微型计算机接口技术及应用PDF电子书下载

第一章 概述 1

1.1 微机接口与接口技术 1

一、接口 1

二、接口技术 2

三、接口技术在微机应用中的作用 2

1.2 接口功能 2

1.3 接口的组成 3

一、硬件电路 3

二、软件编程 4

1.4 接口电路的结构形式 4

一、固定式结构 4

二、半固定式结构 5

三、可编程结构 5

四、智能型结构 5

1.5 CPU与接口交换数据的方式 5

一、查询方式 5

二、中断方式 5

三、直接存储器存取方式 6

1.6 分析与设计接口电路的基本方法 6

一、两侧分析法 6

二、硬软结合法 7

1.7 接口技术的发展趋势 7

习题一 9

第二章 I/O端口地址译码技术 10

2.1 I/O端口及其编址方式 10

一、I/O端口和I/O操作 10

二、端口地址编址方式 10

三、独立编址方式的端口访问 11

2.2 I/O端口地址分配 12

一、I/O接口硬件分类 12

二、I/O端口地址分配 12

三、I/O端口地址选用的原则 13

2.3 I/O端口地址译码 13

一、I/O地址译码电路工作原理及作用 13

二、I/O地址译码方法 14

三、I/O端口地址译码电路设计 14

2.4 GAL器件及其在I/O地址译码中的应用 18

一、GAL器件的特点 18

二、GAL器件的开发工具与开发步骤 19

三、采用GAL的I/O端口地址译码电路设计 22

习题二 28

第三章 定时／计数技术 30

3.1 基本概念 30

一、定时／计数 30

二、频率—声音—音乐 30

三、微机系统中的定时 30

四、定时方法 31

3.2 可编程定时／计数器8253-5/8254-2 31

一、外部特性与内部逻辑 31

二、计数初值 34

三、编程命令 34

四、工作方式及特点 36

3.3 8253-5/8254-2的应用举例 40

一、计时器——日时钟 40

二、稳定延时 42

三、发声器 43

四、波特率时钟发生器 45

3.4 实时钟电路MC146818及其应用 49

一、MC146818的外部特性及工作原理 49

二、实时钟的定时信息在CMOS-RAM中的地址分配 51

三、实时钟的状态寄存器 51

四、实时钟信息的读写操作 52

习题三 54

第四章 DMA技术 55

4.1 DMA传送的特点 55

4.2 DMA传送的过程 55

4.3 DMA传送的方式 56

一、DMA操作类型 56

二、DMA操作方式 56

4.4 DMA控制器 57

一、DMA控制器在系统中的地位 57

二、总线控制权在DMA控制器与CPU之间的转移 58

三、DMA控制器8237A-5 58

4.5 DMA系统 68

一、DMA系统组成 68

二、DMA系统有效地址的生成 68

三、IBM-PC微机的DMA系统 71

四、DMA系统的初始化 73

4.6 DMA传送的应用 74

一、DMA控制器与I/O设备的连接 75

二、DMA控制器的编程 75

习题四 77

第五章 中断技术 78

5.1 中断的基本概念 78

一、什么是中断 78

二、中断源与中断识别 79

三、中断向量与中断向量表 79

四、中断类型号与中断向量指针 79

五、中断向量的装入（填写）与修改 81

六、中断优先级排队方式 82

七、中断嵌套 83

5.2 IBM-PC微机中断系统 83

一、硬中断 83

二、软中断 85

三、硬中断与软中断的比较 88

四、软中断的应用 89

五、中断处理过程 89

六、中断响应周期及INTA2信号的作用 90

5.3 可编程中断控制器8259A 91

一、8259A协助CPU处理中断事务所作的工作 91

二、8259A的外部特性和内部结构 91

三、8259A的工作方式 95

四、8259A的中断操作功能及其命令 96

5.4 8259A在微机系统中的应用 107

一、8259A的编程命令的使用 107

二、8259A初始化编程 108

三、中断向量修改 110

习题五 112

第六章 存储器接口 113

6.1 半导体存储器 113

一、半导体存储器的分类 113

二、半导体存储器的主要性能指标 114

三、存储芯片的组成 114

6.2 存储器接口技术 115

一、存储器接口中应考虑的几个问题 115

二、存储器地址译码方法 117

三、存储器与控制总线、数据总线的连接 122

6.3 主存储器接口 123

一、EPROM与CPU的接口 123

二、SRAM与CPU的接口 125

三、DRAM与CPU的接口 128

6.4 高速缓冲存储器接口 133

一、地址映象方式 134

二、地址索引机构 135

三、置换控制策略 135

习题六 136

第七章 并行接口 137

7.1 并行接口的特点 137

7.2 可编程并行接口8255A 137

一、8255A的外部特性和内部结构 137

二、8255A的编程命令 140

三、8255A的工作方式 144

7.3 8255A的0方式及其应用 144

一、特点 144

二、并行打印机接口设计 144

三、步进电机控制接口设计 146

7.4 8255A的1方式及其应用 151

一、特点 151

二、1方式下联络信号线的定义及其时序 151

三、1方式的状态字 155

四、1方式的接口方法 156

五、两种方式并行传送接口设计 156

六、主从结构两级微机并行传送接口设计 159

7.5 8255A的2方式及其应用 161

一、特点 161

二、2方式下联络信号线的定义及其时序 162

三、2方式的状态字 162

四、中断方式的双向并行接口设计 163

习题七 165

第八章 人机交互设备接口 167

8.1 键盘接口 167

一、键盘接口的功能和原理 167

二、可编程键盘／LED接口芯片8279 169

三、PC微机键盘及接口 177

8.2 CRT显示器接口 179

一、概述 179

二、CRT显示器原理 180

三、CRT显示器接口 181

8.3 打印机接口 183

一、打印机的结构及各部分功能 184

二、打印机接口方法 186

三、打印机接口设计 189

8.4 鼠标器接口 192

8.5 多媒体设备及其接口 193

一、多媒体计算机概述 193

二、多媒体功能卡 195

三、CD-ROM 202

四、几种常用的多媒体信息获取设备 204

习题八 205

第九章 串行通信接口 207

9.1 串行传送的基本概念 207

一、串行传送的特点 207

二、串行数据传送方向 207

三、信号的调制和解调 208

四、信息的检错与纠错 209

五、波特率与发送／接收时钟 209

六、串行通信的基本方式 211

9.2 串行通信的数据格式 211

一、起止式异步通信数据格式 212

二、面向字符的同步通信数据格式 213

三、面向比特的同步通信数据格式 214

9.3 串行通信接口标准 215

一、RS-232C接口标准 215

二、RS-422A接口标准 222

三、RS-485接口标准 223

四、几种标准的比较 223

9.4 串行通信接口的任务及组成 224

一、串行通信接口的基本任务 224

二、串行通信接口电路的组成 225

9.5 可编程串行接口芯片8251A 225

一、8251A的外部特性和内部逻辑 225

二、8251A的命令字和状态字 228

三、8251A应用举例 231

9.6 采用RS-232C标准的全双工异步串行通信接口电路设计 233

一、要求 233

二、分析 234

三、设计 234

9.7 采用RS-485标准的异步串行通信接口电路设计 240

一、要求 240

二、分析 240

三、设计 242

9.8 PC微机异步通信适配器的分析和使用 243

一、UART的寄存器及其编程方法 243

二、UART的外部特性 249

三、采用UART的异步通信适配器的组成 251

四、查询方式异步串行通信编程 252

五、中断方式异步串行通信编程 256

习题九 257

第十章 A/D与D/A转换器接口 258

10.1 D/A转换器的接口方法 258

一、D/A转换器及其连接特性 258

二、D/A转换器与微处理器的接口方法 259

10.2 D/A转换器接口电路设计 260

一、片内无三态输入缓冲器的8位D/A转换器接口设计 260

二、片内有三态输入缓冲器的8位D/A转换器接口设计 261

三、片内无三态输入缓冲器的12位D/A转换器接口设计 264

四、片内有三态输入缓冲器的12位D/A转换器接口设计 264

10.3 A/D转换器接口基本原理与方法 266

一、A/D转换器及其连接特性 266

二、A/D转换器与微处理器的接口方法 267

10.4 查询方式的A/D转换器接口电路设计 270

一、12位片内带有三态输出锁存器的A/D转换器接口设计 270

二、12位片内不带三态输出锁存器的A/D转换器接口设计 273

三、用电平启动转换的A/D转换器接口设计 274

10.5 中断方式的A/D转换器接口设计 275

一、单板机系统的中断方式数据采集系统设计 276

二、PC机系统的中断方式数据采集系统设计 279

10.6 DMA方式的A/D转换器接口电路设计 287

一、采用DMA方式的A/D转换器接口电路分析与设计 287

二、初始化编程 288

10.7 在板存储器方式的数据采集系统 289

一、超高速视频闪烁A/D转换器 289

二、一个30MHz采样频率的数据采集系统的设计 291

10.8 微型计算机系统的A/D、D/A通道 293

一、模拟通道的电路组成 293

二、模拟通道的结构形式 294

三、A/D、D/A通道设计 296

习题十 299

第十一章 系统资源软接口 301

11.1 系统资源软接口的层次 301

一、ROM-BIOS接口 301

二、PC-DOS接口 302

11.2 DOS和BIOS调用 303

一、DOS和BIOS服务功能的描述信息 303

二、DOS和BIOS调用模型 304

三、入口／出口参数 305

四、调用方法举例 305

11.3 字符设备的DOS和BIOS调用 306

一、键盘的DOS和BIOS调用 307

二、显示器的DOS和BIOS调用 309

三、打印机的DOS及BIOS调用 311

四、定时器和实时钟的DOS与BIOS调用 312

五、串行通信接口的DOS和BIOS调用 316

11.4 磁盘的DOS和BIOS调用 320

一、磁盘的DOS系统功能调用 320

二、磁盘的BIOS调用 327

习题十一 328

第十二章 总线与接口标准 330

12.1 概述 330

一、总线和接口标准的含义 330

二、总线和接口标准的分类 331

三、总线的组成 332

四、总线的性能参数 332

五、总线传输过程及握手技术 333

六、总线的层次化结构 335

12.2 系统总线 337

一、ISA总线 337

二、EISA总线 339

三、PC-104总线 340

四、STD总线 341

五、PCMCIA总线 343

12.3 PCI局部总线 344

一、PCI总线的特点 344

二、PCI总线信号定义 345

三、PCI总线命令 351

四、PCI总线上的数据传输过程 353

五、PCI地址空间及设备选择 356

六、PCI总线配置及实现技术 358

七、PCI中断响应周期和中断共享 367

八、仲裁 369

12.4 通用外设接口标准USB 370

一、USB的物理接口和电气特性 371

二、USB设备及其描述器 372

三、USB系统组成和拓扑结构 373

四、USB传输类型 374

五、USB交换的包格式 376

六、USB设备状态和总线枚举 378

七、USB特点及应用 379

12.5 高性能串行总线标准IEEE1394 380

一、IEEE 1394总线特征 380

二、IEEE 1394的主要性能特点 381

三、IEEE 1394拓扑结构 381

四、IEEE 1394地址分配 382

五、IEEE 1394协议结构 383

六、IEEE 1394数据传输方式 384

七、IEEE 1394电缆及连接 384

八、IEEE 1394总线工作过程 384

九、IEEE 1394和USB的比较 384

12.6 SCSI接口标准 385

一、SCSI接口标准概述 385

二、SCSI接口标准的主要特性 385

三、SCSI系统的结构 386

四、SCSI接口信号定义与电气特性 387

五、SCSI的操作阶段 388

12.7 IDE接口标准 390

一、IDE接口标准 390

二、EIDE接口标准 390

12.8 AGP图形加速端口 391

一、AGP产生的背景 391

二、AGP的特点 391

三、AGP的工作模式 392

四、AGP与PCI的关系 393

12.9 传统的接口标准 393

一、串行接口标准 393

二、并行接口标准IEEE 1284 393

三、I2C串行总线 396

12.10 IEEE 488总线及VXI卡式仪器总线 397

一、IEEE 488总线 397

二、VXI总线 398

习题十二 402

参考文献 404