微机原理与接口技术实验及实践教程 基于Proteus仿真 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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陈逸菲　编著 著，陈逸菲　编著 编

图书标签:

• 微机原理
• 接口技术
• Proteus
• 仿真
• 实验
• 实践
• 单片机
• 汇编语言
• 数字电路
• 计算机基础

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121289200

版次：1

商品编码：11989480

包装：平装

丛书名： 电子信息科学与工程类专业规划教材

开本：16开

出版时间：2016-07-01

用纸：胶版纸

页数：192

字数：350000

正文语种：中文

编辑推荐

适读人群 ：高等学校电子类专业的教材

本书是配合微机原理与接口技术等课程的教学和自学而编写的实验及课程设计指导书，基于Proteus软件平台，虚实结合、虚中有实本，内容全面、系统、实用性强，综合考虑了各类读者的需要。所有实验项目的程序和仿真电路均在Proteus中调试过，同样适用于实验箱实验的教学方式。

内容简介

本书是配合微机原理与接口技术等课程的教学和自学而编写的实验及课程设计指导书。本书基于Proteus软件平台，虚实结合、虚中有实，主要内容分为四部分：一、汇编语言程序设计，包括8086指令系统，常见结构程序设计和综合程序设计； 二、Proteus ISIS操作基础；三、基于Proteus仿真的接口实验，涵盖了译码电路，存储器，可编程芯片8253、8255、8251、8259，以及人机交互等接口的软硬件设计；四、基于Proteus仿真的课程设计。书中提供了详尽的实验分析、完整的参考程序和仿真电路，有助于学生自主学习和创新。本书中8086的接口实验是基于Proteus软件平台的，也可以方便地移植到其他硬件平台上。 本书内容全面、系统、实用性强，综合考虑了各类读者的需要。所有实验项目的程序和仿真电路均在Proteus中调试过，同样适用于实验箱实验的教学方式。

作者简介

　　　　陈逸菲，女，南京航空航天大学 计算机应用专业（博士），南京信息工程大学控制与信息学院讲师，主持微机原理、微机实验等课程

目录

第1章 8086汇编语言实验 （1）
1．1 寻址方式验证 （1）
1．1．1 DEBUG的常用命令 （1）
1．1．2 寻址方式验证实验 （4）
1．2 汇编语言程序的建立与执行 （7）
1．2．1 汇编语言程序编写、编译、链接和执行 （7）
1．2．2 双字变量相加实验 （9）
1．3 顺序结构程序设计 （12）
1．4 基于条件转移的分支程序设计 （13）
1．5 基于跳转表的多分支程序设计 （15）
1．6 计数控制循环程序设计 （18）
1．6．1 字符分类统计实验 （18）
1．6．2 查找最大和最小数实验 （21）
1．7 条件/状态控制循环程序设计 （22）
1．8 DOS功能调用程序设计 （24）
*1．9 子程序结构程序设计 （26）
*1．10 码制转换程序设计 （30）
*1．11 字符串处理程序设计 （35）
1．11．1 字符串删除实验 （35）
1．11．2 有序字符串插入实验 （37）
*1．12 数组排序程序设计 （39）
第2章 Proteus ISIS操作基础 （43）
2．1 Proteus ISIS操作界面 （43）
2．2 Proteus ISIS电路原理图设计 （46）
第3章 基于Proteus仿真的接口实验 （51）
3．1 8086最小系统搭建 （51）
3．2 端口地址译码器设计与测试 （53）
3．2．1 地址连续的端口地址译码电路设计 （53）
3．2．2 Proteus中8086的仿真设置 （55）
3．2．3 Proteus中8086外部代码编译器设置及仿真 （56）
3．2．4 地址可浮动的端口地址译码电路设计 （60）
3．3 简单并行I/O芯片实验 （61）
3．3．1 基于锁存器的8位输出口设计 （61）
3．3．2 基于三态门的8位输入口设计 （63）
3．3．3 8位输入/输出口设计 （64）
3．3．4 程序查询方式I/O端口控制 （67）
3．4 非屏蔽中断实验 （69）
3．4．1 非屏蔽中断控制8位LED循环移动 （69）
3．4．2 非屏蔽中断控制七段数码管递增显示 （70）
3．5 可编程定时/计数器8253实验 （72）
3．5．1 Proteus 数字时钟信号发生器和虚拟示波器的使用 （72）
3．5．2 8253工作方式验证 （74）
3．5．3 8253定时器控制1位LED数码管递增显示 （79）
*3．5．4 报警发生器设计 （81）
*3．5．5 电子发声器设计 （84）
3．6 可编程并行接口芯片8255实验 （86）
3．6．1 8255方式0无条件输入/输出 （86）
3．6．2 8255方式0有条件输入/输出 （88）
3．6．3 8255方式1输出 （89）
3．6．4 8255方式1输入 （91）
*3．6．5 8255 C口应用 （92）
3．6．6 十字路口交通灯实验 （94）
3．7 可编程串行通信接口芯片8251实验 （97）
3．7．1 Proteus虚拟终端的使用 （97）
3．7．2 8251串口发送实验 （99）
3．8 人机交互接口实验 （101）
3．8．1 开关与数码管显示器接口设计 （101）
3．8．2 数码管动态扫描接口设计 （103）
3．8．3 行/列扫描式键盘接口设计 （105）
*3．8．4 键盘与LED显示器接口设计 （107）
*3．8．5 8×8点阵型LED接口设计 （112）
*3．8．6 点阵型LED显示屏设计 （115）
*3．8．7 字符型液晶显示器设计 （117）
3．9 模拟I/O接口实验 （123）
3．9．1 DAC0832数/模转换器与PC接口 （123）
3．9．2 ADC0809模/数转换器与PC接口 （126）
3．10 可编程中断控制器8259实验 （133）
3．11 电机控制实验 （135）
3．11．1 直流电机正反转控制 （135）
3．11．2 步进电机正反转控制 （137）
*3．11．3 步进电机速度控制系统设计 （141）
3．12 存储器设计实验 （145）
第4章 基于Proteus仿真的课程设计 （148）
4．1 多功能波形发生器设计 （148）
4．2 数据采集与监视系统设计 （153）
4．3 用LED显示的电子时钟设计 （158）
4．4 十字路口交通灯控制系统设计 （166）
4．5 新闻条目定时刷新显示器设计 （169）
4．6 作息时间响铃自动化系统设计 （174）
参考文献 （1

前言/序言

前 言

本书是为《微机原理与接口技术》课程编写的实验及课程设计指导书。全书共分4部分：

第一部分 8086汇编语言实验

第二部分 Proteus ISIS操作基础

第三部分 基于Proteus仿真的接口实验

第四部分 基于Proteus仿真的课程设计

《微机原理与接口技术》是一门理论性与实践性很强的课程，因此必须加强理论教学与实验教学的结合。通过实验促使学生快速使用微处理器芯片及典型的接口芯片设计微处理器应用的典型接口电路，加深对微处理器和典型接口芯片特性的理解，掌握微处理接口电路设计的初步方法，并接受一定的编程训练，从而加强微机应用的工程实践能力。仿真实验具有完全开放性、绝对安全性和设计自主性的特点，学生可以在完成基本实验的基础上放飞想象，大胆创新，勇敢实践，不仅有益于课程学习，而且对提高学生的创新意识、设计能力和实践能力均具有非常重要的意义。本书是编者团队总结了多年理论与实践教学经验和教育教学研究成果，在对积累的资料进行综合提炼的基础上形成的，具有如下特色：

1）案例丰富，分析细致。所有实验都有详细的原理分析，使学生通过实验现象对理论知识有更深入的理解。不仅让学生掌握如何利用实验工具来验证所学知识，而且能够有效提高学生运用所学知识解决实际问题的能力。教材给出了完整的程序和仿真电路，不受具体硬件实验设备的限制，便于教师和学生使用。

2）实验难度由浅入深。既有基础的验证性实验，又有综合性实验(为了区分，综合实验用星号*标注)，还有课程设计，全面考虑了各类读者的需要。在实验项目的设计上注意前后知识点的联系和综合。

为了便于学习，书中均采用仿真软件中的元器件符号。书中所有源程序和仿真电路都经过测试，可以正常使用。本书有配套的源程序和仿真电路等教学资源，读者可以登录电子工业出版社华信教育资源网(www.hxedu.com.cn)下载。

本书第1、3、4章由南京信息工程大学陈逸菲、孙宁和河海大学叶彦斐共同编写，第2章由南京信息工程大学杨乐编写，张颖超教授审阅了本书，提供了极具价值的修改意见。本书得到了南京信息工程大学教材基金的资助。由于时间仓促，书中难免有疏漏之处，请读者谅解。

作者联系方式：ch_yi_f@126.com

编 者

洞悉微机世界的奥秘：从理论到实践的深度探索 在数字化浪潮席卷全球的今天，微处理器作为现代电子设备的核心，其重要性不言而喻。从智能手机到工业自动化，从家用电器到航空航天，微处理器的身影无处不在，深刻地改变着我们的生活和工作方式。理解微处理器的工作原理，掌握与之交互的接口技术，是现代电子信息技术领域从业者和研究者的基石。本书旨在为读者提供一个全面、深入且实践性强的学习平台，带领大家一步步走进微机原理与接口技术的奇妙世界。 本书的核心内容聚焦于微处理器的工作原理、指令系统、存储器组织、输入输出接口设计以及中断系统等方面，并结合先进的仿真技术，让理论知识的学习与实际操作紧密结合。我们摒弃了枯燥乏味的纯理论阐述，而是采用了一种循序渐进、由浅入深的学习路径，力求让不同基础的读者都能从中获益。 第一部分：微处理器核心原理剖析 本部分将带领读者深入理解微处理器的内部结构和工作机制。我们将从最基本的概念讲起，例如二进制、十六进制等计算机语言基础，以及逻辑门电路、组合逻辑和时序逻辑电路等数字电路基础，为后续更复杂的微处理器架构打下坚实基础。 接着，我们将重点介绍微处理器的核心组成部分，包括： 运算器（ALU）： 深入剖析算术逻辑单元如何执行加、减、乘、除等算术运算以及逻辑“与”、“或”、“非”、“异或”等逻辑运算。我们将探讨不同类型的算术运算（如二进制补码运算）和逻辑运算的应用场景。 控制器（Control Unit）： 详细阐述控制器如何从存储器中取出指令、译码指令、生成控制信号，指挥运算器、存储器及输入输出设备协同工作。我们将分析指令周期、指令流水线等概念，理解指令执行的整个流程。 寄存器组（Register File）： 介绍通用寄存器、程序计数器（PC）、指令寄存器（IR）、指令译码器、状态寄存器（Flags Register）等关键寄存器的功能和作用。我们将通过实例展示寄存器在指令执行过程中的数据暂存和状态信息传递。 总线（Bus）： 讲解数据总线、地址总线和控制总线的概念、功能和工作方式。我们将分析总线在处理器与存储器、处理器与外设之间进行信息交换时扮演的关键角色，以及总线仲裁、总线时序等重要概念。 在掌握了微处理器的基本组成后，我们将进一步深入学习： 指令系统： 详细介绍指令的格式、寻址方式（立即数寻址、寄存器寻址、直接寻址、间接寻址、变址寻址、基址寻址、相对寻址等）以及指令的分类（数据传送指令、算术运算指令、逻辑运算指令、转移指令、调用指令、栈操作指令等）。我们将通过大量的汇编指令示例，展示如何用机器语言控制微处理器完成各种任务。 存储器系统： 阐述存储器的层次结构，包括CPU内部缓存（Cache）、主存储器（RAM/ROM）以及外部存储器（硬盘、固态硬盘等）。我们将重点讲解随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）的工作原理、读写时序以及存储器的编址方式。理解存储器如何组织和管理数据，是编写高效程序的基础。 数据表示： 深入探讨计算机中数据的表示形式，包括整数（原码、反码、补码）、浮点数（IEEE 754标准）以及字符编码（ASCII、Unicode）等。这将帮助读者理解数据在计算机内部是如何存储和处理的。 第二部分：接口技术的核心要素 微处理器并非孤立存在，它需要通过各种接口与外部世界进行信息交互。本部分将聚焦于各种重要的接口技术，揭示微处理器如何连接外部设备，实现数据输入和输出。 我们将重点讲解： 输入输出（I/O）接口： 详细介绍I/O接口的基本概念、功能和类型（如程序控制I/O、中断I/O、DMA）。我们将深入分析I/O端口的编址方式（统一编址和独立编址），以及如何通过I/O指令与外设进行数据交换。 中断系统： 深入理解中断的概念、产生原因、中断响应过程以及中断向量表的作用。我们将讲解单重中断、多重中断、可屏蔽中断和不可屏蔽中断的区别，以及中断服务程序的编写要点。中断技术是提高系统效率和响应速度的关键。 直接内存访问（DMA）： 解释DMA的工作原理，以及它如何允许外设直接在内存和外设之间传输数据，从而减轻CPU的负担，提高数据传输效率。我们将分析DMA控制器的结构和工作流程。 串行通信接口（UART）： 介绍UART的工作原理，包括波特率、数据位、停止位、奇偶校验等参数的设置。我们将讲解RS-232、RS-485等常用串行通信标准，并展示如何利用UART进行设备间的串行数据传输。 并行通信接口（Centronics）： 讲解并行通信接口的工作方式，以及它在打印机等设备连接中的应用。虽然串行通信日益普及，但并行接口在某些场景下仍然具有优势。 定时器/计数器： 阐述定时器/计数器的功能，包括定时、计数、脉冲生成等。我们将分析其工作模式（如定时模式、计数模式、脉冲输出模式），以及在嵌入式系统中实现延时、波形生成等应用。 模数转换（A/D）和数模转换（D/A）： 介绍A/D转换器（ADC）和D/A转换器（DAC）的工作原理，它们是如何将模拟信号转换为数字信号，以及将数字信号转换为模拟信号。我们将探讨常用的ADC和DAC技术，以及它们在数据采集和信号输出中的重要性。 第三部分：Proteus仿真实战演练 理论学习固然重要，但缺乏实践的理论是空洞的。为了让读者能够将所学知识付诸实践，并深入理解其应用，本书引入了强大的Proteus仿真平台。Proteus是一款业界领先的电子设计自动化（EDA）软件，能够模拟电路的运行，极大地降低了实验成本和硬件损坏的风险。 在本部分，我们将通过一系列精心设计的仿真实验，引导读者： 搭建基础电路： 从简单的逻辑门电路搭建开始，逐步过渡到CPU、存储器、I/O设备的组合。 编写汇编程序： 学习使用汇编语言编写针对不同应用场景的程序，例如数据传送、算术运算、逻辑运算、条件跳转等。 实现接口通信： 仿真UART、SPI、I2C等常用接口，实现CPU与外设（如LED、LCD、传感器、EEPROM等）之间的数据交互。 调试程序： 学习使用Proteus提供的调试工具，如断点设置、单步执行、查看寄存器和内存状态等，高效地找出并解决程序中的错误。 设计嵌入式系统： 结合微处理器、接口电路和外设，设计简单的嵌入式系统，例如简单的温度监测系统、LED流水灯控制器、数码管显示控制器等。 本书的仿真实验设计充分考虑了知识的递进性和实用性。每一个实验都紧密围绕前面章节讲解的理论知识，并力求贴近实际应用。通过Proteus的强大仿真功能，读者可以直观地观察电路的运行状态，感受代码的执行过程，从而加深对微机原理和接口技术的理解。 本书的特色与价值 理论与实践的深度融合： 将晦涩的微机原理与具体的接口技术相结合，并通过Proteus仿真平台进行实操演练，实现了理论学习与实践应用的无缝对接。 循序渐进的学习路径： 从基础概念到复杂应用，由浅入深，逻辑清晰，确保读者能够逐步掌握知识体系。 丰富的仿真实例： 提供大量经过验证的Proteus仿真案例，读者可以自行搭建、修改和扩展，从中获得宝贵的实践经验。 面向未来的技能培养： 掌握微机原理和接口技术，是深入学习嵌入式系统、物联网、自动化控制等前沿领域的重要基础。 培养解决问题的能力： 通过实际的仿真调试过程，锻炼读者分析问题、定位问题和解决问题的能力。 无论您是电子信息工程、计算机科学、自动化等专业的在校学生，还是对微机技术充满好奇的业余爱好者，亦或是希望提升自身技能的在职工程师，本书都将是您学习微机原理与接口技术的理想选择。它将为您打开一扇通往数字化世界的大门，让您能够更深入地理解和驾驭那些驱动现代科技进步的“大脑”。 本书的编写过程力求严谨和细致，旨在为读者提供最准确、最实用的信息。我们相信，通过本书的学习，您将能够建立起扎实的微机原理和接口技术知识体系，为未来的学习和职业发展打下坚实的基础。让我们一起踏上这段精彩的微机探索之旅吧！

评分☆☆☆☆☆

我买这本书，主要是看中了它“实验及实践教程”这个定位，以及“基于Proteus仿真”的特色。坦白说，我是一名在校大学生，虽然学的是计算机相关专业，但微机原理这门课对我来说一直是个挑战。教材上的理论知识比较抽象，尤其是汇编语言和硬件接口的部分，没有实际操作，很容易就感到枯燥和迷茫。看到这本书明确提出要结合Proteus进行仿真，我眼前一亮。我知道Proteus是一款功能强大的电路仿真软件，能够模拟各种微控制器和外围器件，如果这本书能把Proteus仿真在微机原理实验中的应用讲透，那简直太棒了。我希望它能提供丰富的实验案例，并且这些案例能够紧密结合微机原理的核心知识点。比如，如何利用Proteus搭建一个简单的8086系统，如何编写汇编程序控制LED闪烁，如何实现键盘输入和显示输出，甚至更复杂的如定时器、中断和串行通信等。我希望这本书的仿真指导能够细致入微，即使是初学者也能轻松上手，逐步理解硬件的工作原理。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计倒是挺吸引人的，配色和字体都比较朴实，一看就不是那种花里胡哨的教材，我更喜欢这种“实打实”的风格。拿到手后，我迫不及待地翻开了目录，嗯，基础概念、指令系统、中断、I/O接口、存储器接口，这些经典的内容都涵盖了。我尤其关注的是“基于Proteus仿真”这部分，这一点对我来说至关重要。我之前接触过一些单片机开发，但苦于没有实物开发板，很多理论知识只能停留在纸面上，无法真正动手实践。Proteus仿真软件的引入，意味着我可以在电脑上模拟出真实的硬件环境，进行各种实验和调试，这对我来说是巨大的福音。我希望这本书的实验部分能够详细地介绍Proteus软件的使用方法，从搭建电路到编写代码，再到仿真调试，能够有一个循序渐进的指导。而且，理论与实践相结合，能够真正做到“学以致用”，是我选择这本书的主要原因。我期待通过这本书的学习，能够夯实微机原理的基础，掌握基本的接口技术，并且能够熟练运用Proteus进行仿真开发，为我后续更深入的学习和项目实践打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在职的嵌入式开发工程师，虽然平时主要接触ARM等更高级的处理器，但微机原理和接口技术仍然是重要的基础知识。我选择这本书，是因为它在“实验及实践”和“Proteus仿真”方面的承诺，我希望它能帮助我巩固和加深对80x86微处理器体系结构的理解，特别是其指令集、存储器管理和中断机制。在工作中，有时候会遇到一些底层硬件的调试问题，对微机原理的深刻理解能够事半功倍。Proteus仿真技术的应用，对我来说是一个额外的亮点，它能够让我快速验证一些设计思路，或者在没有实际硬件的情况下进行原型开发和性能分析。我期待这本书的实验部分能够设计一些具有挑战性但又贴近实际应用的案例，例如，如何实现一个简单的I/O控制器，如何利用中断处理外部事件，或者如何设计一个简单的存储器接口。如果这本书能够提供一些关于实际应用场景的分析，并结合Proteus仿真进行演示，那就更好了。

评分☆☆☆☆☆

我最近正在为参加一些嵌入式开发相关的竞赛做准备，微机原理和接口技术是绕不开的基础。我一直在寻找一本能够理论讲解清晰，同时又能提供大量实践机会的书籍。当我看到《微机原理与接口技术实验及实践教程 基于Proteus仿真》这本书时，我立刻被它所吸引。我对Proteus仿真这个特点尤为看重，因为它能极大地降低实验成本，并且提供一个高度灵活和可控的实验环境。我希望这本书的实验设计能够足够丰富和具有代表性，能够涵盖微机原理中的各个核心知识点，比如CPU的工作原理、指令系统的应用、中断响应机制、以及各种常用接口（如GPIO、UART、SPI、I2C）的控制方法。我期待书中能够提供详细的Proteus项目文件和汇编代码，让我能够直接上手，并且能够通过对代码和电路的分析，深入理解它们是如何协同工作的。如果书中还能提供一些典型应用案例的仿真分析，例如构建一个简单的数据采集系统或者控制一个小型机器人，那就更完美了。

评分☆☆☆☆☆

作为一名电子工程专业的学生，微机原理和接口技术是我们的核心课程之一。我平时喜欢通过动手实践来加深对知识的理解，但苦于硬件资源有限，很多实验只能停留在理论层面。这本书的出现，恰好解决了我的痛点。“基于Proteus仿真”这个关键词吸引了我，我听说Proteus可以模拟非常逼真的硬件环境，通过软件操作就能实现真实的电路功能。我希望这本书的实验部分能够从最基础的数码管显示、LED控制开始，逐步深入到更复杂的接口技术，比如定时器/计数器、中断控制器、ADC/DAC等。我特别希望它能提供详细的Proteus电路搭建步骤和汇编语言编程指导，让我能够一步一步地跟着操作，完成每一个实验。同时，我也希望书中的实验能够紧密结合微机原理中的关键概念，比如指令周期、寻址方式、中断向量表等，通过实验来直观地理解这些抽象的概念，从而真正掌握微机原理这门课程。