微型計(jì)算機(jī)原理及其應(yīng)用

前言

由彭楚武等主編的《微機(jī)原理與接口技術(shù)》自2004年由湖南大學(xué)出版社出版以來(lái)，受到了廣大讀者的普遍歡迎，也得到了許多讀者的良好建議。《微型計(jì)算機(jī)原理及其應(yīng)用》是以該教材為基礎(chǔ)，密切結(jié)合當(dāng)前普通高校電類專業(yè)計(jì)算機(jī)系列課程教學(xué)改革的需要進(jìn)行編寫，補(bǔ)充了許多新的內(nèi)容，并對(duì)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行了較大的調(diào)整而形成的。本教材主要特色如下：1.精練內(nèi)容，壓縮篇幅。本教材分為上編“微機(jī)原理與接口技術(shù)”和下編“單片機(jī)原理與應(yīng)用”兩大部分，可分別對(duì)應(yīng)現(xiàn)有的“微機(jī)原理與接口技術(shù)”及“單片機(jī)原理與應(yīng)用”兩門課程。合二為一后，大量地消除了兩門課程中有關(guān)微機(jī)基本原理以及接口芯片方面的重復(fù)內(nèi)容。授課時(shí)可以Intel 8086微處理器為例，重點(diǎn)講清微型計(jì)算機(jī)的工作原理和體系結(jié)構(gòu)等方面的知識(shí)，而單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)方面的內(nèi)容則可主要通過單片機(jī)實(shí)驗(yàn)和具體的應(yīng)用系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)得到強(qiáng)化。2.強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，圍繞提高學(xué)生計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)研發(fā)能力的培養(yǎng)目標(biāo)組織教學(xué)內(nèi)容。本課程包括微機(jī)原理與接口技術(shù)、單片機(jī)原理與應(yīng)用等兩門實(shí)驗(yàn)課和一門單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)（此課程設(shè)計(jì)要求學(xué)生盡可能獨(dú)立完成一個(gè)貼近實(shí)際的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的研發(fā)，并能脫機(jī)運(yùn)行，可以利用兩周時(shí)間停課進(jìn)行設(shè)計(jì)，也可以采用“創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃”模式，完全利用課余時(shí)間，與課堂教學(xué)穿插進(jìn)行）。作為配套教材將編寫出版相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書和課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書。3.面向探索式、自主學(xué)習(xí)型教學(xué)模式，注重案例教學(xué)。本課程進(jìn)行立體化教材建設(shè)，除主教材、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書外，還將配套多媒體電子課件、自主學(xué)習(xí)型網(wǎng)絡(luò)課件、習(xí)題解答等。同時(shí)通過精品課程網(wǎng)站建設(shè)，不斷充實(shí)網(wǎng)絡(luò)資源信息。4.使用靈活，適應(yīng)不同學(xué)校的教學(xué)需要。基于本教材，可以采用以下兩種方式組織教學(xué)：(1)一門課（微型計(jì)算機(jī)原理及其應(yīng)用）+兩項(xiàng)課程實(shí)驗(yàn)+一門課程設(shè)計(jì)；(2)兩門課（微機(jī)原理與接口技術(shù)、單片機(jī)原理與應(yīng)用）+兩門課程實(shí)驗(yàn)+一門課程設(shè)計(jì)。理論課時(shí)安排可以根據(jù)各個(gè)學(xué)校教學(xué)改革的需要靈活選擇。建議作為一門課開設(shè)時(shí)為72學(xué)時(shí)，作為兩門課開設(shè)時(shí)為54+26學(xué)時(shí)。本教材是集體智慧的結(jié)晶。按照“集體編寫、共同提高”的原則，通過集思廣益，把各個(gè)學(xué)校的長(zhǎng)處聚集在一起，力求共創(chuàng)精品教材。《微型計(jì)算機(jī)原理及其應(yīng)用》由彭楚武、張志文主編。各章的編寫分工是：彭楚武（第5章、第8章、第9章、附錄A、附錄B、附錄C、附錄F）、張志文（第2章、第4章、附錄D、附錄E）、邱銀安（第1章、第3章）、毛弋（第6章）、樊紹勝（第7章）、肖昌炎（第10章）、唐求（第11章、第12章）、羅德榮（第13章）、孟志強(qiáng)（第14章）。全書由彭楚武、張志文負(fù)責(zé)統(tǒng)稿。

內(nèi)容概要

本書是為高等理工科院校電氣信息類及相關(guān)專業(yè)本科生編寫的教科書。全書分別以Intel 8086微處理器和MCS-51單片機(jī)構(gòu)成的微機(jī)系統(tǒng)為對(duì)象，對(duì)微機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、接口技術(shù)和基本接口芯片進(jìn)行了較為詳細(xì)的討論。全書分上下兩編，共14章。上編微機(jī)原理與接口技術(shù)部分，介紹了基于8086的微機(jī)系統(tǒng)原理、組成及接口技術(shù)，以及微機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。下編單片機(jī)原理與應(yīng)用部分，介紹了基于MCS-51單片機(jī)的原理與接口技術(shù)，并給出了應(yīng)用實(shí)例。    本書注重理論聯(lián)系實(shí)際，采用案例教學(xué)模式，配備大量有指導(dǎo)意義的實(shí)例，以加強(qiáng)學(xué)生在微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)和匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)方面的能力培養(yǎng)。編排時(shí)力求循序漸進(jìn)，方便自學(xué)，突出實(shí)用性，因此本書也適合作為高職、成教等相關(guān)專業(yè)的教科書及工程技術(shù)人員的參考用書。

書籍目錄

上編 微機(jī)原理與接口技術(shù)  第1章 微型計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理    1.1 微型計(jì)算機(jī)概述      1.1.1 微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況      1.1.2 微型計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)和應(yīng)用      1.1.3 微型計(jì)算機(jī)的分類      1.1.4 微型計(jì)算機(jī)的主要性能指標(biāo)    1.2 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)      1.2.1 計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理      1.2.2 微型計(jì)算機(jī)的組成與系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)      1.2.3 微型計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)    1.3 微型計(jì)算機(jī)中數(shù)與字符的表示法      1.3.1 進(jìn)位計(jì)數(shù)制      1.3.2 進(jìn)位制數(shù)間的轉(zhuǎn)換      1.3.3 定點(diǎn)數(shù)與浮點(diǎn)數(shù)      1.3.4 機(jī)器數(shù)與真值      1.3.5 原碼、反碼與補(bǔ)碼      1.3.6 溢出的概念      1.3.7 數(shù)字與字符的編碼    思考題  第2章 8086微處理器    2.1 8086微處理器的結(jié)構(gòu)      2.1.1 8086的功能結(jié)構(gòu)      2.1.2 8086CPU的寄存器結(jié)構(gòu)    2.2 8086的引腳信號(hào)及工作模式      2.2.1 8086的引腳及其功能      2.2.2 最小工作模式及其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)      2.2.3 最大模式和系統(tǒng)組成    2.3 8086 CPU的總線周期與時(shí)序      2.3.1 時(shí)鐘周期、總線周期和指令周期      2.3.2 總線操作與時(shí)序      2.3.3 基本的總線周期      2.3.4 讀總線周期      2.3.5 寫總線周期      2.3.6 中斷響應(yīng)周期      2.3.7 最小模式下總線請(qǐng)求與響應(yīng)      2.3.8 系統(tǒng)的復(fù)位操作    思考題  第3章 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器    3.1 概述一      3.1.1 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的分類      3.1.2 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的組成      3.1.3 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的性能指標(biāo)    3.2 隨機(jī)存儲(chǔ)器      3.2.1 靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器      3.2.2 動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(DRAM)    3.3 只讀存儲(chǔ)器(ROM)    3.4 存儲(chǔ)器與CPU的接口技術(shù)      3.4.1 存儲(chǔ)器與CPU的連接      3.4.2 簡(jiǎn)單的8086存儲(chǔ)器子系統(tǒng)設(shè)計(jì)    思考題  第4章 8086CPU的指令系統(tǒng)與匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)    4.1 8086CPU的指令格式與尋址方式      4.1.1 指令的基本概念      4.1.2 8086CPU指令的格式      4.1.3 8086CPU的尋址方式    4.2 8086CPU指令系統(tǒng)      4.2.1 數(shù)據(jù)傳送類指令      4.2.2 算術(shù)運(yùn)算類指令      4.2.3 邏輯運(yùn)算與移位類指令      4.2.4 串操作類指令      4.2.5 控制轉(zhuǎn)移類指令      4.2.6 處理器控制指令    4.3 匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)    ……  第5章 輸入/輸出技術(shù)與中斷系統(tǒng)  第6章 定量/計(jì)數(shù)技術(shù)  第7章 可編程并行I/O接口8255A  第8章 串行通信接口  第9章 典型的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)下編 單片機(jī)原理與應(yīng)用  第10章 MCS-51系列單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)及功能部件  第11章 單片機(jī)指令系統(tǒng)  第12章 單片機(jī)匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)  第13章 單片機(jī)的接口技術(shù)  第14章 微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)與設(shè)計(jì)附錄參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：1.1.1 微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況1946年第一臺(tái)計(jì)算機(jī)在美國(guó)問世。在這以后幾十年的迅猛發(fā)展中，計(jì)算機(jī)經(jīng)歷了電子管時(shí)代，晶體管時(shí)代，集成電路時(shí)代，大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路時(shí)代，超大規(guī)模、超高速集成電路時(shí)代。電子計(jì)算機(jī)的誕生、發(fā)展和應(yīng)用普及，是20世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的卓越成就，計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)其他科學(xué)技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)作用，以及對(duì)整個(gè)人類生活的影響是前所未有的。在當(dāng)今的信息化、網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代，計(jì)算機(jī)已成為人們工作生活中不可缺少的基本工具，其中人們接觸最多的是微型計(jì)算機(jī)。微型計(jì)算機(jī)誕生于20世紀(jì)70年代，是第四代計(jì)算機(jī)向微型化發(fā)展的一個(gè)重要分支，它的發(fā)展以微處理器的發(fā)展為主要標(biāo)志。微處理器簡(jiǎn)稱MPU（MicroProcessing Unit），是微型計(jì)算機(jī)的核心芯片，它將微型計(jì)算機(jī)的運(yùn)算器和控制器集成在一片硅片上，也稱中央處理器CPU（Central ProcessingUnit）。微處理器具體由算術(shù)邏輯部件ALU（Arithmetic Logical Unit）、控制部件、寄存器組和片內(nèi)總線等幾部分組成。微處理器的產(chǎn)生和發(fā)展與大規(guī)模集成電路的發(fā)展是密不可分的。20世紀(jì)60年代后期，在一片幾平方毫米的硅片上，可以集成幾千個(gè)晶體管，出現(xiàn)了大規(guī)模集成電路LSI（Large Scale Integration）。LSI器件體積小、功耗低，可靠性高，為微處理器及微型計(jì)算機(jī)生產(chǎn)提供了可能。1971年世界上第一臺(tái)微處理器（4004：）和微型計(jì)算機(jī)在美國(guó)舊金山南部的硅谷應(yīng)運(yùn)而生，從而開創(chuàng)了微型計(jì)算機(jī)發(fā)展的新時(shí)代

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