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第1章 微处理器和计算机导论1

1.1 历史背景1

1.1.1 机械时代1

1.1.2 电子时代2

1.1.3 程序设计的进步3

1.1.4 微处理器时代4

1.1.5 现代微处理器5

1.2 基于微处理器的PC系统12

1.2.1 存储器和I/O系统12

1.2.2 微处理器16

1.3 数制19

1.3.1 数字19

1.3.2 按位计数法20

1.3.3 其他数制转换到十进制20

1.3.4 十进制转换成其他进制21

1.3.5 二进制编码的十六进制23

1.3.6 补码23

1.4 计算机数据格式24

1.4.1 ASCII和Unicode数据24

1.4.2 BCD数据26

1.4.3 字节数据27

1.4.4 字数据28

1.4.5 双字数据29

1.4.6 实数30

1.5 小结32

1.6 习题33

第2章 微处理器及其体系结构35

2.1 微处理器的内部体系结构35

2.2 实模式存储器寻址39

2.2.1 段和偏移39

2.2.2 默认段和偏移寄存器40

2.2.3 段和偏移寻址机制允许重定位41

2.3 保护模式存储器寻址简介41

2.3.1 选择子和描述符42

2.3.2 程序不可见寄存器44

2.4 内存分页46

2.4.1 分页寄存器46

2.4.2 页目录和页表47

2.5 小结49

2.6 习题49

第3章 寻址方式51

3.1 数据寻址方式51

3.1.1 寄存器寻址53

3.1.2 立即寻址55

3.1.3 直接数据寻址57

3.1.4 寄存器间接寻址59

3.1.5 基址加变址寻址62

3.1.6 寄存器相对寻址63

3.1.7 相对基址加变址寻址64

3.1.8 比例变址寻址66

3.1.9 数据结构67

3.2 程序存储器寻址68

3.2.1 直接程序存储器寻址68

3.2.2 相对程序存储器寻址69

3.2.3 间接程序存储器寻址69

3.3 堆栈存储器寻址70

3.4 小结72

3.5 习题74

第4章 数据传送指令76

4.1 MOV回顾76

4.2 PUSH/POP指令82

4.2.1 PUSH指令83

4.2.2 POP指令84

4.2.3 初始化堆栈85

4.3 装入有效地址86

4.3.1 LEA指令86

4.3.2 LDS、LES、LFS、LGS和LSS指令87

4.4 数据串传送89

4.4.1 方向标志89

4.4.2 DI和SI89

4.4.3 LODS指令89

4.4.4 STOS指令90

4.4.5 MOVS指令91

4.4.6 INS指令93

4.4.7 OUTS指令94

4.5 其他数据传送指令94

4.5.1 XCHG指令94

4.5.2 LAHF和SAHF指令95

4.5.3 XLAT指令95

4.5.4 IN和OUT指令96

4.5.5 MOVSX和MOVZX指令97

4.5.6 BSWAP指令98

4.5.7 CMOV指令98

4.6 段超越前缀98

4.7 汇编程序详述99

4.7.1 伪指令99

4.7.2 存储器组织103

4.7.3 程序举例105

4.8 小结107

4.9 习题108

第5章 算术和逻辑运算指令110

5.1 加法、减法和比较指令110

5.1.1 加法指令110

5.1.2 减法指令114

5.1.3 比较指令116

5.2 乘法和除法指令117

5.2.1 乘法指令117

5.2.2 除法指令119

5.3 BCD码和ASCII码算术运算指令121

5.3.1 BCD算术运算指令121

5.3.2 ASCII算术运算指令122

5.4 基本逻辑运算指令124

5.4.1 AND指令124

5.4.2 OR指令125

5.4.3 XOR指令126

5.4.4 测试和位测试指令127

5.4.5 NOT指令和NEG指令128

5.5 移位指令和循环移位指令128

5.5.1 移位指令128

5.5.2 双精度移位指令129

5.5.3 循环移位指令130

5.5.4 位扫描指令130

5.6 串比较指令131

5.6.1 SCAS指令131

5.6.2 CMPS指令131

5.7 小结132

5.8 习题133

第6章 程序控制指令135

6.1 转移指令135

6.1.1 无条件转移指令135

6.1.2 条件转移和条件设置139

6.1.3 LOOP指令142

6.2 控制汇编语言程序的流程143

6.2.1 WHILE循环145

6.2.2 REPEAT-UNTIL循环146

6.3 过程147

6.3.1 CALL指令148

6.3.2 RET指令150

6.4 中断概述151

6.4.1 中断向量151

6.4.2 中断指令152

6.4.3 中断控制153

6.4.4 PC机的中断153

6.5 机器控制及其他指令154

6.5.1 控制进位标志位154

6.5.2 WAIT指令154

6.5.3 HLT指令155

6.5.4 NOP指令155

6.5.5 LOCK前缀155

6.5.6 ESC指令155

6.5.7 BOUND指令155

6.5.8 ENTER和LEAVE指令155

6.6 小结156

6.7 习题157

第7章 在C/C＋＋中使用汇编语言159

7.1 在16位DOS应用程序中使用汇编语言与C/C＋＋语言159

7.1.1 基本规则和简单程序159

7.1.2 _asm块中不能使用的MASM功能161

7.1.3 使用字符串161

7.1.4 使用数据结构163

7.1.5 混合语言编程的例子165

7.2 在32位应用程序中使用汇编语言与Visual C/C＋＋语言166

7.2.1 使用控制台I/O访问键盘和显示器的例子166

7.2.2 直接访问I/O端口168

7.2.3 开发Windows的Visual C＋＋应用程序168

7.3 独立的汇编目标码175

7.3.1 用Visual C＋＋链接汇编语言175

7.3.2 在C/C＋＋程序中添加新的汇编语言指令179

7.4 小结179

7.5 习题180

第8章 微处理器程序设计181

8.1 模块化程序设计181

8.1.1 汇编程序和链接程序181

8.1.2 PUBLIC和EXTRN183

8.1.3 库184

8.1.4 宏187

8.2 使用键盘和视频显示器189

8.2.1 读取键盘189

8.2.2 使用视频显示器192

8.2.3 在程序中使用ActiveX控件195

8.2.4 鼠标198

8.3 数据转换200

8.3.1 从二进制转换为ASCII码200

8.3.2 ASCII码转换为二进制201

8.3.3 显示和读入十六进制数202

8.3.4 使用查找表实现数据转换203

8.3.5 使用查找表的示例程序204

8.4 磁盘文件206

8.4.1 磁盘的组织206

8.4.2 文件名207

8.4.3 顺序存取文件208

8.4.4 随机存取文件213

8.5 程序举例215

8.5.1 时间／日期显示程序215

8.5.2 数字排序程序216

8.5.3 数据加密218

8.6 小结219

8.7 习题220

第9章 8086/8088硬件特性222

9.1 引脚和引脚功能222

9.1.1 引脚222

9.1.2 电源要求223

9.1.3 直流特性223

9.1.4 引脚定义223

9.2 时钟产生器8284A226

9.2.1 8284A时钟产生器226

9.2.2 8284A的操作227

9.3 总线缓冲及锁存227

9.3.1 多路分离总线228

9.3.2 缓冲系统230

9.4 总线时序231

9.4.1 基本的总线操作231

9.4.2 一般的时序232

9.4.3 读时序232

9.4.4 写时序235

9.5 就绪和等待状态235

9.5.1 READY输入235

9.5.2 RDY和8284A236

9.6 最小模式与最大模式238

9.6.1 最小模式操作238

9.6.2 最大模式操作238

9.6.3 8288总线控制器238

9.7 小结240

9.8 习题240

第10章 存储器接口242

10.1 存储器件242

10.1.1 存储器引脚242

10.1.2 ROM存储器243

10.1.3 静态RAM（SRAM）器件245

10.1.4 动态RAM（DRAM）存储器248

10.2 地址译码252

10.2.1 为什么要进行存储器译码252

10.2.2 简单的与非门译码器252

10.2.3 3-8线译码器（74LS138）253

10.2.4 双2-4线译码器（74LS139）255

10.2.5 PLD可编程译码器256

10.3 8088和80188（8位）存储器接口259

10.3.1 基本的8088/80188存储器接口259

10.3.2 与快闪存储器接口262

10.3.3 错误校正263

10.4 8086、80186、80286和80386SX（16位）存储器接口264

10.5 80386DX和80486（32位）存储器接口271

10.5.1 存储体271

10.5.2 32位存储器接口272

10.6 Pentium～Pentium4（64位）存储器接口274

10.7 DRAM277

10.7.1 DRAM回顾277

10.7.2 EDO存储器279

10.7.3 SDRAM279

10.7.4 DDR279

10.7.5 DRAM控制器280

10.8 小结280

10.9 习题281

第11章 基本I/O接口282

11.1 I/O接口概述282

11.1.1 I/O指令282

11.1.2 独立编址I/O与存储器映像I/O283

11.1.3 PC机I/O映像284

11.1.4 基本输入输出接口284

11.1.5 握手286

11.1.6 关于接口电路的注释287

11.2 I/O端口地址译码289

11.2.1 译码8位I/O地址289

11.2.2 译码16位I/O地址290

11.2.3 8位与16位I/O端口291

11.2.4 32位I/O端口293

11.3 可编程外围设备接口296

11.3.1 82C55基本描述296

11.3.2 编程82C55297

11.3.3 方式0操作299

11.3.4 与82C55接口的LCD显示器303

11.3.5 方式1选通输入312

11.3.6 方式1选通输出314

11.3.7 方式2双向操作315

11.3.8 82C55方式小结317

11.4 8254可编程间隔定时器318

11.4.1 8254功能描述318

11.4.2 编程8254319

11.4.3 直流电机速度与方向控制323

11.5 16550可编程通信接口326

11.5.1 异步串行数据326

11.5.2 16550功能描述326

11.5.3 编程16550328

11.6 模／数转换器（ADC）与数／模转换器（DAC）332

11.6.1 DAC0830数／模转换器332

11.6.2 ADC080X模／数转换器334

11.6.3 使用ADC0804和DAC0830的实例335

11.7 小结337

11.8 习题338

第12章 中断340

12.1 基本中断处理340

12.1.1 中断的目的340

12.1.2 中断341

12.1.3 中断指令：BOUND、INTO、INT、INT 3和IRET343

12.1.4 实模式中断操作343

12.1.5 保护模式中断操作344

12.1.6 中断标志位344

12.1.7 将一个中断向量存入向量表345

12.2 硬件中断346

12.2.1 INTR和INTA347

12.2.2 82C55键盘中断350

12.3 扩展中断结构352

12.3.1 使用74ALS244扩展352

12.3.2 菊花链中断353

12.4 8259A可编程中断控制器354

12.4.1 8259A概述354

12.4.2 连接单个8259A355

12.4.3 级联多个8259A356

12.4.4 编程8259A356

12.4.5 8259A编程实例360

12.5 中断实例367

12.5.1 实时时钟367

12.5.2 中断处理键盘369

12.6 小结371

12.7 习题371

第13章 直接存储器存取及DMA控制I/O373

13.1 基本DMA操作373

13.2 8237 DMA控制器374

13.2.1 软件命令378

13.2.2 编程地址寄存器和计数寄存器378

13.2.3 8237与80X86微处理器相连379

13.2.4 用8237进行存储器到存储器传输379

13.2.5 DMA处理的打印机接口384

13.3 共享总线操作386

13.3.1 定义的总线类型387

13.3.2 总线仲裁器388

13.4 磁盘存储器系统392

13.4.1 软盘存储器392

13.4.2 笔式驱动器395

13.4.3 硬盘存储器395

13.4.4 光盘存储器397

13.5 视频显示器398

13.5.1 视频信号399

13.5.2 TTL RGB显示器399

13.5.3 模拟RGB显示器400

13.6 小结403

13.7 习题404

第14章 算术协处理器、MMX和SIMD技术405

14.1 算术协处理器的数据格式405

14.1.1 带符号的整数406

14.1.2 二进制编码的十进制（BCD）406

14.1.3 浮点数407

14.2 80X87的结构408

14.3 指令系统413

14.3.1 数据传送指令413

14.3.2 算术运算指令414

14.3.3 比较指令415

14.3.4 超越运算指令416

14.3.5 常数操作416

14.3.6 协处理器控制指令416

14.3.7 协处理器指令418

14.4 算术协处理器编程432

14.4.1 计算圆的面积432

14.4.2 求谐振频率433

14.4.3 使用一元二次方程求根434

14.4.4 使用内存数组存储结果435

14.4.5 将单精度浮点数转换为字符串436

14.5 MMX技术简介437

14.5.1 数据类型437

14.5.2 指令系统438

14.6 SSE技术概述447

14.6.1 浮点数447

14.6.2 指令集448

14.6.3 控制／状态寄存器448

14.6.4 编程实例449

14.6.5 优化452

14.7 小结452

14.8 习题453

第15章 总线接口455

15.1 ISA总线455

15.1.1 ISA总线的发展455

15.1.2 8位ISA总线输出接口455

15.1.3 8位ISA总线输入接口460

15.1.4 16位ISA总线462

15.2 外围部件互连（PCI）总线462

15.2.1 PCI总线的引脚图463

15.2.2 PCI总线的地址／数据线463

15.2.3 配置空间464

15.2.4 PCI总线的BIOS466

15.2.5 PCI接口468

15.2.6 PCI Express总线468

15.3 并行打印机接口（LPT）469

15.3.1 端口介绍469

15.3.2 使用并行端口而不需要ECP支持470

15.4 串行COM端口471

15.5 通用串行总线（USB）473

15.5.1 连接器473

15.5.2 USB数据473

15.5.3 USB命令474

15.5.4 USB总线节点475

15.5.5 USBN9604/3编程475

15.6 高速图形端口（AGP）478

15.7 小结478

15.8 习题478

第16章 80186、80188及80286微处理器480

16.1 80186/80188的结构480

16.1.1 80186/80188的型号480

16.1.2 80186基本结构框图481

16.1.3 80186/80188基本特征481

16.1.4 引脚483

16.1.5 直流工作特性485

16.1.6 80186/80188时序485

16.2 80186/80188增强功能编程488

16.2.1 外设控制块（PCB）488

16.2.2 80186/80188的中断488

16.2.3 中断控制器489

16.2.4 定时器493

16.2.5 DMA控制器498

16.2.6 片选单元500

16.3 80C188EB接口举例503

16.4 实时操作系统（RTOS）509

16.4.1 实时操作系统（RTOS）概述509

16.4.2 实例系统510

16.4.3 线程系统512

16.5 80286简介516

16.5.1 硬件特性516

16.5.2 新增指令517

16.5.3 虚拟存储机518

16.6 小结519

16.7 习题519

第17章 80386和80486微处理器521

17.1 80386微处理器简介521

17.1.1 存储系统523

17.1.2 输入／输出系统528

17.1.3 存储器和I/O控制信号530

17.1.4 时序530

17.1.5 等待状态531

17.2 特定的80386寄存器531

17.2.1 控制寄存器531

17.2.2 调试和测试寄存器533

17.3 80386存储管理534

17.3.1 描述符和选择子534

17.3.2 描述符表537

17.3.3 任务状态段（TSS）538

17.4 向保护模式转换540

17.5 虚拟8086模式549

17.6 内存分页机制550

17.6.1 页目录550

17.6.2 页表550

17.7 80486微处理器简介552

17.7.1 80486DX和80486SX微处理器的引脚553

17.7.2 80486的基本结构556

17.7.3 80486的存储系统557

17.8 小结559

17.9 习题559

第18章 Pentium和Pentium Pro微处理器561

18.1 Pentium微处理器简介561

18.1.1 存储器系统564

18.1.2 输入／输出系统565

18.1.3 系统时序565

18.1.4 分支预测逻辑567

18.1.5 高速缓存结构567

18.1.6 超标量体系结构567

18.2 Pentium的特定寄存器567

18.2.1 控制寄存器567

18.2.2 EFLAG寄存器568

18.2.3 内置自检（BIST）568

18.3 Pentium的存储器管理569

18.3.1 分页单元569

18.3.2 存储器管理模式569

18.4 Pentium的新指令570

18.5 Pentium Pro微处理器简介574

18.5.1 Pentium Pro的内部结构575

18.5.2 引脚连接576

18.5.3 存储器系统579

18.5.4 输入／输出系统580

18.5.5 系统时序580

18.6 Pentium Pro的特性580

18.7 小结581

18.8 习题582

第19章 Pentium Ⅱ、Pentium Ⅲ和Pentium 4微处理器583

19.1 Pentium Ⅱ微处理器简介583

19.1.1 存储器系统588

19.1.2 输入／输出系统589

19.1.3 系统时序589

19.2 Pentium Ⅱ软件变化590

19.2.1 CPUID指令590

19.2.2 SYSENTER和SYSEXIT指令590

19.2.3 FXSAVE和FXRSTOR指令591

19.3 Pentium Ⅲ591

19.3.1 芯片组591

19.3.2 总线591

19.3.3 引脚592

19.4 Pentium 4592

19.4.1 存储器接口593

19.4.2 寄存器组593

19.4.3 超线程技术594

19.4.4 CPUID595

19.4.5 特定模型寄存器597

19.4.6 性能监视寄存器598

19.4.7 64位扩展技术598

19.5 小结599

19.6 习题600

附录A 汇编程序、Visual C＋＋和DOS601

附录B 指令系统一览609

附录C 标志位的变化669

附录D 偶数号习题的答案671