工业控制标准总线 微型计算机原理及应用PDF电子书下载

第一章 概述 1

第一节 微型计算机基本概念 1

一、 计算机 1

二、 微处理器 1

三、 微型计算机 1

四、 微型计算机系统 1

第二节 微型计算机进展概况 2

一、 计算机的出现 2

二、 半导体技术的发展 2

三、 半导体集成电路新技术和发明新器件的进展情况 3

四、 微型计算机进展慨况 4

第二章 计算机基础知识 5

第一节 计算机中使用 数制、码制及其运算 5

一、 数制 5

二、 数制的转换方法 6

三、 码制 6

四、 二进制数的运算 8

第二节 计算机中数的定点表示和浮点表示 9

一、 数的定点表示 9

二、 数的浮点表示 10

第三节 带符号数的表示及运算 11

一、 机器数与真值 11

二、 原码 11

三、 反码 12

四、 补码 12

五、 原码、反码、补码之间的关系 13

六、 补码的加减法运算 13

第四节 计算机语言 15

一、 计算机语言的概念 15

二、 机器语言 15

三、 汇编语言 16

四、 高级语言 17

第三章 微型计算机系统结构和工作原理 19

第一节 模型计算机的结构 19

一、 中央处理单元（CPU） 19

二、 存储器（MEMORY） 21

三、 总线（BUS） 22

第二节 模型计算机的扩充 24

一、 堆栈（STACK） 24

二、 数据通道（Data Chennal） 24

三、 三态缓冲器 25

第三节 程序编制和执行的过程 27

一、 指令系统简介 27

二、 程序编制和执行的过程 27

第四章 HD64180/Z64180微处理器 33

第一节 概述 33

第二节 HD64180CPU的结构 35

一、 运算器 35

二、 寄存器阵列 37

三、 控制器 38

四、 地址缓冲器AR和数据缓冲器DR 38

第三节 HD64180微处理器的引脚及其功能 39

一、 HD64180CPU芯片的引脚 39

二、 多功能引脚 43

第四节 HD64180CPU总线时序 43

一、 取指令操作码时序 43

二、 读/写操作数据时序 45

三、 读/写I/O时序 45

四、 基本指令时序 45

五、 复位（RESET）时序 46

六、 总线请求/总线答应（BUSREQ/BCSACK8）的总线交换时序 47

第五节 HD64180CPU的等待状态 48

一、 WAIT输入插入的等待状态 48

二、 可编程插入的等待状态 49

第六节 HD64180CPU的暂停、休眠和低功耗操作方式 50

一、 暂停（HALT）操作方式 50

二、 休眠（SLEEP）操作方式 51

三、 IO停止（IOSTOP）操作方式 51

四、 系统停止（SYSTEM STOP）操作方式 51

第七节 HD64180内部I/O寄存器 52

第五章 工业控制标准总线（SD BUS） 55

第一节 总线结构和常用微型计算机总线 55

一、 总线结构 55

二、 底板总线结构 56

三、 常用的微机总线 56

四、 各种总线的应用概况及其趋势分析 58

第二节 STD总线标准 59

一、 STD总线引脚的定义 59

二、 STD总线引脚功能描述 61

三、 STD总线时序 63

四、 STD总线特性 65

第三节 STD总线支持多种微处理器 67

一、 8位微处理器的STD总线 67

二、 16微处理器的STD总线 68

三、 32微处理器的STD32总线 69

四、 单片机的STD总线 70

第六章 HD64810的指令系统 72

第一节 指令的基本格式 72

第二节 HD64810指令的寻址方式 72

一、 立即寻址 72

二、 直接寻址 72

三、 寄存器直接寻址 73

四、 寄存器间接寻址 73

五、 寄存器隐含寻址 74

六、 变址寻址 74

七、 相对寻址 74

八、 I/O寻址 75

第三节 HD64180的指令系统 76

一、 数据传送和交换类指令 76

二、 数据块传送和搜索类指令 80

三、 数据处理类指令 82

四、 循环和移位类指令 88

五、 位操作类指令 90

六、 程序控制类指令 92

七、 输入输出类指令 94

八、 中断控制类指令 95

第七章 汇编语言和汇编程序 96

第一节 汇编语言源程序的规范 96

一、 汇编语言源程序中的语句格式 96

二、 伪指令（汇编指令） 98

第二节 宏指令和条件汇编 102

一、 宏指令 102

二、 条件汇编（IF语句） 107

第三节 汇编程序 108

一、 汇编程序的功能 108

二、 汇编程序的类型 108

三、 汇编程序的汇编过程 109

第四节 使用汇编器 115

第八章 汇编语言程序设计 116

第一节 基本程序结构 116

一、 顺序程序结构 116

二、 分支程序结构（判定程序结构） 117

三、 循环程序结构 121

四、 子程序结构 122

五、 排序程序结构（分类程序结构） 125

六、 查表（搜索）程序结构 127

第二节 代码转换程序设计 129

一、 BCD码 ASCII码转换 129

二、 ASCII码 BCD码转换 130

三、 十六进制码 ASCII码转换 130

四、 ASCII码 十六进制码转换 131

五、 BCD码 二进制码（十六进制码）转换 132

六、 二进制码 BCD码转换 132

七、 BCD码 7段码转换 134

第三节 算术运算程序设计 137

一、 加减法运算程序 137

二、 乘法运算程序 138

三、 除法运算程序 141

第九章 存储器 146

第一节 存储器的分类及其特点 146

一、 存储器 的分类 146

二、 外存储器 和内存储器 146

三、 半导体存储器 147

第二节 随机存储器 RAM 147

一、 随机存储器的电路结构 及其工作原理 147

二、 随机存储器 RAM的结构 150

三、 随机存储器 RAM芯片 152

第三节 只读存储器ROM 154

一、 可擦抹可编程只读存储器EPROM的电路结构及其工作原理 154

二、 可擦抹可编程只读存储器EPROM芯片 155

三、 电可擦抹可编程只读存储器E2PROM的电路结构及其工作原理 157

四、 电可擦抹可编程只读存储器E2PROM芯片 158

第四节 存储器与CPU的连接 161

一、 存储器与CPU的连接的方法 161

二、 存储器与CPU的连接 161

第十章 微型计算机的输入和输出 163

第一节 HD64180微处理器的I/O指令 163

一、 CPU与I/O之间数据传送 163

二、 CPU与内部I/O寄存器之间数据传送 164

第二节 HD64180CPU与外设的数据传送方式 164

一、 无条件传关方式 164

二、 查询传送（条件传送）方式 167

三、 中断传送方式 171

四、 直接存储器存取（DMA）方式 172

第三节 HD64180微处理器的DMA控制器 173

一、 HD64180CPU中的DMA寄存器及其他地址分配 174

二、 HD64180CPU DMA传送的程序设计 177

第十一章 微型计算机的中断系统 179

第一节 中断概念 179

第二节 微型计算机的中断处理功能 179

一、 故障处理 179

二、 分时操作 180

三、 实时处理 180

第三节 HD64180微处理器的中断源 180

一、 中断源的概念 180

二、 HD64180CP的中断源 180

第四节 HD64180微处理器的中断控制寄存器和触发器（标志） 182

一、 INT/TRAP控制寄存器ITC 182

二、 中断矢量寄存器I 183

三、 中断矢量低位字节寄存器IL 183

四、 中断允许触发器（标志位）IFF1和IFF2 184

第五节 CPU处理中断的过程 185

一、 CPU查询中断请求的过程 185

二、 中断源请求中断和CPU响应中断的过程 185

三、 执行中断服务程序和由中断返回的过程 188

第六节 HD64180CPU中断方式 188

一、 可屏蔽中断方式0 189

二、 可屏蔽中断方式1 192

三、 可屏蔽中断方式2 193

第七节 可编程定时器PRT 195

一、 定时器PRT内部寄存器 195

二、 定时器PRT中断及其程序设计 198

第八节 HD64810微处理器DMA中断 201

第九节 中断优先权和中断嵌套 203

一、 软件判别中断优先权 203

二、 硬件优先排队电路 204

三、 中断嵌套 205

第十二章 微型计算机的接口技术 207

第一节 接口的概念 207

一、 接口的作用 207

二、 接口的分类 207

三、 接口的特点 207

第二节 可编程并行I/O接口8255A 208

一、 8255芯片的引脚说明 208

二、 8255芯片的内部结构 208

三、 8255工作方式选择 209

四、 HD64180CPU与8255的连接 212

第三节 串行I/O接口 213

一、 串行通信的基本概念 213

二、 串行通信基本技术 215

第四节 HD64180微处理器的串行通信接口 218

一、 异步串行通信接口ASCI 218

二、 同步串行I/O口CSIO 226

第五节 STD总线微型计算机的显示接口 229

一、 CRT显示控制器CRTMC6845 230

二、 STD总线微型计算机CRT显示程序设计 236

第六节 STD总线微型计算机的键盘接口 237

一、 可编程串行通信接口SIO 238

二、 STD总线微型计算机键盘输入程序设计 243

第七节 STD总线微型计算机的A/D和D/A转换接口 244

一、 D/A转换接口 244

二、 A/D转换接口 246

第十三章 工业控制微型计算机系统 250

第一节 系统概述 250

一、 硬件系统 250

二、 软件系统 252

第二节 软件的设计与调试 252

一、 程序设计的步骤 252

二、 程序设计方法概述 253

三、 程序的测试和调试 253

四、 程序布局 254

五、 程序文件 254

六、 程序的优化 255

第三节 系统的评价 255

附录一 ASCII（美国信息交换标准代码）表 256

附录二 HD64180（Z64180）指令表中使用的缩写符号 257

附录三 HD64180（Z64180）指令系统 259

附录四 HD64180内部I/O寄存器编程速查表 273

参考文献 282

STD BUS的HD64180CPU主机板的电气原理图 282