数字电子与微型计算机原理(非电类) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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任天平 著

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出版社： 中国铁道出版社

ISBN：9787113169039

商品编码：29729377734

包装：平装

出版时间：2013-10-01

基本信息

书名:数字电子与微型计算机原理(非电类)

：38.00元

售价：25.8元,便宜12.2元,折扣67

作者:任天平

出版社：中国铁道出版社

出版日期：2013-10-01

ISBN：9787113169039

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版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

内容提要

《数字电子与微型计算机原理（非电类十二五高等学校机械类专业规划教材）》既可作为高等学校工科机械类相关专业本科生的教材，也可作为相关专业研究生及从事科研及工程技术人员的自学参考书。

目录

章 微型计算机基础
　1．1 电子技术基础
　1．1．1 半导体器件与基本门电路
　1．1．2 数字逻辑应用
　1．2 数字电路与微型计算机
　1．2．1 总线结构
　1．2．2 微型计算机的简化结构
　1．3 计算机中数的表示方法及运算
　1．3．1 计算机中的数制
　1．3．2 计算机中数的表示方法
　1．3．3 计算机中数的运算
　1．3．4 计算机中常用编码
　1．4 微型计算机的发展及基本工作原理
　1．4．1 计算机的发展
　1．4．2 微型计算机的分类及应用
　1．4．3 微型计算机系统的组成
　1 4．4 微型计算机的工作原理
　1．4．5 微型计算机的主要性能指标
　习题1
第2章 微处理器
　2．1 8086CPU结构
　2．1．1 8086CPU的功能结构
　2．1．2 8086CPU的寄存器结构
　2．1．3 8086CPU的引脚信号与功能
　2．1．4 8086CPU的系统配置
　2．1．5 8086CPU的工作时序
　2．2 8086CPU对存储器的管理
　2．2．1 存储器的分段管理方式
　2．2．2 8086存储器的分体结构
　2．2．3 堆栈
　2．3 CPU新技术
　习题2
第3章 存储器
　3．1 存储器系统概述
　3．1．1 存储器的分类
　3．1．2 存储器的技术指标
　3．2 半导体存储器的工作原理
　3．2．1 随机读写存储器
　3．2．2 只读存储器
　3．3 存储器的译码与扩展
　3．3．1 存储器与CPU连接时应考虑的问题
　3．3．2 存储器的地址译码方法
　3．3．3 存储器的扩展
　3．4 存储器的体系结构
　3．4．1 存储器的体系结构
　3．4．2 高速缓冲存储器
　3．4．3 虚拟存储器
　习题3
第4章 8086的指令系统
　4．1 寻址方式
　4．1．1 数据寻址方式
　4．1．2 转移地址寻址方式
　4．2 8086的指令系统
　4．2．1 数据传送指令
　4．2．2 算术运算指令
　4．2．3 逻辑运算与移位指令
　4．2．4 串操作指令
　4．2．5 转移指令
　4．2．6 循环控制指令
　4．2．7 中断控制指令
　4．2．8 处理器控制指令
　4．2．9 其他控制指令
　习题4
第5章 汇编语盲程序设计
　5．1 概述
　5．2 8086／8088汇编语言语法
　5．2．1 汇编语言的格式
　5．2．2 汇编语言的基本语法
　5．3 伪指令语句
　5．3．1 符号定义语句
　5．3．2 数据定义语句
　5．3．3 段定义语句
　5．3．4 过程定义语句
　5．3．5 其他伪指令语句
　5．3．6 简化段定义
　5．4 汇编语言程序的结构与调试
　5．4．1 8086／8088汇编语言程序实例
　5．4．2 汇编语言程序格式
　5．4．3 8086／8088汇编语言程序调试与运行
　5．5 系统功能调用
　5．5．1 概述
　5．5．2 DOS系统功能调用
　5．5．3 BIOS中断调用
　5．6 汇编语言程序设计与举例
　5．6．1 汇编语言程序设计的基本方法
　5．6．2 顺序结构程序设计
　5．6．3 分支结构程序设计
　5．6．4 循环结构程序设计
　5．6．5 子程序设计
　习题5
第6章 微型计算机的I／o接口技术
　6．1 概述
　6．1．1 微型计算机接口技术的作用与基本任务
　6．1．2 微型计算机接口技术的层次
　6．1．3 微型计算机接口技术的基本概念
　6．1．4 微型计算机接口技术的发展概况
　6．2 I／0地址空间
　6．3 I／0端口
　6．3．1 I／0端口
　6．3．2 I／O端口共用技术
　6．3．3 I／O端口地址编址方式
　6．3．4 独立编址方式的I／0端口访问
　6．4 I／O端口地址分配及选用的原则
　6．4．1 PC微型计算机I／0地址的分配
　6．4．2 现代微型计算机I／O地址的分配
　6．4．3 I／0端口地址选用的原则
　6．5 I／O端口地址译码
　6．5．1 I／0地址译码的方法
　6．5．2 I／0地址译码电路的输入与输出信号线
　6．6 并行传送接口
　6．6．1 并行接口的特点
　6．6．2 并行接口电路的结构形式
　6．6．3 可编程并行接口芯片82C55A
　6．6．4 82C55A的0方式及其应用
　6．6．5 82C55A的1方式及其应用
　6．7 定时／计数技术
　6．7．1 定时、计数及二者的关系
　6．7．2 微型计算机系统中的定时类型
　6．7．3 外部定时方法及硬件定时器
　6．7．4 可编程定时／计数器82C54A
　6．7．5 定时／计数器的应用
　习题6
第7章 总线技术
　7．1 总线的作用及组成
　7．1．1 总线的作用
　7．1．2 总线的组成
　7．2 总线标准及总线的性能参数
　7．3 总线传输操作过程
　7．4 总线与接口的关系
　7．5 ISA总线
　7．5．1 ISA总线的特点
　7．5．2 ISA总线的信号线定义
　7．5．3 ISA总线与I／0设备接口的连接
　7．6 现代微型计算机总线技术的新特点
　7．6．1 多总线技术
　7．6．2 总线的层次化结构
　7．6．3 总线桥
　7．6．4 多层总线下接口与总线的连接
　7．6．5 层次化总线结构对接口技术的影响
　习题7
第8章 中断技术
　8．1 中断
　8．2 中断类型
　8．2．1 硬中断
　8．2．2 软中断
　8．3 中断号
　8．3．1 中断号与中断号的获取
　8．3．2 中断响应周期
　8．3．3 中断号的分配．
　8．4 中断触发方式与中断排队方式
　8．5 中断向量与中断向量表
　8．5．1 中断向量与中断向量表
　8．5．2 中断向量表的填写
　8．6 中断处理过程
　8．6．1 可屏蔽中断的处理过程
　8．6．2 不可屏蔽中断和软件中断的处理过程
　8．7 中断控制器
　8．7．1 82C59A外部特性和内部寄存器
　8．7．2 82(：59A端口地址
　8．7．3 82C59A的l丁作方式
　8．7．4 82C59A的编程命令
　8．7．5 82C59A对中断管理的作用
　习题8
第9章 数一模、模一数转换器的接口
　9．1 D／A转换器接口
　9．1．1 D／A转换器的工作原理
　9．1 2 D／A转换器的性能指标
　9．1．3 D／A转换芯片
　9．2 A／D转换器接口
　9．2．1 A／D转换器的工作原理
　9．2．2 A／D转换器的性能指标
　9．2．3 A／D转换芯片
　9．2．4 A／D转换器接口
　9．3 多路模拟开关及采样保持电路
　9．3．1 多路模拟开关
　9．3．2 采样一保持电路
　9．3．3 A／D转换电路地线连接
　习题9
参考文献

作者介绍

文摘

序言

《数字世界探秘：逻辑、计算与嵌入式系统的基石》 本书旨在为非电类专业的读者揭开数字电子与微型计算机的神秘面纱，以通俗易懂的语言和深入浅出的方式，构建起读者对构成现代信息技术核心的这两大领域的认知框架。不同于面向专业工程师的深奥理论，本书侧重于传达核心原理、应用场景以及它们如何驱动我们日常生活中的各类电子设备和智能系统。我们将从最基本的逻辑门出发，逐步深入到复杂微处理器的工作机制，最终触及微型计算机在各个行业的广泛应用，强调这些技术如何影响和赋能非电类专业人士的创新与发展。 第一部分：数字世界的基石——逻辑与电路 本部分将带领读者走进数字世界的“积木块”——逻辑门。我们将从最基础的“与”、“或”、“非”门开始，解释它们如何接收和处理二元信号（0和1）。这不仅仅是抽象的概念，而是所有数字计算的基础。我们会通过生动的类比，比如电灯开关的组合，来理解这些逻辑门的功能。 二进制的世界： 在深入逻辑门之前，我们将简要介绍二进制数制，这是数字电子世界的通用语言。读者将理解为什么计算机只使用0和1，以及如何进行简单的二进制运算。 基本逻辑门： “与”门（AND）——只有当所有输入都为真时，输出才为真；“或”门（OR）——只要有任何一个输入为真，输出就为真；“非”门（NOT）——反转输入信号。我们将通过真值表直观地展示它们的行为。 复合逻辑门： 进一步介绍“与非”（NAND）、“或非”（NOR）、“异或”（XOR）等复合逻辑门，展示它们如何组合基本门来实现更复杂的功能。我们会解释NAND和NOR门为何被称为“通用逻辑门”，因为它们可以构建出所有其他逻辑门。 布尔代数入门： 引入布尔代数的概念，这是描述和简化数字电路逻辑的数学工具。读者将学习如何使用布尔代数来表达逻辑功能，并进行一些简单的化简，理解优化逻辑电路的重要性。 组合逻辑电路： 通过将逻辑门进行组合，构建出能够执行特定功能的电路。我们将以“加法器”为例，解释如何用逻辑门实现二进制的加法运算，这是计算机进行算术运算的基础。还将介绍“译码器”和“编码器”等，阐述它们在地址选择和数据转换中的作用。 时序逻辑电路： 引入“触发器”的概念，这是存储单元，能够记忆一个比特的信息。我们将介绍SR触发器、D触发器、JK触发器等，理解它们如何构建存储器和计数器。时序逻辑电路的引入标志着我们开始能够构建具有“记忆”功能的电路，这是实现复杂计算的关键。 寄存器与计数器： 展示如何用触发器构成寄存器，用于临时存储数据，以及构成计数器，用于记录事件或生成时钟信号。我们将以一个简单的四位计数器为例，说明其工作原理和应用。 第二部分：微型计算机的灵魂——处理器与体系结构 在掌握了逻辑电路的基础后，本部分将聚焦于微型计算机的核心——微处理器。我们将解构微处理器内部的关键组成部分，并理解它们是如何协同工作的，从而执行程序指令。 微处理器的基本组成： 介绍微处理器的三大核心单元： 运算逻辑单元（ALU）： 负责执行算术运算（加、减、乘、除）和逻辑运算（与、或、非、异或）。我们将通过一个简化的ALU模型，展示它如何根据控制信号完成各种计算任务。 控制器（Control Unit）： 负责从内存中获取指令，对指令进行解码，并生成控制信号，指挥ALU、内存和其他部件按顺序执行指令。我们将阐述指令周期的概念：取指令、译码、执行、写回。 寄存器组（Register File）： 微处理器内部的高速存储单元，用于临时存放指令、数据和中间结果。我们将介绍通用寄存器、程序计数器（PC）、指令寄存器（IR）等关键寄存器的作用。 指令集架构（ISA）： 介绍指令集架构的重要性，它是硬件与软件之间的接口。我们将讨论RISC（精简指令集计算）和CISC（复杂指令集计算）两种主要的ISA设计理念，以及它们各自的优缺点。 存储器层次结构： 解释计算机系统中不同层次的存储器，包括高速缓存（Cache）、主内存（RAM）和辅助存储（硬盘）。我们将阐述缓存的作用，以及CPU如何通过缓存来提高数据访问速度。 输入/输出（I/O）系统： 介绍微型计算机如何与外部世界进行交互。我们将讨论各种输入设备（键盘、鼠标、传感器）和输出设备（显示器、打印机、执行器），以及I/O接口和总线的作用，它们是如何连接CPU和外部设备的。 中断机制： 讲解中断的概念，当外部设备或程序需要CPU关注时，CPU如何暂时停止当前任务，转而处理中断请求，并在完成后恢复原任务。这将帮助读者理解计算机如何同时处理多个任务的后台。 第三部分：嵌入式系统的智能——微型计算机的应用与设计 本部分将把理论知识应用于实践，重点介绍微型计算机如何在各种嵌入式系统中发挥核心作用，以及非电类专业人士如何利用这些技术解决实际问题。 什么是嵌入式系统？ 明确嵌入式系统的定义——专为特定应用设计的计算机系统，通常集成在更大的设备中，如家电、汽车、医疗设备、工业控制器等。 嵌入式系统的硬件构成： 介绍嵌入式系统中常见的微控制器（Microcontroller Unit, MCU）和微处理器。MCU将CPU、内存和I/O接口集成在一块芯片上，非常适合资源受限的嵌入式应用。 嵌入式系统的软件开发： 简要介绍嵌入式软件的开发流程，包括编程语言（如C/C++）、操作系统（如RTOS）和开发工具链。强调理解硬件接口和编程逻辑的重要性。 工业自动化与控制： 探讨微型计算机在工业生产中的应用，例如PLC（可编程逻辑控制器）、SCADA系统等，如何实现对生产过程的监控、自动化和优化。读者将理解如何利用微型计算机实现生产流程的数字化和智能化。 智能家居与物联网（IoT）： 介绍微型计算机如何驱动智能家居设备（智能灯泡、智能锁、智能家电）和构成物联网的核心节点。我们将讨论传感器数据的采集、传输和处理，以及设备间的互联互通。 汽车电子： 讲解汽车中微型计算机的应用，从发动机控制单元（ECU）到车载娱乐系统，再到高级驾驶辅助系统（ADAS），微型计算机是现代汽车实现智能化和安全性的关键。 医疗设备： 介绍微型计算机在医疗领域的应用，如医疗影像设备、生命体征监测仪、智能药盒等，它们如何提高诊断精度、治疗效果和患者护理水平。 非电类专业的机遇： 强调非电类专业人士在理解和应用数字电子与微型计算机技术上的独特优势。例如，生物学背景的可以开发智能实验室设备，管理学背景的可以利用数据分析驱动的嵌入式系统优化流程，材料科学背景的可以设计新型传感器件。本书旨在赋能跨学科创新，让读者能够更好地理解和整合数字技术到自身领域，成为技术的采纳者、使用者甚至是创新的推动者。 总结 《数字世界探秘：逻辑、计算与嵌入式系统的基石》并非一本枯燥的技术手册，而是一次探索数字世界奥秘的旅程。通过本书，读者将建立起坚实的数字电子与微型计算机基础认知，理解它们如何运作，以及如何改变我们的世界。我们希望通过本书，能够激发非电类专业读者对这项关键技术的好奇心和学习热情，为他们在未来的学习、工作和创新中提供强大的技术视野和实践能力，助力他们在各自的领域里，用数字技术点亮智慧之光。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计得非常朴实，封面设计上并没有过多花哨的元素，整体风格偏向学术和实用。初次翻阅时，我最直观的感受是内容的组织结构非常严谨，从基础的数字逻辑门电路讲起，层层递进地引入了更复杂的组合逻辑和时序逻辑电路。作者在讲解概念时，习惯于先给出清晰的定义，然后用具体的例子进行辅助说明，这对于初学者来说无疑是一种福音。我尤其欣赏其中关于CMOS逻辑电路的深入剖析，它不仅仅停留在理论层面，还穿插了大量实际应用中的设计考量，比如功耗和噪声容限等实际问题。不过，对于完全没有电子学背景的读者来说，前几章的内容可能需要多花一些时间来消化，毕竟涉及布尔代数和逻辑函数的转换，还是需要一定的数学基础。整体来看，这本书更像是一本扎实的教科书，适合需要系统学习数字电子技术的人群。

评分☆☆☆☆☆

这本书的实用性超乎我的预期。作为非电子专业的学生，我原本担心内容会过于深奥晦涩，充斥着大量令人生畏的公式和复杂的时序图。然而，作者显然注意到了这一点，因此在介绍完基本原理后，总会紧接着探讨这些原理在实际电路或系统中的应用场景。比如，在讲解存储器芯片（如SRAM和DRAM）的工作原理时，书中不仅详细说明了它们内部的单元结构，还对比了它们在缓存和主存中的不同角色和性能差异。更贴心的是，书中还收录了不少基于特定芯片型号的典型应用案例，这让我在进行课程设计时，能迅速找到参考和实现思路。唯一的不足可能是，对于最新一代的处理器技术，例如多核并行架构的更深层次优化，内容涉及得相对较少，但作为入门和中级学习材料，它绝对是无可挑剔的典范。

评分☆☆☆☆☆

我是在一个极度需要理解底层硬件运作的软件开发项目中，被推荐阅读此书的。坦白说，最初我对“非电类”这个定性持怀疑态度，担心内容太过偏重硬件实现细节，会与我的目标产生偏差。然而，我惊喜地发现，书中关于数据表示、运算器设计（特别是补码运算的硬件实现）以及微程序控制单元的讲解，极大地提升了我对程序执行效率瓶颈的洞察力。书中对指令周期和状态机的描述，让我能更准确地预估代码在不同硬件架构上的性能差异。虽然关于具体芯片型号的介绍可能对我帮助有限，但其对计算机“心脏”——运算逻辑和控制逻辑的透彻解析，却是软件工程师理解系统性能极限的必备知识。这本书提供了一种从底层逻辑构建上层系统的完整思维框架，是拓宽技术视野的绝佳读物。

评分☆☆☆☆☆

我一直以为自己对计算机底层原理的了解仅限于软件层面的抽象概念，但翻开这本书后，才发现自己错得离谱。它真正让我明白了“数字”是如何变成“计算”的。书中对微处理器架构的阐述，简直是庖丁解牛般细致。从最基本的寄存器、ALU（算术逻辑单元）的工作流程，到指令集的解析与执行过程，作者都用了大量的图示和流程图来描绘。我印象最深的是关于流水线技术的那一章节，作者通过一个非常生动的例子，解释了如何通过指令的并行处理来大幅提升CPU的效率，这让我对现代CPU的设计思路有了豁然开朗的感觉。虽然书中涉及了一些汇编语言的实例，但作者的注释非常到位，使得即使我对汇编不熟练，也能理解其背后的硬件逻辑。这本书成功地架起了数字电子技术与计算机体系结构之间的桥梁，让人不再觉得微机原理是遥不可及的“黑箱”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的行文风格非常具有“工程师的冷静与精确”。它没有多余的文学修饰，每一个句子都直指核心知识点，力求用最简洁的语言描述最复杂的电路行为。我特别喜欢它在处理时序逻辑电路，特别是触发器和计数器部分时所展现出的严谨性。作者对于时钟信号的控制、竞争与冒险现象的分析，都极其到位。读到后面关于存储器层次结构和I/O接口的部分时，我感觉自己像是在进行一次对一台标准计算机的“解剖手术”，从最基础的门电路，一步步拆解到整个系统的工作机制。这种由微观到宏观的递进，使得知识点之间的联系异常清晰，不容易产生孤立感。对于希望打下坚实基础，避免日后学习中出现“知其然不知其所以然”情况的读者来说，这本书的价值是不可估量的。