微机原理与接口技术教学大纲

微机原理与接口技术课程教学大纲一、课程基本情况与说明（一）课程代码： （二）课程英文名称：Principle of Microcomputer and Interface Technology（三）课程中文名称：微机原理与接口技术（四）授课对象：物理系（五）开课单位：工学院（六）教材：微型计算机技术及应用，戴梅萼、史嘉权编，清华大学出版社，2003年。（七）参考书目1 微型计算机原理及应用，郑学坚、周斌，清华大学出版社， 2005年；2 IBM-PC汇编语言程序设计，沈美明，温冬婵，清华大学出版社，1996年；（八）课程性质微机原理与接口技术是各个高等学校计算机专业或者信息类专业学生的计算机技术的专业基础课程。汇编语言的显著特点是可以直接控制硬件并充分发挥计算机硬件的功能，对于编写高性能的系统软件和应用软件具有不可忽视的作用，微机接口技术则侧重计算机硬件的结构和I/O系统的组成。通过本课程的学习，使学习者掌握8086至Pentium微处理器的寻址方式、指令系统及其汇编语言程序设计基本思想和方法,同时通过汇编语言程序设计进一步掌握利用程序设计充分发挥计算机效率的基本思想。通过实验实践熟悉硬件连接和程序调试技术。使学生掌握微型计算机原理与接口技术的基本知识，培养学生具有基本的微机硬件系统分析，微型计算机系统与接口设计、编程以及开发应用的能力。（九）教学目的微机原理与接口技术是一门重要的专业课程，是继汇编语言程序设计和计算机组成原理等课程之后讲授的一门实践性很强的课程，必须加强实验教学。本课程的任务是：在基础理论方面，要求学生掌握微机的组成及工作过程；通过对80X86系列高档微机的学习，深入认识微机的常用总线标准、输入/输出、中断、DMA传送等基本接口技术；同时对微型计算机及有关I/O设备的发展有一定了解。在技能方面，通过对8255、8251等可编程接口芯片的学习，掌握有关概念及可编程器件的分析与设计等使用方法，牢固建立并行通信与串行通信的基本概念和实现方法；通过课堂教学和实验能正确使用微机及其总线解决各种实际问题。（十）教学基本要求理解和掌握微型计算机的特点、基本原理、基本组成和系统结构。理解和掌握微处理器与存储器结构系统组成、计算机指令系统、汇编语言程序设计、中断技术、输入/输出等接口技术。熟练掌握基本的软件编程方法。熟练掌握硬件接口的初始化技术和硬件系统构成技术。（十一）教学时数教学时数：51学时学分数：3学分教学时数具体分配：教 学 内 容讲授实验/实践合计1、 微型计算机概述332、16位和32位微处理器993、 16位和32位微处理器的指令系统15154、存储器和高速缓存技术665、 串并行通信和接口技术666、 中断控制器、DMA控制器和计数器/定时器1212合 计5151（十二）教学方式本课程是一门实践性很强的课程，采用多元化的教学模式，即集课堂教学、实践教学和网络教学为一体。课程大部分内容的讲授需要采用现代化教学手段来实施，即需要教师制作多媒体课件并采用大屏幕投影方式进行实时教学，以适应计算机教学的特殊性，从而保证必需的教学效果与质量，同时与上机操作相结合的方式进行。（十三）考核方式和成绩记载说明整个教学过程由课堂讲授、辅导答疑、实验和作业等环节组成。作业及实验未完成者不得参加该课程的考试。作业、期中成绩与期末考试成绩共同评定为课程总成绩。作业、期中成绩各占课程总学分的 20% ，期末理论考试占总学分的60%。二、讲授大纲1、微型计算机概述（3学时）基本要求：（1）了解微机系统的概念；（2）理解CPU的功能和内部结构；主要内容：微型计算机的特点、发展、分类，微处理器、微型计算机和微型计算机系统。微型计算机的应用。重点：（1） CPU的功能和内部结构；（2） 微型计算机。难点：（1）CPU的功能和内部结构。2、16位和32位微处理器（9学时）基本要求：（1）掌握8086的编程结构；（2）掌握8086的存储器编址和I/O编址；（3）了解流水线技术、指令重叠技术和虚拟存储技术。主要内容：8086的编程结构、8086的引脚信号和工作模式、8086的操作和时序、8086的存储器编址和I/O编址、80386的体系结构和三种工作模式。重点：（1）8086的编程结构；（2）8086的存储器编址和I/O编址。难点：（1）8086的存储器编址和I/O编址；（2）流水线技术、指令重叠技术和虚拟存储技术。3、16位和32位微处理器的指令系统(15学时)基本要求：（1）掌握8086的寻址方式；（2）掌握8086的基本传送指令；（3）掌握8086的算术运算指令；（4）掌握8086的逻辑运算指令；（5）掌握8086的串操作指令；（6）掌握8086的控制转移指令；（7）掌握汇编语言中的标记、表达式和伪指令。主要内容：8086的寻址方式、8086的指令系统概况、8086的指令系统、汇编语言中的标、表达式和伪指令。重点：（1）8086的寻址方式；（2）8086的基本传送指令；（3）8086的算术运算指令；（4）8086的逻辑运算指令；（5）8086的串操作指令；（6）8086的控制转移指令；（7）汇编语言中的标记、表达式和伪指令。难点：（1）8086的寻址方式；（2）8086的基本传送指令；（3）8086的算术运算指令；（4）8086的逻辑运算指令；（5）8086的串操作指令；（6）8086的控制转移指令；（7）汇编语言中的标记、表达式和伪指令。4、存储器和高速缓存技术（6学时）基本要求：（1）掌握存储器的分类、连接、数据宽度扩充、位扩充；（2）理解层次化的体系结构。（3）掌握cache的组织方式；主要内容：存储器的分类、微型计算机内存的行列结构、选择存储器件的考虑因素、随机存取存储器RAM、只读存储器ROM 、存储器在系统中的连接考虑和使用举例、存储器的数据宽度扩充和字节数扩充、层次的存储器体系结构、16位32位微机系统的内存组织。重点：（1）存储器的数据宽度扩充、位扩充；（2）cache的组织方式。难点：（1）cache的组织方式。5、串并行通信和接口技术（6学时）基本要求： （1）了解并行通信接口；（2）掌握8255A的内部结构和三种工作方式。主要内容：8255的内部结构、8255的芯片引脚信号、8255的控制字、8255的工作方式。重点：（1）PowerPoint 2003 演示文稿的制作；（2）视图、母版的使用。难点：（1）8255A的内部结构和三种工作方式。6、中断控制器、DMA控制器和计数器/定时器（12学时）基本要求：（1）掌握8259A的编程结构；（2）掌握8259A的工作方式；（3）掌握8259A的初始化命令字和操作命令字；（4）掌握DMA 控制器8237的原理；（5）掌握可编程计数器/定时器的工作原理。主要内容：8259的引脚信号、编程结构和工作原理、8259的工作方式 、8259的初始化命令字和操作命令字 、DMA控制器的一般结构和概要、DMA 控制器8237的原理、8237的编程和使用、计数器/定时器的概述、可编程计数器/定时器的工作原理、可编程计数器/定时器、8253应用举例。重点：（1）8259A的编程结构；（2）8259A的工作方式；（3）8259A的初始化命令字和操作命令字；（4）可编程计数器/定时器的工作原理。难点：（1）8259A的初始化命令字和操作命令字；（2）可编程计数器/定时器的工作原理。