微型計(jì)算機(jī)及其接口技術(shù)

◆ 緊扣等考大綱，精心設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容

◆ 采用“案例驅(qū)動(dòng)”編寫(xiě)方式，以程序設(shè)計(jì)為中心，語(yǔ)法介紹精煉

◆每章都提供相關(guān)習(xí)題，以便于學(xué)生練習(xí)提高

◆免費(fèi)提供電子教案

隨著微型計(jì)算機(jī)在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域的普及應(yīng)用，掌握和應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)的能力已經(jīng)成為衡量一個(gè)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員素質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)之一，學(xué)習(xí)和運(yùn)用微型計(jì)算機(jī)成為高校學(xué)生和現(xiàn)代科技人員必須的訓(xùn)練過(guò)程。本書(shū)以IBM PC系列機(jī)為背景機(jī)，全面系統(tǒng)地介紹了微型計(jì)算機(jī)原理、接口技術(shù)及應(yīng)用技術(shù)。全書(shū)力求編寫(xiě)語(yǔ)言通俗易懂，理論結(jié)合實(shí)際，努力追蹤微型計(jì)算機(jī)快速發(fā)展的歷程，目的是讓讀者獲得微型計(jì)算機(jī)硬件組織的基本理論，掌握微型計(jì)算機(jī)工作原理，具備微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用的基本技能。

全書(shū)共11章。第1章介紹微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展、組成、性能指標(biāo)以及數(shù)制、數(shù)據(jù)表示方法；第2章介紹8086/8088微處理器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、寄存器結(jié)構(gòu)、工作模式、引腳、總線(xiàn)操作及時(shí)序，同時(shí)介紹80386、80486、Pentium系列高檔微處理器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和主要特點(diǎn)；第3章介紹了存儲(chǔ)器的分類(lèi)、性能指標(biāo)，講解了各種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的基本結(jié)構(gòu)，以及存儲(chǔ)器容量擴(kuò)展的方法，并介紹了存儲(chǔ)器系統(tǒng)中的Cache和虛擬存儲(chǔ)器技術(shù)；第4章概要地介紹微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)的功能、分類(lèi)，以及數(shù)據(jù)輸入/輸出控制方式；第5～9章分別介紹并行接口技術(shù)、定時(shí)/計(jì)數(shù)技術(shù)、串行通信技術(shù)、中斷技術(shù)和DMA技術(shù)，并分別講述了典型接口芯片8255A、8253、8251A、8259A和8237A的主要特征、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作方式、編程方法以及在微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用；第10章講解在總線(xiàn)發(fā)展歷程中應(yīng)用于微型計(jì)算機(jī)的幾種典型總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)；第11章介紹鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、顯示器、打印機(jī)、外存儲(chǔ)器等常用人機(jī)接口設(shè)備，并介紹筆輸入設(shè)備、掃描儀、數(shù)碼相機(jī)等新型設(shè)備。

本書(shū)內(nèi)容豐富，力求反映微型計(jì)算機(jī)的最新發(fā)展技術(shù)。書(shū)中結(jié)構(gòu)清晰，圖表結(jié)合，注重基本概念的理解和應(yīng)用能力的培養(yǎng)，各章配有一定數(shù)量的實(shí)例和習(xí)題，可作為大中專(zhuān)院校計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)及電子、機(jī)電、自控等專(zhuān)業(yè)的教材，也可作為從事計(jì)算機(jī)工作的工程技術(shù)人員、計(jì)算機(jī)愛(ài)好者的參考用書(shū)。

本書(shū)由胡敏、張永任主編，張丹、丁小峰、曾劍明任副主編，參與編寫(xiě)工作的還有金雙平、杜波、王小青、李鑫、李強(qiáng)、王克杰、黃浩等。在本書(shū)編寫(xiě)過(guò)程中得到了中國(guó)水利水電出版社有關(guān)同志的關(guān)心和大力支持，謹(jǐn)此表示衷心的感謝。

限于作者水平，書(shū)中難免有錯(cuò)誤或不妥之處，敬請(qǐng)讀者不吝批評(píng)指正。

編 者

2010年7月

前言

第1章 微型計(jì)算機(jī)概論 1
學(xué)習(xí)目標(biāo) 1
1.1 微型計(jì)算機(jī)概述 1
1.1.1 微型計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展 1
1.1.2 微型計(jì)算機(jī)的特點(diǎn) 3
1.1.3 微型計(jì)算機(jī)的分類(lèi) 4
1.1.4 微型計(jì)算機(jī)的主要性能指標(biāo) 5
1.1.5 微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用 6
1.2 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成 7
1.2.1 微型計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng) 7
1.2.2 微型計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng) 10
1.2.3 微處理器、微型計(jì)算機(jī)及微型
計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 12
1.3 計(jì)算機(jī)中數(shù)和字符的表示 12
1.3.1 進(jìn)位計(jì)數(shù)制及數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換 13
1.3.2 計(jì)算機(jī)中數(shù)值信息的表示 16
1.3.3 數(shù)的定點(diǎn)及浮點(diǎn)表示 19
1.3.4 計(jì)算機(jī)中文字信息的表示 20
1.4 二進(jìn)制運(yùn)算 25
1.4.1 補(bǔ)碼的加減法運(yùn)算 25
1.4.2 邏輯運(yùn)算 26
習(xí)題與思考 26
第2章 Intel 80x86微處理器 28
學(xué)習(xí)目標(biāo) 28
2.1 Intel 8086/8088微處理器 28
2.1.1 8086/8088微處理器的主要特性 28
2.1.2 8086/8088微處理器的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 29
2.1.3 8086/8088寄存器結(jié)構(gòu) 31
2.1.4 8086/8088總線(xiàn)的工作周期 35
2.1.5 8086/8088的引腳及工作模式 36
2.1.6 8086/8088的存儲(chǔ)器組織及
I/O組織 43
2.1.7 8086/8088的總線(xiàn)操作及時(shí)序 45
2.1.8 IBM PC/XT微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 54
2.2 80x86高檔微處理器 58
2.2.1 80386微處理器 58
2.2.2 80486微處理器 62
2.2.3 Pentium系列微處理器 64
習(xí)題與思考 67
第3章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器及其接口 69
學(xué)習(xí)目標(biāo) 69
3.1 存儲(chǔ)器概述 69
3.1.1 存儲(chǔ)器的分類(lèi) 69
3.1.2 存儲(chǔ)器的主要性能指標(biāo) 71
3.1.3 主存儲(chǔ)器的基本結(jié)構(gòu) 72
3.1.4 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器 72
3.2 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM 74
3.2.1 靜態(tài)RAM（SRAM） 74
3.2.2 動(dòng)態(tài)RAM（DRAM） 78
3.3 只讀存儲(chǔ)器ROM 80
3.3.1 掩膜只讀存儲(chǔ)器ROM 81
3.3.2 可編程只讀存儲(chǔ)器PROM 81
3.3.3 可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器EPROM 82
3.3.4 電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器
E2PROM 83
3.3.5 快擦除讀寫(xiě)存儲(chǔ)器Flash Memory 83
3.4 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器接口 84
3.4.1 存儲(chǔ)器芯片與CPU連接時(shí)必須
注意的問(wèn)題 84
3.4.2 存儲(chǔ)器的選址 85
3.4.3 存儲(chǔ)器的容量擴(kuò)展 85
3.4.4 典型CPU與存儲(chǔ)器的連接 91
3.4.5 單列直插式存儲(chǔ)器（SIMM）和
雙列直插式存儲(chǔ)器（DIMM） 94
3.5 存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu) 96
3.5.1 存儲(chǔ)器系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu) 96
3.5.2 多體存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) 97
3.5.3 高速緩沖存儲(chǔ)器（Cache） 99
3.5.4 虛擬存儲(chǔ)器 101
習(xí)題與思考 103
第4章 微型計(jì)算機(jī)輸入/輸出系統(tǒng)概述 105
學(xué)習(xí)目標(biāo) 105
4.1 微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)概述 105
4.1.1 接口及接口的功能 105
4.1.2 接口的類(lèi)型 108
4.1.3 CPU與I/O外設(shè)之間交換的
信息類(lèi)型 109
4.1.4 接口電路的一般結(jié)構(gòu) 110
4.1.5 I/O端口的編址方法 111
4.1.6 接口技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展 113
4.2 輸入/輸出控制方式 113
4.2.1 程序控制方式 113
4.2.2 中斷控制方式 116
4.2.3 DMA控制方式 118
4.2.4 I/O處理機(jī)方式 119
習(xí)題與思考 120
第5章 并行接口技術(shù) 121
學(xué)習(xí)目標(biāo) 121
5.1 并行通信及并行接口 121
5.2 可編程并行接口8255A 122
5.2.1 8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 122
5.2.2 8255A的引腳功能 123
5.2.3 8255A的控制字 125
5.2.4 8255A的工作方式 126
5.2.5 8255A的編程 132
5.3 8255A的應(yīng)用 134
5.3.1 8255A控制LED顯示 134
5.3.2 8255A用于并行打印機(jī)接口 134
5.3.3 8255A用于鍵盤(pán)接口 135
5.3.4 8255A實(shí)現(xiàn)雙機(jī)并行通信 137
習(xí)題與思考 139
第6章 定時(shí)/計(jì)數(shù)技術(shù)及其接口 142
學(xué)習(xí)目標(biāo) 142
6.1 定時(shí)/計(jì)數(shù)技術(shù)概述 142
6.1.1 定時(shí)系統(tǒng) 142
6.1.2 定時(shí)方法 143
6.1.3 可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作原理 144
6.2 可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器8253 145
6.2.1 8253的主要特性 145
6.2.2 8253的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 145
6.2.3 8253的引腳功能 147
6.2.4 8253的工作方式 148
6.2.5 8253的控制字 155
6.2.6 8253的編程 157
6.3 8253的應(yīng)用 160
6.3.1 IBM PC/XT機(jī)上8253的時(shí)鐘中斷 161
6.3.2 IBM PC/XT機(jī)上8253的動(dòng)態(tài)
存儲(chǔ)器刷新定時(shí) 161
6.3.3 8253用于揚(yáng)聲器發(fā)聲控制 162
習(xí)題與思考 164
第7章 串行通信及串行接口技術(shù) 166
學(xué)習(xí)目標(biāo) 166
7.1 串行通信概述 166
7.1.1 串行通信與并行通信 166
7.1.2 串行通信中的基本技術(shù) 167
7.1.3 串行通信的基本方式 173
7.1.4 串行通信接口標(biāo)準(zhǔn) 176
7.1.5 串行接口的基本結(jié)構(gòu)與功能 182
7.2 可編程串行接口8251A 185
7.2.1 8251A的主要特性 185
7.2.2 8251A的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 186
7.2.3 8251A的引腳功能 187
7.2.4 8251A的控制字及狀態(tài)字 190
7.2.5 8251A的編程 192
7.3 8251A的應(yīng)用 194
7.3.1 利用8251A實(shí)現(xiàn)與終端的
串行通信 194
7.3.2 利用8251A實(shí)現(xiàn)雙機(jī)串行通信 196
習(xí)題與思考 198
第8章 中斷技術(shù)及中斷控制器 200
學(xué)習(xí)目標(biāo) 200
8.1 中斷技術(shù)概述 200
8.1.1 中斷技術(shù)中的概念 200
8.1.2 中斷的基本原理 201
8.1.3 中斷技術(shù)的特點(diǎn) 205
8.2 8086中斷系統(tǒng) 206
8.2.1 中斷類(lèi)型 206
8.2.2 中斷向量表 208
8.2.3 中斷管理 210
8.3 8259A中斷控制器 214
8.3.1 8259A的主要特性 214
8.3.2 8259A的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 214
8.3.3 8259A的引腳功能 216
8.3.4 8259A的中斷管理方式 218
8.3.5 8259A的中斷響應(yīng)過(guò)程 221
8.3.6 8259A的控制字 221
8.3.7 8259A的編程 226
8.4 8259A在微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用 233
習(xí)題與思考 236
第9章 DMA技術(shù)及DMA控制器 239
學(xué)習(xí)目標(biāo) 239
9.1 直接存儲(chǔ)器存取（DMA）概述 239
9.1.1 DMA控制器（DMAC）的
基本功能 240
9.1.2 DMAC的一般結(jié)構(gòu) 240
9.1.3 DMAC的工作方式 241
9.1.4 DMA操作過(guò)程 242
9.2 可編程DMA控制器8237A 243
9.2.1 8237A的主要特性 243
9.2.2 8237A的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 243
9.2.3 8237A的引腳功能 245
9.2.4 8237A的操作方式 247
9.2.5 8237A的編程 249
9.3 DMA技術(shù)在微機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用 257
習(xí)題與思考 262
第10章 總線(xiàn)技術(shù) 265
學(xué)習(xí)目標(biāo) 265
10.1 總線(xiàn)技術(shù)概述 265
10.1.1 總線(xiàn)的基本概念 265
10.1.2 總線(xiàn)的規(guī)范 266
10.1.3 總線(xiàn)的性能指標(biāo) 266
10.1.4 總線(xiàn)的分類(lèi) 267
10.2 系統(tǒng)總線(xiàn) 267
10.2.1 PC總線(xiàn) 267
10.2.2 ISA總線(xiàn) 269
10.2.3 EISA總線(xiàn) 270
10.3 局部總線(xiàn) 273
10.3.1 VL總線(xiàn) 274
10.3.2 PCI總線(xiàn) 276
習(xí)題與思考 281
第11章 人機(jī)接口技術(shù) 282
學(xué)習(xí)目標(biāo) 282
11.1 鍵盤(pán)及其接口技術(shù) 282
11.1.1 鍵盤(pán)的基本工作原理 282
11.1.2 鍵盤(pán)的分類(lèi) 284
11.1.3 非編碼鍵盤(pán)的按鍵識(shí)別方法 284
11.1.4 PC鍵盤(pán) 285
11.1.5 PC鍵盤(pán)接口技術(shù) 285
11.2 鼠標(biāo)器及其接口技術(shù) 287
11.2.1 鼠標(biāo)器的分類(lèi)及工作原理 287
11.2.2 鼠標(biāo)器的主要性能指標(biāo) 288
11.2.3 鼠標(biāo)器與主機(jī)的接口 289
11.2.4 鼠標(biāo)器的編程應(yīng)用 289
11.3 顯示器及其接口技術(shù) 290
11.3.1 顯示器的分類(lèi) 290
11.3.2 顯示器的工作原理 290
11.3.3 顯示器的主要性能指標(biāo) 293
11.3.4 顯示適配器的工作原理 294
11.3.5 顯示器的編程應(yīng)用 297
11.4 打印機(jī)及其接口技術(shù) 298
11.4.1 打印機(jī)的分類(lèi)及工作原理 298
11.4.2 打印機(jī)的主要性能指標(biāo) 301
11.4.3 打印機(jī)與主機(jī)的接口 302
11.4.4 打印機(jī)的編程應(yīng)用 303
11.5 外存儲(chǔ)器及其接口 303
11.5.1 硬盤(pán)存儲(chǔ)器 303
11.5.2 光盤(pán)存儲(chǔ)器 305
11.5.3 常見(jiàn)移動(dòng)式存儲(chǔ)器 307
11.6 其他人機(jī)接口設(shè)備 308
11.6.1 筆輸入設(shè)備 308
11.6.2 掃描儀 309
11.6.3 數(shù)碼相機(jī) 310
習(xí)題與思考 311
參考文獻(xiàn) 313

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5. 單片機(jī)實(shí)用技術(shù)項(xiàng)目教程 [主編 周威 熊輝]
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10. 微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)（第二版） [主編 楊立]
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15. 單片機(jī)應(yīng)用教程 [胡云冰 聶振華]
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17. 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝與調(diào)試 [主編 田浩鵬]
18. 微機(jī)原理與匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)（第二版） [主編 荊淑霞]
19. 單片機(jī)原理及應(yīng)用設(shè)計(jì)（第二版） [主編 胡輝 ]
20. 單片機(jī)原理及典型應(yīng)用接口技術(shù) [劉甫 陳健美 編著]
21. 單片機(jī)原理及應(yīng)用教程（C語(yǔ)言版） [主編 周?chē)?guó)運(yùn)]
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23. 微型計(jì)算機(jī)組成原理與設(shè)計(jì)方法研究 [劉峰 陳炯 邵澤云]
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25. 微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù) [何超]
26. 單片微型計(jì)算機(jī)原理及接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)與實(shí)訓(xùn) [林軍 等編著]
27. 微型計(jì)算機(jī)通信與接口技術(shù) [劉兵　易逵　朱天清 等編著]
28. 微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用（第二版） [何超 主編 徐昊 副主編]
29. 微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用 [劉建成 主編]
30. 微型計(jì)算機(jī)原理與常用接口技術(shù) [黃同愿 等編著]