微機原理及應用

本書根據高職院校教學基本要求，以培養學生應用能力為主要目標，以掌握微機實用技術為出發點，教授微機基礎知識和應用技巧。本書主要包括微機基礎知識概述、典型微處理器及其體系結構、指令系統、彙編語言程序設計、存儲器、微機輸入/輸出及匯流排技術、中斷技術、典型可編程介面晶元及其應用、模擬量輸入/輸出介面技術以及微機應用系統設計等內容。本書強調專業知識與工程實踐相結合，注重專業技術與實踐技能的培養。本書採用“提出問題→解決問題→歸納分析”的編寫方式，內容精練，通俗易懂，體現出實用性、科學性和易學性，通過本書的學習，能達到理解原理、掌握方法、培養技能、突出實用的學習目標。

第1章 微機基礎知識概述 1

1.1 微處理器與微型計算機 1

1.1.1 微處理器的產生和發展 1

1.1.2 微機的基本結構 2

1.1.3 微機的主要性能指標 6

1.2 微機系統簡介 7

1.3 計算機中的數制及其編碼 9

1.3.1 常用計數制及其轉換 9

1.3.2 數的表示 12

1.3.3 常用信息編碼 16

本章小結 19

習題 19

第2章 典型微處理器及其體系結構 21

2.1 8086微處理器的內部結構及其主要特性 21

2.1.1 8086微處理器內部結構 22

2.1.2 8086寄存器及其功能 24

2.1.3 8086微處理器引腳功能 27

2.2 存儲器結構與I/O埠組織 28

2.2.1 存儲器結構 28

2.2.2 I/O埠組織 31

2.3 匯流排操作及時序 32

2.3.1 8086的匯流排周期 32

2.3.2 8086的工作模式 33

2.3.3 8086的操作時序 33

2.4 Intel 80X86微處理器的功能結構 36

2.4.1 Intel 80386微處理器 36

2.4.2 Intel 80486微處理器 38

2.5 高檔微處理器簡介 39

2.5.1 Pentium系列微處理器簡介 39

2.5.2 Pentium微處理器的技術特點 41

2.5.3 Pentium微處理器內部寄存器特點 42

2.5.4 雙核微處理器簡介 42

本章小結 43

習題 44

第3章 指令系統 46

3.1 概述 46

3.1.1 指令的基本格式 46

3.1.2 定址與定址方式的概念 48

3.2 8086定址方式 48

3.2.1 立即數定址 48

3.2.2 寄存器定址 48

3.2.3 存儲器定址 49

3.2.4 I/O埠定址 52

3.3 8086指令系統 53

3.3.1 數據傳送類指令 53

3.3.2 算術運算類指令 57

3.3.3 邏輯運算與移位類指令 61

3.3.4 串操作類指令 62

3.3.5 控制轉移類指令 64

3.3.6 處理器控制類指令 67

3.4 Pentium微處理器新增指令 68

3.4.1 Pentium微處理器新增定址方式 68

3.4.2 Pentium微處理器新增專用指令 68

3.4.3 Pentium微處理器新增控制指令 69

本章小結 69

習題 69

第4章彙編語言程序設計72

4.1彙編語言簡介 72

4.1.1彙編語言概述 72

4.1.2彙編語言的運算符和表達式 73

4.1.3 彙編語言程序結構 74

4.1.4彙編語言工作環境和操作步驟 76

4.2 偽指令 78

4.2.1 數據定義偽指令 79

4.2.2 符號定義偽指令 79

4.2.3 段定義偽指令 80

4.2.4 過程定義偽指令 81

4.2.5 結構定義偽指令 81

4.2.6 模塊定義與連接偽指令 81

4.2.7 程序計數器$和ORG偽指令 82

4.3 高級彙編 82

4.3.1 宏指令 82

4.3.2 重複彙編 84

4.3.3 條件彙編 85

4.4 基本程序結構及程序設計 85

4.4.1 順序結構程序設計 85

4.4.2 分支結構程序設計 86

4.4.3 循環結構程序設計 88

4.4.4 子程序設計 90

4.5 系統功能調用 92

4.5.1 DOS功能調用 92

4.5.2 BIOS中斷調用 94

本章小結 95

習題 95

第5章 存儲器 98

5.1 存儲器概述 98

5.1.1 存儲器的分類 98

5.1.2 存儲器的性能指標 99

5.2 半導體存儲器 100

5.2.1 半導體存儲器的結構 100

5.2.2 隨機存取存儲器RAM 102

5.2.3 只讀存儲器ROM 104

5.3 存儲器的介面 105

5.3.1 存儲器容量擴展 105

5.3.2 主存儲器與CPU的連接 106

5.4 高速緩存技術 108

5.4.1 高速緩衝存儲器工作原理 109

5.4.2 高速緩衝存儲器的替換演演算法 110

5.4.3 多層次cache 111

5.5 虛擬存儲技術 111

5.5.1 虛擬存儲器原理 111

5.5.2 虛擬存儲器的分類 112

5.6 存儲器體系結構 113

5.6.1 存儲體系的組成 113

5.6.2 存儲系統的多級層次結構 114

本章小結 115

習題 115

第6章 微機輸入/輸出及匯流排技術 117

6.1 概述 117

6.1.1 輸入/輸出介面的概念與功能 117

6.1.2 CPU與I/O介面間傳遞的信息類型 118

6.2 介面數據的傳送方式 119

6.2.1 程序傳送方式 119

6.2.2 中斷傳送方式 121

6.2.3 DMA傳送方式 122

6.2.4 通道傳送方式 123

6.3 DMA控制器8237A 123

6.3.1 8237A的結構及主要功能 123

6.3.2 8237A的工作方式 126

6.3.3 8237A寄存器格式及功能 127

6.3.4 8237A的初始化編程及應用 130

6.4 微機匯流排技術 131

本章小結 132

習題 132

第7章 中斷技術 134

7.1 中斷技術概述 134

7.1.1 中斷的基本概念 134

7.1.2 中斷源及其分類 135

7.1.3 中斷優先順序管理 135

7.2 8086中斷系統 136

7.2.1 外部中斷 136

7.2.2 內部中斷 136

7.2.3 中斷向量表 137

7.2.4 中斷響應及處理 138

7.3 8259A中斷控制器 139

7.3.1 8259A的內部結構及引腳 139

7.3.2 8259A的中斷管理方式 140

7.3.3 8259A的初始化編程及應用 141

本章小結 148

習題 148

第8章 典型可編程介面晶元及其應用 150

8.1 介面晶元的功能與分類 150

8.2 定時/計數器介面晶元8253 151

8.2.1 8253內部結構及引腳 151

8.2.2 8253工作方式 152

8.2.3 8253初始化及編程 156

8.3 并行通信介面晶元8255A 157

8.3.1 8255A內部結構及引腳 158

8.3.2 8255A控制字 159

8.3.3 8255A工作方式 161

8.3.4 8255A初始化編程及應用 162

8.4 串列通信介面晶元8251A 165

8.4.1 串列通信基本知識 165

8.4.2 8251A內部結構及引腳 167

8.4.3 8251A初始化編程及應用 169

本章小結 174

習題 174

第9章 模擬量輸入/輸出介面技術 176

9.1 概述 176

9.1.1 數模轉換和模數轉換的基本概念 176

9.1.2 D/A轉換器的工作原理和技術指標 177

9.1.3 A/D轉換器的工作原理和技術指標 178

9.2 DAC0832轉換器 179

9.2.1 DAC0832的結構及性能 179

9.2.2 D/A轉換器的應用 180

9.3 ADC0809轉換器 181

9.3.1 ADC0809的結構及性能 181

9.3.2 A/D轉換器的應用 183

本章小結 184

習題 184

第10章微機應用系統設計186

10.1 步進電動機的控制 186

10.1.1 設計目的 186

10.1.2 設計內容 186

10.1.3 設計指導 186

10.2 直流電動機PWM控制 190

10.2.1 設計目的 190

10.2.2 設計內容 190

10.2.3 設計指導 190

10.3 交通燈設計 192

10.3.1 設計目的 192

10.3.2 設計內容 193

10.3.3 設計指導 193

本章小結 196

習題 196

附錄A 8086指令集 197

附錄B DEBUG命令及FLAG的顯示形式 200

附錄C DOS系統功能調用表（INT 21H） 202

附錄D BIOS中斷調用 208

附錄E 8086中斷向量表 211

參考文獻 213