为适应读者对微机技术学习的需要,本书对微机中的基本概念、工作原理及关键技术进行了系统讨论。书中内容分为三篇,第一篇为原理篇,包含微机的硬件组成及工作原理; 第二篇为过渡篇,包含汇编语言基础及数据传送方式; 第三篇为接口篇,包括微机中最主要的接口技术。
本书层次清晰,概念清楚,内容简明、深入浅出,注重理论与实践的结合,并配有精心选择的图示、例题和习题,还在本书的最后附有习题的参考答案,以方便读者对学习内容的理解与复习。本书可作为非计算机专业的本科生教材,也可供从事信息技术的工程人员学习参考。
自《微机原理及其接口》教材推出已有3年多时间,在微机性能不断提高的同时,编者在使用本教材的教学过程中增加了更多新的体会,随之也有了一些新的想法,这正是对本教材做出适当修订的主要原因之一。
基于微机工作原理并未随着微机技术的发展而有所改变的思想,作为介绍微机原理及其接口技术的教材,编者认为第1版中的大多数内容依然适用,即通过它可以很好地了解和掌握微机的基本工作原理和接口技术,而对于更加复杂的新技术仍然需要参考其他相关的专业资料和技术专著等。
本教材的修订部分主要针对原理篇中的总线一章和过渡篇中的两章内容,具体包括以下4个方面:
(1) 对第4章内容做出调整,调整后以介绍PCI总线标准为重点,在详细介绍PCI主要特点和信号功能的同时,简化了对其他几种系统总线和其他种类总线的具体描述。
(2) 对第5章内容进行修订。虽然Intel公司的微处理器经过一系列的发展无论从制造工艺还是技术性能上都有了很大的改进和提高,但从应用者的角度来看,这一系列是兼容的。而且在应用程序中所用到的绝大多数指令仍然是基本指令集中的指令,加之出于对汇编语言初学者在掌握这部分内容的容易度上的考虑,把第5章中介绍的指令系统调整为8086基本指令集。
(3) 对第6章内容进行简化。即根据第5章的改动,将汇编语言程序设计的基本方法这一章也相应地调整为以8086指令集为背景加以介绍。
(4) 在教材的最后以附录的形式增加了各章习题的参考答案。对书中个别的错字予以修改,对书中个别语句做了润色。
本次修订得到雷为民教授的支持和指导,硕士研究生孙雪、李甜、许景康、张明明,本科生田国达、房钰琪等同学也从有利于学生阅读学习的角度为本书的修订提出了建议,并进行了上机验证,在此一并对他们表示衷心的感谢。由于编者水平有限,书中难免存在疏漏和不当之处,敬请各位读者批评指正。
杜荔 于东北大学
2015年1月
第一篇原理篇: 微机硬件原理
第1章概述
1.1信息处理领域中的三个概念
1.2计算机系统及计算机语言
1.2.1计算机中最常用的名词术语
1.2.2计算机中的编码
1.2.3计算机的分类
1.2.4计算机系统
1.2.5计算机语言
1.3微机系统的组成
1.4微机的组成
1.5微机的发展及主要技术指标
1.5.1微机的发展
1.5.2微机的分类
1.5.3微机系统的技术指标
1.6微机的主板结构
1.6.1主板的整体情况
1.6.2主板的主要构成
1.7小结与习题
1.7.1小结
1.7.2习题
第2章微处理器
2.18086微处理器的编程结构
2.1.18086/8088概述
2.1.2编程结构
2.1.3BIU的功能和组成
2.1.4EU的功能和组成
2.1.5BIU和EU的动作管理
2.1.68086总线周期的概念
2.28086微处理器的组态模式及引脚信号
2.2.18086的组态模式
2.2.2学习8086引脚应注意的问题
2.2.3最小和最大模式下都用到的引脚信号
2.2.4最小模式下用到的其他引脚信号
2.2.5最小模式下的系统配置
2.2.6最大模式下用到的其他引脚信号
2.2.7最大模式下的系统配置
2.38086微处理器的三种主要操作及时序
2.48086微处理器的中断操作及中断系统
2.58086微处理器的存储器组织及I/O组织
2.680x86微处理器的结构变化
2.6.180286微处理器
2.6.280386微处理器
2.6.380486微处理器
2.6.4Pentium微处理器
2.6.5Itanium微处理器
2.7小结与习题
2.7.1小结
2.7.2习题
第3章存储器
3.1存储器的体系结构
3.1.1存储器的总体结构
3.1.2内存的分区结构
3.2微机系统的内存组织
3.2.116位微机系统的内存组织
3.2.232位微机系统的内存组织
3.3半导体存储器
3.3.1半导体存储器的分类
3.3.2只读存储器
3.3.3半导体存储器的性能指标
3.3.4半导体存储器芯片的一般结构
3.3.5随机存取存储器
3.3.6半导体存储器在系统中的连接
3.4高速缓存技术
3.4.1Cache系统的组成及工作原理
3.4.2Cache的组织方式
3.4.3Cache的数据更新方法
3.5小结与习题
3.5.1小结
3.5.2习题
第4章总线
4.1总线结构概述
4.2总线分类及性能指标
4.2.1总线的分类
4.2.2总线的性能指标
4.2.3系统总线标准
4.3系统总线
4.3.1ISA总线
4.3.2PCI总线
4.3.3AGP总线
4.4外部总线
4.4.1IDE总线
4.4.2SCSI总线
4.4.3通用串行总线USB
4.4.4高速串行总线IEEE 1394
4.5小结与习题
4.5.1小结
4.5.2习题
第二篇过渡篇: 汇编语言基础及数据传送方式
第5章指令系统
5.1指令格式
5.2数据类型
5.3寻址方式
5.3.1操作数的寻址方式
5.3.2转移地址的寻址方式
5.3.3I/O端口的寻址方式
5.4基本指令系统
5.4.1数据传送类指令
5.4.2算术运算类指令
5.4.3逻辑运算与移位类指令
5.4.4串操作类指令
5.4.5程序控制类指令
5.4.6处理器控制类指令
5.5小结与习题
5.5.1小结
5.5.2习题
第6章汇编语言程序设计基本方法
6.1汇编语言概述
6.2宏汇编程序及上机过程
6.3MASM宏汇编语句结构
6.4MASM宏汇编语言的操作数
6.4.1MASM宏汇编语言的数据项
6.4.2MASM宏汇编语言表达式
6.5伪指令
6.5.1变量定义伪指令
6.5.2符号定义伪指令
6.5.3段定义伪指令
6.5.4程序开始和结束语句
6.5.5宏指令语句
6.6汇编语言程序的基本结构
6.6.1汇编语言程序设计的基本步骤
6.6.2汇编语言源程序的基本格式
6.6.3顺序结构程序设计
6.6.4分支结构程序设计
6.6.5循环结构程序设计
6.6.6子程序结构设计
6.7小结与习题
6.7.1小结
6.7.2习题
第7章微机与外设间的数据传送
7.1接口电路的作用
7.2微处理器与外设之间传送的信息
7.3接口电路的一般结构及特性
7.3.1接口电路的内部结构
7.3.2接口电路的外部特性
7.3.3接口电路芯片的分类
7.3.4接口电路的可编程性
7.4微处理器与外设间的数据传送机制
7.4.1程序控制下的数据传送
7.4.2DMA方式
7.4.3输入/输出过程中涉及几个共性问题
7.4.4I/O处理器的数据传送
7.5小结与习题
7.5.1小结
7.5.2习题
第三篇接口篇: 接口技术
第8章中断控制器8259A
8.18259A功能概述
8.28259A内部结构
8.38259A引脚信号
8.48259A工作方式
8.58259A命令字
8.68259A级联系统
8.7小结与习题
8.7.1小结
8.7.2习题
第9章定时计数控制器8254
9.1定时计数功能概述
9.28254内部结构
9.38254的引脚信号
9.48254工作方式
9.58254初始化编程
9.68254应用举例
9.7小结与习题
9.7.1小结
9.7.2习题
第10章DMA控制器8237A
10.1DMA控制器功能概述
10.28237A内部结构
10.38237A引脚信号
10.48237A工作和管理方式
10.4.18237A工作方式
10.4.28237A优先权管理方式
10.58237A寄存器
10.68237A初始化
10.78237A应用举例
10.8小结与习题
10.8.1小结
10.8.2习题
第11章串行接口8251A
11.1串行通信的基本概念
11.2串行接口的典型结构
11.2.1一般接口与系统的连接
11.2.2串行接口的典型结构
11.38251A结构
11.3.18251A的基本功能
11.3.28251A的结构
11.48251A引脚功能
11.58251A工作原理
11.68251A编程及举例
11.6.18251A编程
11.6.28251A编程举例
11.7小结与习题
11.7.1小结
11.7.2习题
第12章并行接口8255A
12.1并行接口概述
12.28255A内部结构
12.38255A引脚功能
12.48255A的工作方式
12.58255A初始化编程
12.68255A应用举例
12.7小结与习题
12.7.1小结
12.7.2习题
附录习题参考答案
参考文献