微机原理与接口技术实验及课程设计

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出版者:西南交通大学
作者:杨斌
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:2005年1月1日
价格:20.0
装帧:平装
isbn号码:9787811041699
丛书系列:
图书标签:
  • 微机原理
  • 汇编语言
  • 接口技术
  • 实验教学
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具体描述

《微机原理与接口技术实验及课程设计》全面、系统地介绍了现代微型计算机的基本组成、工作原理和典型接口技术,主要内容包括数据在计算机中的表示形式、计算机/微型计算机的组成与结构、微处理器结构、指令系统与汇编语言程序设计、存储器及其接口、输入输出及DMA技术、中断系统、串并行通信及其接口电路、计数/定时技术、模拟接口、总线技术、高性能微处理器的先进技术与典型结构和嵌入式系统与嵌入式处理器等。

《微机原理与接口技术实验及课程设计》旨在为读者深入理解微型计算机的硬件结构、指令系统、工作原理以及与外部设备的接口通信提供全面的指导。本书在理论讲解的基础上,强调实践操作的重要性,通过一系列精心设计的实验项目,帮助读者掌握微处理器的工作流程、汇编语言编程技巧、中断处理机制、I/O端口的读写方法,以及常用接口芯片(如定时器、计数器、中断控制器、DMA控制器、串行通信接口等)的应用。 本书内容涵盖了从基础的8位微处理器(如8080/8085)到更高级的16位和32位微处理器(如8086/8088,以及x86系列),系统地介绍了微处理器的寄存器结构、指令集、寻址方式、时序信号和总线工作原理。读者将学习如何利用汇编语言编写程序,实现各种数据处理、运算控制和逻辑功能,理解程序是如何被CPU执行的。 在接口技术方面,本书详细阐述了微处理器如何与各种外部设备进行数据交换。这包括对并行接口和串行接口的深入分析,理解I/O端口映射方式和内存映射方式的区别与应用。读者将学习如何配置和使用诸如8255可编程并行接口芯片,实现键盘输入、LED显示、打印机通信等基本I/O功能。同时,本书也会讲解8253/8254可编程定时/计数器,用于产生定时信号、测量外部事件的时间间隔、生成脉冲序列等。 中断系统是微机系统中不可或缺的一部分,本书将详细介绍中断的概念、中断源、中断优先级、中断向量表以及中断服务程序的编写。读者将学习如何通过中断控制器(如8259A可编程中断控制器)来管理多个中断请求,实现对外部事件的高效响应。此外,直接内存访问(DMA)技术也是本书的重要内容,通过DMA控制器,数据可以在CPU的干预最少的情况下,直接在内存和外部设备之间传输,极大地提高了系统效率。 本书还涵盖了数据采集与控制系统的基础知识,包括模数转换(ADC)和数模转换(DAC)原理及其接口电路。读者将学习如何将模拟信号转换为数字信号进行处理,或将数字信号转换为模拟信号输出到执行机构。 针对课程设计环节,本书提供了多个具有代表性的设计项目,这些项目往往是理论知识的综合运用。例如,设计一个基于微处理器的交通灯控制器,实现不同模式下的灯光切换;设计一个简易的数据采集系统,对传感器数据进行采集、显示和存储;或者开发一个简单的串行通信终端,实现微机与计算机之间的远程数据交换。这些课程设计项目旨在培养读者的系统设计能力、问题分析能力和工程实践能力,鼓励读者将所学知识应用于解决实际问题。 本书的特色在于理论与实践的紧密结合。每章的理论讲解都配有相应的实验,实验器材通常包括微机原理实验箱(集成了微处理器、时钟、复位、总线、I/O接口等)、各种接口芯片(如8255、8253、8259A、8257等)、存储器芯片、输入设备(如键盘、开关)和输出设备(如LED数码管、显示器)。通过动手操作,读者可以直观地感受微处理器的运作,理解指令的执行过程,验证接口电路的功能。 本书的语言力求清晰易懂,配以丰富的图示和表格,帮助读者理解抽象的硬件概念和编程逻辑。在汇编语言编程方面,本书通常会以一种或多种主流微处理器(如8086)的指令集为例,详细讲解指令的格式、功能和使用方法。 总体而言,《微机原理与接口技术实验及课程设计》是一本面向高等学校电子工程、自动化、计算机科学等相关专业的教材或参考书,也适合对微机技术感兴趣的工程师和爱好者阅读。通过本书的学习,读者将能够扎实掌握微机系统的硬件构成、软件编程以及软硬件协同工作的原理,为后续更复杂的嵌入式系统开发、硬件设计和系统集成打下坚实的基础。

作者简介

目录信息

第1章数在计算机中的表示形式1
1.1机器数与真值1
1.2常见的机器数表示形式2
1.2.1原码2
1.2.2补码3
1.2.3反码4
1.2.4原码、补码和反码之间的转换4
1.2.5移码表示法5
1.2.64种机器数表示形式的比较和小结6
1.3数的定点表示与浮点表示6
1.3.1定点表示法6
1.3.2浮点表示法7
1.4二十进制编码10
1.4.1二十进制编码特点10
1.4.28421码11
1.5二进制信息的计量单位11
习题112
第2章计算机的基本结构与工作过程13
2.1计算机的基本结构13
2.1.1冯·诺依曼计算机基本结构13
2.1.2计算机的基本组成框图及功能部件简介14
2.2计算机的工作流程17
2.2.1指令与程序17
2.2.2计算机的基本工作流程18
2.3计算机系统的组成20
2.3.1硬件与软件20
2.3.2计算机系统的基本组成21目录微机原理与接口技术(第2版)2.4微型计算机的分类及主要技术指标22
2.4.1微型计算机的分类22
2.4.2微型计算机的主要技术指标23
2.5微型计算机的基本结构及系统组成24
2.5.1微型计算机基本结构24
2.5.2微型计算机的系统组成25
习题226
第3章微处理器的编程结构27
3.1微处理器的工作模式27
3.1.1实模式28
3.1.2保护模式28
3.1.3虚拟8086模式28
3.2微处理器的编程结构28
3.2.1程序可见寄存器28
3.2.280x86/Pentium处理器的寄存器模型29
3.3微处理器的寻址机制33
3.3.1存储器分段技术33
3.3.2实模式下的存储器寻址34
3.3.3堆栈38
习题339
第4章寻址方式与指令系统40
4.1寻址方式40
4.1.1数据寻址方式40
4.1.2转移地址寻址方式46
4.2指令编码47
4.2.1指令编码格式48
4.2.2指令编码举例50
4.38086指令系统51
4.3.1数据传送指令51
4.3.2算术运算指令57
4.3.3逻辑运算与移位指令68
4.3.4串操作指令71
4.3.5转移指令75
4.3.6处理器控制指令81
4.480286~Pentium指令系统82
习题483
第5章汇编语言的基本语法84
5.1汇编语言的特点84
5.2汇编语言程序结构和基本语法85
5.2.1示例程序85
5.2.2基本概念86
5.2.3指令语句92
5.2.4伪指令语句95
5.2.5宏指令102
5.2.6简化段定义105
5.3ROM BIOS中断调用和DOS系统功能调用106
5.3.1ROM BIOS中断调用106
5.3.2DOS系统功能调用107
5.4汇编语言程序的上机调试107
5.4.1建立源文件107
5.4.2汇编108
5.4.3连接110
5.4.4运行111
5.4.5调试112
习题5115
第6章汇编语言程序设计及应用118
6.1汇编语言程序设计的基本方法118
6.1.1程序设计的基本步骤118
6.1.2程序的基本结构形式119
6.1.3子程序设计121
6.2汇编语言的编程应用123
6.2.1I/O与通信123
6.2.2声音与时钟124
6.2.3乐曲程序126
6.2.4键盘I/O129
6.2.5鼠标器编程131
6.2.6图形显示134
6.3Windows环境下汇编语言程序设计137
6.3.1Windows API函数137
6.3.2动态链接库138
6.3.3指令集选择138
6.3.4工作模式选择138
6.3.5函数的原型定义139
6.3.6Windows应用程序的基本结构框架139
6.3.7Win32汇编语言应用程序实例140
6.3.8MASM 32汇编与连接命令141
6.4汇编语言与高级语言的混合编程141
6.4.1内嵌汇编142
6.4.2在C程序中直接调用汇编子程序143
6.4.3汇编语言程序调用C函数146
习题6146
第7章微处理器的内部结构及外部功能特性148
7.1微处理器的内部结构及相关技术148
7.1.1总线接口单元BIU148
7.1.2指令cache与数据cache149
7.1.3超标量流水线结构149
7.1.4动态转移预测及转移目标缓冲器BTB151
7.1.5指令预取器和预取缓冲器152
7.1.6指令译码器153
7.1.7执行单元153
7.1.8浮点处理单元153
7.1.9控制单元154
7.2微处理器的外部功能特性154
7.2.1微处理器的外部引脚信号154
7.2.2微处理器的总线时序159
习题7163
第8章存储器及其接口165
8.1概述165
8.1.1存储系统的层次结构165
8.1.2存储器的性能指标167
8.1.3内存储器的基本结构及其数据存储格式167
8.2半导体存储器的结构及工作原理169
8.2.1可读写存储器169
8.2.2只读存储器179
8.3存储器接口185
8.3.1存储器接口中的片选控制185
8.3.2存储器接口分析与设计举例187
8.3.3双端口存储器189
8.4高速缓存190
8.4.1基本原理190
8.4.2组织方式192
8.4.3更新方式及替换算法193
8.5虚拟存储器195
8.5.1虚拟存储器的工作原理195
8.5.280x86的虚拟存储技术196
习题8198
第9章I/O接口技术200
9.1I/O接口概述200
9.1.1I/O接口的基本功能200
9.1.2I/O接口的基本结构201
9.1.3I/O端口的编址方式202
9.1.4I/O接口的地址译码及片选信号的产生203
9.1.5I/O指令204
9.2I/O控制方式204
9.2.1程序控制方式204
9.2.2中断控制方式206
9.2.3DMA方式207
9.3DMA技术208
9.3.1DMA控制器的基本功能208
9.3.2DMA控制器的一般结构208
9.3.3DMA控制器的工作方式210
9.3.4DMA工作过程211
9.3.5可编程DMA控制器8237212
9.4中断系统212
9.4.1基本概念212
9.4.280x86实模式的中断系统215
9.4.3可编程中断控制器8259A221
9.4.4中断服务程序设计221
习题9225
第10章并行通信及其接口电路226
10.1可编程并行接口的组成及工作过程226
10.1.1可编程并行接口的组成及其与CPU和外设的连接226
10.1.2可编程并行接口的数据输入输出过程227
10.2可编程并行接口8255A228
10.2.18255A的性能概要228
10.2.28255A芯片引脚分配及引脚信号说明228
10.2.38255A内部结构框图229
10.2.48255A的控制字230
10.2.58255A的工作方式231
10.2.68255A的状态字236
10.2.78255A应用举例237
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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这本书给我的感觉是,它像一位经验丰富的导师,耐心地引导着读者去探索计算机的奥秘。我是在一个对计算机“黑魔法”感到好奇的时期接触到这本书的。当时,我只知道如何使用电脑,却对它如何运转一无所知。这本书从最基础的微处理器的工作原理讲起,例如8086/8088的指令集、寄存器、存储器组织等。作者在讲解时,总是会追根溯源,将每一个指令、每一个信号的意义都解释得清清楚楚。我特别喜欢书中关于中断和DMA(直接内存访问)的章节,这让我深刻理解了计算机如何在高效率地处理各种外部设备的数据请求,而不至于让CPU被繁琐的I/O操作所拖累。而实验部分,更是让这一切变得触手可及。从简单的LED控制到复杂的嵌入式系统设计,每一个实验都给了我亲手实践的机会。我记得当时为了完成一个数据采集的课程设计,我按照书中的指导,自己动手搭建了电路,并编写了相应的汇编程序,最终成功地实现了功能。那种将理论知识转化为实际应用的过程,极大地增强了我的自信心和解决问题的能力。

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这本书的封面上印着《微机原理与接口技术实验及课程设计》几个大字,我拿到它的时候,正值一个对计算机底层技术充满了好奇的年纪。我记得当时对“微机”这个词感到既陌生又着迷,它似乎隐藏着一股神秘的力量,能让冰冷的硬件在指令的驱动下活起来。书的内容非常扎实,从最基础的8086/8088微处理器架构讲起,层层递进,将复杂的寄存器、指令集、存储器组织、中断机制等概念,通过清晰的图示和详实的文字一一剖析。尤其是关于汇编语言的部分,作者并没有简单地罗列指令,而是通过大量的实例,一步一步地带领读者构建起对底层编程的认知。读那些汇编代码,就像在学习一门古老而精密的语言,每一个字节、每一个时钟周期都充满了意义。书中的实验部分更是点睛之笔,将理论知识与实践紧密结合。我至今仍清晰地记得,第一次成功编写汇编程序,控制LED闪烁时的那种成就感,仿佛自己真的触摸到了计算机的心脏。那些简单的实验,却为我打开了通往硬件世界的大门,让我开始理解那些我们日常使用的电子设备是如何运作的。课程设计部分则给了我们一个更广阔的平台,去探索和实现更复杂的项目,这不仅仅是对知识的巩固,更是对创新能力的培养。

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这本书的语言风格非常学术化,每一个概念的提出都经过了严谨的推导和论证。我是在一个对计算机的“黑箱”操作感到不满的阶段接触到这本书的。我总觉得,如果能了解电脑内部究竟是如何工作的,或许就能更好地利用它,甚至创造出更强大的东西。这本书恰恰满足了我的这种需求。它从最基础的微处理器结构开始,详细讲解了指令集、寻址模式、存储器管理、中断系统以及各种I/O接口的工作原理。其中关于中断和DMA的讲解,尤其令我印象深刻,让我理解了CPU如何在高效率地处理大量输入输出请求的同时,不至于被繁琐的I/O操作所牵制。书中大量的图示和表格,将复杂的逻辑关系和时序过程清晰地呈现出来,这对于理解微机系统的运作至关重要。实验部分更是为我提供了实践的绝佳机会,从最简单的端口控制到复杂的嵌入式系统设计,都为我提供了宝贵的动手经验。我记得当时为了完成一个课程设计项目,我和同学一起熬了好几个通宵,最终实现了我们的设想,那种成就感至今难忘。

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这本书对于我来说,是一次重塑计算机认知体系的经历。在大学初学计算机时,我更多接触的是高级语言和应用软件,对计算机的内部运作机制知之甚少。拿到这本书后,我才真正开始了解,那些我们习以为常的便利,背后蕴含着多么精密的工程。它从最基础的微处理器指令系统讲起,例如8086/8088,这可以说是整个微机世界的基石。作者用深入浅出的方式,讲解了指令的寻址方式、中断的概念、I/O接口的原理,以及各种外设的连接与控制。我尤其喜欢书中对中断系统和DMA的详细阐述,这让我理解了计算机如何实现高效的并发处理和数据传输。实验部分更是亮点,提供了从简单到复杂的各种实验项目,让我有机会亲手搭建硬件电路,编写汇编程序,去验证书中的理论。当第一次通过自己写的程序让LED灯按照预设的模式闪烁时,那种成就感是难以言喻的。这本书不仅仅是知识的传授,更是一种思维方式的启迪,让我开始从硬件的角度去理解软件的运行,以及整个计算机系统的协同工作。

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我拿到这本书的时候,正处于一个对计算机科学的懵懂时期,对那些“底层”的概念充满了好奇。这本书的封面设计虽然简单,但内容却极为厚重。它不像一些科普读物那样浅显易懂,而是带着一股严谨和务实的学风。从最基础的二进制、十六进制运算,到复杂的CPU指令集和寻址方式,再到内存的组织和I/O端口的控制,每一个章节都充满了知识点。作者在讲解时,总是会追溯到最根本的原理,比如CPU如何执行一条指令,数据在总线上是如何传输的,中断发生时CPU是如何处理的。这些讲解不仅严谨,而且非常生动,通过大量的逻辑图和流程图,将原本晦涩难懂的硬件原理变得清晰可见。特别是关于中断系统和DMA(直接内存访问)的讲解,让我对计算机如何高效地处理外部设备的数据交互有了更深刻的认识。书中的实验部分更是精彩,提供了大量实际操作的指导,从简单的LED控制到复杂的数据采集系统,让我在动手实践中巩固了理论知识。那些在面包板上搭起的电路,以及在屏幕上跳动的汇编代码,都成为了我宝贵的学习记忆。

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这本书的装帧风格很朴实,没有花哨的封面设计,但打开扉页,扑面而来的专业气息足以吸引人。我是在一个求知欲旺盛的大学时期接触到这本书的,当时对计算机硬件的运作原理充满了困惑,总觉得电脑只是一个黑盒子,输入指令,输出结果,中间的过程却难以窥探。而这本书,恰恰填补了我这方面的空白。它以一种极其系统和严谨的方式,从最底层的微处理器指令集开始,逐步深入到存储器接口、I/O接口、中断控制以及各种外设的连接原理。作者在讲解时,总是能将抽象的概念具象化,通过大量精美的逻辑图和时序图,让读者能够清晰地理解数据在总线上的流动,信号在接口上的传递,以及 CPU 如何响应中断。特别令人印象深刻的是关于内存映射I/O和端口I/O的对比分析,以及各种中断源的优先级和嵌套机制的讲解,这些都是理解微机系统工作流程的关键。书中提供的实验指导也非常详细,每一步都有明确的操作指示和预期结果,让我能够亲手搭建电路,编写程序,去验证书本上的理论知识。这种“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”的学习体验,极大地加深了我对微机原理的理解,也让我对硬件工程师这个职业产生了浓厚的兴趣。

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这本书的封面设计简洁大方,但打开它,便如同打开了一个通往微机世界的大门。我拿到这本书时,正值我对计算机硬件产生浓厚兴趣的大学时期,总觉得那些高级编程语言背后隐藏着更深层的秘密。这本书的讲解非常系统和深入,从8086/8088微处理器的架构、指令集、寻址方式,到存储器接口、I/O端口的读写,再到中断处理和DMA技术,每一个环节都讲解得非常透彻。作者在阐述概念时,总是能够结合大量的图示和实例,让原本枯燥的硬件原理变得生动有趣。我特别喜欢书中关于中断和DMA的讲解,让我明白了计算机如何能够高效地处理各种外部设备的数据,而不会被简单的输入输出操作所“卡住”。而实验部分,更是这本书的灵魂所在。从简单的LED闪烁到复杂的数据采集系统,每一个实验都给了我亲自动手实践的机会,让我能够将书本上的理论转化为实际的成果。我记得当时为了完成一个课程设计项目,我们小组一起研究了书中关于“并行接口”的章节,并成功地实现了数据的传输,那种团队合作和攻克难关的经历,至今令我难忘。

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这本书在设计上偏向于教材的风格,但其内容深度和实践指导性却远超一般的教材。我是在一个对计算机系统底层运作产生强烈求知欲的时期接触到这本书的。当时,我对于那些高级编程语言背后到底发生了什么感到困惑,渴望了解计算机的“心脏”是如何跳动的。这本书以其严谨的逻辑和详实的讲解,满足了我对知识的渴望。它从微处理器的基本结构和指令系统开始,逐步深入到存储器接口、I/O接口、中断控制器以及各种外设的连接原理。作者善于用图示和流程图来辅助讲解,将复杂的硬件原理变得易于理解,例如关于总线仲裁和中断优先级管理的描述,清晰明了。而书中提供的实验环节,则更是将理论知识与实践操作完美结合。我记得我曾经花了大量时间去钻研书中关于“键盘接口”的实验,从硬件连接到程序编写,每一步都充满了挑战。最终,当我成功地通过汇编程序读取键盘输入并显示在屏幕上时,那种喜悦和成就感是难以言喻的。这本书不仅教授了我知识,更培养了我独立解决问题的能力。

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捧着这本书,我仿佛回到了那个对计算机硬件充满探索欲的年代。这本书的出版,可以说为当时的计算机爱好者和学生提供了一本极其宝贵的教材。它没有停留在概念的层面,而是将微机原理与接口技术以一种极其系统化和实践化的方式呈现出来。从CPU的工作原理,到内存的读写机制,再到各种I/O接口的控制方法,每一个部分都讲解得非常透彻。我记得书中关于定时器/计数器、中断控制器、串行/并行通信接口等章节,都提供了非常详细的原理分析和应用实例。而最让我兴奋的是书中提供的实验部分,它将那些理论知识转化为实际可操作的项目。我至今仍记得,为了完成一个数据采集的课程设计,我查阅了书中关于ADC(模数转换器)接口的章节,按照指导连接了硬件,并编写了相应的汇编程序,最终成功地将模拟信号转换为数字信号并显示在屏幕上。那种将理论付诸实践,并取得成功的喜悦,是任何一本理论书籍都无法比拟的。这本书为我打开了一扇通往硬件世界的大门,让我对计算机的底层运作有了更深刻的理解。

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这本书的排版和字体选择都偏向于专业书籍的风格,但内容却十分引人入胜。在大学期间,我对计算机硬件一直充满了好奇,总觉得软件只是表面的装饰,而真正的力量藏在底层。这本书的出现,恰好满足了我对这方面知识的渴求。它从8086/8088微处理器架构入手,层层深入,讲解了指令系统、存储器接口、I/O接口、中断系统等核心概念。作者在讲解时,总是能将复杂的硬件原理通过形象的比喻和精美的图示来解释,例如将CPU比作大脑,寄存器比作大脑中的短期记忆,而内存则更像是长期记忆。这种生动的讲解方式,让我在理解抽象概念时轻松了许多。书中的实验部分也是一大亮点,它提供了大量的实验项目,让我有机会亲手搭建电路,编写汇编程序,去验证书本上的理论。我至今仍记得,第一次成功地让一个LED灯按照我的程序指令闪烁时的那种激动心情,仿佛我真的能够“指挥”硬件了。

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