本书以目前流行的微型计算机为对象，将微型计算机的系统结构、典型微处理器、指令系统、汇编语言、总线技术、存储器系统、输入/输出接口技术、中断技术、可编程接口芯片、人机交互设备及接口、D/A及A/D转换器等知识融为一体，内容的组合体现出结构化和模块化，合理地形成完整的课程教学体系，突出计算机应用的新知识和新技术。每章均给出导读和小结及思考与练习题，为读者的学习提供帮助。本书融入作者多年的教学和实践经验，内容由浅入深、循序渐进、重点突出、应用性强。从教学规律和人们的学习习惯出发，合理地编排教学内容，全面阐述微型计算机原理与接口技术中必须掌握的基本知识和基本技能，为今后的实际应用奠定坚实的基础。



        本书适合作为高等院校本科应用型专业以及高职高专相关专业学生的教材，也可作为成人教育、在职人员培训、高等教育自学人员和从事微型计算机硬件和软件开发的工程技术人员学习和应用的参考书。

       《微型计算机原理与接口技术（第二版）》自2006年8月改版后，继续得到广大读者的欢迎和支持，在该书的使用过程中也反馈了一些好的建议和想法。根据全国高等院校计算机基础教育研究会制订的《中国高等院校计算机基础教育课程体系2008》（CFC 2008）相关指导思想，结合大家的意见和建议，我们对本书进行了第3次改版。



        面向应用是计算机基础教育最重要的理念。对于高校应用型专业来说，要根据实际应用的需要来设计课程体系，确定教学内容，比较系统地学习计算机理论知识和应用知识，具备较强的计算机应用能力，为今后从事计算机软件、硬件系统的设计和开发应用奠定扎实的基础。



        在CFC 2008中，根据面向应用的原则，规划了若干计算机应用技术的学习方法和内容。要求根据各专业对计算机应用的需求来规划课程，而不是根据计算机学科体系来设置课程。构建课程体系首先要了解社会的需求，分析计算机应用人才应具备的素质和能力，在此基础上研究各类学生应有的知识结构，然后设计相应的课程体系，确定有关的课程和内容。



        本书再次改版符合了CFC 2008的基本要求，反映出了应用技术类专业的教学特点，适应了课程建设的需求。本版教材在保持第二版的组织结构上进行了修改和扩充，删去一些过时的内容，补充了一些实用知识和应用实例。例如，在微机系统结构上增加了目前所采用的超级流水线、指令预取、超标量、动态分支转移预测技术及多处理机等新技术；在汇编语言中增加了一些应用实例，补充了DOS中断调用程序设计和宏指令与宏汇编、重复汇编与条件汇编等高级汇编技术；在总线技术中，细化了总线的概念、结构、分类、总线性能及标准和总线传输控制，去掉了目前不常用的STD总线、EISA和VESA总线等；在存储器系统中，深入讨论了RAM和 ROM的原理及应用，存储器的扩展与寻址中补充了字扩展的方法，辅助存储器中去掉了软盘存储器及其接口；在输入/输出接口技术中增加了I/O接口电路要解决的问题；在8237A的编程及应用中，补充了8237A主要寄存器端口地址分配和8237A编程应用；在中断技术中，细化了8259A中断响应过程和中断管理方式；对8255A的控制字和状态字进行了说明；增加了8251A与CPU及外设的连接；修改了D/A转换器工作原理和主要参数以及A/D转换器的工作原理等。书中补充了一些比较实际的例子对相关内容进行说明。对各章的思考与练习题进行了调整和完善，将其分解为选择题、填空题、判断题、计算题、分析题、设计题等类别，以利于学习和训练。此外，本书删除了附录，将附录的内容安排在《微型计算机原理与接口技术学习指导（第三版）》中，供师生参考。



        本书适合作为高等院校本科应用型专业以及高职高专相关专业学生的教材，也可作为成人教育、在职人员培训、高等教育自学人员和从事微型计算机硬件和软件开发的工程技术人员学习和应用的参考书。



        本书由杨立、邓振杰、荆淑霞等编著。各章编写任务分工如下：杨立负责第1章～第5章；邓振杰负责第6章～第9章；荆淑霞负责第10章～第14章。参加本书大纲讨论和部分内容编写工作的还有曲凤娟、金永涛、李杰、王振夺、王静、李楠、邹澎涛和朱蓬华等。全书由杨立负责组织与统稿。



        由于编者水平有限，书中疏漏之处在所难免，敬请广大读者批评指正。



        编  者



        2009年6月

第1章  微型计算机概述 1

1.1  微型计算机的发展与应用 1

1.1.1  微处理器的产生和发展 1

1.1.2  微型计算机的分类 4

1.1.3  微型计算机的特点与性能指标 4

1.1.4  微型计算机的应用 6

1.2  微型计算机的硬件结构及系统组成 8

1.2.1  微型计算机硬件的基本结构 8

1.2.2  微型计算机的系统组成 11

1.3  计算机中的信息表示 12

1.3.1  计算机中的数制及其转换 13

1.3.2  计算机中数值数据的表示 15

1.3.3  计算机中常用的编码 18

本章小结 21

思考与练习题 21

第2章  典型微处理器 23

2.1  微处理器性能简介 23

2.1.1  典型微处理器的主要性能指标 23

2.1.2  微处理器的基本功能 24

2.2  Intel 8086微处理器的内、外部结构特性 24

2.2.1  8086微处理器内部组成结构 24

2.2.2  8086微处理器的寄存器

结构 27

2.2.3  8086微处理器的外部引脚特性 30

2.3  存储器和I/O组织 32

2.3.1  存储器组织 32

2.3.2  I/O端口组织 36

2.4  8086微处理器的总线周期和工作方式 36

2.4.1  8284A时钟信号发生器 37

2.4.2  8086总线周期 37

2.4.3  8086微处理器的最小/最大工作方式 38

2.5  32位微处理器简介 41

2.5.1  80386微处理器 41

2.5.2  80486微处理器 42

2.5.3  Pentium系列微处理器 44

2.5.4  Pentium微处理器采用的新技术 48

本章小结 50

思考与练习题 50

第3章  寻址方式与指令系统 53

3.1  指令格式及寻址 53

3.1.1  指令系统与指令格式 53

3.1.2  寻址及寻址方式的概念 54

3.2  8086指令系统的寻址方式 54

3.2.1  与操作数有关的寻址方式 55

3.2.2  与I/O端口有关的寻址方式 57

3.3  8086指令系统 58

3.3.1  数据传送类指令 58

3.3.2  算术运算类指令 61

3.3.3  逻辑运算与移位类指令 64

3.3.4  串操作类指令 67

3.3.5  控制转移类指令 70

3.3.6  处理器控制类指令 74

3.4  DOS和BIOS中断调用 74

3.4.1  DOS功能调用 74

3.4.2  BIOS中断调用 76

3.5  Pentium微处理器新增寻址方式和指令 76

3.5.1  Pentium微处理器的内部寄存器 76

3.5.2  Pentium微处理器的新增寻址方式 77

3.5.3  Pentium系列微处理器专用指令 78

3.5.4  Pentium系列微处理器控制指令 78

本章小结 79

思考与练习题 79

第4章  汇编语言 82

4.1  汇编语言简述 82

4.1.1  汇编语言及语句格式 82

4.1.2  汇编语言程序结构 86

4.1.3  汇编语言常用伪指令 87

4.1.4  汇编语言程序上机过程 94

4.2  汇编语言程序设计 94

4.2.1  程序设计的基本步骤及

程序基本结构 94

4.2.2  顺序结构程序设计 96

4.2.3  分支结构程序设计 98

4.2.4  循环结构程序设计 101

4.2.5  子程序设计 103

4.2.6  DOS调用程序设计 105

4.3  高级汇编技术 107

4.3.1  宏汇编 107

4.3.2  重复汇编与条件汇编 109

本章小结 113

思考与练习题 114

第5章  总线技术 116

5.1  概述 116

5.1.1  总线的概念 116

5.1.2  总线的结构 117

5.1.3  总线的分类 118

5.1.4  总线性能及标准 119

5.1.5  总线传输和控制 120

5.2  系统总线 121

5.2.1  概述 121

5.2.2  ISA总线 122

5.3  局部总线 128

5.3.1  PCI总线 128

5.3.2  AGP总线 132

5.4  外部设备总线 133

5.4.1  USB总线 133

5.4.2  IEEE 1394总线 136

5.5  I2C总线 139

5.5.1  I2C总线简介 139

5.5.2  I2C总线特性 139

5.5.3  I2C总线原理 140

本章小结 141

思考与练习题 141

第6章  存储器系统 143

6.1  存储器概述 143

6.1.1  存储器的分类 143

6.1.2  存储器的常用性能指标 144

6.1.3  存储系统的层次结构 145

6.1.4  半导体存储器的结构 146

6.2  随机存取存储器（RAM） 148

6.2.1  静态RAM（SRAM） 148

6.2.2  动态RAM（DRAM） 150

6.3  只读存储器（ROM） 152

6.3.1  掩膜ROM 152

6.3.2  可编程PROM 153

6.3.3  光可擦除EPROM 153

6.3.4  电可擦除E2PROM 153

6.3.5  闪速存储器 154

6.4  存储器的扩展与寻址 154

6.4.1  位扩展 155

6.4.2  字扩展 155

6.4.3  字位扩展 155

6.4.4  存储器的寻址 156

6.5  存储器与微处理器的连接 157

6.5.1  连接时应注意的问题 157

6.5.2  典型微处理器与存储器的连接 157

6.6  辅助存储器 159

6.6.1  硬盘存储器及其接口 159

6.6.2  光盘存储器及其接口 162

6.7  新型存储器技术 164

6.7.1  多体交叉存储器 165

6.7.2  高速缓冲存储器（cache） 165

6.7.3  虚拟存储器 167

本章小结 169

思考与练习题 170

第7章  输入/输出接口技术 172

7.1  概述 172

7.1.1  输入/输出接口电路要解决的问题 172

7.1.2  输入/输出接口的结构与功能 173

7.1.3  CPU与I/O接口之间传递的信息 175

7.1.4  I/O端口的编址方式 176

7.2  输入/输出的数据传送方式 177

7.2.1  无条件传送方式 177

7.2.2  查询传送方式 178

7.2.3  中断传送方式 180

7.2.4  DMA传送方式 182

本章小结 183

思考与练习题 183

第8章  可编程DMA控制器8237A 184

8.1  概述 184

8.1.1  8237A的主要功能 184

8.1.2  8237A的工作状态 184

8.2  8237A内部结构及引脚 185

8.2.1  8237A内部结构 185

8.2.2  8237A引脚及功能 186

8.3  8237A的工作方式 188

8.3.1  单字节传送方式 188

8.3.2  数据块传送方式 188

8.3.3  请求传送方式 189

8.3.4  级联传送方式 189

8.4  8237A内部寄存器功能及格式 189

8.4.1  当前地址寄存器 190

8.4.2  当前字节寄存器 190

8.4.3  基地址寄存器 190

8.4.4  基字节寄存器 190

8.4.5  命令寄存器 191

8.4.6  工作方式寄存器 192

8.4.7  请求寄存器 193

8.4.8  屏蔽寄存器 193

8.4.9  状态寄存器 194

8.4.10  暂存寄存器 195

8.4.11  软件命令 195

8.5  8237A的编程及应用 195

8.5.1  8237A主要寄存器端口地址分配 195

8.5.2  8237A编程一般步骤 196

8.5.3  8237A应用举例 198

本章小结 199

思考与练习题 199

第9章  中断技术 200

9.1  概述 200

9.1.1  中断的概念 200

9.1.2  中断源 201

9.1.3  中断处理过程 202

9.1.4  中断优先级管理 204

9.2  8086中断系统 206

9.2.1  中断类型 206

9.2.2  中断向量表 208

9.3  可编程中断控制器8259A及其应用 209

9.3.1  8259A内部结构及引脚 210

9.3.2  8259A中断管理方式 212

9.3.3  8259A中断响应过程 215

9.3.4  8259A编程及应用 215

本章小结 223

思考与练习题 224

第10章  可编程并行接口芯片8255A 225

10.1  并行接口概述 225

10.1.1  并行接口的分类 225

10.1.2  并行接口的特点 226

10.2  并行接口芯片8255A 226

10.2.1  内部结构及引脚 226

10.2.2  8255A的工作方式 229

10.2.3  8255A的编程及应用 235

本章小结 239

思考与练习题 239

第11章  可编程串行接口芯片8251A 241

11.1  串行传输的基本概念 241

11.1.1  串行通信概述 241

11.1.2  信号的调制与解调 243

11.2  串行接口芯片8251A 244

11.2.1  8251A的基本性能 244

11.2.2  8251A的基本结构 244

11.2.3  8251A的编程控制 248

11.2.4  8251A的初始化和编程应用 250

11.3  PC串行异步通信接口 254

11.3.1  串行异步通信的

基本概念 254

11.3.2  BIOS串行异步通信接口的功能调用 255

本章小结 258

思考与练习题 259

第12章  可编程定时器/计数器接口芯片8253 260

12.1  可编程定时器/计数器8253 260

12.1.1  定时器/计数器的基本原理 260

12.1.2  8253的特点 261

12.1.3  8253内部结构和

引脚功能 261

12.1.4  8253的初始化 263

12.1.5  8253的工作方式 265

12.2  8253的应用 272

12.2.1  8253的初始化编程 272

12.2.2  8253与系统的连接 273

12.2.3  8253应用实例 274

本章小结 275

思考与练习题 276

第13章  人机交互设备及接口 277

13.1  人机交互设备概述 277

13.2  键盘与鼠标 278

13.2.1  键盘的分类及工作原理 278

13.2.2  PC键盘分类及编程应用 281

13.2.3  鼠标工作原理及编程应用 284

13.3  显示器及接口 285

13.3.1  CRT显示器 286

13.3.2  CRT显示器接口电路编程方法 291

13.3.3  LED与LCD显示 294

13.4  打印机接口 298

13.4.1  常用打印机及工作原理 298

13.4.2  主机与打印机的接口 299

13.4.3  打印机的中断调用 300

13.5  其他外设简介 301

13.5.1  扫描仪原理及性能指标 301

13.5.2  数码照相机原理及其应用 302

13.5.3  触摸屏原理及其应用 303

本章小结 303

思考与练习题 304

第14章  D/A及A/D转换器 306

14.1  概述 306

14.2  典型D/A转换器及其应用 307

14.2.1  D/A转换器工作原理 307

14.2.2  D/A转换器的主要性能指标 309

14.2.3  8位D/A转换器DAC0832及其应用 309

14.3  典型A/D转换器及其应用 314

14.3.1  A/D转换器工作原理 314

14.3.2  A/D转换器的主要性能指标 315

14.3.3  8位A/D转换器ADC0809及其应用 316

14.3.4  A/D转换器的选择原则 322

14.4  A/D和D/A转换的应用实例 323

本章小结 324

思考与练习题 324

参考文献 325

无