《微机原理与应用》课程教学大纲.docx
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1、微机原理与应用课程教学大纲一、课程基本信息课程代码:210523课程名称:微机原理与应用英文名称:Principles and Applications of Computers课程类别:专业基础课学 时:讲授学时48,实验课时15,总学时63学 分:3适用对象:电子信息工程、通信工程大三学生考核方式:考试先修课程:数字电子技术二、课程简介近年来,随着微电子技术的飞速发展,微型计算机性能不断上升,价格不断下降, 使得微机的应用日益渗透到各行各业,成为科学技术发展水平的主要标志之一。由于 微型计算机在电子控制、数据处理、通信等方面用途广泛,因而掌握微机原理对于电 子、通信类学生显得尤为重要。Wi
2、th the technology of micro-electronics improves quickly in recent years, the performances of microcomputer increased and the price drop down, which caused the applications of microcomputers throughout everywhere, and become one of important marts of the science level. As microcomputers have a wide a
3、pplication in electronic control, data process, telecommunication, and so on, it is very important to the students who are majoring in Electronics and Telecommunication Engineering to master the principles of computers.三、课程性质与教学目的微机原理与应用是高等院校计算机类、电子类专业学生必修的专业课程,具 有特别重要的专业基础地位,它强调的是计算机内部体系结构的组织与实现、微机
4、工 作原理及其应用的方法,是特别针对微机硬件(包括系统以及接口)的一门课程。本 课程授课对象是电子信息工程、通信工程大三本科生,目的是让学生掌握微型计算机 各主要芯片的功能、布线方法、控制方法,能根据设计要求选择芯片并实现单元之间 的连接,并能针对具体的硬件电路编写汇编程序,具有一定的方案选定和安装调试能 力。1 .主要内容主要介绍了描述微处理器的各种性能指标。2 .基本概念和知识点基本概念:主频、地址总线宽度、高速缓存。知识点:微处理器从诞生到今,制造工艺越来越先进,集成度越来越 高,内部晶体管数成倍增长。但微处理器的内部结构仍然由控制单元、逻 辑单元和存储单元三大部分组成,其性能大致反映了
5、它所配置的微机的性 能。3 .问题与应用(能力要求)要求学生了解微处理器的各项性能指标。第二节.主要内容主要介绍8086微处理器的引脚功能、系统配置。1 .基本概念和知识点基本概念:地址总线、数据总线、控制总线、最小方式。知识点:8086微处理器是Intel系列的典型微处理器,其40条引脚信号 按功能可分为四部分地址总线、数据总线、控制总线以及其他(时钟 和电源)。地址总线是用于确定CPU要访问的内存单元(或I/O端口)的地 址信号;数据总线用于在CPU和内存储器(或I/O设备)之间交换信息; 控制总线用于传输CPU送到其他部件的控制命令。当8086微处理器工作于 最小方式时,可构成小型的单处
6、理机系统,这时,8086微处理器可通过地 址锁存器和数据收发器和存储器、I/O接口通信。2 .问题与应用(能力要求)要求学生熟练掌握8086微处理器各引脚的意义和使用方法,掌握8086 工作在最小方式下的系统配置方法。第三节.主要内容主要介绍8086微处理器的基本时序。1 .基本概念和知识点基本概念:时钟周期、指令周期、总线周期。知识点:计算机的工作是在时钟脉冲的统一控制下,一个一个节拍地 实现的。时钟脉冲的重复周期称为时钟周期。每条指令的执行由取指令、 译码和执行等操作组成,执行一条指令所需要的时间称为指令周期。8086 与外部交换信息是通过总线进行的,CPU的每一个这种信息输入、输出过 程
7、需要的时间称为总线周期。8086CPU的操作分为内操作和外操作。外操 作是系统对CPU的控制或CPU对系统的控制,主要有:存储器读/写、I/O 端口读/写、中断响应、总线保持、总线请求/允许、复位和启动。2 .问题与应用(能力要求)要求学生了解总线周期的特点,掌握总线读操作、总线写操作、中断 响应操作、总线保持/响应的周期时序。第四节.主要内容主要介绍微机的系统总线。1 .基本概念和知识点基本概念:内总线、外总线、片总线。知识点:总线是用来连接各部件的一组通信线。微机总线可分为:片 总线、内总线和外总线。内总线即系统总线,是微机系统中各插件之间信 息传输的通路,分为数据总线、地址总线、控制总线
8、。总线完成一次数据 传输要经历四个阶段:申请占用总线、寻址、数据传输、结束。总线上的 数据传输的方式有:同步传输、异步传输、半同步传输。目前,系统总线 包括:PC总线、VL和PCI总线、ISA总线、EISA总线、通用串行总线USB 等。2 .问题与应用(能力要求)要求学生了解总线的分类和目前各种系统总线的概况。(三)课后练习教材第五章习题:5.1、5.2、5.4、5.5o(四)教学方法与手段本章教学主要采用课堂讲授的方法。第六章主存储器(-)目的与要求. 了解各种类型存储器的引脚和使用方法;1 .掌握CPU和存储器的连接方法;.掌握存储器的扩展方法。(二)教学内容第一节1 .主要内容主要介绍存
9、储器的一般概念和分类。2 .基本概念和知识点基本概念:半导体存储器、ROM、RAMo知识点:存储器是计算机中用于存储信息的部件。半导体存储器可分 为随机存取存储器(简称RAM)和只读存储器(简称ROM)。3 .问题与应用(能力要求)要求学生了解存储器的分类和主要技术指标。第二节.主要内容主要介绍随机存储器的工作原理和典型芯片。1 .基本概念和知识点基本概念:SRAM、DRAMo知识点:RAM可分为SRAM和DRAM两种。SRAM不需要刷新电 路,但集成度较低,功耗较大,典型SRAM芯片有Inte16、6264、62256 等;DRAM集成度高,功耗低,但需要刷新,典型的DRAM是Intel21
10、64A。 3.问题与应用(能力要求)要求学生了解SRAM和DRAM的工作原理,掌握典型RAM芯片的 引脚功能。第三节.主要内容主要介绍只读存储器的工作原理和典型芯片。1 .基本概念和知识点基本概念:掩膜ROM、EPROM、EEPROMo知识点:只读存储器ROM的信息在使用时是不能改变的,只能读出, 不能写入,一般存放固定程序。ROM大致分为:掩膜ROM、EPROM、 EEPROMo掩膜ROM在制成后就不能修改。EPROM可利用紫外线擦除 器进行擦除改写,典型EPROM芯片有2716、2732等。EEPROM是电可 擦可编程的,速度快,改写方便,典型的EEPROM有Intel28I6。2 .问题
11、与应用(能力要求)要求学生了解各种ROM的工作原理,掌握典型ROM芯片的引脚功 能。第四节.主要内容主要介绍CPU与存储器的连接方法和存储器的扩展方法。3 .基本概念和知识点基本概念:地址译码器、位扩展、容量扩展。知识点:CPU与存储器的连接通常通过地址译码器74LSI38完成。 存储器扩展可分为位扩展和容量扩展,通常也要利用地址译码器来实现。 6.问题与应用(能力要求)要求学生掌握地址译码器的使用方法,能利用地址译码器实现CPU 与存储器的连接,实现存储器的扩展。(三)实践环节与课后练习实践环节:实验3I/O地址译码器实验。课后练习:教材第六章习题:6.1、6.2、6.6、6.7、6.8、6
12、.9。(四)教学方法与手段本章教学主要采用课堂讲授的方法。第九章 定时/计数接口电路(一)目的与要求. 了解定时/计数的概念;1 .掌握可编程定时/计数器Intel8253的内部结构、引脚和使用方法。(二)教学内容第一节1 .主要内容主要介绍定时/计数的基本概念。2 .基本概念和知识点基本概念:软件定时、硬件定时。知识点:定时/计数就是通过硬件或软件方法产生时间基准,用于实 现系统的定时、延时等控制需求。定时的实现方法有:软件定时、纯硬件 定时和可编程硬件定时/计数器。软件定时会完全占用CPU的时间,降低 CPU的利用率。纯硬件定时条件不方便。因此常用可编程硬件定时/计数 器实现定时。3 .问
13、题与应用(能力要求)要求学生了解定时的概念和各种定时实现方法的特点。第二节.主要内容主要介绍可编程定时/计数器Intel8253o.基本概念和知识点基本概念:分频器、方波发生器。知识点:Intel8253拥有3个独立的16位计数器,可进行二进制或 BCD码计数。它有六中工作方式:方式0方式5。一旦CPU通过Intel8253 的控制端口写入控制字,即可令其计数器进行计数。1 .问题与应用(能力要求)要求学生掌握可编程定时/计数器Intel8253的内部结构、引脚,掌 握Intel8253的6种工作方式,掌握其编程利使用方法。(三)实践环节与课后练习2 践环节:实验4可编程定时器/计数器。课后练
14、习:教材第九章习题:9.2、9.7、9.8、9.9o(四)教学方法与手段本章教学主要采用课堂讲授的方法,并通过实验加强本章知识的巩固。第十章 并行和串行接口电路(一)目的与要求. 了解并行接口和串行接口的组成和数据输入/输出过程;1 .掌握可编程并行接口电路Intel8255A的内部结构、引脚和使用方法;.掌握可编程串行接口电路Intel8251A的内部结构、引脚和使用方法。(二)教学内容第一节1 .主要内容主要介绍并行和串行通信的接口电路组成和数据通信过程。2 .基本概念和知识点基本概念:并行、串行、串入并出、并入串出。知识点:CPU与外设进行数据传输,通常采用的接口方式有并行通信 接口和串
15、行通信接口。并行通信由并行接口来完成。并行接口中各位数据 都是并行传输的,它以字节(或字)为单位与I/O设备或被控对象进行数 据交换。并行通信以同步方式传输,特点是:传输速度快,硬件开销大, 适合近距离传输。并行接口由状态寄存器、控制寄存器和数据缓冲寄存器 组成。串行通信是通过一位一位地进行数据传输来实现通信。与并行通信 相比,串行通信具有传输线少,成本低等优点,适合远距离传输,缺点是 速度慢。由于串行接口与CPU直接的通信是并行的,所以接口内还包含了 串入并出和并入串出电路。3 .问题与应用(能力要求)要求学生了解并行接口和串行接口的组成和数据输入/输出过程。 第二节.主要内容主要介绍微机常
16、用并行接口芯片Intel8255A的性能结构、引脚和编 程使用方法。1 .基本概念和知识点基本概念:A组控制电路、B组控制电路。知识点:8255A有三个独立的数据口,每个端口 8位,也可分为2组 工作,每组12条线。8255A有三种工作方式:基本的输入/输出方式、选 通输入/输出方式、带选通的双向传输方式。2 .问题与应用(能力要求)要求学生了解8255A的性能结构,掌握8255A的端口、引脚功能和 使用方法。第三节.主要内容主要介绍微机常用串行接口芯片Intel8251A的性能结构、引脚和编 程使用方法。1 .基本概念和知识点基本概念:联络信号。知识点:8251A有一个接收缓冲器和一个发送缓
17、冲器,可工作于同步 或异步方式。它能控制调制解调器进行串行信号的模拟通信。8251A内包 括了方式寄存器、控制寄存器和状态寄存器。CPU通过写入控制字以改 变8251A的工作方式、工作状态。2 .问题与应用(能力要求)要求学生了解8251A的性能结构,掌握8251A的端口、引脚功能和 使用方法。(三)实践环节与课后练习实践环节:实验5一可编程并行接口;实验6一七段数码管;实验7一竞 赛抢答器。课后练习:教材第十章习题:10. 1、10.5。(四)教学方法与手段本章教学主要采用课堂讲授的方法,并通过实验加强本章知识的巩固。五、各教学环节学时分配X 教学环节教学时课程内厂讲课习 题 课讨 论 课实
18、验其他教 学环节小计第一章300003第二章400004第三章11100012第四章9106016第五章600006第六章300003第九章400307第十章6006012合计462015063六、推荐教材和教学参考资源1 .龚尚福.微机原理与接口技术.西安:西安电子科技大学出版社,2003年8月2 .周明德.微型计算机系统原理及应用.北京:清华大学出版社,2002年3 .冯博琴.微型计算机原理与接口技术.北京:清华大学出版社,2002年七、其他说明修订日期:审定日期:大纲修订人:刘毅 大纲审定人:四、教学内容及要求第一章微型计算机基础(一)目的与要求. 了解微型计算机的特点、分类、主要技术指
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