微机原理与接口技术

微机原理与接口技术Intel80868088微机原理与接口技术本课程的目的

从理论和实践上掌握微机的组成、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，具备微机应用系统软、硬件开发的初步能力。微机原理与接口技术内容与要求

一、计算机基础知识

1.了解微机的发展、分类及特点。 2.掌握进位计数制及其相互转换、编码 （源码、反码和补码、BCD码、ASCII码 等）及运算方法，数的定点浮点表示法。

二、微机结构

1.理解微机的基本结构和整机工作流程。 2.掌握Intel8086/8088CPU的内部逻辑结构。 3.掌握Intel8086/8088CPU的外部引脚和总线接口。 4.理解总线周期。 5.理解高档微机（Intel286~Pentium)的内部结构特点。三、Intel8086/8088指令系统

1.熟悉Intel8086/8088的寻址方式。 2.掌握Intel8086/8088的指令系统。 3.了解Intel80386扩充与增加的指令。四、汇编语言程序设计

1.掌握汇编语言的基本语法、语句、操作数的寻址方式与汇编表示、常量与数值表达式，标号、变量与地址表达式。

2.掌握顺序、分支、循环程序设计的基本方法和一般技巧。 3.掌握子程序与堆栈技术。 4.了解宏汇编和宏指令的应用。五、存储器

1.了解存储器的分类及特性。 2.了解RAM的结构原理（静态RAM，动态RAM)。 3.了解只读ROM结构原理，PROM、EPROM、EEPROM的工作特点。

4.掌握存储器芯片特性及与CPU的连接方法，存储空间扩展，存储芯片的选用，控制逻辑与总线连接逻辑。六、输入与输出

1.了解I/O的作用、寻址方式、控制方式。 2.理解I/O设备与主机之间的交换数据的控制方式（程序控制I/O方式、中断I/O方式、直接存储器存取DMA

方式）。 3.理解中断原理、中断系统、Intel8259A中断。七、I/O接口技术

1.理解并行数据通信及可编程I/O接口、Intel8255A结构与应用。 2.理解串行数据通信及可编程I/O接口，Intel8251A结构与应用。 3.理解可编程计数器/定时器Intel8253结构与应用。 4.理解数/模（D/A)转换与模/数转换（A/D)。微机原理与接口技术概论 计算机的应用 微型计算机的特点 微型计算机系统的层次 微处理器技术的发展概况微型计算机的应用 1.科学计算 2.自动控制 3.信息处理 4.娱乐 5.教育卫生 6.家用电器 7.人工智能微型型计计算算机机的的特特点点主流流的的单单片片VLSI中央央处处理理器器，，微微处处理理器器。。标准准的的工工业业化化装装配配结结构构，，体体积积小小重重量量轻轻，，便便于于系系统统升升级级。。开放放的的标标准准体体系系结结构构，，多多元元化化大大规规模模工工业业化化生生产产，，性性能能价价格格比比高高。。微计算算机的的应用用范围围十分分广泛泛，信信息化化社会会中它它无所所不在在。微型计计算机机系统统的层层次微处理理器（Microprocessor））微型计计算机机（Microcomputer）微型计计算机机系统统（Microcomputersystem））微处理理器（Microprocessor））不包含含微型型计算算机硬硬件的的全部部功能能，但但它是是微型型计算算机控控制、、处理理的核核心。。单片VLSI电路，，体系系结构构技术术、工工作频频率已已达空空前高高的水水平。。主流微微处理理器具具有通通用性性，不不仅用用于微微型机机也用用于工工作站站及超超级计计算机机。由算数数逻辑辑部件件、寄寄存器器、控控制部部件组组成。。微处理理器内内部逻逻辑框框图FlagsALUProgramCounterInstructionregisterInstructiondecoderTimingandcontrolRegisterARegisterBRegisterCRegisterDAddressbusControlbusDatabus微型计计算机机微处理理器：：执行行指令令的核核心。。存储器器：指指令码码、操操作数数、结结果的的存储储。外围接接口电电路：：并口口、串串口、、外存存接口口、显显示器器接口口、网网络接接口、、声音音接口口等。。系统总总线：：不同同层次次的总总线将将上述述模块块连接接起来来，作作为各各种信信息的的通路路，按按信息息类别别分为为数据据、地地址、、控制制三类类总线线。微型计计算机机逻辑辑框图图微计算算机系系统微计算算机：：微处理理器、、存储储器、、外围围接口口电路路、系系统总总线。。软件：：系统软件、、中间间软件件、应应用软软件。。外部设设备：：软驱驱、硬硬驱、、光驱驱、键键盘、、鼠标标、显显示器器。电源、、机箱箱、控控制面面板。。算术逻逻辑单单元寄存器器阵列列控制器器电路路数据总总线地址总总线控制总总线只读存存储器器随机访访问存存储器器串行输输入输输出接接口并行输输入输输出接接口外存储储器接接口显示器器接口口等等等键盘、、鼠标标显示示示器、、打印印机软磁盘盘驱动动器硬磁盘盘驱动动器光盘驱驱动器器等等等微处理理器系统总总线内存储储器外围接接口电电路路电源、、机箱箱、控控制面面板系统软软件中间件件应用软软件软件外围设设备微型计计算机机系统统微型计计算机机微处理理器，，微计计算机机，微计算算机系系统三三者关关系CP微处理理器技技术发发展概概况微电子子技术术水平平迅速速提高高：每每18个月月集成成度提提高一一倍。。微处理理器结结构设设计者者可在在片内内实现现各种种先进进体系系结构构。微处理理器及及外围围支援援器件件的性性价比比达到到前所所未有有水平平。微计算算机系系统的的性价价比迅迅速提提高：：达到到传统统意义义的工工作站站与小小型机机的水水平。。Intel微处理理器技技术发发展概概况20世纪80年代IBM公司以以Intel8086/8088作为核核心处处理器器研制制出个个人计计算机机—IBMPC，Intel微处理理器成成为市市场主主流。1985年Intel推出80386微处理器，，完成16位结构向32位结构的转转换，386是一个里程程碑。1989年Intel推出80486微处理器，，片内集成成了Cache和浮点部件件，基本指指令用硬线线逻辑实现现，指令执执行效率大大大提高，，比386快2-3倍。Intel微处理器技技术发展概概况（续1）1993年3月Intel推出Pentium（奔腾）微微处理器，，片内L1Cache分为ICache和DCache，设有两条条流水线，，提高了指指令执行的的并行性，，是一种超超标量结构构（Superscalar)。1994年又推出Pentium/MMX（多媒体扩扩充技术））微处理器器。Pentium,Pentium/MMX为第一代““奔腾”微微处理器，，简称P5。Intel微处理器技技术发展概概况（续2）1995年2月Intel推出第2代Pentium微处理器，，PentiumPro（高能奔腾腾），简称称P6。P6的创新点是是：(A)L2Cache集成到封装装内，微处处理器与L2Cache数据交换频频宽大大提提高。（B)采用用“无序执执行”技术术（Outoforderexecution),使处理理器内部保保持很高的的指令执行行并行度。Intel微处理器技技术发展概概况（续3）1997年5月Intel推出名为PentiumII的微处理器器，是具有有MMX技术的PentiumPro微处理器，，Intel微体系结构构从P5内核转向P6内核。1999年3月Intel推出名为PentiumIII的微处理器器。它基于于P6微内核，具具有MMX技术，提供供数据流SIMD扩展（SSE）指令（（70条），进进一步支支持多媒媒体信息息处理。。由于采采用先进进的半导导体工艺艺技术，，其工作作频率可可达1000MHz以上，前前沿总线线频率为为100MHz或133MHz。Intel微处理器器技术发发展概况况（续4）2000