本书由主讲“微型计算机原理与接口技术”课程的教师团队，在总结多年教学经验的基础上，结合微型计算机技术的最新发展编写而成。本书以典型微处理器Intel 8086/8088为背景，以基本概念为基础，以微型计算机的组成为主线，以关键技术为重点，以具体技术应用为实例，来讲解微型计算机系统的基础理论和关键技术。本书主要内容包括：典型微处理器结构与技术、Intel 8086/8088指令系统、汇编语言程序设计、存储器系统、输入/输出与中断技术、接口技术、基本人-机交互接口、总线技术以及模数（A/D）和数模（D/A）转换。

本书条理清晰、讲解透彻、语言流畅、理论与实践相结合，并配以诸多应用实例，力求培养学生今后作为科研人员应掌握的资料阅读能力、接口设计能力、系统设计与编程实现能力，以及软、硬件调试能力。

本书适合作为普通高等院校电子信息类专业本科生教材，还可作为高职高专计算机类学生教材，对内容进行适当的取舍后，也可以作为其他工科类本科生教材，以及学习或从事微型计算机系统设计、应用的科技人员和研究生的参考书。

微型计算机由于具有体积小、质量小、能耗低、可靠性高、系统设计灵活、价格低廉等诸多优点而得到飞速发展。微型计算机的应用已经深入到科学计算、信息处理、工业控制、仪器/仪表制造、多媒体信息处理以及通信网络等各个方面。标志着微型计算机技术发展的微处理器平均18个月更新一代，字长从4位、8位、16位发展到64位；集成度从Intel 4004的2 000个晶体管/片，发展到Intel Core 2的2.91亿个晶体管/片；工作频率从最初的0.5 MHz提高到3.2 GHz。当前，一台普通的32位微型计算机的功能已经超越20世纪70年代小型机的功能。

在高等教育的课程体系中，“微型计算机原理与接口技术”课程除了被设置为电子信息类专业的专业基础课程外，近年来，绝大多数工科专业也将其列为专业基础课，作为后续学习计算机相关技术的基础。为了便于学生的学习，我们组织了一个多年从事该门课程教学的教师团队，在总结多年教学经验的基础上，结合微型计算机技术的最新发展，编写了本书。

本书编写思路：Intel 8086/8088是典型的16位微处理器，虽然现在微处理器发展到了64位，功能也有了极大的提高，但是其内部结构的设计思想、指令系统、芯片连接、接口处理方式、信号时序关系都成为Intel 80x86系列微处理器设计时的参考对象，以保证系列产品的兼容性。基于这些原因，本书以典型微处理器Intel 8086/8088为背景，以基本概念为基础，以微型计算机的组成为主线，以关键技术为重点，以具体技术应用为实例，重点讲解微型计算机系统的基础理论知识和关键技术，有利于学生理解微型计算机系统的基本构成和工作原理；通过具体的应用实例培养学生今后作为科研人员应掌握的资料阅读能力、接口设计能力、系统设计与编程实现能力，以及软、硬件调试能力。

本书的特色：在编写团队方面，本书由多位主讲“微型计算机原理与接口技术”课程的教师，在总结多年教学经验的基础上编写而成；在内容方面，根据“微型计算机原理与接口技术”精品课程的教学内容进行组织，并结合微型计算机技术的最新发展，同时运用一些教改项目的成果，使内容保持系统性和先进性；在理论和实践方面，本书既注重微型计算机系统的基本原理和关键技术的讲解，也注重实践环节，力求将理论与实践相结合，书中列举了大量的应用实例，对关键技术的应用进行了详细讲解。

本书共分10章，主要内容是：微型计算机系统的基本概念和原理、Intel 80x86系列微处理器的内部结构； Intel 8086/8088指令系统和汇编语言程序设计的基本方法；存储器系统、输入/输出接口、中断技术；几种典型可编程接口以及基本人-机交互接口；总线技术和模/数（A/D）以及数/模（D/A）转换。

本书适合作为普通高等院校工科类专业的教材，也可以作为研究生相关课程以及科研技术人员的参考资料。

本书由王建国、傅妍芳任主编，负责全书的统筹设计、审阅和统稿；参加编写的还有马静、王河媛、田鹏辉、徐淑萍、王晓利等。

由于时间仓促，书中难免存在不足与疏漏之处，欢迎广大读者批评指正。
编  者

2011年6月

 

第1章  微型计算机系统概述 1

1.1  微型计算机的发展 1

1.2  Intel 80x86系列微处理器 3

1.3  微型计算机系统的组成 6

1.3.1  微型计算机的硬件系统 7

1.3.2  微型计算机的软件系统 9

1.4  微型计算机的特点和分类 10

1.5  微机系统的主要性能指标 10

1.6  微机的应用 11

小结 13

习题 13

第2章  典型微处理器结构与技术 14

2.1  典型16位微处理器（8086/8088） 14

2.1.1  8086/8088微处理器内部结构 15

2.1.2  8086/8088微处理器中的内部寄存器 17

2.1.3  8086/8088微处理器外部基本引脚与工作模式 20

2.1.4  8086/8088的存储器组织 26

2.1.5  8086 CPU的工作时序 28

2.1.6  系统总线的形成 31

2.2  80x86微处理器（80286/80386/80486） 33

2.2.1  80286微处理器 33

2.2.2  80386微处理器 35

2.2.3  80486 微处理器 36

2.3  Pentium系列微处理器 38

2.3.1  Pentium系列微处理器的主要特点 38

2.3.2  Pentium微处理器的内部结构 38

2.4  多处理器系统简介 40

小结 41

习题 42

第3章  Intel 8086/8088的指令系统 43

3.1  指令系统及指令格式 43

3.2  与操作数有关的寻址方式 44

3.3  与转移地址有关的寻址方式 49

3.4  数据传送指令 51

3.4.1  通用传送指令 51

3.4.2  地址传送指令 56

3.4.3  标志传送指令 56

3.4.4  输入/输出指令 58

3.5  算术运算指令 58

3.5.1  加法运算指令 59

3.5.2  减法运算指令 59

3.5.3  乘法运算指令 61

3.5.4  除法运算指令 62

3.6  逻辑运算和移位循环指令 63

3.6.1  逻辑运算指令 63

3.6.2  移位指令 64

3.6.3  循环移位指令 65

3.7  串操作指令 66

3.8  控制转移指令 68

3.8.1  无条件转移指令 68

3.8.2  条件转移指令 69

3.8.3  循环控制指令 71

3.8.4  中断指令 72

3.9  处理器控制指令 73

小结 74

习题 74

第4章  汇编语言程序设计给 76

4.1  汇编语言程序格式 76

4.2  汇编语言中的数据 78

4.3  伪指令语句 82

4.4  汇编语言程序上机过程 85

4.4.1  汇编语言的工作环境 85

4.4.2  汇编语言程序上机步骤 86

4.5  汇编语言程序设计 89

4.5.1  顺序程序设计 89

4.5.2  分支程序设计 91

4.5.3  循环程序设计 93

4.5.4  子程序设计 96

4.6  宏汇编与条件汇编 98

4.6.1  宏汇编 98

4.6.2  条件汇编 99

4.7  DOS和BIOS功能调用 100

4.8  应用举例 105

小结 107

习题 108

第5章  存储器系统 109

5.1  存储器概述 109

5.1.1  存储器的分类 109

5.1.2  内存储器的一般结构 111

5.1.3  存储器的主要技术指标 113

5.2  随机存储器 114

5.2.1  静态随机存储器（SRAM） 114

5.2.2  动态随机存储器（DRAM） 116

5.3  只读存储器 120

5.3.1  可编程只读存储器（PROM） 120

5.3.2  可擦除可编程只读存储器（EPROM） 120

5.3.3  电可擦除可编程只读存储器（E2PROM） 123

5.4  存储器芯片的扩展及其与系统总线的连接 124

5.4.1  存储器的扩展 124

5.4.2  存储器片选信号的产生 128

5.4.3  存储器芯片与CPU的连接 129

5.5  高速缓冲存储技术 130

5.5.1  cache的工作原理 130

5.5.2  cache的基本操作 131

5.5.3  cache的地址映射 131

5.5.4  替换策略 133

5.6  外存储器简介 133

5.6.1  硬盘 133

5.6.2  光存储设备 135

5.6.3  USB闪存盘 136

小结 137

习题 138

第6章  输入/输出与中断技术 139

6.1  I/O接口概述 139

6.1.1  接口信息 140

6.1.2  接口结构和功能 141

6.1.3  I/O端口及其编址方式 143

6.2  输入/输出控制方式 144

6.2.1  程序控制方式 144

6.2.2  中断和DMA传送方式 147

6.3  中断技术 149

6.3.1  中断相关概念 149

6.3.2  中断优先控制 152

6.4  8086/8088 CPU的中断系统和中断处理 154

6.4.1  外部中断 154

6.4.2  中断处理 156

6.4.3  应用举例 158

6.5  DMA控制器8237A 159

6.5.1  DMA传送的工作原理 159

6.5.2  Intel 8237A 160

6.6  可编程中断控制器8259A 170

6.6.1  8259A内部结构及其引脚功能 170

6.6.2  8259A的工作方式 173

6.6.3  初始化编程 175

6.6.4  应用举例 181

小结 183

习题 184

第7章  接口技术 185

7.1  接口技术概述 185

7.2  可编程串行通信接口8251A 187

7.2.1  串行通信基本概念 187

7.2.2  串行接口芯片8251A 189

7.2.3  8251A应用举例 197

7.3  可编程计数器/定时器8253 200

7.3.1  8253的结构与外部引脚 200

7.3.2  8253的工作方式 201

7.3.3  8253的初始化编程 204

7.3.4  8253的应用 206

7.4  可编程并行接口8255A 207

7.4.1  简单的并行接口技术 207

7.4.2  8255A内部结构及其引脚功能 208

7.4.3  8255A的工作方式及其初始化 210

7.4.4  8255A应用举例 214

7.5  异步串行通信接口RS-232C 216

7.5.1  RS-232C通信连接及电气特性 217

7.5.2  RS-232C与TTL标准的转换 219

小结 220

习题 221

第8章  基本人-机交互接口 222

8.1  微型计算机键盘接口 222

8.1.1  非编码键盘 222

8.1.2  微机与键盘的接口 225

8.2  鼠标接口 226

8.2.1  鼠标原理及技术指标 226

8.2.2  鼠标的接口 227

8.3  显卡与显示器 229

8.3.1  显卡 229

8.3.2  显示器 231

8.4  人-机交互应用实例 237

8.4.1  人-机交互设备——打印机 237

8.4.2  人-机交互设备——键盘 239

小结 241

习题 242

第9章  总线技术 243

9.1  总线技术概述 243

9.2  系统总线 246

9.2.1  ISA总线 247

9.2.2  其他系统总线 249

9.3  PCI局部总线 251

9.3.1  PCI局部总线 251

9.3.2  AGP总线 255

9.4  通信总线 256

9.4.1  USB 257

9.4.2  IEEE 1394总线 260

小结 262

习题 263

第10章  数/模（D/A）及模/数（A/D）转换 264

10.1  D/A转换及其接口 264

10.1.1  基本原理 265

10.1.2  主要性能参数 267

10.1.3  DAC0832芯片引脚和内部结构 267

10.1.4  DAC0832的连接 269

10.2  A/D转换及其接口 271

10.2.1  基本原理 271

10.2.2  主要性能参数 273

10.2.3  ADC0809芯片引脚和内部结构 274

10.2.4  ADC0809与系统的连接 275

10.3  应用实例 278

小结 279

习题 279

附录A  7位ASCII码编码表 280

附录B  8086指令系统 281

附录C  DOS系统功能调用（INT 21H） 285

附录D  BIOS功能调用 291

参考文献 294

无