微型计算机接口技术与汇编语言

第1章 概论
1.1 微型计算机系统及发展简介
1.1.1 微型计算机系统
1.1.2 微型计算机发展简介
1.2 微型计算机是怎样工作的
1.2.1 进行控制与数据加工处理的微处理器
1.2.2 完成数据记忆存储的存储器
1.2.3 实现数据输入输出的I/O设备与接口
1.2.4 提供数据通路的总线
1.3 汇编语言在微机系统中的作用
1.3.1 为什么要讲汇编语言
1.3.2 讲汇编语言的哪些内容
1.4 微型计算机接口技术的概念
1.4.1 微机接口技术的作用与基本任务
1.4.2 微机接口技术的层次与内容
1.4.3 微机接口技术的基本概念
1.4.4 微机接口技术的发展概况
1.4.5 分析微机硬件的软件模型方法
1.4.6 本书内容安排
习题
模块1 微机系统的基本组成及工作原理
第2章以16位微型计算机为实例介绍微机系统的微处理器、存储器、I/O设备及总线，借以说明微机工作的基本原理，作为微机组成的硬件基础知识，为学习后面章节的接口技术和汇编语言作准备，而并非是为了专门讲解16位微机。因此，从内容的取材，编写的方法都与其他同类教材有所不同。若想了解更加先进、更加复杂的新型微机可参考有关教材或文献。
第2章 微型计算机系统的组成及工作原理
2.1 微型计算机系统
2.1.1 微机系统的硬件组成
2.1.2 微机系统的软件配置
2.1.3 微机系统中的信息流与信息链
2.2 微处理器
2.2.1 微处理器的作用
2.2.2 微处理器组成的基本部件及工作原理
2.2.3 微处理器的功能结构
2.2.4 微处理器的外部特性
2.2.5 微处理器的编程模型
2.2.6 微处理器的指令集
2.2.7 微处理器工作模式
2.2.8 现代微处理器的新技术
2.3 存储器
2.3.1 存储器的作用
2.3.2 存储器的类型与层次
2.3.3 存储器地址空间和数据组织
2.3.4 存储器的管理机制-分段技术与寻址方案
2.3.5 存储器逻辑地址和物理地址的形成
2.3.6 堆栈
2.3.7 现代微机系统存储器的新特点
2.4 I/O设备与I/O设备接口
2.4.1 I/O设备及其接口的作用
2.4.2 I/O设备的类型及设备的逻辑概念
2.4.3 I/O设备所涉及的技术
2.4.4 现代微机接口技术的新概念
2.5 总线
2.5.1 总线的作用
2.5.2 总线的组成
2.5.3 总线的性能参数
2.5.4 总线传输操作过程
2.5.5 总线标准及总线插槽
2.5.6 ISA总线的定义与应用
2.5.7 现代微机总线技术的新特点
2.5.8 现代微机层次化总线结构对接口技术的影响
习题
模块2 汇编语言与程序设计
接下来的第3、4、5章介绍汇编语言指令集、寻址方式及程序设计的相关知识。汇编作为I/O设备接口设计的软件基础知识，将在后面各章设备接口的设计中与硬件结合，加以应用。
本书强调汇编语言与底层硬件的联系及应用，而不是系统地阐述与讲解汇编语言，若需要全面系统了解汇编语言的读者可参考文献[5][6]。
第3章 汇编语言寻址方式和指令集
3.1 汇编语言、汇编语言源程序和汇编程序
3.2 指令一般格式
3.3 寻址方式
3.3.1 立即寻址方式
3.3.2 寄存器寻址方式
3.3.3 直接寻址方式
3.3.4 寄存器间接寻址方式
3.3.5 寄存器相对寻址方式
3.3.6 基址+变址寻址方式
3.3.7 相对基址+变址寻址方式
3.3.8 I/O端口寻址方式与端口操作数
3.4 指令集
3.4.1 80X86指令系统
3.4.2 数据传送类指令
3.4.3 算术运算指令
3.4.4 位操作指令
3.4.5 串操作指令
3.4.6 中断调用与返回指令
3.4.7 处理器控制指令
3.4.8 转移指令、循环指令和子程序调用指令
习题
第4章 伪指令与语句格式
4.1 伪指令
4.1.1 处理器选择伪指令
4.1.2 数据定义伪指令
4.1.3 符号定义伪指令
4.1.4 段定义伪指令
4.1.5 源程序结束伪指令
4.1.6 过程定义伪指令
4.1.7 数制表示伪指令
4.1.8 设置汇编地址计数器伪指令
4.2 汇编语言语句格式
4.2.1 语句的格式
4.2.2 语句名字
4.2.3 语句操作码
4.2.4 语句操作数
4.2.5 语句注释
4.3 常用的DOS系统功能调用
4.3.1 DOS系统功能的调用方法
4.3.2 DOS系统功能调用举例
习题
第5章 汇编语言程序设计
5.1 汇编语言源程序结构
5.1.1 完整段定义结构
5.1.2 程序段前缀结构（标准序）
5.1.3 COM文件结构
5.1.4 简化段定义结构
5.2 汇编语言源程序设计步骤与程序流程图
5.2.1 汇编语言源程序设计的基本步骤
5.2.2 程序流程图
5.3 汇编语言源程序设计的基本方法
5.3.1 顺序程序设计
5.3.2 分支程序设计
5.3.3 循环程序设计
5.3.4 子程序设计与调用
5.4 汇编语言程序开发与运行环境
5.4.1 在DOS环境下开发与运行汇编语言程序的工具软件
5.4.2 在DOS环境下开发汇编语言程序的流程
5.4.3 用EDIT建立ASM文件
5.4.4 用MASM生成OBJ文件和用LINK生成EXE文件
5.4.5 调试程序的使用
5.4.6 在Windows环境下DOS程序的开发与运行
习题
模块3 微机接口设计的支持技术
微处理器在与外部设备打交道时，需要其他电路的支持与配合，如采用中断控制器、DMA控制器协助管理I/O信息的传输，利用定时器处理外部设备的定时与计数以及使用I/O端口地址译码电路来选择与之交换信息的外部设备等。这些电路（芯片）都可独立于微处理器进行操作，作为CPU访问与控制I/O设备不可缺少的支持，显然它们与接口设计密切相关，而且是各类接口的共用技术。这些为接口设计的支持技术将分别在第6、7、8章进行讨论。
第6章 I/O端口地址译码技术
6.1 I/O地址空间
6.2 I/O端口
6.2.1 I/O端口
6.2.2 I/O端口共用技术
6.2.3 I/O端口地址编址方式
6.2.4 独立编址方式的I/O端口访问
6.3 I/O端口地址分配及选用的原则
6.3.1 早期微机I/O地址的分配
6.3.2 现代微机I/O地址的分配
6.3.3 I/O端口地址选用的原则
6.4 I/O端口地址译码
6.4.1 I/O地址译码的方法
6.4.2 I/O地址译码电路的输入与输出信号线
6.5 I/O端口地址译码电路设计
6.5.1 设计I/O端口地址译码电路应注意的问题
6.5.2 I/O地址译码电路设计举例
习题
第7章 定时/计数技术
7.1 定时与计数
7.2 微机系统中的定时系统
7.3 外部定时方法及硬件定时器
7.3.1 定时方法
7.3.2 定时器
7.4 可编程定时/计数器82C54A
7.4.1 82C54A的外部特性和内部寄存器
7.4.2 82C54A的编程模型
7.4.3 82C54A的工作方式
7.4.4 82C54A的计数初值计算及装入
7.4.5 82C54A的初始化
7.5 定时/计数器的应用
7.5.1 用户扩展的定时/计数器应用
7.5.2 系统配置的定时/计数器应用
习题
第8章 中断技术
8.1 中断
8.2 中断的类型
8.2.1 硬中断
8.2.2 软中断
8.3 中断号
8.3.1 中断号与中断号的获取
8.3.2 中断响应周期
8.3.3 中断号的分配
8.4 中断触发方式与中断排队方式
8.4.1 中断触发方式
8.4.2 中断排队方式
8.5 中断向量与中断向量表
8.5.1 中断向量与中断向量表
8.5.2 中断向量表的填写
8.6 中断处理过程
8.6.1 可屏蔽中断的处理过程
8.6.2 不可屏蔽中断和软中断的处理过程
8.7 中断控制器
8.7.1 82C59A外部特性和内部寄存器
8.7.2 82C59A的端口地址
8.7.3 82C59A的工作方式
8.7.4 82C59A的编程模型
8.7.5 82C59A对CPU中断处理的支持作用
8.8 系统配置的可屏蔽中断体系
8.8.1 可屏蔽中断体系的组成
8.8.2 可屏蔽中断体系的初始化
8.9 用户对系统中断资源的应用
8.9.1 修改中断向量
8.9.2 编写中断服务程序
8.10 中断服务程序设计
8.10.1 主片82C59A的中断服务程序设计
8.10.2 从片82C59A的中断服务程序设计
习题
第9章 DMA技术
9.1 DMA传输
9.1.1 DMA传输的特点
9.1.2 DMA传输的过程
9.2 DMA操作
9.2.1 DMA操作类型
9.2.2 DMA操作方式
9.3 DMA控制器与CPU之间的总线控制权转移
9.3.1 DMA控制器的两种工作状态
9.3.2 DMA控制器与CPU之间的总线控制权转移
9.4 DMA控制器82C37A
9.4.1 82C37A的外部特性
9.4.2 82C37A的编程模型
9.4.3 82C37A的工作时序
9.5 系统配置的DMA体系
9.5.1 DMA体系的组成
9.5.2 DMA体系的初始化
9.6 用户对系统DMA资源的使用
9.6.1 DMA传输参数设置的内容
9.6.2 DMA传输参数设置的程序
习题
模块4 微机接口技术的基本内容
第10～13章讨论设备接口。按照接口技术分层次的概念，设备接口是接口技术的上层，作为微机接口技术的基本内容，它们是各种类型微机包括单片机都应具有的。读者应该熟悉与掌握，重点进行学习。将在下面展开讨论的是一些使用十分普遍的，并且是需要用户自己动手设计的慢速常规设备接口，也正是用户进行二次开发的主要层面，而那些结构复杂的高端设备，已由专门厂商做好，随主机统一配置，很少由用户重新去设计，故未进行介绍。
第10章 并行接口
10.1 并行接口的特点
10.2 组成并行接口电路的元器件
10.3 可编程并行接口芯片82C55A
10.3.1 82C55A的外部特性和内部寄存器
10.3.2 82C55A的工作方式
10.3.3 82C55A的编程模型
10.4 82C55A在微机系统中的应用
10.5 82C55A的0方式及其应用举例
10.6 82C55A的1方式及其应用举例
10.6.1 1方式下联络信号线的设置
10.6.2 1方式的工作时序
10.6.3 1方式的状态字
10.6.4 1方式的并行接口设计
10.7 82C55A的2方式及其应用举例
10.7.1 2方式下联络信号的设置及时序
10.7.2 2方式的状态字
10.7.3 2方式的双向并行接口设计
习题
第11章 串行通信接口
11.1 串行通信的基本概念
11.1.1 串行通信的基本特点
11.1.2 串行通信传输的工作方式（制式）
11.1.3 串行通信中的差错检测
11.1.4 串行通信的同步方式
11.1.5 串行通信中的调制与解调
11.2 串行通信中的传输速率控制
11.2.1 数据传输速率控制的实现方法
11.2.2 波特率与发送/接收时钟
11.2.3 波特率时钟发生器设计
11.3 串行通信中的数据格式
11.3.1 起止式异步通信数据格式
11.3.2 面向字符的同步通信数据格式
11.4 串行通信接口标准
11.4.1 EIA-RS-232C接口标准
11.4.2 RS-485接口标准
11.4.3 RS-232C与RS-485的转换
11.5 串行通信接口电路
11.5.1 串行通信接口的基本任务
11.5.2 串行通信接口电路的组成
11.6 用户扩展的串行通信接口
11.6.1 8251A的外部特性
11.6.2 8251A的编程模型
11.6.3 8251A的初始化
11.6.4 基于8251A的串行通信接口设计
11.7 系统配置的串行通信接口
11.7.1 16550的外部引脚特性
11.7.2 16550的编程模型
11.7.3 16550的初始化
11.7.4 基于16550的串行通信接口设计
习题
第12章 A/D D/A转换器接口
12.1 模拟量接口
12.2 A/D转换器
12.2.1 A/D转换器的主要技术指标
12.2.2 A/D转换器的外部特性
12.3 A/D转换器接口设计的任务与方法
12.3.1 A/D转换器与CPU的连接
12.3.2 A/D转换器与CPU之间的数据交换方式
12.3.3 A/D转换器的数据在线处理
12.4 A/D转换器接口设计
12.4.1 A/D转换器接口设计需考虑的问题
12.4.2 A/D转换器接口设计
12.5 D/A转换器
12.5.1 D/A转换器的主要技术指标
12.5.2 D/A转换器的外部特性
12.6 D/A转换器接口设计的任务与方法
12.6.1 D/A转换器与CPU的连接
12.6.2 D/A转换器与CPU之间的数据交换方式
12.6.3 D/A转换器接口设计需考虑的问题
12.7 D/A转换器接口设计
习题
第13章 基本人机交互设备接口
13.1 键盘接口
13.1.1 键盘的类型
13.1.2 键盘的结构与工作原理
13.1.3 键盘接口设计
13.2 LED数码显示器接口
13.2.1 LED显示器的结构与工作原理
13.2.2 LED显示器的字形码
13.2.3 LED显示器的显示方式
13.3 可编程键盘/LED接口芯片82C79A
13.3.1 82C79A的外部特性
13.3.2 82C79A的内部寄存器
13.3.3 82C79A的编程模型
13.3.4 键盘/数码显示器接口设计
13.4 打印机接口
13.4.1 并行打印机接口标准
13.4.2 并行打印机接口设计
习题
模块5 微机接口技术的新内容
本模块包括PCI总线接口、USB通用串行总线的内容，它们是从32位微机开始才有的现代微机接口技术新内容，读者要用全新的观念来认识，学会采用不同于前面设备接口的方法来处理这些总线接口。总线接口和设备驱动程序在用户应用程序中不可见，故叫做接口技术的下层，是接口技术更深层次的技术，因此学习起来会困难一些。
第14章 PCI总线接口
14.1 PCI总线及其特点
14.2 PCI总线的信号定义
14.3 PCI总线的数据传输
14.3.1 PCI总线数据传输协议
14.3.2 PCI总线数据传输过程
14.4 PCI总线的三种地址空间
14.5 PCI总线命令
14.6 PCI设备
14.7 PCI设备配置空间
14.7.1 配置空间的作用
14.7.2 配置空间的格式
14.7.3 配置空间的功能
14.7.4 配置空间的映射关系
14.7.5 配置空间的初始化过程
14.8 PCI配置空间的访问
14.8.1 配置空间的访问特点
14.8.2 配置空间的访问方法
14.8.3 查找PCI设备（卡）举例
14.8.4 访问配置寄存器举例
14.8.5 实时读取的配置空间现场信息
14.9 PCI接口卡的设计
14.9.1 PCI接口卡设计方案
14.9.2 PCI接口芯片PLX
14.9.3 PCI接口卡设计要求
14.9.4 PCI接口卡电路设计
14.9.5 PCI接口卡配置空间初始化
14.9.6 PCI接口卡应用程序设计
14.10 PCI中断
14.10.1 PCI中断的特点
14.10.2 PCI中断共享
14.10.3 PCI中断响应周期
14.10.4 PCI设备的中断申请及用于中断处理的寄存器 375
14.10.5 PCI中断程序举例
14.11 PCI DMA传输
14.11.1 PCI DMA传输的特点
14.11.2 PCI DMA控制器
习题
第15章 USB通用串行总线
15.1 通用串行总线概述
15.1.1 USB的发展过程
15.1.2 USB的设计目标及特点
15.1.3 USB物理接口与电气特性
15.1.4 USB信号定义
15.1.5 USB数据编码与解码
15.2 USB系统组成和拓扑结构
15.2.1 USB系统组成
15.2.2 USB系统拓扑结构
15.3 通用串行总线的通信模型与数据流模型
15.3.1 通信模型
15.3.2 数据流模型
15.4 USB传输类型
15.4.1 控制（Control）传输
15.4.2 批（Bulk）传输
15.4.3 中断（Interrupt）传输
15.4.4 等时（Isochronous）传输
15.5 USB交换包格式
15.5.1 标志（Token）包
15.5.2 数据（Data）包
15.5.3 握手（Handshake）包
15.5.4 预告包
15.6 USB设备状态和总线枚举
15.6.1 插入
15.6.2 上电
15.6.3 默认
15.6.4 地址
15.6.5 配置
15.6.6 挂起
15.7 USB设备设计
15.8 USB总线接口芯片PDIUSBD
15.8.1 PDIUSBD12外部特性及内部结构
15.8.2 PDIUSBD12命令字
15.8.3 PDIUSBD12的典型连接方式
习题
参考文献