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第一部分　计算机硬件3

第1章　计算机系统概述3

1.1　计算机发展概述3

1.1.1　计算机的发展3

1.1.2　未来计算机发展趋势4

1.1.3　计算机的分类5

1.2　微型计算机系统硬件构成5

1.2.1　微型计算机系统的主要部件6

1.2.2　微型计算机系统的主要性能指标8

1.3　微型计算机的一般工作原理9

1.3.1　计算机执行程序的过程9

1.3.2　计算机的工作过程9

1.4　微型计算机系统体系结构10

1.4.1　8088/PC总线的微机结构10

1.4.2　80286/ISA总线的微机结构12

1.4.3　80386/80486 ISA总线的微机结构13

1.4.4　Pentium ISA/PCI总线的南北桥微机结构15

1.4.5　Pentium ⅡISA/PCI/AGP总线的南北桥微机结构16

1.4.6　Pentium Ⅲ中心结构的微型机体系结构17

1.4.7　Pentium 4中心结构的微型机体系结构18

第2章　微处理器及其系统结构20

2.1　Intel 8086/8088微处理器结构20

2.1.1　8086/8088 CPU的内部结构20

2.1.2　寄存器结构22

2.1.3　存储器组织结构24

2.2　8086/8088 CPU的外部结构28

2.2.1　8086/8088 CPU芯片引脚及其功能28

2.2.2　两种工作模式的微计算机系统构成31

2.3　8086/8088的总线操作和时序35

2.3.1　指令周期、总线周期及时钟周期35

2.3.2　8086最小模式下的读／写总线周期36

2.3.3　8086最大模式下的读／写总线周期37

2.3.4　中断响应周期39

2.3.5　系统的复位和启动操作40

2.4　80x86/Pentium微处理器40

2.4.1　80x86/Pentium特点与内部功能结构41

2.4.2 80x86/Pentium CPU寄存器组织49

第3章　指令系统及汇编程序设计68

3.1　概述68

3.1.1　指令格式68

3.1.2　指令助记符69

3.1.3 RISC技术69

3.2　寻址方式71

3.2.1　指令的寻址方式71

3.2.2　操作数的寻址方式72

3.3　8086/8088指令系统74

3.3.1　数据传送指令75

3.3.2　算术运算指令79

3.3.3　逻辑与移位指令83

3.3.4　串操作指令85

3.3.5　控制转移指令87

3.3.6　处理器控制指令92

3.3.7　DOS系统功能调用93

3.4　汇编程序设计94

3.4.1　汇编语言源程序结构95

3.4.2　汇编语言的语句格式96

3.4.3　数据项及表达式96

3.4.4　伪指令99

3.4.5　汇编语言程序设计102

3.5　80x86/Pentium系列指令系统109

3.5.1　80286的增强和新增指令109

3.5.2　80386指令系统详解110

3.5.3　80486的增强和新增指令116

3.5.4　Pentium系列微处理器的新增指令117

第4章　存储器系统119

4.1　半导体存储器概述119

4.1.1　半导体存储器的分类119

4.1.2　半导体存储器的结构121

4.1.3　存储器的性能指标122

4.2　半导体存储器芯片123

4.2.1　静态随机存储器123

4.2.2　动态随机存储器125

4.2.3　只读存储器128

4.2.4　内存芯片的工作模式及主流技术133

4.3　存储器与CPU的连接135

4.3.1　连接时应注意的问题136

4.3.2　存储器容量的扩充136

4.3.3　存储芯片的地址分配和片选138

4.4　PC系列计算机的存储器系统141

4.5　半导体存储器的应用144

4.5.1　半导体存储器电路的分析方法144

4.5.2　存储器在计算机系统中的设计方法146

第5章　总线技术149

5.1　总线的概念149

5.1.1　总线的标准与规范149

5.1.2　总线类型的分类150

5.1.3　总线信号的分类150

5.2　总线的工作原理151

5.2.1　总线工作过程151

5.2.2　总线定时协议151

5.2.3　数据传送类型152

5.2.4　总线仲裁153

5.2.5　总线的信息传输与错误检测155

5.3 系统总线156

5.3.1 ISA总线156

5.3.2　PCI总线159

5.3.3　AGP总线163

5.4　外部总线165

5.4.1　SCSI总线165

5.4.2　IDE总线166

5.4.3　USB总线168

5.4.4　IEEE 1394172

第6章　输入输出系统174

6.1　概述174

6.1.1　I/O接口电路174

6.1.2　I/O端口175

6.1.3　I/O端口的地址译码176

6.2　CPU与I/O设备的数据传送方式178

6.2.1　无条件传送方式178

6.2.2　程序查询方式179

6.2.3　中断控制方式181

6.2.4　DMA方式181

6.3　8259A中断控制器182

6.3.1 中断的基本概念182

6.3.2　8086/8088中断系统183

6.3.3　8259A的内部结构及引脚功能186

6.3.4　8259A的中断处理过程188

6.3.5　8259A中断管理方式188

6.3.6　8259A的编程190

6.3.7　硬件中断程序设计195

6.4　8237A DMA控制器199

6.4.1　DMA控制器的基本功能、组成及操作199

6.4.2　8237A的内部结构及引脚功能201

6.4.3　8237A的工作方式206

6.4.4　8237A的编程206

第7章　输入输出接口电路209

7.1　可编程定时器8253209

7.1.1　8253内部结构与引脚功能210

7.1.2　8253的编程212

7.1.3　8253的工作方式213

7.1.4　定时／计数器的应用216

7.2 可编程并行接口8255A217

7.2.1　8255A的内部结构217

7.2.2　8255A的控制字218

7.2.3　8255A的工作方式220

7.2.4　8255A的应用举例223

7.3　可编程串行通信接口8251A227

7.3.1　串行通信基础227

7.3.2　8251A的基本功能231

7.3.3　8251A内部结构及引脚功能231

7.3.4　8251A的编程234

7.3.5　8251A的应用举例236

7.4　模数与数模转换接口238

7.4.1　数模（D/A）转换器238

7.4.2　模数（A/D）转换器243

7.4.3　数据采集247

第8章　计算机常用外部设备250

8.1　键盘250

8.1.1　IBM PC键盘结构250

8.1.2　键盘工作原理251

8.1.3　键盘中断服务与调用254

8.2 鼠标器256

8.2.1　鼠标器的分类256

8.2.2 鼠标器的工作原理256

8.2.3 鼠标器的接口257

8.3　扫描仪258

8.3.1　扫描仪的组成结构258

8.3.2　扫描仪的工作原理259

8.3.3　扫描仪的接口259

8.3.4　扫描仪的技术指标及扫描软件260

8.4　显示器261

8.4.1 CRT显示器工作原理261

8.4.2 LCD显示器工作原理262

8.4.3　显示器接口263

8.5　打印机266

8.5.1　打印机的主要分类266

8.5.2　打印机的工作原理266

8.5.3　打印机并行接口270

8.6　新型辅助存储器272

8.6.1　大容量可移动存储器272

8.6.2　闪存卡和U闪存盘274

第二部分　MCS-51单片机第1章　单片机概述279

1.1　单片机的产生、发展及应用279

1.2　单片机的主要厂商和产品281

1.3　MCS-51系列单片机的分类281

第2章　MCS-51系列单片机结构283

2.1　基本组成与结构283

2.2　MCS-51的外部引脚284

2.3　中央处理器285

2.3.1　运算器285

2.3.2　控制器287

2.4　MCS-51存储器与存储空间288

2.4.1　程序存储器289

2.4.2 内部RAM数据存储器290

2.4.3　片外数据存储器293

2.5　并行接口294

2.5.1 P0口294

2.5.2 P1口295

2.5.3 P2口295

2.5.4　P3口296

2.5.5　应用特性296

2.6 MCS-51的串行口297

2.6.1 串行口的组成297

2.6.2　串行口的工作方式298

2.6.3　多机通信300

2.7　定时器／计数器301

2.8　MCS-51的中断系统305

第3章　MCS-51单片机开发工具309

3.1　Keil C51软件的安装和启动309

3.2　工程的建立310

3.3　源文件的输入311

3.4　编写第一个C程序312

3.5　程序调试315

3.5.1　源程序的编译315

3.5.2　源程序的调试316

第4章　MCS-51应用实例318

4.1　MCS-51单片机最小应用系统电路318

4.2　MCS-51系统存储器扩展319

4.3 MCS-51系统与PC的通信322

第三部分　DSP327

第1章　DSP概述327

1.1 引言327

1.2　数字信号处理的发展历程及主要内容328

1.3　数字信号处理的实现329

1.4　DSP系统的特点330

1.5　DSP的应用331

1.6　DSP系统的构成331

第2章　DSP芯片及其软硬件设计333

2.1 MATLAB中DSP函数333

2.1.1　信号处理工具箱简介333

2.1.2　信号处理工具箱中的函数334

2.1.3　信号处理工作箱的工具集334

2.2　DSP芯片336

2.2.1　主要特点336

2.2.2　DSP芯片的基本结构337

2.2.3　DSP芯片的分类340

2.2.4　DSP芯片的选型341

2.3　TMS320C54x的软、硬件设计342

2.3.1　TMS320C54x芯片的特点342

2.3.2　引脚图342

2.3.3　内部结构图343

2.3.4　内部存储器345

2.3.5　TMS320C54x的指令集346

2.3.6　TMS320C54x的硬件设计347

2.3.7　TMS320C54x的软件设计352

2.3.8 TMS320C54x的BOOT设计354

第3章　DSP开发工具355

3.1　CCS概述355

3.1.1　CCS的组成部分356

3.1.2　扩展名文件358

3.2　开发一个简单的应用程序359

3.2.1　创建工程文件359

3.2.2　向工程添加文件360

3.2.3　查看源代码360

3.2.4　编译和运行程序361

3.2.5　修改程序选项和纠正语法错误361

3.2.6　使用断点和观察窗口362

3.2.7　使用观察窗口观察structure变量363

3.2.8　测算源代码执行时间363

3.3　开发DSP/BIOS程序365

3.3.1　创建配置文件365

3.3.2　向工程添加DSP/BIOS文件366

3.3.3　用CCS测试367

3.3.4　测算DSP/BIOS代码执行时间367

3.4　算法和数据测试368

3.4.1　打开和查看工程368

3.4.2　查看源程序368

3.4.3　为I/O文件增加探针断点369

3.4.4　显示图形371

3.4.5　执行程序和绘制图形371

3.4.6　调节增益372

3.4.7　观察范围外变量373

3.4.8　使用GEL文件373

3.4.9　调节和测试processing函数374

3.5　程序调试375

3.5.1　打开和查看工程375

3.5.2　查看源程序375

3.5.3　修改配置文件376

3.5.4　用Execution Graph查看任务执行情况378

3.5.5　修改和查看load值379

3.5.6　分析任务的统计数据380

3.5.7　增加STS显式测试381

3.5.8　观察显式测试统计数据381

3.6　实时分析382

3.6.1　打开和查看工程382

3.6.2　修改配置文件383

3.6.3　查看源程序383

3.6.4　使用RTDX控制修改运行时的load值384

3.6.5　修改软中断优先级386

3.7　I/O386

3.7.1　打开和查看工程386

3.7.2　查看源程序387

3.7.3　Signalprog应用程序388

3.7.4　运行应用程序389

3.7.5　使用HST和PIP模块修改源程序390

3.7.6　在配置文件中增加通道和SWI391

3.7.7　运行修改后的程序393

第4章　DSP应用实例394

4.1　DSP系统的设计与开发394

4.1.1　总体开发方案394

4.1.2　软件设计阶段395

4.1.3　硬件设计阶段395

4.1.4　系统集成396

4.2　基于TMS320C5409的图像压缩系统397

4.2.1　系统构成397

4.2.2　系统软硬件设计397

4.2.3　系统调试399

4.3　基于TMS320C5402的数字压缩语音录放系统399

4.3.1　系统构成399

4.3.2　系统硬件设计400

4.3.3　系统软件设计401

4.4　基于DSF和CPLD的低功耗多路数据处理系统设计402

4.4.1　ADS7805简介402

4.4.2　硬件接口电路设计402

4.4.3　DSP软件设计403

4.4.4　系统功耗估计404

4.5　基于DSP和FPGA的高精度数据采集卡设计404

4.5.1 系统结构404

4.5.2　系统硬件电路设计405

4.5.3　系统软件设计406

第四部分　嵌入式处理器第1章　ARM微处理器概述411

1.1 ARM-Advanced RISC Machines411

1.2 ARM微处理器的应用领域及特点411

1.2.1 ARM微处理器的应用领域411

1.2.2 ARM微处理器的特点412

1.3 ARM微处理器系列412

1.4 ARM微处理器结构415

1.5 ARM微处理器的应用选型416

第2章　ARM的体系结构418

2.1 ARM特性418

2.2 ARM体系结构的版本及命名方法418

2.2.1 ARM体系结构的版本418

2.2.2 ARM体系的变种420

2.3 ARM7TDMI422

2.4 ARM处理器模式422

2.5 ARM寄存器423

2.5.1　通用寄存器423

2.5.2　程序计数器R15425

2.5.3　程序状态寄存器426

2.6 ARM体系的异常中断428

2.7 ARM体系中存储系统429

第3章　ARM开发工具432

3.1 GUI开发环境432

3.1.1　CodeWarrior集成开发环境432

3.1.2 ADS调试器433

3.2　使用ADS创建工程433

3.2.1　建立一个工程433

3.2.2　编译和链接工程436

3.3　用AXD进行代码调试441

第4章　嵌入式应用程序示例444

4.1　关于ARM的启动444

4.2　Philips LPC2132 ARM微控制器447

4.3 实例1：LPC2132 SSP作SSI双机通信450

4.4 实例2：移植μC/OS-Ⅱ到LPC2132455

4.4.1 μC/OS-Ⅱ455

4.4.2　移植规划455

4.4.3　移植μC/OS-Ⅱ455

4.4.4 移植代码应用到LPC2132467

4.5　挂接SWI软件中断467

4.6 中断及时钟节拍中断468

4.7　编写应用程序468

附录A　ASCII（美国国家信息交换标准代码）表471

附录B　8086/8088指令简表472

附录C　DOS系统功能调用（INT 21H）474

附录D　ROM BIOS功能调用479

参考文献482