最新 微机原理及应用课程教学大纲教案Word格式.docx
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本课程是计算机科学与技术、网络工程、软件工程等专业的一门重要专业课，是一门面向应用的、具有很强的实践性与综合性的课程。
本课程以Intel8086/8088为起点，逐步介绍80286、80386、80486以及PentiumCPU，使学生能够层层深入，逐步掌握各种微处理器的体系结构、组成原理以及它们之间的区别和联系。
在接口技术部分，主要围绕个人计算机中常用的接口进行讲述，除了传统的并行接口、串行接口外，还讲述常用一些接口电路的应用和设计方法。
该课程是学生学习和掌握微型计算机基本组成、工作原理、接口技术的重要课程。
主要教学方法与手段：
课堂多媒体课件结合黑板板书。
选用教材：
李云、曹永忠、于海东等，微型计算机原理及应用（第二版），北京：
清华大学出版社，2015
必读书目：
[1]葛桂萍等，微机原理学习与实践指导（第二版）[M].北京：
[2]戴梅萼，史嘉权，微型计算机技术及应用（第4版）[M].北京：
清华大学出版社，2008
选读书目：
[1]李继灿，新编16、32位微型计算机原理及应用（第4版）[M].北京：
清华大学出版社，2010
[2]余春暄等，80X86/Pentium微机原理及接口技术（第2版）[M].北京：
机械工业出版社.2014
[3]钱晓捷等，80X86/Pentium微机原理及接口技术-基于IA-32处理器和32位汇编语言（第4版）[M].北京：
机械工业出版社.2011
二、课程总目标
本课程是计算机科学与技术、网络工程、软件工程等专业的一门重要专业课，通过对本课程的学习，学生将系统地从理论和实践上掌握微型计算机的基本组成、工作原理及常用接口技术，建立微机系统整体概念，使学生具备微机应用系统软、硬件开发的初步能力。
三、课程教学内容与教学要求
1、教学内容与学时分配
课程总学时：
56学时，其中讲授学时：
56学时；
实验（上机）学时：
0学时
教学内容与学时分配建议如下表：
序
号
教学章节名称
学时
分配
讲
课
实
验
1
第一章微型计算机系统概述
2
6
第六章定时器/计数器接口技术
第二章16位和32位微处理器
10
7
第七章数/模和模/数转换
3
第三章存储器
8
第八章总线技术
4
第四章输入输出与中断
5
第五章并行/串行接口技术
12
9
合计
56
2、教学要求
第一章微型计算机系统概述（2学时）
教学目标：
本章介绍了微型计算机的基础知识与运算基础、微型计算机系统的组成与工作过程，并讨论了衡量微型计算机性能的指标。
通过本章学习，使学生了解微型计算机系统的基础概念、组成，从而建立简单的微型计算机系统的整体概念。
教学内容：
第一节微型计算机发展
一、微处理器和微型计算机的发展
二、微型计算机的分类及其应用
三、单片机、单板机、个人计算机
第二节微型计算机系统的组成
一、微型计算机硬件
二、微型计算机软件
三、微型计算机的工作过程
第三节微型计算机中常用数制和编码
一、数制及不同进制间的转换
二、二进制数的运算
三、数的表示与运算
真值与机器数，带符号数在机器中的表示形式：
原码、反码和补码，补码加、减法与溢出判断，定点数与浮点数。
一、常用编码
BCD码、ASCII码和汉字的编码
第四节微机系统的组成
一、硬件系统
运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。
二、软件系统
系统软件、应用软件，软、硬件的关系。
第五节微型计算机系统的性能指标
字长、存储容量、运算速度、时钟频率
教学要求：
了解微型计算机的发展概况、各代微处理器的典型产品及主要特点；
掌握微型计算机的组成和分类、衡量微型计算机性能的指标。
重点难点：
微机的工作过程、微型计算机系统的性能指标
第二章16位和32位微处理器（10学时）
详细介绍了16位微处理器8086/8088的内部结构、工作模式、操作时序以及存储器组织等，并简要介绍了32位微处理器80386、Pentium，使学生掌握微处理器的特点。
第一节16位微处理器8086/8088
一、8086/8088CPU的内部结构
CPU的基本功能、CPU的内部逻辑结构、主要功能部件及基本工作过程
二、8086/8088CPU的寄存器结构
CPU的主要寄存器（通用寄存器、专用寄存器、标志寄存器等）及其主要功能、标志寄存器各位的功能定义。
三、8086/8088CPU的引脚信号和功能
CPU的外部引脚类型、主要引脚功能。
四、8086/8088系统的工作模式
8086系统结构（最小模式、最大模式）、CPU与外围芯片的连接及典型配置情况、地址锁存器（8282）、双向总线收发器（8286）及总线控制器（8288）的功能特性。
五、8086/8088的操作和时序
时钟周期、总线周期及指令周期的定义，CPU读、写操作时序。
六、8086/8088的存储器组织
微机中存储器组成结构、存储器的分段、逻辑地址与物理地址概念、存储器堆栈的结构特点。
第二节32位微处理器80386
一、80386的特点
二、80386内部结构
三、80386的寄存器结构
四、80386的工作方式
第三节32位微处理器Pentium
一、Pentium的特点
二、Pentium的内部结构
三、Pentium的寄存器结构
四、Pentium系列微处理器的发展
了解CPU的基本功能、CPU的外部引脚功能、流水线技术的概念、从80286到Pentium系列的技术发展；
理解CPU的内部逻辑结构、CPU的典型操作和时序；
掌握CPU的主要寄存器、存储器结构、CPU与外围芯片的连接及系统配置。
CPU的内部逻辑结构、CPU的寄存器结构、8086工作模式、微机中存储器结构、存储器的分段、逻辑地址与物理地址概念、CPU引脚功能、CPU读、写操作时序。
第三章存储器（8学时）
介绍了微型计算机中半导体存储器的分类、使用方法，特别针对16位微型计算机的存储器扩展技术进行了较为详细的讨论，使学生掌握CPU与存储器的连接方法。
第一节存储器概述
一、半导体存储器的分类
随机存储器RAM、只读存储器ROM、闪速存储器
二、半导体存储器的主要性能指标
存储容量、存储速度
三、典型的半导体存储器芯片
典型静态RAM芯片6116、动态RAM（DRAM）2164、EPROM2732
第二节半导体存储芯片结构及使用
一、半导体存储器的基本结构
二、半导体存储芯片的使用
地址线的连接、数据线的连接、控制线的连接
第三节16位系统的存储器接口
一、16位微机系统中的内存储器接口
二、存储器容量的扩展
位扩展、字扩展、字位扩展
三、存储器芯片与8086CPU的连接举例
了解存储器的主要类型及性能指标，理解存储器的体系结构，掌握随机存储器RAM的结构原理、只读存储器ROM的结构原理、存储器与CPU的连接、RAM与ROM的结构原理，对存储器与CPU的连接与译码方法能灵活应用。
静态RAM（SRAM）、动态RAM（DRAM）的存储原理，存储器与CPU的连接、片选信号的产生，动态RAM的刷新控制。
第四章输入输出与中断（10学时）
介绍了输入输出接口技术的基本概念、功能，讲述了常用的输入输出传送控制方式，使学生掌握中断传送方式及其中断接口的编程使用。
第一节输入/输出接口概述
一、输入/输出接口的功能
I/O接口的概念、功能、简单I/O接口的组成
二、CPU与输入/输出接口之间的信息
数据信息、状态信息、控制信息
三、输入/输出端口的编址方式
独立编址、统一编址
第二节CPU与外设之间的数据传送方式
一、无条件方式
二、查询方式
查询式输入、查询式输出
三、中断方式
四、DMA方式
第三节中断技术
一、中断概述
中断源及分类、中断系统及功能、中断优先级的确定
二、中断的处理过程
中断请求、中断响应、中断处理
三、8086/8088的中断
中断类型、中断优先级顺序、中断向量表、中断处理过程
第四节中断控制器8259A
一、8259A的内部结构及引脚
8259A的内部结构、引脚
二、8259A的工作方式
中断响应顺序、中断优先级管理、中断屏蔽管理、中断结束管理、8259A的级联
三、8259A的编程及应用
8259A的编程、8259A的应用
了解I/O接口的概念和功能，理解I/O端口的编址方式、程序方式的特点及应用、DMA方式的特点、中断基本原理、中断的优先级，掌握CPU与输入/输出设备之间的信号、主机与外设间数据传送的控制方式。
CPU与输入/输出接口之间的信息（数据信息、状态信息、控制信息）、主机与外设间数据传送的控制方式（程序方式、中断方式、DMA方式）、中断的分类、中断优先级、中断向量、中断向量表、中断控制器8259A的使用。
第五章并行/串行接口技术（12学时）
介绍了并行通信和串行通信的基本概念，详细介绍了简单并行接口、可编程并行接口8255A、可编程串行接口8251，介绍了常用的并行输入输出设备─键盘、LED显示器和打印机的工作原理，使学生能够掌握常用的外设接口电路及其使用方法。
第一节简单并行接口
一、简单并行接口的种类
三态缓冲器、数据锁存器、兼具数据锁存器和三态缓冲器的接口
二、简单并行接口的应用
第二节可编程并行接口8255A
一、8255A的内部结构和引脚特性
8255A的内部结构、引脚特性
二、8255A的控制字
方式选择控制字、端口C置1/0控制字
三、8255A的工作方式
方式0（基本输入/输出方式）、方式1（选通输入/输出方式）、方式2（双向方式）
四、8255A的编程及应用
第三节串行通信概述
一、串行通信的基本概念
二、串行数据传输方式
单工、半双工、全双工
三、串行通信的类型
异步通信、同步通信
四、串行接口和串行接口标准
串行接口标准RS-232C
第四节可编程串行接口8251A
一、8251A的基本工作原理
数据总线缓冲器、读写控制电路、发送器、接收器、调制调解控制逻辑
二、8251A的引脚和外部连接
8251A和CPU之间的信号、8251A和外设或调制解调器之间的信号
三、8251A的编程
第五节键盘接口
一、键盘的工作原理
二、键的识别
第六节LED显示器接口
一、LED的工作原理
二、静态显示与动态显示
国内外本领域的最新进展
本领域存在的问题
项目的目标
了解并行通信、串行通信的主要特点，理解可编程并行接口8255A内部结构、工作方式及应用、串行接口电路的基本结构、异步通信的有关概念，掌握可编程并行接口芯片（8255A）的编程应用、可编程串行接口芯片（8251）的结构及工作方式。
重点
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