目　录

第 1章　绪论　1
1.1　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分类　3
1.1.3　微处理器的字长　4
1.2　运算基础　4
1.2.1　进位计数制及其相互转换　4
1.2.2　二进制数的运算规则　7
1.2.3　计算机中的四则运算　9
1.2.4　计算机中带符号数的表示方法　10
1.2.5　计算机中数的小数点表示方法　13
1.2.6　二进制编码　14
1.2.7　逻辑运算与基本逻辑电路　16
1.3　微型计算机的基本结构　18
1.3.1　微型计算机的总体结构　18
1.3.2　微处理器的基本结构　20
1.3.3　微型计算机(微机)的工作过程　24
1.3.4　一个程序工作的例子　25
习题与思考题　29

第 2章　Intel 32位微处理器　31
2.1　微处理器的基本结构　31
2.1.1　微处理器的内部基本结构　31
2.1.2　微处理器外部基本引脚　33
2.1.3　80386及80486微处理器的主要结构逻辑框图　37
2.2　微处理器寄存器结构　38
2.3　微处理器的工作方式　45
2.3.1　实地址方式　45
2.3.2　虚拟8086方式　45
2.3.3　保护方式　46
2.3.4　3种工作方式的状态转换　47
2.3.5　系统管理方式(SMM)　48
2.4　指令流水线操作　48
2.5　Pentium系列微处理器　49
2.5.1　概述　49
2.5.2　Pentium系列微处理器的功能结构　50
习题与思考题　53

第3章　80X86寻址方式和指令系统　54
3.1　80X86寻址方式　54
3.1.1　数据寻址方式　54
3.1.2　程序地址寻址方式　59
3.1.3　堆栈地址寻址　61
3.2　80X86指令格式　62
3.2.1　80X86指令编码格式　62
3.2.2　80X86指令格式　63
3.3　80X86指令系统　64
3.3.1　数据传送指令　64
3.3.2　算术运算指令　67
3.3.3　逻辑运算指令　72
3.3.4　控制转移类指令　76
3.3.5　串操作指令　81
3.3.6　输入/输出指令　83
3.3.7　处理器控制　84
3.3.8　中断指令与DOS功能调用　84
习题与思考题　87

第4章　汇编语言及程序设计　89
4.1　汇编语言　89
4.1.1　汇编语言格式　89
4.1.2　简化的段定义伪指令　90
4.1.3　完整段定义伪指令　91
4.1.4　常用伪指令　93
4.1.5　汇编程序两种基本格式　96
4.2　分支程序设计　98
4.2.1　简单分支程序　98
4.2.2　复杂分支程序　99
4.3　循环程序设计　100
4.3.1　单重循环程序　100
4.3.2　多重循环程序　103
4.4　子程序设计　104
4.4.1　过程定义　104
4.4.2　调用指令　104
4.4.3　子程序设计　106
4.5　宏　108
4.5.1　宏指令的定义和使用　109
4.5.2　宏指令中参数的使用　110
4.5.3　宏与子程序的区别　110
4.6　汇编语言与高级语言的接口　110
4.6.1　C语言调用协议　110
4.6.2　内存模式和段的约定　111
4.6.3　数据类型与结果返回　111
4.6.4　PASCAL语言调用协议　112
4.6.5　MASM调用高级语言　112
4.6.6　调用举例　112
4.7　汇编和连接程序　113
4.8　汇编语言程序上机过程　114
习题与思考题　115

第5章　存储器　117
5.1　存储器概述　117
5.1.1　存储器体系的分级结构　117
5.1.2　存储器的类型　117
5.1.3　半导体存储器的性能指标　118
5.2　存储器的系统连接　119
5.2.1　存储器芯片的选用　119
5.2.2　存储器结构的确定　119
5.2.3　存储器的扩展　120
5.3　高速缓冲存储器　121
5.3.1　Cache的工作原理　122
5.3.2　高速缓存与内存的存取一致性　122
5.4　虚拟存储器　123
5.5　内存分段分页管理机制　123
习题与思考题　125

第6章　总线技术　126
6.1　概述　126
6.1.1　总线规范的基本内容　126
6.1.2　总线分类　127
6.1.3　采用标准总线的优点　128
6.2　总线数据传输　128
6.2.1　总线传输过程　128
6.2.2　总线传输信号特性　129
6.2.3　总线传输控制　130
6.2.4　总线仲裁　133
6.2.5　奔腾系列微处理器总线技术　135
6.2.6　现代总线发展　136
6.2.7　流行总线的性能比较　138
6.3　局部总线　140
6.3.1　IBM PC总线结构　140
6.3.2　其他局部总线　140
6.3.3　PCI总线　141
6.3.4　AGP总线　172
6.4　系统总线　179
6.4.1　系统总线简介　179
6.4.2　Multibus总线　180
6.4.3　STD总线　183
6.5　通信总线　184
6.5.1　IEEE 488总线　184
6.5.2　VXI总线　186
6.5.3　SCSI总线　187
6.5.4　IDE总线　188
6.5.5　Centronics总线　189
6.5.6　RS-232C总线　190
6.5.7　RS-449　193
6.5.8　RS-422A总线　193
6.5.9　RS-423A总线　194
6.5.10　RS-485总线　194
6.5.11　通用串行总线USB　195
习题与思考题　199

第7章　微型计算机的输入/输出　200
7.1　CPU与外设通信的特点　200
7.1.1　接口的用途　200
7.1.2　I/O端口的寻址方式　200
7.1.3　I/O端口地址的形成　201
7.2　输入/输出方式　202
7.2.1　程序控制传送方式　202
7.2.2　中断控制传送方式　202
7.2.3　直接存储器存取方式——DMA方式　202
7.2.4　I/O处理机方式　202
7.3　CPU与外设通信的接口　203
7.3.1　同步传送方式与接口　203
7.3.2　异步查询方式与接口　204
7.3.3　查询方式应用举例　206
7.4　可用于输入/输出接口的8212芯片　207
7.4.1　8212芯片用于输入接口　208
7.4.2　8212芯片用于输出接口　208
7.4.3　8212芯片作为双向总线驱动器　208
7.5　CPU的输入/输出　208
7.5.1　CPU的I/O指令　208
7.5.2　80286和80386/486支持I/O端口直接与内存之间的数据传送　209
7.6　DMA传送方式与DMA控制器8237A　209
7.6.1　8237A的基本功能和结构　209
7.6.2　8237A的工作方式　212
7.6.3　8237A的寄存器与编程　214
习题与思考题　219

第8章　常用外围设备　221
8.1　概述　221
8.1.1　外围设备的概念及一般功能　221
8.1.2　外围设备的分类　221
8.2　常用外围设备　222
8.2.1　输入设备　222
8.2.2　输出设备　223
8.2.3　外存设备　225
8.2.4　通信设备　227
8.2.5　其他设备　228
习题与思考题　228

第9章　中断技术　229
9.1　中断概述　229
9.1.1　中断的概念　229
9.1.2　中断源　229
9.1.3　中断分类　230
9.1.4　中断类型码的分配　230
9.1.5　CPU的中断处理顺序　230
9.2　中断机制　231
9.2.1　80486实模式下的中断　231
9.2.2　80486保护模式下的中断和异常　233
9.2.3　虚拟8086模式下的中断/异常　235
9.3　中断向量表的建立方法　235
9.3.1　绝对地址置入法　235
9.3.2　使用串指令装入法　235
9.3.3　使用DOS调用法　236
9.3.4　直接接入法　237
9.4　可编程中断控制器8259A　237
9.4.1　8259A的内部结构及管脚分配　238
9.4.2　8259A的中断管理方式　239
9.4.3　8259A的编程　241
9.4.4　8259A的应用举例　244
习题与思考题　247

第 10章　可编程接口芯片及其与CPU的接口　248
10.1　可编程并行输入/输出接口芯片8255A　248
10.1.1　8255A的内部结构　248
10.1.2　8255A的引脚分配　249
10.1.3　8255A的工作方式及编程　249
10.1.4　8255A 3种工作方式的功能及应用　251
10.1.5　8255A与CPU的接口　258
10.1.6　8255A应用举例　258
10.2　可编程计数器/定时器8253　260
10.2.1　8253的内部结构及功能　261
10.2.2　8253的编程　263
10.2.3　8253的工作方式　264
10.2.4　8253的读写操作　267
10.2.5　8253编程及应用举例　268
10.3　可编程串行输入/输出接口芯片8251A　271
10.3.1　串行通信概述　271
10.3.2　8251A的内部结构　274
10.3.3　8251A的引脚分配　276
10.3.4　8251A的编程　277
10.3.5　8251A的接口技术与应用举例　280
习题与思考题　283

第 11章　D/A、A/D转换器及其与CPU的接口　285
11.1　从物理信号到电信号的转换　285
11.1.1　概述　285
11.1.2　几种传感器　286
11.2　数/模转换器芯片(DAC)及其接口技术　288
11.2.1　D/A的性能参数和术语　288
11.2.2　D/A芯片及其与CPU的接口　290
11.2.3　数/模转换器芯片和微处理器的接口需要注意的问题　297
11.3　模/数转换器芯片(ADC)及其接口技术　298
11.3.1　采样和量化　298
11.3.2　A/D的工作原理　300
11.3.3　A/D的性能参数和术语　301
11.3.4　A/D芯片及其与CPU接口　301
11.4　模/数转换器芯片和微处理器的接口需要注意的问题　309
11.5　D/A和A/D器件的选择　314
习题与思考题　315

第 12章　微型计算机的应用　317
12.1　在辅助科学实验中的应用　317
12.2　在生物科学中的应用　318
12.3　在过程控制中的应用　318
12.3.1　中央处理机(CPU)和存储器　319
12.3.2　生产过程的输入/输出　320
12.3.3　人-机接口　322
12.3.4　通信　323
12.3.5　程编配套装置　323
12.3.6　控制手段　324
12.4　在临床医疗仪器中的应用　326
12.5　I/O接口与32位微处理器的连接　327
12.6　应用举例　328
习题与思考题　349

附录　351
参考文献　358