微机原理与接口技术理论教学大纲.doc

南方，你穿着黑衣裳走向天那些寂寞的花朵黑的花朵你是天鹅船唯一的花朵 文 名：Principle and Interface Technology of MicroComputer课程类别：学科基础课前 置 课：数字逻辑与逻辑设计、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，实验教学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，2005.课程概述：本课程是计算机科学与技术专业的学科基础课课程以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端口的地址译码,CPU和外设之间的数据传送方式，中断控制器及中断技术应用，DMA控制器及应用，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，微计算机发展的新技术课程内容，涉及知识面广,实用性较强教学目的：通过本课程的学习，使学生掌握微处理器的工作原理及时序，微型计算机与外部设备数据传送的基本方法；掌握常用接口芯片的硬件结构、编程要点及使用方法；能够读懂简单的接口电路原理图及相关的控制程序；能够根据要求设计简单的常用的接口电路，编写相应的程序段；掌握实验、系统设计的基本方法。

为后继课程的学习及未来从事微机硬件及软件开发打下基础教学方法：本课程采用课堂理论课教学与实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，多角度调动学生的注意力和学习兴趣实验课教学安排在理论课每一章后同步进行，使之与理论课教学紧密配合实验内容上，增大综合性实验、与设计性实验的比例，以注重培养学生的动手能力各章教学要求及教学要点第一章 微型计算机概述课时分配: 2课时教学要求：了解微型计算机的特点及应用领域；掌握微处理器、微型计算机、微型计算机系统的概念，了解微型计算机发展概况及应用领域教学内容：第一节 微型计算机的基本概念一、微型计算机的基本概念二、微型计算机的基本结构三、微型计算机的分类第二节 微型计算机的发展概况 微型计算机的五个发展阶段概况介绍思考题：1.画出微型计算机的基本结构图，并说明各组成部分完成的基本功能2.解释下列名词：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？第二章Intel 80X86微处理器课时分配: 6课时教学要求：了解80x86微处理器系列概况，掌握8086/8088微处理器的内部结构的组成及最小工作模式下引脚定义，掌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的内部结构、引脚功能等，了解Pentium微处理器的逻辑结构、采用的主要新技术。

教学内容：第一节 Intel8086/88 微处理器一、 Intel8086/8088 的内部结构二、 Intel8086/8088 的内部寄存器三、 Intel8086/8088 的引脚及功能四、 Intel8086/8088 的系统配置五、 Intel8086/8088 的总线周期及时序第二节 80386 微处理器简介一、Intel 80386 的内部结构二、Intel 80386 的工作方式三、Intel 80386 的寄存器组四、Intel 80386 的引脚和总线周期第三节 Pentium微处理器简介一、Pentium微处理器的逻辑结构二、Pentium微处理器采用的最新技术思考题：1.8086CPU内部分成哪两大部件，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的基本总线周期由几个时钟周期完成？若某8086CPU时钟频率为20MHZ，试问一个时钟周期是多少？－个基本总线周期是多少？它每秒钟最多可以同内存进行多少次数据交换。

5.简述8086CPU最小模式下控制数据流方向的信号有哪几个？其存储器读周期中，地址、M/、ALE、信号，及CPU采样数据总线的时刻？以及存储器写周期中，地址、M/、ALE、数据、信号，出现的时刻6.当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Tw等待周期的插入？插入的Tw周期个数由什么决定？7.8086CPU向内存奇地址写一个字需要几个总线周期？信号何时输出低电平向内存偶地址写一个字需要几个总线周期？8.简述80386微处理器的基本结构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 主存储器技术课时分配: 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，掌握存储器地址的译码和形成规律；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的连接方法第二节 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连接时应注意哪些问题？4. 在16位机与主存储器的连接中，作用是什么？第五章 输入/输出系统课时分配: 15课时教学要求：1. 理解接口电路的功能，掌握微型机与外设的数据传输方式及工作原理，掌握I/O端口地址译码电路的设计方法。

2.了解可编程并行接口芯片8255A的基本结构，熟悉8255A的工作方式及特点,掌握8255A控制字的含义和作用，要求能够根据应用需要，选用工作方式，编写初始化及应用程序3.掌握串行通信基础知识，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8251的基本结构，要求能够根据应用需要，编写初始化及串行通讯程序教学内容：第一节 概述一、I/O接口二、I/O端口三、输入/输出的四种控制方式第二节 可编程并行接口芯片8255A一、8255A的逻辑结构与引脚功能二、8255A的工作方式三、8255A的控制字与初始化编程四、8255A应用举例第三节 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：1.什么是接口电路？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.I/O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31FH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，其差别何在？9. 什么是串行通信？串行通信有什么特点？10. 8250内部有哪些寄存器？分别举例说明它们的作用和使用方法？11. 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/输出控制器课时分配: 8课时教学要求： 掌握中断的基本概念，理解8259A中断控制器的工作原理、掌握8259A初始化编程方法，掌握PC机硬件中断程序设计方法，掌握DMA传送的基本概念，理解DMA控制器8237A的工作原理，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的中断系统第二节 可编程中断控制器8259A一、可编程中断控制器8259A的特点二、8259A的内部结构和引脚功能三、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传送方式简介 二、解决CPU与DMA控制器访存冲突的方式。

三、DMA的传送方式四、DMA控制器的类型第四节 可编程DMA控制器8237A一、概述二、8237A的内部结构与引脚功能三、8237A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服务程序的结构3.简述8259A的始化编程步骤4.简述DMA方式传送的原理5.DMA控制器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、模拟接口课时分配: 15课时教学要求： 1.掌握可编程定时/计数器8253的基本结构、工作方式及特点、控制字的含义和作用，要求能够根据应用需要，正确选择控制字，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、分类及主要参数掌握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掌握模/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8253一、 可编程定时器／计数器的工作原理。

二、 8253的内部结构与引脚功能三、 8253的工作方式四、 8253的编程和应用举例第二节 模拟接口一、模拟接口的基本组成二、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ADC0809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，若参考电压为+512V，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，若参考电压为+5V，当输入模拟电压为125V时，其输出的数字量为多大？若已知输出的数字量为65H，问输入的模拟电压为多少？ 第八章 总线技术简介课时分配: 2课时教学要求： 了解微计算机总线的概念，熟悉总线的概念及分类以及几种常见总线及其标准，掌握ISA总线与PCI总线、USB总线的结构及特点及应用。

教学内容：第一节 总线的概述一、总线分类和总线标准二、总线驱动与控制。