具体描述
本书以培养学生应用能力为主线，力求理论与实际相结合，并注意反映微型计算机技术的最新发展。全书共11章，包括概述、微处理器、8086/80 88的指令系统、汇编语言程序设计、总线技术、地址译码技术与存储器接口、中断处理技术与dma技术、并行接口与定时/计数技术、串行通信接口、人机交互设备接口、模拟接口技术等内容。
本书可作为应用型本科院校计算机科学与技术专业、高职高专计算机应用及相关电子类专业的专业课教材，同时也可作为相关工程技术人员的学习参考书。
好的，这是一份关于《微机原理与接口技术》这本书的详细内容简介，该简介旨在介绍其核心概念、结构安排和学习价值，同时避免提及“微机原理与接口技术”这个书名本身，而是聚焦于内容本身。 --- 计算机底层架构与系统交互深度解析 本书聚焦于现代计算系统的核心基石——微处理器的工作机制及其与外部设备的复杂交互方式。它为读者提供了一个全面而深入的视角，用以理解计算机硬件层面的逻辑运作和编程实现，是连接软件开发与硬件基础的坚实桥梁。 本书旨在构建一个从基础逻辑门到复杂系统架构的完整知识体系。它不仅仅是关于特定型号处理器的技术手册，更是关于计算思维和底层硬件实现原理的系统性教程。 第一部分：微处理器的核心架构与指令系统 本部分是全书的理论基石，着重剖析现代微处理器（CPU）的内部结构及其执行程序的基本方式。我们将从最微观的层面入手，揭示数据是如何在硅片上被处理和流动的。 1. 核心结构剖析： 详细介绍中央处理器内部的各个关键功能单元，包括算术逻辑单元（ALU）、寄存器组、程序计数器（PC）、指令寄存器（IR）以及控制单元（CU）。我们将探讨这些单元如何协同工作，形成一个高效的指令执行流水线。特别关注不同类型寄存器（通用寄存器、段寄存器、状态寄存器）的功能定位及其在程序执行中的作用。 2. 指令集架构（ISA）的秘密： 深入讲解指令集的分类、寻址模式和指令格式。本书会详细分析数据传输指令、算术逻辑指令、程序控制指令（如跳转和循环）的编码方式和执行流程。理解指令的二进制表示如何直接映射到硬件操作是本部分的核心目标。我们会剖析复杂指令集（CISC）与精简指令集（RISC）的设计哲学差异及其对性能的影响。 3. 机器周期与时序控制： 阐述微处理器执行一条指令所需的全部步骤，即取指、译码、执行和结果写回。详细分析时钟信号如何同步所有操作，以及控制单元如何生成精确的时序脉冲来协调内部组件的动作。这部分内容将使读者明白，程序在底层是如何被“一步一步”执行的。 第二部分：内存系统与数据组织 计算机的性能极大地依赖于其存储结构。本部分将详细阐述微处理器如何访问、管理和利用不同层次的存储介质。 1. 存储器的层次结构： 构建从高速缓存（Cache）到主存储器（RAM/ROM）再到外部存储的完整存储体系模型。重点讲解高速缓存的工作原理，包括映射方式、替换算法（如LRU）以及写回策略，解释缓存如何有效弥补CPU速度与主存速度之间的巨大鸿沟。 2. 存储器的组织与编址： 深入探讨内存的物理地址和逻辑地址的转换机制。对于分段式架构，详细讲解段基址、段内偏移量的概念以及如何通过它们定位内存中的特定单元。理解数据在内存中的排列方式（大端序与小端序）对底层编程至关重要。 3. 内存保护与虚拟化基础： 介绍现代操作系统如何利用硬件机制（如分页和分段的结合）来实现内存保护，确保不同程序间的隔离性，并为更高层次的虚拟内存管理打下基础。 第三部分：系统总线与数据传输技术 微处理器需要与内存、输入/输出设备进行高速可靠的数据交换。本部分专注于系统总线的设计原理和数据传输的底层协议。 1. 系统总线的结构与仲裁： 详细解构计算机系统中的三大总线：地址总线、数据总线和控制总线。分析总线仲裁机制，即当多个设备同时请求使用总线时，系统如何公平且有序地分配访问权限。 2. 异步与同步数据传输： 讲解不同类型设备间的数据同步方法。对于高速设备，侧重于总线控制信号的时序配合；对于低速设备，则探讨握手协议在确保数据正确传输中的作用。 3. 直接内存访问（DMA）技术： DMA是提升系统效率的关键技术。本部分会深入分析DMA控制器的工作流程，阐释它如何允许I/O设备在不占用CPU的情况下直接读写主存，从而实现高效的并发操作。 第四部分：外设控制与可编程化输入/输出 本部分是本书实践性最强的内容，关注CPU如何与外部世界——如键盘、显示器、磁盘驱动器等——进行交互和控制。 1. I/O端口的编址与映射： 对比独立I/O编址（端口映射I/O）和内存映射I/O（MMIO）两种方式的优劣及应用场景。讲解如何通过特定的I/O指令或内存读写操作来访问和控制外部设备的寄存器。 2. 中断驱动机制： 详细解析中断的产生、响应和返回过程。学习中断向量表的作用、中断服务程序（ISR）的编写规范，以及中断优先级管理在保证实时性方面的关键作用。 3. 可编程定时器/计数器（PIT）： 深入讲解通用定时器芯片的结构和工作模式。读者将学会如何利用这些硬件组件实现精确的延时、方波生成以及事件计数等功能，这是实现多任务调度的基础。 4. 串行与并行通信接口： 介绍早期和现代通信接口的基本原理，如UART（通用异步收发传输器）的配置，理解波特率、奇偶校验等参数的含义，以及如何通过编程实现设备间的可靠串行数据交换。 学习价值与实践导向 本书的内容组织遵循由浅入深、理论与实践相结合的原则。通过详尽的原理剖析和大量的编程实例（结合汇编语言和高级语言的底层调用），读者不仅能“知道”微处理器能做什么，更能“理解”它为什么能这么做。掌握这些底层知识，是迈向嵌入式系统开发、操作系统内核设计、高性能计算优化以及深入硬件调试的必经之路。本书为所有希望突破软件抽象层，直面计算机硬件核心逻辑的工程师和技术人员，提供了无可替代的深度指导。
作者简介
目录信息
第1章 概述 1.1 微型计算机基本构成 1.1.1 硬件系统 1.1.2 软件系统 1.1.3 微型计算机的工作过程 1.2 数据表示与运算 1.2.1 进位计数制与不同基数制之间的转换 1.2.2 二进制数和十六进制数运算 1.2.3 数据表示 1.2.4 定点数与浮点数 1.3 计算机语言基本概念 1.3.1 机器语言 1.3.2 汇编语言 1.3.3 高级语言 1.4 微机接口基本概念 1.4.1 接口的定义 1.4.2 为什么要专门研究接口 1.4.3 接口的分类 1.5 习题第2章 微处理器 2.1 8086／8088微处理器 2.1.1 8086CPU的内部结构 2.1.2 8086CU寄存器组织 2.1.3 8086 CPU引脚功能 2.1.4 8086／8088CPU的存储器组织和I／O组织 2.1.5 最小方式和最大方式下的基本配置 2.1.6 8086CP[J内部时序 2.2 80386微处理器 2.2.1 80386 CPU的内部结构 2.2.2 80386 CPU的寄存器结构 2.2.3 80386 CPU的引脚功能 2.2.4 80386的总线周期和内部时序 2.2.5 80386系统的存储器结构和I／0结构 2.3 80486到PenfiumⅣ微处理器 2.3.1 Intel 80486 2.3.2 Penfium 2.3.3 Pentium Pro 2.3.4 Pentium MMX 2.3.5 Pentium Ⅱ 2.3.6 Pentium Ⅲ 2.3.7 Pentium Ⅳ 2.4 习题第3章 8086／8088的指令系统 3.1 寻址方式 3.1.1 操作数类型 3.1.2 寻址方式 3.2 指令系统 3.2.1 数据传送指令 3.2.2 算术运算指令 3.2.3 逻辑运算指令 3.2.4 移位指令 3.2.5 转移指令 3.2.6 字符串操作指令 3.2.7 处理器控制指令 3.2.8 输入／输出指令 3.2.9 中断指令 3.3 习题第4章 汇编语言程序设计 4.1 汇编语言语句 4.1.1 语句的类别与结构 4.1.2 指令语句的操作数 4.1.3 指令语句中的运算符和操作符 4.2 伪指令 4.2.1 数据定义与符号定义伪指令 4.2.2 段定义伪指令 4.2.3 模块定义与通信伪指令 4.2.4 过程定义伪指令 4.2.5 其他伪指令 4.3 汇编语言程序的结构 4.3.1 汇编语言程序的构造 4.3.2 程序正常返回DOS的方法 4.4 高级汇编语言技术 4.4.1 条件汇编 4.4.2 宏汇编 4.4.3 结构 4.4.4 记录 4.5 习题笫5章 总线技术 5.1 概述 5.1.1 总线的类别 5.1.2 总线的优点 5.2 系统总线 5.2.1 IBMPC总线 5.2.2 ISA总线 5.2.3 EISA总线 5.2.4 PCI总线 5.2.5 STD总线 5.2.6 AGP总线 5.3 外部总线 5.3.1 IEEE-488总线 5.3.2 SCSI总线 5.3.3 IDE总线 5.3.4 USB总线 5.3.5 Fire Wire串行总线(IEEE-1394) 5.4 习题第6章 地址译码技术及存储器接口 6.1 I／O端口的寻址方式 6.1.1 I／O端口 6.1.2 端口地址编址方式 6.1.3 端口访问指令 6.1.4 I／0端口地址分配和选用 6.2 I／0端口地址译码 6.2.1 U0端口地址译码方法 6.2.2 固定式端口地址译码 6.2.3 开关式可选端口地址译码 6.3 GAL器件在I／0地址译码电路中的应用 6.3.1 GAL器件的特点 6.3.2 GAL器件的开发过程及工具 6.3.3 采用GAL的I／O地址译码电路设计 6.4 半导体存储器接口 6.4.1 半导体存储器接口的基本技术 6.4.2 静态RAM与CPU的连接 6.4.3 动态RAM与CPU的连接 6.4.4 ROM存储器与CPU的连接 6.5 习题第7章 中断处理技术与DMA技术 7.1 中断的基本概念 7.1.1 中断的定义 7.1.2 中断的处理过程 7.1.3 中断源、中断识别及其优先级 7.1.4 中断向量 7.2 8086／8088的中断系统 7.2.1 8086／8088的中断系统结构 7.2.2 内部中断 7.2.3 外部中断 7.3 8259A中断控制器 7.3.1 8259A的外部特性和内部结构 7.3.2 8259A的控制字及中断操作功能 7.4 8259A的应用举例 7.4.1 8259A在PC／XT及PC／AT系统中的初始化编程 7.4.2 8259A的应用举例 7.5 DMA技术概述 7.5.1 基本概念 7.5.2 DMA控制器 7.6 DMA控制器8237A 7.6.1 主要特性 7.6.2 8237A引脚及结构 7.6.3 8237A的软件命令 7.6.4 8237A的工作时序 7.7 8237A初始化编程 7.8 8237A应用实例 7.8.1 初始化 7.8.2 应用实例 7.9 习题第8章 并行接口及定时／计数技术 8.1 并行接口概述 8.1.1 并行接口概念 8.1.2 握手联络信号 8.2 简单并行接口 8.2.1 并行输入 8.2.2 并行输出 8.2.3 双向式输入／输出 8.2.4 带有联络信号的输入／输出 8.2.5 中断式输入 8.2.6 简单并行接口芯片8212 8.3 8255A可编程并行接口芯片 8.3.1 8255A引脚介绍 8.3.2 内部结构 8.3.3 工作方式控制字 8.3.4 3种工作方式 8.3.5 8255A编程 8.3.6 8255A应用举例 8.4 定时／计数器概述 8.4.1 定时／计数器的基本概念 8.4.2 定时／计数器的分类 8.5 可编程定时／计数器8253-5 8.5.1 8253-5主要特性 8.5.2 8253-5的引脚与功能结构 8.5.3 8253-5的内部结构 8.5.4 8253-5方式控制字 8.5.5 8253-5的6种工作方式 8.5.6 8253-5编程 8.5.7 8253-5应用举例 8.6 习题第9章 串行通信接口 9.1 串行通信的基本概念 9.1.1 串行通信的特点 9.1.2 数据通信方式 9.1.3 串行通信方式 9.1.4 信息的校验方式 9.1.5 传输速率与传送距离 9.1.6 信号的调制与解调 9.1.7 串行接口的基本结构和基本功能 9.2 串行接口标准 9.2.1 EIA-RS-232C接口标准 9.2.2 RS-422、RS-423和RS-485接口标准 9.3 IBM-PC／XT机异步通信接口 9.3.1 异步通信适配器的组成 9.3.2 INS 8250的结构和外部特性 9.3.3 INS 8250的内部寄存器及其编程方法 9.3.4 INS 8250的编程笫10章 人机交互设备接口 10.1 PC机与键盘的接口 10.1.1 键盘的工作原理 10.1.2 PC系列键盘及其接口电路 10.2 PC机与显示器的接口 10.2.1 LED显示器及其接口 10.2.2 LCD显示器及其接口 10.2.3 CRT显示器及其接口 10.3 多媒体技术及其接口 10.3.1 多媒体计算机概述 10.3.2 多媒体音频处理技术 10.3.3 多媒体视频处理技术 10.3.4 多媒体其他技术 10.4 其他常用人机输入接口 10.4.1 鼠标及其接口 10.4.2 笔式输入设备及其接口 10.4.3 触摸屏及其接口 10.4.4 图像扫描仪及其接口 10.5 习题第11章 模拟接口技术 11.1 D／A转换器接口 11.1.1 D／A转换器工作原理 11.1.2 D／A转换器性能指标 11.1.3 D／A转换芯片 11.1.4 D／A转换器的接口 11.2 A／D转换器 11.2.1 A／D转换器的工作原理 11.2.2 A／D转换器的主要性能指标 11.2.3 A／D转换芯片 11.2.4 A／D转换器的接口 11.3 多路模拟开关及采样保持电路 11.3.1 多路模拟开关 11.3.2 采样／保持电路 11.4 数据采集系统设计 11.4.1 数据采集系统构成 11.4.2 应用实例 11.4.3 数据采集接口设计注意问题 11.5 习题参考文献
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