滿額折
微機原理與接口技術項目教程（簡體書）
商品資訊
系列名：高等職業教育十二五規劃教材
ISBN13：9787111438748
出版社：機械工業出版社
作者：姜榮
出版日：2013/11/01
裝訂／頁數：平裝／267頁
規格：23.5cm*16.8cm (高/寬)
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商品簡介
序
目次
書摘/試閱
商品簡介
本書以Intel8086微處理器為基礎，以Intel80486微處理器為背景，講述32位微型計算機原理、匯編語言程序設計和接口技術。全書共9個項目，主要包括微型計算機的系統組成、微處理器的指令系統、匯編語言程序設計、微處理器的外部特性與存儲器的擴展、基本輸入/輸出接口、中斷控制接口、并行接口、串行接口與通信技術、數模與模數轉換電路等。為了加深本書的學習，在附錄中，給出一套《微機原理與接口技術》期末模擬試題，通過這些試題的練習和應用，能對該課程的整體把握起到較好的指導作用。本書可選作高等職業院校“微型計算機原理與接口技術”、“微型計算機原理及應用”或“匯編語言程序設計”等課程的教材或參考書，主要讀者為計算機、電子工程和自動控制等相關專業和學科的高職高專學生以及自考、成教學生，也適用于本科生、計算機應用開發人員、希望了解計算機應用技術的普通讀者和培訓班學員。為方便教學，本書配有免費電子課件、項目決戰答案、模擬試卷及答案等，凡選用本書作為授課教材的學校，均可來電（01088379564）或郵件（cmpqu@163com）索取。有任何技術問題也可通過以上方式聯系。
序
根據高等職業教育“實用、通用、夠用”的特點，在基于2006年由姜榮、王芹兩位老師編寫的《微機原理、匯編語言及接15技術》基礎上，結合姜榮老師主編的《32位微機原理、匯編語言及接LI技術》在項目教學中的探索和實踐，通過2011年5月到新加坡理工學院、南洋理工學院等5所新加坡理工院校的學習，融入德國專家托馬斯·胡革教授（Mr．Hug）、賈科博特先生（Mr．Jakobeit）、黑瑟先生（Mr．Heiser）等基于工作過程的教學理念，對原有教材重新定位，重新編寫。
本書內容豐富，深入淺出，注重實用，出版本書的目的就是為廣大高職高專院校師生提供一本適用、實用的教材。在編寫過程中，我們遇到很多困難，內容更新多次，到2011年10月中旬，本書才基本定稿。我們的規劃設計和出版理念得到機械工業出版社的大力支持，在我們困難和迷茫時，給了我們信心，使我們的教材能夠按期出版。
本書以Intel 80486 CPU和IBM PC系列微型計算機為描述對象，較詳細、系統地介紹了32位微型計算機的基本原理和接口技術。全書共分9個項目，包括微型計算機的系統組成、微處理器的指令系統、匯編語言程序設計、微處理器的外部特性與存儲器的擴展、基本輸入／輸出接口、中斷控制接口、并行接口、串行接口與通信技術、數-模與模-數轉換電路等。本書中，約有20處標有“*”，大到任務，小到知識點，該部分為選修內容，供不同高校、不同專業選學。
編寫時，考慮到高職高專學生和其他讀者的知識水平，采用了淺顯、明晰、循序漸進的描述方法；書中附有簡潔的插圖，與文字論述相對照，以方便閱讀。本書融原理與應用于一體，有利于教師組織課堂教學和學生課下自學與理解。本書共組織了9個項目實戰，供各高校選擇。這9個實踐項目分別是微型計算機系統的組裝與調試，一個簡單匯編語言程序的設計，一個匯編語言程序的設計與調試，一個半導體存儲器系統的擴展，設計一個DMAC接口電路并編程，8259A中斷控制器的應用，并行接口的應用，利用8251A設計一串行接口，模一數、數一模轉換及其應用。
本書的理論授課84學時，動手實踐60學時。
本書由姜榮副教授策劃并任主編，王芳副教授、王貴臣老師、李滿副教授、董文華老師任副主編，參加編寫的還有蹇木偉、趙林、周紅伍、王芹、徐進強、劉振山、張淑紅、王鋼、張燕、馬秋梅、馬志剛等。項目一、二及附錄由姜榮編寫，項目三由姜榮、王貴臣編寫，項目四由王貴臣編寫，項目五由李滿編寫，項目六由姜榮、王芳編寫，項目七由蹇木偉、趙林編寫，項目八由董文華編寫，項目九由王芳、董文華編寫，王芹、徐進強、劉振山、張淑紅、周紅五、王鋼、張燕、馬秋梅、馬志剛等校企人員為本書提供了素材并設計了部分圖片，高明參加了部分章節的編寫和審稿。
感謝威海職業學院、山東華宇職業技術學院、山東信息職業技術學院、山東大學、山東凱文科技職業學院等高校的領導和同仁，也感謝威海仁和電子、北洋集團等企業的支持。
由于編者學識水平有限，書中難免存在錯誤及不妥之處，誠心期待同行與讀者批評賜教。
編者
本書內容豐富，深入淺出，注重實用，出版本書的目的就是為廣大高職高專院校師生提供一本適用、實用的教材。在編寫過程中，我們遇到很多困難，內容更新多次，到2011年10月中旬，本書才基本定稿。我們的規劃設計和出版理念得到機械工業出版社的大力支持，在我們困難和迷茫時，給了我們信心，使我們的教材能夠按期出版。
本書以Intel 80486 CPU和IBM PC系列微型計算機為描述對象，較詳細、系統地介紹了32位微型計算機的基本原理和接口技術。全書共分9個項目，包括微型計算機的系統組成、微處理器的指令系統、匯編語言程序設計、微處理器的外部特性與存儲器的擴展、基本輸入／輸出接口、中斷控制接口、并行接口、串行接口與通信技術、數-模與模-數轉換電路等。本書中，約有20處標有“*”，大到任務，小到知識點，該部分為選修內容，供不同高校、不同專業選學。
編寫時，考慮到高職高專學生和其他讀者的知識水平，采用了淺顯、明晰、循序漸進的描述方法；書中附有簡潔的插圖，與文字論述相對照，以方便閱讀。本書融原理與應用于一體，有利于教師組織課堂教學和學生課下自學與理解。本書共組織了9個項目實戰，供各高校選擇。這9個實踐項目分別是微型計算機系統的組裝與調試，一個簡單匯編語言程序的設計，一個匯編語言程序的設計與調試，一個半導體存儲器系統的擴展，設計一個DMAC接口電路并編程，8259A中斷控制器的應用，并行接口的應用，利用8251A設計一串行接口，模一數、數一模轉換及其應用。
本書的理論授課84學時，動手實踐60學時。
本書由姜榮副教授策劃并任主編，王芳副教授、王貴臣老師、李滿副教授、董文華老師任副主編，參加編寫的還有蹇木偉、趙林、周紅伍、王芹、徐進強、劉振山、張淑紅、王鋼、張燕、馬秋梅、馬志剛等。項目一、二及附錄由姜榮編寫，項目三由姜榮、王貴臣編寫，項目四由王貴臣編寫，項目五由李滿編寫，項目六由姜榮、王芳編寫，項目七由蹇木偉、趙林編寫，項目八由董文華編寫，項目九由王芳、董文華編寫，王芹、徐進強、劉振山、張淑紅、周紅五、王鋼、張燕、馬秋梅、馬志剛等校企人員為本書提供了素材并設計了部分圖片，高明參加了部分章節的編寫和審稿。
感謝威海職業學院、山東華宇職業技術學院、山東信息職業技術學院、山東大學、山東凱文科技職業學院等高校的領導和同仁，也感謝威海仁和電子、北洋集團等企業的支持。
由于編者學識水平有限，書中難免存在錯誤及不妥之處，誠心期待同行與讀者批評賜教。
編者
目次
前言
項目一微型計算機的系統組成1
11項目開篇：微型計算機系統是如何
工作的1
12項目備戰：微型計算機的系統組成3
任務121了解微型計算機的發展及
應用3
任務122認識微型計算機的硬件系
統5
任務123了解微型計算機的軟件系
統7
任務124掌握微型計算機的信息表
示7
13項目實戰：微型計算機系統的組裝
與調試13
14項目決戰：深入理解微型計算機系
統的工作原理14
15項目挑戰：微型計算機系統的發展
現狀及其展望15
項目二微處理器的指令系統17
21項目開篇：一個簡單的匯編語言程
序的編寫17
22項目備戰：匯編指令系統與程序編
寫格式18
任務221了解8086/8088的內部結
構18
任務222了解80486的內部結構23
任務223了解匯編語言的尋址方式27
任務224掌握匯編指令系統32
任務225了解匯編語言程序編寫格
式62
23項目實戰：一個簡單匯編程序的設
計64
24項目決戰：深入理解匯編程序格式
和微處理器系統65
25項目挑戰：了解奔騰系列微處理器
的指令系統和工作特點69
項目三匯編語言程序設計70
31項目開篇：匯編語言程序設計過程
實例70
32項目備戰：匯編語言程序設計基礎73
任務321理解常量、變量和標號的
含義及應用73
任務322掌握順序程序設計的方法
與技巧80
任務323掌握分支程序設計的方法
與技巧82
任務324掌握循環程序設計的方法
與技巧86
任務325理解子程序設計的原則和
方法89
任務326*了解高級匯編語言技術99
任務327學會運用調試程序104
33項目實戰：一個匯編語言程序的設
計與調試106
34項目決戰：進一步掌握匯編語言的
程序設計技巧和調試方法107
35項目挑戰：了解現在常用的編程工
具及方法109
項目四微處理器的外部特性與存儲
器的擴展111
41項目開篇：存儲器的擴展與應用111
42項目備戰：微處理器的外部特性與
存儲器的擴展114
任務421了解8086/8088 CPU的工
作模式和引腳功能114
任務422了解80486 CPU的工作模
式119
任務423了解80486 CPU的外部引
腳120
任務424了解總線技術124
任務425了解半導體存儲器芯片的
結構和主要技術指標126
任務426了解常用的幾種半導體存
儲器的工作原理128
任務427掌握半導體存儲器與CPU
的連接方法134
任務428*存儲管理技術138
43項目實戰：一個半導體存儲器系統
的擴展141
44項目決戰：深入理解 CPU的外部特
性和存儲器擴展141
45項目挑戰：了解微型計算機內存條
的發展歷程142
項目五基本輸入/輸出接口144
51項目開篇：什么是基本輸入/輸出
接口144
52項目備戰：基本端口與數據傳送
方式145
任務521了解I/O端口的編址與
譯碼145
任務522了解數據傳送方式147
任務523掌握DMAC 8237A的應
用155
53項目實戰：設計一個DMAC接口電
路并編程167
54項目決戰：進一步理解接口電路的
傳送原理168
55項目挑戰：了解奔騰系列微型計算
機的DMA接口技術170
項目六中斷控制接口171
61項目開篇：什么是中斷系統171
62項目備戰：可編程中斷控制器8259A
的相關知識172
任務621理解什么是中斷向量表172
任務622了解可編程中斷控制器
8259A的內部結構及引
腳功能177
任務623掌握8259A的中斷過程180
任務624了解 8259A的中斷管理
方式180
任務625掌握8259A的編程及應
用183
63項目實戰：8259A中斷控制器的
應用192
64項目決戰：進一步掌握中斷和中斷
控制器的相關知識192
65項目挑戰：了解高級中斷控制器的
相關知識194
項目七并行接口195
71項目開篇：8255A和8254的應用195
72項目備戰：可編程并行I/O接口
芯片8255A和可編程定時器8254196
任務721了解8255A的內部結構及
外部引腳196
任務722掌握8255A的控制字與初
始化編程198
任務723掌握8255A的工作方式及
編程199
任務724掌握8255A與CPU的接口
及應用203
任務725了解可編程定時器8254的
內部結構及外部引腳207
任務726了解8254的工作方式209
任務727掌握8254的控制字及編
程方法213
任務728掌握8254的應用216
73項目實戰：并行接口的應用218
74項目決戰：進一步掌握并行接口的
相關知識219
75項目挑戰：了解并行端口的其他相
關知識221
項目八串行接口與通信技術222
81項目開篇：串行接口與串行通信222
82項目備戰：串行接口的相關知識223
任務821了解串行接口標準223
任務822了解可編程串行接口芯片
8251A內部結構225
任務823認識并了解8251A的引腳
及其功能227
任務824掌握8251A的命令字與初
始化編程229
任務825掌握8251A的接口技術與
應用233
83項目實戰：利用8251A設計—串行
接口235
84項目決戰：進一步理解串行通信的
含義235
85項目挑戰：了解串行接口的其他總
線形式237
項目九數模與模數轉換電路239
91項目開篇：控制系統中的模擬接口239
92項目備戰：數模、模數轉換器及其
接口技術241
任務921掌握數模轉換器及其接口
技術241
任務922掌握模數轉換器及其接口
技術245
93項目實戰：模數、數模轉換及其應
用252
94項目決戰：進一步理解模數、數模
轉換器的工作原理253
95項目挑戰：了解模數、數模互相轉
換的相關知識254
附錄255
附錄A期末模擬試題255
附錄B80×86常用指令表257
附錄C匯編語言的開發方法260
參考文獻268
書摘/試閱
（1）總線請求和仲裁階段由需要使用總線的主控器向總線仲裁機構提出使用總線的請求，經總線仲裁機構仲裁確定，把下一個傳送周期的總線使用權分配給哪一個請求源。
總線仲裁也叫總線判決，其目的就是合理地控制和管理系統中需要占用總線的請求源，在多個源同時提出總線請求時，以一定的優先算法仲裁哪個應獲得對總線的占用權，如果沒有總線仲裁功能，就很容易產生總線沖突。
所以，總線仲裁就是要確保任何時刻總線上最多只有一個模塊發送信息，而絕不出現多個主控器同時占用總線的現象。總線仲裁協定最常見的有兩種，即“菊花鏈”仲裁和并行仲裁。
1）“菊花鏈”仲裁又叫串行仲裁或串鏈仲裁。這種仲裁法通常又有二線菊花鏈、三線菊花鏈、四線菊花鏈之分。現行各種總線中應用較普遍的、有代表性的是三線菊花鏈仲裁，其特點是電氣上離仲裁器越近的設備優先權越高，反之優先權越低。
2）并行仲裁也叫獨立請求仲裁。在這種仲裁中，每個主控器各有自己獨立的總線請求線、總線允許線與總線仲裁器相連，相互問沒有任何控制關系。總線仲裁器直接識別所有設備的請求，并根據一定的優先級仲裁算法選中一個設備。
并行仲裁的突出優點是請求信號和允許信號都避免了“菊花鏈”仲裁的逐級傳送延遲，使響應速度大大加快，適合在各種實時性要求高的多處理器系統中使用。主要缺點是控制信號線多，邏輯復雜，并且這種復雜程度隨總線上主控模塊的增加而近似成指數規律增加，所以它一般只適用于控制源不多的系統使用。
（2）尋址和傳數階段主控器取得總線占用權后，在這一階段為實現可靠的尋址和數據傳輸，采用總線握手技術。
總線握手的作用是控制每個總線操作周期中數據傳送的開始和結束，以實現主控器、被控器問的協調和配合，確保數據傳送的可靠性。因此，數據握手線必須以某種方式用信號的電壓變化來標明整個總線傳輸周期的開始和結束，以及在整個周期內每個子周期的開始和結束。
總線握手的方法通常有三種：同步總線協定、異步總線協定和半同步總線協定。同步總線協定是指總線上所有模塊都在同一時鐘源控制下步調一致地工作的握手方式；異步總線協定是針對具有不同存取時間的各種設備而采取的一種握手方式；半同步總線是結合同步和異步總線的優點設計出的混合式總線。
主控器和被控器進行數據交換，數據由源模塊發出，經數據總線傳送到目標模塊。在進行讀傳送操作時，源模塊就是存儲器或輸入／輸出接口，而目標模塊則是總線主控器CPU。在進行寫傳送操作時，源模塊就是總線主控設備，如CPU，而目標模塊則是存儲器或輸入／輸出接口。
（3）結束階段主控器、被控器的有關信息均從系統總線上撤除，讓出總線，以便其他模塊繼續使用。
……
總線仲裁也叫總線判決，其目的就是合理地控制和管理系統中需要占用總線的請求源，在多個源同時提出總線請求時，以一定的優先算法仲裁哪個應獲得對總線的占用權，如果沒有總線仲裁功能，就很容易產生總線沖突。
所以，總線仲裁就是要確保任何時刻總線上最多只有一個模塊發送信息，而絕不出現多個主控器同時占用總線的現象。總線仲裁協定最常見的有兩種，即“菊花鏈”仲裁和并行仲裁。
1）“菊花鏈”仲裁又叫串行仲裁或串鏈仲裁。這種仲裁法通常又有二線菊花鏈、三線菊花鏈、四線菊花鏈之分。現行各種總線中應用較普遍的、有代表性的是三線菊花鏈仲裁，其特點是電氣上離仲裁器越近的設備優先權越高，反之優先權越低。
2）并行仲裁也叫獨立請求仲裁。在這種仲裁中，每個主控器各有自己獨立的總線請求線、總線允許線與總線仲裁器相連，相互問沒有任何控制關系。總線仲裁器直接識別所有設備的請求，并根據一定的優先級仲裁算法選中一個設備。
并行仲裁的突出優點是請求信號和允許信號都避免了“菊花鏈”仲裁的逐級傳送延遲，使響應速度大大加快，適合在各種實時性要求高的多處理器系統中使用。主要缺點是控制信號線多，邏輯復雜，并且這種復雜程度隨總線上主控模塊的增加而近似成指數規律增加，所以它一般只適用于控制源不多的系統使用。
（2）尋址和傳數階段主控器取得總線占用權后，在這一階段為實現可靠的尋址和數據傳輸，采用總線握手技術。
總線握手的作用是控制每個總線操作周期中數據傳送的開始和結束，以實現主控器、被控器問的協調和配合，確保數據傳送的可靠性。因此，數據握手線必須以某種方式用信號的電壓變化來標明整個總線傳輸周期的開始和結束，以及在整個周期內每個子周期的開始和結束。
總線握手的方法通常有三種：同步總線協定、異步總線協定和半同步總線協定。同步總線協定是指總線上所有模塊都在同一時鐘源控制下步調一致地工作的握手方式；異步總線協定是針對具有不同存取時間的各種設備而采取的一種握手方式；半同步總線是結合同步和異步總線的優點設計出的混合式總線。
主控器和被控器進行數據交換，數據由源模塊發出，經數據總線傳送到目標模塊。在進行讀傳送操作時，源模塊就是存儲器或輸入／輸出接口，而目標模塊則是總線主控器CPU。在進行寫傳送操作時，源模塊就是總線主控設備，如CPU，而目標模塊則是存儲器或輸入／輸出接口。
（3）結束階段主控器、被控器的有關信息均從系統總線上撤除，讓出總線，以便其他模塊繼續使用。
……
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