本書共14章分為4部分: 第1部分為原理篇,包括微型計算機(jī)基礎(chǔ)、8088/8086 CPU及其指令系統(tǒng)、匯編語言程序設(shè)計、存儲器技術(shù)、輸入/輸出技術(shù)、中斷技術(shù)。 第2部分為接口篇,自動氣象站設(shè)計為例,導(dǎo)入了8259A、8253、8255A等可編程接口芯片和A/D轉(zhuǎn)換器。 第3部分為拓展篇,介紹微機(jī)新技術(shù). 第4部分為實踐篇,主要是匯編和接口部分基于Proteus仿真的典型實驗。
第2版前言
本書第1版于2011年出版,被列為江蘇省高等學(xué)校精品教材,配套課件在2013年全國高校多媒體課件競賽中獲獎。本教材是作者數(shù)十年微機(jī)教學(xué)經(jīng)驗的總結(jié)和多項江蘇省高校教育教學(xué)成果獎的結(jié)晶,自出版以來受到了許多高校老師的青睞和廣大讀者的歡迎,不僅紛紛選作教材或?qū)W習(xí)用書,而且還提出了不少寶貴的意見和建議;此外,微機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速,教學(xué)改革不斷創(chuàng)新,互聯(lián)網(wǎng) 的應(yīng)用日趨成熟。綜合考慮以上因素,這次的第2版在保持第1版教材特色的基礎(chǔ)上,在內(nèi)容和結(jié)構(gòu)上主要做了以下幾個方面的修訂。
(1)在原有的原理篇和接口篇的基礎(chǔ)上增加了拓展篇。
? 把第1版中高性能微處理器及其新技術(shù)一節(jié)的內(nèi)容拓展為一章,移入拓展篇,重點新增了微機(jī)技術(shù)的發(fā)展歷程和微處理器的最新技術(shù)。
? 總線技術(shù)一章修改后移入拓展篇,重點新增了總線技術(shù)的最新發(fā)展和應(yīng)用。
? 新增了以仿真技術(shù)為支撐的實驗和實訓(xùn)一章,以滿足課程實踐性強(qiáng)的特點。
(2)增加了教學(xué)指導(dǎo)和輔導(dǎo)內(nèi)容。在每一章的開始增加了內(nèi)容提要和教學(xué)目標(biāo),結(jié)尾增加了學(xué)習(xí)指導(dǎo)和典型例題,同時在每一節(jié)增加了適量的練習(xí)題。此外,在每一章還增加了部分例題,最后提供了2套自測試卷及答案。修訂后的教材為讀者學(xué)習(xí)提供了全方位的輔導(dǎo)。
(3)對部分章節(jié)進(jìn)行精簡,特別是對指令系統(tǒng)和匯編語言程序設(shè)計的部分內(nèi)容做了刪減。
(4)對部分可供自學(xué)或者有選擇性的教學(xué)內(nèi)容,教材中加星號(*)表示。
全書共15章,分為原理篇、接口篇和拓展篇。
原理篇由第1~7章組成。第1章介紹了微機(jī)的發(fā)展、結(jié)構(gòu)及特點。以一個模型微型計算機(jī)執(zhí)行指令的過程為切入點,建立了對微型計算機(jī)工作原理的初步認(rèn)識。第2章以8086/8088 CPU為實例,介紹了CPU的構(gòu)成和特點,并以此為基礎(chǔ)討論了總線操作與時序的概念。第3章8086/8088 CPU的指令系統(tǒng)和第4章匯編語言程序設(shè)計引入了與C語言的比較內(nèi)容,實現(xiàn)了兩種語言的互補(bǔ)學(xué)習(xí);部分內(nèi)容給出了DEBUG環(huán)境下的示例,便于讀者理解。第5章存儲器技術(shù),從存儲器分類和基本存儲單元電路入手,把存儲原理和存儲器與CPU的連接結(jié)合起來進(jìn)行討論,并引入了現(xiàn)代存儲技術(shù)的基本內(nèi)容。第6章輸入/輸出技術(shù)以接口、端口、輸入/輸出方式為主線,討論了接口的功能、不同輸入/輸出方式的基本原理和特點。第7章中斷技術(shù),借中斷式輸入/輸出的基礎(chǔ)討論了中斷的概念和中斷管理的方法,在此基礎(chǔ)上闡明了8086/8088 CPU的中斷系統(tǒng)。本篇是學(xué)習(xí)接口篇的基礎(chǔ)。
接口篇由第8~12章組成。本篇開始以自動氣象站的設(shè)計為例,導(dǎo)入了中斷控制器8259A(第8章)、定時/計數(shù)器8253(第9章)、并行接口8255A(第10章)、串行接口8251(第11章)等可編程接口芯片和A/D轉(zhuǎn)換器(第12章)。每一章都討論了各個可編程接口芯片的功能、結(jié)構(gòu)、初始化方法和應(yīng)用設(shè)計。第12章對A/D、D/A轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換原理、接口方法進(jìn)行了系統(tǒng)討論。在分步學(xué)習(xí)與設(shè)計的基礎(chǔ)上,最后通過集成設(shè)計完成一個基本的自動氣象站系統(tǒng)的設(shè)計工作。本篇在討論各類常用接口芯片的基本功能和特點的基礎(chǔ)上側(cè)重應(yīng)用。
拓展篇由第13~15章組成。第13章概述總線的分類、功能及特點,常用的和最新的總線控制方法和標(biāo)準(zhǔn)。第14章以80486為重點介紹高性能微處理器及其發(fā)展,然后闡述了當(dāng)前高性能微處理器的關(guān)鍵新技術(shù)。第15章為實驗和實訓(xùn),主要包括匯編語言部分和接口部分的基本實驗,覆蓋了理論部分的主要知識點。接口實驗均基于Proteus仿真軟件,具有較大的靈活性。
本教材具有以下特色:
(1)案例導(dǎo)入和問題教學(xué)相融合,抓住微機(jī)課程特點,注重理論聯(lián)系實際
微機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行時各個部件同時工作,內(nèi)容前后交叉聯(lián)系密切,不可分離,但是教學(xué)中必須分開講解,這是微機(jī)教學(xué)的特點也是難點。本書通過案例(自動氣象站)導(dǎo)入和問題牽引相融合來解決這一難題:把8253、8255A、8251A、8259A等可編程接口芯片以及A/D轉(zhuǎn)換器等全部合理導(dǎo)入,采用整體到局部再到整體,循序漸進(jìn)、適當(dāng)循環(huán)提高的方法來組織內(nèi)容。
(2)通過比較教學(xué)法,借C語言基礎(chǔ),促匯編語言學(xué)習(xí)
匯編語言和C語言思維方式不同,語言間既有區(qū)別又有聯(lián)系,而大部分學(xué)習(xí)微機(jī)原理的學(xué)生都有良好的C語言基礎(chǔ),通過比較教學(xué)實現(xiàn)互補(bǔ),既能促進(jìn)匯編語言的學(xué)習(xí),又能深化對C語言的理解和找準(zhǔn)C語言概念與匯編語言的異同。教材在該部分內(nèi)容的處理上,保證了與C語言比較內(nèi)容的相對獨立性,可以像沒有C語言存在一樣使用。
(3)巧借DEBUG調(diào)試結(jié)果輔助匯編語言的學(xué)習(xí),強(qiáng)化與實踐的結(jié)合
在指令系統(tǒng)和匯編語言編程的討論中,巧妙地借用DEBUG環(huán)境下的調(diào)試結(jié)果截圖來說明指令的內(nèi)涵、程序執(zhí)行過程和DEBUG軟件的使用,特別是對指令與標(biāo)志位的關(guān)系、轉(zhuǎn)移類指令目的地址與目標(biāo)程序的關(guān)系的比較論述等問題的準(zhǔn)確理解大有益處,同時也拉近了課堂教學(xué)與上機(jī)實習(xí)的距離。
(4)電子資源豐富
? 電子課件注重用多媒體手段刻畫抽象問題,提高教學(xué)效果。計算機(jī)指令運(yùn)行過程和內(nèi)部原理很抽象,我們借助動畫等多媒體技術(shù)著意對其進(jìn)行刻畫,如指令的讀取、存儲、執(zhí)行和指令間的關(guān)聯(lián)、時序及輸入/輸出過程等。這有助于學(xué)習(xí)效率的提高。
? 新版教材還提供課后習(xí)題答案,以及第15章的實驗參考程序和仿真電路。這些教材資源將幫助教師更好地展開教學(xué)工作。
本書配套的電子課件、部分源程序、部分習(xí)題答案等教學(xué)資源,讀者可以登錄華信教育資源網(wǎng)(www.hxedu.com.cn)下載,也可以聯(lián)系編者索取(ch_yi_f@126.com)。
(5)集教材、輔導(dǎo)書、實驗指導(dǎo)書為一體
新版教材在每一章列出了重點難點,給出了學(xué)習(xí)指導(dǎo)和典型例題,并提供了自測試卷和答案。新增的第15章對匯編語言部分的主要知識點和接口部分的主要芯片,都設(shè)計了實驗項目。接口實驗部分引入了Proteus仿真軟件,方便教師和學(xué)生使用。
(6)二維碼的使用,更是方便了讀者學(xué)習(xí)和知識的拓展
為了豐富教材內(nèi)容,同時不增加教材篇幅和出版成本,部分實例和內(nèi)容采用二維碼的形式,方便讀者下載和在線學(xué)習(xí)。
本書由南京信息工程大學(xué)張穎超、河海大學(xué)葉彥斐、南京信息工程大學(xué)陳逸菲、周麗、孫寧和楊樂編寫。張穎超教授負(fù)責(zé)全書的統(tǒng)編定稿。本書得到了南京信息工程大學(xué)教材建設(shè)基金的資助。
書中不足之處,敬請讀者及時指正(ch_yi_f@126.com)。衷心感謝所有閱讀和關(guān)心本書的朋友!
編著者
張穎超,教授,博導(dǎo),江蘇省自動化學(xué)會常務(wù)理事;江蘇省微電腦應(yīng)用協(xié)會理事;中國氣象軟科學(xué)委員會委員;中國計算機(jī)學(xué)會工控機(jī)專委會委員;中國人工智能學(xué)會智能檢測與運(yùn)動控制分會(籌)副理事長;機(jī)械工業(yè)教育協(xié)會機(jī)電類學(xué)科教學(xué)委員自動化分委員會委員