按照基本功能、內部結構與外部引腳、內部端口寄存器尋址與讀/寫控制、初始化與應用編程幾個層面組織內容，便于讀者更好地抓住各類可編程芯片的規律性的東西，更好地理解和掌握他們的應用方法；

采用匯編語言和C語言兩種例程介紹接口驅動程序編寫，以適應讀者的實際需要。

特別提示：本書提供制作精良的電子教案，有用書的學校老師請聯系ly.waterpub@163.com免費索取。索取時請在郵件中提供您所在學校的詳細名稱及用書數量。謝謝！

本書是作為普通高等教育“十一五”國家級規劃教材和中國水利水電出版社組織的“新世紀電子信息與自動化系列課程改革教材”編寫的，是國家精品課程《計算機硬件技術基礎》的配套教科書。

本書是以作者2001年編著出版的同名普通高等教育“九五”國家級重點教材為基礎，根據近幾年來計算機及其應用技術的新發展，以及教育部高等學校計算機基礎課程教學指導委員會最新發布的關于理工類專業本課程教學基本要求之“較高要求”，結合作者所在國家級教學團隊近年來精品課程建設的成果，再參考廣大讀者反饋回來的意見，重新改編而成的。

本書把講述各知識單元和知識點的主要切入機種，由原“九五”國家級重點教材的486 PC機變成了目前已成為主流的Pentium系列PC機。但考慮到Pentium系列處理器與其前輩處理器80486一樣，均內含了一種與8086處理器兼容的實地址操作模式，因此全書在介紹計算機各大組成部分基本原理與接口技術的實質性內容時，仍和原來一樣，主要基于實地址方式和以8086 CPU為核心的PC/AT機時代形成的AT技術標準進行。這種編寫思路與一開始就從8086 PC機切入是有根本區別的，將更加有利于實現基礎性、系統性、先進性和實用性的統一。

本書在盡量保持原“九五”國家級重點教材基本編寫原則及特色的基礎上，進一步對內容及其組織方式作了優化調整。調整的基本出發點是作者所在課程組多年來在本課程改革和建設中所形成的重要教學理念，即：圍繞一條主線、突出兩個結合、狠抓三個基本、堅持淡內強外、倡導自主學習、注重能力培養。據此，形成了本書以下幾個主要特點：

（1）緊緊圍繞計算機系統硬件組成及工作原理這條主線，重點介紹有關計算機工作的一些先進而實用的重要機理、思想和技術。也正是基于這一思想，本書微機原理部分才一改傳統的內容組織結構，作出新的嘗試：先集中介紹微機系統及其各大硬件組成部分（處理器、存儲器、I/O設備及接口、總線）的基本結構、工作原理和現代高檔微機中相繼采用的一些先進計算機技術，然后再講軟件層面的內容，介紹Pentium處理器的匯編級指令系統和匯編語言及編程。

（2）考慮到計算機工作的過程，本質上是以硬件為基礎執行程序即軟件的過程，所以在緊緊圍繞硬件技術基礎這根主線展開教材內容的同時，也高度重視硬件與軟件的結合，著力培養讀者利用計算機硬件為主技術、從硬件與軟件的結合上處理問題的思維方式和分析、解決問題的能力。

（3）根據本課程理論性、系統性、工程性、實踐性都很強的特點，全書切實貫徹了理論與實踐緊密結合的原則，通過引入較多的來自科研實踐的案例和論例，著力啟發讀者應用基本原理方法分析解決實際問題的思路。

（4）在講述各知識單元、知識點內容時，以講清“三個基本”為重點，力求更好地突出基本概念、基本原理、基本方法的提煉和闡明，而適當淡化、壓縮在具體PC機中的應用說明。立足于使讀者對基本概念能熟悉、對基本原理能理解、對基本方法技能能較好掌握，在此基礎上再去拓展知識，開發創新思維能力和分析解決實際問題的能力。這樣處理，可能更有利于講清計算機基本工作原理和基本接口方法，使學生更快更好地掌握計算機及其應用技術精髓，從而更符合非計算機專業計算機教育教學的規律。

（5）從非計算機專業人員學習計算機的目的是為了應用這一特點出發，無論對微型計算機還是各種外圍芯片、外部設備，都適當淡化了內部原理，而強化了外部接口及應用，把著力點放在介紹外設、外圍芯片與CPU的接口方法，以及根據應用需要選擇可編程接口芯片的工作方式和編寫接口驅動程序等方面。

（6）為有利于讀者更好地抓住各類可編程接口芯片的規律性的東西，更好地理解和掌握它們的應用方法，在介紹它們時，基本上都按基本功能、內部結構與外部引腳、內部端口寄存器尋址與讀/寫控制、初始化與應用編程幾個層面去重組內容。

（7）對存儲器按7個要點進行了內容重組，突出了基于半導體存儲器接口特性的內存構成原理這個重點。

（8）為了適應實際中計算機接口驅動程序既可使用匯編語言編寫又可采用C語言編寫的現狀，本書一改傳統做法，在針對接口硬件編寫驅動程序時，許多地方都同時給出了匯編語言和C語言兩種例程。另外，本書還專門增設了第7章，介紹Windows下和DOS下設備驅動程序的區別，以及Windows設備驅動程序的設計開發方法。

本書分上、下兩冊。上冊為微機原理部分，由10章組成，從第1章到第10章分別為：微型計算機系統概述，微型計算機硬件組成基礎，微處理器，存儲器，I/O設備及接口，總線，中斷機制，計算機基本工作原理，Pentium系列處理器指令系統，匯編語言及編程。下冊為微機接口部分，由8章組成，從第1章到第8章分別為：微機接口技術概述，并行接口，串行接口，I/ O接口中的中斷技術，I/O接口中的定時/計數技術，常用I/O設備（包括基本人機交互設備、模擬I/O設備、多媒體設備）的接口方法，Windows下的I/O設備驅動程序，微機在嵌入式系統中的應用。

本書由鄒逢興主編并負責策劃組織結構、制定三級目錄和全書統稿定稿。本冊（微機接口部分）具體編寫工作，除6.6節、6.7節和第8章由鄒逢興完成，第7章由鄒逢興和李迅共同完成外，其余各章節均由陳立剛在鄒逢興主編的原國家級規劃教材和教育部統編教材的基礎上修訂而成。

全書編寫過程中，得到本單位“計算機硬件技術與控制”系列課程國家級教學團隊中張湘平、胡德文、鄭志強、呂鳴、龍志強、李云鋼、徐曉紅、李春、史美萍、羅兵、李治斌、薛小波、高政、滕秀梅、李紅等許多同志的大力幫助；編輯出版過程中，得到中國水利水電出版社萬水公司楊慶川總經理、雷順加總編和李炎責任編輯等同志的大力支持，他們為此付出了辛勤勞動。在此，對他們表示深深的謝意！

最后想說明的是，本書上、下兩冊是一個有機聯系的統一體，顯然，配套使用有利于教學的系統性、完整性。一般說來，對電為主類工科專業應該這樣使用。但是，考慮到非電為主類工科專業或非工科專業的用戶，由于學時數有限或其他原因，可能不需要這么完整的內容，或者只想讓學生懂得微機基本原理，或者重點希望學生掌握微機接口技術，為此我們在策劃體系結構和組織教學內容時，特意作了精心安排，使上、下冊既具有明顯不同的偏重，又分別在微機原理和接口技術方面具有一定的獨立性和相對的完整性，因而即使單獨使用也是完全可以滿足要求的。

本書雖然在“九五”國家級重點教材的基礎上有所改進，但離教學要求肯定還有差距，且錯誤之處仍然難免，懇請使用本書的讀者不吝批評指正，以便不斷改進、完善。

鄒逢興

2009年12月于湘江之濱•長沙市

總序
前言
第1章 微機接口技術概述 1
1.1 微機接口與接口技術 2
1.1.1 微機接口 2
1.1.2 微機接口技術 2
1.2 接口的分類 3
1.3 接口的基本功能 4
1.4 接口的典型結構 4
1.5 接口軟件的一般組成 5
1.6 I/O端口的編址及譯碼 6
1.6.1 I/O端口的編址方式 6
1.6.2 I/O端口地址譯碼方法 8
1.7 I/O同步控制方式 12
1.7.1 程序查詢式控制 13
1.7.2 中斷驅動式控制 15
1.7.3 DMA式控制 16
1.7.4 延時等待式控制 19
1.8 PC系列微機接口技術基礎 19
1.8.1 I/O地址空間 20
1.8.2 I/O端口地址分配 20
1.8.3 I/O保護 21
1.8.4 I/O端口的訪問 22
思考題與習題一 24
第2章 并行接口 27
2.1 并行接口與串行接口概述 28
2.1.1 并行接口 28
2.1.2 串行接口 28
2.1.3 并行接口與串行接口在結構上的異同 28
2.2 簡單的不可編程并行接口電路 29
2.2.1 三態門接口 29
2.2.2 鎖存器接口 30
2.2.3 帶三態緩沖輸出的鎖存器接口 31
2.2.4 不可編程并行接口應用舉例 32
2.3 可編程并行接口芯片8255及應用 35
2.3.1 8255的基本功能 35
2.3.2 內部結構與外部引腳 35
2.3.3 內部寄存器讀/寫控制 36
2.3.4 控制字格式與初始化編程 37
2.3.5 三種工作方式及接口方法 39
2.3.6 8255應用舉例 49
思考題與習題二 56
第3章 串行接口 61
3.1 串行通信的基本概念 62
3.1.1 串行通信工作方式 62
3.1.2 波特率和收/發時鐘 62
3.1.3 信號的調制和解調 63
3.1.4 誤碼率與差錯控制 65
3.1.5 信道及多路復用 66
3.1.6 串行通信的基本方式 67
3.1.7 串行通信協議 68
3.1.8 串行通信的實現方法 70
3.2 常用串行通信接口標準 71
3.2.1 RS-232C接口標準 71
3.2.2 RS-422A/423A 接口標準 77
3.2.3 RS-485 接口標準 79
3.2.4 幾種接口標準的比較 80
3.3 通用同步/異步串行接口芯片8251
及應用 81
3.3.1 8251的基本功能 81
3.3.2 內部結構與外部引腳 81
3.3.3 8251的工作過程 84
3.3.4 內部寄存器讀/寫控制 85
3.3.5 初始化與應用編程 85
3.4 通用異步串行接口芯片INS8250及應用 92
3.4.1 INS8250的基本功能 92
3.4.2 內部結構與外部引腳 93
3.4.3 內部寄存器讀/寫控制 96
3.4.4 初始化與應用編程 97
思考題與習題三 108
第4章 I/O接口中的中斷技術 111
4.1 可編程中斷控制器芯片8259A 112
4.1.1 基本功能 112
4.1.2 內部結構與外部引腳 112
4.1.3 中斷工作過程 114
4.1.4 內部寄存器讀/寫控制 115
4.1.5 可編程設置的工作方式 115
4.1.6 命令字格式與編程 118
4.2 中斷處理程序的設計 126
4.2.1 中斷處理程序的設計 126
4.2.2 中斷向量表及中斷向量填寫 127
4.2.3 I/O中斷處理程序設計舉例 129
4.3 高級可編程中斷控制器APIC 131
4.3.1 APIC的組成結構 131
4.3.2 本地APIC 132
4.3.3 I/O APIC 139
4.3.4 APIC的工作過程 142
思考題與習題四 142
第5章 I/O接口中的定時/計數技術 145
5.1 實現定時的一般方法 146
5.2 可編程定時器/計數器8254 146
5.2.1 基本功能 147
5.2.2 內部結構與外部引腳 147
5.2.3 內部端口尋址與讀/寫控制 149
5.2.4 六種工作方式 149
5.2.5 8254的編程 154
5.3 8254應用舉例 157
習題與思考題五 165
第6章 常用I/O設備的接口方法 169
6.1 鍵盤接口 170
6.1.1 行/列掃描式鍵盤接口 170
6.1.2 線反轉式鍵盤接口 175
6.2 8段LED顯示器接口 177
6.2.1 一位8段LED顯示器接口 177
6.2.2 多位8段LED顯示器接口 178
6.3 打印機接口 181
6.3.1 IEEE1284標準 182
6.3.2 基于IEEE1284標準的并行打印機接口方法 187
6.4 A/D轉換器（ADC）接口 193
6.4.1 影響ADC接口方法的主要因素 193
6.4.2 同步控制方式對ADC接口的影響 193
6.4.3 ADC和MPU的相對位數對ADC接口的影響 195
6.4.4 ADC實用接口舉例 196
6.5 D/A轉換器接口 203
6.5.1 與MPU數據總線直接相連型DAC接口 203
6.5.2 通過寄存器與MPU數據總線相連型DAC接口 203
6.5.3 DAC實用接口舉例 204
6.6 聲頻設備接口 207
6.6.1 聲頻接口一般原理 207
6.6.2 目前流行聲卡的功能、結構及性能 209
6.7 視頻設備接口 214
6.7.1 視頻概述 214
6.7.2 視頻接口一般原理 216
6.7.3 目前流行視頻卡的功能、結構及性能 221
思考題與習題六 229
第7章 Windows下的I/O設備驅動程序 235
7.1 設備驅動程序概述 236
7.1.1 設備驅動程序的分類 236
7.1.2 Windows下和DOS下設備驅動程序的區別 238
7.2 Win32設備驅動程序模型WDM 240
7.2.1 WDM驅動程序的特點 240
7.2.2 WDM驅動程序的功能組成 243
7.3 Windows設備驅動程序設計方法 244
7.3.1 WDM設備驅動程序開發環境 245
7.3.2 WDM設備驅動程序設計過程 247
7.3.3 WDM設備驅動程序安裝 252
7.4 WDM設備驅動程序設計實例 253
7.4.1 系統時鐘讀取驅動程序設計 253
7.4.2 虛擬網卡驅動程序設計 257
思考題與習題七 263
第8章 微機在嵌入式系統中的應用 265
8.1 嵌入式系統概述 266
8.1.1 何謂嵌入式系統 266
8.1.2 嵌入式系統的軟硬件框架 266
8.1.3 嵌入式系統的分類 269
8.2 嵌入式系統的開發設計 271
8.2.1 一般開發設計流程 271
8.2.2 硬件系統的設計 273
8.2.3 軟件系統的設計 277
8.3 基于LPC2212的三關節機器人控制系統 281
8.3.1 三關節機器人控制系統的結構與功能 281
8.3.2 三關節機器人控制系統的硬件電路設計 282
8.3.3 三關節機器人控制系統的軟件設計 289
思考題與習題八 304
參考文獻 305

1. 微機原理與接口技術 [李珍香 編著]
2. ARM Cortex-M體系架構與接口開發實戰 [林慶峰 等 編著]
3. 微型計算機原理與接口技術（第二版） [主編 王向慧]
4. 微型計算機原理與接口技術學習與實驗指導（第二版） [主編 楊立]
5. 微型計算機原理與接口技術（第二版） [主編 楊立]
6. 微機原理與接口技術（第二版） [主 編 李云強]
7. 微機原理與匯編語言程序設計（第二版） [主編 荊淑霞]
8. 單片機原理及典型應用接口技術 [劉甫 陳健美 編著]
9. 微型計算機原理與接口技術實驗及習題指導 [主編 何超]
10. 微型計算機原理與接口技術 [何超]
11. 單片微型計算機原理及接口技術實驗指導與實訓 [林軍 等編著]
12. 計算機硬件技術及應用基礎（上冊•微機原理部分） [鄒逢興 主 編]
13. 微機原理與接口技術 [梁建武 主 編 ]
14. 微機原理與接口技術 [李云強 主 編 ]
15. 微型計算機及其接口技術 [胡敏 張永 主編]
16. 微型計算機通信與接口技術 [劉兵　易逵　朱天清 等編著]
17. 微機原理與接口 [耿恒山 主編]
18. 微機原理、匯編語言與接口技術 [唐瑞庭 等編著]
19. 微機原理與匯編語言程序設計--習題解答、實驗指導和實訓 [荊淑霞 主編]
20. 微機原理及接口技術 [蔣新革 主編]
21. 微型計算機原理與常用接口技術 [黃同愿 等編著]
22. 微機接口技術 [董方武 主編]
23. 微機原理、匯編語言與接口技術 [徐雅娜 主編]
24. 微機原理與匯編語言程序設計 [荊淑霞 主編]
25. 微型計算機原理與接口技術 [王向慧 等編著]
26. 單片機接口技術（C51版） [張道德 編著]
27. 計算機硬件技術基礎（第三版） [艾德才 等編著]
28. 微型計算機原理與接口技術學習與實驗指導 [楊 立 主 編]
29. 計算機硬件基礎 [童世華 主 編]
30. 微型計算機通信與接口技術（第二版） [劉兵 等編著]