微机在实验物理学中的应用PDF电子书下载

第一篇 微机系统概述 1

第一章 微机基本原理 1

1.1 微机发展概况 1

1.2 微机的基本原理和结构 3

1.3.1 微处理器 6

1.3.2 存贮器 9

1.3.3 微处理器和微机的总线与时序 16

1.3.4 输入输出接口及信息传输控制方式 19

1.4.1 Z80微处理器 25

1.4 几种常用微处理器的结构和功能 25

1.4.2 6502微处理器 37

1.4.3 8088微处理器 44

第二章 指令系统、编程与中断 57

2.1 程序设计语言概述 57

2.2 6502指令系统和汇编语言 60

2.2.1 6502的寻址方式 61

2.2.2 6502的指令系统 65

2.2.3 APPLE-Ⅱ+机中机器语言编程与调用 77

2.2.4 APPLE-Ⅱ+汇编语言概述 80

2.2.5 APPLE-Ⅱ+的中断系统 87

2.3.1 Z80的寻址方式 90

2.3 Z80指令系统 90

2.3.2 Z80的指令系统 91

2.3.3 Z80的中断系统 102

2.4 8088指令系统 105

2.4.1 8088的寻址方式 105

2.4.2 8088的指令系统 112

2.4.3 IBM-PC的中断系统 137

第二篇 微机应用基础 143

第三章 信号调理电路中的模拟与数字器件 143

3.1 集成运算放大器的使用和性能指标 143

3.2 集成运放的基本连接方式 145

3.3 集成运放的选择与应用 151

3.4 数字集成电路的类型和性能比较 154

3.5 TTL电路 156

3.5.1 TTL电路的几个系列 156

3.5.2 TTL电路的特性及应用注意事项 159

3.6 CMOS电路 162

3.6.1 CMOS电路的主要优点 162

3.6.2 CMOS器件的不同系列 163

3.6.3 使用CMOS器件时的注意事项 165

3.7 ECL电路 167

3.7.1 ECL电路的品种和特点 167

3.7.2 ECL电路的使用方法和注意事项 168

3.8 数字集成电路器件的比较与相互连接 170

3.8.1 TTL和CMOS的连接 171

3.8.2 TTL与ECL的连接 172

第四章 微机电路分析 175

4.1 引言 175

4.1.1 了解微机电路的必要性 175

4.1.2 分析微机硬件的步骤 176

4.2 TP801B单板机电路分析 177

4.2.1 TP801B的层次分解 177

4.2.2 Z80-CPU及其支持电路 178

4.2.3 TP801B的随机存贮器电路 180

4.2.4 TP801B只读存贮器电路 182

4.2.5 在TP801B上对EPROM重新编程 184

4.3 APPLE-Ⅱ微机电路分析 187

4.3.1 APPLE-Ⅱ电路的分析层次 187

4.3.2 APPLE-Ⅱ的CPU及其支持单元 190

4.3.3 APPLE-Ⅱ的只读存贮器单元 193

4.3.4 APPLE-Ⅱ的系统时钟单元 196

4.3.5 APPLE-Ⅱ的随机存贮器单元 201

4.3.6 APPLE-ⅡRAM的地址输入多路转换 204

4.3.7 APPLE-Ⅱ读出数据的转换与控制 213

4.3.8 APPLE-Ⅱ的外设扩充接口插座(I/O槽) 218

4.3.9 系统板上的I/O电路 229

4.4.1 IBM-PC/XT的层次分解 234

4.4 IBM-PC/XT微机电路分析 234

4.4.2 系统板上各单元电路介绍 246

4.4.3 IBM-PC机I/O槽的电路分析 247

第五章 总线与标准接口 255

5.1 总线的一般概念 255

5.2 内总线 256

5.2.1 IBM-PC总线 256

5.2.2 APPLE-Ⅱ总线 258

5.2.3 TB801B总线 260

5.2.4 S-100、Multi-bus及STD标准总线简介 261

5.3.1 IEEE-488标准接口 266

5.3 外总线 266

5.3.2 RS-232C标准接口 274

5.3.3 CAMAC标准接口 276

第六章 微机系统的接口器件 280

6.1 Z80微机系统的接口器件 280

6.1.1 并行I/O接口原理 280

6.1.2 Z80PIO 281

6.1.3 Z80CTC 289

6.1.4 串行I/O接口与串行通信 296

6.1.5 Z80SIO 298

6.1.6 应用Z80SIO构成RS-232C标准接口 310

6.1.7 Z80DMA 315

6.2.1 6522的内部结构及其与APPLE-Ⅱ的连接 326

6.2 APPLE-Ⅱ微机系统的I/O接口器件 326

6.2.2 6522内部寄存器的寻址 329

6.2.3 6522的并行数据传送 329

6.2.4 6522的定时器功能 335

6.2.5 6522的串行接口功能 338

6.3 IBM-PC/XT的I/O接口器件 339

6.3.1 IBM-PC/XT的并行接口 340

6.3.2 IBM-PC/XT的接口定时器 351

6.3.3 IBM-PC/XT的DMA通道 357

6.3.4 IBM-PC/XT的串行通信接口 364

7.1 概述 377

第七章 模拟量与数字量的转换 377

7.2 数据转换装置的基本原理和有关参数 378

7.2.1 转换器的基本原理 378

7.2.2 数据转换器的有关参数和术语 380

7.3 D/A及A/D转换电路原理 385

7.3.1 D/A转换原理 385

7.3.2 A/D转换原理 390

7.4 集成A/D、D/A转换芯片及其与微机的接口 402

7.4.1 A/D转换器件 402

7.4.2 D/A转换器件 409

7.5.1 采样及采样定理 414

7.5 模拟信号的采样与保持 414

7.5.2 采样保持装置 415

7.6 高精度长度-数字转换 418

7.7 力、重量及质量的数字转换 428

7.8 温度-数字转换与多路转换系统的设计和特性 431

7.9 时间-数字的转换 435

第三篇 微机应用实例分析 438

第八章 微机在科学实验中的应用(一)——应用实例综述 438

8.1 微机实验应用概述 438

8.2 微机数据采集系统 441

8.2.1 瞬态波形的快速采集与存贮 441

8.2.2 激光多普勒测速装置中的IBMPC机数据采集系统 452

8.2.3 微机多道分析器及核数据采集 458

8.2.4 微机自动测试系统的数据采集 464

8.3 微机在微弱信号处理中的应用 474

8.3.1 同步取样数字平均器 474

8.3.2 数字锁相放大器 482

8.4 以微机为核心的温度测量控制系统 483

8.4.1 脉冲核磁共振装置中的高精度控温系统 483

8.4.2 低温的测量与控制 487

8.4.3 微机控制任意函数形式变温过程 491

8.5.1 微机在光谱分析仪器中的应用 493

8.5 谱仪的微机控制 493

8.5.2 拉曼光谱仪的微机控制 498

8.5.3 微机控制的穆斯堡尔谱仪 500

8.5.4 色心激光谱仪的微机控制 503

第九章 微机在科学实验中的应用(二)——实验教学应用 507

9.1 微机在力学实验中的应用 508

9.1.1 微机辅助的简谐摆、阻尼摆实验 508

9.1.2 转动实验的研究 514

9.1.3 气轨与能量实验 518

9.2 微机在光学实验中的应用 522

9.2.1 光吸收的测量与反射光强度的研究 523

9.2.2 偏振光的细丝衍射 526

9.2.3 光的单缝衍射 530

9.2.4 迈散射 532

9.3 微机在信号处理实验中的应用 536

9.3.1 傅氏级数与傅氏变换实验 536

9.3.2 波形发生、波形合成实验 543

9.3.3 音频信号的采集与FFT频谱分析实验 549

9.4 微机在近代物理实验中的应用 554

9.4.1 光电效应实验的微机控制与在线测量 554

9.4.2 康普顿散射实验的研究 558

10.1.1 问题的提出 563

10.1 周期性任意波形的电功率的快速测量 563

第十章 微机在科学实验中的应用(三)——应用系统分析 563

10.1.2 硬件设计方案 564

10.1.3 硬件系统和时序 567

10.1.4 数据采集软件 574

10.1.5 误差分析 576

10.2 微机在图象处理中的应用 580

10.2.1 概述 580

10.2.2 静态图象信息的采集 582

10.2.3 二阶灰度图象的处理系统 583

10.2.4 图象动态采集与实时处理系统 584

10.2.5 实施图象动态采集及实时处理的设计思想 585

10.2.6 动态图象的采集 586

10.2.7 图象的及时传送 593

10.2.8 图象的实时处理 595

10.3 核自旋极化离子源的微机最佳控制 596

10.3.1 极化离子源概述 596

10.3.2 极化离子源的微机控制应解决的问题 597

10.3.3 输入、输出通道的设计思想与实施方案 598

10.3.4 控制方案的确定 610

10.3.5 判据函数及测量数据的处理 612

10.3.6 程序及流程图 613

10.3.7 束流强度及稳定性的控制效果 614