《微机原理与接口技术》理论教学大纲

1、微机原理与接口技术理论教学大纲 （2005年制订） 课程编号: 210019 英文名: 课程类别: 学科基础课 课: 数字逻辑与逻辑设计、汇编语言程序设计 课: 分: 4学分 Principle and In terface Tech no logy of MicroCo mpu ter 时: 主讲教师: 李耀、黄克勤等 68课时（其中理论教学 50课时，实验教学18课时） 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

2、/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

3、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

4、算机的基本概念 、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80 x86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、

5、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In tel8086/88微处理器 In tel8086/8088 的内部结构。 In tel8086/8088 的内部寄存器。 In tel8086/8088 的引脚及功能。 四、 In tel8086/8088的系统配置。 五、 In tel8086/8088的总线周期及时序。 第二节 80386微处理器简介 Intel 80386 的内部结构。 Intel 80386 的工作方式。 In tel 80386 的寄存器组。 In tel 80386 的引脚和总线周期 四、 第三节 Pentium微处理器

6、简介 、Pentium微处理器的逻辑结构。 二、Pentium微处理器米用的最新技术。 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？一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。 M/ IO、 5.简述8086CPU最小模式下控制数据流方

7、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，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? BHE信号何时输出低电平。向内存偶地 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? 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:

8、 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 SRAM、ROM的连接方法。 DRAM的连接方法。 第二节16/32位机中主存储器的连接方法 16位机与主存储器的连接。 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， BHE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： I/O端口地址译 1.理解接口电路的功能，掌握微型

9、机与外设的数据传输方式及工作原理，掌握 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 、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 四、

10、 8255A 8255A 8255A 8255A 的逻辑结构与引脚功能。 的工作方式。 的控制字与初始化编程。 应用举例。 第三节 可编程串行接口芯片8251A 、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? 3.1/0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.

11、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: 8259A中断控制器的工作原理、掌握8259A初始化编程方法， 彝握DMA传送的基本概念，理解DMA控制器8237A的 掌握中断的基本概念，理解 掌握PC机硬件中断程序设计方法， 工作原理，了解 8237A在PC机中的应用。 教学

12、内容: 第一节中断 、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。 八、 8259A的初始化编程。 七、 8259A的级联方式举例。 第三节DMA传送方式 、DMA专送方式简介。 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。 四、 五、 82

13、37A 8237A 8237A 8237A 的内部结构与引脚功能。 的传送类型、工作时序和工作方式。 的编程。 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: 要求能够 与微机的连 转换应用程 1.掌握可编程定时/计数器8253的基本结构、工作方式

14、及特点、 控制字的含义和作用, 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 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 序设计方法。 教学内容: 第一节可编程定时器/计数器8253 、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 、模拟接口的基本组成。 四、 五、 D/A D/A A/D A/D 转换器的原理。 转换器 DAC0832 。 转换器的

15、原理。 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+5 O 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，若参考电压为+5V，当输入模

16、拟电压为1o 25V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: ISA总 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 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 、总线分类和总线标准。 二、总线驱动与控制。 第二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 RS-232C 总线。 RS-422 和 RS-485 总线。 USB串行总线。 思考题: 1.微机总线有哪些种类？其数据传输的主要过程是什么? 2.在

17、ISA总线上进行16位数据传送需要哪些控制信号? 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实验指导书M.南京：南京财经大学信息工程学院，2002. 2.戴梅萼.微型计算机技术及应用（第 3版）M.北京：清华大学出版社，2003. 3.金惠华译.In tel微处理器结构、程与接口（第六版）M.北京：电子工业出版社，2004. 4.马瑞芳.微机原理与接口技术重点难点及典型题精解M.西安：西安交通大学出版社，2002. 5.杨全胜.现代微机原理与接口技术M.北京：电子工业出版社，2002. 6.刘星.微机原理与接口技术M.北京：

18、电子工业出版社，2002. ,2000. 7. 刘乐善微型计算机接口技术（第二版） M.广州：华南理工大学出版社 8.雷丽文著.微机原理与接口技术M.北京：电子工业出版社，2002. 9.李文英.微机原理与接口技术M.北京：清华大学出版社，2003. 10.邹逢兴计算机硬件技术及应用基础 M.长沙：国防科技大学出版社, 2001. 执笔人： 黄克勤 2005年5月 审定人： 院（系、部）负责人：韩忠愿 2005年5月出师表 2005年5月 两汉：诸葛亮 然侍卫之臣不懈于 先帝创业未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。 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，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。若有作奸犯科及为忠善者，宜付有司论其刑赏, 以