本书是《微型计算机原理与接口技术》的第2版。作者根据微型计算机技术的发展以及教学过程中的体会，对第1版的内容做了一定的修改和调整。本书以Intel 80x86系列微处理器为平台，介绍了其三个不同时期的典型代表--8088、80386及Pentium 4的基本结构和工作原理；保持了第1版中基本指令系统、汇编语言程序设计方法和接口电路的叙述风格；对包括微处理器、指令系统、总线技术、存储器系统、输入输出技术等章节的内容进行了一定的调整，使其更能反映当前微机领域的新进展、新技术。

本书依然保持了第1版注重实际应用的特点，在强调基本概念的基础上，使用了大量实例来阐明各种应用问题，同时也融入了作者使用第1版教材进行5年教学过程中的体会，实用性较强。

本书可作为普通高等学校相关专业本科学生的“微机原理与接口技术”课程的教材，也可作为成人高等教育的培训教材及广大科技工作者的自学参考书。

微型计算机原理与接口技术（第2版）本书是一本面向非计算机专业“微型计算机原理与接口技术”课程的通用教材，是清华大学出版社计算机基础教育精选教材之一。教材自2002年出版以来，经4年多的使用，获得较好评价。为了吸取教学改革的成果并适应技术的发展，作者对原教材进行了修订。本次修订主要涉及以下几个方面：

 (1)  考虑到“大学计算机基础”课程已在全国大多数高校开设这一情况以及非计算机专业学生对计算机基础知识学习的要求，本次修订去掉了原书的第9章“常用外设及多媒体技术”以及第5章中的“外存储器简介”部分。因此，全书将由9章改为8章。

 (2)  简化了对“指令系统”中部分非常用指令的描述，并增加了80x86虚地址下的寻址方式及Pentium主要新增指令的功能简介。以帮助读者了解今天微型机指令系统的功能. 

 (3)  对原书第1章的内容进行了一定的调整，增加了定点小数和浮点数的表示，并将微型计算机系统的描述移到第1章介绍，目的是使读者能够在学习后续内容之前先建立起微机系统的整体概念。

 (4)  将第2章锁定为对硬件系统两大功能部件--微处理器和总线的介绍。在内容上增加了对微处理器一般构成的描述，并按照Intel微处理器的发展历程，较为详细地介绍了CPU的工作原理及现代微处理器中的新技术。在总线部分增加了总线功能和常用外设总线的介绍，以使读者能对总线功能有基本的了解，并能够对最新的外设总线标准有一定的认识。

 (5)  考虑到非计算机专业学生应首先建立系统的整体概念，故增加了对存储器系统及输入输出系统的整体概念的描述。

本次修订对大多数例题添加了详细的分析说明，并且保持了原书以面向应用、与实际工程应用相结合的特点，在文字叙述和内容组织上，也融入了作者多年教学的体会。

本次修订由冯博琴和吴宁任主编，并得到了陈文革老师的大力支持和指导，在此表示诚挚的感谢。由于编者水平有限，书中难免存在一些错误和不当之处，敬请同行和各位读者批评指正。

编者2007年2月于西安交通大学

目录

微型计算机原理与接口技术（第2版）第1章 微型计算机基础概论1

1.1 微型计算机系统1

1.1.1 微型计算机的发展2

1.1.2 微型计算机的工作过程5

1.1.3 微机系统的构成 8

1.2 计算机中的数制及编码14

1.2.1 常用计数制14

1.2.2 各种数制之间的转换16

1.2.3 计算机中的二进制数表示17

1.2.4 二进制编码19

1.3 无符号二进制数的算术运算和逻辑运算21

1.3.1 二进制的算术运算22

1.3.2 无符号数的表示范围23

1.3.3 二进制数的逻辑运算24

1.3.4 基本逻辑门及常用逻辑部件25

1.4 有符号二进制数的表示及运算28

1.4.1 有符号数的表示方法29

1.4.2 补码数与十进制数之间的转换31

1.4.3 补码的运算32

1.4.4 有符号数的表示范围33

习题35

第2章 微处理器与总线36

2.1 微处理器概述36

2.1.1 运算器37

2.1.2 控制器38

2.2 8088/8086微处理器40

2.2.1 8088/8086 CPU的特点40

2.2.2 8088 CPU的外部引线及其功能42

2.2.3 8088/8086 CPU的功能结构45

2.2.4 8088/8086 CPU的存储器组织49

2.2.5 8088/8086 CPU的工作时序51

2.3 80386微处理器53

2.3.1 80386微处理器的主要特性53

2.3.2 80386的内部结构53

2.3.3 80386的主要引脚信号55

2.3.4 80386的内部寄存器56

2.3.5 80386的工作模式60

微型计算机原理与接口技术(第2版)2.4 Pentium 4微处理器63

2.4.1 Pentium 4微处理器中的新技术63

2.4.2 Pentium 4 CPU的结构68

2.4.3 Pentium 4 的存储器管理70

2.4.4 Pentium 4 的基本执行环境72

2.5 总线74

2.5.1 概述74

2.5.2 总线的基本功能80

2.5.3 常用系统总线和外设总线标准84

2.5.4 8088系统总线90

习题92

第3章 8086/8088指令系统94

3.1 概述94

3.1.1 指令的基本构成95

3.1.2 指令的执行时间97

3.1.3 CISC和RISC指令系统 97

3.2 寻址方式100

3.2.1 立即寻址100

3.2.2 直接寻址100

3.2.3 寄存器寻址101

3.2.4 寄存器间接寻址101

3.2.5 寄存器相对寻址102

3.2.6 基址-变址寻址103

3.2.7 基址-变址-相对寻址104

3.2.8 隐含寻址105

3.3 8086指令系统105

3.3.1 数据传送类指令105

3.3.2 算术运算指令114

3.3.3 逻辑运算和移位指令121

3.3.4 串操作指令128

3.3.5 程序控制指令133

3.3.6 处理器控制指令143

3.4 Pentium新增指令简介143

3.4.1 80x86虚地址下的寻址方式144

3.4.2 80x86 CPU新增指令简述144

习题146

第4章 汇编语言程序设计149

4.1 汇编语言源程序149

4.1.1 汇编语言源程序的结构150

4.1.2 汇编语言语句类型及格式151

4.1.3 数据项及表达式152

4.2 伪指令156

4.2.1 数据定义伪指令156

4.2.2 符号定义伪指令158

4.2.3 段定义伪指令158

4.2.4 设定段寄存器伪指令161

4.2.5 过程定义伪指令161

4.2.6 宏命令伪指令162

4.2.7 程序模块的连接伪指令164

4.3 DOS功能调用165

4.3.1 键盘输入166

4.3.2 显示器输出168

4.3.3 返回到DOS170

4.4 汇编语言程序设计基础170

4.4.1 程序设计概述170

4.4.2 顺序程序172

4.4.3 分枝程序173

4.4.4 循环程序176

4.4.5 子程序设计178

4.4.6 常用程序设计举例181

习题188

第5章 存储器系统192

5.1 概述192

5.1.1 存储器系统的一般概念193

5.1.2 半导体存储器及其分类196

5.1.3 半导体存储器的主要技术指标198

5.2 随机存取存储器RAM198

5.2.1 静态随机存取存储器SRAM199

5.2.2 动态随机存取存储器DRAM207

5.2.3 存储器扩展技术210

5.3 只读存储器213

5.3.1 EROM213

5.3.2 EEPROM217

5.3.3 闪存220

5.4 高速缓冲存储器223

5.4.1 Cache的工作原理224

5.4.2 Cache的读写操作225

5.4.3 Cache与主存的存取一致性226

5.4.4 Cache的分级体系结构227

习题229

第6章 输入输出和中断技术231

6.1 输入输出系统概述231

6.1.1 I/O系统的特点232

6.1.2 I/O接口的基本功能233

6.1.3 I/O端口的编址方式234

6.1.4 I/O端口地址的译码235

6.2 简单接口电路236

6.2.1 接口电路的基本构成236

6.2.2 三态门接口237

6.2.3 锁存器接口239

6.2.4 简单接口的应用举例241

6.3 基本输入输出方法242

6.3.1 无条件传送方式242

6.3.2 查询工作方式243

6.3.3 中断控制方式245

6.3.4 直接存储器存取方式245

6.4 中断技术248

6.4.1 中断的基本概念248

6.4.2 中断处理的一般过程249

6.4.3 8086/8088中断系统253

6.5 可编程中断控制器8259A259

6.5.1 8259A的引线及内部结构259

6.5.2 8259A的工作过程261

6.5.3 8259A的工作方式261

6.5.4 8259A的初始化编程266

6.5.5 中断程序设计概述273

习题275

第7章 常用数字接口电路277

7.1 并行通信与串行通信278

7.1.1 并行通信 278

7.1.2 串行通信279

7.2 可编程定时/计数器8253283

7.2.1 8253的引线及结构284

7.2.2 8253的工作方式286

7.2.3 8253的控制字290

7.2.4 8253的应用290

7.3 可编程并行接口8255295

7.3.1 8255的引线及结构295

7.3.2 8255的工作方式297

7.3.3 方式控制字及状态字302

7.3.4 8255的应用303

7.4 可编程串行接口8250311

7.4.1 8250的外部引线及功能311

7.4.2 8250的结构及内部寄存器313

7.4.3 8250的工作过程318

7.4.4 8250的应用318

习题323

第8章 模拟量的输入输出325

8.1 模拟量的输入输出通道325

8.1.1 模拟量输入通道325

8.1.2 模拟量输出通道327

8.2 模/数(D/A)转换器327

8.2.1 D/A转换器的基本原理及技术指标327

8.2.2 典型D/A转换器芯片DAC0832331

8.2.3 D/A转换器的应用334

8.3 模/数(A/D)变换器336

8.3.1 A/D转换器的工作原理及技术指标337

8.3.2 典型A/D转换器芯片ADC0809339

习题344

附录A ASCII码表及表中控制符号的定义346

附录B 8088 CPU几种组合的引脚信号功能348

附录C 8086/8088指令执行时间及指令简表349

附录D 8086/8088微机的中断354

附录E BIOS软中断简要列表361

参考文献364