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目 录1

第一章绪论1

§1.1计算机的发展概况1

§1.2计算机的组成和工作过程2

一、计算机系统的构成2

二、计算机硬件的基本组成2

三、计算机的工作过程3

§1.3 计算机的特点、应用与主要技术指标5

一、计算机的特点5

二、计算机的应用5

三、计算机的主要技术指标6

二、二进制8

一、十进制8

§2.1按位定值的计数制8

第二章计算机中数的表示8

三、八进制9

四、十六进制9

五、二进制的特点10

§2.2各种进位制间的转换11

一、转换到十进制11

二、十进制到其它基值的转换12

三、二进制与八进制之间的转换15

四、二进制与十六进制之间的转换15

五、一般基值转换16

§2.3计算机中常用的码制16

一、机器数与真值16

二、数的小数点表示17

三、二进制机器数的表示法19

四、十进制机器数的表示法23

§2.4编码25

一、十进制数的二进制编码25

二、字符编码29

习题30

第三章运算方法33

§3.1二进制机器数的加减法运算33

一、补码加法33

二、反码加法34

三、减法运算35

四、溢出判断36

五、补码浮点加（减）法运算39

§3.2二进制机器数的乘除法运算41

一、原码一位乘法41

二、原码除法43

§3.3十进制机器数的加减法运算47

一、十进制机器数的加法运算47

§3.4逻辑运算47

二、十进制机器数的减法运算48

一、逻辑非（即求反）49

二、逻辑加49

三、逻辑乘（即逻辑与）50

四、逻辑异或（即按位加）50

习题50

第四章基本逻辑电路与基本逻辑部件52

§4.1基本逻辑门电路（Basic logic gates）52

一、常用的逻辑门电路52

二、输出缓冲器（Output Buffers）53

二、全加器56

一、半加器56

§4.2半加器、全加器与ALU部件56

三、算术与逻辑部件57

一、触发器（Flip-flop）57

二、锁存器（Latch）58

§4.3触发器和锁存器59

§4.4寄存器（Register）60

一、代码寄存器（又称数码寄存器）60

二、移位寄存器61

§4.5计数器（Counter）62

一、累计型计数器62

二、移位型计数器65

§4.6译码器与编码器67

一、译码器（多一译码器）67

二、编码器69

§4.7定时脉冲发生器70

一、时钟脉冲发生器70

二、节拍分配器70

三、脉冲分配器72

§4.8总线73

一、总线的概念73

二、总线的优点74

三、总线的实现方法74

第五章中央处理机（CPU）77

§5.1运算器77

一、运算器的功能和技术指标77

二、运算器的结构框图78

三、加法器79

二、控制器的分类83

一、控制器的职能83

§5.2控制器的职能及组成83

三、控制器的组成84

§5.3指令系统86

一、指令格式87

二、寻址方式88

三、指令分类92

§5.4机器的定时94

一、指令的控制方式94

二、机器的定时94

三、微型机的定时系统97

§5.5组合逻辑控制部件的设计和微程序控制101

一、组合逻辑控制部件的设计101

二、微程序控制101

习题102

一、存储器的功能与组成104

第六章存储器104

§6.1概述104

二、存储器的主要技术指标105

三、存储系统的分级106

四、存储器的分类106

§6.2随机存取存储器107

一、存储矩阵107

二、地址寄存器和地址译码驱动器108

三、数据寄存器（缓冲寄存器）108

四、时序控制线路108

五、RAM的工作原理108

§6.3顺序存取存储器109

一、信息在存储单元中移动的顺序存取存储器109

一、半导体存储器的特点和分类112

二、存储单元移动的顺序存取存储器112

§6.4半导体存储器112

二、半导体存储器的存储基元电路115

三、半导体存储器芯片117

四、用RAM芯片组成读写存储器125

五、只读存储器（ROM）132

习题135

第七章计算机系统组织和微型计算机136

§7.1计算机系统组织136

一、面向CPU的双总线结构136

二、单总线结构136

三、面向存储器的双总线结构137

§7.2微型计算机的结构特点137

二、微处理器的内部结构特点138

一、微型机的外部结构特点138

§7.3微型计算机Z80139

一、Z80的CPU结构139

二、Z80的指令系统142

§7.4单片微型计算机MCS-51154

一、概述154

二、单片机MCS-51的构成155

三、寻址方式（共有7种）158

四、MCS-51的指令系统159

第八章汇编语言程序设计163

§8.1概述163

§8.2汇编语言程序的格式165

一、字符与行长度165

五、操作数166

四、操作码166

三、标号（名字）166

二、大写与小写166

六、注释167

§8.3 Z 80伪指令（Pseudo）168

一、汇编起始地址说明（ORG）168

二、名字说明（EQU和DL）168

三、数据说明169

四、外部标号说明（EXT）和入口标号说明（ENTRY）171

五、汇编结束说明（END）172

§8.4汇编语言程序设计方法173

一、概述173

二、简单程序的编制173

三、分支程序的编制175

四、循环程序的编制178

五、子程序的编制190

六、汇编程序库和系统调用193

习题205

第九章输入和输出208

§9.1输入／输出（I/O）设备208

一、输入设备208

二、输出设备209

三、外存储器209

§9.2 I/O的工作方式209

一、I/O的寻址方式（以微型机为例）210

二、I/O与CPU间的定时方式211

三、I/O与CPU间的信息传送形式212

四、I/O与CPU间数据传送的控制方式212

一、查询式输入214

§9.3程序查询I/O方式214

二、查询式输出215

三、举例216

§9.4程序中断方式（Interrupt）217

一、引言217

二、程序中断处理过程218

三、多重中断（又称中断嵌套）225

§9.5 Z 80的中断方式225

一、不可屏蔽中断和可屏蔽中断225

二、CPU对不可屏蔽中断的响应226

三、可屏蔽中断方式0227

四、可屏蔽中断方式1227

五、可屏蔽中断方式2228

六、Z 80中的优先权排队电路229

七、中断嵌套231

八、Z 80中断控制逻辑233

§9.6 MCS-51的中断方式234

一、中断源234

二、中断允许和优先级寄存器234

三、中断判优235

四、中断响应235

§9.7直接存储器访问方式（DMA）简介235

习题237

第十章接口238

§10.1概述238

一、接口原理238

二、接口的组成239

三、微型计算机的输入输出接口芯片239

一、Z 80-PIO（并行输入／输出接口芯片）240

§10.2并行接口芯片240

二、Z 80-CTC（计数器／定时器芯片）251

三、可编程外围接口适配器Intel 8255A259

四、8155RAM和I/O扩展器265

§10.3串行接口芯片268

一、串行通讯268

二、串行接口电路269

§10.4 MCS-51的I/O接口278

一、并行I/O口278

二、定时器／计数器279

三、串行接口281

四、应用举例282

习题283

一、确定任务285

二、总体设计285

§11.1微机应用系统的设计和研制方法概述285

第十一章微机应用举例285

三、硬件和软件系统的设计及实现286

四、系统调试和测试286

§11.2微机控制体育馆大屏幕磁翻转计时计分显示设备的设计287

一、设计要求287

二、总体方案的确定288

三、方案的实施288

四、软硬件设计292

§11.3单片机控制牛奶收购机的设计294

一、牛奶收购机的技术要求294

二、总体方案设计294

三、硬件设计295

四、软件设计297