微机原理与接口技术是电子信息及计算机科学类专业一门重要的基础课。本书中，8086的硬件实验是以PC、AEDK8688ET及TPC2003实验仪为实验平台，包括定时/计数技术、DMA技术与中断技术，以及存储器接口、并行接口、串行接口、A/D与D/A转换器接口等，涉及8253、8237、8279、8259、8255、8251、0809与0832等芯片的编程接口与控制，可使读者在熟练掌握基本芯片的基础上灵活地进行开发。本书在软件方面特点突出，采用Ｃ语言和汇编语言混合开发，使接口开发的语言多元化，使读者能够更好地提高符合工程实践的开发能力。

本书可作为计算机科学、电子信息类及其相关学科

的微机原理与接口技术及汇编语言程序设计的教材或参考教材。

随着微型计算机应用的日益广泛和深入，接口技术有了迅猛的发展，已逐渐成为直接影响微机系统的功能和推广的关键因素。从硬件的角度来看，微机的开发与应用，在很大程度上可视为是微机接口电路的开发与应用。同时，从外围电路的角度来看，当前应用较为广泛的FPGA、DSP和ARM，重点也在于基于内核接口电路的开发和设计方面。进入后PC时代，熟练掌握该课程不仅能够为学习、开发以及实践应用DSP、ARM与智能接口技术打下良好的基础，同时也为今后设计其他型号的CPU或微控制器接口电路描绘出切实可行的指导蓝图。

当前实验室建设的主要方向是最大限度上综合和开放实验室及实验仪器，同时其主要任务是要努力培养和提高学生的研究水准和创新能力。微型计算机接口技术正是深入学习和利用计算机、设计和开发各种微机应用系统的基础，是微机应用的关键所在，也是微机应用中最复杂困难的环节。它不仅要求设计者兼具微机软件和硬件方面的基础知识(包括系统软件和应用软件的基础、计算机原理、模拟和数字电子技术、微型计算机控制技术和传感器应用基础)，而且要求设计者具备较强的接口技术能力。基于以上要义，本书致力于为微机的应用提供接口技术的基本方法和使用技巧，让读者更容易接受微机原理的相关知识，并在实验汇编语言的基础上，使用Ｃ语言编写程序，尝试对微机接口进行开发和应用。市场需求情况： 微机原理与接口技术是电子信息类专业一门重要的专业基础课，因此该书对全国高校的电子类专业都适用。产品定位： 现在有PCI、ISA、USB3三种总线标准，该书适用这三种总线标准，并在实验箱上调试通过，可作为高校电子信息类学生和相关工程技术人员参考书,尤其能为工程设计应用系统打下良好的基础，从而使读者较为容易地掌握接口技术的基本内容和设计方法。在教学安排上，本书注重接口技术的基本原理教学，以接口芯片应用为主，适当了解部分接口卡原理，如SD卡、CF卡、USB接口、CAN接口及以太网接口等，同时介绍了当前反映微机技术前沿的最新知识，使本门课程既突出实用性，又兼备必要的前瞻性。

AEDK8688ET实验仪是集实验、开发及自诊断等功能于一体的实验系统(当然本书提供的实验也不仅仅局限于此系统)。该系统自带微处理器、键盘及数码管，提供ISA总线接口卡，具有独立运行(不需要PC)、串行监控及ISA总线三种运行方式，其中第三种方式实现简单且能更好地使读者理解接口技术，因此采用此方法。

TPC2003通用32位微机接口实验系统，综合了各学校讲课及实验老师的意见之后推出的微机硬件实验教学设备的新产品，该仪器增加了实验系统的开放能力和灵活性。它不仅使一些典型的微机接口实验方便，而且对一些计算机硬件要求较高的专业提供了锻炼学生动手能力，发挥创造才能的平台。本书中的所有程序都已经在该实验系统上调试通过，方便读者了解接口技术，为更好的开发奠定良好的基础,重点介绍实验仪的结构组成原理和使用方法，使读者能够熟练使用。理解总线的概念和常用芯片的接口原理及编程扩展方法,实验平台具有良好的开发性，系统总线及各种外围接口器件都可由学生来操作连接，从而极大地提高了学生的综合设计能力和创新能力。

基于8086的硬件实验是以PC和AEDK8688ET、TPC2003实验仪为实验平台，包括定时/计数技术、DMA技术与中断技术，以及存储器接口、并行接口、串行接口、A/D与D/A转换器接口等，涉及8253、8237、8279、8259、8255、8251、0809与0832等芯片的编程接口与控制，可在熟练掌握基本芯片的基础上灵活地进行开发。另外，接口技术还涉及I/O端口地址译码技术、人机交互设备(如键盘、CRT显示器、打印机、鼠标和多媒体设备及其接口)以及接口与总线标准等。要求读者通过以PC为平台的实验训练，掌握基本接口电路的设计和调试方法。

然而自此课程开设以来，各大院校几乎都以汇编语言作为编写工具进行教学工作，虽然汇编语言具有运行速度快与占用空间少等优点，但其作为面向机器的程序设计语言又存在着如代码的可重用较低、可读性和可维护性不强以及可移植性低等缺点。因此不利于学生的接受，导致学生在学习微机原理与接口方面缺乏应有的兴趣，这对培养嵌入式技术人才造成了不利的影响。因此，本书在汇编语言之外，加入了相应的高级语言程序，方便学生的学习和掌握。采用高级语言开发就可以提高代码的质量，用一句高级语言就可以代替好几句汇编语言，会让开发人员轻松许多，更易于使很多初学者对嵌入式系统产生浓厚的兴趣。

综合实验则将各类接口电路与实际应用相结合，由学生自行设计。其中，一类综合课题给出了设计要求和实现的大致方法； 另一类仅给出设计要求，由学生根据设计要求自行发挥。接口技术与实验除了要求学生掌握基本的设计方法和调试方法之外，同时注重培养学生的动手能力和发现解决问题的能力，通过故障原因分析、故障排除、对实验结果的分析等环节对学生进行能力培养。硬件实验采用拆卸式模板块，为学生自行设计系统提供了必要的条件。

本书是兰州大学精品课程“微机原理与接口技术”配套实验用书，本书先简要介绍了接口的相关理论。实验总体分为三部分。第一部分为软件部分，列举了几个典型的实验，一方面为了熟悉编程方法，另一方面为了熟悉系统资源的软接口； 第二部分为硬件实验，涉及一些常用的接口芯片； 第三部分为综合实验和个人开发试验。

本课程的教学主旨在于使学生掌握方法，从而起到抛砖引玉、触类旁通的作用。本书配合接口技术课程同步教学，同时自己动手练习编程，进行一些开发性实验，这样效果更好。微机原理与接口技术实验是数字电路的后续课程，建议学生在熟练掌握数字电路和微机课程之后再修习此课程。

本书由段东波、汤书森、靳天玉编写，由段东波担任主编并负责大纲拟定、编写和统稿。汤书森(编写了第1和第2章)、靳天玉(整理和校对了第4和第5章)。

书的源程序绝大部分经过调试通过。书的整个编写过程，浸透了高级工程师李柏年的心血，许多汇编程序的调试都是在他的指导下完成的。此外，还得到了马义德教授的大力支持。同时，感谢赵静同学在编排等方面所做的工作。在此再次向为本书的编写作出贡献的人士表示诚挚的感谢！

由于编写仓促，书中难免有不当或错误之处，还望读者不吝赐教。

编者

2013年9月

第1章基础知识

1．1接口技术综述

1．1．1微机接口的概念

1．1．2采用接口电路的原因

1．2接口的功能和基本组成

1．2．1接口的功能

1．2．2接口的基本组成

1．3接口的分类

1．3．1按使用的角度分类

1．3．2按应用范围分类

1．3．3按信息传递方式分类

1．3．4按信息类型分类

第2章微机总线与接口标准简介

2．1总线简述

2．1．1按相对于CPU或其他芯片的位置划分

2．1．2按总线的功能划分

2．1．3按总线的层次结构划分

2．1．4按总线在微机系统中的位置划分

2．1．5系统总线

2．1．6局部总线

2．2总线的主要参数

2．2．1总线的带宽

2．2．2总线的位宽

2．2．3总线的工作时钟频率

2．3ISA总线

2．3．1概述

2．3．2ISA总线的主要特点和性能指标

2．4EISA总线

2．4．1概述

2．4．2EISA的主要特点

2．5PCI总线

2．5．1概述

2．5．2PCI局部总线的主要性能和特点

2．5．3PCI总线信号定义 

2．5．4PCI总线结构连接方式 

2．5．5PCI总线的新发展

2．6AGP总线

2．6．1采用AGP的原因

2．6．2AGP的性能特点

2．6．3PCI和AGP的比较

2．7IEEE 1394总线

2．7．1IEEE 1394的主要性能特点

2．7．2IEEE 1394的工作模式

2．8USB总线

2．8．1USB的主要性能特点

2．8．2IEEE 1394和USB的相似性

2．8．3IEEE 1394和USB的比较

2．9IDE接口

2．9．1IDE接口标准

2．9．2增强型IDE(EIDE)接口标准

2．9．3Ultra DMA33和Ultra DMA66接口标准

2．10SCSI接口

2．11总线与接口的比较与总结要点［1，2］

2．11．1总线和接口及其标准的概念

2．11．2总线的分类

2．11．3总线标准的特性

2．11．4总线标准与接口标准的特点

2．11．5总线操作与控制

第3章后PC时代接口内容的新变化

3．1基于DSP的接口所涉及内容

3．2基于ARM的接口所涉及的内容

3．3基于SoC/SOPC接口的新特征

第4章实验预备知识

4．1实验目的

4．2实验设备

4．3实验内容

4．4要求与说明

4．4．1汇编语言实验时注意事项

4．4．2C语言编程注意事项

4．5汇编程序的基本结构

4．6源程序编辑及可执行文件的生成步骤

4．7Debug的使用汇编语言上机过程

4．7．1汇编语言上机过程

4．7．2调试程序DEBUG的主要命令

4．88088微处理器寄存器简介

4．9系统功能调用及其应用

4．10报告要求

第5章软件实验部分

5．1实验原理

5．1．1直接访问硬件

5．1．2使用 BIOS 调用

5．1．3使用 DOS 调用

5．2实验内容

5．2．1实验目的

5．2．2实验要求

5．3实验51从键盘输入数据并显示

5．4实验52字符和数据的显示程序

5．5实验53写文件实验

5．6实验54读文件实验

5．7实验55接收年月日信息显示

5．8实验56显示的实验

5．9实验57综合性设计实验统计学生成绩实验

第6章硬件实验部分

6．1实验61接口基础及总线信号检测

6．2实验628253计时器/定时器

6．3实验638253控制LED灯频闪次数

6．4实验64使用8253模拟“声控灯”

6．5实验658255并行接口(小键盘控制)实验

6．6实验668255并行接口(LED)实验

6．7实验678255简单控制交通灯实验

6．8实验688255抢答器设计实验

6.9实验69十进制计数器设计

6．10实验610继电器控制设计

6．11实验6118259A中断控制器实验

6．12实验612存储器直接传送DMA

6．13实验613ADC0809实时采集电压大小

6．14实验6148251可编程串行接口通信实验

6．15实验615A/D转换实验

6．16实验616D/A转换实验

6．17实验617键盘控制直流电机转速

6．18实验618直流电机驱动实验

6．19实验619可编程8279键盘/LED接口实验

6．20实验620LED字型显示实验

6．21实验621开关量输入实验

6．22实验622多功能流水灯实验

6．23实验623按键校验实验

第7章综合性设计实验

7．1综合实验示例1模拟交通灯控制实现方案

7．2综合实验示例28253计数器环境湿度测定

7．3综合实验示例3A/D转换数码管输出

7．4综合实验示例48253输出方波供A/D转换——D/A波形控制器

7．5综合实验示例5可定时产生中断服务的系统设计

7．6综合实验参考习题

附录ADOS功能调用

附录BDEBUE命令表

参考文献