按照基本功能、內(nèi)部結(jié)構(gòu)與外部引腳、內(nèi)部端口寄存器尋址與讀/寫控制、初始化與應(yīng)用編程幾個層面組織內(nèi)容，便于讀者更好地抓住各類可編程芯片的規(guī)律性的東西，更好地理解和掌握他們的應(yīng)用方法；

采用匯編語言和C語言兩種例程介紹接口驅(qū)動程序編寫，以適應(yīng)讀者的實際需要。

特別提示：本書提供制作精良的電子教案，有用書的學(xué)校老師請聯(lián)系ly.waterpub@163.com免費索取。索取時請在郵件中提供您所在學(xué)校的詳細(xì)名稱及用書數(shù)量。謝謝！

本書是作為普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材和中國水利水電出版社組織的“新世紀(jì)電子信息與自動化系列課程改革教材”編寫的，是國家精品課程《計算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)》的配套教科書。

本書是以作者2001年編著出版的同名普通高等教育“九五”國家級重點教材為基礎(chǔ)，根據(jù)近幾年來計算機(jī)及其應(yīng)用技術(shù)的新發(fā)展，以及教育部高等學(xué)校計算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會最新發(fā)布的關(guān)于理工類專業(yè)本課程教學(xué)基本要求之“較高要求”，結(jié)合作者所在國家級教學(xué)團(tuán)隊近年來精品課程建設(shè)的成果，再參考廣大讀者反饋回來的意見，重新改編而成的。

本書把講述各知識單元和知識點的主要切入機(jī)種，由原“九五”國家級重點教材的486 PC機(jī)變成了目前已成為主流的Pentium系列PC機(jī)。但考慮到Pentium系列處理器與其前輩處理器80486一樣，均內(nèi)含了一種與8086處理器兼容的實地址操作模式，因此全書在介紹計算機(jī)各大組成部分基本原理與接口技術(shù)的實質(zhì)性內(nèi)容時，仍和原來一樣，主要基于實地址方式和以8086 CPU為核心的PC/AT機(jī)時代形成的AT技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。這種編寫思路與一開始就從8086 PC機(jī)切入是有根本區(qū)別的，將更加有利于實現(xiàn)基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性、先進(jìn)性和實用性的統(tǒng)一。

本書在盡量保持原“九五”國家級重點教材基本編寫原則及特色的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對內(nèi)容及其組織方式作了優(yōu)化調(diào)整。調(diào)整的基本出發(fā)點是作者所在課程組多年來在本課程改革和建設(shè)中所形成的重要教學(xué)理念，即：圍繞一條主線、突出兩個結(jié)合、狠抓三個基本、堅持淡內(nèi)強(qiáng)外、倡導(dǎo)自主學(xué)習(xí)、注重能力培養(yǎng)。據(jù)此，形成了本書以下幾個主要特點：

（1）緊緊圍繞計算機(jī)系統(tǒng)硬件組成及工作原理這條主線，重點介紹有關(guān)計算機(jī)工作的一些先進(jìn)而實用的重要機(jī)理、思想和技術(shù)。也正是基于這一思想，本書微機(jī)原理部分才一改傳統(tǒng)的內(nèi)容組織結(jié)構(gòu)，作出新的嘗試：先集中介紹微機(jī)系統(tǒng)及其各大硬件組成部分（處理器、存儲器、I/O設(shè)備及接口、總線）的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和現(xiàn)代高檔微機(jī)中相繼采用的一些先進(jìn)計算機(jī)技術(shù)，然后再講軟件層面的內(nèi)容，介紹Pentium處理器的匯編級指令系統(tǒng)和匯編語言及編程。

（2）考慮到計算機(jī)工作的過程，本質(zhì)上是以硬件為基礎(chǔ)執(zhí)行程序即軟件的過程，所以在緊緊圍繞硬件技術(shù)基礎(chǔ)這根主線展開教材內(nèi)容的同時，也高度重視硬件與軟件的結(jié)合，著力培養(yǎng)讀者利用計算機(jī)硬件為主技術(shù)、從硬件與軟件的結(jié)合上處理問題的思維方式和分析、解決問題的能力。

（3）根據(jù)本課程理論性、系統(tǒng)性、工程性、實踐性都很強(qiáng)的特點，全書切實貫徹了理論與實踐緊密結(jié)合的原則，通過引入較多的來自科研實踐的案例和論例，著力啟發(fā)讀者應(yīng)用基本原理方法分析解決實際問題的思路。

（4）在講述各知識單元、知識點內(nèi)容時，以講清“三個基本”為重點，力求更好地突出基本概念、基本原理、基本方法的提煉和闡明，而適當(dāng)?shù)�化、壓縮在具體PC機(jī)中的應(yīng)用說明。立足于使讀者對基本概念能熟悉、對基本原理能理解、對基本方法技能能較好掌握，在此基礎(chǔ)上再去拓展知識，開發(fā)創(chuàng)新思維能力和分析解決實際問題的能力。這樣處理，可能更有利于講清計算機(jī)基本工作原理和基本接口方法，使學(xué)生更快更好地掌握計算機(jī)及其應(yīng)用技術(shù)精髓，從而更符合非計算機(jī)專業(yè)計算機(jī)教育教學(xué)的規(guī)律。

（5）從非計算機(jī)專業(yè)人員學(xué)習(xí)計算機(jī)的目的是為了應(yīng)用這一特點出發(fā)，無論對微型計算機(jī)還是各種外圍芯片、外部設(shè)備，都適當(dāng)?shù)�化了�?nèi)部原理，而強(qiáng)化了外部接口及應(yīng)用，把著力點放在介紹外設(shè)、外圍芯片與CPU的接口方法，以及根據(jù)應(yīng)用需要選擇可編程接口芯片的工作方式和編寫接口驅(qū)動程序等方面。

（6）為有利于讀者更好地抓住各類可編程接口芯片的規(guī)律性的東西，更好地理解和掌握它們的應(yīng)用方法，在介紹它們時，基本上都按基本功能、內(nèi)部結(jié)構(gòu)與外部引腳、內(nèi)部端口寄存器尋址與讀/寫控制、初始化與應(yīng)用編程幾個層面去重組內(nèi)容。

（7）對存儲器按7個要點進(jìn)行了內(nèi)容重組，突出了基于半導(dǎo)體存儲器接口特性的內(nèi)存構(gòu)成原理這個重點。

（8）為了適應(yīng)實際中計算機(jī)接口驅(qū)動程序既可使用匯編語言編寫又可采用C語言編寫的現(xiàn)狀，本書一改傳統(tǒng)做法，在針對接口硬件編寫驅(qū)動程序時，許多地方都同時給出了匯編語言和C語言兩種例程。另外，本書還專門增設(shè)了第7章，介紹Windows下和DOS下設(shè)備驅(qū)動程序的區(qū)別，以及Windows設(shè)備驅(qū)動程序的設(shè)計開發(fā)方法。

本書分上、下兩冊。上冊為微機(jī)原理部分，由10章組成，從第1章到第10章分別為：微型計算機(jī)系統(tǒng)概述，微型計算機(jī)硬件組成基礎(chǔ)，微處理器，存儲器，I/O設(shè)備及接口，總線，中斷機(jī)制，計算機(jī)基本工作原理，Pentium系列處理器指令系統(tǒng)，匯編語言及編程。下冊為微機(jī)接口部分，由8章組成，從第1章到第8章分別為：微機(jī)接口技術(shù)概述，并行接口，串行接口，I/ O接口中的中斷技術(shù)，I/O接口中的定時/計數(shù)技術(shù)，常用I/O設(shè)備（包括基本人機(jī)交互設(shè)備、模擬I/O設(shè)備、多媒體設(shè)備）的接口方法，Windows下的I/O設(shè)備驅(qū)動程序，微機(jī)在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用。

本書由鄒逢興主編并負(fù)責(zé)策劃組織結(jié)構(gòu)、制定三級目錄和全書統(tǒng)稿定稿。本冊（微機(jī)接口部分）具體編寫工作，除6.6節(jié)、6.7節(jié)和第8章由鄒逢興完成，第7章由鄒逢興和李迅共同完成外，其余各章節(jié)均由陳立剛在鄒逢興主編的原國家級規(guī)劃教材和教育部統(tǒng)編教材的基礎(chǔ)上修訂而成。

全書編寫過程中，得到本單位“計算機(jī)硬件技術(shù)與控制”系列課程國家級教學(xué)團(tuán)隊中張湘平、胡德文、鄭志強(qiáng)、呂鳴、龍志強(qiáng)、李云鋼、徐曉紅、李春、史美萍、羅兵、李治斌、薛小波、高政、滕秀梅、李紅等許多同志的大力幫助；編輯出版過程中，得到中國水利水電出版社萬水公司楊慶川總經(jīng)理、雷順加總編和李炎責(zé)任編輯等同志的大力支持，他們?yōu)榇烁冻隽诵燎趧趧印Ｔ诖耍瑢λ麄儽硎旧钌畹闹x意！

最后想說明的是，本書上、下兩冊是一個有機(jī)聯(lián)系的統(tǒng)一體，顯然，配套使用有利于教學(xué)的系統(tǒng)性、完整性。一般說來，對電為主類工科專業(yè)應(yīng)該這樣使用。但是，考慮到非電為主類工科專業(yè)或非工科專業(yè)的用戶，由于學(xué)時數(shù)有限或其他原因，可能不需要這么完整的內(nèi)容，或者只想讓學(xué)生懂得微機(jī)基本原理，或者重點希望學(xué)生掌握微機(jī)接口技術(shù)，為此我們在策劃體系結(jié)構(gòu)和組織教學(xué)內(nèi)容時，特意作了精心安排，使上、下冊既具有明顯不同的偏重，又分別在微機(jī)原理和接口技術(shù)方面具有一定的獨立性和相對的完整性，因而即使單獨使用也是完全可以滿足要求的。

本書雖然在“九五”國家級重點教材的基礎(chǔ)上有所改進(jìn)，但離教學(xué)要求肯定還有差距，且錯誤之處仍然難免，懇請使用本書的讀者不吝批評指正，以便不斷改進(jìn)、完善。

鄒逢興

2009年12月于湘江之濱•長沙市

總序
前言
第1章 微機(jī)接口技術(shù)概述 1
1.1 微機(jī)接口與接口技術(shù) 2
1.1.1 微機(jī)接口 2
1.1.2 微機(jī)接口技術(shù) 2
1.2 接口的分類 3
1.3 接口的基本功能 4
1.4 接口的典型結(jié)構(gòu) 4
1.5 接口軟件的一般組成 5
1.6 I/O端口的編址及譯碼 6
1.6.1 I/O端口的編址方式 6
1.6.2 I/O端口地址譯碼方法 8
1.7 I/O同步控制方式 12
1.7.1 程序查詢式控制 13
1.7.2 中斷驅(qū)動式控制 15
1.7.3 DMA式控制 16
1.7.4 延時等待式控制 19
1.8 PC系列微機(jī)接口技術(shù)基礎(chǔ) 19
1.8.1 I/O地址空間 20
1.8.2 I/O端口地址分配 20
1.8.3 I/O保護(hù) 21
1.8.4 I/O端口的訪問 22
思考題與習(xí)題一 24
第2章 并行接口 27
2.1 并行接口與串行接口概述 28
2.1.1 并行接口 28
2.1.2 串行接口 28
2.1.3 并行接口與串行接口在結(jié)構(gòu)上的異同 28
2.2 簡單的不可編程并行接口電路 29
2.2.1 三態(tài)門接口 29
2.2.2 鎖存器接口 30
2.2.3 帶三態(tài)緩沖輸出的鎖存器接口 31
2.2.4 不可編程并行接口應(yīng)用舉例 32
2.3 可編程并行接口芯片8255及應(yīng)用 35
2.3.1 8255的基本功能 35
2.3.2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)與外部引腳 35
2.3.3 內(nèi)部寄存器讀/寫控制 36
2.3.4 控制字格式與初始化編程 37
2.3.5 三種工作方式及接口方法 39
2.3.6 8255應(yīng)用舉例 49
思考題與習(xí)題二 56
第3章 串行接口 61
3.1 串行通信的基本概念 62
3.1.1 串行通信工作方式 62
3.1.2 波特率和收/發(fā)時鐘 62
3.1.3 信號的調(diào)制和解調(diào) 63
3.1.4 誤碼率與差錯控制 65
3.1.5 信道及多路復(fù)用 66
3.1.6 串行通信的基本方式 67
3.1.7 串行通信協(xié)議 68
3.1.8 串行通信的實現(xiàn)方法 70
3.2 常用串行通信接口標(biāo)準(zhǔn) 71
3.2.1 RS-232C接口標(biāo)準(zhǔn) 71
3.2.2 RS-422A/423A 接口標(biāo)準(zhǔn) 77
3.2.3 RS-485 接口標(biāo)準(zhǔn) 79
3.2.4 幾種接口標(biāo)準(zhǔn)的比較 80
3.3 通用同步/異步串行接口芯片8251
及應(yīng)用 81
3.3.1 8251的基本功能 81
3.3.2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)與外部引腳 81
3.3.3 8251的工作過程 84
3.3.4 內(nèi)部寄存器讀/寫控制 85
3.3.5 初始化與應(yīng)用編程 85
3.4 通用異步串行接口芯片INS8250及應(yīng)用 92
3.4.1 INS8250的基本功能 92
3.4.2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)與外部引腳 93
3.4.3 內(nèi)部寄存器讀/寫控制 96
3.4.4 初始化與應(yīng)用編程 97
思考題與習(xí)題三 108
第4章 I/O接口中的中斷技術(shù) 111
4.1 可編程中斷控制器芯片8259A 112
4.1.1 基本功能 112
4.1.2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)與外部引腳 112
4.1.3 中斷工作過程 114
4.1.4 內(nèi)部寄存器讀/寫控制 115
4.1.5 可編程設(shè)置的工作方式 115
4.1.6 命令字格式與編程 118
4.2 中斷處理程序的設(shè)計 126
4.2.1 中斷處理程序的設(shè)計 126
4.2.2 中斷向量表及中斷向量填寫 127
4.2.3 I/O中斷處理程序設(shè)計舉例 129
4.3 高級可編程中斷控制器APIC 131
4.3.1 APIC的組成結(jié)構(gòu) 131
4.3.2 本地APIC 132
4.3.3 I/O APIC 139
4.3.4 APIC的工作過程 142
思考題與習(xí)題四 142
第5章 I/O接口中的定時/計數(shù)技術(shù) 145
5.1 實現(xiàn)定時的一般方法 146
5.2 可編程定時器/計數(shù)器8254 146
5.2.1 基本功能 147
5.2.2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)與外部引腳 147
5.2.3 內(nèi)部端口尋址與讀/寫控制 149
5.2.4 六種工作方式 149
5.2.5 8254的編程 154
5.3 8254應(yīng)用舉例 157
習(xí)題與思考題五 165
第6章 常用I/O設(shè)備的接口方法 169
6.1 鍵盤接口 170
6.1.1 行/列掃描式鍵盤接口 170
6.1.2 線反轉(zhuǎn)式鍵盤接口 175
6.2 8段LED顯示器接口 177
6.2.1 一位8段LED顯示器接口 177
6.2.2 多位8段LED顯示器接口 178
6.3 打印機(jī)接口 181
6.3.1 IEEE1284標(biāo)準(zhǔn) 182
6.3.2 基于IEEE1284標(biāo)準(zhǔn)的并行打印機(jī)接口方法 187
6.4 A/D轉(zhuǎn)換器（ADC）接口 193
6.4.1 影響ADC接口方法的主要因素 193
6.4.2 同步控制方式對ADC接口的影響 193
6.4.3 ADC和MPU的相對位數(shù)對ADC接口的影響 195
6.4.4 ADC實用接口舉例 196
6.5 D/A轉(zhuǎn)換器接口 203
6.5.1 與MPU數(shù)據(jù)總線直接相連型DAC接口 203
6.5.2 通過寄存器與MPU數(shù)據(jù)總線相連型DAC接口 203
6.5.3 DAC實用接口舉例 204
6.6 聲頻設(shè)備接口 207
6.6.1 聲頻接口一般原理 207
6.6.2 目前流行聲卡的功能、結(jié)構(gòu)及性能 209
6.7 視頻設(shè)備接口 214
6.7.1 視頻概述 214
6.7.2 視頻接口一般原理 216
6.7.3 目前流行視頻卡的功能、結(jié)構(gòu)及性能 221
思考題與習(xí)題六 229
第7章 Windows下的I/O設(shè)備驅(qū)動程序 235
7.1 設(shè)備驅(qū)動程序概述 236
7.1.1 設(shè)備驅(qū)動程序的分類 236
7.1.2 Windows下和DOS下設(shè)備驅(qū)動程序的區(qū)別 238
7.2 Win32設(shè)備驅(qū)動程序模型WDM 240
7.2.1 WDM驅(qū)動程序的特點 240
7.2.2 WDM驅(qū)動程序的功能組成 243
7.3 Windows設(shè)備驅(qū)動程序設(shè)計方法 244
7.3.1 WDM設(shè)備驅(qū)動程序開發(fā)環(huán)境 245
7.3.2 WDM設(shè)備驅(qū)動程序設(shè)計過程 247
7.3.3 WDM設(shè)備驅(qū)動程序安裝 252
7.4 WDM設(shè)備驅(qū)動程序設(shè)計實例 253
7.4.1 系統(tǒng)時鐘讀取驅(qū)動程序設(shè)計 253
7.4.2 虛擬網(wǎng)卡驅(qū)動程序設(shè)計 257
思考題與習(xí)題七 263
第8章 微機(jī)在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用 265
8.1 嵌入式系統(tǒng)概述 266
8.1.1 何謂嵌入式系統(tǒng) 266
8.1.2 嵌入式系統(tǒng)的軟硬件框架 266
8.1.3 嵌入式系統(tǒng)的分類 269
8.2 嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計 271
8.2.1 一般開發(fā)設(shè)計流程 271
8.2.2 硬件系統(tǒng)的設(shè)計 273
8.2.3 軟件系統(tǒng)的設(shè)計 277
8.3 基于LPC2212的三關(guān)節(jié)機(jī)器人控制系統(tǒng) 281
8.3.1 三關(guān)節(jié)機(jī)器人控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能 281
8.3.2 三關(guān)節(jié)機(jī)器人控制系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計 282
8.3.3 三關(guān)節(jié)機(jī)器人控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計 289
思考題與習(xí)題八 304
參考文獻(xiàn) 305

1. 微機(jī)原理與接口技術(shù) [李珍香 編著]
2. ARM Cortex-M體系架構(gòu)與接口開發(fā)實戰(zhàn) [林慶峰 等 編著]
3. 微型計算機(jī)原理與接口技術(shù)（第二版） [主編 王向慧]
4. 微型計算機(jī)原理與接口技術(shù)學(xué)習(xí)與實驗指導(dǎo)（第二版） [主編 楊立]
5. 微型計算機(jī)原理與接口技術(shù)（第二版） [主編 楊立]
6. 微機(jī)原理與接口技術(shù)（第二版） [主 編 李云強(qiáng)]
7. 微機(jī)原理與匯編語言程序設(shè)計（第二版） [主編 荊淑霞]
8. 單片機(jī)原理及典型應(yīng)用接口技術(shù) [劉甫 陳健美 編著]
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10. 微型計算機(jī)原理與接口技術(shù) [何超]
11. 單片微型計算機(jī)原理及接口技術(shù)實驗指導(dǎo)與實訓(xùn) [林軍 等編著]
12. 計算機(jī)硬件技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)（上冊•微機(jī)原理部分） [鄒逢興 主 編]
13. 微機(jī)原理與接口技術(shù) [梁建武 主 編 ]
14. 微機(jī)原理與接口技術(shù) [李云強(qiáng) 主 編 ]
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17. 微機(jī)原理與接口 [耿恒山 主編]
18. 微機(jī)原理、匯編語言與接口技術(shù) [唐瑞庭 等編著]
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20. 微機(jī)原理及接口技術(shù) [蔣新革 主編]
21. 微型計算機(jī)原理與常用接口技術(shù) [黃同愿 等編著]
22. 微機(jī)接口技術(shù) [董方武 主編]
23. 微機(jī)原理、匯編語言與接口技術(shù) [徐雅娜 主編]
24. 微機(jī)原理與匯編語言程序設(shè)計 [荊淑霞 主編]
25. 微型計算機(jī)原理與接口技術(shù) [王向慧 等編著]
26. 單片機(jī)接口技術(shù)（C51版） [張道德 編著]
27. 計算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)（第三版） [艾德才 等編著]
28. 微型計算機(jī)原理與接口技術(shù)學(xué)習(xí)與實驗指導(dǎo) [楊 立 主 編]
29. 計算機(jī)硬件基礎(chǔ) [童世華 主 編]
30. 微型計算機(jī)通信與接口技術(shù)（第二版） [劉兵 等編著]