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第1部分 原理篇 1

第1章 微型计算机基础 1

1.1 计算机综述 1

1.1.1 计算机的发明和发展 1

1.1.2 计算机的种类和用途 2

1.2 逻辑代数基础 2

1.2.1 数据表示法 3

1.2.2 各种进制之间的数值转换 4

1.2.3 非数值型数据的二进制表示 6

1.2.4 二进制数的逻辑运算和算术运算 9

1.3 数字电路基础 13

1.3.1 基础逻辑门电路 13

1.3.2 复合逻辑运算电路 14

1.3.3 全加器电路 14

1.3.4 触发器电路 15

1.3.5 寄存器电路 15

1.3.6 计数器电路 15

1.3.7 编码器电路 16

1.3.8 译码器电路 16

1.4 习题 17

第2章 数据存储器 18

2.1 二进制数据存储体 18

2.1.1 存储器类型 18

2.1.2 二进制数据的存储形式 18

2.2 半导体存储器 19

2.2.1 RAM存储单元 20

2.2.2 ROM存储单元 22

2.2.3 半导体存储器的组成 25

2.3 磁存储器 27

2.3.1 磁存储器记录数据原理 28

2.3.2 磁存储器的组成 29

2.4 光存储器 30

2.4.1 光存储器记录数据原理 30

2.4.2 光存储器的组成 33

2.5 习题 34

第3章 计算机CPU组成电路 36

3.1 可编程顺序、分支、循环控制器 36

3.1.1 顺序循环控制器 36

3.1.2 可编程顺序循环控制器 37

3.2 冯·诺依曼体系 38

3.3 CPU组成 39

3.3.1 寄存器 39

3.3.2 运算器 40

3.3.3 控制器 50

3.3.4 CPU内部Cache 53

3.3.5 CPU内部结构 54

3.4 CPU正常工作的基础外围电路 54

3.5 习题 55

第4章 计算机总线 56

4.1 总线概述 56

4.1.1 总线的组成 56

4.1.2 总线的连接 57

4.1.3 总线的分类 57

4.1.4 总线的特性 58

4.1.5 总线的应用 58

4.1.6 数据的传输 59

4.1.7 总线的指标 59

4.2 总线仲裁 60

4.2.1 集中式仲裁 60

4.2.2 分布式仲裁 62

4.3 总线通信方式 63

4.3.1 同步通信方式 63

4.3.2 异步通信方式 63

4.4 常用总线简介 64

4.4.1 CPU总线 65

4.4.2 PCI总线 65

4.4.3 USB总线 67

4.4.4 I2C总线 69

4.5 习题 71

第5章 计算机指令系统 72

5.1 指令系统 72

5.1.1 指令的性能 72

5.1.2 指令的格式 73

5.1.3 指令的分类 74

5.1.4 指令助记符 75

5.2 指令执行流程 76

5.2.1 指令的存储 76

5.2.2 指令的执行 76

5.3 寻址方式 78

5.3.1 有效地址和形式地址 78

5.3.2 常见的寻址方式 79

5.4 CISC和RISC的基本概念 82

5.4.1 CISC 82

5.4.2 RISC 83

5.4.3 CISC和RISC的比较 83

5.5 习题 84

第6章 基础输入／输出系统 85

6.1 输入／输出接口 85

6.1.1 可编程输入／输出接口 85

6.1.2 输入／输出接口寻址 86

6.1.3 CPU标准配置接口 87

6.1.4 输入／输出方式 87

6.2 并口接口 89

6.3 中断接口 91

6.3.1 中断概念 91

6.3.2 中断机制 91

6.3.3 可编程中断I/O接口 94

6.4 定时器／计数器接口 95

6.5 串口接口 96

6.5.1 串行数据传输——RS—232标准 96

6.5.2 可编程串行通信I/O接口 99

6.6 习题 100

第2部分 应用篇 101

第7章 Intel 51微型机硬件系统 101

7.1 Intel 51系列微型计算机 101

7.2 Intel 51微型机的CPU 102

7.2.1 寄存器 102

7.2.2 运算器 103

7.2.3 控制器 103

7.3 Intel 51微型机存储器结构 106

7.3.1 Intel 51系统存储空间分配 106

7.3.2 随机存储器 107

7.3.3 只读存储器 109

7.3.4 Intel 51系统存储空间名称 110

7.4 Intel 51微型机外部信号线定义 110

7.5 Intel 51微型机应用系统 113

7.5.1 最小工作系统 113

7.5.2 扩展应用系统 115

7.6 习题 118

第8章 Intel 51微型机指令系统 119

8.1 Intel 51系列微型机的CPU指令系统 119

8.1.1 指令的格式 119

8.1.2 指令操作码助记符以及操作数表示符号 119

8.1.3 寻址方式 120

8.2 数据传送类指令 121

8.2.1 数据传送指令 121

8.2.2 数据传送指令详解 122

8.3 算术运算类指令 125

8.3.1 算术运算指令 126

8.3.2 算术运算指令详解 126

8.4 逻辑运算类指令 130

8.4.1 逻辑运算指令 130

8.4.2 逻辑运算指令详解 130

8.5 控制转移类指令 133

8.5.1 控制转移指令 133

8.5.2 控制转移指令详解 134

8.6 位操作、位控制转移类指令 139

8.6.1 位操作、位控制转移指令 139

8.6.2 位操作、位控制转移指令详解 139

8.7 伪指令 142

8.7.1 伪指令 142

8.7.2 伪指令详解 142

8.8 指令程序 143

8.8.1 指令源代码程序格式 143

8.8.2 指令源代码程序设计 144

8.8.3 源代码程序的编译 145

8.8.4 源代码程序设计示例 145

8.9 习题 148

第9章 Intel 51微型机并口应用 149

9.1 并口接口的工作原理 149

9.1.1 P0可编程输入／输出接口 149

9.1.2 P1可编程输入／输出接口 153

9.1.3 P2可编程输入／输出接口 153

9.1.4 P3可编程输入／输出接口 154

9.1.5 并口可编程寄存器的编址 155

9.2 并口接口应用设计 155

9.2.1 单一端口输出方波信号 155

9.2.2 交通灯控制应用设计 157

9.2.3 跑马灯控制应用设计 158

9.2.4 简单键盘输入应用设计 159

9.2.5 8段LED数码管显示设计 162

9.3 习题 165

第10章 Intel 51微型机中断应用 167

10.1 中断接口的工作原理 167

10.1.1 Intel 51微型机中断管理流程 167

10.1.2 Intel 51微型机的中断源 167

10.1.3 可编程中断接口的结构 168

10.1.4 中断接口可操作寄存器的定义 169

10.1.5 中断接口可编程序寄存器的编址 172

10.1.6 CPU响应中断请求 172

10.1.7 中断服务程序框架 175

10.2 中断接口应用设计 176

10.2.1 外部中断系统硬件设计 176

10.2.2 外部中断服务程序设计 177

10.2.3 外部中断应用实例 180

10.3 习题 182

第11章 Intel 51微型机定时器／计数器应用 184

11.1 定时器／计数器接口的工作原理 184

11.1.1 定时器／计数器的逻辑电路 184

11.1.2 定时器／计数器接口可操作寄存器的定义 185

11.1.3 定时器／计数器接口可编程寄存器的编址 188

11.1.4 计数器的4种工作模式 189

11.1.5 CPU对定时器／计数器接口的管理 192

11.2 定时器／计数器接口应用设计 192

11.2.1 计数器应用设计 192

11.2.2 定时器应用设计 196

11.3 习题 205

第12章 Intel 51微型机串口应用 206

12.1 串行通信接口的工作原理 206

12.1.1 可编程串行通信接口逻辑电路 206

12.1.2 串行通信接口可操作寄存器的定义 207

12.1.3 串行通信接口可编程寄存器的编址 208

12.1.4 串行通信接口的4种工作模式 209

12.1.5 CPU对串行通信接口的管理 213

12.2 串行通信接口应用设计 215

12.2.1 串行通信硬件设计 215

12.2.2 串行通信程序设计 217

12.3 习题 222

附录 224

附录A ISP技术简介 224

附录B 各章习题参考提示 226

B.1 第1章习题参考提示 226

B.2 第2章习题参考提示 227

B.3 第3章习题参考提示 227

B.4 第4章习题参考提示 228

B.5 第5章习题参考提示 228

B.6 第6章习题参考提示 229

B.7 第7章习题参考提示 230

B.8 第8章习题参考提示 231

B.9 第9章习题参考提示 232

B.10 第10章习题参考提示 233

B.11 第11章习题参考提示 233

B.12 第12章习题参考提示 234