计算机与通信硬件技术基础PDF电子书下载

第一部分　计算机硬件 3

第1章　计算机系统概述 3

1.1　计算机发展概述 3

1.1.1　计算机的发展 3

1.1.2　未来计算机发展趋势 4

1.1.3　计算机的分类 5

1.2　微型计算机系统硬件构成 5

1.2.1　微型计算机系统的主要部件 6

1.2.2　微型计算机系统的主要性能指标 8

1.3　微型计算机的一般工作原理 9

1.3.1　计算机执行程序的过程 9

1.3.2　计算机的工作过程 9

1.4　微型计算机系统体系结构 10

1.4.1　8088/PC总线的微机结构 10

1.4.2　80286/ISA总线的微机结构 12

1.4.3　80386/80486 ISA总线的微机结构 13

1.4.4　Pentium ISA/PCI总线的南北桥微机结构 15

1.4.5　Pentium ⅡISA/PCI/AGP总线的南北桥微机结构 16

1.4.6　Pentium Ⅲ中心结构的微型机体系结构 17

1.4.7　Pentium 4中心结构的微型机体系结构 18

第2章　微处理器及其系统结构 20

2.1　Intel 8086/8088微处理器结构 20

2.1.1　8086/8088 CPU的内部结构 20

2.1.2　寄存器结构 22

2.1.3　存储器组织结构 24

2.2　8086/8088 CPU的外部结构 28

2.2.1　8086/8088 CPU芯片引脚及其功能 28

2.2.2　两种工作模式的微计算机系统构成 31

2.3　8086/8088的总线操作和时序 35

2.3.1　指令周期、总线周期及时钟周期 35

2.3.2　8086最小模式下的读／写总线周期 36

2.3.3　8086最大模式下的读／写总线周期 37

2.3.4　中断响应周期 39

2.3.5　系统的复位和启动操作 40

2.4　80x86/Pentium微处理器 40

2.4.1　80x86/Pentium特点与内部功能结构 41

2.4.2 80x86/Pentium CPU寄存器组织 49

第3章　指令系统及汇编程序设计 68

3.1　概述 68

3.1.1　指令格式 68

3.1.2　指令助记符 69

3.1.3 RISC技术 69

3.2　寻址方式 71

3.2.1　指令的寻址方式 71

3.2.2　操作数的寻址方式 72

3.3　8086/8088指令系统 74

3.3.1　数据传送指令 75

3.3.2　算术运算指令 79

3.3.3　逻辑与移位指令 83

3.3.4　串操作指令 85

3.3.5　控制转移指令 87

3.3.6　处理器控制指令 92

3.3.7　DOS系统功能调用 93

3.4　汇编程序设计 94

3.4.1　汇编语言源程序结构 95

3.4.2　汇编语言的语句格式 96

3.4.3　数据项及表达式 96

3.4.4　伪指令 99

3.4.5　汇编语言程序设计 102

3.5　80x86/Pentium系列指令系统 109

3.5.1　80286的增强和新增指令 109

3.5.2　80386指令系统详解 110

3.5.3　80486的增强和新增指令 116

3.5.4　Pentium系列微处理器的新增指令 117

第4章　存储器系统 119

4.1　半导体存储器概述 119

4.1.1　半导体存储器的分类 119

4.1.2　半导体存储器的结构 121

4.1.3　存储器的性能指标 122

4.2　半导体存储器芯片 123

4.2.1　静态随机存储器 123

4.2.2　动态随机存储器 125

4.2.3　只读存储器 128

4.2.4　内存芯片的工作模式及主流技术 133

4.3　存储器与CPU的连接 135

4.3.1　连接时应注意的问题 136

4.3.2　存储器容量的扩充 136

4.3.3　存储芯片的地址分配和片选 138

4.4　PC系列计算机的存储器系统 141

4.5　半导体存储器的应用 144

4.5.1　半导体存储器电路的分析方法 144

4.5.2　存储器在计算机系统中的设计方法 146

第5章　总线技术 149

5.1　总线的概念 149

5.1.1　总线的标准与规范 149

5.1.2　总线类型的分类 150

5.1.3　总线信号的分类 150

5.2　总线的工作原理 151

5.2.1　总线工作过程 151

5.2.2　总线定时协议 151

5.2.3　数据传送类型 152

5.2.4　总线仲裁 153

5.2.5　总线的信息传输与错误检测 155

5.3 系统总线 156

5.3.1 ISA总线 156

5.3.2　PCI总线 159

5.3.3　AGP总线 163

5.4　外部总线 165

5.4.1　SCSI总线 165

5.4.2　IDE总线 166

5.4.3　USB总线 168

5.4.4　IEEE 1394 172

第6章　输入输出系统 174

6.1　概述 174

6.1.1　I/O接口电路 174

6.1.2　I/O端口 175

6.1.3　I/O端口的地址译码 176

6.2　CPU与I/O设备的数据传送方式 178

6.2.1　无条件传送方式 178

6.2.2　程序查询方式 179

6.2.3　中断控制方式 181

6.2.4　DMA方式 181

6.3　8259A中断控制器 182

6.3.1 中断的基本概念 182

6.3.2　8086/8088中断系统 183

6.3.3　8259A的内部结构及引脚功能 186

6.3.4　8259A的中断处理过程 188

6.3.5　8259A中断管理方式 188

6.3.6　8259A的编程 190

6.3.7　硬件中断程序设计 195

6.4　8237A DMA控制器 199

6.4.1　DMA控制器的基本功能、组成及操作 199

6.4.2　8237A的内部结构及引脚功能 201

6.4.3　8237A的工作方式 206

6.4.4　8237A的编程 206

第7章　输入输出接口电路 209

7.1　可编程定时器8253 209

7.1.1　8253内部结构与引脚功能 210

7.1.2　8253的编程 212

7.1.3　8253的工作方式 213

7.1.4　定时／计数器的应用 216

7.2 可编程并行接口8255A 217

7.2.1　8255A的内部结构 217

7.2.2　8255A的控制字 218

7.2.3　8255A的工作方式 220

7.2.4　8255A的应用举例 223

7.3　可编程串行通信接口8251A 227

7.3.1　串行通信基础 227

7.3.2　8251A的基本功能 231

7.3.3　8251A内部结构及引脚功能 231

7.3.4　8251A的编程 234

7.3.5　8251A的应用举例 236

7.4　模数与数模转换接口 238

7.4.1　数模（D/A）转换器 238

7.4.2　模数（A/D）转换器 243

7.4.3　数据采集 247

第8章　计算机常用外部设备 250

8.1　键盘 250

8.1.1　IBM PC键盘结构 250

8.1.2　键盘工作原理 251

8.1.3　键盘中断服务与调用 254

8.2 鼠标器 256

8.2.1　鼠标器的分类 256

8.2.2 鼠标器的工作原理 256

8.2.3 鼠标器的接口 257

8.3　扫描仪 258

8.3.1　扫描仪的组成结构 258

8.3.2　扫描仪的工作原理 259

8.3.3　扫描仪的接口 259

8.3.4　扫描仪的技术指标及扫描软件 260

8.4　显示器 261

8.4.1 CRT显示器工作原理 261

8.4.2 LCD显示器工作原理 262

8.4.3　显示器接口 263

8.5　打印机 266

8.5.1　打印机的主要分类 266

8.5.2　打印机的工作原理 266

8.5.3　打印机并行接口 270

8.6　新型辅助存储器 272

8.6.1　大容量可移动存储器 272

8.6.2　闪存卡和U闪存盘 274

第二部分　MCS-51单片机第1章　单片机概述 279

1.1　单片机的产生、发展及应用 279

1.2　单片机的主要厂商和产品 281

1.3　MCS-51系列单片机的分类 281

第2章　MCS-51系列单片机结构 283

2.1　基本组成与结构 283

2.2　MCS-51的外部引脚 284

2.3　中央处理器 285

2.3.1　运算器 285

2.3.2　控制器 287

2.4　MCS-51存储器与存储空间 288

2.4.1　程序存储器 289

2.4.2 内部RAM数据存储器 290

2.4.3　片外数据存储器 293

2.5　并行接口 294

2.5.1 P0口 294

2.5.2 P1口 295

2.5.3 P2口 295

2.5.4　P3口 296

2.5.5　应用特性 296

2.6 MCS-51的串行口 297

2.6.1 串行口的组成 297

2.6.2　串行口的工作方式 298

2.6.3　多机通信 300

2.7　定时器／计数器 301

2.8　MCS-51的中断系统 305

第3章　MCS-51单片机开发工具 309

3.1　Keil C51软件的安装和启动 309

3.2　工程的建立 310

3.3　源文件的输入 311

3.4　编写第一个C程序 312

3.5　程序调试 315

3.5.1　源程序的编译 315

3.5.2　源程序的调试 316

第4章　MCS-51应用实例 318

4.1　MCS-51单片机最小应用系统电路 318

4.2　MCS-51系统存储器扩展 319

4.3 MCS-51系统与PC的通信 322

第三部分　DSP 327

第1章　DSP概述 327

1.1 引言 327

1.2　数字信号处理的发展历程及主要内容 328

1.3　数字信号处理的实现 329

1.4　DSP系统的特点 330

1.5　DSP的应用 331

1.6　DSP系统的构成 331

第2章　DSP芯片及其软硬件设计 333

2.1 MATLAB中DSP函数 333

2.1.1　信号处理工具箱简介 333

2.1.2　信号处理工具箱中的函数 334

2.1.3　信号处理工作箱的工具集 334

2.2　DSP芯片 336

2.2.1　主要特点 336

2.2.2　DSP芯片的基本结构 337

2.2.3　DSP芯片的分类 340

2.2.4　DSP芯片的选型 341

2.3　TMS320C54x的软、硬件设计 342

2.3.1　TMS320C54x芯片的特点 342

2.3.2　引脚图 342

2.3.3　内部结构图 343

2.3.4　内部存储器 345

2.3.5　TMS320C54x的指令集 346

2.3.6　TMS320C54x的硬件设计 347

2.3.7　TMS320C54x的软件设计 352

2.3.8 TMS320C54x的BOOT设计 354

第3章　DSP开发工具 355

3.1　CCS概述 355

3.1.1　CCS的组成部分 356

3.1.2　扩展名文件 358

3.2　开发一个简单的应用程序 359

3.2.1　创建工程文件 359

3.2.2　向工程添加文件 360

3.2.3　查看源代码 360

3.2.4　编译和运行程序 361

3.2.5　修改程序选项和纠正语法错误 361

3.2.6　使用断点和观察窗口 362

3.2.7　使用观察窗口观察structure变量 363

3.2.8　测算源代码执行时间 363

3.3　开发DSP/BIOS程序 365

3.3.1　创建配置文件 365

3.3.2　向工程添加DSP/BIOS文件 366

3.3.3　用CCS测试 367

3.3.4　测算DSP/BIOS代码执行时间 367

3.4　算法和数据测试 368

3.4.1　打开和查看工程 368

3.4.2　查看源程序 368

3.4.3　为I/O文件增加探针断点 369

3.4.4　显示图形 371

3.4.5　执行程序和绘制图形 371

3.4.6　调节增益 372

3.4.7　观察范围外变量 373

3.4.8　使用GEL文件 373

3.4.9　调节和测试processing函数 374

3.5　程序调试 375

3.5.1　打开和查看工程 375

3.5.2　查看源程序 375

3.5.3　修改配置文件 376

3.5.4　用Execution Graph查看任务执行情况 378

3.5.5　修改和查看load值 379

3.5.6　分析任务的统计数据 380

3.5.7　增加STS显式测试 381

3.5.8　观察显式测试统计数据 381

3.6　实时分析 382

3.6.1　打开和查看工程 382

3.6.2　修改配置文件 383

3.6.3　查看源程序 383

3.6.4　使用RTDX控制修改运行时的load值 384

3.6.5　修改软中断优先级 386

3.7　I/O 386

3.7.1　打开和查看工程 386

3.7.2　查看源程序 387

3.7.3　Signalprog应用程序 388

3.7.4　运行应用程序 389

3.7.5　使用HST和PIP模块修改源程序 390

3.7.6　在配置文件中增加通道和SWI 391

3.7.7　运行修改后的程序 393

第4章　DSP应用实例 394

4.1　DSP系统的设计与开发 394

4.1.1　总体开发方案 394

4.1.2　软件设计阶段 395

4.1.3　硬件设计阶段 395

4.1.4　系统集成 396

4.2　基于TMS320C5409的图像压缩系统 397

4.2.1　系统构成 397

4.2.2　系统软硬件设计 397

4.2.3　系统调试 399

4.3　基于TMS320C5402的数字压缩语音录放系统 399

4.3.1　系统构成 399

4.3.2　系统硬件设计 400

4.3.3　系统软件设计 401

4.4　基于DSF和CPLD的低功耗多路数据处理系统设计 402

4.4.1　ADS7805简介 402

4.4.2　硬件接口电路设计 402

4.4.3　DSP软件设计 403

4.4.4　系统功耗估计 404

4.5　基于DSP和FPGA的高精度数据采集卡设计 404

4.5.1 系统结构 404

4.5.2　系统硬件电路设计 405

4.5.3　系统软件设计 406

第四部分　嵌入式处理器第1章　ARM微处理器概述 411

1.1 ARM-Advanced RISC Machines 411

1.2 ARM微处理器的应用领域及特点 411

1.2.1 ARM微处理器的应用领域 411

1.2.2 ARM微处理器的特点 412

1.3 ARM微处理器系列 412

1.4 ARM微处理器结构 415

1.5 ARM微处理器的应用选型 416

第2章　ARM的体系结构 418

2.1 ARM特性 418

2.2 ARM体系结构的版本及命名方法 418

2.2.1 ARM体系结构的版本 418

2.2.2 ARM体系的变种 420

2.3 ARM7TDMI 422

2.4 ARM处理器模式 422

2.5 ARM寄存器 423

2.5.1　通用寄存器 423

2.5.2　程序计数器R15 425

2.5.3　程序状态寄存器 426

2.6 ARM体系的异常中断 428

2.7 ARM体系中存储系统 429

第3章　ARM开发工具 432

3.1 GUI开发环境 432

3.1.1　CodeWarrior集成开发环境 432

3.1.2 ADS调试器 433

3.2　使用ADS创建工程 433

3.2.1　建立一个工程 433

3.2.2　编译和链接工程 436

3.3　用AXD进行代码调试 441

第4章　嵌入式应用程序示例 444

4.1　关于ARM的启动 444

4.2　Philips LPC2132 ARM微控制器 447

4.3 实例1：LPC2132 SSP作SSI双机通信 450

4.4 实例2：移植μC/OS-Ⅱ到LPC2132 455

4.4.1 μC/OS-Ⅱ 455

4.4.2　移植规划 455

4.4.3　移植μC/OS-Ⅱ 455

4.4.4 移植代码应用到LPC2132 467

4.5　挂接SWI软件中断 467

4.6 中断及时钟节拍中断 468

4.7　编写应用程序 468

附录A　ASCII（美国国家信息交换标准代码）表 471

附录B　8086/8088指令简表 472

附录C　DOS系统功能调用（INT 21H） 474

附录D　ROM BIOS功能调用 479

参考文献 482