《微机原理与接口技术》理论教学大纲.docx

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1、微机原理与接口技术理论教学大纲2023 年制订课程编号： 210019英文名：Prin ciple and In terface Tech no logy of MicroComputer课程类别： 学科根底课前置课：数字规律与规律设计、汇编语言程序设计 后置课：学 分：4 学分课 时：68 课时其中理论教学 50 课时，试验教学 18 课时主讲教师： 李耀、黄克勤等选定教材： 李保红等，微型计算机技术 北京：清华大学出版社，2023.课程概述:本课程是计算机科学与技术专业的学科根底课。课程以Intel 微处理器为背景，介绍微型计算机原理及接口技术，包括 CPU 的工作原理与时序，I/O 端口

2、的地址译码，CPU 和外设之间的数据传送 方式，中断掌握器及中断技术应用，DMA 掌握器及应用，并行接口及应用、串行接口及应用，定时器计数器/计数器接口及应用、模/数和数/模转换接口及应用，键盘和 LED 显示接口及应用，微型计 算机的总线，微计算机进展的技术。课程内容，涉及学问面广 教学目的：，有用性较强。通过本课程的学习，使学生把握微处理器的工作原理准时序，微型计算机与外部设备数据传送 的根本方法；掌握常用接口芯片的硬件构造、编程要点及使用方法；能够读懂简洁的接口电路原理 图及相关的掌握程序；能够依据要求设计简洁的常用的接口电路，编写相应的程序段；把握试验、 系统设计的根本方法。为后继课程

3、的学习及将来从事微机硬件及软件开发打下根底。教学方法：本课程承受课堂理论课教学与试验课教学相结合。课堂教学以多媒体教学为主，充分利用多媒 体教学的大信息量、图文声像并茂等特点来突破教学难点，多角度调动学生的留意力和学习兴趣。 试验课教学安排在理论课每一章后同步进展，使之与理论课教学严密协作。试验内容上，增大综合 性试验、与设计性试验的比例，以留意培育学生的动手力量。各章教学要求及教学要点第一章微型计算机概述课时安排：2 课时教学要求：了解微型计算机的特点及应用领域；把握微处理器、微型计算机、微型计算机系统的概念，了 解微型计算机进展概况及应用领域。教学内容：第一节微型计算机的根本概念一、微型计

4、算机的根本概念。二、微型计算机的根本构造。三、微型计算机的分类其次节微型计算机的进展概况微型计算机的五个进展阶段概况介绍。思考题：1. 画出微型计算机的根本构造图，并说明各组成局部完成的根本功能。2. 解释以下名词：微处理器；微型计算机；微型计算机系统。3. 微处理器；微型计算机；微型计算机系统有何不同？课时安排：6 课时其次章Intel 80X86 微处理器教学要求：了解 80x86 微处理器系列概况，把握 8086/8088 微处理器的内部构造的组成及最小工作模式下 引脚定义，把握最小与最大模式下微计算机的组成及总线操时序，了解 80386 的内部构造、引脚功能等，了解Pentium 微处

5、理器的规律构造、承受的主要技术。教学内容：第一节In tel8086/8088的内部构造。In tel8086/8088的内部存放器。In tel8086/8088的引脚及功能。四、In tel8086/8088的系统配置。五、 Intel8086/8088的总线周期准时序。In tel8086/88微处理器其次节 80386 微处理器简介、 Intel80386的内部构造。_、 Intel80386的工作方式。三、 In tel80386的存放器组。四、 In tel80386的引脚和总线周期第三节 Pentium 微处理器简介Pentium 微处理器的规律构造。Pentium 微处理器承受

6、的最技术。思考题：1.8086CPU 内局部成哪两大部件，它们各自的组成和功能是什么？2.8086CPU 组成微型计算机系统时，为什么要用地址锁存器，它们的主要功能是什么？3. 什么是最大模式？什么是最小模式？用什么方法将8086 置为最大模式和最小模式？4. 总线周期的含义是什么？8086 的根本总线周期由几个时钟周期完成？假设某 8086CPU 时钟频率为 20MHZ，试问一个时钟周期是多少？一个根本总线周期是多少？它每秒钟最多可以同内存进展多少次数据交换。5简述 8086CPU 最小模式下掌握数据流方向的信号有哪几个？其存储器读周期中，地址、M/ IO、ALE、RD 信号，及 CPU 采

7、样数据总线的时刻？以及存储器写周期中，地址、ALE、数据、WR 信号，消灭的时刻。6.中选定的存储器或输入/输出设备与CPU 的工作速度不相匹配时，如何实现入？插入的Tw 周期个数由什么打算？M/IO、Tw 等待周期的插7.8086CPU 向内存奇地址写一个字需要几个总线周期？ 址写一个字需要几个总线周期？BHE信号何时输出低电平。向内存偶地8简述 80386 微处理器的根本构造。9.80386 微处理器在实地址模式下，存储空间是多少？在保护虚地址模式下，存储空间又是多少第四章主存储器技术课时安排：2 课时教学要求：进一步提高 8086/8088 微处理器与存储器的连接方法，把握存储器地址的译

8、码和形成规 律；了解 32 位微处理器与存储器的连接方法。教学内容:第一节半导体存储器的连接一、 SRAM、ROM 的连接方法。二、 DRAM 的连接方法。其次节 16/32 位机中主存储器的连接方法一、 16 位机与主存储器的连接。二、 32 位机与主存储器的连接。思考题：1. 地址译码器的作用是什么？2. 地址译码有几种译码方式？3. 存储器与CPU 连接时应留意哪些问题？4. 在 16 位机与主存储器的连接中，BHE作用是什么？第五章输入/输出系统课时安排：15 课时教学要求：1. 理解接口电路的功能，把握微型机与外设的数据传输方式及工作原理，把握 码电路的设计方法。I/O 端口地址译2

9、. 了解可编程并行接口芯片8255A 的根本构造，生疏 8255A 的工作方式及特点，把握 8255A 掌握字的含义和作用，要求能够依据应用需要，选用工作方式，编写初始化及应用程序。3. 把握串行通信根底学问，包括全双工方式、半双工方式、波特率、传输距离、同步方式、异步方式、RS-232-C 标准、调制与解调器。了解串行异步通信接口芯片够依据应用需要，编写初始化及串行通讯程序。教学内容：第一节概述、I/O 接口。、I/O 端口。、输入/输出的四种掌握方式。其次节 可编程并行接口芯片 8255A、8255A 的规律构造与引脚功能。1、8255A 的工作方式。8255A 的掌握字与初始化编程。四、

10、8255A 应用举例。8251 的根本构造，要求能其次节 可编程串行接口芯片 8251A一、 串行通信原理。二、 可编程串行通信接口芯片8251A。思考题：I. 什么是接口电路？微机与外设之间为什么要用接口电路？2 简述接口电路的主要功能？3.1 /0 端口的寻址方式有哪二种，其优缺点分别是什么？4. 微机和外设之间数据传送方式主要有哪几种方式？5. 画出一个 8086 最大模式下无条件输入的接口电路图。6. 简述查询方式传送，一个数据的传送过程？7. 设计一个PC 机 I/O 地址为 3 仆H 的译码电路，画出电路图。8. 可编程并行接口芯片 8255A 有哪几种工作方式，其差异何在？9.

11、什么是串行通信？串行通信有什么特点？10. 8250 内部有哪些存放器？分别举例说明它们的作用和使用方法？II. 试述编写异步通信程序的步骤和方法？12. 8251 的状态字RxRDY=1 和 TxRDY=1 分别表示什么含义？何时复位？第六章可编程输入/输出掌握器课时安排： 8 课时教学要求：把握中断的根本概念，理解8259A 中断掌握器的工作原理、把握把握 PC 机硬件中断程序设计方法，把握DMA 传送的根本概念，理解工作原理，了解 8237A 在 PC 机中的应用。教学内容：第一节中断一、 中断及中断处理流程。二、 8086/8088 的中断系统。三、 80386 的中断系统。其次节可编

12、程中断掌握器8259A一、 可编程中断掌握器8259A 的特点。二、 8259A 的内部构造和引脚功能。8259A 初始化编程方法，DMA 掌握器 8237A 的三、 8259A 的工作方式。四、 8259A 的中断处理流程。五、 8259A 的初始化命令字和操作命令字。六、 8259A 的初始化编程。七、 8259A 的级联方式举例。第三节DMA 传送方式一、 DMA 专送方式简介。二、 解决 CPU 与 DMA 掌握器访存冲突的方式。三、 DMA 的传送方式。四、 DMA 掌握器的类型。第四节可编程DMA 掌握器 8237A一、概述。_ 、8237A 的内部构造与引脚功能。三、 8237A

13、 的传送类型、工作时序和工作方式。四、 8237A 的编程。五、 8237A 的应用举例思考题：1简述中断传送方式的原理。2简述 8086 可屏蔽中断的响应过程及中断效劳程序的构造。3简述 8259A 的始化编程步骤4简述 DMA 方式传送的原理。5.DMA 掌握器 8237A 内部包括几个独立的通道？每次DMA 传输时数据字节数最大值是多少？用2 片 8237A 构成的二级DMA 系统可以得到多少 DMA 通道。第七章定时器/计数器、模拟接口课时安排： 15 课时教学要求：1. 把握可编程定时/计数器 8253 的根本构造、工作方式及特点、掌握字的含义和作用， 要求能够 依据应用需要，正确选

14、择掌握字，计算计数初值，编写初始化程序。2 .了解D/A 及 A/D 转换器的原理、分类及主要参数。把握 D/A 转换器DAC0832 与微机的连 接以及D/A 转换应用程序设计方法。 把握模/数转换器ADC0809 与微机的连接以及 A/D 转换应用程 序设计方法。教学内容:第一节可编程定时器/计数器一、 可编程定时器/计数器的工作原理。二、 8253 的内部构造与引脚功能。三、 8253 的工作方式。四、 8253 的编程和应用举例。其次节模拟接口一、 模拟接口的根本组成。二、 D/A 转换器的原理。三、 D/A 转换器 DAC0832。四、 A/D 转换器的原理。五、 A/D 转换器 A

15、DC08098253思考题：1.8253 的一个计数器计数的最大值是多少？ 一个计数器定时的最大值是多少？二个计数器级 联时最大值分别是多少？2. 简述 8253 的工作方式及初始化编程步骤。3. D/A、A/D 转换器接口的作用是什么？4. 对一个 8 位的D/A 转换器，假设参考电压为+5。12V，当CPU 向 D/A 转换器输出数据 32H 时,D/A 转换器输出电压理论值是多少？要使 D/A 转换器输出-4V 的模拟电压，则相应的数字值应为多 大？5. 某 PC 机上 D/A 转换器的地址为 290H，试分别写出用其产生锯齿波、三角波的程序段。6. 对一个 8 位的A/D 转换器，假设

16、参考电压为+5V，当输入模拟电压为 1。25V 时，其输出的数字量为多大？假设输出的数字量为65H，问输入的模拟电压为多少？第八章总线技术简介课时安排： 2 课时教学要求：了解微计算机总线的概念，生疏总线的概念及分类以及几种常见总线及其标准，把握 线与 PCI 总线、USB 总线的构造及特点及应用。教学内容：第一节总线的概述一、 总线分类和总线标准。二、 总线驱动与掌握。ISA 总其次节系统总线标准及应用、ISA 总线。二、PCI 总线。第三节通信总线标准及应用一、 RS-232C 总线。二、 RS-422 和 RS-485 总线。三、 USB 串行总线。思考题：1 微机总线有哪些种类？其数据

17、传输的主要过程是什么？2. 在 ISA 总线上进展 16 位数据传送需要哪些掌握信号？3. PCI 总线的主要优点是什么？4. USB 总线的特点是什么？附录：参考书目1李耀.微机原理与接口技术试验指导书2戴梅萼微型计算机技术及应用第M.南京：南京财经大学信息工程学院， 3 版M.北京：清华大学出版社，2023.2023.3金惠华译 Intel 微处理器构造、程与接口第六版4马瑞芳微机原理与接口技术重点难点及典型题精解M.北京：电子工业出版社，M西安：西安交通大学出版社，2023.20235杨全胜现代微机原理与接口技术M北京：电子工业出版社，20236刘星微机原理与接口技术M.北京：电子工业出

18、版社，2023.7刘乐善微型计算机接口技术其次版M.广州：华南理工大学出版社,2023.8雷丽文著微机原理与接口技术M.北京：电子工业出版社，9李文英微机原理与接口技术M.北京：清华大学出版社， 2023.2023.10邹逢兴计算机硬件技术及应用根底M.长沙：国防科技大学出版社，2023.执笔人：黄克勤2023 年 5 月审定人：李耀2023 年 5 月院系、部负责人： 韩忠愿2023 年 5 月出师表两汉：诸葛亮先帝创业未半而中道崩殂，今日下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。然侍卫之臣不懈于 内，忠志之士忘身于外者，盖追先帝之殊遇，欲报之于陛下也。诚宜开张圣听，以光先帝遗德，恢 弘志士之气

19、，不宜妄自菲薄，引喻失义，以塞忠谏之路也。宫中府中，俱为一体；陟罚臧否，不宜异同。假设有作奸犯科及为忠善者，宜付有司论其刑赏， 以昭陛下平明之理；不宜偏私，使内外异法也。侍中、侍郎郭攸之、费祎、董允等，此皆良实，志虑忠纯，是以先帝简拔以遗陛下：愚以为宫 中之事，事无大小，悉以咨之，然后施行，必能裨补阙漏，有所广益。将军向宠，性行淑均，晓畅军事，试用于从前，先帝称之曰 中之事，悉以咨之，必能使行阵和谐，优劣得所。能”，是以众议举宠为督：愚以为营亲贤臣，远小人，此先汉所以兴隆也；亲小人，远贤臣，此后汉所以倾颓也。先帝在时，每与 臣论此事，未尝不叹息痛恨于桓、灵也。侍中、尚书、长史、参军，此悉贞良死

20、节之臣，愿陛下亲 之、信之，则汉室之隆，可计日而待也。臣本布衣，躬耕于南阳，苟全性命于乱世，不求闻达于诸侯。先帝不以臣卑劣，猥自枉屈，三 顾臣于草庐之中， 咨臣以当世之事，由是感谢，遂许先帝以驱驰。后值倾覆，受任于败军之际，奉 命于危难之间，尔来二十有一年矣。先帝知臣慎重，故临崩寄臣以大事也。受命以来，夙夜忧叹，恐托付不效，以伤先帝之明；故 五月渡泸，深入不毛。今南方已定，兵甲已足，当奖率三军，北定中原，庶竭驽钝，攘除奸凶，兴 复汉室，还于旧都。此臣所以报先帝而忠陛下之职分也。至于斟酌损益，进尽忠言，则攸之、祎、 允之任也。愿陛下托臣以讨贼兴复之效，不效，则治臣之罪，以告先帝之灵。假设无兴德之言，则责攸之、 祎、允等之慢，以彰其咎；陛下亦宜自谋，以咨诹善道，察纳雅言，深追先帝遗诏。臣不胜受恩感 激。今当远离，临表涕零，不知所言。