隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，微型計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各行各業(yè)。微型計(jì)算機(jī)原理及其應(yīng)用課程已成為工科院校相關(guān)專(zhuān)業(yè)的重點(diǎn)主干課程，特別已成為信息、機(jī)電等學(xué)科的相關(guān)專(zhuān)業(yè)后續(xù)課程學(xué)習(xí)的紐帶。

本書(shū)圍繞教育部信息類(lèi)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)關(guān)于微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用課程的教學(xué)大綱，兼顧國(guó)家計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平等級(jí)考試的要求，結(jié)合21世紀(jì)信息學(xué)科相關(guān)專(zhuān)業(yè)主干課程建設(shè)規(guī)劃，總結(jié)多年來(lái)該課程針對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題和疑點(diǎn)、難點(diǎn)，參考現(xiàn)有各種版本微機(jī)原理及應(yīng)用教材的特點(diǎn)，跟蹤微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的最新發(fā)展進(jìn)行組織和編寫(xiě)。

全書(shū)共分10章，在內(nèi)容安排上注重系統(tǒng)性、先進(jìn)性和實(shí)用性，各章前后呼應(yīng)，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)。前4章介紹8086/8088微機(jī)系統(tǒng)組成原理、運(yùn)算基礎(chǔ)、體系結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)；第5章討論微型機(jī)內(nèi)外存儲(chǔ)器的原理與使用；第6章講述中斷系統(tǒng)及中斷控制器8259A；第7章介紹可編程接口芯片及應(yīng)用，包括：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器8253、并行接口芯片8255A、串行接口芯片8251A；第8章介紹A/D與D/A轉(zhuǎn)換接口；第9章概述從8086/8088到Pentium的技術(shù)變遷；第10章通過(guò)幾個(gè)典型實(shí)例介紹微型機(jī)在工業(yè)控制中的應(yīng)用。在附錄中，除匯總86系統(tǒng)的指令系統(tǒng)外，還選編了最新的高等教育自學(xué)考試和全國(guó)計(jì)算機(jī)等級(jí)考試三級(jí)PC技術(shù)的筆試試題。

教材編寫(xiě)過(guò)程中盡量做到深入淺出、通俗易懂，對(duì)硬件電路直接給出實(shí)際元器件圖，引導(dǎo)學(xué)生逐步培養(yǎng)計(jì)算機(jī)硬件電路分析、應(yīng)用和設(shè)計(jì)的能力。

本書(shū)適合作為大學(xué)本、專(zhuān)科層次的自動(dòng)控制類(lèi)專(zhuān)業(yè)、計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)、電力電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)、機(jī)電類(lèi)專(zhuān)業(yè)的微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用課程教材，又可作為從事微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的科技工作者的參考書(shū)，同時(shí)對(duì)參加高等教育自學(xué)考試和全國(guó)計(jì)算機(jī)等級(jí)考試的計(jì)算機(jī)愛(ài)好者也有一定的幫助。

本書(shū)由劉建成任主編，王建明、華曉麗、陳語(yǔ)林任副主編。其中，劉建成編寫(xiě)了第1、3、5章，王建明編寫(xiě)了第2、4章，華曉麗編寫(xiě)了第8章，陳語(yǔ)林編寫(xiě)了第6、7章及附錄，唐建湘編寫(xiě)了第9章，余明揚(yáng)編寫(xiě)了第10章。此外，梁建武、宋偉光、杜偉、楊海明、劉慶明、譚浩、劉學(xué)紅、王鷹、孔志周、余浩文、張雪梅、張芳、趙文秀、李光勇等老師參與了本書(shū)的部分編寫(xiě)，中國(guó)水利水電出版社的編輯為本書(shū)的出版付出了艱辛的勞動(dòng)，在此一并表示衷心的感謝。

由于時(shí)間緊迫及作者水平所限，書(shū)中難免出現(xiàn)錯(cuò)誤和不足，懇請(qǐng)專(zhuān)家和讀者批評(píng)指正。

編者

2006年6月于中南大學(xué)梅園

前言
第1章 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述 1
1.1 微機(jī)系統(tǒng)的組成 1
1.2 微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的組成 2
1.2.1 系統(tǒng)總線 3
1.2.2 微處理器 4
1.2.3 存儲(chǔ)器 4
1.2.4 輸入/輸出（I/O）接口和外設(shè) 4
1.3 微處理器組成 4
1.4 存儲(chǔ)系統(tǒng)概述 7
1.4.1 內(nèi)存儲(chǔ)器單元的地址和內(nèi)容 7
1.4.2 內(nèi)存操作 7
1.4.3 內(nèi)存分類(lèi) 7
1.5 微機(jī)工作過(guò)程 8
1.6 微機(jī)系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo) 11
思考與練習(xí) 12
第2章 微機(jī)運(yùn)算基礎(chǔ) 13
2.1 進(jìn)位計(jì)數(shù)制及數(shù)制轉(zhuǎn)換 13
2.1.1 進(jìn)位計(jì)數(shù)制的概念 13
2.1.2 數(shù)制間的轉(zhuǎn)換 14
2.1.3 二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算 17
2.1.4 二進(jìn)制數(shù)的邏輯運(yùn)算 18
2.2 數(shù)據(jù)的表示與處理 21
2.2.1 數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度單位 21
2.2.2 計(jì)算機(jī)內(nèi)數(shù)的表示方法 21
2.2.3 計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)編碼 25
思考與練習(xí) 29
第3章 8086/8088CPU的體系結(jié)構(gòu)及其指令系統(tǒng) 31
3.1 CPU發(fā)展概述 31
3.2 8086/8088 CPU的結(jié)構(gòu) 32
3.2.1 8086/8088 CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 32
3.2.2 總線接口部件BIU 33
3.2.3 指令執(zhí)行部件EU 34
3.3 8086/8088 CPU的寄存器組和存儲(chǔ)器 34
3.3.1 寄存器組 34
3.3.2 存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu) 37
3.4 8086/8088 CPU的引腳信號(hào)及工作模式 41
3.4.1 8086/8088 CPU的引腳信號(hào)和功能 41
3.4.2 最小工作模式 44
3.4.3 最大工作模式 47
3.4.4 8088 CPU與8086 CPU的差異 50
3.5 8086/8088 CPU的時(shí)序 51
3.5.1 8086/8088 CPU的各種CLK周期 51
3.5.2 8086/8088 CPU 最小模式下的總線操作 52
3.5.3 最大模式下的總線操作 54
3.6 8086/8088的指令系統(tǒng) 54
3.6.1 概述 55
3.6.2 尋址方式 56
3.6.3 8086/8088指令系統(tǒng)中的常用指令 61
思考與練習(xí) 81
第4章 8086/8088匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì) 85
4.1 匯編語(yǔ)言的基本語(yǔ)法 85
4.1.1 匯編語(yǔ)言程序的格式 85
4.1.2 常量、標(biāo)識(shí)符和表達(dá)式 87
4.1.3 指示性語(yǔ)句 88
4.1.4 指令性語(yǔ)句 99
4.1.5 宏指令 100
4.2 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的基本方法 103
4.2.1 概述 103
4.2.2 順序結(jié)構(gòu)程序 104
4.2.3 分支結(jié)構(gòu)程序 105
4.2.4 循環(huán)結(jié)構(gòu)程序 110
4.2.5 子程序 114
4.3 DOS系統(tǒng)功能調(diào)用和ROM BIOS中斷調(diào)用 120
4.3.1 系統(tǒng)功能調(diào)用 120
4.3.2 ROM BIOS中斷調(diào)用 122
4.4 匯編語(yǔ)言程序的調(diào)試過(guò)程 124
4.4.1 建立匯編語(yǔ)言的工作環(huán)境 124
4.4.2 用MASM程序產(chǎn)生 OBJ文件 125
4.4.3 用LINK程序產(chǎn)生EXE文件 127
4.4.4 程序的執(zhí)行 127
4.4.5 COM文件 128
思考與練習(xí) 128
第5章 存儲(chǔ)器系統(tǒng) 130
5.1 概述 130
5.1.1 存儲(chǔ)器的一般概念 130
5.1.2 存儲(chǔ)器的分類(lèi) 130
5.1.3 存儲(chǔ)器芯片的主要技術(shù)指標(biāo) 132
5.2 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM 132
5.2.1 靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（SRAM） 132
5.2.2 動(dòng)態(tài)隨機(jī)讀寫(xiě)存儲(chǔ)器（DRAM） 141
5.2.3 存儲(chǔ)器擴(kuò)展技術(shù) 144
5.3 只讀存儲(chǔ)器（ROM） 148
5.3.1 EPROM 148
5.3.2 EEPROM（E2PROM） 151
5.3.3 閃速EEPROM（FLASH） 155
5.4 高速緩沖存儲(chǔ)器（Cache） 159
5.4.1 Cache的工作原理 159
5.4.2 高速緩存與主存的存取一致性 160
5.4.3 Cache的分級(jí)體系結(jié)構(gòu) 162
5.5 存儲(chǔ)器管理 163
5.5.1 IBM PC/XT中的存儲(chǔ)空間分配 163
5.5.2 擴(kuò)展存儲(chǔ)器及其管理 164
5.5.3 DOS環(huán)境下的內(nèi)存管理 167
5.6 外存儲(chǔ)器簡(jiǎn)介 170
5.6.1 硬盤(pán)及硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器 170
5.6.2 軟盤(pán)及軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器 173
5.6.3 光盤(pán) 174
思考與練習(xí) 176
第6章 中斷系統(tǒng) 178
6.1 中斷概述 178
6.1.1 基本概念 178
6.1.2 中斷處理過(guò)程 179
6.1.3 中斷識(shí)別和中斷優(yōu)先級(jí) 180
6.2 8086/8088的中斷系統(tǒng) 184
6.2.1 8086/8088的中斷分類(lèi) 184
6.2.2 中斷向量和中斷向量表 185
6.2.3 硬件中斷 186
6.2.4 軟件中斷 190
6.3 可編程中斷控制器8259A 191
6.3.1 8259A的外部引腳和內(nèi)部結(jié)構(gòu) 191
6.3.2 8259A的工作方式 195
6.3.3 8259A的初始化命令字和操作命令字 199
思考與練習(xí) 207
第7章 可編程接口芯片及應(yīng)用 209
7.1 可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器8253 209
7.1.1 定時(shí)與計(jì)數(shù) 209
7.1.2 定時(shí)/計(jì)數(shù)器芯片Intel8253 209
7.2 可編程并行接口芯片8255A 216
7.2.1 并行通信與接口 216
7.2.2 8255A的編程結(jié)構(gòu) 217
7.2.3 8255A的引腳功能 218
7.2.4 8255A的工作方式 218
7.3 可編程串行接口芯片8251A 219
7.3.1 8251A的基本性能 219
7.3.2 8251A的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 220
7.3.3 8251A的引腳功能 221
7.3.4 8251A的編程 223
7.4 其他接口芯片介紹 225
7.4.1 Intel 8279 226
7.4.2 HD7279A 226
7.5 CPU和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送方式 227
7.5.1 程序方式 227
7.5.2 中斷方式 229
7.5.3 DMA方式 230
7.6 DMA控制器Intel 8237 233
7.6.1 DMA控制器芯片Intel 8237的性能概述 233
7.6.2 8237的內(nèi)部組成與結(jié)構(gòu) 233
7.6.3 8237的內(nèi)部寄存器組 239
7.7 8237的編程及應(yīng)用 242
7.7.1 8237的尋址及連接 242
7.7.2 8237在系統(tǒng)中的典型連接 244
7.7.3 8237的初始化 246
7.7.4 通道控制方式 248
7.8 總線 249
7.8.1 總線分類(lèi) 249
7.8.2 總線操作 249
7.8.3 總線標(biāo)準(zhǔn) 251
思考與練習(xí) 253
第8章 A/D和D/A轉(zhuǎn)換器 254
8.1 基本概念 254
8.1.1 D/A轉(zhuǎn)換 254
8.1.2 A/D轉(zhuǎn)換器 257
8.2 基本方法 261
8.3 A/D與D/A轉(zhuǎn)換接口 261
8.3.1 模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片（ADC）及其接口技術(shù) 261
8.3.2 數(shù)/模轉(zhuǎn)換器芯片（DAC）及其接口技術(shù) 267
8.4 典型例題 269
思考與練習(xí) 277
第9章 從8086/8088到Pentium的技術(shù)變遷 279
9.1 80286CPU 279
9.2 80386CPU 280
9.3 80486CPU 280
9.4 Pentium CPU 281
9.5 80386/80486/Pentium多任務(wù)與多用戶(hù)系統(tǒng) 282
9.5.1 80386多任務(wù)與多用戶(hù)系統(tǒng) 282
9.5.2 80486多任務(wù)與多用戶(hù)系統(tǒng) 283
9.5.3 Pentium多任務(wù)與多用戶(hù)系統(tǒng) 283
9.6 80386/80486/Pentium微機(jī)系統(tǒng) 284
9.7 80386/80486/Pentium的指令系統(tǒng)及匯編語(yǔ)言編程 285
思考與練習(xí) 291
第10章 微型計(jì)算機(jī)在工業(yè)控制中的應(yīng)用 292
10.1 微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用的意義 292
10.2 典型微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成 293
10.3 微型計(jì)算機(jī)在開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 294
10.4 以微型計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的閉環(huán)控制系統(tǒng) 298
10.5 微型計(jì)算機(jī)在多對(duì)象檢測(cè)及控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 301
10.6 微型機(jī)算機(jī)在多變量尋優(yōu)系統(tǒng)中的應(yīng)用 302
10.7 微型計(jì)算機(jī)在過(guò)程控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 303
10.7.1 干燥道的結(jié)構(gòu)工藝及相紙干燥過(guò)程的要求 304
10.7.2 相紙干燥過(guò)程控制機(jī)系統(tǒng)的功能 305
10.7.3 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) 306
10.7.4 系統(tǒng)軟件考慮 306
10.7.5 軟件控制器的原理介紹及討論 307
思考與練習(xí) 309
附錄A ASCII碼字符表 311
附錄B 86系列指令系統(tǒng)匯總表 312
附錄C 考試樣題 327
參考文獻(xiàn) 341

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