CMOS数字集成电路

书籍目录

目    录



第1篇  计算机的基本原理



第1章  概述
2

1.1  计算机的发展
2

1.1.1  计算机发展简史
2

1.1.2  微型计算机的发展及两大分支
3

1.1.3  单片机与微型计算机的

主要异同点
3

1.1.4  计算机的主要技术指标
5

1.2  嵌入式系统概述
5

1.2.1  嵌入式系统的定义与特点
5

1.2.2  嵌入式系统的组成
6

1.3  80C51系列8位单片机简介
8

1.3.1  80C51系列单片机的发展
8

1.3.2  AT89系列单片机的特点及分类
8

1.4  微型计算机系统概述
9

1.4.1  微型计算机系统的基本组成
9

1.4.2  微型计算机的分类
12

1.4.3  微型计算机系统的发展
13

思考与练习
14

第2章  计算机基础知识
15

2.1  计算机中的数制与编码
15

2.1.1  数制
15

2.1.2  计算机中数的表示及运算
16

2.1.3  二进制编码
18

2.2  计算机的基本组成电路
20

2.2.1  常用简单逻辑电路
20

2.2.1  触发器
20

2.2.2  寄存器
21

2.3  存储器概述
23

2.3.1  存储器的分类
24

2.3.2  半导体存储器的分类
24

2.3.3  存储器中的常用名词术语及

主要指标
25

2.3.4  基本存储单元电路
26

2.3.5  存储单元和存储单元地址
27

2.3.6  存储器的寻址原理
28

思考与练习
29

第3章  微型计算机基本工作原理
31

3.1  时序及时钟电路
31

3.1.1  时序及有关概念
31

3.1.2  振荡器和时钟电路
32

3.2  指令与程序概述
32

3.2.1  指令系统简介
32

3.2.2  程序设计语言
33

3.3  CPU的工作原理
34

3.3.1  控制器
34

3.3.2  运算器
35

3.4  微型计算机基本工作原理
36

3.4.1  计算机执行程序过程
36

3.4.2  程序执行过程举例
37

3.5  I/O接口电路
38

3.5.1  接口电路的功能
38

3.5.2  接口电路的组成
39

3.5.3  I/O接口的编址
40

3.5.4  I/O接口分类
41

3.6  并行接口与串行接口
42

3.6.1  并行接口
42

3.6.2  串行接口
42

思考与练习
45

第4章  计算机的中断
46

4.1  概述
46

4.1.1  中断的概念
46

4.1.2  引进中断技术的优点
46

4.1.3  中断源
47

4.1.4  中断系统的功能
47

4.2  中断处理过程
48

4.2.1  中断响应
49

4.2.2  中断处理
49

4.2.3  中断返回
50

4.2.4  中断程序的一般设计方法
50

思考与练习
52

第2篇  单片机原理及应用



第5章  单片机结构及原理
54

5.1  单片机结构
54

5.1.1  标准型单片机组成及结构
54

5.1.2  引脚定义及功能
56

5.2  80C51的存储器
58

5.2.1  存储器结构和地址空间
58

5.2.2  程序存储器
59

5.2.3  数据存储器
60

5.3  特殊功能寄存器SFR
63

5.3.1  80C51系列的SFR
63

5.3.2  AT89S51/52的SFR地址

分布及寻址
63

5.3.3  SFR的功能及应用
65

5.4  输入/输出端口
68

5.4.1  P0口
68

5.4.2  P1口
70

5.4.3  P2口
71

5.4.4  P3口
72

5.4.5  4个I/O端口的主要异同点
73

5.5  复位及时钟电路
74

5.5.1  复位和复位电路
74

5.5.2  时钟电路
76

5.6  80C51系列单片机的低功耗方式
78

5.6.1  电源控制寄存器PCON
78

5.6.2  待机方式
78

5.6.3  掉电方式
79

思考与练习
79

第6章  80C51的指令系统
81

6.1  80C51系列单片机指令系统简介
81

6.1.1  概述
81

6.1.2  汇编语言指令格式
81

6.2  寻址方式
82

6.2.1  符号注释
82

6.2.2  寻址方式说明
83

6.3  指令系统分类介绍
86

6.3.1  数据传送类指令
87

6.3.2  算术运算类指令
91

6.3.3  逻辑操作类指令
95

6.3.4  控制转移类指令
97

6.3.5  位操作类指令
101

思考与练习
103

第7章  汇编语言程序设计
106

7.1  概述
106

7.1.1  汇编语言源程序的格式
106

7.1.2  汇编语言伪指令
107

7.1.3  汇编语言程序设计步骤
108

7.2  顺序与循环程序设计
109

7.2.1  顺序程序设计
109

7.2.2  循环程序设计
110

7.3  分支程序设计
112

7.3.1  分支程序设计综述
112

7.3.2  无条件/条件转移程序
112

7.3.3  散转程序设计
113

7.4  子程序设计
115

7.4.1  子程序结构与设计注意事项
115

7.4.2  子程序的调用与返回
115

7.4.3  子程序设计举例
116

7.5  查表程序设计
117

7.5.1  查表程序综述
118

7.5.2  查表程序设计举例
118

思考与习题
120

第8章  主要功能单元
122

8.1  定时/计数器
122

8.1.1  定时/计数器T0、T1概述
122

8.1.2  定时/计数器的控制方法
123

8.1.3  定时器T0、T1的工作方式
126

8.1.4  定时器T0、T1应用举例
128

8.2  UART串行接口
132

8.2.1  80C51串行接口简介
132

8.2.2  串行通信工作方式
136

8.2.3  串行接口应用举例
138

8.3  中断系统
143

8.3.1  AT89S51单片机的中断系统
144

8.3.2  与中断有关的寄存器
146

8.3.3  中断请求的撤除
148

8.3.4  扩充外中断源
149

8.3.5  中断程序的设计与应用
149

思考与练习
155

第9章  单片机的系统扩展
157

9.1  存储器的并行扩展
157

9.1.1  外部并行扩展总线
157

9.1.2  并行扩展的寻址方法
158

9.1.3  数据存储器扩展概述
159

9.1.4  访问片外RAM的操作时序
160

9.1.5  数据存储器扩展举例
161

9.2  扩展并行I/O接口
162

9.2.1  简单的并行I/O扩展
162

9.2.2  扩展可编程I/O接口芯片
163

9.3  串行扩展概述
166

9.3.1  常用串行总线与串行接口简介
166

9.3.2  单片机串行扩展的模拟技术
169

9.4  扩展数/模转换器
170

9.4.1  D/C电路原理
170

9.4.2  D/A转换器的主要技术指标
171

9.4.3  扩展并行D/A转换器
171

9.5  扩展模/数转换器
174

9.5.1  逐次逼近式A/D转换原理
174

9.5.2  A/D转换的主要技术指标
175

9.5.3  扩展并行A/D转换器
176

9.5.4  扩展串行A/D转换器
178

思考与练习
181

第10章  接口技术
182

10.1  键盘接口
182

10.1.1  键盘工作原理
182

10.1.2  独立式按键
183

10.1.3  行列式键盘
184

10.2  显示器接口
189

10.2.1  显示器概述
189

10.2.2  LED的结构与原理
190

10.2.3  LED静态显示方式
191

10.2.4  LED动态显示方式
193

10.3  功率开关器件接口
195

10.3.1  输出接口的隔离技术
195

10.3.2  功率开关器件接口举例
196

10.4  打印机接口
198

10.4.1  TPP-40A打印机的

性能及接口
198

10.4.2  字符代码及打印命令
199

10.4.3  TPP-40A打印机与单片

机接口
200

思考与练习
202

第11章  单片机应用系统的设计与开发
203

11.1  应用系统设计过程
203

11.1.1  总体方案设计
203

11.1.2  硬件设计
204

11.1.3  软件设计
206

11.2  开发工具和开发方法
208

11.2.1  开发工具
209

11.2.2  单片机的开发方法
209

11.3  单片机用于水位控制系统
210

11.3.1  题目分析
211

11.3.2  硬件设计
211

11.3.3  软件设计
212

11.4  恒温箱温度控制监测系统
212

11.4.1  题目分析
212

11.4.2  硬件设计
213

11.4.3  软件设计
214

思考与练习
218

第3篇  微型计算机系统的原理及应用



第12章  微处理器
220

12.1  8086微处理器
220

12.1.1  8086的内部结构
220

12.1.2  8086的寄存器
222

12.1.3  存储器管理
224

12.1.4  8086 CPU的总线周期
225

12.1.5  8086系统中部分专用

地址空间
226

12.2  80x86系列微处理器
227

12.2.1  功能的扩展
227

12.2.2  性能的提高
228

12.3  Pentium系列微处理器
229

12.3.1  内部组成与工作方式
229

12.3.2  Pentium微处理器的寄存器
231

12.3.3  Pentium微处理器采用的

新技术
234

12.4  新一代微处理器
235

12.4.1  64位微处理器
235

12.4.2  多核微处理器
237

思考与练习
238

第13章  存 储 器
240

13.1  微型计算机存储器系统的组成
240

13.1.1  存储器体系的层次结构
240

13.1.2  CPU与存储器芯片的连接
242

13.1.3  主存储器与DRAM控制器
243

13.2  高速缓冲存储器与虚拟存储器
244

13.2.1  高速缓冲存储器
245

13.2.2  虚拟存储器
248

13.3  微型计算机的内存管理
249

13.3.1  内存配置
249

13.3.2  存储器管理
250

思考与练习
251

第14章  指令系统
252

14.1  寻址方式
252

14.1.1  指令系统符号说明
252

14.1.2  寻址方式说明
253

14.2  指令系统分类介绍
255

14.2.1  数据传送类指令
255

14.2.2  算术运算类指令
259

14.2.3  逻辑运算和移位循环指令
264

14.2.4  串操作类指令
266

14.2.5  控制转移类指令
270

14.2.6  处理器控制类指令
273

思考与练习
274

第15章  汇编语言程序
276

15.1  概述
276

15.1.1  汇编语言程序的格式
276

15.1.2  表达式与运算符
277

15.1.3  常用伪指令
278

15.1.4  宏指令
281

15.2  DOS和BIOS系统功能调用
283

15.2.1  DOS软中断及系统

功能调用
283

15.2.2  BIOS功能调用
286

15.3  汇编语言程序设计举例
287

15.3.1  循环结构程序举例
287

15.3.2  分支结构程序举例
288

15.3.3  子程序结构程序举例
289

思考与练习
291

第16章  输入/输出与总线
293

16.1  输入/输出的控制方式
293

16.1.1  程序控制方式
293

16.1.2  中断方式
293

16.1.3  直接存储器存取方式
294

16.2  微型计算机的总线
295

16.2.1  总线概述
295

16.2.2  总线的操作及控制
297

16.2.3  PC总线的发展
297

16.3  PCI总线
298

16.3.1  PCI总线简介
298

16.3.2  PCI总线的引脚及功能
299

16.3.3  PCI总线的数据传送操作
300

16.4  通用外部总线接口
301

16.4.1  IDE接口
301

16.4.2  SCSI接口
302

16.4.3  AGP接口
303

16.4.4  USB总线接口
304

16.4.5  串行通信接口
305

16.4.6  IEEE1394接口
306

16.5  主板控制芯片组
307

16.5.1  主板控制芯片组简介
307

16.5.2  主板控制芯片组的功能
307

16.5.3  主板控制芯片组的结构
308

思考与练习
310

第17章  微型计算机的中断系统
311

17.1  8086的中断结构
311

17.1.1  中断源
311

17.1.2  中断向量
312

17.1.3  中断处理过程
314

17.2  可编程中断控制器8259A
314

17.2.1  8259A的引脚与结构
315

17.2.2  8259A的工作过程及

工作方式
316

17.2.3  8259A的级连
318

17.2.4  8259A的编程
318

17.3  高档微型计算机的中断系统
321

17.3.1  异常和中断向量
322

17.3.2  中断描述符表
323

17.3.3  中断的响应与处理过程
323

思考与练习
324

第18章  微型计算机系统应用
325

18.1  科学计算与信息管理
325

18.1.1  科学计算
325

18.1.2  信息管理
325

18.2  多媒体技术
326

18.2.1  多媒体技术概述
326

18.2.2  多媒体系统的组成
327

18.2.3  多媒体的应用
327

18.3  计算机测控系统
328

18.3.1  计算机测控系统的功能
328

18.3.2  计算机测控系统的组成
329

18.3.3  计算机测控系统的分类
330

18.4  计算机网络
331

18.4.1  计算机网络的分类
331

18.4.2  计算机网络的组成
332

18.4.3  局域网基本知识
333

18.4.4  Internet简介
334

思考与练习
336

附录A  80C51指令表
337

附录B  常用芯片引脚图
342

参考文献
344

作者简介

全书详细讲述了CMOS数字集成电路的相关内容，在第三版的基础上增加了新的内容和章节，提供了反映现代技术发展水平和电路设计的最新资料。全书共15章。第1章至第8章详细讨论MOS晶体管的相关特性和工作原理、基本反相器电路设计、组合逻辑电路及时序逻辑电路的结构与工作原理；第9章至第13章主要介绍应用于先进VLSI芯片设计的动态逻辑电路、先进的半导体存储电路、低功耗CMOS逻辑电路、数字运算和转换电路、芯片的I/O设计；第14章和第15章分别讨论电路的可制造性设计和可测试性设计这两个重要问题。

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