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上编 微机原理与接口技术 1

第1章 微型计算机的系统结构与工作原理 1

1.1微型计算机概述 1

1.1.1微型计算机的发展概况 1

1.1.2微型计算机的特点和应用 3

1.1.3微型计算机的分类 6

1.1.4微型计算机的主要性能指标 6

1.2微型计算机系统结构 7

1.2.1计算机的基本结构和工作原理 7

1.2.2微型计算机的组成与系统的层次结构 8

1.2.3微型计算机的硬件结构 9

1.3微型计算机中数与字符的表示法 11

1.3.1进位计数制 11

1.3.2进位制数间的转换 12

1.3.3定点数与浮点数 15

1.3.4机器数与真值 17

1.3.5原码、反码与补码 18

1.3.6溢出的概念 19

1.3.7数字与字符的编码 21

思考题 24

第2章 8086微处理器 26

2.1 8086微处理器的结构 26

2.1.1 8086的功能结构 26

2.1.2 8086CPU的寄存器结构 29

2.2 8086的引脚信号及工作模式 33

2.2.1 8086的引脚及其功能 33

2.2.2最小工作模式及其系统结构 38

2.2.3最大模式和系统组成 40

2.3 8086 CPU的总线周期与时序 43

2.3.1时钟周期、总线周期和指令周期 43

2.3.2总线操作与时序 43

2.3.3基本的总线周期 43

2.3.4读总线周期 44

2.3.5写总线周期 45

2.3.6中断响应周期 46

2.3.7最小模式下总线请求与响应 47

2.3.8系统的复位操作 47

思考题 48

第3章 半导体存储器 49

3.1概述 49

3.1.1半导体存储器的分类 49

3.1.2半导体存储器的组成 50

3.1.3半导体存储器的性能指标 53

3.2随机存储器 53

3.2.1静态随机存储器 54

3.2.2动态随机存储器（DRAM） 55

3.3只读存储器（ROM） 57

3.4存储器与CPU的接口技术 58

3.4.1存储器与CPU的连接 58

3.4.2简单的8086存储器子系统设计 59

思考题 65

第4章 8086CPU的指令系统与汇编语言程序设计 66

4.1 8086CPU的指令格式与寻址方式 66

4.1.1指令的基本概念 66

4.1.2 8086CPU指令的格式 67

4.1.3 8086CPU的寻址方式 67

4.2 8086CPU指令系统 70

4.2.1数据传送类指令 71

4.2.2算术运算类指令 77

4.2.3逻辑运算与移位类指令 83

4.2.4串操作类指令 87

4.2.5控制转移类指令 90

4.2.6处理器控制指令 96

4.3汇编语言程序设计 97

4.3.1汇编语言的基本概念 97

4.3.2汇编语言源程序的组成 99

4.4伪指令及其应用 103

4.4.1段定义伪指令SEGMENT和ENDS 103

4.4.2位置计数器？和定位伪指令ORG 104

4.4.3段寻址伪指令ASSUME 105

4.4.4过程定义伪指令PROC/ENDP 105

4.4.5数据定义伪指令与存储器分配 106

4.4.6记录与结构定义伪指令（RECORD、 STRUC/ENDS） 107

4.4.7符号定义伪指令（EQU、 LABEL） 109

4.4.8程序模块定义伪指令（NAME/END、 PUBLIC/EXTRN） 110

4.5汇编语言属性操作符 111

4.5.1分析操作符（SEG、 OFFSET、 TYPE、 LENGTH、 SIZE） 111

4.5.2属性修改操作符（PTR、THIS、SHORT） 112

4.6汇编语言程序的上机过程 112

4.6.1汇编语言程序上机运行的软件环境 112

4.6.2源程序的编辑与汇编 112

4.6.3目标程序的连接 113

4.6.4程序的调试与运行 113

4.7汇编语言程序与DOS的接口 114

4.7.1 DOS和BIOS的功能调用 114

4.7.2用户程序与DOS的接口 116

4.8汇编语言程序设计的基本技术 118

4.8.1简单程序设计 118

4.8.2分支程序设计 121

4.8.3循环程序设计 123

4.8.4子程序设计 126

思考题 129

第5章 输入／输出技术与中断系统 132

5.1 I/O接口的功能和传送的接口信号 132

5.1.1接口的功能 132

5.1.2 CPU与I/O设备之间的接口信号 133

5.2 I/O端口的寻址方式 134

5.2.1存储器映像的I/O寻址方式 134

5.2.2 I/O端口单独寻址方式 134

5.2.3 8086CPU对I/O端口的寻址方式 134

5.3 CPU与外设之间的数据传送 135

5.3.1无条件传送方式 135

5.3.2查询传送方式 135

5.3.3中断传送方式 138

5.3.4 DMA方式 138

5.4中断系统的基本概念 139

5.4.1中断与中断系统的功能 139

5.4.2中断响应与中断服务程序 141

5.4.3中断优先权 143

5.5 8086CPU的中断系统 144

5.5.1外部中断 144

5.5.2内部中断 145

5.5.3中断优先权 146

5.5.4中断向量表 146

5.5.5中断响应流程 147

5.6 8259A可编程中断控制器 149

5.6.1 8259A的内部结构及引脚信号 149

5.6.2 8259A的级连 151

5.6.3 8259A的工作方式 153

5.6.4 8259A的编程 156

思考题 163

第6章 定时／计数技术 164

6.1概述 164

6.2 Intel 8253可编程定时器／计数器 165

6.2.1 8253的基本功能和内部结构 165

6.2.2 8253的引脚信号 166

6.2.3 8253的控制字与初始化编程 168

6.2.4 8253的工作方式 170

6.2.5 8253应用举例 175

思考题 177

第7章 可编程并行I/O接口8255A 178

7.1 8255A的基本功能和内部结构 178

7.2 8255A的控制字及其工作方式 180

7.3 8255A的应用实例 186

7.3.1 8255A与打印机接口 186

7.3.2 8255A与键盘接口 188

7.3.3 8255A与LED数码管接口 193

思考题 196

第8章 串行通信接口 197

8.1串行通信的基本概念 197

8.1.1串行通信的连接方式 197

8.1.2信号的调制与解调 198

8.1.3同步与异步通信方式 198

8.1.4波特率与收／发时钟 200

8.2串行通信的接口标准 200

8.2.1 RS-232C接口标准 200

8.2.2 RS-485接口标准 203

8.2.3 USB接口标准 204

8.3 16550可编程串行接口芯片 207

8.3.1 16550的功能描述 207

8.3.2 16550的引脚及其功能 208

8.3.3 16550的内部可编程寄存器及控制字格式 209

8.3.4 16550的初始化编程 214

思考题 216

第9章 典型的微型计算机系统 217

9.1 IBM PC/XT的系统组成 217

9.1.1 IBM PC/XT的硬件配置 217

9.1.2系统主板的结构及电气原理 217

9.1.3 IBM PC/XT的处理器子系统 218

9.1.4 IBM PC/XT接口部件子系统 219

9.1.5 IBM PC/XT的存储器子系统 223

9.1.6 IBM PC/XT的I/O扩展槽和扩展卡 224

9.2 IBM PC/XT配置的操作系统 227

思考题 229

下编 单片机原理与应用 230

第10章 MCS-51系列单片机硬件结构及功能部件 230

10.1单片机系统简介 230

10.1.1基本概念 230

10.1.2嵌入式特征 230

10.1.3单片机发展和分类 232

10.1.4开发系统 234

10.2 MCS-51单片机内部结构和引脚功能 234

10.2.1 8051的内部结构和外部引脚功能 235

10.2.2振荡器、时钟电路和CPU时序 238

10.3 MCS-51单片机存储器组织结构 241

10.3.1程序存储器 241

10.3.2数据存储器 242

10.3.3专用寄存器 243

10.4端口结构和操作 246

10.4.1 P0口 246

10.4.2 P1口 247

10.4.3 P2口 247

10.4.4 P3口 249

10.5定时器／计数器 249

10.5.1定时器／计数器的结构及工作原理 249

10.5.2模式和控制寄存器 250

10.5.3定时器／计数器工作模式 251

10.5.4定时器／计数器的初始化和访问 253

10.6串行通信接口 255

10.6.1串口控制寄存器 255

10.6.2多机通信 256

10.6.3波特率 256

10.6.4串口模式0 257

10.6.5串口模式1 258

10.6.6模式2和模式3 261

10.6.7串行口的编程和应用 262

10.7中断系统 264

10.7.1 MCS-51单片机中断结构 264

10.7.2中断处理 266

10.8系统工作模式 269

10.8.1复位模式 269

10.8.2程序执行模式 270

10.8.3节能模式 270

思考题 272

第11章 单片机指令系统 274

11.1 MCS-51指令系统简介 274

11.1.1指令格式 274

11.1.2指令中常用符号说明 274

11.2寻址方式 275

11.3指令系统 277

11.3.1数据传送指令 277

11.3.2算术运算指令 281

11.3.3逻辑运算及移位指令 284

11.3.4控制转移类指令 286

11.3.5位操作指令 290

思考题 292

第12章 单片机汇编语言程序设计 293

12.1概述 293

12.1.1单片机汇编语言程序设计步骤 293

12.1.2程序的开发调试过程 293

12.2简单程序设计 294

12.3分支程序设计 295

12.4循环程序设计 298

12.5查表程序设计 301

12.6子程序设计 302

12.7中断系统的程序设计 306

思考题 309

第13章 单片机的接口技术 310

13.1单片机外部存储器的接口技术 310

13.1.1外部程序存储器的扩展 311

13.1.2外部数据存储器的扩展 316

13.2单片机外部I/O的接口技术 320

13.2.1并行I/O接口扩展电路设计 321

13.2.2串行I/O接口扩展并行口的电路设计 329

13.3单片机外部I/O设备及其接口技术 331

13.3.1键盘及接口 331

13.3.2 LED显示器及接口 335

13.4单片机与D/A转换器的接口技术 336

13.4.1 DAC0832的内部结构与引脚图 337

13.4.2 DAC0832的工作模式 338

13.4.3 DAC0832与单片机的连接 338

13.4.4串行D/A转换器与单片机的接口 340

13.5单片机与A/D转换器的接口技术 345

13.5.1 ADC0809的内部结构与引脚图 345

13.5.2 ADC0809与单片机的连接 347

13.5.3串行A/D转换器与单片机的接口 349

思考题 352

第14章 微型计算机应用系统的开发与设计 353

14.1微型计算机实时控制系统的组成 353

14.1.1微型计算机实时控制系统的硬件 353

14.1.2微型计算机实时控制系统的软件 354

14.2微机实时控制系统的基本设计原则与开发方法 355

14.2.1基本设计原则与开发方法 355

14.2.2实时控制系统的研制与开发过程 356

14.3微型计算机实时控制系统的设计步骤 357

14.3.1被控对象设计 357

14.3.2硬件设计 358

14.3.3软件设计 359

14.4实时控制系统设计实例 360

14.4.1设计需求分析 361

14.4.2控制系统电路设计 362

14.4.3软件任务分解 364

14.4.4片内RAM单元分配 364

14.4.5程序设计 365

思考题 379

附录A ASCII码字符表 380

附录B 8086指令系统表 381

附录C 8086指令对状态标志位的影响 386

附录D DOS功能调用（INT21H） 387

附录E BIOS功能调用 392

附录F MCS-51系列单片机按功能排列的指令表 395

参考文献 400