《微機原理及應用技術》首先給出微型計算機的體系結構,著重介紹中央處理器、存儲器、輸入/輸出設備及總線等部件的組成、特點、功能和工作原理;接著介紹兩種典型的微處理器,即8086微處理器和MCS51微處理器,同時分別對其存儲器管理、程序設計方法(8086系統(tǒng)為匯編語言、MCS51系統(tǒng)為C語言)、輸入/輸出接口(包括并行接口、串行接口及定時計數(shù)接口)及中斷模式進行介紹;然后以實際應用為目標介紹輸入/輸出通道設計技術,包括數(shù)字量輸入/輸出(并行和串行)通道、模擬量輸入/輸出通道及人機交互通道技術;最后給出一個可編程邏輯控制器(PLC)系統(tǒng)的綜合設計實例。
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目錄
前言
第1章 微型計算機基礎 1
1.1 計算機概述 1
1.1.1 計算機發(fā)展史 1
1.1.2 微型計算機結構 4
1.2 預備知識 9
1.2.1 數(shù)據(jù)的機內表示 10
1.2.2 二進制數(shù)的運算 20
1.2.3 常用數(shù)字電路 22
1.3 中央處理器 39
1.3.1 指令系統(tǒng)與尋址技術 39
1.3.2 CPU結構和功能 52
1.3.3 指令周期 57
1.3.4 參數(shù)與型號 60
1.4 存儲器 62
1.4.1 微型機存儲器結構 62
1.4.2 存儲器的組織 64
1.4.3 存儲器與CPU的連接 72
1.4.4 地址譯碼 73
1.4.5 容量擴展與數(shù)據(jù)存儲 79
1.5 輸入/輸出 85
1.5.1 I/O接口基礎 85
1.5.2 I/O方式 92
1.5.3 I/O設備 104
1.6 程序設計 104
1.6.1 簡單計算實例 104
1.6.2 程序設計基本步驟 107
1.6.3 程序設計語言 109
1.6.4 堆棧 111
1.7 計算機與控制 113
1.7.1 計算機控制發(fā)展歷程 113
1.7.2 控制計算機 115
1.7.3 控制計算機主機類型 116
1.7.4 控制設備中常用CPU 117
第2章 8086微處理器及系統(tǒng) 119
2.1 8086微處理器 119
2.1.1 功能與引腳 119
2.1.2 總線時序 129
2.1.3 地址鎖存與總線驅動 131
2.1.4 時鐘、就緒、等待發(fā)生器 133
2.1.5 工作模式 140
2.2 8086的存儲器管理 144
2.2.1 存儲器組織 144
2.2.2 存儲器 146
2.2.3 CPU與存儲器接口 149
2.3 8086程序設計 156
2.3.1 8086的尋址方式 156
2.3.2 8086指令系統(tǒng) 159
2.3.3 匯編語言程序設計 179
2.4 程序直接控制I/O 205
2.4.1 8086接口基礎 205
2.4.2 可編程外圍設備接口82C55 217
2.4.3 可編程定時/計數(shù)器8254 227
2.4.4 串行通信接口8251A 235
2.5 中斷I/O 248
2.5.1 8086中斷與簡單擴展 249
2.5.2 可編程中斷控制器8259A 263
2.5.3 中斷程序設計實例 275
2.6 接存儲器存 282
2.6.1 8086與DMA 282
2.6.2 DMA控制器 8237 285
2.6.3 DMA應用實例 295
2.7 80x86接口 301
第3章 89C51單片機及系統(tǒng) 302
3.1 89C51的結構和原理 302
3.1.1 內部結構及特點 302
3.1.2 引腳及功能 305
3.1.3 時鐘、時序與復位 307
3.1.4 程序設計資源 313
3.1.5 空閑和掉電方式 317
3.1.6 工作模式 319
3.2 存儲器與I/O 326
3.2.1 存儲器與I/O組織 326
3.2.2 程序存儲器擴展 330
3.2.3 數(shù)據(jù)存儲器與I/O擴展 331
3.3 MCS-51指令系統(tǒng) 335
3.3.1 指令系統(tǒng)的尋址方式 336
3.3.2 指令系統(tǒng)的使用要點 337
3.3.3 指令系統(tǒng)的分類總結 339
3.4 高級語言程序設計 343
3.4.1 C51語言概述 343
3.4.2 C51語言基礎 345
3.4.3 C51語言的變量定義 351
3.4.4 C51語言的函數(shù) 362
3.4.5 C51語言與匯編語言的混合編程 367
3.4.6 C51語言訪問硬件資源 373
3.5 89C51集成I/O資源 378
3.5.1 中斷控制器 378
3.5.2 定時器/計數(shù)器 390
3.5.3 串行通信口 404
第4章 I/O通道設計 418
4.1 數(shù)字量I/O通道技術 419
4.1.1 電平變換 419
4.1.2 420
4.1.3 426
4.1.4 數(shù)字量通道設計實例 434
4.2 模擬量I/O通道 440
4.2.1 模擬量輸出通道 440
4.2.2 模擬量輸人通道 453
4.2.3 A/D與D/A的選擇 480
4.2.4 高精度測量 482
4.2.5 模擬通道設計實例 488
4.3 人機交互通道技術 491
4.3.1 鍵盤設計 491
4.3.2 504
4.3.3 專用鍵盤顯示電路 516
4.4串行通信通道技術 523
4.4.1 設備間的異步通道設計 523
4.4.2 設備中器件間的同步通信 541
第5章 綜合設計實例 553
5.1 設計目標 553
5.1.1 PLC的硬件結構 553
5.1.2 設計目標 555
5.2 簡單PLC系統(tǒng)設計 555
5.2.1 CPU模塊設計 555
5.2.2 存儲卡設計 566
5.2.3 I/O模塊設計 570
5.2.4 電源設計 579
參考文獻 581
附錄 8086指令碼 582
《微機原理及應用技術》:
第1章 微型計算機基礎
本章內容主要涉及學習微型計算機原理必須掌握的基礎知識,包括微型計算機的體系結構、中央處理器、存儲器、輸入/輸出以及程序設計的相關概念等。
1.1 計算機概述
1.1.1 計算機發(fā)展史
從廣義上講,計算機是一種能夠進行計算或輔助計算的工具。在這種廣義的概念下,計算機分類如圖1-1-1所示。圖1-1-1計算機分類
現(xiàn)在,當談到計算機的時候,除加以特殊說明,都是指數(shù)字計算機。數(shù)字計算機是一種自動化的電子設備,它按照人們事先編寫的程序對輸入的原始數(shù)據(jù)進行加工處理,以獲得預期的輸出信息。
隨著技術的發(fā)展、應用領域的擴大,電子計算機不僅能作為計算工具進行數(shù)值計算,而且能進行信息處理。有統(tǒng)計資料表明,當今80%以上的計算機將主要用于信息處理。由于計算機在它出現(xiàn)的初期階段主要進行數(shù)值計算,所以延續(xù)下來了“計算機”這個名稱。現(xiàn)在,更多的人把計算機稱為“電腦”,主要是指計算機可以作為人腦功能的擴展和延伸。計算機已經成為一門重要的學科和工具。隨著計算機的快速發(fā)展,它對人類生活產生了革命性的影響,社會進入了計算機的時代。