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第1章 微处理器：8086/8088—体系结构、引脚图和时序图1

1.1 8086的寄存器组织2

1.1.1 数据寄存器2

1.1.2 段寄存器2

1.1.3 指针和变址寄存器3

1.1.4 标志寄存器3

1.2 体系结构3

1.2.1 存储分段5

1.2.2 标志寄存器6

1.3 8086的信号描述7

1.4 物理存储器组织13

1.5 一般总线操作15

1.6 I/O寻址能力16

1.7 特殊的微处理器行为16

1.7.1 微处理器的复位和初始化16

1.7.2 停机17

1.7.3 测试和同步外部信号17

1.7.4 系统总线的导出17

1.8 最小模式下的8086系统和时序19

1.9 最大模式下的8086系统和时序22

1.10 8088微处理器25

1.10.1 8088的体系结构和信号描述25

1.10.2 8088总线的导出28

1.10.3 8088系统的一般时序30

1.10.4 8086和8088的比较31

1.11 小结32

1.12 习题32

第2章 8086/8088指令集和汇编命令35

2.1 机器语言指令格式35

2.2 8086的寻址方式38

2.3 8086/8088指令集43

2.3.1 数据复制/传送指令44

2.3.2 算术指令54

2.3.3 逻辑指令60

2.3.4 串操作指令64

2.3.5 控制转移与分支指令66

2.3.6 无条件分支指令67

2.3.7 条件转移指令69

2.3.8 标志处理指令与处理器控制指令71

2.4 汇编命令与操作符72

2.5 小结80

2.6 习题80

第3章 8086/8088汇编语言程序设计思想81

3.1 一些机器语言级程序82

3.2 源程序到机器码的转变88

3.3 利用汇编器进行程序设计93

3.3.1 程序的创建94

3.3.2 程序的汇编95

3.3.3 程序的链接97

3.3.4 程序的调试98

3.4 汇编语言示例程序100

3.4.1 如何编写汇编语言程序101

3.4.2 通过DOS功能调用来使用IBM微型计算机资源的程序119

3.5 小结124

3.6 习题124

第4章 专有体系结构特征及相关编程127

4.1 堆栈简介127

4.2 8086/8088堆栈结构128

堆栈编程130

4.3 中断与中断服务例程133

4.4 8086/8088中断周期133

4.5 非屏蔽中断135

4.6 可屏蔽中断135

4.7 中断编程136

4.8 过程参数传递139

4.9 处理大于64KB的程序142

4.10 宏汇编144

4.10.1 宏定义144

4.10.2 向宏传递参数145

4.11 定时与延时145

4.12 小结148

4.13 习题148

第5章 基本外设及其与8086/8088的接口151

5.1 半导体存储器接口151

5.1.1 静态RAM接口152

5.1.2 8088的存储器接口156

5.2 动态RAM接口159

5.3 与I/O端口的接口166

5.4 PIO8255（可编程输入/输出端口）175

5.5 8255的工作模式177

5.5.1 BSR模式177

5.5.2 I/O模式178

5.6 与模数转换器的接口199

5.6.1 ADC0808/0809200

5.6.2 ADC7109—双斜率积分型12位模数转换器203

5.6.3 与8086的接口208

5.7 与数模转换器的接口210

5.7.1 AD7523—8位乘法型数模转换器210

5.7.2 8位数模转换器DAC0800212

5.8 与步进电机的接口213

5.9 使用8255来控制高功率设备217

5.10 小结218

5.11 习题218

第6章 专用可编程外设及其接口221

6.1 可编程计数器/定时器221

6.1.1 体系结构和信号描述221

6.1.2 控制字寄存器223

6.1.3 8253的操作模式223

6.1.4 8253的编程和接口227

6.2 可编程中断控制器8259A235

6.2.1 8259A的体系结构和信号描述235

6.2.2 8086系统的中断序列237

6.2.3 8259A的命令字238

6.2.4 8259的操作模式241

6.2.5 8259的接口和编程244

6.3 键盘/显示控制器8279250

6.3.1 8279的体系结构和信号描述251

6.3.2 8279的操作模式253

6.3.3 操作模式的详细信息254

6.3.4 8279的命令字255

6.3.5 键编码和状态数据格式258

6.3.6 8279的接口和编程259

6.4 可编程通信接口8251USART262

6.4.1 数据通信方法262

6.4.2 8251的体系结构和信号描述262

6.4.3 8251A的操作模式描述265

6.4.4 8251和8086的连接接口和编程270

6.5 小结272

6.6 习题272

第7章 DMA、软盘和CRT控制器275

7.1 DMA控制器8257275

7.1.1 8257的内部体系结构276

7.1.2 数据总线缓冲器、读写逻辑、控制单元和优先级判决器279

7.1.3 8257的信号描述280

7.2 DMA传送与操作282

7.2.1 DMA请求的优先级283

7.2.2 编程与读取8257寄存器283

7.2.3 8257和8086的接口284

7.3 可编程DMA接口8237287

7.3.1 8237的内部体系结构287

7.3.2 8237的寄存器组织287

7.3.3 8237的信号描述290

7.3.4 8237的DMA操作292

7.3.5 8237的传送方式293

7.3.6 DMA的地址生成294

7.3.7 8237命令与编程294

7.4 软盘控制器8272298

7.4.1 软盘298

7.4.2 FDC300

7.4.3 8272的内部体系结构300

7.4.4 8272的信号描述301

7.4.5 8272的功能描述303

7.4.6 8272的命令305

7.4.7 8272与8086的接口322

7.5 CRT控制器8275326

7.5.1 8275的内部体系结构327

7.5.2 8275的信号描述328

7.5.3 系统操作330

7.5.4 8275的显示格式与操作特性331

7.5.5 8275CRT控制器的命令集335

7.5.6 状态标志位340

7.5.7 8275与8086的连接与编程341

7.6 CRT控制器6845344

7.6.1 6845的体系结构与信号描述344

7.6.2 6845的内部寄存器351

7.6.3 重要的CRT时序358

7.6.4 6845的接口与编程360

7.7 小结362

7.8 习题363

第8章 多处理器系统365

8.1 互连拓扑366

8.2 多处理器系统的软件371

8.3 数值处理器8087372

8.3.1 8087的体系结构373

8.3.2 8087的信号描述374

8.3.3 8087的寄存器组377

8.3.4 异常处理380

8.3.5 8087和CPU的互连381

8.3.6 8087的指令集383

8.3.7 寻址方式和数据类型389

8.3.8 8087的编程390

8.4 I/O处理器8089392

8.4.1 简介392

8.4.2 8089的体系结构394

8.5 总线仲裁和控制396

8.6 紧耦合系统和松耦合系统401

8.7 基于PC的多处理器系统设计403

8.7.1 简介403

8.7.2 子处理单元的设计403

8.7.3 系统软件设计408

8.7.4 到多处理器系统的DOS功能接口（虚拟）410

8.7.5 结果和结论413

8.8 小结413

8.9 习题413

第9章 80286-80287—具有存储管理和保护功能的微处理器415

9.1 80286的显著特征415

9.2 80286的内部体系结构416

9.2.1 80286的寄存器组织416

9.2.2 80286的内部模块结构图418

9.2.3 80286的中断420

9.3 80286的信号描述422

9.4 实地址模式425

9.5 受保护的虚地址模式（PVAM）426

9.5.1 简介426

9.5.2 PVAM中的物理地址计算427

9.5.3 描述符及其类型428

9.5.4 段描述符Cache寄存器431

9.6 特权等级434

9.6.1 任务特权等级435

9.6.2 描述符特权等级435

9.6.3 选择子特权等级435

9.6.4 描述符访问和特权等级检查435

9.6.5 特权等级变化438

9.7 保护438

9.8 特殊操作440

9.8.1 处理器复位和初始化440

9.8.2 任务切换操作440

9.8.3 指针测试指令441

9.8.4 保护模式初始化442

9.8.5 进入PVAM的方式442

9.8.6 停机442

9.9 80286的总线接口442

9.10 基本总线操作443

9.11 80286的取指周期446

9.12 80286最小系统配置447

9.13 将存储器和I/O设备连接到80286449

9.14 80286的总线使用优先权452

9.15 总线保持和HLDA顺序453

9.16 中断确认顺序453

9.17 指令集特征454

9.17.1 寻址模式454

9.17.2 80286支持的数据类型455

9.17.3 80286的附加指令456

9.17.4 保护控制指令458

9.18 80287数学协处理器460

9.18.1 80287的体系结构460

9.18.2 状态字和控制字462

9.18.3 80287的信号描述463

9.18.4 和80286的接口464

9.18.5 80287支持的数据类型466

9.18.6 指令集小结466

9.19 小结473

9.20 习题474

第10章 80386-80387和80486—32位处理器475

10.1 80386DX的显著特征475

10.2 80386的体系结构和信号描述476

10.3 80386的寄存器组织479

10.4 80386的寻址模式482

10.5 80386的数据类型483

10.6 80386的实地址模式483

10.7 80386的保护模式484

10.8 段486

10.8.1 描述符表486

10.8.2 描述符486

10.9 页487

10.9.1 页操作487

10.9.2 线性地址到物理地址的转换488

10.10 虚拟8086模式489

10.11 80386的增强指令集491

10.12 协处理器80387492

10.12.1 80387的体系结构493

10.12.2 和80386的互连495

10.13 带数值协处理器的CPU—80486DX496

10.13.1 80486的显著特征496

10.13.2 80486的体系结构497

10.13.3 80486的信号描述499

10.13.4 80486的普通特征503

10.13.5 片上Cache和Cache控制单元504

10.14 小结508

10.15 习题508

第11章 微处理器体系结构的最新发展—从Pentium开始的旅程511

11.1 80586（Pentium）的显著特征512

11.2 计算机体系结构的一些相关概念512

11.3 系统体系结构513

11.3.1 超标量执行514

11.3.2 分离的指令Cache和数据Cache515

11.3.3 浮点单元515

11.3.4 浮点操作异常516

11.4 分支预测516

11.5 Pentium的增强指令集517

11.6 MMX517

11.7 Intel MMX的体系结构517

11.8 MMX的数据类型518

11.9 回卷和饱和算术运算518

11.10 MMX指令集519

11.11 编写多媒体应用程序时应该注意的突出问题520

11.12 通向Pentium Pro和Pentium II的旅程520

11.12.1 指令的动态执行521

11.12.2 动态指令执行机制的实现521

11.13 Pentium III（P III）—21世纪产生的CPU522

11.14 小结522

11.15 习题523

第12章 Pentium4—21世纪产生的微处理器525

12.1 Pentium4微处理器的起源525

12.2 Pentium4微处理器的显著特征526

12.3 Pentium4微处理器的NetBurst微体系结构527

12.3.1 前端模块528

12.3.2 IA-32指令译码器529

12.3.3 Trace Cache（TC）529

12.3.4 微码ROM529

12.3.5 Pentium4中的前端分支预测器530

12.3.6 分支预测530

12.4 指令快表（ITLB）和分支预测531

12.5 乱序执行531

12.5.1 乱序执行引擎532

12.5.2 寄存器重命名532

12.5.3 指令调度533

12.6 快速执行模块533

12.7 存储子系统533

12.7.1 页管理及虚拟存储器533

12.7.2 Cache534

12.8 超线程技术534

12.8.1 线程级并行性534

12.8.2 实现策略535

12.9 Pentium中的超线程技术535

12.9.1 体系结构状态536

12.9.2 超线程技术的设计问题536

12.9.3 操作系统537

12.10 高级Pentium微处理器中的扩展指令集537

12.10.1 流式SIMD扩展538

12.10.2 Pentium III SSE指令的特征538

12.10.3 SSE指令的类型539

12.10.4 流式SIMD扩展2（SSE2）和扩展3（SSE3）指令539

12.10.5 IA-32指令译码541

12.10.6 微操作队列541

12.11 指令集小结541

12.11.1 Pentium4微处理器的通用指令542

12.11.2 SSE SIMD单精度浮点指令集547

12.11.3 SSE2压缩和标量双精度浮点指令548

12.11.4 SSE3指令550

12.12 形式化验证的需求552

12.13 小结552

12.14 习题552

第13章 RISC体系结构概述553

13.1 RISC处理器的历史553

13.2 混合体系结构—RISC和CISC的混合554

13.3 RISC的优点554

13.4 RISC处理器的基本特征555

13.5 RISC处理器的设计问题556

13.5.1 寄存器窗口556

13.5.2 流水线556

13.5.3 单周期指令执行557

13.6 流水线系统的性能问题557

13.6.1 指令延迟557

13.6.2 相关性问题558

13.6.3 使用RISC处理器应该注意的问题558

13.7 一些RISC处理器的体系结构559

13.7.1 MIPS559

13.7.2 Sun UltraSPARC560

13.8 另一些RISC处理器的体系结构563

13.9 小结564

13.10 习题564

第14章 基于微处理器的铝冶炼控制系统565

14.1 铝冶炼的通用过程565

14.2 电解室的常用控制方法566

14.3 铝冶炼过程中电解室的异常567

14.4 异常电解室控制法则的简单描述568

14.5 设计中的主要问题569

14.6 铝冶炼控制器硬件569

14.7 控制算法570

14.7.1 数据/参数描述572

14.7.2 初始化572

14.7.3 模块1573

14.7.4 模块2573

14.7.5 模块3573

14.7.6 模块4574

14.8 小结574

第15章 基于微处理器的模式扫描系统设计575

15.1 扫描器系统的组织结构576

15.2 扫描系统描述578

15.3 可编程的操作模式579

15.4 存储器读/写系统和启动过程582

15.5 结果及讨论582

15.6 小结584

第16章 设计一个电子称量台585

16.1 设计难点585

16.1.1 机械装置的基底（称重平台）586

16.1.2 机械装置587

16.1.3 称重传感器的选择和连接588

16.1.4 电子线路设计590

16.2 软件开发600

16.2.1 软件操作600

16.2.2 算法601

16.3 校准609

16.4 小结609

第17章 微控制器8051和80196简介611

17.1 英特尔公司的8位微控制器系列612

17.2 8051的体系结构613

17.3 8051的信号描述615

17.4 8051的寄存器组617

17.5 8051的重要操作特性619

17.5.1 程序状态字619

17.5.2 定时器模式控制寄存器620

17.5.3 定时器控制寄存器620

17.5.4 串口控制寄存器620

17.5.5 电源控制寄存器621

17.6 8051的存储器和I/O寻址621

17.6.1 存储器寻址621

17.6.2 外部I/O接口624

17.7 8051的中断625

17.8 8051的指令集626

17.9 基于微控制器8051的连续滚动布匹或纸张长度测量系统的设计628

17.9.1 引言628

17.9.2 传感器629

17.9.3 信号转换630

17.9.4 微控制器系统631

17.9.5 算法633

17.10 英特尔公司的16位微控制器系列MCS-96634

17.10.1 引言634

17.10.2 80196体系结构634

17.10.3 80196KC的寄存器组638

17.10.4 80196KC的一般特性641

17.11 小结642

17.12 习题643

附录A 指令集一览645

附录B DOS功能调用：INT21H657

附录C 8051指令集一览673