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第1章 概述 1

1.1微型计算机的发展概况 1

1.2微型计算机的基本体系结构 4

1.2.180x86系列机的体系结构 4

1.2.2Pentium系列机的体系结构 5

1.3微机系统的总线和接口标准 11

1.3.1微机总线 11

1.3.2接口标准 13

1.3.3常见系统总线简介 13

1.4微机接口技术 20

1.4.1微机接口技术概述 20

1.4.2I／O接口的基本功能 23

1.4.3微机接口的类型 23

1.4.4微机接口的发展趋势 25

习题一 27

第2章 微处理器及系统 29

2.18086微处理器 29

2.1.18086微处理器的主要性能 29

2.1.28086微处理器的内部结构 30

2.1.38086的存储器组织 37

2.1.48086的最小和最大工作模式 39

2.280486微处理器 41

2.2.180486的主要结构特点 41

2.2.280486的内部结构 42

2.2.380486CPU的内部寄存器 43

2.2.480486的工作方式 47

2.2.580486的存储器管理功能 49

2.3Pentium处理器 57

2.3.1Pentium微处理器的特点 57

2.3.2Pentium微处理器的内部结构 58

2.3.3Pentium4处理器 62

2.3.4Pentium的寄存器 70

2.3.5Pentium的工作模式 72

2.3.6高速缓冲存储器Cache 73

2.4RISC微处理器 76

2.4.1RISC微处理器概述 76

2.4.2高性能的RISC微处理器 78

2.5嵌入式系统结构 80

2.5.1嵌入式系统概述 81

2.5.2嵌入式系统的硬件系统 82

2.5.3ARMRISC结构的嵌入式系统微处理器 84

2.6单片机系统 85

2.6.1概述 85

2.6.2单片机系统结构 88

2.6.3单片机应用系统及外围接口 91

习题二 93

第3章 基本的I／O接口 94

3.1I／O概述 94

3.1.1CPU与I／O之间的接口信号 94

3.1.2I／O端口及CPU对I／O端口的访问 95

3.1.3I／O端口的编址方式 96

3.1.4现代微机中CPU对I／O端口的访问 99

3.1.5Intel系列微机80x86的I／O指令 100

3.1.6几个I／O有关问题的讨论 101

3.2I／O数据传送方式 106

3.2.1程序控制传送方式 106

3.2.2中断传送方式 110

3.2.3直接存储器存取（DMA）方式 111

3.3I／O端口地址分配及端口地址译码 111

3.3.1PC机的I／O地址分配 111

3.3.2I／O端口地址译码电路的设计 112

3.4可编程的并行I／O接口芯片8255 117

3.4.18255A的主要性能参数 117

3.4.28255A的内部结构 118

3.4.38255A的引脚及其功能 119

3.4.48255八的端口寻址及其基本操作 120

3.4.58255A的控制字 120

3.4.68255A的工作方式及其使用 122

3.5可编程定时器／计数器 136

3.5.1概述 136

3.5.28253的主要性能特点 137

3.5.38253的内部结构 137

3.5.48253的端口地址译码及基本操作 139

3.5.58253的引脚功能 139

3.5.68253的工作方式控制字及其初始化操作 140

3.5.78253的工作方式 142

3.5.88253的工作方式控制字 149

3.5.98253的初始化 150

3.5.108253的应用举例 150

习题三 157

第4章 串行接口 160

4.1串行传送的基本概念 160

4.1.1串行传送的特点 160

4.1.2串行传输方式 161

4.1.3信号的调制和解调 161

4.1.4检错与纠错 162

4.1.5波特率与发送／接收时钟 164

4.1.6串行通信的基本方式 165

4.2串行通信协议 166

4.2.1异步串行通信协议 166

4.2.2同步串行通信协议 168

4.3串行接口标准 170

4.3.1RS-232C接口标准 171

4.3.2RS-485接口标准 175

4.4可编程串行接口芯片INS8251A 177

4.4.18251A的外部特性和内部逻辑 177

4.4.28251A的命令字和状态字 180

4.4.38251A应用举例 182

4.5PC微机异步通信适配器 184

4.5.1UART的寄存器及其编程原理 184

4.5.2UART的外部特性 189

4.5.3采用UART的异步通信适配器的组成 190

4.5.4PC微机异步串行通信编程 191

4.6I2C串行总线接口 195

4.6.1I2C总线介绍 196

4.6.2I2C总线的基本操作 196

习题四 199

第5章 中断技术 201

5.1中断的基本概念 201

5.1.1中断的类型 201

5.1.2中断过程和优先级 205

5.1.3多重中断 207

5.2向量中断 208

5.2.1中断向量 208

5.2.2中断描述符表 208

5.4中断控制器 210

5.4.1PIC的工作原理 211

5.4.28259A的内部寄存器 212

5.4.3PIC的级联 212

5.4.48259A的初始化命令ICW 213

5.4.58259A的操作命令字（OCW） 217

5.58259A的应用 220

5.5.1使用单片8259A的初始化编程 220

5.5.2使用双片8259A的初始化编程 220

习题五 222

第6章 DMA技术 224

6.1DMA传送的基本概念 224

6.1.1DMA传送的特点 224

6.1.2DMA传送的过程 225

6.1.3DMA传送的方式 226

6.2DMA控制器 227

6.2.1DMAC的两种工作状态 227

6.2.28237A-5的功能、特性和外部引脚 228

6.2.38237A-5的内部寄存器 229

6.2.48237A-5的软命令 236

6.2.58237A-5的工作时序 237

6.3PC机的DMA系统组成 238

6.3.1DMA系统组成 238

6.3.2PC机中的DMA系统初始化 241

6.3.3DMA编程及应用 243

习题六 247

第7章 USB通用串行总线 249

7.1概述 249

7.1.1USB发展过程 249

7.1.2USB的设计目标及特点 250

7.1.3USB的接口特性 250

7.1.4USB信号的定义 251

7.1.5数据编码和解码 253

7.2USB系统结构 253

7.2.1USB总线的拓扑结构 254

7.2.2USB主机 255

7.2.3USB设备 256

7.2.4USB的通信模型 258

7.3USB的数据流模型 259

7.3.1端点 259

7.3.2管道 259

7.3.3USB的通信数据流 260

7.4USB协议层 262

7.4.1包字段格式 262

7.4.2包格式（PacketFormat） 264

7.4.3事务与传输类型 266

7.4.4控制传输 267

7.4.5块传输 268

7.4.6中断传输 269

7.4.7同步传输 270

7.5USB传输管理 270

7.5.1USB信息转换过程 270

7.5.2事务的跟踪 272

7.5.3低速事务 273

7.5.4分割事务 274

7.6帧同步定时器 277

7.6.1帧／微帧定时器的同步 278

7.6.2与帧抖动相关的微帧抖动 280

7.6.3关于EOF1和EOF2时间点 281

7.7设备的状态图和总线枚举 283

习题七 284

第8章 PCI局部总线 285

8.1PCI总线概述 285

8.1.1PCI总线的特点 285

8.1.2PCI总线的信号定义 286

8.1.3PCI插槽和扩展卡 291

8.2PCI总线命令及总线协议 291

8.2.1PCI总线命令 291

8.2.2PCI总线协议 294

8.3PCI总线的数据传输过程 296

8.3.1PCI总线上的读操作 297

8.3.2PCI总线上的写操作 298

8.3.3传输的终止过程 298

8.4总线仲裁与总线配置 299

8.4.1PCI总线仲裁机制 299

8.4.2PCI总线的配置周期 301

8.5PCI总线设备开发及S5933 306

8.5.1S5933的组成 307

8.5.2S5933的数据传送方式 307

习题八 308

第9章 人机交互设备接口 309

9.1键盘接口 309

9.1.1键盘接口的功能及原理 309

9.1.2可编程键盘／LED接口8279 313

9.1.3PC机键盘接口 323

9.2鼠标器接口 325

9.2.1鼠标器的功能及原理 325

9.2.2鼠标器接口 327

9.3显示器接口 328

9.3.1CRT显示器接口 328

9.3.2LCD显示器接口 332

9.4A／D和D／A转换器接口 335

9.4.1数／模转换器（DAC）接口 335

9.4.2模／数转换器（ADC）接口 342

习题九 350

第10章 EDA在接口技术中的应用 352

10.1概述 352

10.1.1EDA技术的发展 352

10.1.2EDA技术的基本特征 353

10.1.3PLD的发展概况 353

10.1.4PLD与FPGA的比较 354

10.2硬件描述语言 359

10.2.1VHDL简介 359

10.2.2VerilogHDL简介 360

10.2.3VHDL和VerilogHDL的比较 360

10.2.4Verilog语言介绍 361

10.2.5门电平模型化 361

10.2.6数据流模型化 363

10.2.7行为建模方式 365

10.3系统设计开发流程 368

10.48255可编程逻辑器件的实现 371

10.4.18255芯片总体设计要求 371

10.4.28255子模块设计 372

10.4.3芯片设计过程 385

习题十 387

第11章 WDM设备驱动程序设计 388

11.1Windows2000操作系统简介 388

11.1.1Win2000的系统组件 388

11.1.2Win2000中驱动程序的种类 390

11.2WDM驱动程序模型及其特点 391

11.2.1WDM驱动程序的特点 391

11.2.2WDM驱动程序模型 393

11.2.3设备和驱动程序的层次结构 394

11.2.4设备接口 395

11.3内核模式I／O处理技术 395

11.3.1内核模式代码如何执行 395

11.3.2Win2000使用的中断优先级 395

11.3.3延迟过程调用（DPC） 396

11.3.4用户缓冲区访问 397

11.3.5内核模式驱动程序结构 398

11.3.6I／O处理顺序及IRP生命期 399

11.4WDM驱动程序开发实例 400

11.4.1WDM驱动程序开发环境的建立 401

11.4.2用DriverWorks编写的WDM驱动程序的基本结构 401

11.4.3创建一个WDM驱动程序 405

11.4.4生成WDM驱动程序 416

11.4.5安装WDM驱动程序 416

11.4.6运行应用程序 417

习题十一 417

参考文献 418