微型计算机技术及应用 第4版PDF电子书下载

第1章 微型计算机概述 1

1.1 微型计算机的特点和发展 1

1.2 微型计算机的分类 2

1.3 微处理器、微型计算机和微型计算机系统 3

1.3.1 微处理器 3

1.3.2 微型计算机 5

1.3.3 微型计算机系统 6

1.4 微型计算机的应用 7

1.5 微型计算机的性能指标 8

第2章 16位和32位微处理器 9

2.1 16位微处理器8086 9

2.1.1 8086的编程结构 9

2.1.2 8086的引脚信号和工作模式 13

2.1.3 8086的操作和时序 22

2.1.4 8086的存储器编址和I/O编址 35

2.2 32位微处理器Pentium的先进技术 38

2.3 Pentium的指令流水线技术 41

2.4 Pentium的工作方式 44

2.5 Pentium的原理结构 45

2.6 Pentium的寄存器和相关机制 48

2.6.1 基本寄存器组 48

2.6.2 段寄存器和描述符以及保护方式的寻址机制 49

2.6.3 系统寄存器组 51

2.6.4 浮点寄存器组 55

2.7 Pentium的主要信号 57

2.8 Pentium的总线状态 61

2.9 Pentium的总线周期 62

2.10 Pentium的中断 65

2.10.1 Pentium的中断机制 65

2.10.2 中断描述符表 68

2.11 Pentium的保护技术 69

2.11.1 段页两级保护机制 69

2.11.2 程序运行中的保护 71

2.12 Pentium系列微处理器的技术发展 72

2.13 Itanium微处理器概述 74

第3章 Pentium的指令系统 75

3.1 Pentium的寻址方式 75

3.1.1 立即数寻址 75

3.1.2 寄存器寻址 76

3.1.3 输入／输出端口寻址 76

3.1.4 存储器寻址 77

3.2 Pentium的指令系统 79

3.2.1 传送指令 80

3.2.2 算术运算指令 86

3.2.3 逻辑运算和移位指令 98

3.2.4 串操作指令 101

3.2.5 调用／转移／循环控制／中断指令 105

3.2.6 标志操作和处理器控制指令 115

3.2.7 条件测试和字节设置指令 117

3.2.8 位处理指令 118

3.2.9 系统管理指令 120

3.2.10 支持高级语言的指令 122

3.3 汇编语言中的标记、表达式和伪指令 122

3.3.1 汇编语言概况 122

3.3.2 标记 124

3.3.3 表达式 125

3.3.4 语句 127

3.3.5 伪指令 127

第4章 存储器、存储管理和高速缓存技术 133

4.1 存储器和存储器件 133

4.1.1 存储器的分类 133

4.1.2 微型计算机内存的行列结构 134

4.1.3 选择存储器件的考虑因素 134

4.1.4 随机存取存储器RAM 136

4.1.5 只读存储器ROM 137

4.2 存储器的连接 140

4.2.1 存储器和CPU的连接考虑 140

4.2.2 片选信号的产生方法 140

4.2.3 SRAM和DRAM的连接举例 141

4.2.4 存储器的数据宽度扩充和字节数扩充 144

4.3 微型计算机系统中存储器的体系结构 144

4.3.1 层次化的存储器体系结构 144

4.3.2 微型计算机系统的内存组织 148

4.4 Pentium的虚拟存储机制和片内两级存储管理 150

4.4.1 虚拟存储技术和三类地址 150

4.4.2 分段管理 152

4.4.3 段选择子、段描述符和段描述符表 153

4.4.4 逻辑地址转换为线性地址 157

4.4.5 分页管理 158

4.4.6 线性地址转换为物理地址 159

4.4.7 转换检测缓冲器TLB 162

4.5 高档微机系统中的高速缓存技术 164

4.5.1 Cache概述 164

4.5.2 Cache的组织方式 165

4.5.3 Cache的数据更新方法 169

4.5.4 Cache控制器82385 170

4.5.5 Pentium的两级Cache组织 174

4.5.6 影响Cache性能的因素 176

第5章 微型计算机和外设的数据传输 177

5.1 为什么要用接口 177

5.2 CPU和输入／输出设备之间的信号 178

5.2.1 数据信息 178

5.2.2 状态信息 178

5.2.3 控制信息 179

5.3 接口部件的I/O端口 179

5.4 接口的功能以及在系统中的连接 180

5.4.1 接口的功能 180

5.4.2 接口与系统的连接 181

5.5 CPU和外设之间的数据传送方式 182

5.5.1 程序方式 182

5.5.2 中断方式 188

5.5.3 DMA方式 191

5.5.4 输入／输出过程中涉及的几个问题 196

5.5.5 接口部件和多字节数据总线的连接 197

5.5.6 接口部件和地址总线的错位连接 197

第6章 串并行通信和接口技术 199

6.1 串行接口和串行通信 199

6.1.1 串行通信涉及的几个问题 199

6.1.2 串行接口 201

6.2 可编程串行通信接口8251A 202

6.2.1 8251A的基本性能 202

6.2.2 8251A的基本工作原理 203

6.2.3 8251A的对外信号 206

6.2.4 8251A的编程 210

6.2.5 8251A编程举例 213

6.2.6 8251A的使用实例 216

6.3 并行通信和并行接口 217

6.4 可编程并行通信接口8255A 218

6.4.1 8255A的内部结构 219

6.4.2 8255A的芯片引脚信号 220

6.4.3 8255A的控制字 220

6.4.4 8255A的工作方式 224

6.4.5 8255A的应用举例 233

第7章 中断控制器 236

7.1 8259A的引脚信号、编程结构和工作原理 236

7.1.1 8259A的外部信号和含义 236

7.1.2 8259A的编程结构和工作原理 237

7.2 8259A的工作方式 238

7.3 8259A的初始化命令字和初始化流程 243

7.3.1 8259A的初始化命令字 243

7.3.2 8259A的初始化流程 245

7.4 8259A的操作命令字 247

7.5 8259A使用举例 250

7.6 多片8259A组成的主从式中断系统 255

第8章 DMA控制器 258

8.1 DMA控制器概要 258

8.2 DMA控制器8237A的编程结构和外部信号 258

8.2.1 8237A的编程结构 259

8.2.2 8237A的对外连接信号 260

8.2.3 8237A工作时各信号的配合 261

8.3 8237A的工作模式和模式寄存器 262

8.3.1 8237A的工作模式 262

8.3.2 8237A的模式寄存器 262

8.4 8237A的工作时序 263

8.5 8237A的控制寄存器和状态寄存器 264

8.6 8237A各寄存器对应的端口地址 268

8.7 8237A的编程和使用 269

第9章 计数器／定时器和多功能接口芯片 272

9.1 可编程计数器／定时器的工作原理 272

9.2 8253/8254的编程结构和外部信号 274

9.2.1 8253/8254的编程结构 274

9.2.2 8253/8254的外部信号 275

9.3 8253/8254的控制字和状态字 275

9.3.1 8253/8254控制寄存器和控制字 275

9.3.2 8254的状态寄存器和状态字 277

9.4 8253/8254的编程命令 277

9.5 8253/8254的工作模式 278

9.6 8253/8254应用举例 282

9.7 32位微型计算机系统中的多功能接口芯片82380 284

9.7.1 多功能接口芯片82380的组成和信号 284

9.7.2 82380和CPU的连接 288

第10章 模／数和数／模转换 290

10.1 概述 290

10.2 数／模（D/A）转换器 290

10.2.1 D/A转换的原理 290

10.2.2 D/A转换器的指标 293

10.2.3 D/A转换器DAC0832的工作方式和应用 294

10.3 模／数（A/D）转换器 297

10.3.1 A/D转换涉及的参数 297

10.3.2 A/D转换的方法和原理 298

10.3.3 A/D转换器和系统连接时要考虑的问题 303

10.3.4 A/D转换器ADC0809以及用中断方式读取转换结果 304

10.3.5 A/D转换器AD570以及用查询或等待方式读取转换结果 306

10.3.6 12位A/D转换器ADC1210和系统的连接 308

第11章 键盘和鼠标 309

11.1 键盘的基本原理结构 309

11.2 键的识别——行扫描法 310

11.3 键的识别——行反转法 312

11.4 抖动和重键问题的解决 315

11.5 微型机的键盘子系统 321

11.5.1 扩展键盘和键盘控制器 322

11.5.2 主机的键盘接口电路 324

11.6 键盘中断处理程序 326

11.6.1 09H键盘中断处理程序 326

11.6.2 16H键盘中断处理程序 327

11.7 键盘缓冲区 328

11.8 鼠标 329

11.8.1 鼠标的工作原理、连接方式和数据格式 329

11.8.2 鼠标的驱动程序及其功能调用 331

第12章 显示器的工作原理和接口技术 333

12.1 CRT显示器和光栅扫描 333

12.2 液晶显示器LCD的工作原理 335

12.2.1 液晶显示器的特点和性能指标 335

12.2.2 液晶显示器的工作原理 336

12.3 显示适配器 338

12.3.1 显示适配器的性能 338

12.3.2 显示适配器的种类 339

12.3.3 彩色显示适配器的功能模块 340

12.4 显示系统的字符模式和图形模式 342

12.5 显示存储器的组织方式 343

12.6 显示驱动程序 345

12.7 高速图形适配器连接端口AGP 346

第13章 打印机的工作原理和接口技术 347

13.1 概述 347

13.2 打印机的指标和性能 347

13.3 针式打印机的工作原理 348

13.4 喷墨打印机的工作原理 349

13.5 激光打印机的工作原理 350

13.6 关于打印机适配器 353

13.7 打印机和主机的连接 354

13.7.1 打印机采用并行方式连接主机 354

13.7.2 打印机采用串行方式连接主机 357

第14章 软盘、硬盘和光盘子系统 358

14.1 软盘子系统 358

14.2 硬盘子系统 359

14.2.1 硬盘驱动器 360

14.2.2 硬盘控制器 362

14.2.3 硬盘驱动程序 363

14.2.4 硬盘安全性和数据保护技术 364

14.3 光盘子系统 365

14.3.1 光盘的特点和类型 365

14.3.2 光盘读／写原理 366

第15章 总线 368

15.1 总线的分类和性能指标 368

15.2 PCI的特点和系统结构 369

15.2.1 PCI的概况和特点 369

15.2.2 PCI的层次化系统结构 371

15.3 PCI的信号 372

15.4 PCI的命令类型 376

15.5 PCI的中断和中断响应 377

15.6 PCI的编址 379

15.7 PCI的数据传输 380

15.7.1 PCI数据传输的相关要点 380

15.7.2 PCI的单数据读／写操作 381

15.7.3 PCI的突发传输 383

15.8 PCI的64位扩展传输 384

15.8.1 64位传输的相关信号和规则 385

15.8.2 64位数据32位地址的传输——数据扩展 385

15.8.3 32位数据64位寻址的双地址期传输——地址扩展 386

15.8.4 主设备启动64位数据64位寻址的扩展传输 387

15.9 PCI的配置机制 388

15.9.1 配置空间的功能和结构 388

15.9.2 基本配置空间的结构 388

15.9.3 配置空间基址寄存器的特点和操作 391

15.9.4 配置空间的访问 393

15.10 PCI的仲裁 394

15.11 PCI兼容的局部总线 397

15.11.1 局部总线ISA 397

15.11.2 局部总线EISA 398

15.12 外部总线 399

15.12.1 外部总线IDE和EIDE 400

15.12.2 外部总线SCSI 401

15.12.3 外部总线RS-232-C 403

15.12.4 通用串行总线USB 405

第16章 Pentium微型计算机系统的结构 409

16.1 Pentium微型计算机系统的总体结构 409

16.2 Pentium微型计算机系统中的BIOS 411

16.3 Pentium微型计算机系统的控制芯片组 412

16.3.1 北桥-南桥式控制芯片组及相关的微型计算机系统 413

16.3.2 MCH-ICH集中式控制芯片组及相关的微型计算机系统 415

16.4 Pentium的系统配置和主机板 417

16.4.1 Pentium的系统配置 417

16.4.2 Pentium主机板的结构 418

16.4.3 Pentium主机板的部件 420

参考文献 422