微机原理与接口技术（第2版）

本书共14章分为4部分： 第1部分为原理篇，包括微型计算机基础、8088/8086 CPU及其指令系统、汇编语言程序设计、存储器技术、输入/输出技术、中断技术。 第2部分为接口篇，自动气象站设计为例，导入了8259A、8253、8255A等可编程接口芯片和A/D转换器。 第3部分为拓展篇，介绍微机新技术. 第4部分为实践篇，主要是汇编和接口部分基于Proteus仿真的典型实验。

张颖超，教授，博导，江苏省自动化学会常务理事；江苏省微电脑应用协会理事；中国气象软科学委员会委员；中国计算机学会工控机专委会委员；中国人工智能学会智能检测与运动控制分会（筹）副理事长；机械工业教育协会机电类学科教学委员自动化分委员会委员

原 理 篇

第1章 微型计算机基础 (2)

1.1 微型计算机发展概述 (2)

1.2 微型计算机系统的组成、结构与

工作过程 (4)

1.2.1 微型计算机系统的组成与结构 (4)

1.2.2 微机系统的工作过程 (6)

1.3 常用数制与编码表示方法 (9)

1.3.1 计算机中常用的数制 (9)

1.3.2 计算机中信息的编码表示 (11)

1.4 微型计算机中的数据表示方法 (12)

1.4.1 无符号数与有符号数 (12)

1.4.2 有符号二进制数的计算 (13)

1.5 本章学习指导 (14)

1.5.1 本章主要内容 (14)

1.5.2 典型例题 (15)

本章习题 (16)

第2章 8086/8088微处理器 (17)

2.1 8086/8088微处理器特点 (17)

2.2 8086/8088微处理器结构 (18)

2.2.1 8086/8088功能结构 (18)

2.2.2 8086/8088寄存器结构 (20)

2.2.3 8086/8088存储器寻址 (22)

2.2.4 8086/8088外部引脚 (23)

2.3 8086/8088 CPU工作模式和引脚 (26)

2.3.1 8086/8088最小工作模式 (26)

2.3.2 8086/8088最大工作模式 (27)

2.4 8086的总线时序 (31)

2.4.1 最小工作模式典型时序 (31)

2.4.2 最大工作模式典型时序 (34)

2.5 本章学习指导 (36)

2.5.1 本章主要内容 (36)

2.5.2 典型例题 (37)

本章习题 (38)

第3章 8086/8088指令系统 (39)

3.1 寻址方式 (39)

3.2 数据传送指令 (43)

3.2.1 MOV指令 (43)

3.2.2 栈指令 (44)

3.2.3 交换指令XCHG (46)

3.2.4 累加器专用传送指令 (47)

3.2.5 地址传送指令 (48)

3.2.6 标志位传送指令 (49)

3.3 算术运算指令 (50)

3.3.1 加法指令 (50)

3.3.2 减法指令 (52)

3.3.3 乘除法指令 (53)

3.3.4 符号扩展指令 (55)

3.3.5 十进制调整指令 (55)

3.4 逻辑运算指令 (56)

3.5 移位指令 (59)

3.5.1 算术逻辑移位指令 (59)

3.5.2 循环移位指令 (60)

3.6 处理器控制指令及标志位处理指令 (61)

3.7 本章学习指导 (62)

3.7.1 本章主要内容 (62)

3.7.2 典型例题 (63)

本章习题 (64)

第4章 汇编语言程序设计 (66)

4.1 汇编语言基础 (66)

4.1.1 汇编语言的语句组成 (66)

4.1.2 数据项 (67)

4.1.3 表达式 (68)

4.1.4 数据定义 (69)

4.1.5 分析运算符与合成运算符 (71)

4.1.6 符号定义 (72)

4.1.7 定位定义 (73)

4.2 顺序程序设计 (74)

4.2.1 最简单的汇编语言程序 (74)

4.2.2 包含多个段的汇编语言程序 (75)

4.3 分支程序设计 (78)

4.3.1 转移指令 (78)

4.3.2 分支程序举例 (81)

4.4 循环程序设计 (85)

4.4.1 循环程序的基本结构 (85)

4.4.2 循环指令 (86)

4.4.3 循环程序举例 (87)

4.5 DOS系统功能调用 (89)

4.5.1 常用系统功能调用 (89)

4.5.2 DOS系统功能调用举例 (91)

4.6 子程序设计 (93)

4.6.1 调用与返回指令 (93)

4.6.2 过程定义 (95)

4.6.3 参数和结果的传递 (96)

4.6.4 子程序设计举例 (102)

4.7 字符串处理 (103)

4.7.1 字符串操作指令 (103)

4.7.2 重复指令前缀 (106)

4.7.3 字符串处理程序举例 (107)

4.8 本章学习指导 (108)

4.8.1 本章主要内容 (108)

4.8.2 典型例题 (110)

本章习题 (112)

第5章 存储器技术 (113)

5.1 存储器概述 (113)

5.1.1 半导体存储器分类 (113)

5.1.2 存储器性能指标 (114)

5.1.3 存储器系统结构 (115)

5.2 随机读写存储器 (116)

5.2.1 静态RAM (117)

5.2.2 动态RAM (119)

5.3 只读存储器 (121)

5.3.1 掩模型ROM和可编程ROM (121)

5.3.2 可擦除可编程ROM(EPROM) (121)

5.3.3 电可擦除可编程

ROM(E2PROM) (123)

5.4 CPU与存储器的连接 (123)

5.4.1 存储器扩展 (123)

5.4.2 存储器译码 (126)

5.5 现代微机的存储体系 (129)

5.5.1 Cache?主存存储层次 (129)

5.5.2 主辅存存储层次 (131)

5.5.3 并行主存系统及新型RAM (132)

5.6 本章学习指导 (134)

5.6.1 本章主要内容 (134)

5.6.2 典型例题 (136)

本章习题 (138)

第6章 输入/输出接口技术 (139)

6.1 I/O接口概述 (140)

6.1.1 接口的功能及其作用 (140)

6.1.2 接口的分类 (141)

6.1.3 简单I/O接口芯片 (142)

6.2 I/O端口及其编址方法 (143)

6.2.1 I/O端口 (143)

6.2.2 I/O端口的编址方法 (144)

6.3 输入/输出方式及其接口 (145)

6.3.1 程序控制传输方式 (146)

6.3.2 中断传输方式 (150)

6.3.3 DMA方式 (152)

6.3.4 4种I/O方式的比较 (156)

6.4 本章学习指导 (157)

6.4.1 本章主要内容 (157)

6.4.2 典型例题 (158)

本章习题 (159)

第7章 中断技术 (160)

7.1 中断的基本概念及其应用 (160)

7.2 中断系统的功能和中断优先级 (162)

7.2.1 基本概念 (162)

7.2.2 中断优先级 (162)

7.3 8086/8088的中断操作 (166)

7.3.1 中断的分类 (166)

7.3.2 中断类型码、中断向量和

中断向量表 (166)

7.4 中断响应过程与时序 (170)

7.4.1 硬件中断的响应过程和

中断服务 (170)

7.4.2 中断指令和软件中断的响应

过程 (173)

7.5 本章学习指导 (176)

7.5.1 本章主要内容 (176)

7.5.2 典型例题 (177)

本章习题 (178)

接 口 篇

第8章 可编程中断控制器8259A (182)

8.1 8259A的主要功能及结构 (182)

8.2 8259A的工作过程 (185)

8.2.1 单片8259A的工作过程 (186)

8.2.2 多片8259A级联的工作过程 (186)

8.3 8259A的中断管理 (188)

8.3.1 中断优先级管理 (188)

8.3.2 中断结束管理 (189)

8.3.3 中断嵌套管理 (189)

8.3.4 中断屏蔽管理 (193)

8.4 8259A的编程 (194)

8.4.1 初始化命令字 (194)

8.4.2 初始化的程序流程 (196)

8.4.3 操作命令字 (196)

8.5 8259A的应用举例 (200)

8.5.1 8259A在X86系统中的应用 (201)

8.5.2 8259A在自动气象站中的

应用 (202)

8.6 本章学习指导 (203)

8.6.1 本章主要内容 (203)

8.6.2 典型例题 (205)

本章习题 (207)

第9章 可编程定时/计数器

8253/8254 (208)

9.1 8253的引脚功能和编程结构 (209)

9.1.1 8253的引脚功能 (209)

9.1.2 8253的编程结构 (209)

9.1.3 8253内部寄存器的选择 (210)

9.2 8253的编程 (211)

9.2.1 8253的控制字 (211)

9.2.2 8253的计数初值 (211)

9.2.3 8253的初始化编程 (212)

9.2.4 8253的计数器读操作 (213)

9.3 8253的工作方式 (214)

9.3.1 方式0 (215)

9.3.2 方式1 (216)

9.3.3 方式2 (217)

9.3.4 方式3 (218)

9.3.5 方式4 (220)

9.3.6 方式5 (222)

9.3.7 6种工作方式的比较 (224)

9.4 8253的应用举例 (225)

9.4.1 8253多通道串联的应用 (225)

9.4.2 8253在自动气象站中的应用 (226)

9.5 8254芯片 (228)

9.5 本章学习指导 (230)

9.5.1 本章主要内容 (230)

9.5.2 典型例题 (231)

本章习题 (233)

第10章 可编程并行接口芯片

8255A (234)

10.1 并行接口概述 (234)

10.2 8255A概述 (235)

10.2.1 8255A内部结构和芯片引脚 (235)

10.2.2 8255A的工作方式和初始化

编程 (237)

10.3 8255A的工作过程分析 (239)

10.3.1 方式0 (239)

10.3.2 方式1 (240)

10.3.3 方式2 (242)

10.4 8255A的应用举例 (244)

10.4.1 8255A在打印机接口中的应用 (244)

10.4.2 8255A在自动气象站中的

应用 (245)

10.5 本章学习指导 (252)

10.5.1 本章主要内容 (252)

10.5.2 典型例题 (252)

本章习题 (254)

第11章 串行通信与可编程接口

芯片8251A (255)

11.1 串行通信基础 (255)

11.1.1 串行通信方式 (256)

11.1.2 数据传送方式 (257)

11.1.3 信号传输方式 (258)

11.1.4 串行接口标准 (258)

11.2 可编程串行接口芯片8251A (261)

11.2.1 8251A概述 (261)

11.2.2 8251A初始化编程 (264)

11.2.3 8251A应用举例 (267)

11.2.4 8251A在自动气象站中的

应用 (268)

11.3 本章学习指导 (270)

11.3.1 本章主要内容 (270)

11.3.2 典型例题 (271)

本章习题 (272)

第12章 A/D、D/A转换技术及其

接口设计 (274)

12.1 D/A转换器及其与主机的接口 (275)

12.1.1 D/A转换器组成 (275)

12.1.2 D/A转换原理 (276)

12.1.3 D/A转换器技术指标及选型 (278)

12.1.4 数模D/A转换器DAC0832 (279)

12.1.5 串行接口D/A转换器 (282)

12.1.6 D/A转换器应用 (283)

12.2 A/D转换器及其与主机的接口 (286)

12.2.1 A/D转换接口 (286)

12.2.2 A/D转换原理及实现 (291)

12.2.3 A/D转换器技术指标及选型 (294)

12.2.4 模数A/D转换器ADC0809 (295)

12.2.5 12位A/D转换器AD574 (298)

12.2.6 自动气象站框架设计 (301)

12.3 本章学习指导 (302)

12.3.1 本章主要内容 (302)

12.3.2 典型例题 (303)

本章习题 (304)

拓 展 篇

*第13章 总线技术 (307)

13.1 总线概述 (307)

13.2 总线控制 (309)

13.2.1 总线仲裁 (309)

13.2.2 总线握手 (310)

13.3 常用总线标准 (312)

13.3.1 ISA总线 (312)

13.3.2 PCI总线 (314)

13.3.3 USB 总线 (317)

13.3.4 IEEE 1394总线 (321)

13.3.5 SCSI 总线 (321)

13.3.6 AGP 总线 (322)

13.3.7 PCI-E总线 (322)

13.3.8 I2C总线 (323)

13.3.9 SPI总线 (324)

13.4 本章学习指导 (325)

本章习题 (325)

*第14章 高性能微处理器及其

新技术 (326)

14.1 32位微处理器芯片 (326)

14.1.1 80X86芯片发展 (326)

14.1.2 典型32位微处理器 (329)

14.2 64位CPU简介 (334)

14.3 高性能微机技术 (337)

14.3.1 流水线(PinpeLine)技术 (337)

14.3.2 精简指令集(RISC)技术 (338)

14.3.3 多媒体扩展(MMX)技术 (339)

14.3.4 单指令多数据(SIMD)技术 (341)

14.3.5 线程级并行技术 (342)

14.3.6 低功耗管理(LPM)技术 (343)

14.4 本章学习指导 (344)

本章习题 (344)

第15章 实验指导 (345)

15.1 汇编语言上机及DEBUG

调试实验 (345)

15.2 分支结构程序设计实验 (346)

15.3 循环结构程序设计实验 (347)

15.4 子程序设计实验 (348)

15.5 DOS系统功能调用实验 (350)

15.6 简单并行接口实验 (352)

15.7 8253实验 (353)

15.8 8255A实验 (354)

15.9 8251A实验 (357)

15.10 DAC0832实验 (359)

15.11 ADC0809实验 (360)

15.12 中断控制实验 (362)

附录A 自测试题 (365)

A.1 试卷一 (365)

A.2 试卷一答案 (368)

A.3 试卷二 (369)

A.4 试卷二答案 (372)

附录B 基本逻辑门电路图形符号

对照表 (374)

附录C ASCII编码表 (375)

参考文献 (377)