng)
3.3.1數(shù)據(jù)傳送類指令
3.3.2算術(shù)運算類指令
3.3.3邏輯運算與移位類指令
3.3.4串操作類指令
3.3.5控制轉(zhuǎn)移類指令
3.3.6處理器控制類指令
3.480386的尋址方式和指令系統(tǒng)
3.4.180386的尋址方式
3.4.280386的指令系統(tǒng)
3.5Pentium新增加的指令
第4章匯編語言程序設(shè)計
4.1匯編語言概述
4.2匯編語言源程序格式
4.2.1匯編語言的語句格式
4.2.2偽指令
4.2.3匯編語言源程序的結(jié)構(gòu)
4.3匯編語言程序設(shè)計概述
4.3.1程序設(shè)計的基本步驟
4.3.2順序結(jié)構(gòu)
4.3.3分支結(jié)構(gòu)
4.3.4循環(huán)結(jié)構(gòu)
4.3.5子程序結(jié)構(gòu)
4.4系統(tǒng)功能調(diào)用
4.4.1系統(tǒng)功能調(diào)用的方法
4.4.2DOS功能調(diào)用
4.4.3BIOS功能調(diào)用
第5章存儲器
5.1存儲器概述
5.1.1半導(dǎo)體存儲器的分類
5.1.2半導(dǎo)體存儲器的主要性能指標
5.1.3典型的半導(dǎo)體存儲器芯片
5.1.4存儲器的分級結(jié)構(gòu)
5.2半導(dǎo)體存儲芯片結(jié)構(gòu)及使用
5.2.1半導(dǎo)體存儲器的基本結(jié)構(gòu)
5.2.2半導(dǎo)體存儲芯片的使用
5.316位/32位系統(tǒng)的存儲器接口
5.4存儲器容量的擴展
5.4.1位擴展
5.4.2字擴展
5.4.3字位擴展
5.4.4存儲器芯片與8086 CPU的連接舉例
第6章輸入輸出與中斷
6.1輸入輸出接口概述
6.1.1輸入輸出接口的功能
6.1.2CPU與輸入輸出接口之間的信息
6.1.3輸入輸出端口的編址方式
6.2CPU與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送方式
6.2.1無條件傳送方式
6.2.2查詢傳送方式
6.2.3中斷傳送方式
6.2.4DMA方式
6.3中斷技術(shù)
6.3.1中斷概述
6.3.2中斷的處理過程
6.3.38086/8088的中斷
6.3.4中斷服務(wù)程序的設(shè)計
6.4中斷控制器8259A
6.4.18259A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳
6.4.28259A的工作方式
6.4.38259A的編程
6.4.48259A的應(yīng)用舉例
第7章并行接口
7.1簡單并行接口
7.1.1簡單并行接口的種類
7.1.2簡單并行接口的應(yīng)用
7.2可編程并行接口8255A
7.2.18255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳特性
7.2.28255A的控制字
7.2.38255A的工作方式
7.2.48255A的編程及應(yīng)用
7.3鍵盤接口
7.3.1鍵盤的工作原理
7.3.2鍵的識別
7.4LED顯示器接口
7.4.1LED顯示器的工作原理
7.4.2靜態(tài)顯示與動態(tài)顯示
7.5LCD接口
7.5.1LCD的分類
7.5.2AMPIRE12864 LCD接口及編程
第8章串行接口
8.1串行接口概述
8.1.1串行通信的基本概念
8.1.2串行數(shù)據(jù)傳輸方式
8.1.3串行通信的類型
8.1.4串行接口和串行接口標準
8.2可編程串行接口8251A
8.2.18251A的基本工作原理
8.2.28251A的引腳和外部連接
8.2.38251A的編程
8.38251A的應(yīng)用
第9章計數(shù)器/定時器
9.1計數(shù)器/定時器概述
9.2可編程計數(shù)器/定時器8253
9.2.18253的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳特性
9.2.28253的控制字
9.2.38253的工作方式
9.2.48253的編程
9.38253的應(yīng)用
第10章數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換
10.1數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換概述
10.2D/A轉(zhuǎn)換器
10.2.1D/A轉(zhuǎn)換器原理
10.2.2D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)參數(shù)
10.2.3DAC0832及接口電路
10.2.4DAC1210及接口電路
10.3A/D轉(zhuǎn)換器
10.3.1A/D轉(zhuǎn)換器原理
10.3.2A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)參數(shù)
10.3.38位A/D轉(zhuǎn)換器芯片ADC0809及接口電路
10.3.412位A/D轉(zhuǎn)換器芯片AD574A及接口電路
第11章總線技術(shù)
11.1總線概述
11.1.1總線規(guī)范
11.1.2總線分類與指標
11.1.3總線傳輸方式
11.2系統(tǒng)總線
11.2.1ISA總線
11.2.2PCI總線
11.2.3AGP總線
11.2.4PCIE總線
11.2.5總線芯片組
11.3通信總線
11.3.1USB總線
11.3.2IEEE 1394總線
11.3.3CAN總線
11.3.4其他總線
附錄AASCII編碼表
附錄BDOS功能調(diào)用表
附錄CBIOS中斷簡要列表
參考文獻