了得網研究生_微型計算機原理及接口技術（中國機械工程學科教程配套繫列教材暨

編輯推薦

隨著微型計算機技術的發展和微型計算機技術在工業、生產、教學、科研等方面的深入應用，對於工科類高等學校的機械工程、力學、材料等學科專業，不僅要培養學生應用微型計算機進行信息處理、編程應用等基本能力，而且要培養學生對微型計算機的軟件、硬件開發應用能力，從而能將計算機技術更好地應用於各學科的工程技術領域。通過對本教材的學習，可為單片機、嵌入式微處理器繫統、數字信號處理器、幾點繫統控制技術等的深入學習和應用奠定良好的基礎。本教材正是以這樣的教學目的而編寫的面向高等學校非電類工程學科的本科專業教育教材。教材在介紹微型計算機組成、工作原理、接口技術等基本內容的基礎上，更注重微機繫統在工程設計中的應用，如在機電繫統設計、機電控制繫統等方面的應用。目前，現有的微型計算機原理的教材大多是計算機學科專業類教材，針對工程型和應用型學科專業的此類教材較少，以滿足工程型和應用型學科專業計算機課程教學的需要。同時，本教材涵蓋全國計算機三級PC技術考試的內容，可使學習使用者具備對微機軟硬件管理、維護和應用開發的基本技能。本次改版除修訂原版的錯漏之處，重點增加了微機接口技術方面的總線技術、串行通信技術和數模、模數轉換技術等，旨在加強微機開發應用的相關技術內容。

內容簡介

《微型計算機原理及接口技術/中國機械工程學科教程配套繫列教材》以Intel8088/8086微處理器為主，兼顧80x86/Pentium微處理器，全面介紹微機基礎知識、微處理器結構及微機繫統、指令繫統、彙編語言程序設計、存儲器、輸入輸出接口技術、總線技術及總線標準、模擬通道I/O接口技術等。各章重點內容標示清楚，針對的學習目標明確，重要術語和概念以中英對照形式給出，有利於學習中快速準確把握知識點。全書內容深入淺出、通俗易懂，並附有大量的例題和習題。

《微型計算機原理及接口技術/中國機械工程學科教程配套繫列教材》不僅適合作為非電類非計算機專業本科生的教材，也是一本具有較強參考價值的微型計算機應用基礎書籍。本書還可作為高等院校其他專業的教材或參考書，或作為從事微型計算機工作的工程技術人員的自學或參考用書。

第1章微機基礎
1.1微機發展概述
1.1.1電子數字計算機的發展進程
1.1.2微機的發展進程
1.1.3計算機的發展趨勢
1.1.4計算機的應用領域
1.2計算機基本結構和微機結構
1.2.1計算機的基本結構
1.2.2計算機的工作過程
1.2.3微機結構
1.2.4CPU的發展簡史
1.3微機中的基本概念和術語
1.3.1微機的一些基本概念
1.3.2微機中一些重要術語第1章微機基礎

1.1微機發展概述

1.1.1電子數字計算機的發展進程

1.1.2微機的發展進程

1.1.3計算機的發展趨勢

1.1.4計算機的應用領域

1.2計算機基本結構和微機結構

1.2.1計算機的基本結構

1.2.2計算機的工作過程

1.2.3微機結構

1.2.4CPU的發展簡史

1.3微機中的基本概念和術語

1.3.1微機的一些基本概念

1.3.2微機中一些重要術語

1.4微機中數的表示和編碼

1.4.1進位計數制

1.4.2數制之間的相互轉換

1.4.3帶符號數的表示及運算

1.4.4定點數與浮點數

1.4.5計算機中常用的編碼

思考題

練習題

第2章微機繫統和Intel 8088/8086微處理器

2.1微機繫統組成和工作原理

2.1.1微機繫統組成

2.1.2微機的硬件繫統

2.1.3微機的軟件繫統

2.1.4程序設計語言

2.2初級微機工作過程

2.2.1初級微機結構

2.2.2微機指令執行的基本過程

2.3Intel 8088/8086微處理器

2.3.18088/8086微處理器總線結構

2.3.28088/8086微處理器內部寄存器結構

2.3.38088/8086微處理器對存儲器的組織

2.48088/8086微處理器功能結構

2.5IBM PC繫列微機繫統

2.5.1硬件基本組成

2.5.2主板的構成

2.5.3存儲空間的分配

2.5.4I/O空間的分配

思考題

練習題

第3章 8088/8086指令繫統

3.1指令和指令繫統

3.1.1指令和指令繫統的概念

3.1.2指令的構成

3.1.3操作數的類型

3.280x86的尋址方式

3.38088/8086指令繫統

3.3.1數據傳送類指令

3.3.2算術運算類指令

3.3.3邏輯運算和移位類指令

3.3.4控制轉移類指令

3.3.5串操作指令

3.3.6處理器控制指令

3.4指令繫統的發展

思考題

練習題

第4章彙編語言程序設計

4.1彙編語言源程序、彙編程序

4.1.1彙編語言源程序、彙編程序的概念

4.1.2彙編與連接

4.1.3可執行程序的結構

4.2彙編語言源程序的結構和語句

4.2.1彙編語言源程序的結構

4.2.2彙編語言源程序的語句格式

4.2.3彙編語言源程序的段定義

4.2.4彙編語言源程序的過程定義

4.2.5彙編語言源程序的段尋址

4.2.6標準程序前奏

4.2.7彙編語言源程序結束語句

4.3數據定義

4.3.1常量、變量和標號

4.3.2數據定義偽指令

4.3.3等值偽指令

4.4彙編語言源程序運算符

4.4.1算術運算符

4.4.2邏輯運算符

4.4.3關繫運算符

4.4.4值返回運算符

4.4.5屬性運算符

4.5基本結構程序設計

4.5.1順序結構程序設計

4.5.2分支結構程序設計

4.5.3循環結構程序設計

4.5.4子程序設計

4.6操作繫統資源的使用

4.6.1字符輸入輸出功能調用

4.6.2磁盤文件管理DOS功能調用

4.6.3結束用戶程序返回DOS的方法

思考題

練習題

第5章 PC的總線結構和時序

5.1概述

5.1.1時序的基本概念

5.1.2微機繫統總線結構

5.1.3總線性能指標

5.2IBM PC微機繫統

5.2.1IBM PC/XT的CPU子繫統

5.2.2小工作模式的繫統構成

5.2.3工作模式繫統構成

5.38088/8086 CPU的典型時序

5.3.1存儲器及I/O讀寫總線操作

5.3.2中斷響應總線周期操作

5.3.3總線保持或總線請求/允許操作

5.3.4繫統的復位和啟動操作

5.3.5暫停操作

思考題

練習題

第6章輸入輸出接口技術

6.1接口技術的基本概念

6.2輸入輸出傳送方式

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

6.2.4直接存儲器存取方式（DMA）

6.3I/O端口讀寫技術

6.3.1IBM PC/XT/AT的I/O端口地址分配

6.3.2端口地址譯碼

6.4可編程定時器/計數器芯片8253

6.4.18253的功能和結構

6.4.28253的控制字

6.4.38253的工作方式和操作時序

6.4.48253的接口方法及應用

6.5可編程並行輸入輸出接口芯片8255A

6.5.18255A的引腳定義及內部結構

6.5.28255A的控制字與狀態字

6.5.38255A的工作方式和工作時序

6.5.48255A的應用

思考題

練習題

第7章中斷技術

7.1中斷的基本原理

7.1.1中斷的基本概念

7.1.2中斷識別和優先級管理

7.28088/8086的中斷繫統

7.2.18088/8086的中斷繫統結構

7.2.28088/8086的中斷類型

7.2.3中斷服務程序的結構及裝載

7.38259A中斷控制器

7.3.18259A的外部特性和內部結構

7.3.28259A的編程

7.3.38259A的綜合應用實例

思考題

練習題

第8章直接存儲器存取（DMA）技術

8.1DMA接口技術概述

8.1.1DMA傳送方式的特點

8.1.2DMA控制器

8.1.3DMA控制器的工作方式

8.1.4DMA工作過程

8.2可編程DMA控制器8237A

8.2.18237A的主要性能

8.2.28237A的編程結構及引腳

8.2.38237A的工作方式

8.2.48237A的編程

8.3IBM PC/XT/AT的DMA結構

8.3.1IBM PC/XT中的DMA控制邏輯

8.3.2IBM PC/AT中的DMA結構

8.4DMA接口電路

8.4.1DMA寫傳輸接口電路

8.4.2DMA讀傳輸接口電路

思考題

練習題

第9章存儲器技術

9.1存儲器的分類及特點

9.1.1存儲器的分類

9.1.2半導體存儲器的分類

9.1.3存儲器的性能指標

9.1.4微機存儲繫統的層次結構

9.2隨機存取存儲器典型結構及芯片

9.2.1半導體存儲芯片的結構

9.2.2靜態RAM（SRAM）

9.2.3動態RAM（DRAM）

9.3隻讀存儲器典型結構及芯片

9.3.1掩膜ROM

9.3.2可擦可編程隻讀存儲器（EPROM）

9.3.3電可擦可編程隻讀存儲器（EEPROM）

9.3.4閃存（Flash）

9.4存儲器接口技術

9.4.1存儲器與CPU連接時應考慮的問題

9.4.2存儲器接口中的片選控制

9.4.3存儲器擴展

9.5存儲器接口分析與設計舉例

9.6PC中的存儲器

9.6.1內存條

9.6.2PC/XT中的內存空間分配

9.6.3PC中的存儲器管理

思考題

練習題

第10章串行通信接口技術

10.1串行通信

10.1.1串行通信與並行通信

10.1.2串行通信技術的常用術語和基本概念

10.2常用串行通信接口標準

10.2.1RS?232C接口標準

10.2.2RS?449、RS?423A、RS?422A

10.2.3RS?485

10.2.420mA電流環串行接口

10.2.5USB 總線

10.2.6IEEE 1394 總線

10.3串行接口的基本結構與功能

10.3.1串行異步接口的基本結構與功能

10.3.2串行同步接口的基本結構與功能

10.4可編程串行通信接口芯片8251A

10.4.18251A的基本功能和特性

10.4.28251A的引腳

10.4.38251A的結構與工作原理

10.4.48251A的控制字及編程

10.4.58251A應用舉例

思考題

練習題

第11章總線技術及總線標準

11.1總線與總線技術

11.1.1總線

11.1.2總線分類

11.1.3總線操作及傳送控制

11.1.4總線仲裁控制

11.1.5總線定時控制

11.1.6總線規範

11.1.7總線的主要性能指標

11.1.8總線配置結構

11.2ISA總線和EISA總線

11.2.1ISA總線

11.2.2EISA總線

11.3PCI總線

11.3.1PCI總線扮演的角色

11.3.2PCI局部總線的特征

11.3.3即插即用

11.3.4PCI標準化

11.3.5PCI的多路復用技術

11.3.6PCI總線配置的存儲器

11.3.7PCI性能

11.3.8PCI與PCI橋

11.3.9PCI總線操作

思考題

練習題

第12章模擬通道I/O接口技術

12.1概述

12.2A/D及D/A轉換電路基礎

12.2.1運算放大器應用

12.2.2電壓比較器應用

12.3數/模轉換器（DAC）

12.3.1數/模轉換的基本原理

12.3.2DAC的主要技術參數

12.3.3DAC器件和DAC與微機繫統的連接

12.4模/數轉換器（ADC）

12.4.1模/數轉換的主要原理

12.4.2ADC的主要技術參數

12.4.3ADC芯片應用接口技術

12.4.4典型ADC芯片

思考題

練習題

附錄A 彙編語言的開發方法

A.1源程序的編輯

A.2源程序的彙編

A.3目標文件的連接

A.4可執行程序的調試

A.5子程序庫

附錄B 調試程序DEBUG的使用方法

B.1DEBUG程序的調用

B.2DEBUG命令的格式

B.3DEBUG的命令

附錄C 8088/8086指令繫統

附錄D 常用DOS功能調用(INT 21H)

附錄E 常用ROM?BIOS功能調用

E.1顯示器功能調用（INT 10H）

E.2異步通信功能調用（INT 14H）

E.3鍵盤功能調用（INT 16H）

E.4打印機功能程序（INT 17H）

E.5日時鐘功能調用（INT 1AH）

參考文獻

前言

前言

本書以16位微處理器和微型計算機繫統為主，介紹微機繫統的組成、工作原理、指令繫統、彙編語言程序設計，以及總線、輸入輸出接口技術等。作者在編寫過程中參考了當前國內外相關文獻資料，並結合多年來的微型計算機原理及接口技術教學和實踐經驗，精心組織編寫而成。
修訂中對原版的疏漏進行了補拙和修正，同時結合教材在雙語教學和實驗教學使用中發現的問題，對內容進行了補充和完善，特別增加了總線技術和模擬通道接口技術的內容。前言

本書以16位微處理器和微型計算機繫統為主，介紹微機繫統的組成、工作原理、指令繫統、彙編語言程序設計，以及總線、輸入輸出接口技術等。作者在編寫過程中參考了當前國內外相關文獻資料，並結合多年來的微型計算機原理及接口技術教學和實踐經驗，精心組織編寫而成。

修訂中對原版的疏漏進行了補拙和修正，同時結合教材在雙語教學和實驗教學使用中發現的問題，對內容進行了補充和完善，特別增加了總線技術和模擬通道接口技術的內容。

全書共12章，內容安排上注重繫統性、實用性和先進性，以16位微處理器Intel 8088/8086和IBM PC/XT微型計算機為主，擴展介紹32位和高檔微處理器和微機繫統，先基礎後深入，先繫統後具體，著眼於原理理解、應用方法闡述微型計算機繫統及接口應用技術。第1章介紹微型計算機的一般概念、體繫結構、發展歷程及數制等基礎知識；第2章重點介紹Intel 8088/8086微處理器的寄存器結構、和對存儲器的組織，以及微型計算機繫統程序存儲、執行等工作過程；第3章和第4章以Intel 8088/8086為主介紹尋址方式、指令繫統和彙編語言程序設計方法；第5章對IBM PC微型計算機的總線、繫統工作模式、操作時序進行介紹；第6～8章論述輸入輸出接口技術及中斷繫統，重點分析定時器/計數器8253、通用並行接口8255A、中斷控制器8259A、DMA控制器8237A等接口部件的原理和應用方法；第9章介紹存儲器的原理和微機繫統對存儲器繫統的組織與使用分配；第10章介紹串行通信及其接口技術，第11章介紹微機繫統中的總線配置結構、總線技術和常用總線標準；第12章介紹基於微機的測控繫統的模擬通道I/O接口技術。

本書在規劃編寫中體現了如下一些基本原則和特點：

（1）面向工程型與應用型學科專業，強調微型計算機在機械工程學科領域的應用。本書內容堅持基本理論適度，反映基本理論和原理的綜合應用，強調實踐和應用環節。隨著微型計算機技術的不斷發展和應用的普及深入，微型計算機原理及應用、微機接口技術教材所涉及的內容已經從8位機、16位機，發展到了32位機和高檔微機。但在工程控制領域，16位微處理器應用仍然占很大比例，因此在教學內容和實踐環節安排中仍然以16位微處理器為主。微機原理及應用這門課程繫統性和邏輯性很強，知識點相互關聯，一些學生學習起來比較困難，需要進行大量的練習實踐，從而逐步掌握相關的內容、應用方法和技術。

（2）結合雙語教學需求，促進教學發展。微處理器的指令繫統和外部總線是學習彙編語言編程和接口技術的基礎，而這些內容中包含了大量的英文縮寫，因此結合英語表達方式的基本術語、主要概念的介紹將會增強對本課程的理解。在每一章的開始部分增加了英文表述的主要內容，便於學生結合英文教材對應學習和查閱。

（3）為了適應教學需求，針對學生在學習中常見的問題和疑惑，收集並精選了大量的例題、習題附於各章內容中，使學生對課程相關內容有深入明確的認識和理解。並通過綜合實驗，提高學生應用微機軟硬件解決實際問題的能力。

本書第1、2、8、9、10、11、12章及附錄由聶偉榮編寫，第3、4、7章由王芳編寫，第5、6章由江小華編寫，全書由聶偉榮統稿。本書在編寫與出版過程中，得到了清華大學出版社、南京理工大學機械工程學院的具體指導與幫助，在此表示衷心感謝。由於筆者水平有限，書中難免有錯誤和不妥之處，敬請讀者批評指正。

作者

2014年3月

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