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本书共14章分为4部分：第1部分为原理篇，包括微型计算机基础、8088/8086 CPU及其指令系统、汇编语言程序设计、存储器技术、输入/输出技术、中断技术。第2部分为接口篇，自动气象站设计为例，导入了8259A、8253、8255A等可编程接口芯片和A/D转换器。第3部分为拓展篇，介绍微机新技术. 第4部分为实践篇，主要是汇编和接口部分基于Proteus仿真的典型实验。

目    录
原  理  篇
 
第1章  微型计算机基础	(2)
1.1  微型计算机发展概述	(2)
1.2  微型计算机系统的组成、结构与
工作过程	(4)
1.2.1  微型计算机系统的组成与结构	(4)
1.2.2  微机系统的工作过程	(6)
1.3  常用数制与编码表示方法	(9)
1.3.1  计算机中常用的数制	(9)
1.3.2  计算机中信息的编码表示	(11)
1.4  微型计算机中的数据表示方法	(12)
1.4.1  无符号数与有符号数	(12)
1.4.2  有符号二进制数的计算	(13)
1.5  本章学习指导	(14)
1.5.1  本章主要内容	(14)
1.5.2  典型例题	(15)
本章习题	(16)
第2章  8086/8088微处理器	(17)
2.1  8086/8088微处理器特点	(17)
2.2  8086/8088微处理器结构	(18)
2.2.1  8086/8088功能结构	(18)
2.2.2  8086/8088寄存器结构	(20)
2.2.3  8086/8088存储器寻址	(22)
2.2.4  8086/8088外部引脚	(23)
2.3  8086/8088 CPU工作模式和引脚	(26)
2.3.1  8086/8088最小工作模式	(26)
2.3.2  8086/8088最大工作模式	(27)
2.4  8086的总线时序	(31)
2.4.1  最小工作模式典型时序	(31)
2.4.2  最大工作模式典型时序	(34)
2.5  本章学习指导	(36)
2.5.1  本章主要内容	(36)
2.5.2  典型例题	(37)
本章习题	(38)
第3章  8086/8088指令系统	(39)
3.1  寻址方式	(39)
3.2  数据传送指令	(43)
3.2.1  MOV指令	(43)
3.2.2  栈指令	(44)
3.2.3  交换指令XCHG	(46)
3.2.4  累加器专用传送指令	(47)
3.2.5  地址传送指令	(48)
3.2.6  标志位传送指令	(49)
3.3  算术运算指令	(50)
3.3.1  加法指令	(50)
3.3.2  减法指令	(52)
3.3.3  乘除法指令	(53)
3.3.4  符号扩展指令	(55)
3.3.5  十进制调整指令	(55)
3.4  逻辑运算指令	(56)
3.5  移位指令	(59)
3.5.1  算术逻辑移位指令	(59)
3.5.2  循环移位指令	(60)
3.6  处理器控制指令及标志位处理指令	(61)
3.7  本章学习指导	(62)
3.7.1  本章主要内容	(62)
3.7.2  典型例题	(63)
本章习题	(64)
第4章  汇编语言程序设计	(66)
4.1  汇编语言基础	(66)
4.1.1  汇编语言的语句组成	(66)
4.1.2  数据项	(67)
4.1.3  表达式	(68)
4.1.4  数据定义	(69)
4.1.5  分析运算符与合成运算符	(71)
4.1.6  符号定义	(72)
4.1.7  定位定义	(73)
4.2  顺序程序设计	(74)
4.2.1  最简单的汇编语言程序	(74)
4.2.2  包含多个段的汇编语言程序	(75)
4.3  分支程序设计	(78)
4.3.1  转移指令	(78)
4.3.2  分支程序举例	(81)
4.4  循环程序设计	(85)
4.4.1  循环程序的基本结构	(85)
4.4.2  循环指令	(86)
4.4.3  循环程序举例	(87)
4.5  DOS系统功能调用	(89)
4.5.1  常用系统功能调用	(89)
4.5.2  DOS系统功能调用举例	(91)
4.6  子程序设计	(93)
4.6.1  调用与返回指令	(93)
4.6.2  过程定义	(95)
4.6.3  参数和结果的传递	(96)
4.6.4  子程序设计举例	(102)
4.7  字符串处理	(103)
4.7.1  字符串操作指令	(103)
4.7.2  重复指令前缀	(106)
4.7.3  字符串处理程序举例	(107)
4.8  本章学习指导	(108)
4.8.1  本章主要内容	(108)
4.8.2  典型例题	(110)
本章习题	(112)
第5章  存储器技术	(113)
5.1  存储器概述	(113)
5.1.1  半导体存储器分类	(113)
5.1.2  存储器性能指标	(114)
5.1.3  存储器系统结构	(115)
5.2  随机读写存储器	(116)
5.2.1  静态RAM	(117)
5.2.2  动态RAM	(119)
5.3  只读存储器	(121)
5.3.1  掩模型ROM和可编程ROM	(121)
5.3.2  可擦除可编程ROM(EPROM)	(121)
5.3.3  电可擦除可编程
ROM(E2PROM)	(123)
5.4  CPU与存储器的连接	(123)
5.4.1  存储器扩展	(123)
5.4.2  存储器译码	(126)
5.5  现代微机的存储体系	(129)
5.5.1  Cache?主存存储层次	(129)
5.5.2  主辅存存储层次	(131)
5.5.3  并行主存系统及新型RAM	(132)
5.6  本章学习指导	(134)
5.6.1  本章主要内容	(134)
5.6.2  典型例题	(136)
本章习题	(138)
第6章  输入/输出接口技术	(139)
6.1  I/O接口概述	(140)
6.1.1  接口的功能及其作用	(140)
6.1.2  接口的分类	(141)
6.1.3  简单I/O接口芯片	(142)
6.2  I/O端口及其编址方法	(143)
6.2.1  I/O端口	(143)
6.2.2  I/O端口的编址方法	(144)
6.3  输入/输出方式及其接口	(145)
6.3.1  程序控制传输方式	(146)
6.3.2  中断传输方式	(150)
6.3.3  DMA方式	(152)
6.3.4  4种I/O方式的比较	(156)
6.4  本章学习指导	(157)
6.4.1  本章主要内容	(157)
6.4.2  典型例题	(158)
本章习题	(159)
第7章  中断技术	(160)
7.1  中断的基本概念及其应用	(160)
7.2  中断系统的功能和中断优先级	(162)
7.2.1  基本概念	(162)
7.2.2  中断优先级	(162)
7.3  8086/8088的中断操作	(166)
7.3.1  中断的分类	(166)
7.3.2  中断类型码、中断向量和
中断向量表	(166)
7.4  中断响应过程与时序	(170)
7.4.1  硬件中断的响应过程和
中断服务	(170)
7.4.2  中断指令和软件中断的响应
过程	(173)
7.5  本章学习指导	(176)
7.5.1  本章主要内容	(176)
7.5.2  典型例题	(177)
本章习题	(178)
 
接  口  篇
 
第8章  可编程中断控制器8259A	(182)
8.1  8259A的主要功能及结构	(182)
8.2  8259A的工作过程	(185)
8.2.1  单片8259A的工作过程	(186)
8.2.2  多片8259A级联的工作过程	(186)
8.3  8259A的中断管理	(188)
8.3.1  中断优先级管理	(188)
8.3.2  中断结束管理	(189)
8.3.3  中断嵌套管理	(189)
8.3.4  中断屏蔽管理	(193)
8.4  8259A的编程	(194)
8.4.1  初始化命令字	(194)
8.4.2  初始化的程序流程	(196)
8.4.3  操作命令字	(196)
8.5  8259A的应用举例	(200)
8.5.1  8259A在X86系统中的应用	(201)
8.5.2  8259A在自动气象站中的
应用	(202)
8.6  本章学习指导	(203)
8.6.1  本章主要内容	(203)
8.6.2  典型例题	(205)
本章习题	(207)
第9章  可编程定时/计数器
8253/8254	(208)
9.1  8253的引脚功能和编程结构	(209)
9.1.1  8253的引脚功能	(209)
9.1.2  8253的编程结构	(209)
9.1.3  8253内部寄存器的选择	(210)
9.2  8253的编程	(211)
9.2.1  8253的控制字	(211)
9.2.2  8253的计数初值	(211)
9.2.3  8253的初始化编程	(212)
9.2.4  8253的计数器读操作	(213)
9.3  8253的工作方式	(214)
9.3.1  方式0	(215)
9.3.2  方式1	(216)
9.3.3  方式2	(217)
9.3.4  方式3	(218)
9.3.5  方式4	(220)
9.3.6  方式5	(222)
9.3.7  6种工作方式的比较	(224)
9.4  8253的应用举例	(225)
9.4.1  8253多通道串联的应用	(225)
9.4.2  8253在自动气象站中的应用	(226)
9.5  8254芯片	(228)
9.5  本章学习指导	(230)
9.5.1  本章主要内容	(230)
9.5.2  典型例题	(231)
本章习题	(233)
第10章  可编程并行接口芯片
8255A	(234)
10.1  并行接口概述	(234)
10.2  8255A概述	(235)
10.2.1  8255A内部结构和芯片引脚	(235)
10.2.2  8255A的工作方式和初始化
编程	(237)
10.3  8255A的工作过程分析	(239)
10.3.1  方式0	(239)
10.3.2  方式1	(240)
10.3.3  方式2	(242)
10.4  8255A的应用举例	(244)
10.4.1  8255A在打印机接口中的应用	(244)
10.4.2  8255A在自动气象站中的
应用	(245)
10.5  本章学习指导	(252)
10.5.1  本章主要内容	(252)
10.5.2  典型例题	(252)
本章习题	(254)
第11章  串行通信与可编程接口
芯片8251A	(255)
11.1  串行通信基础	(255)
11.1.1  串行通信方式	(256)
11.1.2  数据传送方式	(257)
11.1.3  信号传输方式	(258)
11.1.4  串行接口标准	(258)
11.2  可编程串行接口芯片8251A	(261)
11.2.1  8251A概述	(261)
11.2.2  8251A初始化编程	(264)
11.2.3  8251A应用举例	(267)
11.2.4  8251A在自动气象站中的
应用	(268)
11.3  本章学习指导	(270)
11.3.1  本章主要内容	(270)
11.3.2  典型例题	(271)
本章习题	(272)
第12章  A/D、D/A转换技术及其
接口设计	(274)
12.1  D/A转换器及其与主机的接口	(275)
12.1.1  D/A转换器组成	(275)
12.1.2  D/A转换原理	(276)
12.1.3  D/A转换器技术指标及选型	(278)
12.1.4  数模D/A转换器DAC0832	(279)
12.1.5  串行接口D/A转换器	(282)
12.1.6  D/A转换器应用	(283)
12.2  A/D转换器及其与主机的接口	(286)
12.2.1  A/D转换接口	(286)
12.2.2  A/D转换原理及实现	(291)
12.2.3  A/D转换器技术指标及选型	(294)
12.2.4  模数A/D转换器ADC0809	(295)
12.2.5  12位A/D转换器AD574	(298)
12.2.6  自动气象站框架设计	(301)
12.3  本章学习指导	(302)
12.3.1  本章主要内容	(302)
12.3.2  典型例题	(303)
本章习题	(304)
 
拓  展  篇
 
*第13章  总线技术	(307)
13.1  总线概述	(307)
13.2  总线控制	(309)
13.2.1  总线仲裁	(309)
13.2.2  总线握手	(310)
13.3  常用总线标准	(312)
13.3.1  ISA总线	(312)
13.3.2  PCI总线	(314)
13.3.3  USB 总线	(317)
13.3.4  IEEE 1394总线	(321)
13.3.5  SCSI 总线	(321)
13.3.6  AGP 总线	(322)
13.3.7  PCI-E总线	(322)
13.3.8  I2C总线	(323)
13.3.9  SPI总线	(324)
13.4  本章学习指导	(325)
本章习题	(325)
*第14章  高性能微处理器及其
新技术	(326)
14.1  32位微处理器芯片	(326)
14.1.1  80X86芯片发展	(326)
14.1.2  典型32位微处理器	(329)
14.2  64位CPU简介	(334)
14.3  高性能微机技术	(337)
14.3.1  流水线(PinpeLine)技术	(337)
14.3.2  精简指令集(RISC)技术	(338)
14.3.3  多媒体扩展(MMX)技术	(339)
14.3.4  单指令多数据(SIMD)技术	(341)
14.3.5  线程级并行技术	(342)
14.3.6  低功耗管理(LPM)技术	(343)
14.4  本章学习指导	(344)
本章习题	(344)
第15章  实验指导	(345)
15.1  汇编语言上机及DEBUG
调试实验	(345)
15.2  分支结构程序设计实验	(346)
15.3  循环结构程序设计实验	(347)
15.4  子程序设计实验	(348)
15.5  DOS系统功能调用实验	(350)
15.6  简单并行接口实验	(352)
15.7  8253实验	(353)
15.8  8255A实验	(354)
15.9  8251A实验	(357)
15.10  DAC0832实验	(359)
15.11  ADC0809实验	(360)
15.12  中断控制实验	(362)
附录A  自测试题	(365)
A.1  试卷一	(365)
A.2  试卷一答案	(368)
A.3  试卷二	(369)
A.4  试卷二答案	(372)
附录B  基本逻辑门电路图形符号
对照表	(374)
附录C  ASCII编码表	(375)
参考文献	(377)

第2版前言
本书第1版于2011年出版，被列为“江苏省高等学校精品教材”，配套课件在2013年全国高校多媒体课件竞赛中获奖。本教材是作者数十年微机教学经验的总结和多项江苏省高校教育教学成果奖的结晶，自出版以来受到了许多高校老师的青睐和广大读者的欢迎，不仅纷纷选作教材或学习用书，而且还提出了不少宝贵的意见和建议；此外，微机技术发展迅速，教学改革不断创新，互联网+的应用日趋成熟。综合考虑以上因素，这次的第2版在保持第1版教材特色的基础上，在内容和结构上主要做了以下几个方面的修订。
（1）在原有的原理篇和接口篇的基础上增加了拓展篇。
?  把第1版中高性能微处理器及其新技术一节的内容拓展为一章，移入拓展篇，重点新增了微机技术的发展历程和微处理器的最新技术。
?  总线技术一章修改后移入拓展篇，重点新增了总线技术的最新发展和应用。
?  新增了以仿真技术为支撑的实验和实训一章，以满足课程实践性强的特点。
（2）增加了教学指导和辅导内容。在每一章的开始增加了内容提要和教学目标，结尾增加了学习指导和典型例题，同时在每一节增加了适量的练习题。此外，在每一章还增加了部分例题，最后提供了2套自测试卷及答案。修订后的教材为读者学习提供了全方位的辅导。
（3）对部分章节进行精简，特别是对指令系统和汇编语言程序设计的部分内容做了删减。
（4）对部分可供自学或者有选择性的教学内容，教材中加星号(*)表示。
全书共15章，分为原理篇、接口篇和拓展篇。
原理篇由第1～7章组成。第1章介绍了微机的发展、结构及特点。以一个模型微型计算机执行指令的过程为切入点，建立了对微型计算机工作原理的初步认识。第2章以8086/8088 CPU为实例，介绍了CPU的构成和特点，并以此为基础讨论了总线操作与时序的概念。第3章8086/8088 CPU的指令系统和第4章汇编语言程序设计引入了与C语言的比较内容，实现了两种语言的互补学习；部分内容给出了DEBUG环境下的示例，便于读者理解。第5章存储器技术，从存储器分类和基本存储单元电路入手，把存储原理和存储器与CPU的连接结合起来进行讨论，并引入了现代存储技术的基本内容。第6章输入/输出技术以接口、端口、输入/输出方式为主线，讨论了接口的功能、不同输入/输出方式的基本原理和特点。第7章中断技术，借中断式输入/输出的基础讨论了中断的概念和中断管理的方法，在此基础上阐明了8086/8088 CPU的中断系统。本篇是学习接口篇的基础。
接口篇由第8～12章组成。本篇开始以自动气象站的设计为例，导入了中断控制器8259A（第8章）、定时/计数器8253（第9章）、并行接口8255A（第10章）、串行接口8251（第11章）等可编程接口芯片和A/D转换器（第12章）。每一章都讨论了各个可编程接口芯片的功能、结构、初始化方法和应用设计。第12章对A/D、D/A转换器的转换原理、接口方法进行了系统讨论。在分步学习与设计的基础上，最后通过集成设计完成一个基本的自动气象站系统的设计工作。本篇在讨论各类常用接口芯片的基本功能和特点的基础上侧重应用。
拓展篇由第13～15章组成。第13章概述总线的分类、功能及特点，常用的和最新的总线控制方法和标准。第14章以80486为重点介绍高性能微处理器及其发展，然后阐述了当前高性能微处理器的关键新技术。第15章为实验和实训，主要包括汇编语言部分和接口部分的基本实验，覆盖了理论部分的主要知识点。接口实验均基于Proteus仿真软件，具有较大的灵活性。
本教材具有以下特色： 
（1）案例导入和问题教学相融合，抓住微机课程特点，注重理论联系实际
微机系统运行时各个部件同时工作，内容前后交叉联系密切，不可分离，但是教学中必须分开讲解，这是微机教学的特点也是难点。本书通过案例（自动气象站）导入和问题牵引相融合来解决这一难题：把8253、8255A、8251A、8259A等可编程接口芯片以及A/D转换器等全部合理导入，采用整体到局部再到整体，循序渐进、适当循环提高的方法来组织内容。
（2）通过比较教学法，借C语言基础，促汇编语言学习
汇编语言和C语言思维方式不同，语言间既有区别又有联系，而大部分学习微机原理的学生都有良好的C语言基础，通过比较教学实现互补，既能促进汇编语言的学习，又能深化对C语言的理解和找准C语言概念与汇编语言的异同。教材在该部分内容的处理上，保证了与C语言比较内容的相对独立性，可以像没有C语言存在一样使用。
（3）巧借DEBUG调试结果辅助汇编语言的学习，强化与实践的结合
在指令系统和汇编语言编程的讨论中，巧妙地借用DEBUG环境下的调试结果截图来说明指令的内涵、程序执行过程和DEBUG软件的使用，特别是对指令与标志位的关系、转移类指令目的地址与目标程序的关系的比较论述等问题的准确理解大有益处，同时也拉近了课堂教学与上机实习的距离。
（4）电子资源丰富
?  电子课件注重用多媒体手段刻画抽象问题，提高教学效果。计算机指令运行过程和内部原理很抽象，我们借助动画等多媒体技术着意对其进行刻画，如指令的读取、存储、执行和指令间的关联、时序及输入/输出过程等。这有助于学习效率的提高。
?  新版教材还提供课后习题答案，以及第15章的实验参考程序和仿真电路。这些教材资源将帮助教师更好地展开教学工作。
本书配套的电子课件、部分源程序、部分习题答案等教学资源，读者可以登录华信教育资源网（www.hxedu.com.cn）下载，也可以联系编者索取(ch_yi_f@126.com)。
（5）集教材、辅导书、实验指导书为一体
新版教材在每一章列出了重点难点，给出了学习指导和典型例题，并提供了自测试卷和答案。新增的第15章对汇编语言部分的主要知识点和接口部分的主要芯片，都设计了实验项目。接口实验部分引入了Proteus仿真软件，方便教师和学生使用。
（6）二维码的使用，更是方便了读者学习和知识的拓展
为了丰富教材内容，同时不增加教材篇幅和出版成本，部分实例和内容采用二维码的形式，方便读者下载和在线学习。
本书由南京信息工程大学张颖超、河海大学叶彦斐、南京信息工程大学陈逸菲、周丽、孙宁和杨乐编写。张颖超教授负责全书的统编定稿。本书得到了南京信息工程大学教材建设基金的资助。
书中不足之处，敬请读者及时指正(ch_yi_f@126.com)。衷心感谢所有阅读和关心本书的朋友！

  编著者

张颖超，教授，博导，江苏省自动化学会常务理事；江苏省微电脑应用协会理事；中国气象软科学委员会委员；中国计算机学会工控机专委会委员；中国人工智能学会智能检测与运动控制分会（筹）副理事长；机械工业教育协会机电类学科教学委员自动化分委员会委员

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微机原理与接口技术（第2版）