本书按照教育部高等学校非计算机专业计算机基础课程教学指导分委员会制订的[2003]大纲编写的教材,是在《计算机硬件技术基础》**版的基础上改编的。
本书从计算机应用的需求出发,淡化微机内部和芯片内部原理,强化外部接口和应用。以当今流行的机型和接口芯片作为蓝本进行介绍,并介绍了*能反映计算机硬件技术本质的微型机在测控系统中的应用。反映计算机及其应用技术的*新水平与趋向,同时注意理论基础的论述,努力做到“基础性、系统性、实用性和先进性的统一。本书内容包括:CPU硬件结构及工作原理、中断机制、定时器、计数器、汇编语言程序设计、常见I/O设备的接口与技术、常用I/O接口芯片以及微机在应用系统中的技术与实例。各章有丰富的例题和习题,书末有汇编语言指令系统表及ASCCII码表。
本书可作为高等学校非计算机类相关专业的本科生及研究生教材。对于从事各类微机应用开发工作的科技人员,本书也是一本实用价值很大的参考书。本书配有实验教材《计算机硬件技术基础实验教程》。

**部分微机原理篇
**章微机系统组成及工作原理…………(3)
1.1微机系统概述…………………………(3)
1.1.1微机系统的三个层次……………(3)
1.1.2微机系统的主要性能指标………(3)
1.2微机系统的硬件结构…………………(5)
1.2.1三总线结构及分类………………(5)
1.2.2微机各大组成部分的基本结构及功能……(7)
1.3微机运算基础………………………(11)
1.3.1计算机中数的表示方法………(11)
1.3.2计算机的运算…………………(16)
1.4微机基本工作原理…………………(20)
1.4.1计算机工作过程的本质………(20)
1.4.2指令与程序概念………………(20)
1.4.3指令类别………………………(21)
1.4.4指令与程序的执行……………(21)
1.4.5程序执行过程举例……………(22)
1.5PC系列微机系统……………………(24)
1.5.1PC系歹(J微机系统概述…………(24)
1.5.2基本系统配置………………………(25)
1.5.3非基本系统配置………………(26)
1.5.4现代主流微机的主板结构及其芯片组………(27)
思考题与习题一……………………………(36)
第二章微处理器和指令系统………………(39)
2.1Intel系列微处理器…………………(39)
2.1.18086/8088微处理器……………(39)
2.1.280486微处理器…………………(42)
2.1.3Pentium微处理器………………(43)
2.1.4PentiumPro微处理器…………(44)
2.1.5PentiumⅡ微处理器……………(45)
2.1.6PentiumⅢ微处理器……………(46)
2.1.7Pentium4微处理器……………(46)
2.2Pentium微处理器……………………(47)
2.2.1内部结构与外部引脚…………(47)
2.2.2内部寄存器……………………(53)
2.2.3Pentium的四种工作方式………(63)
2.3Pentium微处理器指令系统…………(66)
2.3.1基本数据类型…………………(66)
2.3.2操作数寻址方式………………(68)
2.3.3Pentium指令系统概貌…………(76)
2.3.4通用整数指令及应用…………(78)
思考题与习题二…………………………(117)
第三章汇编语言程序设计………………(124)
3.1汇编语言的基本语法………………(124)
3.1.1汇编语言源程序结构…………(124)
3.1.2汇编语言的语句格式…………(126)
3.1.3汇编语言的数据………………(127)
3.1.4表达式与运算符………………(128)
3.2伪指令语句…………………………(132)
3.2.1方式选择伪指令………………(132)
3.2.2逻辑段定义伪指令……………(133)
3.2.3数据伪指令语句………………(138)
3.2.4模块定义伪指令………………(141)
3.2.5过程与宏定义伪指令…………(141)
3.2.6结构定义伪指令………………(144)
3.3汇编语言程序设计入门……………(146)
3.3.1汇编语言程序的开发过程……(146)
3.3.2基本结构程序设计……………(147)
3.3.3子程序设计与调用技术………(160)
3.3.4D0s/BIOS功能调用…………(169)
思考题与习题三…………………………(177)
第四章存储器……………………………(180)
4.1现代**微机系统的存储器体系结构……………(180)
4.1.1分级存储器结构………………(180)
4.1.2虚拟存储器结构………………(181)
4.2半导体存储器的分类与选用原则…(182)
4.2.1半导体存储器的分类…………(182)
4.2.2存储器芯片的选用原则………(183)
4.3存储器芯片和存储条的接口特性…(185)
4.3.1各类存储芯片的接口共性……(185)
4.3.2DRAM的接口特殊性…………(189)
4.4内存储器系统的构成原理…………(193)
4.4.1存储器结构的确定……………(194)
4.4.2存储器芯片的选配……………(195)
4.4.3存储器接口的设计……………(198)
4.5高速缓冲存储器基本原理…………(204)
4.5.1高速缓冲存储器结构…………(204)
4.5.2高速缓存器与内存的映像方式…………(205)
4.5.3高速缓存器的读/写过程……(205)
4.5.4分级Cache·结构与平均访存周期的估算…………………………(206)
4.6虚拟存储器基本原理………………(207)
4.6.1基本思想………………………(207)
4.6.2虚拟存储器的管理与保护机制……………………………(208)
4.7PC系列微机的内存配置及其管理…………………………………(213)
思考题与习题四…………………………(215)
第五章I/0接口…………………………(218)
5.1I/0接口的基本概念………………(218)
5.1.1I/0设备与I/O接口…………(218)
5.1.2接口的基本功能………………(219)
5.1.3接口的基本结构………………(219)
5.2I/0端口的编址方式………………(221)
5.2.1存储器映像方式………………(221)
5.2.2隔离I/0方式…………………(222)
5.2.380X86系列处理器的I/0编址方式……………………………(223)
5.3I/O同步控制方式…………………(226)
5.3.1概述….-…………………………(226)
5.3.2程序查询式控制………………(227)
5.3.3中断驱动式控制………………(229)
5.3.4直接存储器存取式控制………(230)
5.3.5延时等待式控制………………(234)
5.4I/0接口中的数据缓存技术………(234)
5.4.1单一字节数据缓存器…………(234)
5.4.2(I(0数据缓存器……………(235)
5.4.3双口SRAM数据缓存器………(237)
思考题与习题五…………………………(238)
第六章总线和总线标准…………………(241)
6.1有关总线的基本概念………………(241)
6.1.1总线与总线模块………………(241)
6.1.2总线操作及控制………………(242)
6.1.3总线的功能和性能指标………(243)
6.1.4总线周期与指令周期、时钟周期的关系…………………………(243)
6.2总线仲裁方法………………………(244)
6.2.1"菊花链"仲裁…………………(244)
6.2.2并行仲裁………………………(246)
6.2.3并串行二维仲裁………………(247)
6.3总线握手方法………………………(248)
6.3.1同步总线握手…………………(248)
6.3.2异步总线握手…………………(249)
6.3.3半同步总线握手………………(250)
6.4Pentium处理器的典型总线操作时序…………………………………(250)
6.4.1非流水线式读/写周期的总线时序……………………………(250)
6.4.2突发式读/写周期的总线时序……………………………(251)
6.4.3流水线式读/写周期的总线时序……………………………(252)
6.5PC系列微机中的常用标准总线…(254)
6.5.1标准总线概述…………………(254)
6.5.2目前常用模块级内部扩展总线……………………………(255)
6.5.3目前常用系统级外部总线……(264)
思考题与习题六…………………………(271)
第七章中断与中断控制…………………(274)
7.1有关中断的基本概念………………(274)
7.1.1中断与中断类型………………(274)
7.1.2中断优先级与中断嵌套………(277)
7.1.3CPU响应中断的条件…………(277)
7.1.4中断处理过程…………………(278)
7.2多中断请求的服务判决……………(279)
7.2.1程序查询式判决………………(279)
7.2.2中断向量式判决……………(280)
7.38259A可编程中断控制器…………(281)
7.3.1功能概述………………………(281)
7.3.2内部结构与外部引脚…………(282)
7.3.3内部端口寻址与读/写控制…(284)
7.3.48259A的中断工作过程………(285)
7.3.5命令字格式与应用编程………(286)
7.4Pentium处理器的中断机理………(301)
7.4.1实地址方式下使用中断向量表…………………………(301)
7.4.2保护虚地址方式下使用中断描述符表………………………(302)
7.4.3中断向量号分配………………(302)
7.4.4中断/异常的检测、响应、处理过程………………………(304)
7.5微机系统开发中利用8259A扩展中断源的方法…………………………(305)
7.5.1使用级联线的扩展……………(305)
7.5.2不用级联线的扩展……………(306)
思考题与习题七…………………………(308)
第八章定时器/计数器电路………………(311)
8.1计算机中的定时和计数……………(311)
8.1.1实现定时、延时的控制方法…(311)
8.1.2可编程定时器/计数器的典型结构和主要用途………………(311)
8.2可编程定时器/计数器芯片8254…………………………(312)
8.2.1基本功能………………………(313)
8.2.2内部结构与外部引脚…………(313)
8.2.3内部端口寻址与读/写控制…(315)
8.2.4六种工作方式…………………(315)
8.2.5应用编程………………………(321)
8.38254在PC系列机定时系统中的应用…………………………………(326)
思考题与习题八…………………………(330)
第二部分微机接口篇
第九章并行接口与串行接口……………(335)
9.1并行接口与串行接口概述…………(335)
9.2简单的不可编程并行接口电路……(336)
9.3可编程并行接口芯片825**一5…(336)
9.3.1内部结构与外部引脚…………(336)
9.3.2内部端口寻址与读/写控制…(338)
9.3.3三种工作方式…………………(338)
9.3.4控制字格式与初始化编程……(347)
9.4串行通信的基本概念………………(351)
9.4.1数据传送方式…………………(351)
9.4.2波特率和收/发时钟…………(352)
9.4.3信号的调制和解调……………(352)
9.4.4误码率和串行通信中的差错控制……………………………(354)
9.4.5信道的多路复用………………(355)
9.4.6串行通信的基本方式…………(357)
9.4.7串行通信协议…………………(357)
9.4.8串行通信的实现方法…………(359)
9.5异步串行通信接口标准:RS-232一C……………………………(359)
9.5.1信号连接规范…………………(360)
9.5.2主要电气技术指标及应用说明……………………………(363)
9.6可编程串行接口芯片INS8250…(365)
9.6.1内部结构与外部引脚…………(365)
9.6.2内部寄存器与读/写控制……(368)
9.6.3初始化与应用编程……………(374)
思考题与习题九…………………………(381)
第十章基本人机交互设备接口…………(385)
10.1键盘及其接口……………………(385)
10.1.1编码键盘与非编码键盘……(385)
10.1.2非编码键盘的接口功能……(386)
10.1.3行/列扫描式键盘接口方法…………………………(386)
10.1.4PC系列机键盘及接口………(389)
10.2显示器及其接口…………………(391)
10.2.1LED显示器及接口…………(391)
10.2.2CRT显示器及接口…………(396)
10.2.3LCD显示器及接口…………(400)
10.3打印机及其接口…………………(403)
10.3.1打印机及其控制原理………(403)
10.3.2Centronics并行接口标准……(404)
10.3.3并行打印机接口方法………(406)
10.4鼠标器及其接口…………………(408)
10.4.1鼠标器及其工作原理………(408)
10.4.2鼠标器的接口………………(409)
思考题与习题十…………………………(410)
第十一章模拟I/O接口…………………(414)
11.1DAC及其与MPU的接口…………(414)
11.1.1D/A转换器原理……………(414)
11.1.2DAC的基本参数……………(418)
11.1.3典型的DAC集成芯片………(419)
11.1.4DAC芯片与MPU的接口技术…………………………(425)
11.2ADC及其与MPU的接口…………(428)
11.2.1A/D转换的四个步骤………(428)
11.2.2A/D转换器原理……………(430)
11.2.3ADC的性能参数……………(431)
11.2.4典型的集成ADC芯片………(433)
11.2.**DC芯片与MPU的接口技术…………………………(441)
思考题与习题十一………………………(446)
第三部分微机应用篇
第十二章微机在测控系统中的应用……(451)
12.1计算机测控系统概述……………(451)
12.1.1计算机测控系统的一般结构…………………………(451)
12.1.2测控系统的实时性概念……(452)
12.1.3测控系统对计算机的要求…(453)
12.1.4构成测控计算机系统的方案选择…………………………(454)
12.2实现计算机测控系统的关键技术………………………………(455)
12.2.1传感器及测量………………(455)
12.2.2模拟I/0通道建立…………(456)
12.2.3数据处理……………………(469)
12.2.4执行机构及驱动……………(478)
12.2.5可靠性与抗干扰技术………(487)
12.3计算机测控系统的设计与开发…(487)
12.4实际测控系统举例………………(491)
思考题与习题十二………………………(507)
附录…………………………………………(510)
附录A关于本书配套的课内实验安排建议………………………(510)
附录BASCII码表………………………(511)
主要参考文献………………………………(512)