《微机原理与接口技术》课程教学大纲.docx

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《微机原理与接口技术》课程教学大纲

《微机原理与接口技术》课程教学大纲

课程类别：

专业基础课

适用专业：

机电一体化技术/机械制造与自动化

适用层次：

高起专

适用教育形式：

网络教育/成人教育

考核形式：

考试

所属学院：

计算机科学与技术学院

先修课程：

无

一、课程简介

本课程为计算机科学与技术专业的核心课程，全面系统的讲解微型计算机原理与接口技术。

通过本课程的学习，使学生掌握微型计算机原理及其常用接口的工作原理,能够设计一些常用的计算机接口电路，编写相关的应用程序，具有调试、维护和初步设计的能力。

本课程是计算机科学与技术专业的专业必修课程，可以作为其它专业的选修课程。

二、课程学习目标

通过本课程的学习，使学生具备以下能力：

1、理解微处理器、微型计算机系统、存储器、输入输出接口、通信、中断等概念，并能使用基本概念对微型计算机整体进行描述。

2、理解8086微处理器的编程结构和工作模式，能够对8086的操作及8086的存储器组织和I/O组织进行描述及分析，并能利用8086汇编语言进行简单的汇编语言程序设计。

3、理解微机接口的基本意义，掌握一般译码电路的地址计算方法，能分析并设计基本的接口地址译码电路。

4、了解定时器、中断管理、DMA、并行/串行传送、D/A和A/D转换等微机接口常用功能的原理，能简单分析典型接口电路的原理和功能。

三、课程主要内容和基本要求

第一章总论

『知识点』

学习本章前应该掌握电子计算机的兴起、微机的发展历程、微机中的数据类型和数据转换、微机的系统组成。

『基本要求』

1、识记：

计算机的主要类别。

2、领会：

微型计算机发展历程；微型计算机的系统组成。

3、简单应用：

不同进制数据间的转换；用基本概念对微机整体进行描述。

『关键知识』

计算机的主要类别；微机发展历程；数据类型转换；微机的系统组成。

『重点』

计算机的主要类别；微机发展历程；数据类型转换；微机的系统组成。

『难点』

微型计算机的系统组成。

第二章计算机的基本结构与工作过程

『知识点』

冯·诺依曼计算机结构；计算机的基本运行原理、计算机的主要组成部分；模型机的工作过程；控制器的基本原理。

『基本要求』

1、识记：

冯·诺依曼计算机结构；计算机的主要组成部分。

2、领会：

计算机的基本运行原理；控制器的基本原理；模型机的工作过程。

3、简单应用：

模型机的工作过程。

『关键知识』

计算机的基本运行原理；模型机的工作过程；控制器的基本原理。

『重点』

计算机的基本运行原理；模型机的工作过程；控制器的基本原理。

『难点』

模型机的工作过程；控制器的基本原理。

第三章8086微处理器结构

『知识点』

微处理器的工作模式；微处理器的编程结构；堆栈的结构与操作。

『基本要求』

1、识记：

实模式；保护模式；虚拟8086模式。

2、领会：

微处理器的编程结构；堆栈的结构和操作。

『关键知识』

微处理器的工作模式；微处理器的编程结构。

『重点』

微处理器的工作模式；微处理器的编程结构。

『难点』

实模式；保护模式；微处理器的编程结构；实模式下的存储器寻址。

第四章存储器及其接口

『知识点』

存储器系统层次及实现；存储器的分类及性能指标；静态RAM（SRAM）基本结构、特点和主要用途；动态RAM（DRAM）基本结构、特点和主要用途；内存系统的组织结构；只读存储器（ROM）特点、主要用途和分类；虚拟存储器的工作原理、主要作用及应用现状。

『基本要求』

1、识记：

存储器系统层次及实现；存储器的分类及性能指标；静态RAM（SRAM）特点和主要用途；动态RAM（DRAM）特点和主要用途；只读存储器（ROM）特点、主要用途和分类。

2、领会：

静态RAM（SRAM）基本结构；动态RAM（DRAM）基本结构；内存系统的组织结构；高速缓存（Cache）基本原理、组织方式；虚拟存储器的工作原理；

『关键知识』

静态RAM（SRAM）基本结构；动态RAM（DRAM）基本结构；内存系统的组织结构；高速缓存（Cache）基本原理、组织方式；虚拟存储器的工作原理。

『重点』

静态RAM（SRAM）基本结构；动态RAM（DRAM）基本结构；内存系统的组织结构；虚拟存储器的工作原理。

『难点』

静态RAM（SRAM）基本结构；动态RAM（DRAM）基本结构；内存系统的组织结构；虚拟存储器的工作原理。

第五章8086汇编语言程序

『知识点』

汇编语言的主要特点；汇编语言程序的结构；汇编语言的基本语法；数据的寻址方式；8086指令系统；

『基本要求』

1、识记：

汇编语言的寻址方式；汇编语言的基本语法。

2、领会：

汇编语言程序的结构；8086指令系统。

3、简单应用：

汇编语言的基本语法。

4、综合应用：

汇编语言程序的设计调试。

『关键知识』

汇编语言程序的结构；汇编语言的基本语法；数据的寻址方式。

『重点』

汇编语言程序的结构；汇编语言的基本语法；数据的寻址方式。

『难点』

数据的寻址方式；汇编语言程序的设计调试。

第六章微机接口技术基础

『知识点』

接口的概念和功能、接口的组成、接口电路的结构形式、接口信号分类（数据、状态、控制）；CPU与接口进行数据交换的方式：

查询、中断、DMA方式；地址译码电路的设计。

『基本要求』

1、识记：

接口、I/O、编址方式、译码等概念

2、领会：

地址译码方式、数据交换方式

3、简单应用：

能够计算典型接口电路和和存储器的地址

『关键知识』

接口的组成、地址译码电路的设计、CPU与接口交换数据的方式

『重点』

接口的组成、地址译码电路的设计、CPU与接口交换数据的方式

『难点』

地址译码电路设计

第七章总线与接口标准

『知识点』

1、总线的基本概念、总线标准、分类、组成

2、总线传输过程及握手技术

3、总线标准和接口标准的含义及特点

4、总线时序的过程分析

5、PCI总线信号定义、PCI扩展总线的结构、PCI总线的配置空间

6、USB总线与接口：

USB体系结构、数据传输、USB主机、USB设备及其描述

『基本要求』

1、识记：

总线定义、总线和接口的区别、不同总线的标准

2、领会：

总线传输方式

3、简单应用：

能计算总线传输频率

『关键知识』

PCI总线、USB总线

『重点』

PCI总线、USB总线

『难点』

USB总线结构

第八章微机的输入/输出通信接口

『知识点』

1、并行和串行通信方式、原理、特点

2、8255和8251基本功能、8255和8251内部结构和功能框图

3、8255和8251初始化

『基本要求』

1、识记：

并行/串行传送原理、特点，8255和8251传送方式

2、领会：

8255和8251传送方式特点和区别

『关键知识』

8255和8251数据传送的程序设计

『重点』

8255和8251数据传送的程序设计

『难点』

8255C口的特殊用法

第九章定时器/计数器接口

『知识点』

1、定时、计数的基本概念

2、8254的基本功能、8254的内部结构和功能框图

3、计数初值计算、8254的初始化

4、8254的应用

5、MC146818的功能和应用

『基本要求』

1、识记：

计数、定时概念、8254的基本功能

2、领会：

计数初值计算、硬件触发和软件触发

3、简单应用：

能使用汇编语言对8254进行初始化编程

『关键知识』

计数初值计算、8254的初始化、硬件触发和软件触发

『重点』

计数初值计算、8254的初始化、硬件触发和软件触发

『难点』

8254应用综合设计

第十章DMA控制器接口

『知识点』

1、DMA传送的特点、过程和方式

2、DMA控制器的外部特性、内部结构和初始化编程

3、PC机DMA系统

『基本要求』

1、识记：

DMA定义、DMA特点

2、领会：

DMA传输过程和时序

『关键知识』

DMA传送的特点、过程、方式，DMA传送快的原因

『重点』

DMA传送的特点、过程、方式，DMA传送快的原因

『难点』

DMA页面地址、DMA传送的应用

第十一章中断控制器接口

『知识点』

1、中断的基本概念、中断嵌套

2、硬中断和软中断的特点

3、中断类型号、中断向量指针和中断向量表

4、8259的基本功能

6、中断结束方式

『基本要求』

1、识记：

中断的基本概念、中断类型号、中断向量指针、8259的基本功能

2、领会：

中断响应过程、中断结束方式

3、简单应用：

能计算中断向量指针、能使用汇编语言对8259进行初始化编程

『关键知识』

中断类型号、中断向量指针、8259的级联、8259的初始化

『重点』

中断类型号、中断向量指针

『难点』

8259初始化、中断结束方式

第十二章A/D、D/A转换器接口

『知识点』

1、A/D、D/A工作原理

2、A/D、D/A主要参数（分辨率）

3、A/D、D/A与CPU接口的主要问题（数据缓冲、数据宽度）

4、A/D、D/A转换器的不同特点

『基本要求』

1、识记：

A/D、D/A概念和基本原理、A/D、D/A的分辨率

2、领会：

A/D、D/A与CPU接口的主要问题

『关键知识』

A/D、D/A与CPU接口的主要问题

『重点』

A/D、D/A与CPU接口的主要问题

『难点』

典型A/D、D/A使用简单编程

四、课程学习的方法及特点

学生在学习本课程过程中，在掌握常用芯片原理和技术的基础上，根据微机原理与接口技术的发展状况，学习新的接口芯片和技术作为扩展。

本课程是一门应用性较强的专业课程，在学习过程中应注重分析实际接口问题，注重兼顾软件与硬件，提高接口硬件和软件的分析与初步设计能力。

如果部分芯片与其他课程教授内容有重叠，在其他课程已经讲授的原理和应用基础上，应侧重于这些芯片与工程实践的结合。

五、课程学习材料

1、课程基本教材

《微机原理与接口技术》，尚风军主编，人民邮电出版社，2014年2月

2、课程主要辅导材料

（1）、《微机原理与接口技术》，彭虎主编，电子工业出版社，2016年6月

（2）、《微型计算机接口技术及应用》，刘乐善，华中科技大学出版社，2003年1月

（3）西南科技大学继续教育网（）的学习平台

3、参考资料

（1）微机接口技术（第4版），王成瑞主编，高等教育出版社，2015，第四版

（2）微机接口技术实用教程（第2版），任向民等编著，清华大学出版社，2011，第二版

六、课程结构导航与学习建议

章

教学内容

理论学时比例

实践学时比例

第一章

微型计算机基础

2.3%

第二章

计算机的基本结构与工作过程

6.8%

第三章

8086微处理器结构

4.5%

第四章

存储器及其接口

6.8%

第五章

8086汇编语言程序

11.4%

2.25%

第六章

微机接口技术基础

6.8%

第七章

总线与接口标准

4.5%

第八章

微机的输入/输出通信接口

11.4%

2.25%

第九章

定时器/计数器接口

9.1%

2.25%

第十章

DMA控制器接口

9.1%

第十一章

中断控制器接口

9.1%

2.25%

第十二章

A/D、D/A转换器接口

9.1%

合计

90.9%

9.1%

七、考核要求、方式与成绩评定

考核要求：

教材中教学大纲所要求掌握的内容。

考核方式：

笔试。

成绩评定：

选用百分制模式，平时考查与期末考试相结合。