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第一章 概论1

§1-1 电子计算机的发展概况1

目录1

§1-2 微处理器和微型计算机的发展概况3

§1-3 电子计算机的发展趋势6

一、微型机6

二、巨型机8

三、计算机网络8

四、计算机智能模拟8

一、数值计算9

二、数据处理与自动化管理9

§1-4 电子计算机的应用9

三、自动控制10

§1-5 电子计算机系统的组成10

一、电子计算机的组成10

二、程序存贮和程序控制原理12

三、电子计算机系统的组成12

§1-6 微型计算机系统的组成12

§1-7 计算机的软件14

一、程序设计语言14

二、系统软件16

一、电子计算机的特点17

§1-8 电子计算机的特点17

四、数据库与数据库管理系统17

三、应用程序17

二、微型计算机的特点18

§1-9 微型计算机的分类19

一、按微型计算机CPU的字长分类19

二、按微型计算机系统的利用形态分类20

三、按微型计算机的制造工艺分类20

第二章 计算机的运算基础23

§2-1 数制23

一、十进制数制23

二、二进制数制23

三、八进制数制24

四、十六进制数制25

§2-2 二进制的特点26

§2-3 数制之间的转换26

一、二进制数和十进制数之间的相互转换26

二、八进制数和十进制数之间的相互转换29

三、十六进制数与十进制数之间的相互转换30

§2-4 二进制数的运算30

一、加法规则30

二、减法规则31

三、乘法规则31

四、除法规则31

一、定点表示法32

§2-5 计算机中数的定点与浮点表示32

二、浮点表示法33

三、定点表示和浮点表示的比较33

§2-6 原码、补码和反码35

一、机器数与真值35

二、原码35

三、补码36

四、反码38

五、补码的加减法运算41

六、不带符号数的运算44

七、溢出46

一、二-十进制码50

§2-7 二进制编码的十进制数50

二、二-十进制加法51

三、二-十进制减法52

§2-8 字符的编码55

第三章 数字逻辑电路57

§3-1 基本逻辑门57

一、与门57

二、或门58

三、非门59

四、与非门59

五、或非门60

§3-2 布尔代数和逻辑网络60

一、基本定理61

二、组合逻辑网络62

三、正逻辑与负逻辑63

§3-3 基本逻辑部件64

一、触发器65

二、寄存器68

三、计数器70

四、输出缓冲器72

五、译码器74

六、运算电路75

§4-1 模型计算机的结构78

一、存贮器78

第四章 计算机的基本结构与工作原理78

二、中央处理器81

§4-2 程序的编制和执行过程85

一、指令系统简介85

二、程序的编制和执行过程85

§4-3 微操作控制电路的剖析90

一、微操作控制电路的设计步骤91

二、模型计算机-Ⅱ的结构91

三、指令的执行过程92

四、微操作控制电路的构成93

§4-4 模型计算机的扩充94

一、堆栈96

二、数据通道和总线结构97

三、输入输出设备102

§5-1 典型微处理器的结构104

第五章 微处理器104

一、寄存器阵列105

二、算术逻辑部件——运算器107

三、控制与定时部件——控制器107

§5-2 微处理器的操作108

一、定时108

四、存贮器写109

五、输入／输出109

六、中断109

三、存贮器读109

二、取指令109

七、等待110

八、保持110

§5-3 Intel 8080A微处理器110

一、8080Aμp的结构110

二、8080 A引线功能112

三、8080 A中央处理器模块的组成114

§5-4 Intel8085 A微处理器117

一、8085ACPU的结构117

二、8085A引线功能118

三、8085A的主要特点121

四、8085A与8080A信号的对比122

一、Z80CPU的结构123

§5-5 Z80微处理器123

二、Z80CPU引线功能125

三、Z80CPU的主要特点128

四、Z80与8080A信号的对比128

§5-6 Motorola 6800微处理器129

一、MC 6800 CPU的结构129

二、MC 6800的引线功能130

§5-7 几种微处理器的总线接口信号之比较131

第六章 微处理器的指令系统136

§6-1 指令的基本格式136

§6-2 寻址方式138

三、寄存器寻址139

二、立即扩展寻址139

一、立即寻址139

四、隐含寻址140

五、寄存器间接寻址140

六、直接寻址或扩展寻址141

七、变址寻址142

八、相对寻址142

九、零页寻址143

十、位寻址144

§6-3 指令系统的分类144

一、数据传送类145

二、数据处理类146

三、程序控制类（即转移控制类）148

§6-4 条件标志149

四、CPU控制指令149

一、进位标志CY150

二、全零标志Z150

三、符号标志S150

四、奇偶标志P150

五、溢出标志V150

§6-5 Intel8080A/8085A指令系统151

一、Intel8080A/8085A指令系统的分类151

七、加／减标志N151

六、半进位位H151

二、8080A/8085A指令系统的功能说明152

（一）数据传送指令152

（二）算术运算指令153

（三）逻辑操作指令155

（四）程序控制指令159

（五）堆栈、输入／输出指令160

（六）CPU控制指令161

（七）8085 A新增加的两条指令RIM和SIM162

§6-6 Z80的指令系统163

一、8080A和Z80指令系统的异同点163

三、Z80指令系统的功能说明165

（一）数的传送和交换指令165

二、Z80指令系统的分类165

（二）数据块传送和搜索指令173

（三）算术和逻辑指令176

（四）循环和移位指令186

（五）位操作指令191

（六）转移指令192

（七）子程序调用和返回指令194

第七章 微处理器的操作时序201

§7-1 Intel8080A微处理器的操作时序201

一、8080A的机器周期和周期信息码201

二、8080A基本指令周期和时态转换流程203

三、8080A典型指令的操作时序206

一、8085A指令执行周期212

§7-2 8085A微处理器的操作时序212

二、8085A指令的时序分析213

§7-3 Z80微处理器的操作时序217

一、Z80CPU的定时217

二、Z80 CPU的典型时序分析217

（一）取指令操作周期（M1周期）217

（二）存贮器读或写周期219

（三）输入或输出（I/O）周期220

（四）总线请求和响应周期221

（五）中断请求和响应周期222

（六）不可屏蔽中断请求和响应周期223

（七）暂停响应周期及其解除224

三、Z80CPU时态转换流程226

§8-1 程序设计语言227

一、机器语言227

二、汇编语言（初级语言）227

三、高级语言227

第八章 微型计算机的汇编语言227

四、机器语言、汇编语言和高级语言的比较228

§8-2 汇编语言源程序的规范228

一、汇编语言源程序的格式228

二、汇编命令（伪指令）231

三、条件汇编（IF语句）235

四、宏指令236

一、汇编程序的功能239

§8-3 汇编程序239

二、汇编程序的汇编过程240

第九章 汇编语言程序设计243

§9-1 程序设计的基本方法和技巧243

一、对任务加以正确的数学描述——建立数学模型243

二、选择适当的计算方法243

三、程序结构的设计243

四、编制程序245

五、上机调试245

§9-2 汇编语言程序设计举例245

一、分支结构程序246

二、循环结构程序247

三、算术运算程序251

四、子程序结构263

五、排序程序271

第十章 微型计算机的存贮器及其接口273

§10-1 半导体存贮器的分类273

一、随机存取存贮器RAM，又称读写存贮器RWM274

二、只读存贮器ROM274

§10-2 只读存贮器275

一、固定掩模只读存贮器ROM275

二、可编程序的只读存贮器PROM279

三、可擦除的可编程序只读存贮器EPROM279

§10-3 随机存取存贮器283

四、电可改写的PROM——EAROM283

一、静态RAM284

二、动态RAM286

§10-4 存贮器与CPU的连接289

一、存贮器的寻址方法289

二、8205“8中取1”二进制译码器290

三、RAM与CPU的连接292

四、EPROM、RAM与CPU的连接310

第十一章 微型计算机的输入和输出312

§11-1 概述312

§11-2 输入／输出的寻址方式312

一、标准的I/O寻址方式312

二、存贮器映象I/O寻址方式313

§11-3 输入／输出指令及其时序315

一、Intel8080 A/8085 A的I/O指令315

二、Z80的I/O指令315

三、两种I/O结构及寻址方式之比较315

§11-4 输入／输出传送方式319

一、CPU与I/O之间的接口信号319

二、输入／输出的操作过程320

三、I/O传送方式320

四、程序传送方式321

五、中断传送方式324

六、直接存贮器存取（DMA传送）方式325

二、单输出端口327

§11-5 输入／输出端口结构327

一、单输入端口327

三、多端口传送328

§11-6 Intel8212—8位通用I/O接口电路330

一、8212的内部结构和功能说明331

二、8212的典型应用举例333

第十二章 微型计算机的中断系统335

§12-1 概述335

一、问题的提出335

二、中断和中断系统的概念335

一、中断系统应解决的问题336

§12-2 中断的处理过程336

三、中断的用途336

二、CPU响应中断的条件337

三、CPU响应中断时的情况338

四、中断源的识别339

五、中断的优先权344

六、Intel 8214优先权中断控制器及其应用348

七、可编程序中断控制器Intel 8259（简称PIC）353

§12-3 Z80的中断系统355

一、Z80中断系统的组成355

二、Z80所具有的供中断系统使用的专用指令356

三、Z80中断处理的流程356

四、Z80的不可屏蔽中断方式358

五、Z80的可屏蔽中断方式359

六、Z80的中断优先权和中断嵌套362

第十三章 可编程序并行I/O接口电路369

§13-1 可编程序并行I/O接口电路Intel 8255 A369

一、8255A的组成和功能371

二、8255A的方式选择372

三、8255A各种工作方式的功能说明374

四、8255A工作方式小结384

§13-2 可编程序的计数器／定时器电路385

一、Z80CTC的组成和功能385

二、Z80CTC的工作方式389

三、Z80CTC的编程390

四、Z80CTC的时序392

五、Z80CTC的中断394

六、Z80CTC程序设计举例395

七、Z80CTC与CPU的连接399

§13-3 可编程序计数器／定时器电路Intel 8253399

一、8253的方框图和引线400

二、8253的操作说明401

§13-4 可编程序并行I/O接口电路Z80PIO402

一、Z80PIO的组成和功能402

二、Z80PIO的编程407

三、Z80PIO的时序411

四、Z80PIO应用举例415

一、串行通信的基本方式421

第十四章 可编程序串行I/O接口电路421

§14-1 串行通信421

二、串行通信中的基本技术423

三、通用异步收发器UART426

§14-2 Intel 8251 AUSART可编程通信接口电路428

一、8251A的组成和功能428

二、8251A的编程432

三、8251A应用举例434

§ 14-3 Z80串行I/O接口电路——Z80SIO436

一、Z80SIO的组成436

二、Z80SIO的操作说明438

§15-1 简单开关及其与CPU的接口440

第十五章 微型计算机的输入／输出设备及其接口技术440

§15-2 七段发光二极管显示器及其与CPU的接口442

§15-3 键盘及其与CPU的接口444

一、非编码键盘444

二、编码键盘448

§15-4 模拟通道接口450

一、模拟通道的作用和组成450

二、数据转换器的主要指标455

三、CPU与D/A转换器的接口457

四、CPU与A/D转换器的接口463

五、用A/D转换器组成的数据采集系统470

一、录音机的工作原理472

§15-5 盒式磁带机及其与CPU的接口472

二、磁带记录的标准473

三、磁带机与CPU的接口474

四、盒式磁带的转贮和装入流程框图477

§15-6 软磁盘及其与CPU的接口477

一、软磁盘477

二、软磁盘驱动器的结构和工作原理478

三、软磁盘控制器FDC479

§15-7 CRT显示器及其与CPU的接口480

一、CRT显示器的工作原理481

二、CRT显示器与CPU的接口482

三、CRT终端483

二、总线驱动器电路484

一、标准微型计算机系统结构484

第十六章 微型计算机系统的组成484

§16-1 标准微型计算机系统的组成484

§16-2 Intel8080A微型计算机系统（MCS-80）的组成486

§16-3 Intel8085A微型计算机系统（MCS-85）的组成488

一、基本的8085 A微型计算机系统（MCS-85系统）488

二、SDK-85单板微型计算机490

三、MCS-85的典型外围接口芯片496

§16-4 Z80微型计算机系统505

一、基本的Z80微型计算机系统505

二、Z80 STARTER SYSTEM KIT单板微型计算机506

一、微型计算机应用系统的设计步骤511

§17-1 微型计算机应用系统设计概述511

第十七章 微型计算机应用系统设计导论511

二、微型计算机应用系统的研制工具515

§17-2 微型计算机的监控程序517

一、ZBUG Monitor的功能517

二、ZBUG键盘／显示器的布局和定义517

三、ZBUG监控程序的组成和分析521

§17-3 I/O传送程序541

一、用中断方式得到延时的I/O程序541

二、实时时钟中断I/O程序543

§17-4 微型计算机控制系统的实现548

一、工业控制用计算机的组成和特点548

二、微型计算机控制系统的一些概念549

三、计算机控制系统的分类550

四、微型计算机基本控制系统的组成553

（一）ISBC系列单板微型计算机553

（二）工业控制微型计算机系统555

（三）分散型综合控制系统TDCS556

（四）IBM个人计算机系统557

五、微型计算机控制系统的实现559

§17-5 微型计算应用实例561

一、应用微型计算机的交通信号灯控制器561

二、应用微型计算机控制的直流调速系统565

结束语567

附录1 Z80指令的寻址方式和操作码（表A1-1～A1-11）568

附录568

附录2 Z80指令系统的功能表（表A2-1～A2-11）580

附录3 Intel8080A/8085A十六进制指令码591

表A3-1 按指令功能分类591

表A3-2 按指令操作码顺序编排592

附录4 Intel 8080 A指令各时态的功能表593

附录5 Intel微处理器和单片微型机系列表597

表A5-1 Intel微处理器系列表597

表A5-2 通用8位单片微型计算机598

表A5-3 新型的8位单片微型计算机598

附图 Z80单板微型计算机线路图599