微型计算机原理与接口技术(第5版)

第1章微型计算机基础1

1.1从一段程序认识计算机系统3

1.1.1程序在计算机中的表示与执行3

1.1.2硬件系统的组成5

1.1.3冯·诺依曼结构8

1.1.4微机中的总线11

1.1.5操作系统对硬件的管理15

1.1.6后PC时代——嵌入式技术的发展17

1.1.7计算机系统中的几个重要概念20

1.2计算机中的数制及编码22

1.2.1常用数制22

1.2.2不同数制之间的转换23

1.2.3十进制数编码与字符编码26

1.3计算机中数的表示与运算29

1.3.1无符号整数的表示与运算29

1.3.2有符号整数的表示30

1.3.3补码运算33

1.3.4从补码数中获取真值35

1.3.5数的表示范围与溢出问题36

1.3.6定点数与浮点数38

1.4计算机中的基本逻辑电路与加法电路40

1.4.1基本逻辑运算与逻辑门40

1.4.2复合逻辑运算及其逻辑电路42

1.4.3译码器44

1.4.4二进制的加法电路44

1.4.5实现减法运算转换为加法运算的电路46

习题47

第2章微处理器技术49

2.1微处理器的结构与发展50

2.1.1从8位到32位微处理器时代50

2.1.2现代微处理器51

2.1.3多核技术53

2.1.4微处理器的基本组成55

2.2Intel x8616微处理器57

2.2.18088的引脚定义58

2.2.28086/8088的功能结构61

2.2.38086/8088的内部寄存器62

2.2.4实模式内存寻址65

2.2.58086/8088的总线时序70

2.2.6*大模式与*小模式下的8088系统72

2.332位微处理器74

2.3.180386的主要特性74

2.3.280386的内部结构75

2.3.380386的主要引脚功能76

2.3.4特定的80386寄存器77

2.3.580386的工作模式79

2.4Pentium 4和Core 2微处理器81

2.4.1主要技术指标82

2.4.2Intel NetBurst微体系结构82

2.4.3内部寄存器85

2.4.4内存管理86

2.5ARM处理器体系结构88

2.5.1ARM技术概述88

2.5.2RISC体系结构90

2.5.3ARM的组织结构92

2.5.4ARM的寄存器95

2.5.5基于ARM架构的鲲鹏处理器99

2.5.6基于ARM架构的飞腾处理器102

习题106

第3章指令集108

3.1计算机的语言——指令109

3.1.1常见指令集概述109

3.1.2计算机中的指令表示111

3.1.3指令中的操作数113

3.2寻址方式114

3.2.1立即寻址115

3.2.2直接寻址115

3.2.3寄存器寻址117

3.2.4寄存器间接寻址117

3.2.5寄存器相对寻址118

3.2.6基址变址寻址119

3.2.7基址变址相对寻址120

3.2.8隐含寻址121

3.3Intel x8616指令集121

3.3.1数据传送指令122

3.3.2算术运算指令131

3.3.3逻辑运算和移位指令140

3.3.4串操作指令148

3.3.5程序控制指令154

3.3.6处理器控制指令166

3.4x8632与x8664指令集166

3.4.1x8632指令集对指令功能的扩充167

3.4.2x8632指令集新增指令简述168

3.4.3从IA32到x8664170

3.5ARM指令集简介172

3.5.1ARM指令概述172

3.5.2ARM指令的寻址方式173

3.5.3ARM的32位指令集174

习题176

第4章汇编语言程序设计178

4.1汇编语言基础178

4.1.1低级语言与高级语言178

4.1.2汇编语言源程序180

4.1.3汇编语言指令中的操作数181

4.2伪指令185

4.2.1数据定义伪指令185

4.2.2符号定义伪指令187

4.2.3段定义伪指令188

4.2.4设定段寄存器伪指令190

4.2.5源程序结束伪指令190

4.2.6过程定义伪指令192

4.2.7宏命令伪指令193

4.2.8ORG伪指令195

4.3系统功能调用196

4.3.1键盘输入197

4.3.2显示输出200

4.3.3返回DOS操作系统功能202

4.4程序设计示例202

4.4.1汇编语言程序设计概述202

4.4.2汇编语言程序设计示例205

4.5ARM汇编语言概述213

4.5.1ARM汇编语言的宏指令、伪操作与伪指令213

4.5.2ARM汇编语言源程序格式214

4.5.3嵌入式C语言215

习题217

第5章半导体存储器220

5.1半导体存储器概述220

5.1.1随机存取存储器221

5.1.2只读存储器223

5.1.3半导体存储器的主要技术指标225

5.2RAM设计225

5.2.1Intel 6264 SRAM简介226

5.2.2Intel 2164A DRAM简介228

5.2.3RAM接口的地址译码231

5.2.4RAM接口设计233

5.3ROM设计235

5.3.1EPROM接口设计236

5.3.2EEPROM接口设计237

5.3.3Flash接口设计241

5.4存储器扩展技术244

5.4.1位扩展244

5.4.2字扩展246

5.4.3字位扩展246

5.5半导体存储器设计示例248

5.6计算机中的内存管理253

5.6.1Cache的工作原理253

5.6.2Cache的读写操作254

5.6.3Cache系统的数据一致性与命中率256

习题258

第6章输入输出和中断技术261

6.1输入输出系统概述261

6.1.1输入输出系统的特点262

6.1.2输入输出接口263

6.1.3I/O端口寻址264

6.2基本输入输出接口266

6.2.1三态门接口266

6.2.2锁存器接口269

6.2.3简单接口应用举例271

6.3基本输入输出方式272

6.3.1无条件传送方式273

6.3.2查询方式273

6.3.3中断控制方式275

6.3.4直接存储器访问方式276

6.4中断技术278

6.4.1中断的基本概念279

6.4.2中断处理的一般过程280

6.4.3中断处理过程的流程图描述283

6.4.4中断向量表283

6.4.5现代微机中的中断技术284

6.4.6ARM处理器的异常中断286

6.5可编程中断控制器8259A289

6.5.18259A的引脚及内部结构289

6.5.28259A的工作过程290

6.5.38259A的工作方式291

6.5.48259A的初始化294

6.5.58259A编程示例298

习题302

第7章串行与并行数字接口304

7.1串行通信与并行通信305

7.1.1串行通信305

7.1.2并行通信309

7.2常用串行通信技术310

7.2.1近距离串行通信接口310

7.2.2远距离串行通信接口315

7.3可编程定时/计数器8253321

7.3.18253的引脚和结构322

7.3.28253的工作方式324

7.3.38253的控制字328

7.3.48253的应用329

7.4可编程并行接口8255335

7.4.18255的引脚及结构335

7.4.28255的工作方式338

7.4.38255的方式控制字及状态字341

7.4.48255的应用343

习题350

第8章模拟量的输入输出353

8.1模拟量输入输出通道353

8.1.1模拟量输入通道354

8.1.2模拟量输出通道355

8.2D/A转换器356

8.2.1D/A转换器的工作原理356

8.2.2D/A转换器的主要技术指标358

8.2.3DAC0832359

8.2.4D/A转换器的应用363

8.3A/D转换器365

8.3.1A/D转换器的工作原理366

8.3.2A/D转换器的主要技术指标367

8.3.3ADC0809368

8.3.4A/D转换器的应用370

习题376

第9章计算机在自动控制与可穿戴式健康监测系统中的应用378

9.1计算机控制系统379

9.1.1计算机控制系统概述379

9.1.2计算机控制系统的基本组成380

9.2计算机在开环控制系统中的应用381

9.2.1开环控制系统概述381

9.2.2计算机开环控制系统设计示例382

9.3计算机在闭环控制系统中的应用386

9.3.1闭环控制系统概述386

9.3.2过程控制387

9.3.3计算机闭环控制系统设计示例389

9.3.4单片机直流调速控制系统设计390

9.4嵌入式技术在可穿戴式健康监测系统中的应用394

9.4.1可穿戴式健康监测系统概述394

9.4.2微型可穿戴式多生理参数记录装置设计示例398

习题402

附录A可显示字符的ASCII码404

附录B8088部分引脚信号功能405

B.1IO/、DT/、SS0的组合对应的操作405

B.2S2、S1、S0的组合对应的操作405

B.3QS1、QS0的组合对应的操作406

附录C8086/8088指令407

附录D8086/8088微机的中断411

D.1中断类型分配411

D.2DOS软中断412

D.3DOS系统功能调用简表413

D.4BIOS软中断简表418

参考文献420