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第1章 概述1

1.1微型计算机的发展概况1

1.2微型计算机的基本体系结构4

1.2.180x86系列机的体系结构4

1.2.2Pentium系列机的体系结构5

1.3微机系统的总线和接口标准11

1.3.1微机总线11

1.3.2接口标准13

1.3.3常见系统总线简介13

1.4微机接口技术20

1.4.1微机接口技术概述20

1.4.2I／O接口的基本功能23

1.4.3微机接口的类型23

1.4.4微机接口的发展趋势25

习题一27

第2章 微处理器及系统29

2.18086微处理器29

2.1.18086微处理器的主要性能29

2.1.28086微处理器的内部结构30

2.1.38086的存储器组织37

2.1.48086的最小和最大工作模式39

2.280486微处理器41

2.2.180486的主要结构特点41

2.2.280486的内部结构42

2.2.380486CPU的内部寄存器43

2.2.480486的工作方式47

2.2.580486的存储器管理功能49

2.3Pentium处理器57

2.3.1Pentium微处理器的特点57

2.3.2Pentium微处理器的内部结构58

2.3.3Pentium4处理器62

2.3.4Pentium的寄存器70

2.3.5Pentium的工作模式72

2.3.6高速缓冲存储器Cache73

2.4RISC微处理器76

2.4.1RISC微处理器概述76

2.4.2高性能的RISC微处理器78

2.5嵌入式系统结构80

2.5.1嵌入式系统概述81

2.5.2嵌入式系统的硬件系统82

2.5.3ARMRISC结构的嵌入式系统微处理器84

2.6单片机系统85

2.6.1概述85

2.6.2单片机系统结构88

2.6.3单片机应用系统及外围接口91

习题二93

第3章 基本的I／O接口94

3.1I／O概述94

3.1.1CPU与I／O之间的接口信号94

3.1.2I／O端口及CPU对I／O端口的访问95

3.1.3I／O端口的编址方式96

3.1.4现代微机中CPU对I／O端口的访问99

3.1.5Intel系列微机80x86的I／O指令100

3.1.6几个I／O有关问题的讨论101

3.2I／O数据传送方式106

3.2.1程序控制传送方式106

3.2.2中断传送方式110

3.2.3直接存储器存取（DMA）方式111

3.3I／O端口地址分配及端口地址译码111

3.3.1PC机的I／O地址分配111

3.3.2I／O端口地址译码电路的设计112

3.4可编程的并行I／O接口芯片8255117

3.4.18255A的主要性能参数117

3.4.28255A的内部结构118

3.4.38255A的引脚及其功能119

3.4.48255八的端口寻址及其基本操作120

3.4.58255A的控制字120

3.4.68255A的工作方式及其使用122

3.5可编程定时器／计数器136

3.5.1概述136

3.5.28253的主要性能特点137

3.5.38253的内部结构137

3.5.48253的端口地址译码及基本操作139

3.5.58253的引脚功能139

3.5.68253的工作方式控制字及其初始化操作140

3.5.78253的工作方式142

3.5.88253的工作方式控制字149

3.5.98253的初始化150

3.5.108253的应用举例150

习题三157

第4章 串行接口160

4.1串行传送的基本概念160

4.1.1串行传送的特点160

4.1.2串行传输方式161

4.1.3信号的调制和解调161

4.1.4检错与纠错162

4.1.5波特率与发送／接收时钟164

4.1.6串行通信的基本方式165

4.2串行通信协议166

4.2.1异步串行通信协议166

4.2.2同步串行通信协议168

4.3串行接口标准170

4.3.1RS-232C接口标准171

4.3.2RS-485接口标准175

4.4可编程串行接口芯片INS8251A177

4.4.18251A的外部特性和内部逻辑177

4.4.28251A的命令字和状态字180

4.4.38251A应用举例182

4.5PC微机异步通信适配器184

4.5.1UART的寄存器及其编程原理184

4.5.2UART的外部特性189

4.5.3采用UART的异步通信适配器的组成190

4.5.4PC微机异步串行通信编程191

4.6I2C串行总线接口195

4.6.1I2C总线介绍196

4.6.2I2C总线的基本操作196

习题四199

第5章 中断技术201

5.1中断的基本概念201

5.1.1中断的类型201

5.1.2中断过程和优先级205

5.1.3多重中断207

5.2向量中断208

5.2.1中断向量208

5.2.2中断描述符表208

5.4中断控制器210

5.4.1PIC的工作原理211

5.4.28259A的内部寄存器212

5.4.3PIC的级联212

5.4.48259A的初始化命令ICW213

5.4.58259A的操作命令字（OCW）217

5.58259A的应用220

5.5.1使用单片8259A的初始化编程220

5.5.2使用双片8259A的初始化编程220

习题五222

第6章 DMA技术224

6.1DMA传送的基本概念224

6.1.1DMA传送的特点224

6.1.2DMA传送的过程225

6.1.3DMA传送的方式226

6.2DMA控制器227

6.2.1DMAC的两种工作状态227

6.2.28237A-5的功能、特性和外部引脚228

6.2.38237A-5的内部寄存器229

6.2.48237A-5的软命令236

6.2.58237A-5的工作时序237

6.3PC机的DMA系统组成238

6.3.1DMA系统组成238

6.3.2PC机中的DMA系统初始化241

6.3.3DMA编程及应用243

习题六247

第7章 USB通用串行总线249

7.1概述249

7.1.1USB发展过程249

7.1.2USB的设计目标及特点250

7.1.3USB的接口特性250

7.1.4USB信号的定义251

7.1.5数据编码和解码253

7.2USB系统结构253

7.2.1USB总线的拓扑结构254

7.2.2USB主机255

7.2.3USB设备256

7.2.4USB的通信模型258

7.3USB的数据流模型259

7.3.1端点259

7.3.2管道259

7.3.3USB的通信数据流260

7.4USB协议层262

7.4.1包字段格式262

7.4.2包格式（PacketFormat）264

7.4.3事务与传输类型266

7.4.4控制传输267

7.4.5块传输268

7.4.6中断传输269

7.4.7同步传输270

7.5USB传输管理270

7.5.1USB信息转换过程270

7.5.2事务的跟踪272

7.5.3低速事务273

7.5.4分割事务274

7.6帧同步定时器277

7.6.1帧／微帧定时器的同步278

7.6.2与帧抖动相关的微帧抖动280

7.6.3关于EOF1和EOF2时间点281

7.7设备的状态图和总线枚举283

习题七284

第8章 PCI局部总线285

8.1PCI总线概述285

8.1.1PCI总线的特点285

8.1.2PCI总线的信号定义286

8.1.3PCI插槽和扩展卡291

8.2PCI总线命令及总线协议291

8.2.1PCI总线命令291

8.2.2PCI总线协议294

8.3PCI总线的数据传输过程296

8.3.1PCI总线上的读操作297

8.3.2PCI总线上的写操作298

8.3.3传输的终止过程298

8.4总线仲裁与总线配置299

8.4.1PCI总线仲裁机制299

8.4.2PCI总线的配置周期301

8.5PCI总线设备开发及S5933306

8.5.1S5933的组成307

8.5.2S5933的数据传送方式307

习题八308

第9章 人机交互设备接口309

9.1键盘接口309

9.1.1键盘接口的功能及原理309

9.1.2可编程键盘／LED接口8279313

9.1.3PC机键盘接口323

9.2鼠标器接口325

9.2.1鼠标器的功能及原理325

9.2.2鼠标器接口327

9.3显示器接口328

9.3.1CRT显示器接口328

9.3.2LCD显示器接口332

9.4A／D和D／A转换器接口335

9.4.1数／模转换器（DAC）接口335

9.4.2模／数转换器（ADC）接口342

习题九350

第10章 EDA在接口技术中的应用352

10.1概述352

10.1.1EDA技术的发展352

10.1.2EDA技术的基本特征353

10.1.3PLD的发展概况353

10.1.4PLD与FPGA的比较354

10.2硬件描述语言359

10.2.1VHDL简介359

10.2.2VerilogHDL简介360

10.2.3VHDL和VerilogHDL的比较360

10.2.4Verilog语言介绍361

10.2.5门电平模型化361

10.2.6数据流模型化363

10.2.7行为建模方式365

10.3系统设计开发流程368

10.48255可编程逻辑器件的实现371

10.4.18255芯片总体设计要求371

10.4.28255子模块设计372

10.4.3芯片设计过程385

习题十387

第11章 WDM设备驱动程序设计388

11.1Windows2000操作系统简介388

11.1.1Win2000的系统组件388

11.1.2Win2000中驱动程序的种类390

11.2WDM驱动程序模型及其特点391

11.2.1WDM驱动程序的特点391

11.2.2WDM驱动程序模型393

11.2.3设备和驱动程序的层次结构394

11.2.4设备接口395

11.3内核模式I／O处理技术395

11.3.1内核模式代码如何执行395

11.3.2Win2000使用的中断优先级395

11.3.3延迟过程调用（DPC）396

11.3.4用户缓冲区访问397

11.3.5内核模式驱动程序结构398

11.3.6I／O处理顺序及IRP生命期399

11.4WDM驱动程序开发实例400

11.4.1WDM驱动程序开发环境的建立401

11.4.2用DriverWorks编写的WDM驱动程序的基本结构401

11.4.3创建一个WDM驱动程序405

11.4.4生成WDM驱动程序416

11.4.5安装WDM驱动程序416

11.4.6运行应用程序417

习题十一417

参考文献418