電腦與嵌入式系統架構

任保全

  • 出版商: 人民郵電
  • 出版日期: 2021-03-01
  • 定價: $588
  • 售價: 8.5$500
  • 語言: 簡體中文
  • 頁數: 378
  • ISBN: 7115555168
  • ISBN-13: 9787115555168
  • 相關分類: 嵌入式系統

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商品描述

本書將微型電腦原理的基礎性與嵌入式系統的先進性結合在一起,從電腦基礎知識入手,全面介紹微型電腦的基本組成和原理,內容包括微處理器結構、尋址方式和指令系統、匯編語言程序設計、輸入/輸出接口方式、微型電腦與外部設備的數據傳輸方式、中斷技術和總線技術、可編程定時器/計數器、串/並行接口技術、存儲器設計技術、A/D與D/A轉換技術等。嵌入式系統的內容包括嵌入式系統概述、嵌入式系統硬件基礎、單片機結構與工作原理、單片機最小系統應用基礎、ARM嵌入式微處理器及接口技術等。

本書可作為電腦科學與技術、軟件工程、電子信息工程、電氣工程及其自動化、通信與電子類專業的學生教材,也可作為相關領域工程技術人員的參考書。

作者簡介

任保全,军事科学院系统工程研究院高级工程师,军事通信学博士,通信与信息系统博士后。主要从事通信网络技术研究,主持或参与国防通信网络领域重要科研项目多项,研究成果获省部级科技进步奖二、三等奖多项,授权国防专利5项,出版编著3部,发表学术论文50余篇。

詹杰,湖南科技大学物理与电子科学学院教授,博士(后),Southern Illinois University高级访问学者。湖南省组织部、人社厅、科技厅科技特派专家,《物联网学报》编委,从事物联网、近距离无线通信、嵌入式系统等方向的研究。从教25年,主持微机原理、单片机原理两门课的教学16年,获“两渗透、三结合”,“嵌入式理工渗透人才培养模式的探索”获湖南省普通高校教学成果三等奖一项。主持多项国家级项目,主持湖南省教育厅教研教改项目一项。出版专著一本,译著一本(参编),教材两部(参编)。

目錄大綱

第 1章 微型電腦基礎 1

1.1 數字信號 1

1.2 數制的轉換、運算與編碼 2

1.3 電腦中的數值表示 4

1.3.1 機器數和真值 4

1.3.2 原碼、反碼、補碼 5

1.3.3 原碼、反碼、補碼的關系 5

1.4 常用編碼方案 6

1.4.1 BCD碼 6

1.4.2 ASCII碼 7

1.4.3 Unicode 8

1.4.4 非ASCII碼 9

1.5 數字電路基礎 9

1.5.1 邏輯門 9

1.5.2 IC分類 12

1.5.3 寄存器 12

1.5.4 多路復用器和解碼器 14

1.6 電腦體系結構 15

1.6.1 微型電腦的組成 15

1.6.2 CPU架構 16

1.6.3 電腦總線 17

1.6.4 CPU結構 18

思考題 19

第 2章 8086微處理器 21

2.1 8086微處理器結構 21

2.1.1 8086微處理器內部結構 21

2.1.2 8086程序執行流程 23

2.1.3 8086的寄存器結構 23

2.2 8086的引腳及功能 26

2.2.1 8086的引腳功能 26

2.2.2 8086的最小模式和最大模式 30

2.3 8086的存儲器結構 31

2.3.1 存儲器組織與數據存儲格式 31

2.3.2 存儲器分段結構 33

2.3.3 邏輯地址與物理地址的轉換 35

2.3.4 堆棧 36

2.4 8086 I/O結構 37

2.4.1 I/O接口的功能及基本結構 37

2.4.2 I/O埠的編址方式 38

2.4.3 I/O的控制方式 38

思考題 40

第3章 8086的指令系統 41

3.1 8086指令的特點 41

3.2 8086的尋址方式 42

3.2.1 尋址方式說明 42

3.2.2 尋址方式種類 43

3.3 8086的指令格式及數據類型 49

3.3.1 匯編語言的語句格式 50

3.3.2 匯編語言中的符號、數據和表達式 51

3.4 8086的指令集 53

3.4.1 數據傳送類指令 53

3.4.2 算術運算類指令 59

3.4.3 位操作指令 67

3.4.4 串處理指令 69

3.4.5 控制轉移類指令 71

3.4.6 處理器控制類指令 73

思考題 74

第4章 8086匯編語言程序設計 76

4.1 程序設計語言概述 76

4.2 8086匯編語言中的偽指令 76

4.2.1 符號定義語句 77

4.2.2 變量定義語句 78

4.2.3 段定義語句 80

4.2.4 段分配語句 84

4.2.5 過程定義語句 84

4.2.6 結束語句 85

4.3 8086匯編語言中的運算符 85

4.3.1 常用運算符和操作符 85

4.3.2 運算符的優先級 89

4.4 匯編語言程序設計 89

4.4.1 匯編語言程序設計基本步驟 89

4.4.2 順序結構程序設計 90

4.4.3 分支結構程序設計 92

4.4.4 循環結構程序設計 95

4.5 宏與宏調用 101

4.5.1 宏概念 101

4.5.2 宏指令應用舉例 102

4.6 匯編語言程序設計與上機調試 103

4.6.1 匯編語言程序設計實例 103

4.6.2 DOS功能調用與子程序設計 109

4.6.3 BIOS功能調用 112

4.6.4 子程序設計 113

4.6.5 匯編語言程序上機調試 118

思考題 119

第5章 存儲器及微型電腦存儲系統 121

5.1 存儲器的概念及分類 121

5.1.1 存儲器概述 121

5.1.2 存儲器的分類 121

5.1.3 存儲器的性能指標 124

5.2 多級存儲結構 125

5.3 主存儲器 128

5.3.1 主存儲器概述 128

5.3.2 半導體存儲器的基本結構 129

5.3.3 隨機存取存儲器 131

5.3.4 只讀存儲器 136

5.4 快閃內存 139

5.4.1 快閃內存工作原理 139

5.4.2 快閃內存分類 140

5.4.3 NOR快閃內存 141

5.4.4 NAND快閃內存 142

5.4.5 應用原則 143

5.5 8086中的存儲器管理 143

5.5.1 存儲器接口設計 143

5.5.2 存儲器的擴展 144

思考題 148

第6章 微型電腦接口技術 150

6.1 I/O接口概述 150

6.1.1 I/O接口的功能 150

6.1.2 I/O接口中的信息類型 152

6.1.3 I/O接口的典型結構 152

6.2 I/O埠編址 153

6.2.1 I/O埠的尋址方式 153

6.2.2 I/O埠地址的形成 154

6.3 輸入/輸出的處理方式 155

6.3.1 程序控制傳輸方式 156

6.3.2 直接存儲器存取方式 156

6.4 CPU與外部設備的接口 157

6.4.1 同步傳輸方式與接口 157

6.4.2 異步查詢方式與接口 159

6.5 8086的輸入/輸出 162

6.5.1 8086的I/O指令 162

6.5.2 8086的I/O特點 162

6.6 可編程並行接口芯片8255A 163

6.6.1 8255A的外部特性和內部結構 164

6.6.2 8255A的編程命令 167

6.6.3 8255A的工作方式 168

6.6.4 8255A的應用舉例 174

6.7 定時器/計數器 178

6.7.1 定時/計數概述 178

6.7.2 定時器/計數器8253 180

6.7.3 8253的外部特性 180

6.7.4 8253的內部邏輯結構與功能 181

6.7.5 8253的編程命令與讀/寫操作 182

6.7.6 8253的工作方式及其特點 184

6.7.7 8253應用舉例 190

思考題 197

第7章 中斷 198

7.1 中斷原理 198

7.1.1 從無條件傳輸、條件傳輸到中斷傳輸 198

7.1.2 中斷概念 201

7.2 中斷系統組成及其功能 202

7.2.1 與中斷有關的觸發器 202

7.2.2 中斷響應條件 203

7.2.3 8086中斷系統 204

7.2.4 中斷響應過程 205

7.2.5 8086的中斷向量 209

7.3 可編程中斷控制器8259A 211

7.3.1 8259A的內部結構及引腳分配 212

7.3.2 8259A的中斷管理方式 214

7.3.3 8259A的編程與應用 216

7.4 IBM PC硬件中斷 220

7.4.1 IBM PC中斷設置 220

7.4.2 中斷應用舉例 221

思考題 222

第8章 串行通信 224

8.1 串行通信概述 224

8.1.1 串行通信的數據傳輸方式 225

8.1.2 數據傳輸協議 225

8.2 RS-232C標準 228

8.2.1 信號接口 228

8.2.2 電氣特性 230

8.2.3 MAX232 231

8.2.4 RS-232C標準接口在通信中的連接 233

8.3 SPI通信接口 234

8.3.1 SPI概述 234

8.3.2 SPI定義及通信原理 234

8.3.3 DS1302實時時鐘 236

8.4 I2C通信接口 239

8.4.1 I2C概述 239

8.4.2 I2C的連接及尋址方式 240

8.4.3 I2C協議 241

8.4.4 24C04基本應用 243

8.5 USB通信接口 245

8.5.1 USB概述 245

8.5.2 USB系統的組成 247

8.5.3 USB協議中的基本概念 248

8.5.4 USB通信傳輸方式 250

8.6 CAN總線接口 252

8.6.1 CAN總線概述 252

8.6.2 CAN的報文傳輸 253

8.7 可編程串行通信接口芯片8251 254

8.7.1 8251的結構及引腳 254

8.7.2 8251的初始化 256

8.7.3 8251的初始化編程 258

8.8 USB轉接芯片CH341 260

8.8.1 CH341概述 260

8.8.2 CH341引腳定義 261

8.8.3 功能說明 263

思考題 266

第9章 A/D與D/A轉換 267

9.1 A/D轉換簡介 267

9.1.1 概述 267

9.1.2 模擬信號的取樣、量化和編碼 268

9.1.3 主要性能指標 269

9.1.4 A/D轉換原理 270

9.1.5 A/D轉換器的應用 272

9.2 A/D轉換設計 276

9.2.1 A/D轉換器 276

9.2.2 模擬接口插件卡 278

9.3 D/A轉換器 280

9.3.1 D/A轉換器的工作原理 280

9.3.2 D/A轉換器的性能和指標 281

9.3.3 D/A轉換器的應用 281

9.3.4 D/A轉換器TLC5620 283

9.4 A/D與D/A轉換應用設計 286

思考題 289

第 10章 嵌入式系統 290

10.1 嵌入式系統概述 290

10.1.1 嵌入式系統的定義 290

10.1.2 嵌入式系統的特點 291

10.1.3 嵌入式系統的分類 292

10.1.4 嵌入式處理器的發展狀況 293

10.1.5 嵌入式軟件的發展情況 294

10.1.6 嵌入式系統的發展情況 295

10.1.7 ARM的世界 295

10.2 嵌入式系統開發設計 297

10.2.1 嵌入式系統設計概述 297

10.2.2 嵌入式系統開發模型 298

10.2.3 嵌入式系統開發過程 299

10.2.4 嵌入式系統設計的核心技術 301

10.2.5 嵌入式開發設計環境 303

10.2.6 系統設計 303

10.3 嵌入式系統的開發工具 305

10.3.1 開發工具的組成 305

10.3.2 集成的IDE工具 307

10.4 嵌入式系統的調試方法 309

10.4.1 基於主機的調試 309

10.4.2 遠程調試器與調試內核 309

10.4.3 ROM模擬器 310

10.4.4 ICE 311

10.4.5 JTAG 312

10.5 嵌入式系統的應用 313

思考題 314

第 11章 單片機基礎與C語言開發技術 315

11.1 MCS-51系列單片機 315

11.1.1 單片機簡介 315

11.1.2 單片機的發展史 315

11.1.3 MCS-51系列單片機分類 316

11.1.4 51內核單片機 317

11.1.5 MCS-51系列單片機的結構及引腳功能 319

11.1.6 單片機的應用 323

11.2 MCS-51系列單片機的存儲器結構 324

11.2.1 MCS-51系列單片機存儲器空間 324

11.2.2 特殊功能寄存器 325

11.3 時鐘電路與時序 329

11.3.1 時鐘電路 329

11.3.2 時序 330

11.3.3 復位電路 331

11.4 並行I/O埠結構 332

11.5 單片機C語言程序設計基礎 336

11.5.1 C51語言 336

11.5.2 C51數據類型 336

11.5.3 C51數據存儲類型 338

11.5.4 C51運算符、表達式及規則 339

11.5.5 C51流程控制語句 341

11.5.6 C51 函數 344

思考題 347

第 12章 單片機應用基礎 349

12.1 定時器/計數器 349

12.1.1 定時器/計數器的結構和功能 349

12.1.2 方式寄存器和控制寄存器 350

12.1.3 定時器/計數器的工作方式 351

12.1.4 定時器/計數器初始化 354

12.1.5 定時器/計數器綜合應用案例 355

12.1.6 定時器/計數器使用註意事項 359

12.2 MCS-51系列單片機中斷系統 359

12.2.1 中斷的概念 359

12.2.2 MCS-51系列單片機中斷系統 360

12.2.3 中斷的處理過程 362

12.2.4 中斷系統應用 363

12.3 單片機系統擴展 366

12.3.1 單片機的片外總線結構 367

12.3.2 外部程序存儲器擴展 368

12.3.3 外部數據存儲器擴展 370

12.4 單片機鍵盤及顯示接口 372

12.4.1 鍵盤接口原理 372

12.4.2 顯示接口原理 374

思考題 378