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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ENDS103

4.4.2位置计数器？和定位伪指令ORG104

4.4.3段寻址伪指令ASSUME105

4.4.4过程定义伪指令PROC/ENDP105

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8255A178

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0257

10.6.5串口模式1258

10.6.6模式2和模式3261

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