32位微机原理与应用

微机原理与接口技术是计算机、信息、通信、自动化等专业教育中一门十分重要的专业基础课。本书编写的目的是让读者从理论和实践上掌握微型计算机的工作原理、汇编语言程序设计、微机的基本组成及常用接口技术，建立微机系统整体概念，了解当今计算机硬件的新技术和新理论。通过对本书内容的学习，读者可以比较系统地了解微机系统的组成原理及其硬件结构，掌握汇编语言的程序设计，掌握基本微机系统的接口电路的设计及编程方法，具备微机应用系统软、硬件开发的初步能力。

当今微处理器的发展一直遵循著名的“摩尔定律”。从20世纪70年代后期出现第三代16位微处理器至今，CPU经历了飞速发展。在微型计算机中，CPU已经从32位更换为64位，从单核CPU更换为多核CPU。在令人眼花缭乱的背后，是技术与制造工艺的不断创新。不过，原理性的东西并没有发生太大的变化，而且当前32位CPU在市场上，特别是在嵌入式系统中还占主流。因此，本书在编写过程中以Intel公司的IA32系列微处理器为主线，重点讲述微处理器的工作原理。

全书共分13章，从内容组织上可分为4大部分： 微机原理、汇编语言程序设计、微机组成及接口技术。微机原理部分主要包括第2章、第3章和第13章。汇编语言程序设计在第4章。微机组成主要包括第5章、第6章、第8章和第12章，这是构成一台微机的必要组成部分。接口技术则包括第7章、第9章、第10章和第11章。本书部分接口程序采用C语言编写，以便让学生了解如何使用C语言去操作接口电路。

第1章是基础知识部分。介绍了计算机的一些基础知识，主要包括计算机发展简史、微型计算机系统的结构及其主要技术指标、计算机中的数制、布尔代数基础、逻辑电路基础、二进制数的运算及其加法电路、计算机中的编码、浮点数基本概念等。

第2章从微机的简化模型入手，开始讲述微机的内部工作原理； 然后以16位微处理器8086为过渡，讲述IA32架构微处理器的功能结构及编程结构； 后以32位微处理器Pentium为例，讲述32位微处理器的外部引脚及工作时序。

第3章介绍了IA32系列微处理器的寻址方式及其基本指令集。

第4章首先介绍了宏汇编语言程序的结构、伪指令以及程序设计的一般过程和各种基本程序结构，然后介绍了系统功能调用，后给出了大量的编程实例。

第5章介绍了目前微机系统中常用的各种总线，包括常用的内部总线（PCI和工业中常用的PC104等总线）和外部总线（IEEE 488总线和USB总线）。

第6章主要讨论作为内存的半导体存储器。在简要介绍存储器分类和基本存储元件电路的基础上，重点介绍了常用的几种典型存储器芯片及其与CPU之间的连接与扩展问题，并简要介绍了目前广泛应用的几种新型存储器。

第7章介绍了接口技术的基础知识，包括接口的定义、功能及结构，I/O端口的编址方式以及CPU与外设之间的数据传送方式。为学习后续的各类接口奠定基础。

第8章介绍了计算机系统不可缺少的重要组成部分——中断系统。介绍了一般中断系统概念、微机的中断系统功能及中断管理专用芯片8259A。

第9章介绍了并行接口及定时/计数技术，重点介绍了可编程并行接口芯片8255及可编程定时/计数器8253的用法。

第10章介绍了串行通信技术以及串行通信接口芯片PC16550。

第11章介绍了数模和模数转换的原理以及常用A/D、D/A芯片的功能。

第12章介绍了为实现大批量数据的快速传输而采用的DMA传送方式。重点介绍了DMA控制器8237A。

第13章介绍了IA32系列微处理器保护模式下的运行机制及编程方法。本章内容可作为选学部分。

本书由马兴录老师主持编写，宋廷强、曲英杰、周艳平、肖传伟、范玮老师参加了编写与校验工作，在此向他们表示感谢。

由于编者的实际工作经验及水平的限制，书中难免存在一些不当之处，恳请读者批评指正。