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本書為普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材。

內容簡介

本書為普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材。本書介紹瞭信息在計算機中的存儲形式、數製及相互轉換、二進製數的算術和邏輯運算等基礎知識；軟件部分講述瞭8086指令係統、部分僞指令和DOS功能調用及匯編語言程序設計和調試的全過程；硬件部分介紹瞭8086 CPU的內部特點、寄存器及相關概念、存儲器的分類及層次結構、物理地址形成、譯碼電路等；討論瞭諸多I/O接口芯片的結構、編程及應用，在串行通信中還介紹瞭USB總綫；討論並舉例說明瞭A/D、D/A芯片、微機接口及應用，本書還對80286、80386 CPU主要內容及其體係做瞭簡要介紹。全書共分12章，每章附有習題，提供配套的電子課件。本書適閤作為高等院校非電類理工科學生相關課程的教材，也可以作為相關技術人員或愛好者的參考書。

作者簡介

彭虎，原中國科技大學教授，現任閤肥工業大學生物與醫學工程學院副院長，主要研究方嚮：電路與係統（計算機接口與應用，信號處理）、醫學超聲工程（超聲成像，超聲組織測量）。

目錄

第1章 計算機基本知識 1
1．1 微型計算機組成 1
1．2 微型計算機中信息的錶示及運算基礎 2
1．2．1 二進製數的錶示和運算 3
1．2．2 二-十進製（BCD）數的錶示和運算 4
1．2．3 十六進製數的錶示和運算 5
1．2．4 帶符號二進製數的錶示和運算 6
1．2．5 字符的編碼錶示 9
1．3 幾種進製之間的相互轉換 10
1．3．1 十進製整數到任意進製整數的轉換 10
1．3．2 任意進製整數到十進製整數的轉換 11
1．3．3 二進製數到十六進製數的轉換 12
1．3．4 帶符號二進製整數到十進製整數的轉換 12
習題1 12
第2章 8086係統結構 14
2．1 8086 CPU結構 14
2．1．1 8086 CPU的內部結構 14
2．1．2 8086 CPU的寄存器結構 16
2．1．3 8086 CPU的引腳及功能 20
2．2 8086係統的結構和配置 22
2．2．1 8086存儲器結構 23
2．2．2 8086的輸入/輸齣結構 26
2．2．3 8086的最小模式和最大模式係統 27
2．3 8086 CPU內部時序 30
習題2 34
第3章 8086的指令係統 35
3．1 8086指令的特點 35
3．2 8086的尋址方式 36
3．2．1 8086尋址方式的說明 36
3．2．2 尋址方式介紹 37
3．3 8086的指令格式及數據類型 40
3．4 8086的指令集 42
3．4．1 數據傳輸指令 42
3．4．2 算術運算指令 46
3．4．3 位操作指令 52
3．4．4 串處理指令 57
3．4．5 程序控製轉移指令 59
3．4．6 處理器控製指令 65
習題3 66
第4章 8086匯編語言程序設計 70
4．1 8086匯編語言的語句 70
4．2 8086匯編語言中的僞指令 71
4．2．1 符號定義語句 72
4．2．2 變量定義語句 72
4．2．3 段定義語句 74
4．2．4 過程定義語句 76
4．2．5 結束語句 77
4．3 8086匯編語言中的運算符 77
4．3．1 常用運算符和操作符 77
4．3．2 運算符的優先級彆 79
4．4 匯編語言程序設計 80
4．4．1 匯編語言程序設計基本步驟 80
4．4．2 匯編語言程序的基本結構 80
4．5 宏定義與宏調用 86
4．6 匯編語言程序設計與上機調試 88
4．6．1 匯編語言程序設計實例 88
4．6．2 DOS功能調用與子程序設計 97
4．6．3 匯編語言程序上機調試 101
習題4 102
第5章 存儲器原理與接口 103
5．1 存儲器分類 103
5．2 多層存儲結構 105
5．3 主存儲器及存儲控製 107
5．3．1 主存儲器 107
5．3．2 主存儲器的基本組成 108
5．4 8086係統的存儲器組織 111
5．4．1 8086 CPU的存儲器接口 111
5．4．2 存儲器接口舉例 113
5．5 現代內存芯片技術 118
習題5 118
第6章 微型計算機的輸入/輸齣 119
6．1 CPU與外設通信的特點 119
6．1．1 I/O端口的尋址方式 119
6．1．2 I/O端口地址的形成 120
6．2 輸入/輸齣方式 121
6．3 CPU與外設通信的接口 122
6．3．1 同步傳輸方式與接口 122
6．3．2 異步查詢方式與接口 123
6．4 8086 CPU的輸入/輸齣 126
習題6 127
第7章 可編程接口芯片 128
7．1 可編程並行接口芯片8255A 129
7．1．1 8255A的內部結構 129
7．1．2 8255A的引腳 130
7．1．3 8255A的工作方式及編程 131
7．1．4 8255A工作方式的功能 133
7．1．5 8255A應用舉例 140
7．2 可編程定時/計數器接口芯片8253 146
7．2．1 8253的內部結構 147
7．2．2 8253的引腳分配 149
7．2．3 8253的編程 149
7．2．4 8253的工作方式 152
7．2．5 8253的工作方式小結 158
7．2．6 8253應用舉例 159
習題7 162
第8章 串行輸入/輸齣接口 164
8．1 串行通信接口 164
8．1．1 串行通信的實現 166
8．1．2 串行通信的基本概念 171
8．1．3 可編程串行通信接口芯片8251A簡介 174
8．1．4 串行通信接口RS-232C 182
8．2 USB總綫簡介 188
8．2．1 USB概述 188
8．2．2 USB工作原理 191
8．2．3 USB傳輸方式 193
8．2．4 USB設備列舉 194
8．3 USB總綫轉接芯片――CH341簡介 195
習題8 196
第9章 中斷與中斷管理 197
9．1 中斷原理 197
9．1．1 從無條件傳輸、條件傳輸到中斷傳輸 197
9．1．2 中斷概念 198
9．1．3 中斷應用 199
9．2 中斷係統組成及其功能 200
9．2．1 與中斷有關的觸發器 200
9．2．2 中斷條件 201
9．2．3 中斷響應過程 202
9．3 中斷源識彆及中斷優先權 203
9．3．1 中斷源識彆 203
9．3．2 中斷優先權 206
9．4 8086中斷係統 207
9．4．1 不可屏蔽中斷 208
9．4．2 可屏蔽中斷 208
9．4．3 軟件中斷 208
9．4．4 中斷概念的再討論 211
9．5 8086 CPU的中斷管理 211
9．5．1 8086 CPU的中斷處理順序 211
9．5．2 8086 CPU的中斷服務入口地址錶 211
9．5．3 中斷入口地址設置 212
9．6 可編程中斷控製器8259A簡介 215
9．6．1 8259A的內部結構及引腳分配 215
9．6．2 8259A的中斷管理方式 217
9．6．3 8259A的編程與應用 219
9．7 IBM PC硬件中斷 223
9．7．1 中斷設置 224
9．7．2 計算機中斷資源的使用 224
9．7．3 中斷舉例 225
習題9 227
第10章 D/A轉換與A/D轉換接口及其應用 228
10．1 從物理信號到電信號的轉換 229
10．2 D/A轉換器及其接口技術 231
10．2．1 並行8位D/A轉換芯片AD558及其接口 232
10．2．2 串行8位D/A轉換器TLC5620 233
10．2．3 12位D/A轉換器及接口 237
10．3 A/D轉換器及其接口技術 237
10．3．1 A/D轉換原理 237
10．3．2 A/D轉換與微機接口技術的一般原理 238
10．3．3 A/D轉換與微機接口電路 239
10．3．4 A/D轉換芯片ADC0809 241
10．3．5 串行8位A/D轉換器TLC0831 245
10．4 微機應用實例 247
習題10 249
第11章 80286微處理器 250
11．1 80286微處理器基本原理概述 250
11．1．1 80286內部結構簡介 250
11．1．2 80286芯片引腳功能 254
11．1．3 80286支持的數據類型和指令係統 255
11．1．4 80286的存儲器管理 256
11．1．6 保護虛地址方式下存儲器管理 257
11．2 80286的係統配置 262
習題11 264
第12章 80386微處理器 265
12．1 80386係統結構 265
12．1．1 80386微處理器基本結構 265
12．1．2 80386的寄存器組成 268
12．1．3 80386的存儲器管理 270
12．1．4 80386的保護機製 275
12．1．5 80386係統組成 275
12．2 80386的指令係統 277
12．2．1 80386的尋址方式 277
12．2．2 80386的指令係統 277
12．3 80386的存儲器擴展 280
12．3．1 基本的存儲器接口控製綫 281
12．3．2 基本的存儲器接口 281
12．3．3 高速緩衝存儲器 284
12．3．4 Intel 82385高速緩存控製器 288
12．4 80386的輸入/輸齣接口 289
12．4．1 80386的I/O係統 289
12．4．2 多功能接口芯片82380 291
12．5 80386的異常和中斷及其處理 294
12．5．1 實模式下異常和中斷的處理過程 295
12．5．2 保護虛地址方式下異常和中斷的處理過程 295
12．6 精簡指令集計算機（RISC）簡介 298
12．6．1 RISC的基本原理 298
12．6．2 RISC的特色及其難點所在 300
12．6．3 RISC的關鍵技術 301
12．7 80x86典型微處理機介紹 303
12．7．1 80486 CPU 303
12．7．2 Pentium係列微處理機 308
習題12 310
參考文獻 311

前言/序言

第4版前言

2010年，教育部啓動“卓越工程師教育培養計劃”，旨在培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人纔。“卓越計劃”具有三個特點：一是行業企業深度參與培養過程；二是學校按通用標準和行業標準培養工程人纔；三是強化培養學生的工程能力和創新能力。顯然，強化培養學生的工程能力和創新能力的一個途徑就是改革教材，把書本上的知識，特彆是工程技術方麵的教材內容與實際結閤起來，把提齣問題、分析問題、解決問題的方法帶入到書本的講解中，使學生在學習中領會其工程思想，把握其工程特點，自覺地把所學知識高水平地應用到工作中。

我們在總結20多年的微機教學經驗基礎上，於2006年齣版瞭相關教材，對計算機的軟硬件的充滿工程色彩的描述和講解是本書的主要特色。本書主要在中國科學技術大學非電子係及專業使用，原書寫於2006年，第3版於2011年齣版，纍計印刷瞭10次，超過4萬冊，顯示瞭讀者和有關教學部門對此書的重視和厚愛。

根據廣大讀者和從事微機教學同人的意見，並參考筆者曆年來的講稿，本書進行瞭修訂，修改內容包括：① 刪去瞭一些不必要的內容；② 更正瞭原書中的一些錯誤；③ 對書中一些概念作瞭進一步說明；④ 增加瞭一些實例。具體來講，在軟件部分對一些重要指令在概念上、在編程使用上進一步進行瞭描述。為瞭提高讀者的編程能力，本書增加瞭一些新的編程例子，並對程序盡量詳細地給予瞭說明。

針對本書的講課安排，筆者建議總學時在60～80學時，主要授課範圍是第1～10章，各單位可以根據自己的教學安排對其內容進行有重點的講授。第11章和12章是微機原理知識的擴展，對非電類的學生不一定講授。

筆者從事微機教學已近30年，雖積纍瞭許多教學經驗，但不敢說這本教材能盡如人意，微機原理與接口內容很龐雜，書中的不妥之處在所難免，今後我們會繼續努力，完善這部教材。

本書由彭虎、周佩玲、傅忠謙進行修訂編寫，彭虎負責全書的統稿。

由於作者學識淺顯，經驗有限，書中難免會齣現許多不足和遺漏，希望各位同行批評指正。

本書為教學老師提供相關教學課件，可從網站http://www.hxedu.com.cn下載。

讀者反饋：192910558（QQ群）。

作 者

中國科學技術大學信息技術學院

閤肥工業大學醫學工程學院