本書內容豐富、通俗易懂、理論結合實際，力求反映微型計算機技術的最新發展；結構清晰，圖表結合，注重對基本理論的理解和實踐技能的培養；各章配有一定數量的應用實例和解析，以及具有啟發性、利于知識鞏固和延伸的習題與思考。

在內容編排上注重系統性、先進性和實用性，在編寫過程中力求內容豐富、脈絡分明、圖表結合，在知識結構上注意分解難點、循序漸進、突出應用，既注重對基本理論的理解，又注重對實踐技能和分析解決問題能力的培養。

再版前言

隨著微型計算機的普及應用，掌握和應用計算機技術的能力已經成為衡量人們業務素質的標準之一，學習和運用微型計算機成為高校學生和科技人員必需的訓練課程。本書是作者通過多年的教學實踐和教學改革，對課程體系結構和內容進行了深入研究，力求反映微機計算機技術的最新成果，在第一版的基礎上精心編寫而成。

本書以Intel系列微處理器為背景，全面系統地介紹了微型計算機原理、接口技術及應用，全書力求語言通俗易懂，理論結合實際，努力追蹤微型計算機快速發展的歷程，目的是讓讀者獲得微型計算機硬件組織的基本理論，掌握微型計算機工作原理和接口技術，建立微型計算機系統的整體概念，具備微型計算機應用的基本技能。

全書共11章。第1章概述微型計算機的發展、特點、組成，介紹計算機中數制和數據表示方法；第2章介紹8086/8088微處理器的內部結構、寄存器組成、工作模式和內存管理，在此基礎上介紹80386、80486、Pentium、Core系列高檔微處理器的內部結構和技術特點；第3章概述存儲器的功能、分類、Cache和虛擬存儲器技術，介紹半導體存儲器的基本結構及容量擴展方法；第4～9章介紹微型計算機的輸入/輸出控制方式、并行接口技術、定時/計數技術、串行通信技術、中斷技術和DMA技術，分別講述典型接口芯片8255A、8253、8251A、8259A和8237A的內部結構、工作方式、編程方法及其應用；第10章介紹在總線發展歷程中的典型總線ISA、PCI、USB和PCI-Express；第11章介紹鍵盤、鼠標、顯示器、打印機、外存儲器、掃描儀等常用人機接口設備。

全書在內容編排上注重系統性、先進性和實用性，在編寫過程中力求內容豐富、脈絡分明、圖表結合，在知識結構上注意分解難點、循序漸進、突出應用，注重對基本理論的理解、對實踐技能的培養、對分析問題和解決問題能力的培養。各章配有一定數量的應用實例和解析，以及具有啟發性、利于知識鞏固和延伸的習題與思考。讀者不必局限于本教材各章的次序，可以根據具體情況有選擇地學習。

本書由王向慧主編，統稿并編寫了第1～3、5～7、11章，王俊、李新友、趙晶任副主編，并參與了全書的大綱策劃工作，王俊、趙晶編寫了第9～10章，李新友編寫了第8章，第4章由于濟凡、王向慧聯合編寫。參加本書資料搜集和整理、部分內容編寫、課件制作工作的還有于濟凡、張池弘、王瑞珺、張楷悅、王佳寧、孫燦、王祉翔、王雪潔、李熠、孫燕娜、趙瑞。

雷廣臻教授在百忙之中對本書進行了審閱，并提出許多寶貴意見，在此表示衷心的感謝。同時對所參考的國內外資料的原作者表示誠摯的謝意。還要感謝中國水利水電出版社對本書的精心組織、策劃和編輯。

由于編者水平有限，書中難免出現疏漏之處，敬請廣大讀者批評指正。

書中程序已經過上機驗證。為便于教師授課和學生學習，本書配備了CAI課件和習題答案，可到中國水利水電出版社網站或萬水書苑免費下載。

編 者

2015年7月

再版前言

第1章 微型計算機基礎 1
學習目標 1
1.1 微型計算機概述 1
1.1.1 微型計算機的產生與發展 1
1.1.2 微型計算機的特點 4
1.1.3 微型計算機的分類 5
1.1.4 微型計算機系統的主要性能指標 6
1.1.5 微型計算機的應用 7
1.2 微型計算機系統的組成 8
1.2.1 馮•諾依曼體系結構 8
1.2.2 微型計算機的硬件系統 9
1.2.3 微型計算機的軟件系統 12
1.2.4 微處理器、微型計算機及微型計算機
系統 14
1.3 計算機中數和字符的表示 15
1.3.1 進位計數制 15
1.3.2 不同數制之間的轉換 16
1.3.3 計算機中數值信息的表示 19
1.3.4 數的定點及浮點表示 23
1.3.5 計算機中文字信息的表示 23
1.4 二進制運算 27
1.4.1 二進制算術運算規則 27
1.4.2 二進制邏輯運算規則 28
1.4.3 補碼的加減法運算 29
習題與思考 29
第2章 Intel微處理器 31
學習目標 31
2.1 Intel 8086/8088微處理器 31
2.1.1 8086/8088微處理器的主要特性 31
2.1.2 8086/8088微處理器的內部結構 32
2.1.3 8086/8088寄存器結構 34
2.1.4 8086/8088總線的工作周期 38
2.1.5 8086/8088的引腳及工作模式 39
2.1.6 8086/8088的存儲器組織及I/O組織 47
2.1.7 8086/8088的總線操作及時序 49
2.1.8 IBM PC/XT微型計算機簡介 58
2.2 Intel 80386微處理器 62
2.2.1 80386的主要特點 62
2.2.2 80386的工作模式 62
2.2.3 80386的內部結構 63
2.3 Intel 80486微處理器 65
2.3.1 80486的主要特點 65
2.3.2 80486的內部結構 66
2.4 Pentium系列微處理器 68
2.4.1 Pentium微處理器 68
2.4.2 Intel P6系列微處理器 71
2.4.3 Pentium 4微處理器 73
2.4.4 Pentium M微處理器 77
2.5 酷睿系列微處理器 78
2.5.1 Core 2微處理器 78
2.5.2 Core i7/i5/i3微處理器 81
習題與思考 86
第3章 半導體存儲器及其接口 88
學習目標 88
3.1 存儲器概述 88
3.1.1 存儲器的分類 88
3.1.2 存儲器的主要性能指標 90
3.1.3 內存儲器的基本結構 90
3.1.4 半導體存儲器 91
3.2 隨機存儲器RAM 92
3.2.1 靜態RAM（SRAM） 92
3.2.2 動態RAM（DRAM） 96
3.3 只讀存儲器ROM 99
3.3.1 掩膜只讀存儲器ROM 100
3.3.2 可編程只讀存儲器PROM 100
3.3.3 可擦除可編程只讀存儲器EPROM 101
3.3.4 電可擦除可編程只讀存儲器
EEPROM 102
3.3.5 閃速存儲器Flash Memory 102
3.4 半導體存儲器接口 103
3.4.1 存儲器的選址 103
3.4.2 存儲器的容量擴展 103
3.4.3 典型CPU與內存儲器的連接 109
3.5 存儲體系結構 112
3.5.1 存儲系統的層次結構 112
3.5.2 多體存儲結構 113
3.5.3 高速緩沖存儲器 115
3.5.4 虛擬存儲器 117
習題與思考 119
第4章 微型計算機輸入/輸出系統概述 122
學習目標 122
4.1 微型計算機接口技術概述 122
4.1.1 接口及接口的功能 122
4.1.2 接口的類型 125
4.1.3 CPU與外設之間交換的信息類型 126
4.1.4 I/O接口的基本結構 126
4.1.5 I/O端口的編址方法 127
4.1.6 接口技術的現狀及發展 129
4.2 輸入/輸出控制方式 129
4.2.1 無條件傳送方式 130
4.2.2 查詢方式 130
4.2.3 中斷方式 133
4.2.4 DMA方式 134
4.2.5 I/O通道方式 136
習題與思考 136
第5章 并行接口技術 137
學習目標 137
5.1 并行通信及并行接口 137
5.2 可編程并行接口8255A 138
5.2.1 8255A的內部結構 138
5.2.2 8255A的引腳功能 139
5.2.3 8255A的控制字 140
5.2.4 8255A的工作方式 141
5.2.5 8255A的編程 146
5.3 8255A的應用 147
5.3.1 8255A控制LED顯示 148
5.3.2 8255A用于鍵盤接口 148
5.3.3 8255A實現雙機并行通信 150
習題與思考 152
第6章 定時/計數技術及其接口 155
學習目標 155
6.1 定時/計數技術概述 155
6.1.1 定時系統 155
6.1.2 定時方法 156
6.1.3 可編程定時/計數器的工作原理 156
6.2 可編程定時/計數器8253 158
6.2.1 8253的主要特性 158
6.2.2 8253的內部結構 158
6.2.3 8253的引腳功能 160
6.2.4 8253的工作方式 161
6.2.5 8253的控制字 168
6.2.6 8253的編程 169
6.3 8253的應用 172
6.3.1 IBM PC/XT機上8253的時鐘中斷 173
6.3.2 IBM PC/XT機上8253的動態存儲
器刷新定時 173
6.3.3 8253用于揚聲器發聲控制 174
習題與思考 176
第7章 串行通信及串行接口技術 178
學習目標 178
7.1 串行通信概述 178
7.1.1 串行通信與并行通信 178
7.1.2 串行通信中的基本技術 179
7.1.3 串行通信的分類 184
7.1.4 RS-232C串行接口標準 186
7.1.5 串行接口的基本結構與功能 188
7.2 可編程串行接口8251A 191
7.2.1 8251A的主要特性 191
7.2.2 8251A的內部結構 192
7.2.3 8251A的引腳功能 193
7.2.4 8251A的控制字及狀態字 195
7.2.5 8251A的編程 198
7.3 8251A的應用 199
7.3.1 利用8251A實現與終端的串行通信 200
7.3.2 利用8251A實現雙機串行通信 201
習題與思考 203
第8章 中斷技術及中斷控制器 205
學習目標 205
8.1 中斷技術概述 205
8.1.1 中斷技術中的概念 205
8.1.2 中斷的基本原理 206
8.1.3 中斷技術的特點 210
8.2 8086中斷系統 211
8.2.1 中斷類型 211
8.2.2 中斷向量表 213
8.2.3 中斷管理 215
8.3 8259A中斷控制器 218
8.3.1 8259A的主要特性 219
8.3.2 8259A的內部結構 219
8.3.3 8259A的引腳功能 221
8.3.4 8259A的中斷管理方式 223
8.3.5 8259A的中斷響應過程 225
8.3.6 8259A的控制字 226
8.3.7 8259A的編程 230
8.4 8259A在微型計算機系統中的應用 236
習題與思考 240
第9章 DMA技術及DMA控制器 242
學習目標 242
9.1 直接存儲器存取（DMA）技術概述 242
9.1.1 DMA控制器的基本功能 242
9.1.2 DMA控制器的一般結構 243
9.1.3 DMA控制器的工作方式 244
9.1.4 DMA操作過程 245
9.2 可編程DMA控制器8237A 245
9.2.1 8237A的主要特性 245
9.2.2 8237A的內部結構 246
9.2.3 8237A的引腳功能 247
9.2.4 8237A的操作方式 249
9.2.5 8237A的編程 250
9.3 DMA技術在微型計算機系統中的應用 257
習題與思考 262
第10章 總線技術 264
學習目標 264
10.1 總線技術概述 264
10.1.1 總線的基本概念 264
10.1.2 總線的規范 265
10.1.3 總線的主要參數 265
10.1.4 總線的分類 266
10.2 ISA總線 266
10.2.1 ISA總線的主要性能和特點 266
10.2.2 ISA總線信號定義 267
10.3 PCI總線 269
10.3.1 PCI總線的主要性能和特點 270
10.3.2 PCI總線的系統結構 270
10.3.3 PCI總線信號定義 271
10.4 USB總線 275
10.4.1 USB總線的主要性能和特點 275
10.4.2 USB系統的組成及原理 276
10.5 PCI Express總線 279
10.5.1 PCI Express總線的主要性能和
特點 279
10.5.2 PCI Express總線的層次結構 281
10.5.3 PCI Express總線信號定義 282
習題與思考 284
第11章 人機接口技術 285
學習目標 285
11.1 鍵盤及其接口技術 285
11.1.1 鍵盤的基本工作原理 285
11.1.2 鍵盤的分類 287
11.1.3 非編碼鍵盤的按鍵識別方法 287
11.1.4 PC機鍵盤 288
11.1.5 PC機鍵盤接口技術 288
11.2 鼠標及其接口技術 290
11.2.1 鼠標的分類及工作原理 290
11.2.2 鼠標的主要性能指標 291
11.2.3 鼠標與主機的接口 291
11.3 顯示器及其接口技術 292
11.3.1 顯示器的分類 292
11.3.2 顯示器的工作原理 292
11.3.3 顯示器的主要性能指標 295
11.3.4 顯卡的工作原理 296
11.4 打印機及其接口技術 298
11.4.1 打印機的分類及工作原理 298
11.4.2 打印機的主要性能指標 302
11.4.3 打印機與主機的接口 302
11.5 外存儲器及其接口 303
11.5.1 硬盤存儲器 303
11.5.2 光盤存儲器 305
11.5.3 移動硬盤 306
11.5.4 U盤 307
11.6 掃描儀 307
11.6.1 掃描儀的分類 307
11.6.2 掃描儀的工作原理 308
11.6.3 掃描儀的主要性能指標 308
習題與思考 309
參考文獻 311

1. 嵌入式系統設計師考前沖刺100題 [倪奕文 王建平 編著]
2. 單片機應用技術項目教程（C語言版）（第三版） [主編　郭志勇]
3. 微機原理與接口技術 [李珍香 編著]
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5. 單片機實用技術項目教程 [主編 周威 熊輝]
6. 單片機原理及應用項目化教程（C語言版） [主編 謝四連　王善偉　李石林]
7. 微型計算機組裝與維護（第二版） [主編 柳 青 陳孟祥]
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13. 微型計算機原理與匯編語言程序設計（第二版）——習題解答、實驗指導和實訓 [主 編 楊 立]
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15. 微型計算機原理與匯編語言程序設計（第二版） [主編 楊立]
16. 單片機應用系統設計安裝與調試 [主編 田浩鵬]
17. 微機原理與匯編語言程序設計（第二版） [主編 荊淑霞]
18. 單片機原理及應用設計（第二版） [主編 胡輝 ]
19. 單片機原理及典型應用接口技術 [劉甫 陳健美 編著]
20. 單片機原理及應用教程（C語言版） [主編 周國運]
21. 微型計算機組裝與維護實用教程 [主 編 王際川 周永福]
22. 微型計算機組成原理與設計方法研究 [劉峰 陳炯 邵澤云]
23. 微型計算機原理與接口技術實驗及習題指導 [主編 何超]
24. 微型計算機原理與接口技術 [何超]
25. 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]
26. 微機原理與接口技術 [梁建武 主 編 ]
27. 微機原理與接口技術 [李云強 主 編 ]
28. 微型計算機及其接口技術 [胡敏 張永 主編]
29. 微型計算機通信與接口技術 [劉兵　易逵　朱天清 等編著]
30. 微型計算機原理及應用（第二版） [何超 主編 徐昊 副主編]