本书以微处理器为主线，讲述微型计算机的基本原理、总线结构、汇编语言、接口驱动和应用实例；以单片机为辅线，介绍80C51和AVR的基本原理和接口方法。本书内容包括：计算机数据表示，微处理器结构和时序，计算机总线和工作过程，存储器组织与接口方法，输入输出控制方式与接口方法，开关量的检测与光电隔离方法，模拟量的检测与接口方法，键盘接口与以太网实现方法等。 本书由浅入深，概念清楚，通俗易懂，习题和实例全面，可作为高等院校"微机原理与接口技术”和"计算机接口技术”"汇编语言与接口技术”等课程的教材使用，也可作为嵌入式系统设计人员的参考用书。

前 言 微机原理与接口技术是高等院校理工科专业学生必修的一门计算机课程，是培养学生掌握计算机组成原理与结构、计算机接口技术及应用的一门重要课程。本书以Intel 80×86 CPU为主线，以桌面计算机为辅线，充分结合当前计算机软硬件技术的发展，系统地介绍微处理器与单片机的基本组成、体系结构和指令系统，详细介绍存储器系统的组成与接口方法，结合具体芯片深入讨论计算机的输入、输出接口的设计思想与方法，目标是帮助学生建立计算机总体结构概念，掌握各种接口之间的相互关系。本书紧密结合理工科相关专业的特点，根据计算机专业和非计算机专业的不同需要，围绕微机原理和接口的不同应用主题，合理安排和组织教学内容，不同专业可以根据自身特点进行选择。 本书不仅可作为计算机专业“汇编语言与接口技术”或“计算机接口技术”课程的教材使用（建议在40+8学时完成课堂教学和实践环节），还可作为非计算机专业的“微机原理与接口技术”课程的教材使用（建议在48+16学时完成课堂教学和实践环节）。由于大部分高校的计算机专业已经开设了“计算机组成原理”相关课程，书中部分内容（如第1章、第4章和5.3节等）可以快速略过，不作为重点内容。 本书共分9章。第1章介绍计算机的基本概念，包括计算机的数据表示和运算思想；第2章介绍微处理器和微型计算机，包括结构、时序和组成等；第3章介绍指令系统和汇编语言；第4章介绍存储器的组织与接口方法，包括8086和80386存储管理、存储器容量扩展方法等；第5章介绍输入、输出接口控制方法（如中断、DMA和通道等）及其常用芯片（如8259A、8237A和8253）的原理和应用；第6章介绍开关量输入、输出原理及其典型接口芯片（如8255A和8251A）的原理和应用；第7章介绍数模转换和模数转换的原理及其典型接口芯片（如DAC0832、AD0809和AD574）的功能与应用；第8章介绍人机交互接口，包括标准键盘接口和显示器接口的设计与应用；第9章介绍单片机原理及以太网接口芯片DM9000A的应用方法。 本书在编写过程中，使用了西安交通大学“计算机接口技术”课程组和计算机网络重点实验室的部分教学科研成果，在此向相关师生深表谢意。 由于时间仓促，书中肯定存在疏漏或不妥之处，敬请读者指出或谅解，并望提出宝贵意见。为方便教学，本书配有电子教案和习题，习题体例丰富，且均有解答。读者可以从网站http://www.hxedu.com.cn下载或向本书作者索取（邮箱：xlgui@mail.xjtu.edu.cn）。 桂小林 于西安交通大学兴庆校区

目 录 第1章 计算机的基本概念 1 1.1 计算机的产生和发展 1 1.2 计算机的数据表示 4 1.2.1 数据的进制表示 4 1.2.2 数据的机器码表示 6 1.2.3 数据的定点和浮点表示 8 1.2.4 字符和汉字的表示 11 1.3 计算机的数据运算 15 1.3.1 数据的定点运算 15 1.3.2 数据的定点运算器 17 1.3.3 数据的浮点运算 20 1.3.4 数据的浮点运算器 22 1.4 计算机的工作原理 23 习题1 23 第2章 微处理器与微型计算机 25 2.1 微处理器的产生和发展 25 2.2 8086微处理器 27 2.2.1 8086的内部结构 27 2.2.2 8086的引脚及功能 30 2.2.3 8086/8088的操作和时序 35 2.2.4 8086/8088的系统配置 41 2.3 80386微处理器 43 2.3.1 80386的内部结构 43 2.3.2 80386的工作模式 47 2.3.3 80386的引脚和时序 47 2.3.4 80386的存储管理 50 2.4 多核微处理器 50 2.4.1 多核微处理器的发展 50 2.4.2 双核微处理器的结构 51 2.5 微型计算机 53 2.5.1 微型计算机的组成 53 2.5.2 微型计算机的总线 55 2.5.3 微型计算机的内部总线 58 2.5.4 微型计算机的外部总线 65 2.5.5 微型计算机的接口 69 习题2 70 第3章 微型计算机指令系统 72 3.1 计算机的编程语言 72 3.2 8086指令寻址方式 74 3.2.1 操作数的寻址方式 74 3.2.2 指令地址的转移方式 76 3.3 8086指令的机器编码 77 3.3.1 双操作数指令编码 78 3.3.2 无操作数和单操作数指令编码 81 3.4 汇编语言指令系统 83 3.4.1 数据传送指令 83 3.4.2 算术运算指令 85 3.4.3 逻辑运算指令 88 3.4.4 控制转移指令 90 3.4.5 串操作指令 92 3.4.6 处理器控制指令 94 3.4.7 80386新增指令 95 3.4.8 与硬件控制相关的汇编指令 97 3.5 汇编语言程序设计 98 3.5.1 汇编语言的语法组成 98 3.5.2 伪指令 99 3.5.3 汇编语言程序设计 105 3.5.4 DOS功能调用 108 习题3 113 第4章 存储器的组织与接口 115 4.1 存储器分类与技术指标 115 4.1.1 存储器的分类 115 4.1.2 存储器的技术指标 117 4.2 存储器的基本原理 118 4.2.1 静态存储器的基本原理 118 4.2.2 动态存储器的基本原理 119 4.3 存储器接口的设计方法 121 4.3.1 存储器接口设计的步骤 122 4.3.2 存储器芯片的选择方法 123 4.3.3 存储器容量扩展方法 130 4.4 静态存储器的接口设计 132 4.4.1 EEPROM芯片28C64简介 132 4.4.2 静态存储器与8位微处理器的连接 133 4.5 动态存储器的接口设计 136 4.5.1 DRAM的接口设计 136 4.5.2 DRAM的刷新方法 139 4.6 8086的存储器管理与接口 140 4.6.1 8086的奇偶存储体管理 140 4.6.2 8086的存储器接口设计 141 4.7 80386的存储器管理与接口 142 4.7.1 80386的存储器管理 142 4.7.2 80386的存储器接口设计 149 习题4 150 第5章 输入/输出控制接口 154 5.1 输入/输出接口的基本概念 154 5.1.1 输入/输出接口的定义与功能 154 5.1.2 输入/输出接口的逻辑结构 155 5.1.3 输入/输出接口的分类 155 5.2 输入/输出端口地址及编址方法 156 5.2.1 输入/输出的端口地址 156 5.2.2 输入/输出端口的编址方式 156 5.3 输入/输出控制方式 158 5.3.1 程序控制方式 158 5.3.2 中断控制方式 160 5.3.3 DMA控制方式 164 5.3.4 通道方式和IOP控制方式 166 5.4 中断控制接口芯片8259A 167 5.4.1 8259A的内部结构与功能 167 5.4.2 8259A的编程结构 170 5.4.3 8259A的应用 175 5.5 DMA控制接口芯片8237A 177 5.5.1 8237A的内部结构与功能 177 5.5.2 8237A的传输类型与工作方式 180 5.5.3 8237A的工作时序 182 5.5.4 8237A的编程结构 183 5.5.5 8237A的应用 190 5.6 定时器/计数器接口 191 5.6.1 定时与计数的概念 191 5.6.2 8253的引脚与内部结构 192 5.6.3 8253的工作方式 196 5.6.4 8253在PC中的应用 201 5.6.5 8253在嵌入式系统中的应用 202 习题5 205 ? 第6章 开关量输入/输出接口 208 6.1 并行通信的基本原理 208 6.2 并行通信接口控制芯片8255A 208 6.2.1 8255A的内部结构 208 6.2.2 8255A的引脚功能 210 6.2.3 8255A的控制字 211 6.2.4 8255A的工作方式 213 6.3 并行通信接口的应用 218 6.3.1 7段数码管接口 218 6.3.2 非编码键盘接口 222 6.3.3 并行打印机接口 226 6.4 串行通信的基本原理 228 6.4.1 串行通信的控制方式 229 6.4.2 串行通信的传输方式 231 6.5 串行通信接口控制芯片8251A 232 6.5.1 8251A的内部结构 232 6.5.2 8251A的编程结构 236 6.5.3 8251A的综合应用 240 6.6 光电隔离输入/输出接口 241 习题6 244 第7章 模拟量输入/输出接口 247 7.1 模拟量输入/输出接口的作用 247 7.2 D/A转换器的工作原理 247 7.2.1 权电阻网络DAC 248 7.2.2 T型电阻网络DAC 249 7.2.3 DAC的技术指标 250 7.3 DAC芯片DAC0832 251 7.3.1 DAC0832的内部结构和引脚功能 251 7.3.2 DAC0832的工作方式与输出方式 252 7.3.3 DAC0832的应用 254 7.4 ADC的工作原理 255 7.4.1 A/D转换的基本概念 255 7.4.2 ADC的工作原理 258 7.5 典型ADC芯片及其应用 260 7.5.1 ADC0809的工作原理及其应用 260 7.5.2 AD574工作原理及其应用 267 习题7 271 第8章 人机交互接口 275 8.1 键盘接口 275 8.1.1 键盘控制接口的原理 275 8.1.2 PS/2的物理连接器 277 8.1.3 PS/2通信协议 277 8.1.4 键盘的编码与命令集 279 8.1.5 键盘接口的软件编程方法 280 8.2 显示器接口 282 8.2.1 显示卡 282 8.2.2 显示卡接口 284 习题8 285 第9章 单片机原理及其接口 286 9.1 单片机的产生与发展 286 9.2 80C51单片机及其应用 288 9.2.1 80C51的内部结构与引脚功能 288 9.2.2 80C51的编程结构 291 9.2.3 80C51与ADC的接口 292 9.3 AVR单片机及其应用 294 9.3.1 AVR单片机 294 9.3.2 AVR单片机与以太网接口 297 9.4 单片机的外部总线 309 9.4.1 I2C总线 309 9.4.2 SPI总线 314 9.4.3 JTAG总线 316 习题9 318 附录A 8086指令对标志位的影响 320 附录B 8086宏汇编常用伪指令 321 附录C DOS系统功能调用 323 附录D BIOS系统功能调用 326 参考文献 329

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