微机原理A_64教学大纲.doc

课程编号：13114微机原理及应用A64学时 4学分一、 课程的性质、目的及任务本课程是电气信息类本科生教学的专业基础必修课。通过本课程的学习，应使学生从理论和实践上较好地掌握微型机的组成、工作原理、接口电路及硬件的连接，建立微机系统的整体概念，使学生具有一定的应用微机系统进行软硬件开发的能力，为未来的工作和后继课程的学习打下基础。二、 适用专业电气工程及自动化、工业自动化、电子信息工程、计算机应用、通信工程等三、 先修课程电路原理、模拟电子技术、数字电子技术、计算机基础知识及应用四、 课程的基本要求本课程紧密结合电气信息类的专业特点，围绕微型计算机原理和应用主题，以Intelx86CPU为主线，系统介绍微型计算机的基本知识、基本组成、体系结构和工作模式等，Intelx86CPU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、工作过程和中断的编程与应用，了解DMA控制器的工作过程，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。课程系统介绍了微机中的常用接口原理和应用技术，包括可编程串并行接口的工作原理及编程应用方法，计数器/定时器的结构和应用，A/D、D/A的基本工作原理及应用方法。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分析。同时，配以适当的实验教学培养学生的独立分析问题和解决问题的能力，通过系统的实践教学锻炼，使学生具有一定的软硬件开发能力，为未来的工作和后继课程的学习打下基础。五、 课程的教学内容（一）课堂讲授的教学内容1 微型计算机概述1.1 概述1.1.1 微型计算机的发展1.1.2 微型计算机的特点1.2 微机工作过程 1.2.1 微机基本结构1.2.2 微机工作过程1.3 Intel x86微处理器1.3.1 Intel x86CPU的内部结构1.3.2 Intel x86CPU引脚及其功能1.3.3 Intel x86CPU的工作模式与系统构成1.4 Intel x86CPU时序分析1.4.1 基本概念1.4.2 典型时序分析2 Intel x86微处理器平台的指令系统2.1 Intel x86的寻址方式 2.1.1 立即寻址 2.1.2 直接寻址2.1.3 寄存器寻址2.1.4 寄存器间接寻址 2.2.5 变址寻址 2.2.6 基址加变址寻址2.2 Intel x86 指令系统2.2.1 数据传送指令 2.2.2 算术运算指令2.2.3 逻辑运算指令2.2.4 串操作指令 2.2.5 程序控制指令 2.2.6 标志处理及CPU控制类指令3 汇编语言程序设计3.1 汇编语言的基本元素3.1.1 汇编语言的语句格式3.1.2 汇编语言的运算符3.1.3 表达式3.1.4 汇编语言程序汇编步骤3.2 伪指令3.2.1 定义数据伪指令3.2.2 符号定义伪指令EQU、=、及PURGE3.2.3 段定义伪指令SEGMENT和ENDS3.2.4 设定段寄存器伪指令ASSUME3.2.5 定义过程的伪指令PROC和ENDP3.2.6 宏指令3.2.7 ORG 伪指令3.2.8 汇编结束伪指令END3.3 汇编程序设计3.3.1 简单程序设计3.3.2 分支程序设计3.3.3 循环程序设计3.3.4 子程序设计3.3.5 DOS功能调用4 存储器系统4.1 概述 4.1.1 存储器分类4.1.2 存储器系统结构 4.2 读写存储器RAM 4.2.1 静态RAM 4.2.2 动态RAM4.3 只读存储器ROM4.3.1 掩模ROM4.3.2 可编程的ROM4.3.3 可擦除可编程序的ROM4.3.4 电可擦除可编程序的ROM4.3.5 快擦型存储器(F1ash Memory)4.4 存储器芯片扩展及其与CPU的连接4.4.1 存储器芯片与CPU的连接4.4.2 存储器芯片的扩展4.5 高速缓冲存储器Cache4.5.1 Cache的层次结构4.5.2 Cache的基本工作原理4.5.3 Cache的基本操作4.6 虚拟存储器4.6.1 主存-辅存层次结构 4.6.2 虚拟存储器的基本概念 4.6.3 页式虚拟存储器4.6.4 段式虚拟存储器4.6.5 段页式虚拟存储器5 中断系统5.1 输入输出数据传输控制方式5.1.1 程序方式5.1.2 中断方式5.1.3 DMA（Direct Memory Access）方式5.2 Intel x86微处理器实模式下的中断操作5.2.1 中断分类与中断类型码5.2.2 中断向量与中断向量表5.2.3 中断响应过程与时序5.3 中断控制器8259A5.4.1 8259A的结构及主要功能5.4.2 8259A的编程5.4.3 8259A在系统中的应用举例6 DMA控制器和定时/计数器6.1 DMA控制器Intel82376.1.1 DMA概述6.1.2 8237编程结构与工作原理6.2 定时/计数器芯片Intel82536.2.1 8253结构和工作原理6.2.2 8253工作方式6.2.3 8253 编程及应用6.2.4 定时发声接口与编程7 接口与并行通信7.1 I/O接口概述7.1.1 CPU与I/O接口7.1.2 I/O接口与系统的连接7.2 可编程并行接口芯片8255A7.2.1 并行通信与接口7.2.2 8255A编程结构7.2.3 8255A编程及应用7.3 微机与键盘的接口7.3.1 键盘的工作原理7.3.2 键盘结构与键盘处理7.3.3 微机与键盘的接口7.4 显示器与键盘的接口7.4.1 LED显示器的工作原理及接口技术7.4.2 点阵显示器的工作原理及接口技术8 串行接口与通信8.1 串行接口与通信概述8.1.1 串行通信接口8.1.2 串行通信规程8.1.3 通信总线标准8.2 可编程串行接口芯片8251A8.2.1 8251A基本性能8.2.2 8251A内部结构8.2.3 8251A引脚功能8.2.4 8251A编程8.2.5 8251A应用举例8.3 通用串行接口标准8.3.1 通用串行接口USB8.3.2 1394接口 9 D/A、A/D 转换与接口技术 9.1 从物理信号到电信号的转换9.2 D/A转换器的一般工作原理9.2.1 解码原理 9.2.2 D/A转换器的基本结构 9.3 数/模转换器芯片（DAC）及其接口技术9.3.1 D/A的性能参数和术语 9.3.2 D/A芯片及其与CPU接口9.3.3 数/模转换器芯片和微处理器的接口需要注意的问题9.4 模/数转换芯片（ADC）及其接口技术9.4.1 采样和量化9.4.2 A/D的工作原理9.4.3 A/D的性能参数和术语9.4.4 A/D芯片及其与CPU接口9.4.5 模/数转换器芯片和微处理器的接口需要注意的问题10 总线技术10.1 总线标准与总线体系结构10.1.1 总线分类与结构10.1.2 总线控制方法10.2 PC总线10.2.1 ISA工业标准总线10.2.3 EISA扩展的工业标准结构总线10.2.4 VESA总线10.2.5 PCI总线10.2.6 加速图形端口（AGP）10.3 系统总线（二）实验的教学内容1、 可编程计数器/定时器8253：加深对8253基本原理及工作方式的了解；掌握8253初始化编程及应用的方法。2、 交通信号灯控制实验：掌握通过8255A并行口传输数据的方法；掌握8255A并行接口的原理及编程方法；了解通用实验装置上的逻辑电平开关电路，掌握读取开关数据的方法。3、 A/D、D/A数据转换实验：掌握D/A转换芯片( DAC0832 ) 、A/D转换芯片（ADC0809）数/模转换、模/数转换的过程与基本原理；掌握DAC0832、ADC0809芯片的使用方法和编程方法。4、 自主设计综合实验：采用多芯片综合应用方法，对并行口、串行口、定时器/计数器和鍵盘控制进行一次综合性练习。（三）上机的教学内容1、两个多位十进制数的相加程序：学习数据传送和算术运算指令的用法，熟悉在PC机上编辑、汇编、连接、调试和运行汇编语言程序的过程。2、循环程序设计、分支程序设计、子程序设计：掌握分支结构程序、分支程序和子程序的编制方法。六、 学时分配表内容讲课课堂讨论录像课实验实习上机小计1、微型计算机概述10102、Intel x86微处理器平台的指令系统82103、汇编语言程序设计4264、存储器系统865、中断系统446、DMA控制器和定时/计数器4267、接口与并行通信4268、串行接口与通信4269、D/A、A/D 转换与接