微机原理与接口技术课程综述.doc

HEFEI UNIVERSITY微机原理与接口技术课程综述系别 电子信息与电气工程系 班 级 自 动 化 姓名 学 号 完成 时间 2011 / 12 / 30 微机原理与接口技术课程综述摘要：本课程以Intel8086CPU为主线，系统介绍了微型计算机的基本知识、基本组成、体系结构、工作模式，介绍了8086CPU的指令系统、汇编语言及程序设计方法和技巧，存储器的组成和I/O接口扩展方法，微机的中断结构、工作过程，从而使学生能较清楚的了解微机的结构与工作流程，建立起系统的概念。本课程系统介绍了微机中的常用接口原理和应用技术，包括七大接口芯片：并行接口8255A、串行接口8251A、计数器/定时器8253、中断控制器8259A、的结构原理与应用。在此基础上，对现代微机系统中涉及的总线技术、高速缓存技术、数据传输方法、高性能计算机的体系结构和主要技术作了简要介绍。正文：全书共分10章，在内容安排上注重系统性先进性和实用性，各章前后呼应，并加入了大量的程序和硬件设计实例。下面总体概括以下：第一章：叙述微型计算机的发展构成和数的表示方法。第二章：阐述了8086微型机算计系统的组成原理和体系结构。第三章：对8086的指令系统的介绍。第四章：讨论8086汇编语言程序设计方法，并给出实例分析。第五章：介绍存储器的分类及应用第六章：讲述I/O接口和系统总线第七章：讨论中断系统并介绍中断控制器8259A第八到第十章：介绍了I/O接口芯片的基本原理和它们的大量应用实例，包括定时器/计数器8253/8254，通用并行接口8255A等。下面是介绍一下这个专业的几个重点内容（主要是以8086和8088为模板）：2、8086系统（1）BIU与EU的动作协调原则：总线接口部件（BIU）和执行部件（EU）按以下流水线技术原则协调工作，共同完成所要求的信息处理任务：每当8086的指令队列中有两个空字节，或8088的指令队列中有一个空字节时，BIU就会自动把指令取到指令队列中。其取指的顺序是按指令在程序中出现的前后顺序。每当EU准备执行一条指令时，它会从BIU部件的指令队列前部取出指令的代码，然后用几个时钟周期去执行指令。在执行指令的过程中，如果必须访问存储器或者IO端口，那么EU就会请求BIU，进入总线周期，完成访问内存或者IO端口的操作；如果此时BIU正好处于空闲状态，会立即响应EU的总线请求。如BIU正将某个指令字节取到指令队列中，则BIU将首先完成这个取指令的总线周期，然后再去响应EU发出的访问总线的请求。当指令队列已满，且EU又没有总线访问请求时，BIU便进入空闲状态。在执行转移指令、调用指令和返回指令时，由于待执行指令的顺序发生了变化，则指令队列中已经装入的字节被自动消除，BIU会接着往指令队列装入转向的另一程序段中的指令代码。（2）它的工作模式：有最小和最大（3）它的寻址方式：a、数据操作数这类操作数是与数据有关的操作数，即指令中操作的对象是数据。数据操作数又可分为：A 立即数操作数。指令中要操作的数据包含在指令中。B 寄存器操作数。指令中要操作的数据存放在指定的寄存器中。C 存储器操作数。指令中要操作的数据存放在指定的存储单元中。D I/O操作数。指令中要操作的数据来自或送到I/O端口。b、地址操作数这类操作数是与程序转移地址有关的操作数，即指令中操作的对象不是数据，而是要转移的目标地址。它也可以分为立即数操作数、寄存器操作数和存储器操作数，即要转移的目标地址包含在指令中，或存放在寄存器中，或存放在存储单元之中。3、汇编语言汇编语言是一种利用指令助记符、符号地址、标号来编写的计算机语言。是机器语言的符号表示，是面向机器的语言，是较低级的语言。利用汇编语言编写的程序称为源程序，需要通过汇编程序翻译成二进制代码的目标程序，再经过与库文件的连接，最后得到可执行文件程序，才能在机器上直接运行。本章主要内容是汇编语言语句类别：实指令语句、伪指令语句、宏指令语句，程序基本机构：顺序结构、分支结构、循环结构、过程（子程序）。4、存储器本章讨论半导体存储器芯片的类型、存储原理、使用场合、引脚功能、如何与CPU（或系统总线）连接以及及软件验证l连接是否正确等问题。存储器芯片-储器容量-引脚功能；主存储器设计：计算芯片数，地址分配、片选逻辑-与系统连接-软件验证；片选逻辑：全译码，部分译码：基本地址、重叠地址。5、I/O接口总线与中断中断传送方式的优点是：CPU不必查询等待，工作效率高，CPU与外设可以并行工作；由于外设具有申请中断的主动权，故系统实时性比查询方式要好得多。但采用中断传送方式的接口电路相对复杂，而且每进行一次数据传送就要中断一次CPU，CPU每次响应中断后，都要转去执行中断处理程序，且都要进行断点和现场的保护和恢复，浪费了很多CPU的时间。故这种传送方式一般适合于少量的数据传送。6、可编程计数器/定时器8253/8254及其应用本章主要内容是：定时器/计数器的应用场合；如何实现定时/计数；可编程计数器/定时器8253芯片的内部结构、引脚功能、计数原理、6种工作方式下的工作条件和输出波形特征。重点是8253芯片的实际应用。8253的引脚功能：与系统总线相连：数据引脚D0D7、地址引脚A1、A0、控制引脚RD/CS/WR；通道引脚CLKGATEOUT其他引脚GNDVCC可编程计数器/定时器8253的工作方式：方式0：计数结束中断方式，方式1：可编程单稳态输出方式，方式2：比率发生器（分频器），方式3：方波发生器，方式4：软件触发选通，方式5：硬件触发选通。7、可编程外围接口芯片8255A及其应用本章主要内容是并行输入/输出接口概念，可编程并行输入/输出接口芯片8255A的内部结构、引脚功能、3种工作方式下的输入输出工作过程及其实际应用。8255A的引脚：与系统总线相连：数据引脚D0D7,地址引脚A1A0,控制引脚RDCSWRRESET;端口线：端口PA7PA0；端口C：PC7PC4PC3PC0；端口B：PB7-PB0；其他引脚：GNDVCC3种工作方式：方式0：基本输入/输出，方式1：选通输入/输出，方式2：双向传送8、串信通信和可编程接口芯片8251A本章主要内容：串信通信的基本概念：数据传送方向，串行传送的2中基本方式，串行传送的2种基本工作方式，串行传送速率，串行接口芯片，调制解调器；可编程串行通信接口芯片8251A：内部结构和外部引脚，8251的编程及其初始化编程。心得体会初学微机原理时，感觉摸不着头绪。面对着众多的术语、概念及原理性的问题不知道该如何下手。在了解课程的特点后，我发现，应该以微机的整机概念为突破口，在如何建立整体概念上下功夫。可以通过学习一个模型机的组成和指令执行的过程，了解和熟悉计算机的结构、特点和工作过程。微机原理课程有许多新名词、新专业术语。透彻理解这些名词、术语的意思，为今后深入学习打下基础。一个新的名词从首次接触到理解和应用，需要一个反复的过程。而在众多概念中，真正关键的并不是很多。比如“中断”概念，既是重点又是难点，如果不懂中断技术，就不能算是搞懂了微机原理。在学习中凡是遇到这种情况，绝对不轻易放过，要力求真正弄懂，搞懂一