AutoCAD 2013中文版机械设计实例教程.pdf

9.2.5 保存与恢复图层设置 212 9.2.6 转换图层 213 9.2.7 改变对象所在图层 214 9.2.8 删除图层 214 9.3 图层的应用举例 215 9.4 思考与练习 217 第 10 章 图块及其属性 . 218 10.1 使用块 218 10.1.1 块的概述 218 10.1.2 创建块 219 10.1.3 插入块 220 10.1.4 写块 221 10.1.5 创建块/插入块/写块的应用综合举例 222 10.2 使用块属性 224 10.2.1 块属性的特点 224 10.2.2 定义和编辑属性 225 10.3 思考与练习 230 第 11 章 使用光栅图像 231 11.1 光栅图像概述 231 11.1.1 光栅图像的特点 231 11.1.2 加载光栅图像 231 11.2 光栅图像的调整 233 11.2.1 调整亮度、对比度和褪色度 233 11.2.2 调整光栅图像显示质量 234 11.2.3 调整光栅图像透明度 234 11.3 剪裁边界与边框显示 234 11.3.1 剪裁光栅图像 234 11.3.2 控制边框的显示 234 11.4 调整光栅图像的比例 235 11.5 光栅图像管理器 235 11.6 思考与练习 237 第 12 章 轴测图的绘制 . 238 12.1 概述 238 12.2 轴测图的绘制过程 239 12.3 轴测图中圆角的绘制 244 XII 12.4 思考与练习 245 第 13 章 三维图形的绘制与编辑 . 247 13.1 三维图形概述 247 13.1.1 三维绘图的优点 247 13.1.2 三维坐标系 247 13.2 观察三维图形 249 13.2.1 设置视点进行观察 249 13.2.2 使用三维动态观察器 250 13.2.3 显示平面视图 251 13.2.4 快速设置预定义的视点 251 13.2.5 以消隐方式显示图形 252 13.3 三维对象的分类 252 13.4 创建基本的三维实体对象 253 13.5 创建三维拉伸实体 255 13.5.1 按指定的高度拉伸对象 256 13.5.2 沿路径拉伸对象 256 13.6 创建三维旋转实体 257 13.7 布尔运算 259 13.7.1 并集运算 259 13.7.2 差集运算 259 13.7.3 交集运算 260 13.7.4 干涉检查 260 13.8 三维对象的图形编辑 262 13.8.1 三维旋转 262 13.8.2 三维阵列 262 13.8.3 三维镜像 264 13.8.4 对齐三维对象 265 13.8.5 三维实体倒角 266 13.8.6 三维实体倒圆角 267 13.8.7 三维实体剖切 267 13.8.8 创建三维实体的截面 268 13.8.9 编辑三维实体的面 269 13.9 三维对象的标注 271 13.10 思考与练习 273 第 14 章 使用辅助工具和命令 . 275 14.1 使用 AutoCAD 设计中心 275 14.1.1 AutoCAD 设计中心的界面 .275 14.1.2 AutoCAD 设计中心的功能 .276 14.2 计算与获取信息功能 279 14.2.1 计算面积 279 14.2.2 计算距离和角度 281 14.2.3 显示与图形有关的信息 282 14.2.4 查看实体特性 283 14.3 动作录制器的功能 284 14.4 其他辅助功能 285 XIII 14.4.1 重新命名对象或元素 285 14.4.2 删除无用的项目 286 14.5 思考与练习 286 第 15 章 参数化设计 . 287 15.1 参数化设计概述 287 15.2 几何约束 287 15.2.1 几何约束的种类 287 15.2.2 创建几何约束 288 15.2.3 几何约束设置 289 15.2.4 删除几何约束 291 15.3 尺寸约束 291 15.3.1 尺寸约束的种类 291 15.3.2 创建尺寸约束 292 15.3.3 尺寸约束设置 293 15.3.4 删除尺寸约束 294 15.4 自动约束 295 15.5 思考与练习 296 第 16 章 图形的输入/输出以及 Internet 连接 . 298 16.1 图形的输入/输出 .298 16.1.1 输入其他格式的图形 298 16.1.2 输入与输出 DXF 文件 298 16.1.3 插入 OLE 对象 299 16.1.4 输出图形 300 16.2 布局与打印输出图形 300 16.2.1 模型空间和图纸空间 300 16.2.2 在图纸空间中使用视口 302 16.2.3 新建布局 303 16.2.4 管理布局 304 16.2.5 使用布局进行打印出图的一般过程.305 16.2.6 使用打印样式 305 16.2.7 图样打印输出 306 16.3 AutoCAD 的 Internet 功能 308 16.3.1 输出 Web 图形.308 16.3.2 创建 Web 页 309 16.3.3 建立超级链接 310 16.4 电子传递文件 311 16.5 思考与练习 312 第 17 章 样板文件及应用综合实例 313 17.1 实例 1──样板文件 .313 17.2 实例 2──卡环 .315 17.3 实例 3──雨伞 .320 17.4 实例 4──门把手 .323 17.5 实例 5──显示器 .327 17.6 实例 6──洗衣机 .332 17.7 实例 7──盆景花造型 .338 XIV 17.8 实例 8──液压原理图 .342 17.9 实例 9──建筑平面图的设计 .355 17.10 实例 10──电动机控制电路图 .359 17.11 实例 11──支架的三维实体设计365 17.12 实例 12──报告厅装饰平面图 .369 第1章 AutoCAD导入 1 本章提要 第1章 AutoCAD 导入 本章主要讲述了 AutoCAD 的入门基础知识， 对 AutoCAD 的功能、 安装过程、用户界面、基本操作方式及设置等进行了简明的介绍。通过对本章的学习，读 者可对 AutoCAD 有一个全局性的了解， 为以后各章的深入学习和熟练掌握打下一个良好的 基础。 1.1 计算机绘图与 AutoCAD 简介 1.1.1 计算机绘图的概念 计算机绘图是 20 世纪 60 年代发展起来的新兴学科。随着计算机图形学理论及技术的 发展，计算机绘图技术也迅速发展起来。将图形与数据建立起相互对应的关系，把数字化 了的图形信息经过计算机存储、处理，然后通过输出设备将图形显示或打印出来，这个过 程就是计算机绘图。 计算机绘图是由计算机绘图系统来完成的。计算机绘图系统由软件系统和硬件系统组 成，其中，软件是计算机绘图系统的关键，而硬件设备则为软件的正常运行提供了基础保 障和运行环境。随着计算机硬件功能的不断提高、软件系统的不断完善，目前计算机绘图 已广泛应用于各个领域。 1.1.2 AutoCAD 简述 AutoCAD 具有功能强大、易于掌握、使用方便、体系结构开放等特点，能够绘制平面 图形与三维图形、 进行图形的渲染以及打印输出图样。 用 AutoCAD 绘图， 速度快、 精度高， 而且便于进行个性化设计。 AutoCAD 具有良好的用户界面，可通过交互式菜单或命令行方便地进行各种操作。它 的多文档设计环境，让非计算机专业人员能够很快地学会使用，进而在不断实践的过程中 更好地掌握它的各种应用和开发技巧，不断提高工作效率。 AutoCAD 具有广泛的适应性，这就为它的普及创造了条件。AutoCAD 自问世至今， 已被广泛地应用于机械、建筑、电子、冶金、地质、土木工程、气象、航天、造船、石油 AutoCAD 快速自学宝典（2016 中文版） 2 化工、纺织和轻工等领域，深受广大技术人员的欢迎。 1.1.3 AutoCAD 2016 新功能概述 AutoCAD 2016 添加了一些新功能，在某些方面使用起来更加方便，更加人性化，主要 包括 DIM 命令、PDF 增强功能、修订云线增强功能和系统变量监视器等。简要介绍如下。 ● DIM 命令：用户可以将其理解为智能标注，可以用此命令完成日常所用标注的创 建。该命令用于在同一命令任务中创建多种类型的标注。支持的标注类型包括垂 直标注、水平标注、对齐标注、旋转的线性标注、角度标注、半径标注、直径标 注、折弯半径标注、弧长标注、基线标注和连续标注。如果需要，可以使用命令 行选项更改标注类型。 ● PDF 增强功能：AutoCAD 将图形打印到图纸的功能扩展到了将图形打印为 PDF 文件。此功能使 PDF 文件成为打印图纸的数字等效形式，从而以电子方式分发 该文件。 ● 修订云线增强功能：用户可以直接绘制矩形和多边形修订云线。 ● 底部状态栏整体优化使用户操作更加的方便快捷。 ● 新增系统变量监视器，此监视器可以检测如 filedia 和 pickadd 等变量，并且可以 将其恢复至默认值。 1.2 中文版 AutoCAD 2016 的安装 1.2.1 使用单机中文版 AutoCAD 2016 软件的系统要求 ● 操作系统：将不能在 Windows XP 系统上安装，推荐使用 Windows 7 或 Windows Vista 系统。 ● 说明： 要安装 AutoCAD， 用户必须具有管理员权限或由系统管理员授予更高权限。 ● Web 浏览器：Microsoft Internet Explorer 6.0 Service Pack 1（或更高版本） 。 ● 处理器：Pentium Ⅳ 2.2GHz 或更高主频等。 ● 内存：512 MB 以上。 ● 显卡：最低要求 1024×768 VGA 真彩色。 ● 硬盘：安装占用空间 3GB。 1.2.2 单机中文版 AutoCAD 2016 软件的安装 对于单机中文版的 AutoCAD 2016，在各种操作系统下的安装过程基本相同，下面 第1章 AutoCAD导入 3 以 Windows 7 为例说明其安装过程。 Step1. 将 AutoCAD 2016 的安装光盘放入光驱内（如果已将系统安装文件复制到硬盘 上，可双击系统安装目录下的文件） 。 Step2. 系统显示“安装初始化”界面。等待数秒后，在系统弹出的图 1.2.1 所示的 “AutoCAD 2016”界面中单击“安装”按钮。 Step3. 系统弹出 “AutoCAD 2016” 界面 （二） ， 在下拉列表中选择选项， 选中单选项，单击对话框中的按钮。 Step4. 系统弹出“AutoCAD 2016”界面（三） ，选择相应的产品类型并将序列号和产 品密钥输入对应的文本框中，然后单击按钮。 Step5. 系统弹出“AutoCAD 2016”界面（四） ，采用系统默认的安装配置，单击对话 框中的按钮，此时系统显示“安装进度”界面。 Step6. 系统继续安装 AutoCAD 2016 软件，经过几分钟后，AutoCAD 2016 软件安装完 成，系统弹出“安装完成”界面，单击该对话框中的按钮。 Step7. 启动中文版 AutoCAD 2016。 在 AutoCAD 安装完成后， 系统将在 Windows 的 “开 始”菜单中创建一个菜单项，并在桌面上创建一个快捷图标。当第一次启动 AutoCAD 2016 时，系统要求进行初始设置，具体操作如下： 双击 Windows 桌面上的 AutoCAD 2016 软件快捷图标来启动；或者从菜单中依 次选 择 命令来启动软件，在系统弹出的“Autodesk 许可” 界面中单击按钮，在系统弹出的“Autodesk 许可-激活选项”界面（一）选中 单选项，然后单击按钮，此时系统弹出“Autodesk 许可-激 活选项”界面（二） 。 Step8. 激活中文版 AutoCAD 2016。 图 1.2.1 “AutoCAD 2016”界面 AutoCAD 快速自学宝典（2016 中文版） 4 （1） 在图 1.2.2 所示的 “Autodesk 许可-激活选项” 界面 （二） 选中 单选项，在其下方的文本框中输入软件激活码并单击按钮。 （2）系统弹出“Autodesk 许可-激活完成”界面，表明 AutoCAD 2016 软件已被激活， 单击该界面中的按钮。至此便完成了 AutoCAD 2016 的激活，以后启动 AutoCAD 2016 时无需再激活。 （3）启动 AutoCAD 2016 后打开“Autodesk Exchange”界面，关闭该界面后系统进入 AutoCAD 2016 的使用界面。 1.3 AutoCAD 的启动与退出 1.3.1 AutoCAD 的启动 启动 AutoCAD 的方法有如下四种。 方法一：双击桌面上 AutoCAD 快捷方式图标。 方法二：单击桌面上 AutoCAD 快捷方式图标，然后右击，在系统弹出的快捷菜单 中选择命令。 方法三：双击已有的 AutoCAD 图形文件。 方法四：从菜单中，通过依次选择下拉菜单 命 图 1.2.2 “Autodesk 许可-激活选项”界面（二） 在此文本框中输 入软件激活码 第1章 AutoCAD导入 5 令，可以启动 AutoCAD 2016。 1.3.2 AutoCAD 的退出 退出 AutoCAD 的方法有如下三种。 方法一：在 AutoCAD 主标题栏中，单击“关闭”按钮。 方法二：从下拉菜单中，选择命令。 方法三：在命令行中，输入命令 EXIT 或 QUIT，然后按 Enter 键。 在退出 AutoCAD 时， 如果还没有对某个打开的图形保存最近的更改， 系统将提示是否 要将更改保存到当前的图形中，单击按钮将退出 AutoCAD 并保存更改；单击 按钮将退出 AutoCAD 而不保存更改；单击按钮将不退出 AutoCAD，维 持现有的状态。 1.4 中文版 AutoCAD 2016 的工作界面 中文版 AutoCAD 2016 的工作界面如图 1.4.1 所示，该工作界面中包括标题栏、快速访 问工具栏、信息中心、菜单浏览器与菜单栏等几个部分，下面将分别进行介绍。 1.4.1 标题栏 AutoCAD 2016 的标题栏位于工作界面的最上方， 其功能是显示 AutoCAD 2016 的程序 图标以及当前所操作文件的名称。还可以通过单击标题栏最右侧的按钮，来实现 AutoCAD 2016 窗口的最大化、最小化和关闭的操作。 1.4.2 快速访问工具栏 AutoCAD 2016 有快速访问工具栏的功能， 其位置在标题栏的左侧。 通过快速访问工具 栏能够进行一些 AutoCAD 的基础操作，默认的有“新建” “打开” “保存” “另存为” “打印” 和“放弃”等命令，其初始状态如图 1.4.2 所示。 用户还可以为快速访问工具栏添加命令按钮。在快速访问工具栏上右击，在系统弹出 的图 1.4.3 所示的快捷菜单中选择命令，系统将弹出“自定义用户界面” 对话框，如图 1.4.4 所示。在该对话框的列表框中找到要添加的命令后将其拖到“快 速访问”工具栏，即可为该工具栏添加对应的命令按钮。图 1.4.5 所示即为添加命令按钮后 的快速访问工具栏。 AutoCAD 快速自学宝典（2016 中文版） 6 1.4.3 信息中心 信息中心位于标题栏的右上侧，如图 1.4.6 所示。信息中心提供了一种便捷的方法，可 以在“帮助”系统中搜索主题、登录到 Autodesk 360、打开 Autodesk Exchange、保持连接， 图 1.4.2 快速访问工具栏的初始状态 图 1.4.3 快捷菜单 图 1.4.1 中文版 AutoCAD 2016 的工作界面 动态观察导航区 三维导航工具 状态栏 命令行 菜单浏览器 快速访问工具栏 信息中心 标题栏 功能区选项板 下拉菜单栏 功能区面板 坐标系 绘图区 （窗口） 鼠标十字光标 第1章 AutoCAD导入 7 并显示“帮助”菜单的选项。它还可以显示产品通告、更新和通知。 1.4.4 菜单浏览器与菜单栏 单击菜单浏览器，系统会将菜单浏览器展开，如图 1.4.7 所示。 在 AutoCAD 2016 中，AutoCAD 将菜单栏全部集成到了菜单浏览器中。其左侧的列显 示全部根菜单，将光标放在某一项上，会在右侧显示出对应的菜单。 AutoCAD 默认没有将菜单栏显示出，用户可以通过在“快速访问工具栏”中单击 按 钮，在系统弹出的列表中选择命令，即可将菜单栏显示出来。AutoCAD 的菜 单栏如图 1.4.7 所示，由、、、 、、、、 、、、、和下拉菜单组成。若要显示某个下拉 菜单，可直接单击℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡℡一定律，还有它的三条 推论，让我们一起看看另一个案例吧。 示例：要保存吗？ 这是你每天都会遇到的状况。这简直可以说成了肌肉记忆，你都不会去想它。但是今天，让我们一起来思考一下。 在微软的Word软件里打开一个文档。敲上一些字或者修改一下，然后点关闭按钮。Word是怎么做的呢？它弹出一个对话 框问道，“你想要保存修改吗？”（见图6）一位时尚的视觉设计师可以给“保存修改”对话框换上漂亮的字体，微妙的渐变 色，当然还有精致的圆角。但是他没有也不能指出这个问题：这个程序应该像现在这样在用户退出时发出提问，还是应该像微软 的OneNote一样在修改发生时就自动保存？哪一种方案会让用户更有效率、更开心？问题回到我们交互设计师这儿了，来做一 个决定吧。应该如何选择？ 让我们从一道算术题开始。Word在每次关闭的时候要求你做一个选择，然后点一次鼠标。如果用户做了100次修改，那他 就要做100次选择，点100次鼠标。如果我们采用了自动保存方案，需要在界面找一个其他地方加入某种版本回滚的功能——比 如说在编辑菜单里加上一项“放弃当前文件本次所有修改”，可能会需要5次点击来完成。如果99%的情况下用户想要保存修 改，自动保存就可以把100次点击砍掉95次，大大减轻了用户的负担[1]。如果只有50%的情况用户想要保存修改，那么自动保存 实际上会增加用户的负担——100次点击骤增到了250次[2]。你的程序又该如何选择呢？ 图6 微软的Word提示用户保存改动。为什么它不像微软OneNote一样自动保存呢 和平时一样，这要分情况。在Word中你想要保存修改的频率有多高？或者换一种方式来看：把文件改得一团糟以至于想要 点击“不保存”放弃修改的频率有多高？ 你的用户保存修改的频率，相比他们放弃修改的频率孰高孰低呢？这又是完全不一样的问题了。我猜你想说：“好吧，我从 来没见过他们要放弃修改。”和之前一样，这其实是你按自己的偏好说的话。你会发现很难不把自己带入进去。在潜意识里你是 抵触“你的用户和你自己不一样”这种概念的。那么该怎么做呢？ 你可以试着直接向真正的用户提问，如果能找到他们的话。如果你在自己公司的开发团队工作，打造一个面向内部使用的程 序，这样做完全没问题。走上楼到用户面前提问就是了。然而，这种做法总是会遇到阻碍。这些用户想要和你谈话吗？他们能不 能精确地回忆起细节？他们会不会怕别人笑话而不能敞开心扉？他们的老板是否同意占用他们的工作时间？和真实用户交谈是一 个很好的开始。第1章和第3章会讨论通过这种渠道提取信息的各种方法。但你不是总能获得这种机会。 如果你在一个乙方公司的开发团队，也就是说，你是为一个外部客户开发软件，问题就更复杂了。假设你在办公室里找到一 些人。你的同事，也就是那些每一天都在开发软件来卖的人。他们和你的产品用户群体类似吗？除非你在做的产品是一个软件开 发工具。无论他们怎么说，都可能会误导你。微软在这个地方已经摔倒好多次了。 那么怎样才能知道有多大比例的用户想要保存修改呢？这可不是透过水晶球用神秘的读心术而是用远程数据监测技术收集大 量用户的数据。第5章会解释远程数据监测的更多细节。你也可以邀请用户在早期来实验室做一些可用性测试，如第4章所述。 考虑用户体验，从第一刻开始 我见过许多公司总在犯同一个错误，就是没有从项目的初始阶段就开始考虑和计划用户体验。“我们要先尽快推出产品，然 后再考虑它长什么样。”这简直是疯了。这就好像建筑师在建造房子的时候说：“我们得先把供暖和管道系统安装到位，再去想 谁会住在这里。”你是在为一对老年夫妇盖房子吗？那应该在底层设置一个带浴缸的卫生间，有宽宽的门，还可能要安装几个扶 栏。如果是有两个孩子的一对年轻夫妇，他们可能还计划着再生4个宝宝呢！问题就完全不一样了。对于将要去建造的房子，你 不会在还没搞清楚最基本的细节之前就花掉开发预算开始施工。用户体验就是用来搞清楚这些的。 在之前的例子里，你会看到用户体验设计决定着你应该写怎样的代码，不只是表层的用户交互，而是深入到底层实现。再次 以Word为例，整个撤销特性的实现机制取决于用户体验设计对于什么时机保存、如何保存文件这些命题做出了怎样的决定。在 前面Google对比UPS的例子里，网站首页的开发者需要明确在他们写的代码运行的时候，是否已经获取到用户所在国家的信息 （Google），或是他们需要从用户那里获取这些信息，然后传递到其他代码部分来使用（UPS）。 好的用户体验设计是从项目启动的那一刻就开始了。它不仅仅存在于表层，而是渗透在程序的每一个层面上，就像一个人的 性格和荣誉感一样。而且在程序开发的每一个阶段你都需要注意它，不对，是在程序的整个生命周期里，就像是在一个人的一生 中，性格和荣誉感都需要被关注一样。 客户有时在产品发布的最后时刻找到我，让我对用户体验做出评价。这时已经太晚而无济于事了。架构已经设定，预算已经 花完，心态已经固化。读者要以此为戒。 为什么开发者总是不大考虑用户体验 当用户面对一台电脑不知道该怎么用，或是需要参加高价培训后才能学会，又或是被它上面的软件误导做错了事情、付出了 昂贵的代价时，那么这台电脑对这个用户来说就只是一个昂贵的镇纸（废物）了。仍然有很多程序员和架构师觉得他们不用去操 心用户体验。下面我们来看看他们为什么会这样说，以及为什么他们都错了。 1.我们的项目是比较底层的，所以用户体验无所谓 无稽之谈。每个项目都和人有着种种联系。就算是一个面向开发场景的Web服务，也需要错误报告、安装和配置、状态和 性能监控的报表页（dashboard）等。如果一个项目只有很少量的用户体验工作，那就更应该去把这些部分做好。在20年前， 你可能看到过这样的一个对话框跳出来说，“网络服务错误，错误代码20。查看文档获得更多信息。”今天如果你看到谁发布 了这样的产品，你一定会笑出声来。 2.市场部决定着我们的用户体验 跟市场部搞好关系是很明智的。他们当然会感知到用户的痛点，并反馈到你这里。但同时，这些做市场营销的人并不是交互 设计师。关于怎样才能让用户更开心、更高效，他们也许能给出一点线索——“客户在抱怨只要我们的程序一崩溃，他们编辑 到一半的工作内容就全丢了。”——但是后面该怎么做是由你决定的。这样的事情多久发生一次？你该如何检测和记录它？解 决这个问题的方案是：自动保存？提供回滚？用怎样的频率？允许用户自己配置吗？把这些问题抛给市场营销团队，你觉得他们 真的能驱动用户体验吗？他们不行，你可以。即使是他们先拉响了警报。 同时你也应该和技术支持部门的人聊聊。比起市场部的人，用户把不满更早也更不留情面地先告诉了他们。 3.我们有用户体验小组去管那些事 有些大公司里会有一个用户体验小组来处理每一项用户交互。如果你们那里有，你可能已经发现了，他们的时间总是排得很 紧，就像那些眼科医生一样。你可能求了他们6个月，才能约到一次15分钟的会面。他们没法帮你去追踪和迭代。你得自己去消 化理解他们在这有限的交流里阐述的原则，并在每天的日常工作中去实践。 同时，他们的时间（非常客观地讲）总是贡献给你们公司最重要的对外产品的。他们没有时间去管那些内部使用的或是第二 梯队的应用。拥有这种小组的公司重视良好的用户体验，你在参与的应用也被寄予厚望，然而你的老板并不会给你们提供对应的 技能栈或资源来实现这种期望，不是吗？你得从项目团队层面准备好自己来做这些工作。 4.用户体验设计是艺术家做的事情 那些被称为视觉设计师的人，其实更准确的说法是装潢工。我们已经知道，用户体验的游戏在到达这一步之前就已经分出胜 负了。对他们保持友好，但主战场不是他们的，是我们自己的。 从哪里获得这些技能 准确地说，因为贯穿项目的整个开发流程都需要关注用户体验，你的团队中需要有一个具备体验设计技能的人。这个人知道 在文档保存的例子中如果要做出正确的决定，不能依赖个人的品味或是哲学理念，而是源自实际的用户数据——了解有多大比 例的文档会被用户丢弃而不是保存。并且，她应该知道如何获取这些数据，理想状况下是从程序直接获取，如果不能实现就通过 专业的访谈或观察进行。我们从哪里能找到这样的人呢？又该怎么管理他们？ 普通的程序员、极客不知道该怎么做，他们错误地认为用户跟他们差不多，他们做出来的用户体验设计会和Visual Studio 差不多。有时候市场部门的人想插手来做，认为自己和用户经常打交道所以了解用户的需求。这就好比你因为自己长了牙，就认 为自己可以去补牙了。视觉设计师也想加入，但你知道，这种交互设计问题跟图形没什么关系。怎样才能找到我们需要的人？ 让我们看一下美军，特别是它的最小单位——步兵排。一个排通常由一名少尉、一名经验丰富的第一中士，以及大概30名 战士组成。另外每个排还会有一名医护兵。医护兵并不是具备完整资质的医生，尽管战士们习惯叫他“医生”。军队没办法给每 个排都安插一名医生。医护兵经过训练，可以初步为伤员干预和稳定伤情——止血、注射、恢复呼吸等。在今天的战场上，能 够在第一时间提供干预措施，是保证伤员存活的重要链条上的第一个环节。 我们在用户体验这件事上需要的角色就类似于医护兵。一个人了解基本的用户体验设计概念，以及常见的实践——比如知 道数据是大多数用户体验问题的关键，知道如何获取这些数据。有些人还知道怎么快速、准确地生成用户画像，以便设计小组能 够快速地抓住谁才是（容易被曲解的）“用户”。有些人也知道如何又快又低成本地做可用性测试，以确保项目不会因此暂停下 来，或是应该直接跳过这些测试。关键点就是快速地给出用户体验问题的答案。就像医护兵一样，关键在于黄金时间施救。 有时候在一个重视用户体验并拥有一个想要控制一切细节的体验设计小组的公司里， 微型计算机原理及应用 主 编 陈光军 副主编 薛 迪 姜庆昌 参 编 史庆武 李顺治 马晓君 闫 丹 李红军 于泳红 主 审 龙泽明 颜兵兵 机 械 工 业 出 版 社 为方便广大读者对微型计算机技术学习的需要，本书对微型计算机中的基本概念、工 作原理及关键技术进行了系统讨论。全书以弄懂原理、掌握应用为编写宗旨，在内容安排 上注重系统性、逻辑性、先进性与实用性。 全书共 9 章，内容包括：计算机基础知识，16 位微型计算机的基本组成电路、工作原 理、指令系统、程序设计、汇编语言及汇编程序，32 位微型计算机的特点及总体结构等。 书中精选出的例题典型翔实、富有教益，同时配合章节内容，设置了相关习题，以加深读 者对知识的理解，达到练习和培养动手解决问题能力的目的。 本书可作为高等学校机械自动化、电气化、电子信息及其他电气信息类专业本科生的 教材，也可供相关领域内的工程技术人员使用和参考。 图书在版编目（CIP）数据 微型计算机原理及应用/陈光军主编.—北京：机械工业出版社，2017.5 ISBN 978-7-111-55987-0 Ⅰ.①微… Ⅱ.①陈… Ⅲ.①微型计算机—高等学校—教材 Ⅳ.①TP36 中国版本图书馆 CIP 数据核字（2017）第 023861 号 机械工业出版社（北京市百万庄大街 22 号 邮政编码 100037） 策划编辑：周国萍 责任编辑：周国萍 杨明远 责任校对：张 薇 封面设计：马精明 责任印制：李 昂 中国农业出版社印刷厂印刷 2017 年 5 月第 1 版第 1 次印刷 184mm×260mm·18.25 印张·443 千字 0001—2500册 标准书号：ISBN 978-7-111-55987-0 定价：49.00元 凡购本书，如有缺页、倒页、脱页，由本社发行部调换 电话服务网络服务 服务咨询热线：010-88379833 机 工 官 网： 读者购书热线：010-88379649 机 工 官 博： 教育服务网： 封面无防伪标均为盗版金 书 网：www.golden- 前 言 微型计算机原理及接口技术是自动化、电气、电子信息等理工科专业的一门重要的专 业基础课，课程设置的目的就是让学生掌握微型计算机的基本组成、工作原理、接口功能 及其与系统的连接，从而建立微型计算机的整机概念，并在此基础上让学生具有微机应用 系统软件开发的初步能力。为适应学生学习微型计算机原理及接口技术的需要，编者结合 多年从事微机原理这一专业基础课教学的经验，从教和学的角度出发编写了这本教材。 本书以 8086 CPU 为背景，系统地讲解了 16 位微型计算机的基本工作原理，8086 指令 系统及其汇编语言程序设计，输入输出接口及常用芯片，中断与中断管理，数模与模数转 换，最后对高性能 32 位微处理器做了介绍，具有一定的参考价值和实用价值。 在编写过程中，编者注重深入浅出、循序渐进，让读者加快基本概念的建立；对知识 点的讲解，尽可能地采用图示法，让读者有更深、更清晰的感性认识；在汇编语言程序设 计和接口技术上配以较多的程序设计例题，每章后面附以习题，有利于读者尽快掌握程序 设计方法和计算机接口技术。 本书得到了国家自然科学基金（51675231） 、中国博士后基金（2015M571358）和佳木 斯大学教学研究项目（JYLA2012-016）的资助。 本书的第 1 章和第 4 章由佳木斯大学陈光军编写，第 2 章和第 9 章由佳木斯大学姜庆 昌编写，第 3 章由佳木斯大学薛迪编写，第 5 章的第 1 节和第 7 章由佳木斯大学史庆武编 写，第 5 章的第 2、3、4 节和第 8 章由大庆广播电视大学李顺治编写，第 6 章由佳木斯大 学马晓君编写，课后习题由佳木斯电机股份有限公司闫丹、李红军和佳木斯大学于泳红编 写。全书由陈光军统稿，由龙泽明教授和颜兵兵教授主审，龙泽明教授和颜兵兵教授对此 书的编写提出许多宝贵建议。在此向他们表示深切谢意。 本书在编写过程中参考了国内外相关领域内一些专家学者的论著，在此表示感谢。由 于编者水平有限，书中难免存在错误和不足之处，敬请读者批评指正。 编 者 2016 年 5 月 目 录 前言 第 1 章 概述.1 1.1 绪论 1 1.1.1 微型计算机的发展史1 1.1.2 微型计算机的特点2 1.1.3 微型计算机的应用领域3 1.2 微型计算机的组成 .4 1.2.1 微处理器.4 1.2.2 微型计算机.5 1.2.3 微型计算机系统 .5 1.3 微型计算机的工作过程和 主要性能指标.5 1.3.1 微型计算机的工作过程5 1.3.2 微型计算机的主要性能指标5 1.4 微机系统中采用的先进技术6 1.4.1 流水线技术.6 1.4.2 高速缓冲存储器 .6 1.4.3 CISC 和 RISC7 1.4.4 多核心技术.7 1.5 微型计算机中数的表示8 1.5.1 数制及相互转换 .8 1.5.2 符号数的表示及运算 11 1.5.3 计算机中常用的编码14 1.6 二进制数的算术运算及其加法电路 16 1.6.1 二进制数的相加 .16 1.6.2 半加器电路.17 1.6.3 全加器.17 1.6.4 半加器及全加器符号18 1.6.5 二进制数的加法电路18 1.6.6 二进制数的减法运算19 课后习题 .20 第 2 章 8086/8088 微处理器 .21 2.1 16 位微处理器概述 21 2.2 8086/8088 微处理器的结构22 2.2.1 8086/8088 的内部结构22 2.2.2 8086/8088 寄存器的结构24 2.3 8086/8088 微处理器的工作 模式及引脚功能.27 2.3.1 8086/8088 的工作模式27 2.3.2 8086/8088 的引脚功能27 2.4 8086/8088 存储器组织和 I/O 组织.32 2.4.1 存储器的分段管理32 2.4.2 内存的物理地址形成33 2.4.3 存储器的分体结构33 2.4.4 8086/8088 I/O 组织 .34 2.5 8086/8088 系统配置 .35 2.5.1 最小模式下的典型配置35 2.5.2 最大模式下的基本配置36 2.6 8086/8088 微处理器时序40 2.6.1 8086/8088 的总线周期40 2.6.2 系统的复位及启动41 2.6.3 8086 最小模式下的总线操作 .41 2.6.4 8086 最大模式下的总线操作 .44 课后习题46 第 3 章 8086/8088 指令系统47 3.1 8086/8088 的指令格式47 3.1.1 指令的助记符格式47 3.1.2 指令的机器码格式48 3.2 8086/8088 的寻址方式50 3.2.1 操作数的寻址方式50 3.2.2 指令地址的寻址方式55 3.3 8086/8088 的指令系统56 3.3.1 数据传送类指令57 3.3.2 算术运算类指令63 3.3.3 逻辑运算与移位类指令70 3.3.4 串操作类指令 .74 3.