以應(yīng)用技術(shù)型本科院校的計算機類課程教學(xué)為目標(biāo)，按照理論夠用、可操作性和實用性強的特點，介紹了微型計算機原理與接口技術(shù)的基本知識和實際應(yīng)用。

在介紹典型知識和應(yīng)用的基礎(chǔ)上，強調(diào)專業(yè)知識與工程實踐相結(jié)合，注重專業(yè)技術(shù)與技能的培養(yǎng)。

內(nèi)容豐富，深入淺出，重點突出，應(yīng)用性強，融入了作者多年的教學(xué)、科研和實踐體會。

再版前言

《微型計算機原理與接口技術(shù)》自2005年1月出版以來，得到廣大讀者的歡迎和好評。面向?qū)嶋H應(yīng)用是計算機基礎(chǔ)教育最重要的理念，應(yīng)用技術(shù)型本科院校各專業(yè)要根據(jù)實際需要來設(shè)計課程體系，確定教學(xué)內(nèi)容，有針對性地學(xué)習(xí)計算機基礎(chǔ)知識和應(yīng)用技能，具備較強的計算機應(yīng)用能力，為今后從事計算機軟硬件系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)應(yīng)用奠定扎實的基礎(chǔ)。

本版教材在第一版的組織結(jié)構(gòu)上進行了修改和調(diào)整，刪去一些比較淺顯和累贅的內(nèi)容，補充了一些實用知識和應(yīng)用實例。例如，在第1章中增加了微機主板的介紹，充實了有關(guān)計算機系統(tǒng)軟硬件的內(nèi)容；將原書的第3章分解為“指令系統(tǒng)”和“匯編語言程序設(shè)計”兩章，并擴充了相關(guān)內(nèi)容的分析及應(yīng)用實例；將原書的第8章分解為“DMA控制器”和“定時/計數(shù)器接口”兩章，介紹了8237A及8253的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理、初始化編程及應(yīng)用實例；將原書的第10章串行通信接口中的INS8250內(nèi)容改為介紹比較常見的可編程串行接口芯片8251A的應(yīng)用。書中補充了一些比較實際的例子對相關(guān)知識進行說明。此外，還對各章習(xí)題進行了調(diào)整和完善，將其分解為填空題、選擇題、判斷題、計算題、分析題、設(shè)計題等不同類別，以利于學(xué)習(xí)和課后訓(xùn)練。這樣處理以后，使教材的各章節(jié)內(nèi)容既相對獨立又相互銜接，形成層次化和模塊化的知識體系，便于教學(xué)的取舍。本書還配套有學(xué)習(xí)與實驗指導(dǎo)，提供了各章知識要點復(fù)習(xí)、典型例題解析、習(xí)題解答，給出了各章實驗操作內(nèi)容及綜合實訓(xùn)指導(dǎo)，并有4套模擬試題及其解答，為課程的教學(xué)、實踐訓(xùn)練和課后復(fù)習(xí)提供強有力的幫助。

本教材的特點是注重知識體系的完整和前后內(nèi)容的有機銜接，突出應(yīng)用特色，與工程實踐相結(jié)合，減少過多、過深的原理性分析，加大實踐教學(xué)內(nèi)容的比重。相關(guān)概念、理論及應(yīng)用均以基本要求為主，通過闡述與分析，進行知識點的歸納總結(jié)，做到層次清晰，脈絡(luò)分明。力求由淺入深，循序漸進，舉一反三，突出重點。

本教材的教學(xué)參考學(xué)時為70～80學(xué)時（包括實訓(xùn)20～30學(xué)時左右）。全書共14章，分別介紹了微型計算機基礎(chǔ)知識、典型微處理器、指令系統(tǒng)、匯編語言程序設(shè)計、存儲器系統(tǒng)、總線技術(shù)、輸入/輸出接口技術(shù)、中斷控制接口技術(shù)、DMA控制器、定時/計數(shù)器接口、并行接口、串行通信接口、人機交互接口技術(shù)、模擬量輸入/輸出接口技術(shù)等有關(guān)知識。書中采用模塊化結(jié)構(gòu)，兼顧不同層次的需求，在具體授課時可根據(jù)各校的教學(xué)計劃在內(nèi)容上適當(dāng)加以取舍。

本教材由楊立任主編，趙丑民、曲鳳娟任副主編。各章編寫分工為：第2、3、4、8、9、10章及附錄由楊立負責(zé)編寫；第1、5、6、7章由趙丑民負責(zé)編寫；第11、12、13、14章由曲鳳娟負責(zé)編寫。參加本書大綱討論與部分內(nèi)容編寫的還有金永濤、王振奪、李楠、房好帥、鄒澎濤、朱蓬華、荊淑霞、鄧振杰、趙輝、李杰等。全書由楊立負責(zé)組織與統(tǒng)稿。

本書配有電子教案，讀者可以到中國水利水電出版社網(wǎng)站和萬水書苑上免費下載，網(wǎng)址為http://www.waterpub.com.cn/softdown/和http://www.hzxbc.cn。

由于作者水平有限，書中難免出現(xiàn)一些錯誤和不妥之處，敬請讀者批評指正。

編 者

2014年6月

再版前言

第1章 微型計算機基礎(chǔ)知識 1
本章學(xué)習(xí)目標(biāo) 1
1.1 概述 1
1.1.1 計算機的發(fā)展歷史 1
1.1.2 微處理器的產(chǎn)生與發(fā)展 4
1.1.3 微型計算機的特點 5
1.1.4 微型計算機常用術(shù)語和性能指標(biāo) 6
1.2 微型計算機的硬件結(jié)構(gòu)及其功能 6
1.2.1 微型計算機硬件結(jié)構(gòu)及其信息交換 7
1.2.2 微型計算機硬件模塊功能分析 8
1.3 微型計算機系統(tǒng)組成 11
1.3.1 微型計算機系統(tǒng)基本組成示意 11
1.3.2 微型計算機的常用軟件 12
1.3.3 軟硬件之間的相互關(guān)系 14
1.4 計算機中數(shù)制及其轉(zhuǎn)換 15
1.4.1 數(shù)制的基本概念 15
1.4.2 計數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換 17
1.5 計算機中機器數(shù)的表示 20
1.5.1 機器數(shù)的表示方法 20
1.5.2 帶符號數(shù)的原碼、反碼、補碼表示 22
1.5.3 補碼加減運算與數(shù)據(jù)溢出判斷 24
1.6 字符編碼 25
1.6.1 美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼（ASCII碼） 25
1.6.2 二—十進制編碼（BCD碼） 27
本章小結(jié) 28
習(xí)題1 29
第2章 典型微處理器 32
本章學(xué)習(xí)目標(biāo) 32
2.1 8086微處理器內(nèi)外部結(jié)構(gòu) 32
2.1.1 8086微處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu) 32
2.1.2 8086微處理器寄存器結(jié)構(gòu) 35
2.1.3 8086微處理器外部特性 39
2.2 8086微處理器的存儲器和I/O組織 42
2.2.1 存儲器的組織 42
2.2.2 I/O端口的組織 46
2.3 8086微處理器總線周期和操作時序 47
2.3.1 8284A時鐘信號發(fā)生器 47
2.3.2 8086微處理器總線周期 48
2.3.3 8086微處理器工作方式 50
2.3.4 8086微處理器操作時序 52
2.4 高檔微處理器簡介 56
2.4.1 Intel 80X86微處理器 57
2.4.2 Pentium系列微處理器 60
本章小結(jié) 62
習(xí)題2 62
第3章 指令系統(tǒng) 65
本章學(xué)習(xí)目標(biāo) 65
3.1 指令格式及尋址 65
3.1.1 指令系統(tǒng)與指令格式 65
3.1.2 操作數(shù)類別與尋址 66
3.2 8086尋址方式及其應(yīng)用 67
3.2.1 立即數(shù)尋址 67
3.2.2 寄存器尋址 67
3.2.3 存儲器尋址 68
3.2.4 I/O端口尋址 72
3.3 8086指令系統(tǒng) 72
3.3.1 數(shù)據(jù)傳送類指令 72
3.3.2 算術(shù)運算類指令 78
3.3.3 邏輯運算與移位類指令 82
3.3.4 串操作類指令 84
3.3.5 控制轉(zhuǎn)移類指令 87
3.3.6 處理器控制類指令 92
3.4 Pentium微處理器新增指令和尋址方式 93
3.4.1 Pentium微處理器尋址方式 93
3.4.2 Pentium系列微處理器專用指令 95
3.4.3 Pentium系列微處理器控制指令 95
本章小結(jié) 96
習(xí)題3 96
第4章 匯編語言程序設(shè)計 99
本章學(xué)習(xí)目標(biāo) 99
4.1 匯編語言簡述 99
4.1.1 匯編語言語句類型和格式 99
4.1.2 匯編語言的標(biāo)識符、表達式和
運算符 101
4.1.3 匯編語言的源程序結(jié)構(gòu) 102
4.2 偽指令 104
4.2.1 數(shù)據(jù)定義偽指令 104
4.2.2 符號定義偽指令 105
4.2.3 段定義偽指令 106
4.2.4 過程定義偽指令 107
4.2.5 結(jié)構(gòu)定義偽指令 108
4.2.6 模塊定義偽指令 109
4.2.7 定位偽指令ORG和程序計數(shù)器$ 109
4.3 匯編語言程序上機過程 110
4.3.1 匯編語言的工作環(huán)境 110
4.3.2 匯編語言上機操作步驟 110
4.4 基本程序設(shè)計 111
4.4.1 程序設(shè)計的步驟和程序基本結(jié)構(gòu) 112
4.4.2 順序程序設(shè)計 113
4.4.3 分支程序設(shè)計 114
4.4.4 循環(huán)程序設(shè)計 117
4.4.5 子程序設(shè)計 120
4.5 系統(tǒng)功能調(diào)用 123
4.5.1 DOS功能調(diào)用 123
4.5.2 BIOS中斷調(diào)用 127
4.6 宏指令與高級匯編技術(shù) 129
4.6.1 宏指令 129
4.6.2 重復(fù)匯編 133
4.6.3 條件匯編 134
本章小結(jié) 137
習(xí)題4 137
第5章 存儲器系統(tǒng) 141
本章學(xué)習(xí)目標(biāo) 141
5.1 存儲器概述 141
5.1.1 存儲器的分類 141
5.1.2 存儲器的體系結(jié)構(gòu) 143
5.1.3 主要性能指標(biāo) 144
5.2 隨機存取存儲器（RAM） 145
5.2.1 靜態(tài)RAM（SRAM） 145
5.2.2 動態(tài)RAM（DRAM） 148
5.3 只讀存儲器（ROM） 150
5.3.1 掩膜只讀存儲器（ROM） 150
5.3.2 可編程只讀存儲器（PROM） 150
5.3.3 可擦除可編程只讀存儲器
（EPROM） 151
5.3.4 電可擦除可編程只讀存儲器
（E2PROM） 152
5.3.5 閃速存儲器 152
5.4 存儲器與CPU的連接 153
5.4.1 概述 153
5.4.2 典型CPU與存儲器的連接 154
5.5 高速緩沖存儲器（Cache） 157
5.5.1 Cache的工作原理 157
5.5.2 Cache的基本結(jié)構(gòu) 159
5.5.3 Cache的替換算法 159
5.5.4 多層次Cache 160
5.6 虛擬存儲器 160
5.6.1 虛擬存儲原理 160
5.6.2 虛擬存儲器的分類 161
本章小結(jié) 163
習(xí)題5 163
第6章 總線技術(shù) 165
本章學(xué)習(xí)目標(biāo) 165
6.1 總線的基本概念 165
6.1.1 總線概述 165
6.1.2 總線分類 166
6.1.3 總線的裁決 167
6.1.4 總線數(shù)據(jù)的傳送 168
6.1.5 總線性能及標(biāo)準(zhǔn) 171
6.2 系統(tǒng)總線 172
6.2.1 PC總線 172
6.2.2 ISA總線 174
6.2.3 EISA總線 176
6.3 局部總線 177
6.3.1 VESA總線 177
6.3.2 PCI總線 179
6.3.3 AGP總線 183
6.4 外部設(shè)備總線 184
6.4.1 IEEE1394總線 184
6.4.2 I2C總線 186
本章小結(jié) 188
習(xí)題6 189
第7章 輸入/輸出接口技術(shù) 191
本章學(xué)習(xí)目標(biāo) 191
7.1 輸入/輸出接口的概念與功能 191
7.1.1 輸入輸出接口的概念 191
7.1.2 輸入/輸出接口的結(jié)構(gòu) 192
7.1.3 輸入/輸出接口的功能 193
7.2 CPU與I/O接口間傳遞的信息類型及
端口編址 194
7.2.1 CPU與I/O接口間傳遞的信息類型 194
7.2.2 I/O端口的編址方式 195
7.3 CPU與外設(shè)間的數(shù)據(jù)傳送方式 196
7.3.1 無條件傳送方式 197
7.3.2 查詢傳送方式 198
7.3.3 中斷控制方式 200
7.3.4 DMA控制方式 201
7.3.5 I/O處理機方式 202
本章小結(jié) 203
習(xí)題7 204
第8章 中斷控制技術(shù) 205
本章學(xué)習(xí)目標(biāo) 205
8.1 中斷技術(shù)概述 205
8.1.1 中斷的概念 205
8.1.2 微機系統(tǒng)中的中斷處理過程 207
8.1.3 中斷優(yōu)先級的排隊及判別 209
8.2 8086中斷系統(tǒng) 211
8.2.1 中斷的類型 211
8.2.2 中斷的響應(yīng)過程 214
8.2.3 中斷向量表 215
8.2.4 中斷管理 217
8.3 中斷控制器8259A及其應(yīng)用 218
8.3.1 8259A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳 218
8.3.2 8259A的中斷管理 221
8.3.3 8259A的編程及應(yīng)用 223
本章小結(jié) 234
習(xí)題8 234
第9章 DMA控制器 236
本章學(xué)習(xí)目標(biāo) 236
9.1 8237A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳 236
9.1.1 8237A的主要功能 236
9.1.2 8237A的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 237
9.1.3 8237A的引腳 238
9.2 8237A的工作方式 239
9.2.1 8237A數(shù)據(jù)傳送的工作方式 240
9.2.2 8237A的傳送類型 241
9.2.3 8237A的優(yōu)先級處理 242
9.2.4 8237A的傳送速率 242
9.3 8237A的內(nèi)部寄存器 242
9.3.1 8237A內(nèi)部寄存器的種類 242
9.3.2 8237A內(nèi)部寄存器的主要功能及
格式 243
9.4 8237A的編程及應(yīng)用 247
9.4.1 8237A編程的一般步驟 247
9.4.2 8237A的應(yīng)用 248
本章小結(jié) 250
習(xí)題9 250
第10章 定時/計數(shù)器接口 251
本章學(xué)習(xí)目標(biāo) 251
10.1 定時/計數(shù)器概述 251
10.2 8253的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳 252
10.2.1 8253的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 252
10.2.2 8253的引腳功能 253
10.3 8253的工作方式 254
10.3.1 計數(shù)結(jié)束中斷 254
10.3.2 可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 255
10.3.3 分頻器 257
10.3.4 方波發(fā)生器 257
10.3.5 軟件觸發(fā)的選通信號發(fā)生器 259
10.3.6 硬件觸發(fā)的選通信號發(fā)生器 261
10.4 8253的初始化及編程 262
10.4.1 8253的初始化 262
10.4.2 8253的編程 263
10.5 8253在PC機上的應(yīng)用 263
10.5.1 定時中斷控制 264
10.5.2 揚聲器控制 265
10.5.3 延時控制 265
10.5.4 LED發(fā)光二極管的控制 266
本章小結(jié) 267
習(xí)題10 267
第11章 并行接口 269
本章學(xué)習(xí)目標(biāo) 269
11.1 概述 269
11.2 可編程并行接口芯片8255A 270
11.2.1 8255A內(nèi)部結(jié)構(gòu)及引腳特性 270
11.2.2 8255A的工作方式 273
11.2.3 8255A的編程 279
11.3 8255A的應(yīng)用 280
11.3.1 8255A與打印機接口 281
11.3.2 雙機并行通信 282
本章小結(jié) 285
習(xí)題11 286
第12章 串行通信接口 288
本章學(xué)習(xí)目標(biāo) 288
12.1 串行通信概述 288
12.1.1 串行通信的概念 288
12.1.2 串行通信的基本方式 288
12.1.3 串行通信中的基本技術(shù) 290
12.2 串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)RS-232C 291
12.2.1 RS-232C概述 291
12.2.2 RS-232C引腳 291
12.2.3 RS-232C的連接 293
12.2.4 RS-232C的電氣特性 294
12.3 可編程串行通信接口芯片8251A 295
12.3.1 8251A基本性能 295
12.3.2 8251A基本結(jié)構(gòu) 295
12.3.3 8251A編程控制 299
12.3.4 8251A初始化和編程應(yīng)用 301
12.4 USB通用串行總線 305
12.4.1 USB總線概述 305
12.4.2 USB總線拓撲結(jié)構(gòu) 307
12.4.3 USB總線構(gòu)成 307
12.4.4 USB設(shè)備的接入和開發(fā) 308
本章小結(jié) 309
習(xí)題12 309
第13章 人機交互接口技術(shù) 311
本章學(xué)習(xí)目標(biāo) 311
13.1 鍵盤與鼠標(biāo)接口 311
13.1.1 鍵盤及接口電路 311
13.1.2 鼠標(biāo)及接口電路 318
13.2 視頻顯示接口 320
13.2.1 CRT顯示器 320
13.2.2 CRT顯示器端口編程方法 324
13.2.3 LED顯示與LCD顯示 328
13.3 打印機接口 331
13.3.1 常用打印機及工作原理 331
13.3.2 主機與打印機的接口 333
13.3.3 打印機的中斷調(diào)用 336
13.4 掃描儀原理及應(yīng)用 336
13.4.1 掃描儀的結(jié)構(gòu)和基本工作原理 337
13.4.2 掃描儀主要技術(shù)指標(biāo)及其應(yīng)用 337
13.5 數(shù)碼相機原理與應(yīng)用 338
13.5.1 數(shù)碼相機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理 338
13.5.2 數(shù)碼相機主要技術(shù)指標(biāo)及應(yīng)用 340
13.6 觸摸屏原理與應(yīng)用 341
13.6.1 觸摸屏的工作特點和分類 341
13.6.2 觸摸屏的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用 342
本章小結(jié) 342
習(xí)題13 343
第14章 模擬量輸入/輸出接口技術(shù) 344
本章學(xué)習(xí)目標(biāo) 344
14.1 模擬接口概述 344
14.2 典型D/A轉(zhuǎn)換器芯片 345
14.2.1 D/A轉(zhuǎn)換器的工作原理和主要
參數(shù) 345
14.2.2 DAC0832轉(zhuǎn)換器及其應(yīng)用 348
14.3 典型A/D轉(zhuǎn)換器芯片 353
14.3.1 A/D轉(zhuǎn)換器的工作原理和主要
參數(shù) 354
14.3.2 ADC0809轉(zhuǎn)換器及其應(yīng)用 356
14.4 模擬接口應(yīng)用實例 362
本章小結(jié) 365
習(xí)題14 366
附錄 367
附錄A 8086指令集 367
附錄B DEBUG調(diào)試命令 370
附錄C DOS系統(tǒng)功能調(diào)用表（INT 21H） 371
附錄D BIOS功能調(diào)用表 376
附錄E 8086中斷向量表 378
參考文獻 380

1. 嵌入式人工智能技術(shù)應(yīng)用（數(shù)字教材） [主編 胡娜 楊國勇 晏廷榮]
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