微型计算机接口技术及应用2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

微型计算机接口技术及应用PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章　概述1

1.1　微机接口技术的基本内容及其层次1

1.2　微机接口技术的基本概念2

1.2.1　接口的概念2

1.2.2　接口的功能3

1.2.3　接口的组成4

1.2.4　接口与CPU交换数据的方式4

1.2.5　分析与设计接口电路的基本方法4

1.3　微机接口与微机系统5

1.4　描述微机系统的软件模型方法6

1.5　I/O信息流在微机接口分析中的应用7

1.6　32位与16位微机接口技术7

1.7　微机接口技术的发展概况7

习题一9

第2章　32位微处理器的工作模式10

2.1　实模式10

2.1.1　实模式的特点10

2.1.2　32位微处理器在实模式下的状态11

2.1.3　实模式下的存储器管理12

2.1.4　实模式下的存储器寻址范围12

2.2　保护模式12

2.2.1　保护模式的特点12

2.2.2　虚拟存储器的概念13

2.2.3　保护机制14

2.2.4　保护模式下的存储器管理14

2.3　虚拟8086模式（V86模式）16

习题二17

3.1　微机系统软件模型概述18

第3章　基于微处理器的微机系统软件模型18

3.2　实模式下微处理器的寄存器模型19

3.3　保护模式下微处理器的寄存器模型22

3.3.1　系统地址寄存器23

3.3.2　控制寄存器24

3.3.3　改变功能的寄存器25

3.3.4　程序不可见寄存器26

3.4　实模式存储器模型27

3.4.1　实模式下存储器地址空间和数据组织27

3.4.2　实模式存储器地址的分段28

3.4.3　实模式下存储器寻址29

3.4.4　实模式下存储器物理地址的形成31

3.5.1 保护模式下虚拟存储器的地址空间32

3.5.2　保护模式下虚拟地址空间的分段32

3.5　保护模式存储器模型32

3.5.3　保护模式下存储器寻址33

3.5.4　保护模式下段式地址的转换34

3.5.5　保护模式下存储器地址空间的分页34

3.6　实模式下I/O地址空间模型34

3.7　保护模式下I/O地址空间模型35

习题三35

第4章　基于微处理器的微机系统的硬件结构36

4.1　微处理器36

4.1.1　微处理器在微机系统中的作用36

4.1.2　微处理器的外部特性37

4.1.3 微处理器面向存储器和I/O的接口信号37

4.1.4　微处理器面向外部中断的接口信号39

4.2　存储器系统40

4.2.1　存储器的分类40

4.1.5　微处理器面向DMA的接口信号40

4.2.2　存储器件的外部特性41

4.2.3　存储器地址空间的存储体组织42

4.2.4　存储器地址译码43

4.2.5　存储器接口46

4.3 I/O系统48

4.3.1 I/O系统的地址空间48

4.3.2　微处理器与I/O系统的接口49

4.4　总线50

4.4.1　地址总线50

4.4.2　数据总线50

4.4.3　控制总线51

习题四51

5.2　段的类型52

5.2.1　存储段52

第5章　存储器管理基础52

5.1　段的定义52

5.2.2　系统段53

5.3　段描述符55

5.3.1　存储段描述符55

5.3.2　系统段描述符58

5.3.3　门描述符59

5.3.4　伪描述符64

5.4　描述符表65

5.4.1　描述符表65

5.4.2　描述符表的初始化68

5.4.3　描述符表初始化举例69

5.5.1　段选择子的作用71

5.5　段选择子71

5.5.2　段选择子的格式72

5.6　存储器分页管理机制基础知识73

5.6.1　页的定义73

5.6.2　页表项73

5.6.3　页表75

5.6.4　页表的初始化75

5.6.5 页表的初始化举例76

习题五80

第6章　存储器管理82

6.1　存储器的分段管理82

6.1.1 段的划分82

6.1.2 对段的描述82

6.1.4 描述符表寄存器在分段管理中的作用83

6.1.3　描述符的保存与寻址83

6.2　存储器的分页管理85

6.2.1　页的划分85

6.2.2　对页的描述86

6.2.3　页表结构86

6.2.4　控制寄存器在分页管理中的作用87

6.3　Pentium的存储器管理88

6.4　保护模式下的地址空间映射和地址转换88

6.4.1 虚拟地址与物理地址88

6.4.2　保护模式下地址转换的内容89

6.4.3　虚拟地址到线性地址的转换89

6.4.4　线性地址到物理地址的转换91

6.4.5　虚拟地址到物理地址转换的全过程94

6.5　存储器的保护机制94

6.5.1　特权级保护措施95

6.5.2　条件保护性措施97

6.5.3　分页管理的保护措施98

6.5.4　保护措施的实施99

6.6　存储器分段管理机制在程序指令执行过程中的体现99

6.7　保护模式程序设计100

6.7.1　保护模式程序的格式100

6.7.2　保护模式程序指令集选择101

6.7.3　保护模式程序编写101

习题六106

第7章　总线技术108

7.1　总线与总线标准108

7.2　总线的分类与多总线技术108

7.2.1　总线的分类108

7.2.2　多总线技术109

7.3　总线的组成109

7.4　总线的性能参数110

7.5　总线传输操作过程及总线传输控制方式111

7.5.1　总线传输操作过程111

7.5.2　总线传输控制方式112

7.6　总线的层次化结构113

7.6.1 总线的层次113

7.6.2　总线桥114

7.7　总线在微机系统中的应用115

7.7.1　基于PC/XT总线的微机的基本结构115

7.7.2　基于ISA总线的微机的基本结构116

7.7.3　基于PCI总线的32位微机的基本结构116

7.8　总线与接口的关系117

7.9　ISA总线简介117

7.9.1 ISA总线的特点117

7.9.2 ISA总线的信号线定义118

习题七119

8.1 中断的概念与类型120

8.1.1 中断的概念120

第8章　中断技术120

8.1.2 中断的类型121

8.2 中断号122

8.2.1 中断号122

8.2.2　32位微处理器的中断号分配122

8.2.3　16位微处理器的中断号分配123

8.3.3 中断嵌套124

8.4 中断向量与中断向量表124

8.4.1 中断服务程序的人口问题124

8.3.2 中断的排队方式124

8.3.1 中断优先级124

8.3　中断优先级124

8.4.2 中断向量125

8.4.3 中断向量表125

8.4.4 中断向量表的填写125

8.4.5 中断向量修改126

8.5.1 中断描述符127

8.5 中断描述符与中断描述符表127

8.5.2 中断描述符表128

8.5.3 中断描述符表的填写128

8.5.4 中断描述符的修改129

8.5.5　描述符别名技术131

8.6　中断／异常处理131

8.6.1　实模式下中断／异常处理132

8.6.2　保护模式中断／异常处理134

8.7.1　82C59A外部特性和内部寄存器137

8.7　中断控制器137

8.6.3　对实模式与保护模式下中断处理差异的分析137

8.7.2　82C59A的工作方式139

8.7.3　82C59A的编程命令140

8.7.4　82C59A在微机系统中对中断管理的作用143

8.7.5　82C59A在32位微机中的应用143

8.8　实模式下中断应用程序设计145

8.9　保护模式下中断／异常处理程序设计149

习题八157

第9章　DMA技术159

9.1　DMA传输159

9.1.1　DMA传输的特点159

9.1.2　DMA传输的过程159

9.2　DMA操作160

9.2.1　DMA操作类型160

9.3.1　DMA控制器在系统中的工作状态161

9.2.2　DMA操作方式161

9.3　DMA控制器161

9.3.2　DMA控制器与CPU之间的总线控制权转移162

9.3.3　DMA控制器82C37A的外部特性162

9.3.4　DMA控制器82C37A寄存器及编程命令164

9.3.5　DMA控制器82C37A的工作时序171

9.4　DMA系统172

9.4.1　DMA控制器与微处理器的接口172

9.4.2　DMA控制器与I/O电路的接口173

9.4.3　DMA系统中对存储器和I/O设备的寻址174

9.4.4　DMA控制器的级联175

9.5　实模式下DMA应用程序的开发176

9.5.1　DMA在实模式下的应用176

9.5.3　DMA编程举例177

9.5.2　DMA编程的步骤177

9.6.1　PCI总线的DMA传输178

9.6　PCI总线的DMA传输178

9.6.2　PCI总线DMA传输过程179

习题九180

第10章　I/O端口地址译码技术181

10.1　I/O地址空间181

10.1.1　实模式下的I/O地址空间181

10.1.2　保护模式下的I/O地址空间181

10.2　I/O端口182

10.2.1 什么是I/O端口182

10.2.2　I/O端口共用技术182

10.3.1　独立编址183

10.3.2　统一编址183

10.3　I/O端口地址编址方式183

10.4　独立编址方式的I/O端口访问184

10.4.1　I/O指令184

10.4.2　I/O端口寻址方式186

10.4.3　独立编址方式的端口操作186

10.4.4　I/O指令与读／写控制信号的关系187

10.5　I/O地址空间的保护187

10.5.1　I/O特权级保护机制187

10.5.2　I/O许可位图保护机制188

10.6　I/O端口地址分配189

10.6.1 64K I/O地址映像图189

10.6.2　实模式下I/O地址的分配189

10.6.3　保护模式I/O地址的分配190

10.7　I/O端口地址译码190

10.7.1　I/O地址译码方法190

10.7.2　I/O地址译码电路191

10.7.3　I/O地址译码电路设计的几个问题192

10.8 1　6位微机I/O端口地址译码电路设计193

10.8.1 IC器件组成的I/O地址译码电路193

10.8.2 GAL/PAL器件组成的I/O地址译码电路195

10.9　32位微机I/O端口地址译码电路设计198

10.10　PCI配置空间对端口地址的重新分配199

习题十200

第11章　定时／计数技术201

11.1　定时与计数201

11.1.1 定时与计数的关系201

11.1.2　微机中的定时系统与时序配合201

11.1.3　外部定时方法及硬件定时器202

11.2.1　82C54的基本特点203

11.2.2　82C54的外部连接特性与内部结构203

11.2　可编程定时／计数器203

11.2.3 82C54的命令字205

11.2.4　82C54的工作方式与功能207

11.2.5　82C54的计数初值（定时常数）210

11.2.6　82C54的启动方式与中止方式211

11.2.7　82C54的初始化212

11.3　定时／计数在微机系统中的应用212

11.4　定时／计数应用程序的开发213

11.4.1 开发定时／计数应用程序的途径213

11.4.2　软件中断INT1CH的应用214

11.5　定时／计数的应用举例215

习题十一229

第12章　接口设计基础231

12.1　微机系统中的I/O信息流与信息链231

12.2.1　I/O设备层的作用232

12.2　I/O设备232

12.1.1　早期微机系统中的I/O信息链232

12.1.2 32位微机系统中的I/O信息链232

12.2.2　I/O设备层的技术问题233

12.2.3　I/O设备的类型233

12.2.4　I/O设备的逻辑概念234

12.3　I/O接口234

12.3.1　I/O接口层的作用234

12.3.2　I/O接口层的技术问题234

12.3.3　I/O接口的基本功能234

12.3.4　I/O接口的组成235

12.3.5　I/O接口类型与接口芯片237

12.3.6　I/O接口与微处理器之间数据交换方式237

12.3.8　I/O接口标准239

12.3.7 I/O接口中的I/O端口地址译码239

12.3.9　分析与设计I/O接口的基本方法240

12.4　总线243

12.4.1 总线层的作用243

12.4.2　总线层的技术问题243

12.4.3　总线接口243

12.4.4　ISA与PCI的不同特点244

12.5　微处理器245

12.6　I/O信息链中的逻辑环节245

12.6.1 上层用户程序245

12.6.2　设备驱动程序的作用246

12.7　接口设计框架246

12.7.1　8/16位微机接口设计框架246

12.7.2　32位微机接口设计框架246

习题十二247

第13章　并行接口248

13.1　并行接口电路248

13.1.1 采用非可编程IC芯片248

13.1.2　采用可编程并行接口芯片248

13.1.3 采用PLD/FPGA器件248

13.2　可编程并行接口芯片249

13.2.1　82C55A的外部特性和内部结构249

13.2.2　82C55A的编程命令251

13.2.3　82C55A的工作方式254

13.3　82C55A在微机系统中的应用255

13.4　82C55A的0方式应用256

13.5　82C55A的1方式应用262

13.5.1 1方式下联络信号线的定义262

13.5.2 1方式的工作时序264

13.5.3　1方式的状态字265

13.5.4　1方式并行接口设计266

13.6　82C55A的2方式应用269

13.6.1　2方式下联络信号的定义及时序269

13.6.2　2方式的状态字270

13.6.3　2方式并行接口设计271

习题十三272

第14章　串行通信接口274

14.1　串行通信的基本概念274

14.1.1 串行通信的基本特点274

14.1.2 串行通信接口电路需要解决的问题274

14.1.3　串行通信传输方向（制式）274

14.1.4　串行通信中的调制与解调275

14.1.5 串行通信中的差错控制276

14.1.6 串行通信中的传输速率控制277

14.1.7 串行通信中的同步问题279

14.1.8 串行通信的基本方式280

14.2　串行通信中的数据格式280

14.2.1　起止式异步通信数据格式280

14.2.2　面向字符的同步通信数据格式281

14.3　串行通信接口标准282

14.3.1 EIA-RS-232C接口标准282

14.3.2 RS-485接口标准286

14.3.3　RS-232C与RS-485的转换288

14.4　串行通信接口电路289

14.4.1 串行通信接口的基本任务289

14.4.2 串行通信接口电路的组成289

14.5 8251A USART290

14.5.1　8251A的外部特性290

14.5.2　8251A内部寄存器及编程命令291

14.5.3　8251A的初始化内容与顺序294

14.5.4　8251A的编程294

14.5.5　RS-232C标准的串行通信接口设计297

14.5.6 RS-485标准的串行通信接口电路设计301

14.6 16550 UART307

14.6.1　16550的外部引脚特性307

14.6.2　16550的内部寄存器及端口地址308

14.6.3　16550的编程312

习题十四318

第15章　A/D D/A转换器接口320

15.1　A/D转换器320

15.1.1 A/D转换器的主要技术指标320

15.1.2 A/D转换器的外部特性321

15.2.2 ADC接口电路的结构形式322

15.2　A/D转换器与微处理器的接口322

15.2.1 A/D转换器与CPU的连接322

15.2.3 A/D转换器的数据传输323

15.2.4 A/D转换器接口控制程序323

15.2.5　A/D转换器接口控制程序中的在线数据处理324

15.3　A/D转换器接口设计324

15.3.1 分析与设计A/D转换器接口的方法324

15.3.2 A/D转换器接口设计325

15.4　D/A转换器340

15.4.1 D/A转换器的主要技术指标340

15.4.2　D/A转换器的外部特性341

15.5 D/A转换器与CPU的接口341

15.5.1 D/A转换器与CPU的连接341

15.5.2 D/A转换器接口的主要任务341

15.5.3　分析与设计D/A转换器接口的方法341

15.6　D/A转换器接口电路设计342

习题十五346

第16章　PCI总线接口347

16.1 PCI总线的特点347

16.2　PCI总线的信号定义348

16.3 PCI插槽和引脚分布352

16.3.1 PCI插槽和PCI扩展卡352

16.3.2　PCI插槽引脚分布352

16.4　PCI总线命令355

16.5　PCI总线协议357

16.5.1　PCI总线数据的传输机制357

16.5.2　PCI总线数据的传输控制357

16.5.3　PCI总线的寻址358

16.5.4　设备选择359

16.6.1　PCI总线上的读操作360

16.6　PCI总线数据传输过程360

16.5.5　字节对齐360

16.5.6　PCI总线的驱动与过渡360

16.6.2　PCI总线上的写操作361

16.6.3　PCI总线传输的终止过程362

16.7　PCI总线仲裁363

16.8　PCI总线配置空间364

16.8.1　PCI设备和PCI功能365

16.8.2　PCI配置空间头区域的格式365

16.8.3　PCI配置空间头区域的功能365

16.8.4　PCI配置空间的访问372

16.9　PCI中断374

16.9.1　PCI中断响应（回答）周期374

16.9.2　PCI中断的共享375

16.11.1　PCI接口卡的设计376

16.11　PCI总线接口设计376

16.10 PCI的DMA传输376

16.11.2　基于PCI总线的微机应用系统设计383

16.11.3　PCI接口卡DMA传输的实现385

16.11.4　PCI接口卡中断的实现390

16.12 配置工具PLX MON391

16.12.1　软件界面391

16.12.2　功能简介392

习题十六393

第17章　设备驱动程序设计395

17.1　设备驱动程序395

17.2　Windows 2000的体系结构及与设备驱动程序的关系395

17.2.1　Windows 2000的体系结构395

17.3　Windows 2000的驱动程序类型396

17.2.2　设备驱动程序与Windows 2000的关系396

17.4.1　WDM驱动程序模型397

17.4　WDM驱动程序模型和层次结构397

17.4.2　设备对象和WDM驱动程序的层次结构398

17.5　设备驱动程序的主要编制技术399

17.5.1 设备驱动程序对象分析399

17.5.2　设备驱动程序的基本组成400

17.5.3　I/O处理400

17.5.4　PnP处理401

17.6　驱动程序的开发工具与步骤402

17.6.1 开发驱动程序的工具软件402

17.6.2 用DriverStudio开发驱动程序框架402

17.7.1　设计要求404

17.7.2　获取PCI接口卡配置空间的配置信息404

17.7　PCI接口卡驱动程序设计404

17.7.3　对I/O端口的访问406

17.7.4　对扩展存储器的访问407

17.7.5　Win32程序与驱动程序的通信410

17.7.6　MS-DOS程序与驱动程序的通信412

17.7.7 MS-DOS应用程序中断的实现414

17.7.8　PCI设备DMA传输的实现416

17.8　驱动程序的安装和调试421

17.8.1　驱动程序的安装421

17.8.2　驱动程序的调试422

习题十七423

第18章　通用串行总线USB425

18.1　概述425

18.1.1　USB的发展过程425

18.1.3　USB接口特性426

18.1.2　USB的设计目标及特点426

18.1.4　USB信号定义428

18.1.5　USB数据编码和解码428

18.2　USB系统结构429

18.2.1　总线拓扑结构429

18.2.2　USB主机430

18.2.3　USB设备432

18.2.4　USB的通信模型433

18.3　USB数据流模型433

18.3.1　端点434

18.3.2　管道434

18.3.3　USB通信数据流435

18.4　USB协议层436

18.4.1　包字段格式436

18.4.2　包格式（Packet Format）439

18.4.3　事务与传输类型440

18.4.4　控制传输441

18.4.5　块传输442

18.4.6　中断传输443

18.4.7　同步传输444

18.5　USB传输管理444

18.5.1　USB信息转换过程444

18.5.2　事务的跟踪446

18.5.3　低速事务446

18.5.4　分割事务448

18.6　设备的状态图和总线枚举451

习题十八452

参考文献453