具體描述
內容簡介
本書是教材《80x86/Pentium微機原理及接口技術》的配套教材。《21世紀重點大學規劃教材?80X86微機原理及接口技術:習題解答與實驗指導》共分兩部分:第一部分為學習指導與習題解答。為配閤讀者學習或復習微機原理及接口技術課程,首先給齣瞭各章主要內容、重點及難點,通過不同形式的習題與解答,強調基本原理、基本概念,給齣其應用的基本方法,最後提供瞭自測試捲,幫助讀者瞭解學習情況。第二部分為實驗指導。首先介紹瞭實驗平颱及實驗操作方法,設計瞭11個軟件實驗和18個硬件實驗。每個實驗均給齣瞭實驗要求、實驗提示及實驗思考。通過實驗加深讀者對課程內容的理解,掌握應用方法。在《21世紀重點大學規劃教材?80X86微機原理及接口技術:習題解答與實驗指導》附錄中給齣瞭常用ASCII碼對照錶、8086/8088指令一覽錶、MASM僞指令一覽錶、DOS係統功能調用一覽錶、DEBUG常用命令一覽錶等,供讀者查閱。
《21世紀重點大學規劃教材?80X86微機原理及接口技術:習題解答與實驗指導》概念清楚、結構緊湊、一題多解、麵嚮應用。可作為計算機相關專業本、專科學生的參考用書,也可作為考研復習的參考用書及教師教學的參考用書。 目錄
齣版說明
前言
第一部分 學習指導與習題解答
第1章 計算機基礎
1.1 學習指導
1.2 單項選擇題
1.3 判斷題
1.4 填空題
1.5 簡答題
第2章 微處理器
2.1 學習指導
2.2 單項選擇題
2.3 判斷題
2.4 填空題
2.5 簡答題
第3章 80x86指令係統
3.1 學習指導
3.2 單項選擇題
3.3 判斷題
3.4 填空題
3.5 簡答題
3.6 分析程序題
3.7 編程題
第4章 匯編語言程序設計
4.1 學習指導
4.2 單項選擇題
4.3 判斷題
4.4 填空題
4.5 簡答題
4.6 分析程序題
4.7 編程題
第5章 半導體存儲器及其接口技術
5.1 學習指導
5.2 單項選擇題
5.3 判斷題
5.4 填空題
5.5 簡答題
5.6 應用題
第6章 微型計算機接口技術
6.1 學習指導
6.2 單項選擇題
6.3 判斷題
6.4 填空題
6.5 簡答題
第7章 簡單接口電路設計
7.1 學習指導
7.2 單項選擇題
7.3 判斷題
7.4 填空題
7.5 應用題
第8章 可編程接口技術
8.1 可編程計數器8253/8254
8.1.1 學習指導
8.1.2 單項選擇題
8.1.3 判斷題
8.1.4 填空題
8.1.5 簡答題
8.1.6 應用題
8.2 並行通信接口8255A
8.2.1 學習指導
8.2.2 單項選擇題
8.2.3 判斷題
8.2.4 填空題
8.2.5 應用題
8.3 串行通信接口8250/8251
8.3.1 學習指導
8.3.2 單項選擇題
8.3.3 判斷題
8.3.4 填空題
8.3.5 簡答題
8.3.6 應用題
8.4 可編程中斷控製器8259A
8.4.1 學習指導
8.4.2 單項選擇題
8.4.3 判斷題
8.4.4 填空題
8.4.5 簡答題
8.4.6 應用題
第9章 自檢試捲
第二部分 為實驗指導
第1章 匯編語言程序的建立方法
第2章 微型計算機硬件接口實驗係統介紹
第3章 匯編語言程序設計實驗
第4章 微機接口設計實驗
附錄
參考文獻 前言/序言
80X86微機原理與接口技術:深度解析與實踐指南 本課程深入探討80X86微處理器傢族的架構、指令係統、時序、中斷機製以及各類接口技術,旨在為學習者構建堅實的微機係統基礎,並掌握實際應用開發的關鍵技能。內容涵蓋從基本的二進製運算到復雜的係統集成,循序漸進,力求理論與實踐的完美結閤。 第一部分:80X86微處理器核心原理 本部分將從最基礎的概念齣發,逐步深入80X86微處理器的內部構造與工作機製。 微處理器基礎概念: 何為微處理器? 講解微處理器的定義、發展曆程以及在現代計算中的核心地位。介紹CPU(中央處理器)的基本組成,包括運算邏輯單元(ALU)、控製單元(CU)、寄存器組等。 二進製與數製轉換: 強調二進製在計算機中的基礎性作用。詳細講解二進製、十進製、十六進製之間的相互轉換,以及補碼、反碼等錶示負數的方式,為後續理解機器指令和數據處理奠定基礎。 數據錶示: 闡述計算機內部如何錶示各種類型的數據,包括整數(有符號、無符號)、浮點數(IEEE 754標準)等,以及不同數據類型在內存中的存儲方式。 指令周期與時序: 詳細解析微處理器執行一條指令的完整流程,即取指令、譯碼、執行、寫迴。深入理解指令周期的各個階段,以及時鍾信號(Clocks)在同步操作中的關鍵作用。介紹總綫(Bus)的概念,包括地址總綫、數據總綫和控製總綫,以及它們在CPU與外部設備通信中的功能。 80X86架構詳解: 寄存器組織: 通用寄存器: 詳細介紹AX, BX, CX, DX(高8位/低8位構成AH, AL等)以及SP, BP, SI, DI等通用寄存器及其各自的典型用途,例如纍加器(AX)、基址寄存器(BX)、計數器(CX)、數據寄存器(DX)、棧指針(SP)、基址指針(BP)、源變址寄存器(SI)、目的變址寄存器(DI)。 段寄存器: 深入理解CS(代碼段)、DS(數據段)、SS(堆棧段)、ES(附加段)的作用,以及它們如何與偏移地址配閤形成完整的物理地址(Segment:Offset)。 狀態與控製寄存器: 重點講解標誌寄存器(FLAGS Register)中各個標誌位(如零標誌ZF, 進位標誌CF, 符號標誌SF, 溢齣標誌OF, 方嚮標誌DF, 中斷允許標誌IF等)的含義及其在條件判斷和控製流中的應用。介紹控製寄存器(如IP指令指針)的作用。 尋址方式: 立即數尋址: 指令中直接包含操作數。 寄存器尋址: 操作數在寄存器中。 存儲器尋址: 直接尋址: 操作數地址在指令中直接給齣。 寄存器間接尋址: 操作數的地址存放在寄存器中(如BX, BP, SI, DI)。 基址尋址: 操作數的地址由基址寄存器(BX或BP)加上一個偏移量構成。 變址尋址: 操作數的地址由變址寄存器(SI或DI)加上一個偏移量構成。 基址變址尋址: 操作數的地址由基址寄存器(BX或BP)加上變址寄存器(SI或DI)的值構成。 相對基址變址尋址: 操作數的地址由基址寄存器(BX或BP)加上變址寄存器(SI或DI)的值,再加上一個偏移量構成。 相對尋址: 操作數的地址由當前指令指針(IP)加上一個偏移量構成,常用於轉移指令。 指令係統: 數據傳輸指令: MOV, PUSH, POP, XCHG, LEA等,用於在寄存器、內存和堆棧之間移動數據。 算術運算指令: ADD, SUB, INC, DEC, MUL, IMUL, DIV, IDIV, CMP等,用於執行加減乘除、比較等運算。 邏輯運算指令: AND, OR, XOR, NOT, TEST等,用於執行邏輯運算。 位移與循環移位指令: SHL, SHR, ROL, ROR, RCL, RCR等,用於對二進製位進行移位操作。 控製流指令: 無條件轉移: JMP。 條件轉移: JE/JZ, JNE/JNZ, JC, JNC, JO, JNO, JS, JNS, JP/JPE, JNP/JPO等,根據標誌寄存器的狀態進行跳轉。 子程序調用與返迴: CALL, RET。 循環控製: LOOP。 串操作指令: MOVS, CMPS, SCAS, LODS, STOS等,用於高效地處理一係列連續數據。 處理器控製指令: NOP, STC, CLC, STI, CLI, HLT等。 中斷係統: 中斷的概念與分類: 講解中斷的定義、産生原因(硬件中斷、軟件中斷/異常)以及其在異步事件處理中的重要性。 中斷嚮量錶(IVT): 詳細介紹中斷嚮量錶在內存中的位置(0000H-03FFH),以及中斷嚮量(中斷服務程序的入口地址)如何存儲。 中斷過程: 詳細解析CPU響應中斷的完整流程:保護現場(壓棧)、查找中斷嚮量、跳轉到中斷服務程序(ISR)、執行ISR、恢復現場(齣棧)、返迴原程序。 中斷優先級與中斷嵌套: 講解中斷請求的優先級機製,以及中斷服務程序中如何處理更高級彆或同級彆中斷請求(中斷嵌套)。 可屏蔽中斷與不可屏蔽中斷: 區分INT指令産生的軟件中斷、INTR引腳接收的硬件可屏蔽中斷以及NMI引腳接收的不可屏蔽中斷。 中斷嚮量化: 講解中斷嚮量化的概念,以及如何通過中斷控製器(如8259A)管理多個中斷源。 中斷服務程序的編寫: 學習編寫高效、簡潔的中斷服務程序,並注意保護和恢復現場。 第二部分:80X86接口技術與外部設備連接 本部分將聚焦於微處理器如何與外部硬件進行交互,實現數據輸入、輸齣以及與其他係統的通信。 I/O端口及其編址: I/O端口的概念: 講解I/O端口是CPU與外設之間進行信息交換的“通道”。 I/O端口的編址方式: 介紹統一編址(內存空間映射I/O)和獨立編址(I/O空間映射I/O)兩種方式,以及80X86係列處理器如何支持這兩種方式。 I/O端口操作指令: 重點講解IN和OUT指令,以及它們如何與段寄存器(DS, ES)和I/O端口地址配閤進行數據傳輸。 存儲器映射與內存接口: 存儲器組織: 介紹RAM(隨機存取存儲器)和ROM(隻讀存儲器)的基本原理和區彆。 地址譯碼: 深入講解地址譯碼電路的設計原理,如何利用邏輯門(如與非門、或非門)或專用譯碼器(如74LS138)根據CPU發齣的地址信號選擇正確的存儲器芯片。 存儲器芯片的連接: 演示如何將CPU的地址綫、數據綫和控製綫(如讀/寫信號,片選信號)連接到存儲器芯片,實現數據的讀寫操作。 存儲器映射的配置: 講解如何通過地址分配,將不同的存儲器區域映射到CPU的地址空間中。 中斷控製器(8259A): 8259A的功能: 詳細介紹8259A(可編程中斷控製器)在中斷係統中的作用,如何管理8個(或通過級聯管理更多)中斷源,並將其優先級排序後送給CPU。 8259A的工作模式: 講解8259A的主/從模式,以及各種工作方式(如普通、特殊完全嵌套、緩衝模式等)。 8259A的初始化: 學習使用I/O指令對8259A進行初始化配置(ICW1-ICW4)和操作指令(OCW1-OCW3),設置中斷嚮量、優先級和工作模式。 中斷服務程序的處理: 講解中斷服務程序如何通過EOI(End of Interrupt)命令告知8259A中斷已處理完畢,以便8259A可以繼續響應其他中斷。 定時器/計數器(8253/8254): 8253/8254的功能: 介紹8253/8254(可編程計數器/定時器)在産生精確延時、周期信號、方波以及計數外部事件等方麵的應用。 通道與工作模式: 講解8253/8254的三個獨立計數通道,以及BCD計數、二進製計數、每秒産生輸齣、軟件觸發産生輸齣、硬件觸發産生輸齣、硬件停止輸齣等多種工作模式(Mode 0-Mode 5)。 控製字與計數操作: 學習編寫控製字(Control Word)來配置每個通道的工作模式、計數器加載方式、讀寫方式等。理解如何嚮計數器加載初始計數值,以及如何讀取計數器的當前值。 串行通信接口(UART): 串行通信原理: 講解串行通信(如RS-232標準)與並行通信的區彆,以及其在遠距離數據傳輸中的優勢。 UART的功能: 介紹通用異步收發傳輸器(UART)如何實現串行數據的發送和接收。講解發送移位寄存器、接收移位寄存器、波特率發生器、狀態寄存器、控製寄存器等核心組成。 異步通信參數: 講解起始位、數據位、校驗位(奇校驗、偶校驗、無校驗)和停止位等異步通信的組成部分,以及它們如何配閤實現數據的正確傳輸。 波特率的設置: 理解波特率(Baud Rate)的概念,以及如何通過波特率發生器設置數據傳輸速率。 編程實例: 演示如何通過I/O端口讀寫UART的寄存器,實現數據的發送和接收。 並行通信接口(Centronics): 並行通信原理: 講解並行通信(如Centronics接口)如何同時傳輸多個數據位,速度通常比串行通信快,適用於短距離高速傳輸。 Centronics接口的標準: 介紹Centronics接口的常用數據綫、控製綫(如Busy, ACK, Paper End等)以及電源綫。 打印機接口編程: 演示如何通過I/O端口控製並行接口,嚮打印機發送數據和控製命令。 DMA(直接存儲器訪問)控製器: DMA的概念與優勢: 解釋DMA技術如何允許外設直接與主存儲器之間進行數據傳輸,而無需CPU的乾預,從而提高係統效率。 DMA控製器的功能: 介紹DMA控製器(如8237)的主要功能,包括地址生成、計數、請求/響應握手等。 DMA傳輸模式: 講解單周期模式、塊傳輸模式、請求模式、級聯模式等DMA傳輸方式。 DMA通道的配置: 演示如何配置DMA控製器,設置源地址、目的地址、傳輸字節數以及傳輸模式。 鍵盤與顯示器接口: 鍵盤掃描碼: 講解鍵盤的工作原理,當按下按鍵時,鍵盤控製器生成掃描碼,並通過某種方式(如中斷)通知CPU。 顯示器控製器: 簡述顯示器控製器(如CRT控製器)的基本原理,以及CPU如何嚮顯存寫入數據以顯示圖像。 簡單的字符顯示: 演示如何通過I/O端口或內存映射方式,嚮簡單的字符顯示設備發送字符並控製光標位置。 第三部分:高級主題與實踐應用 本部分將進一步拓展學習內容,引入一些更復雜的概念和實際應用。 微機係統的構建與擴展: 總綫結構: 介紹ISA、EISA、PCI等常見的微機總綫標準,以及它們在連接不同設備和擴展性方麵的特點。 擴展槽與接口卡: 講解擴展槽(如ISA插槽)的功能,以及如何通過各種接口卡(如顯卡、網卡)來擴展微機係統的功能。 電源管理與功耗: 簡述微機係統中的電源管理技術以及不同組件的功耗。 嵌入式係統概述: 嵌入式係統的定義與特點: 講解嵌入式係統與通用計算機的區彆,強調其專用性、實時性、低功耗等特點。 80X86在嵌入式係統中的應用: 介紹80X86係列微處理器在一些早期的嵌入式設備或工業控製係統中的應用案例。 匯編語言編程實踐: 編寫簡單的匯編程序: 通過實際編寫和調試匯編程序,加深對指令係統、尋址方式和匯編語言特性的理解。 調試技巧: 學習使用調試器(如DEBUG.EXE)來跟蹤程序的執行,查看寄存器和內存內容,設置斷點,理解程序運行的細節。 子程序與宏的應用: 講解如何組織代碼,利用子程序提高代碼的復用性,以及如何使用宏來簡化重復的指令序列。 通過本課程的學習,學員將能夠深入理解80X86微處理器的內部工作原理,掌握各類接口技術的設計與應用,並具備開發和調試微機係統的基本能力,為進一步深入學習計算機體係結構、嵌入式係統設計等領域打下堅實的基礎。