32位元微機原理與應用（簡體書）

本書以Intel公司的IA32系列微處理器為主線，系統講述了微機原理、匯編語言程序設計、微型計算機的組成以及接口技術。微機原理部分主要包括32位微處理器的工作原理及其指令系統。匯編語言程序設計部分詳細講述了匯編語言程序結構、開發過程、系統功能調用、結構化程序設計，并列舉了大量編程實例。微型計算機的組成部分主要包括總線技術、存儲器系統、中斷系統以及DMA控制器。接口技術部分包括I/O系統、并行接口、定時/計數器、中斷控制器、串行通信接口、模擬接口等內容。后，還簡單介紹了32位微處理器的保護模式，為讀者在保護模式下進行開發奠定基礎。本書在每章后面配有習題，并有配套的《32位微機原理與應用實驗指導》及電子課件可供選用。本書可作為高等院校本科教材使用，也可供工程技術人員參考。

馬興錄：青島科技大學計算機軟件工程教研室主任。長期從事自動控制、計算機應用、嵌入式系統等方面的研究。主講“微機原理與應用”課程20余年，主講的“微機原理”課程為校級精品課程，并主持“嵌入式系統原理”校級課程。主持或參加過山東省自然基金項目三項，國家體育總局項目一項，中小企業創新基金項目一項,獲得軟件著作權七項。主編教材三部，發表學術論文20多篇。曾獲得過青島科技大學第四屆十佳育人標兵稱號。

知識系統：書面向工科電子信息類本科生教學，著重闡述微型計算機的基本原理、匯編語言與接口技術。以Intel IA32系列微處理器為主線，兼顧16位微機系統，注重基本原理的講解，保持課程知識體系的完整性和系統性。注重實踐：本書結合大量匯編語言設計與接口設計實例，知識點敘述清晰易懂，結合章節例題與習題訓練，方便學員鞏固所學內容。配套實驗教材《32位微機原理與應用實驗指導》實驗內容豐富，專門開設了綜合設計實驗的指導，部分實驗內容采用C語言編寫，鼓勵學生利用實驗箱完成一定難度的課程設計，可以提高學生的設計與動手實踐能力。

微機原理與接口技術是計算機、信息、通信、自動化等專業教育中一門十分重要的專業基礎課。本書編寫的目的是讓讀者從理論和實踐上掌握微型計算機的工作原理、匯編語言程序設計、微機的基本組成及常用接口技術，建立微機系統整體概念，了解當今計算機硬件的新技術和新理論。通過對本書內容的學習，讀者可以比較系統地了解微機系統的組成原理及其硬件結構，掌握匯編語言的程序設計，掌握基本微機系統的接口電路的設計及編程方法，具備微機應用系統軟、硬件開發的初步能力。當今微處理器的發展一直遵循的“摩爾定律”。從20世紀70年代后期出現第三代16位微處理器至今，CPU經歷了飛速發展。在微型計算機中，CPU已經從32位更換為64位，從單核CPU更換為多核CPU。在令人眼花繚亂的背后，是技術與制造工藝的不斷創新。不過，原理性的東西并沒有發生太大的變化，而且當前32位CPU在市場上，特別是在嵌入式系統中還占主流。因此，本書在編寫過程中以Intel公司的IA32系列微處理器為主線，重點講述微處理器的工作原理。全書共分13章，從內容組織上可分為4大部分： 微機原理、匯編語言程序設計、微機組成及接口技術。微機原理部分主要包括第2章、第3章和第13章。匯編語言程序設計在第4章。微機組成主要包括第5章、第6章、第8章和第12章，這是構成一臺微機的必要組成部分。接口技術則包括第7章、第9章、第10章和第11章。本書部分接口程序采用C語言編寫，以便讓學生了解如何使用C語言去操作接口電路。第1章是基礎知識部分。介紹了計算機的一些基礎知識，主要包括計算機發展簡史、微型計算機系統的結構及其主要技術指標、計算機中的數制、布爾代數基礎、邏輯電路基礎、二進制數的運算及其加法電路、計算機中的編碼、浮點數基本概念等。第2章從微機的簡化模型入手，開始講述微機的內部工作原理； 然后以16位微處理器8086為過渡，講述IA32架構微處理器的功能結構及編程結構； 后以32位微處理器Pentium為例，講述32位微處理器的外部引腳及工作時序。第3章介紹了IA32系列微處理器的尋址方式及其基本指令集。第4章首先介紹了宏匯編語言程序的結構、偽指令以及程序設計的一般過程和各種基本程序結構，然后介紹了系統功能調用，后給出了大量的編程實例。第5章介紹了目前微機系統中常用的各種總線，包括常用的內部總線（PCI和工業中常用的PC104等總線）和外部總線（IEEE 488總線和USB總線）。第6章主要討論作為內存的半導體存儲器。在簡要介紹存儲器分類和基本存儲元件電路的基礎上，重點介紹了常用的幾種典型存儲器芯片及其與CPU之間的連接與擴展問題，并簡要介紹了目前廣泛應用的幾種新型存儲器。第7章介紹了接口技術的基礎知識，包括接口的定義、功能及結構，I/O端口的編址方式以及CPU與外設之間的數據傳送方式。為學習后續的各類接口奠定基礎。第8章介紹了計算機系統不可缺少的重要組成部分——中斷系統。介紹了一般中斷系統概念、微機的中斷系統功能及中斷管理專用芯片8259A。第9章介紹了并行接口及定時/計數技術，重點介紹了可編程并行接口芯片8255及可編程定時/計數器8253的用法。第10章介紹了串行通信技術以及串行通信接口芯片PC16550。第11章介紹了數模和模數轉換的原理以及常用A/D、D/A芯片的功能。第12章介紹了為實現大批量數據的快速傳輸而采用的DMA傳送方式。重點介紹了DMA控制器8237A。第13章介紹了IA32系列微處理器保護模式下的運行機制及編程方法。本章內容可作為選學部分。本書由馬興錄老師主持編寫，宋廷強、曲英杰、周艷平、肖傳偉、范瑋老師參加了編寫與校驗工作，在此向他們表示感謝。由于編者的實際工作經驗及水平的限制，書中難免存在一些不當之處，懇請讀者批評指正。?編者2015年7月于青島