微机原理与接口技术教程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国劳动社会保障出版社

作者:史秀璋

出品人:

页数:174

译者:

出版时间:2005-5

价格:19.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787504547774

丛书系列:

图书标签:

• 微机原理
• 计算机组成原理
• 接口技术
• 汇编语言
• 8086
• 微处理器
• 计算机硬件
• 电子技术
• 单片机
• 数字电路

《微机原理与接口技术教程》图书简介 导读：跨越经典，迎接未来——深入探索现代计算的基石与前沿 本书旨在为读者提供一个全面、系统且深入的微处理器原理与接口技术学习框架。我们深知，理解微机系统的底层运作机制是掌握现代电子工程、计算机科学乃至人工智能等前沿领域不可或缺的基础。因此，本书聚焦于构建坚实的理论基础，并辅以大量的实践案例与工程应用视角，确保读者不仅知其“然”，更能明其“所以然”。 第一部分：微处理器核心架构的深度剖析 本教程的第一部分将带领读者从最基本的数字逻辑门出发，逐步构建起对现代微处理器的宏观认知。我们不满足于停留在教科书式的指令集罗列，而是深入探讨指令集架构（ISA）的设计哲学。 1. 1 计算机系统基础与二进制世界的构建： 详细阐述冯·诺依曼结构与哈佛结构的演变，重点分析存储器层次结构（寄存器、高速缓存L1/L2/L3、主存）对系统性能的影响机制。我们引入布尔代数、逻辑函数化简在硬件实现中的作用，并着重讲解组合逻辑与时序逻辑电路（如锁存器、触发器、计数器）如何协同工作，构成CPU的基本运算单元。 1. 2 CPU的内部结构与工作流程： 深入解析算术逻辑单元（ALU）的精密设计，特别是浮点运算单元（FPU）的IEEE 754标准实现。指令的取指、译码、执行、写回（Fetch-Decode-Execute-Writeback）周期将被细致拆解。特别地，我们将用大量篇幅讨论指令流水线（Pipeline）技术，包括指令级并行（ILP）、分支预测（Branch Prediction）的原理与对性能的制约，力求让读者理解现代高性能处理器内部的“时间艺术”。 1. 3 汇编语言编程的艺术与实践： 汇编语言是理解机器语言的桥梁。本部分将以主流的x86或ARM体系结构为例，全面覆盖寻址模式、数据传输指令、算术逻辑指令、程序控制流指令（如CALL/RET、中断处理）。我们强调的不是简单的指令记忆，而是如何利用汇编语言的灵活性，高效地操作寄存器、管理栈帧，并实现高效的循环和子程序调用，为后续的操作系统和嵌入式开发打下坚实基础。 第二部分：存储器、I/O与中断机制的精细控制 微处理器只有通过高效的I/O和灵活的内存管理，才能真正发挥其计算能力。本章将重点阐述这些关键环节的接口技术。 2. 1 内存管理单元（MMU）与虚拟内存： 现代操作系统离不开内存保护与多任务。我们将详细介绍分段式和分页式内存管理方案，探讨TLB（快表）的作用、页表结构以及上下文切换时MMU如何实现物理地址到虚拟地址的映射。这部分内容是理解操作系统内存分配策略的核心。 2. 2 总线结构与数据传输协议： 总线是系统中所有组件进行信息交换的生命线。本节将对比讲解地址总线、数据总线和控制总线的工作原理。重点分析同步总线与异步总线的设计差异，并详细介绍DMA（直接内存访问）的工作流程，解析DMA如何绕过CPU，实现高效的数据块传输，从而释放CPU资源。 2. 3 中断系统与异常处理： 中断是微机实现并行响应外部事件的关键机制。我们将深入讲解可屏蔽中断和不可屏蔽中断的优先级管理，分析中断向量表（IVT）的构建与查找过程。特别针对实时系统中至关重要的中断延迟和中断服务程序（ISR）的设计原则进行探讨。 第三部分：外围接口技术与嵌入式系统连接 现代微机不再是孤立的计算单元，它必须能与各种外部设备进行可靠通信。本部分将从工程实践角度出发，系统介绍主流的串行与并行接口技术。 3. 1 串行通信接口的原理与应用： 详细介绍异步串行通信（UART）的波特率计算、起始位/停止位的作用。更重要的是，我们将深入讲解同步串行通信协议，如SPI（串行外设接口）和I2C（两线式接口）。通过对比这两种协议的仲裁机制、主从模式切换和数据帧结构，读者可以掌握嵌入式设备间通信的常用手段。 3. 2 并行与高速接口技术： 涵盖并行接口的原理，并重点过渡到现代高速接口标准。USB（通用串行总线）的拓扑结构、枚举过程和端点类型将被系统介绍。此外，对于涉及显示和数据采集的接口，如PCI Express（PCIe）的基本通道建立和事务层协议也将进行简要而关键的阐述，旨在建立起从基础到高速接口的知识链条。 3. 3 可编程定时器/计数器（PIT）与A/D、D/A转换： 定时器/计数器是微机实现精确时间控制的核心模块。我们将分析如8253/8254等经典芯片的模式配置（方波生成、单脉冲输出、事件计数），以及如何利用定时器生成精确的周期信号。同时，针对信号处理应用，我们将解析模/数转换器（ADC）和数/模转换器（DAC）的工作原理，包括采样率、量化误差和转换速度对系统性能的限制。 结语：实践驱动的创新之路 本书的编写严格遵循“理论与应用并重”的原则。每一章节的理论阐述后，都附带有针对性的实验设计思路或代码示例（在不偏向特定微处理器的前提下，侧重于接口规范的实现）。我们相信，通过对这些底层机制的透彻理解，读者将能够更有效地进行底层驱动开发、系统级软件设计，并为未来微处理器体系结构的迭代升级（如多核、异构计算）做好知识储备。本书不仅是一本教科书，更是一张通往深度计算领域的实践路线图。

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这本书的编排逻辑，说实话，一开始让我有些不适应，但深入阅读后，我才体会到这种结构安排的独到之处。它采取了一种“螺旋上升”的学习路径，初次接触时只是抛出宏观概念，让你建立起一个大致的框架，然后随着章节的深入，再逐层剥开细节，引入更精密的指令集和时序控制。这种设计的好处在于，它能有效避免初学者被海量细节压垮。我特别欣赏它在“接口技术”部分的处理方式，没有停留在标准的协议描述上，而是深入探讨了不同接口（比如早期的并行接口与后来的串行接口）在实际应用场景中的性能权衡和软硬件协同设计考量。书中的大量“陷阱提示”和“常见错误分析”，更是体现了作者丰富的实践经验，这些都是教科书上通常不会提及，但对工程实践至关重要的内容。读完后，我对硬件与软件之间的“握手”过程有了全新的理解，不再是生硬的调用，而是充满了精妙的时序博弈。这份对工程细节的执着，使得这本书的实用价值远超一般理论教材。

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我是一个非常注重“批判性阅读”的读者，通常会带着很多疑问去审视技术书籍的论述。对于这本教材，我的主要感受是作者对概念的把握和取舍极为精准。它没有试图涵盖市面上所有版本的指令集或所有型号的接口芯片，而是聚焦于那些具有普适性和奠基性的核心原理。例如，在讨论CPU结构时，它选择了最能体现RISC/CISC思想差异的代表性架构进行剖析，而不是泛泛而谈。这种聚焦使得每一部分内容的深度都得到了保证。让我印象深刻的是，书中对“时钟与复位”这两个看似简单的概念，进行了非常深刻的探讨，分析了它们在系统启动和稳定运行中的关键作用，以及如何在不同硬件环境下进行可靠设计。这本书的阅读体验，更像是在跟随一位经验丰富的大师进行一对一的私塾教学，他知道你什么时候需要一个宏大的蓝图，什么时候需要一块精细打磨的零件。它成功地搭建了理论与工程之间的坚实桥梁，推荐给所有渴望精通底层技术的同道中人。

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我必须承认，我是在一个非常紧张的期限内赶着要完成一个涉及底层数据采集的项目时开始阅读这本书的。坦率地说，我当时更倾向于寻找一本快速参考手册，但最终我选择了它，因为它承诺了“教程”的深度。结果是，它提供的帮助远超我的预期。这本书的语言风格非常严谨，但绝不晦涩，它用一种非常清晰、不容置疑的语气引导读者。尤其是在讲述并行通信接口中的握手协议时，作者用了一种近乎侦探推理的方式，将信号线的状态变化、等待时间和错误标志位的翻转描述得丝丝入扣。这使得我在调试实际硬件时，能够迅速定位到是时序问题还是数据错误问题。如果说有什么可以挑剔的，那就是对于某些高级优化技巧的讲解略显简略，不过考虑到本书的定位，这或许是取舍的结果。总而言之，这是一本能够让你真正“建立感觉”的书，读完它，你会感觉自己与机器的心跳更近了一步，那种建立在深刻理解之上的自信感是无价的。

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这本书的排版和视觉呈现，在众多技术书籍中绝对属于上乘之作。纸张的质感很好，即便是长时间翻阅，也不会觉得眼睛疲劳。重点是，它的插图和表格的质量高得惊人，很多复杂的总线仲裁过程，通过一个精心设计的流程图，瞬间就清晰明了了，避免了冗长文字的描述。我对它在描述存储器映射和I/O端口寻址的章节印象尤其深刻。作者没有采用那种笼统的“地址空间”概念，而是通过具体的十六进制地址范围划分，配合清晰的内存块图示，让读者清晰地看到每一个寄存器和内存单元在物理地址上的位置。这对于编写那些需要直接操作寄存器的底层驱动程序来说，简直是如虎添翼。这本书的价值在于，它不仅教授了知识点，更重要的是，它培养了读者一种系统级的、自顶向下和自底向上结合的思维模式。它不像某些书那样急于让你看到“结果”，而是耐心地让你理解“过程”，这才是真正的技术内功。

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这本书真是让我眼前一亮，完全超出了我对“教程”类书籍的固有印象。它的叙述方式非常贴近实际操作，不是那种干巴巴的理论堆砌。比如在讲解某个硬件模块的工作原理时，作者仿佛带着你在拆解一个真实的设备，从最底层的逻辑门开始，一步步构建起复杂的功能单元。尤其是关于系统总线和中断处理的那几章，讲解得极其透彻，让我这个之前对底层编程有些畏惧的人，都能清晰地把握住数据流动的脉络。书中穿插了大量的实例代码和电路图示，这些图示的绘制质量非常高，细节标注清晰到位，使得抽象的概念具象化了许多。阅读过程中，我时不时会停下来，对照着自己手头的开发板进行验证，这种即学即用的体验，极大地增强了学习的成就感。对于希望扎实掌握计算机底层架构，并打算从事嵌入式开发或者系统底层优化的工程师来说，这本书无疑是一本不可多得的宝藏，它不仅仅是教你“怎么做”，更重要的是让你明白“为什么是这样”。作者的功力深厚，能够将复杂的体系结构用如此易懂的方式呈现出来，实在令人钦佩。

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