本书是为计算机专业本科生必修课程“微机硬件技术”编写的教材。全书共分为9章,前面两章介绍微型机的基础知识、微处理器的内部结构、微型机的结构和特性;第3章、第4章介绍80X86寻址方式、指令系统、宏汇编语言的结构和汇编语言程序设计方法;第5章介绍总线的基本概念和微机系统中常见的总线标准;第6章介绍存储器芯片和主存储器的组织;第7章介绍中断技术的基本概念、8259A可编程中断控制器的工作原理;第8章介绍微机系统中的接口技术及一些常用的接口芯片;第9章介绍DMA的概念及8086微型机中的DMA系统。
本书从内容选取、概念引入、文字叙述等各方面,都力求遵循面向实际应用、重视实践、便于自学的原则,每章后均留有适量的习题。内容的选取和安排既根据实际需要,又符合教学规律。本书可作为计算机类、电子类、自动化类等有关专业的教材或教学参考书,也可供有关专业的工程技术人员参考。
第1章计算机基础知识
1.1计算机发展概述
1.1.1计算机的发展
1.1.2微型机的崛起与发展
1.1.3计算机的应用
1.2计算机系统的姐成
1.2.1计算机硬件系统
1.2.2计算机软件系统
1.2.3计算机系统的层次结构
1.3计算机的分类与主要性能指标
1.3.1计算机的分类
13.2与计算机性能相关的一些术语
1.4计算机中的数据表示
1.4.1进位计数制及其相互转换
1.4.2二进制数的运算
1.4.3计算机中数的表示方法
1.4.4计算机中非数值数据的表示方法
习题
第2章微型计算机系统
2.1微机系统概述
2.1.1微处理机
2.1.2微型计算机
2.1.3微型计算机系统
2.2总线结构的微型计算机
2.38086/8088微处理机的结构
2.3.18086CPU内部主要结构
2.3.28086CPU的编程模式
2.4典型微机系统介绍
2.4.1低档个人计算机PC/XT与PC/AT
2.4.2386与486系统
2.4.3Pentium系列系统
2.4.4MS-DOS与Windows
2.4.5典型外设及其连接
习题
第3章8086CPU的指令系统
3.1指令的概念
3.1.1指令的结构
3.1.2机器指令举例
3.1.3指令执行时间的概念
3.28086CPU的寻址方式
3.2.1立即寻址方式
3.2.2寄存器寻址方式
3.2.3直接寻址方式
3.2.4寄存器间接寻址方式
3.2.5寄存器相对寻址方式
3.2.6基址变址寻址方式
3.2.7相对基址变址寻址方式
3.2.8寻址方式的小结
3.38086CPU的指令系统
3.3.1数据传输指令
3.3.2算术指令
3.3.3逻辑指令
3.3.4串操作指令
3.3.5转移抠制指令
3.3.6处理机控制类指令
习题
第4章汇编程序设计
4.1汇编语言程序的基本概念
4.1.1机器语言、汇编语言与汇编程序
4.1.2开发汇编语言程序的工作过程
4.2宏汇编基本语法
4.2.1汇编语言程序举例
4.2.2伪指令与伪操作
4.3汇编语言程序的基本格式
4.4汇编程序的调试
4.4.1上机过程
4.4.2调试程序DEBUG
4.5BIOS和DOS中断功能调用
4.6汇编语言程序设计的基本方法
4.6.1J顷序程序结构
4.6.2分支程序结构
4.6.3循环程序结构
4.6.4子程序
4.7几种典型问题的汇编程序设计
4.7.1代码转换程序设计
4.7.2表处理程序设计
习题
第5章系统总线
5.1总线的概念
5.1.1总线的基本概念
5.1.2总线结构与总线信息传送方式
5.2总线的控制与通信
5.2.1总线的控制方式
5.2.2总线的通信控制方式
5.38086CPU的总线周期与引脚功能
5.3.18086CPU的总线周期
5.3.28086CPU的工作模式与引脚功能
5.41BMPC/XT中总线的形成
5.4.1时钟发生器8284A
5.4.2数据与地址总线的形成
5.4.3控制总线的形成
5.5微机系统中常见的总线标准
5.5.1PC机总线结构类型
5.5.2标准接口类型
习题
第6章主存储器系统
6.1计算机存储系统概述
6.1.1存储器的分类
6.1.2存储器的分级结构
6.1。3存储器的技术指标
6.1.4主存储器的基本组成
6.2半导体存储器芯片
6.2.1半导体存储器芯片的分类
6.2.2静态随机存取存储器(SRAM)
6.2.3动态随机存取存储器(DRAM)
6.2.4只读存储器(ROM)
6.3主存储器的组织
6.3.1主存与CPU的连接
6.3.2高速缓冲存储器
6.3.3多模块交错存储器
6.3.4虚拟存储器
习题
第7章中断技术
7.1概述
7.1.1中断
7.1.2中断源和中断识别
7.1.3中断系统功能
7.28086微型计算机中的中断系统
7.2.18086中断系统的总体结构
7.2。28086中的中断类型
7.2.38086中的中断向量表
7.2.48086系统的中断过程
7.38259A可编程中断控制器
7.3.18259A的功能
7.3.28259A的内部结构与相关的引脚功能
7.3.3中断响应过程
7.3.48259A的编程应用
7.3.58259A的工作方式
7.48086微型计算机中的中断系统
7.4.1可屏蔽中断(1NTB)
7.4.2非屏蔽中断(MNl)
7.4.38259A的编程实例
习题
第8章接口技术
8.1微机接口技术概述
8.1.1接口技术的概念
8.1.2I/O端口的寻址方式
8.1.3I/0端口地址译码
8.1.4CPU与外部设备之间的数据传输方式
8.1.5//O中的技术问题
8.2可编程定时/计数器8253-5
8.2.1定时系统的概念
8.2.28253-5定时/计数器的结构
8.2.38253-5的工作方式
8.2.48253-5的编程控制
8.2.5微型计算机中的定时系统
8.3可编程并行接口8255A-5
8.3。1并行接口的概念
8.3.28255A-5的结构与引脚功能
8.3.38255A-5的工作方式
8.3.48255A的编程控制
8.3.58255A-5各种工作方式的功能
8.3.68255A-5在微型计算机中的应用
8.4可编程串行接口INS8250
8.4.1串行通信
8.4.2串行通信接口标准(RS-232C)
8.4.320mA电流环接口
8.4.4可编程异步串行通信接口芯片INS8250
8.4.5异步通信适配器逻辑电路
习题
第9章DMA传输
9.1DMA的概念
9.1.1DMA与DMA传输的特点
9.1.2DMA传输系统的操作步骤
9.1.3DMA传输系统的操作类型
9.1.4DMA传输系统的操作方式
9.1.5对DMA控制器的要求
9.2DMA控制器8237A
9.2.18237A的主要特性
9.2.28237A的引脚功能
9.2.38237A的内部结构组成
9.2.48237A的编程控制
9.2.58237A的工作时序
9.38086/8088微型计算机中的DMA系统
9.3.1DMA控制器逻辑电路
9.3.2初始化编程举例
习题
参考文献
本书是为计算机专业本科生必修课程《微型机硬件技术》编写的教材。本书以国内应用较为广泛的Intel 80x86为典型机,介绍了微型机的组成及基本工作原理等基础知识,分析了8086/8088微处理机的寻址方式、指令系统、汇编语言程序设计,重点讲述了微型计算机系统的组成方法和各种接口技术,主要包括系统总线技术、存储器系统、计数器/定时器、中断控制器、并行接口芯片、串行接口芯片、DMA控制器等。
作者在编写过程中,注重对基本概念、基本原理的阐述,注重理论联系实际,从应用的角度出发,强调对分析问题、解决问题能力的训练与培养。书中引入了大量的实例,读者从中可以学习如何掌握计算机硬件的有关基础知识,以及汇编语言程序设计、接口电路的设计等重要内容。本书从内容选取、概念引人、文字叙述等各方面,都力求遵循面向实际应用、正视实践、便于自学的原则,每章后均留有适量的习题,便于学生自学。
全书共分9章,主要内容包括:第1章为计算机基础知识,主要介绍计算机的发展、组成、分类、主要技术指标,以及计算机中的数据表示方法;第2章介绍微型计算机系统的组成及工作原理,重点讨论了8086/8088 CPU的结构;第3章介绍8086CPU的寻址方式和指令系统,并给出各种指令的使用举例;第4章介绍汇编语言的基本概念、伪指令、汇编语言程序格式及汇编程序的上机过程,叙述了循环、分支、子程序结构和程序设计基本方法,并提供起泡排序、拆半查找等多种常用算法的程序举例;第5章介绍总线的基本概念和微机系统中常见的总线标准;第6章介绍存储器芯片和主存储器的组织;第7章介绍中断技术的基本概念、8259A可编程中断控制器的工作原理;第8章介绍微机系统中的接口技术以及一些常用的接口芯片;第9章介绍DMA的概念及8086微型机中的DMA系统。
本教材的适应面较宽,可作为高等院校计算机类、电子类、自动化类等有关专业“微型机硬件技术”的教材或教学参考书,也可供从事微型机开发技术工作的工程技术人员参考。
本书承蒙周生炳、任邵东仔细审校了全部书稿,并提出了许多宝贵的修改意见,在此表示深深的谢意。本书的第2、3、4章由徐勇编写,第1、5、6章由贺建民编写,第7、8、9章由王景玉编写。编写过程中,得到了解放军理工大学指挥自动化学院傅麒麟教授和南京航空航天大学张育平教授等同志的大力支持和帮助,在此,一并表示衷心的感谢。
由于编者水平有限,编写时间仓促,不妥或错误之处在所难免,恳请广大读者批评指正。