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微機原理與應用
洪志全、侯曄編著書籍
《微機原理與應用》是2013年4月電子科技大學出版社出版的圖書，作者是洪志全、侯曄。
微機原理和介面技術是工業控制的主要技術，是計算機應用的一個重要方面，也是自動控制、通信等專業的必修課程。隨著科學技術的發展，微機已成為工業控制、數據採集、系統控制等各個領域不可缺少的重要工具。本書從微機原理和介面技術兩個方面介紹了微機應用技術，教材中選用了大量典型應用實例，並使用C 語言給出了介面控制的方法和中斷處理方法。
第1 章 現代微機系統結構原理..................................................................................... 1
1.1 計算機系統組成................................................................................................ 1
1.1.1 計算機基本結構......................................................................................2
1.1.2 微型計算機系統......................................................................................4
1.1.3 計算機的特點..........................................................................................9
1.1.4 計算機的應用........................................................................................10
1.2 計算機常用數制及編碼.................................................................................. 11
1.2.1 二進位數................................................................................................11
1.2.2 二進位與其他數制................................................................................12
1.2.3 不同進位數之間的轉換........................................................................13
1.2.4 二進位數的計算機表示........................................................................16
1.2.5 常見信息編碼........................................................................................17
◆習題一◆............................................................................................................... 18
第2 章 指令系統與程序設計....................................................................................... 20
2.1 8086 / 8088 功能結構...................................................................................... 20
2.2 8086 / 8088 寄存器結構.................................................................................. 21
2.3 堆棧與存儲器結構.......................................................................................... 24
2.3.1 堆棧........................................................................................................24
2.3.2 存儲器結構............................................................................................24
2.4 8086 指令系統................................................................................................. 26
2.4.1 定址方式................................................................................................26
2.4.2 8086 指令系統.......................................................................................32
2.5 彙編語言與彙編程序...................................................................................... 51
2.5.1 彙編程序上機過程................................................................................51
2.5.2 彙編語言源程序結構............................................................................52
2.5.3 彙編語言語句格式與分類....................................................................53
2.5.4 常量、變數、標號、運算符和表達式................................................54
2.5.5 偽指令....................................................................................................58
2.6 彙編程序設計.................................................................................................. 68
2.6.1 程序基本結構........................................................................................68
2.6.2 順序程序設計........................................................................................69
2.6.3 分支程序設計........................................................................................70
2.6.4 循環程序設計........................................................................................74
2.6.5 子程序設計............................................................................................81
2.6.6 DOS 系統功能調用...............................................................................85
2.7 32 位指令集..................................................................................................... 87
2.7.1 32 位處理器寄存器結構.......................................................................87
2.7.2 32 位指令系統.......................................................................................88
2.7.3 32 位擴展指令的應用...........................................................................88
2.8 MMX 指令集................................................................................................... 92
2.8.1 MMX 指令概述.....................................................................................92
2.8.2 MMX 指令格式.....................................................................................93
2.8.3 MMX 程序設計.....................................................................................94
2.9 SSE 指令集...................................................................................................... 97
2.9.1 SIMD 浮點指令寄存器.........................................................................97
2.9.2 SSE 指令程序設計..............................................................................100
2.9.3 SSE2 指令系統....................................................................................100
◆習題二◆............................................................................................................. 101
第3 章 微機匯流排與匯流排時序..................................................................................... 103
3.1 微機匯流排的概念............................................................................................ 103
3.1.1 匯流排的特點與指標..............................................................................103
3.1.2 匯流排的結構..........................................................................................104
3.1.3 匯流排的分類..........................................................................................105
3.1.4 匯流排的數據傳輸方式..........................................................................106
3.2 處理器工作時序............................................................................................ 109
3.2.1 32 位處理器狀態轉換.........................................................................110
3.2.2 匯流排周期時序......................................................................................112
3.3 微機常用匯流排系統........................................................................................ 118
3.3.1 PC 匯流排................................................................................................118
3.3.2 USB 通用串列匯流排.............................................................................121
3.3.3 STD 工業控制匯流排.............................................................................125
3.3.4 現場匯流排技術......................................................................................127
◆習題三◆............................................................................................................. 129
第4 章 微機存儲系統................................................................................................. 131
4.1 存儲系統的層次結構.................................................................................... 131
4.2 半導體存儲器分類........................................................................................ 132
4.3 存儲器主要指標............................................................................................ 134
4.4 隨機存儲器RAM.......................................................................................... 135
4.4.1 半導體存儲晶元結構..........................................................................135
4.4.2 靜態隨機存取存儲器(SRAM).......................................................137
4.4.3 動態隨機存取存儲器(DRAM) ......................................................141
4.4.4 動態RAM 的刷新...............................................................................145
4.5 只讀存儲器ROM.......................................................................................... 146
4.5.1 掩模式ROM........................................................................................146
4.5.2 PROM...................................................................................................147
4.5.3 EPROM................................................................................................147
4.5.4 EEPROM..............................................................................................150
4.5.5 Flash 存儲器........................................................................................151
4.6 存儲器系統控制............................................................................................ 153
4.7 現代存儲器.................................................................................................... 157
4.7.1 內存條的構成......................................................................................157
4.7.2 EDO DRAM.........................................................................................158
4.7.3 SDRAM................................................................................................159
4.7.4 DDRAM...............................................................................................159
4.7.5 RAMBus 存儲器..................................................................................160
4.8 高速緩衝存儲器Cache ................................................................................. 161
4.8.1 Cache 工作原理...................................................................................161
4.8.2 Cache 一致性問題...............................................................................162
4.8.3 微機Cache 系統..................................................................................163
4.9 虛擬存儲器.................................................................................................... 163
4.9.1 存儲器管理方式..................................................................................164
4.9.2 微機的虛擬存儲器..............................................................................165
◆習題四◆............................................................................................................. 166
第5 章 輸入和輸出..................................................................................................... 167
5.1 微機介面技術................................................................................................ 167
5.1.1 介面功能..............................................................................................168
5.1.2 介面信息..............................................................................................169
5.1.3 數據傳送方式......................................................................................170
5.1.4 I/O 定址方式........................................................................................172
5.1.5 PC 機I/O 地址分配.............................................................................173
5.1.6 I/O 地址解碼方法................................................................................173
5.2 介面控制語言................................................................................................ 177
5.2.1 彙編語言I/O 指令...............................................................................178
5.2.2 C 語言I/O 語句...................................................................................178
◆習題五◆............................................................................................................. 179
第6 章 微機介面晶元................................................................................................. 180
6.1 PC 機中斷系統.............................................................................................. 180
6.1.1 80X86 中斷方式..................................................................................181
6.1.2 硬體中斷優先權..................................................................................182
6.1.3 中斷向量表..........................................................................................184
6.1.4 8259A 中斷控制器..............................................................................184
6.1.5 中斷編程應用......................................................................................189
6.2 8253 定時 / 計數器...................................................................................... 191
6.2.1 定時技術概述......................................................................................191
6.2.2 8253 工作原理.....................................................................................192
6.2.3 8253 工作方式.....................................................................................194
6.2.4 8253 編程與應用.................................................................................198
6.3 8255 并行介面............................................................................................... 200
6.3.1 8255 工作原理.....................................................................................201
6.3.2 8255 工作方式.....................................................................................204
6.4 8237DMA 控制器.......................................................................................... 216
6.4.1 DMA 概述............................................................................................216
6.4.2 8237 工作原理.....................................................................................217
6.4.3 DMA 控制器系統應用........................................................................224
◆習題六◆............................................................................................................. 228
第7 章 串列通信介面................................................................................................. 229
7.1 串列通信的基本概念.................................................................................... 229
7.1.1 概述......................................................................................................229
7.1.2 數據傳送方式......................................................................................231
7.1.3 調製與解調..........................................................................................232
7.2 RS-232C 介面標準........................................................................................ 233
7.3 串列通信介面................................................................................................ 235
7.3.1 串列介面基本任務..............................................................................235
7.3.2 8251 功能特點.....................................................................................235
7.3.3 8251 寄存器與控制字.........................................................................238
7.3.4 8251 編程應用.....................................................................................239
7.4 PC 機非同步通信介面...................................................................................... 241
◆習題七◆............................................................................................................. 242
第8 章 數模與模數轉換............................................................................................. 243
8.1 D/A 轉換介面................................................................................................ 243
8.1.1 D/A 轉換原理......................................................................................243
8.1.2 D/A 轉換器的特性及連接..................................................................244
8.1.3 DAC 典型連接.....................................................................................245
8.1.4 D/A 轉換器應用..................................................................................249
8.2 A / D 轉換介面.............................................................................................. 253
8.2.1 A/D 轉換原理......................................................................................253
8.2.2 A/D 轉換器特性..................................................................................255
8.2.3 A/D 轉換電路......................................................................................255
8.2.4 數據採集系統設計..............................................................................260
8.3 虛擬儀器技術................................................................................................ 264
◆習題八◆............................................................................................................. 266
參考文獻......................................................................................................................... 268