课程名称微机原理及应用 课程编号暂时不填.docx

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课程名称微机原理及应用课程编号暂时不填

课程名称：

微机原理及应用课程编号（暂时不填）

适用专业：

计算机科学系、电信系

学时数（理论/实验）：

80（66/14）学分数：

4

执笔人：

陈光建编写日期：

2006.9.1

第一部分教学基本要求

一、课程性质和任务

“微机原理及应用”是计算机应用专业的一门专业技术必修课程。

主要研究两个方面，一方面是微型计算机的硬件组成与工作原理，另外一个方面是接口技术。

该课程内容与工程实际紧密相联系，实用性很强，是一门在理论指导下,偏重于实际应用的课程。

要求学生在首先学好理论的前提下，重视实验环节，具有一定的实际动手操作能力。

学习该课程后应使学生基本掌握微型计算机的组成及工作原理，常用接口芯片的使用方法，建立微型计算机的整机概念，并对现代高档微机及其先进技术有所了解和认识。

本课程各部分内容既相对独立又前后交叉联系，课程中既有硬件的原理和组成，又有针对硬件的软件编程，软件与硬件必须同时兼顾，对初学者是一门有一定难度的课程。

二、其他相关课程

学生在学习本课程之前应当具有“模拟电路”、“数字电路”、“计算机组成原理”等方面的基础知识。

三、课程的教学基本要求

第1章微型计算机概述

通过本章学习，应了解微型计算机的相关知识。

具体注意以下内容：

1.微型计算机的基本硬件构成；

2.微型计算机的系统组成；

3.微型计算机的特点，应用和发展方向；

4.进位计数制之间的转换；

5.符号数的表示和运算；

第2章Intel8086/8088微处理器

通过本章学习，应掌握8086CPU的特点、编程结构、引脚功能、总线操作时序等。

具体应当注意以下内容：

1.掌握8086的编程结构；

2.掌握8086的寄存器结构；

3.掌握8086CPU的引脚功能；

4.掌握最小工作模式和最大工作模式的特点与区别，了解总线控制器8288的作用；

5.掌握最小工作模式和最大工作模式的典型连接电路；

6.掌握8086的总线操作时序；

7.掌握存贮器组织和I/O组织；

第3章8086/8088的寻址方式和指令系统

通过本章学习，掌握指令格式、寻址方式及8086的指令系统，具体应当注意以下内容：

1.指令格式；

2.寻址方式；

3.数据传送指令；

4.算术逻辑运算指令；

5.串操作指令；

6.控制转移指令；

7.处理机控制指令；

第4章MASM汇编语言基础

通过本章学习，主要掌握MASM汇编语言伪指令及其编程环境。

具体应当注意以下内容：

1.汇编语言指令语句；

2.汇编语言伪指令语句；

3.汇编语言的编程环境；

第5章8086/8088汇编语言程序设计

通过本章学习，掌握汇编语言源程序的基本结构，从顺序结构、分支结构、循环结构的设计到子程序的设计及参数传递方法等。

具体应当注意以下内容：

1.汇编语言源程序的基本结构；

2.顺序结构程序设计方法；

3.分支结构程序设计方法；

4.循环结构程序设计方法；

5.子程序设计方法；

6.dos功能调用

第6章总线技术与I/O接口基础

通过对本章的学习，应当对I/O接口原理以及CPU与I/O接口之间的连接有较完整的了解；应掌握总线的相关知识，比如总线的定义、分类等；具体应当注意以下几方面的内容：

1.了解输入/输出基本概念，接口的功能作用；

2.掌握CPU与外设数据传送的方式方法；

3.掌握I/O端口编址方法以及TTL门电路地址译码方法，能根据端口地址画出地址译码电路图，或根据地址译码电路图写出端口地址，熟练使用74LS138；

4.总线的定义、分类等；

第7章内存储器及其管理

通过对本章的学习，应当对内存储器及其管理有较完整的了解；应当注意以下几方面的内容：

1.掌握存储器的分类；

2.掌握内存的基本组成；

3.掌握存储系统的层次结构；

4.掌握SRAM存储器概念，掩膜ROM存储器概念，PROM存储器概念，EPROM存储器概念，EEPROM存储器概念；

5.了解动态RAM的基本单元，管脚信号与读写操作；DRAM的刷新；DMAM控制器；

6.掌握半导体存储器在微机系统中的应用、存储器寻址空间的计算；

第8章并行接口与串行接口

通过对本章的学习，应当掌握并行接口8255和串行接口8251的工作原理及应用编程；应当注意以下几方面的内容：

1.了解8255A内部结构；

2.掌握8255A编程控制字、各种工作方式、各种工作方式的时序；

3.掌握8255A初始化编程和典型应用；

4.掌握串行通信的基本概念，了解串行通信与并行通信的区别与特点，掌握同步，异步通信的特点及数据帧的格式及波特率；掌握单工，半双工，全双工通信和调制解调的含义；

5.了解8251A内部结构；

6.掌握8251A方式选择命令字、控制命令字、工作状态字；

7.掌握8251A初始化编程流程；

8.掌握8251A的初始化编程及其应用；

第9章中断技术与中断控制器

通过对本章的学习，应当对中断概念、8086中断处理过程以及8259中断控制器有较完整的了解，应当注意以下几方面的内容：

1.掌握中断系统、中断请求、中断源、中断优先级别、中断类型号，中断向量和中断向量表等概念；

2.掌握中断响应和处理过程；

3.了解8086中断分类和特点；

4.掌握8086硬件中断过程和时序，掌握CPU对中断响应的步骤，包括CPU自动实现的和由用户编程实现的两部分，掌握中断服务程序的编写；

5.了解8259A的基本框图和工作原理，以及它的主要功能，掌握8259A编程命令和工作方式；

第10章定时/计数技术及接口

通过对本章的学习，应当对8253工作原理、多种计数/定时工作方式有较完整的了解，应当注意以下几方面的内容：

1.了解8253内部结构；

2.掌握8253控制字；

3.掌握8253的各种工作方式、波形特点。

了解8253有哪几种工作方式，它们之间有何不同，掌握方式2和方式3的应用；

4.掌握8253初始化编程、计数值的读取，掌握怎样确定8253的端口地址；能够熟练运用8253进行定时、分频等应用。

第11章DMA技术与DMA控制器

通过对本章的学习，应掌握DMA技术和DMAC的工作原理和工作过程，应当注意以下几方面的内容：

1.掌握DMA传输及DMA控制器；

2.掌握DMA控制器的分类；

3.掌握DMA的工作类型和DMA传输方式；

第12章数/模和模/数转换

通过对本章的学习，掌握A/D、D/A的工作原理及应用编程。

应当注意以下几方面的内容：

1.了解A/D，D/A转换在计算机测控系统中的作用及概念；

2.了解D/A转换原理，重点掌握DAC0832的原理及应用；

3.了解A/D转换原理，重点掌握ADC0809的原理及应用；

第13章人机接口技术

通过对本章的学习，了解人机接口的相关技术。

应当注意以下几方面的内容：

1.了解键盘的工作原理；

2.了解LED、CRT显示器的工作原理；

3.了解键盘LED控制芯片8279；

第14章高档微型计算机

通过对本章的学习，了解Intel×86系列微处理器。

应当注意以下几方面的内容：

1.了解Intel×86系列微处理器发展过程；

2.了解80386微处理器的主要特性、工作模式；

3.了解80486内部结构及特点；

四、对学生能力培养要求

本课程实践性较强，技术细节较多，要求学生在学完本课程后，能够分析较复杂的微机系统，并能独立完成简单的系统软硬件设计。

因此，教学中在深入阐述有关原理的基础上，应重视分析方法和综合设计的能力培养，教学中重点强调与实际相关的应用举例。

五、教学方法和教学形式建议

整个教学过程由授课、自学、实验和作业四个环节组成。

作业及实验未完成者不得参加该课程的考试。

作业、实验成绩与期末考试成绩共同评定为课程总成绩。

作业和实验成绩占课程总成绩的30%，期末理论考试成绩占总成绩的70%。

六、教学参考书

[1]贾金玲.微型计算机原理及应用.重庆：

重庆大学出版社.2006.6

[2]周明德.微型计算机原理及应用（第四版）.北京：

清华大学出版社.2003.8

[3]吴秀清周荷琴编著.微型计算机原理与接口技术.合肥：

中国科学技术大学出版社.2004.6

[4]郑初华主编胡景春主审.汇编语言、微机原理及接口技术.北京：

电子工业出版社.2003.2

[5]陈启美吴守兵周洋张盛编著,微机原理.外设.接口.北京：

清华大学出版社.2002.3

第二部分教学大纲

理论教学大纲

第1章微型计算机概述

1．内容概要

1.1微型计算机发展简史与展望

1.2微型计算机的特点及其分类

1.3微处理器、微型计算机和微型计算机系统

1.4数制与编码

1.5微型计算机的应用及实例

2．学时安排：

2学时

第2章Intel8086/8088微处理器

1．内容概要

2.18086/8088的编程结构

2.28086/8088的工作模式和引脚功能

2.38086/8088的总线操作和时序

2.48086/8088的存储器组织和I/O组织

2.5IBMPC/XT主机系统结构和工作原理

2．学时安排：

7学时

第3章8086/8088的寻址方式和指令系统

1．内容概要

3.18086/8088的寻址方式

3.28086/8088的指令系统

2．学时安排：

7学时

第4章MASM汇编语言基础

1．内容概要

4.1汇编语言语句种类及其格式

4.2汇编语言数据

4.3表达式与运算符

4.4程序的段结构

4.5其他常用伪指令

4.6汇编语言上机调试

2．学时安排：

4学时

第5章8086/8088汇编语言程序设计

1．内容概要

5.1汇编语言源程序的框架结构

5.2顺序结构程序设计

5.3分支结构程序设计

5.4循环结构程序设计

5.5子程序设计

5.6高级汇编语言技术

5.7DOS功能子程序的调用

2．学时安排：

8学时

第6章总线技术与I/O接口基础

1．内容概要

6.1总线技术

6.2I/O接口基础

2．学时安排：

4学时

第7章内存储器及其管理

1．内容概要

7.1存储器概述

7.2半导体存储器

7.3半导体存储器在微机系统中的应用

7.4PC微机的存储器

2．学时安排：

4学时

第8章并行接口与串行接口

1．内容概要

8.1并行接口

8.2串行接口

2．学时安排：

4学时

第9章中断技术与中断控制器

1．内容概要

9.1中断技术概述

9.28086/8088中断系统

9.3可编程中断控制器82C59A

9.4高档微机中断系统

2．学时安排：

6学时

第10章定时/计数技术及接口

1．内容概要

10.1定时/计数技术概述

10.2可编程定时器/计数器8253/8254

10.38253在微机系统中的应用

10.4高档微机的定时器

2．学时安排：

4学时

第11章DMA技术与DMA控制器

1．内容概要

11.1DMA技术概述

11.2可编程DMA控制器8237A

11.3DMA技术在微机系统中的应用

11.4高档微机的DMA功能

2．学时安排：

4学时

第12章数/模和模/数转换

1．内容概要

12.1概述

12.2D/A转换器

12.3A/D转换器

2．学时安排：

4学时

第13章人机接口技术

1．内容概要

13.1键盘原理及其接口技术

13.2CRT显示器原理及接口技术

13.3LED显示器原理及接口技术

13.4LCD显示器原理及接口技术

13.5打印机及其接口技术

13.6其他交互式人机接口及有关设备

2．学时安排：

4学时

第14章高档微型计算机

1．内容概要

14.1Intel80x86微处理器

14.2IntelPentium微处理器

14.3IA64体系架构

14.4高档微机存储器的扩展技术

2．学时安排：

4学时

实验教学大纲

一．课程总学时：

80课程总学分：

4

实验总学时（课外学时/课内学时）：

14总学分：

必开实验个数：

6选开实验个数：

1

二．适用专业：

计算机科学系、电信系

三．考核方式及办法：

上机编程与调试

四．配套的实验教材或指导书：

微型计算机原理及应用

五．实验项目：

软件实验

实验一32位二进制数乘法实验

实验学时数:

2个

（一）．实验类型：

验证型

（二）．实验类别：

专业实验

（三）．每组人数：

1人/组

（四）．实验要求：

必修

（五）．实验目的：

1．熟悉汇编语言的上机过程；

2．掌握汇编语言顺序结构程序的编写；

（六）．实验内容：

用乘法指令实现32位二进制数的乘法。

（七）．主要仪器设备及其配套数：

PC一台

（八）．实验材料消耗费：

0.5元

实验二折半查找算法实验

实验学时数:

2个

（一）．实验类型：

验证型

（二）．实验类别：

专业实验

（三）．每组人数：

1人/组

（四）．实验要求：

选修

（五）．实验目的：

1.掌握汇编语言分支结构程序的编写；

2.掌握折半查找算法在汇编语言程序中实现的方法；

（六）．实验内容：

在数据段中，从首地址ARRAY开始存放着一个按从小到大顺序排列的无符号整数数组，现要求在该数组中查找无符号整数N，如果找到则输出“Findsuccessfully!

”，否则输出查找“Findunsuccessfully!

”。

（七）．主要仪器设备及其配套数：

PC一台

（八）．实验材料消耗费：

0.5元

实验三冒泡排序算法实验

实验学时数:

2个

（一）．实验类型：

验证型

（二）．实验类别：

专业实验

（三）．每组人数：

1人/组

（四）．实验要求：

必修

（五）．实验目的：

1.掌握汇编语言循环结构程序的编写；

2.掌握冒泡排序算法在汇编语言程序中实现的方法；

（六）．实验内容：

在数据段中，有一个首地址为ARRAY开始的无序的无符号整型数组，试编程使该数组中的数据按从大到小的次序排序！

（七）．主要仪器设备及其配套数：

PC一台

（八）．实验材料消耗费：

0.5元

实验四字符匹配实验

实验学时数:

2个

（一）．实验类型：

验证型

（二）．实验类别：

专业实验

（三）．每组人数：

1人/组

（四）．实验要求：

选修

（五）．实验目的：

1.进一步学习和使用DOS功能调用；

2.掌握汇编语言中串操作指令的使用方法。

（六）．实验内容：

采用DOS功能调用，先接收键盘输入的符号串并保存在某一缓冲区中，然后用串搜索指令在该缓冲区中寻找是否输入了空格字符（20H），最后退出程序并给出是否找到的信息。

（七）．主要仪器设备及其配套数：

PC一台

（八）．实验材料消耗费：

0.5元

硬件实验

实验一8255A转弯灯实验

实验学时数:

2个

（一）．实验类型：

验证型

（二）．实验类别：

专业实验

（三）．每组人数：

2人/组

（四）．实验要求：

必修

（五）．实验目的：

学习和掌握8255A的编程原理。

（六）．实验内容：

8255的C端口作为输入口，PC0、PC1分别接K1、K2；B端口作为输出口，PB0、PB1分别接发光二极管L4、L5；K1作为左转弯开关，K2作为右转弯开关。

L4作为左转弯灯，L5作为右转弯灯。

要求编写程序实现如下功能：

合上开关K1时L4以一定频率闪烁，合上开关K2时L5以一定频率闪烁，K1、K2同时合上或断开，发光二极管灭。

（七）．主要仪器设备及其配套数：

PC一台、微机原理实验箱一个

（八）．实验材料消耗费：

0.5元

实验二8255A模拟交通灯实验

实验学时数:

2个

（一）．实验类型：

验证型

（二）．实验类别：

专业实验

（三）．每组人数：

2人/组

（四）．实验要求：

选修

（五）．实验目的：

进一步学习和掌握8255A的编程原理。

（六）．实验内容：

利用8255A可编程并行接口芯片，控制发光二极管亮灭，模拟交通灯管理过程。

（七）．主要仪器设备及其配套数：

PC一台、微机原理实验箱一个

（八）．实验材料消耗费：

0.5元

实验三8279控制LED显示实验

实验学时数:

2个

（一）．实验类型：

验证型

（二）．实验类别：

专业实验

（三）．每组人数：

2人/组

（四）．实验要求：

选修

（五）．实验目的：

1．了解七段数码管显示数字的原理；

2．学习8279A与微机8086系统的接口方法，掌握8279键盘、显示电路的编程方法。

（六）．实验内容：

试编写程序在实验台上的八个LED数码管上从左往右分别显示“8279———1”。

（七）．主要仪器设备及其配套数：

PC一台、微机原理实验箱一个

（八）．实验材料消耗费：

0.5元

实验四D/A转换实验

实验学时数:

2个

（一）．实验类型：

验证型

（二）．实验类别：

专业实验

（三）．每组人数：

2人/组

（四）．实验要求：

选修

（五）．实验目的：

1．了解D/A转换的基本原理以及它与8086的接口方法。

2．掌握DAC0832的性能及编程方法。

3．学习8088系统中扩展D/A转换的基本方法。

（六）．实验内容：

利用DAC0832，从AOUT端输出正弦波。

（七）．主要仪器设备及其配套数：

PC一台、微机原理实验箱一个

（八）．实验材料消耗费：

0.5元

实验五8259中断实验

实验学时数:

2个

（一）．实验类型：

验证型

（二）．实验类别：

专业实验

（三）．每组人数：

2人/组

（四）．实验要求：

必修

（五）．实验目的：

1．掌握8259A中断控制器的工作原理，熟悉实验中涉及中断屏蔽寄存器IMR和中断服务寄存器ISR的使用方法；

2．掌握8259A中断控制器的接口方法和初始化编程方法；

3．掌握中断服务程序的编写方法。

（六）．实验内容：

每按一次AN按钮就产生一次中断，每中断一次，就让与8255A的C端口相连接的一个发光二极管被点亮，如果连续地按AN按钮，就能实现L1～L8被循环点亮的效果。

（七）．主要仪器设备及其配套数：

PC一台、微机原理实验箱一个

（八）．实验材料消耗费：

0.5元

实验六8253定时器/计数器实验

实验学时数:

2个

（一）．实验类型：

验证型

（二）．实验类别：

专业实验

（三）．每组人数：

2人/组

（四）．实验要求：

必修

（五）．实验目的：

掌握8253定时器/计数器的使用和编程方法。

（六）．实验内容：

用8253定时器2对1MHZ的输入频率进行最大分频，输出约15HZ的方波，并用示波器观察输出波形。

（七）．主要仪器设备及其配套数：

PC一台、微机原理实验箱一个

（八）．实验材料消耗费：

0.5元

实验七8251A串行接口实验

实验学时数:

2个

（一）．实验类型：

验证型

（二）．实验类别：

专业实验

（三）．每组人数：

2人/组

（四）．实验要求：

选修

（五）．实验目的：

掌握用8251A接口芯片实现微机间的同步和异步通信。

（六）．实验内容：

本实验利用8251A发送字符（即一个数据帧包含1个起始位（0），8个数据位（D0在前），1个停止位

（1）），发送数据为01010101B，反复发送，用示波器观察发送数据信号端TXD的波形。

（七）．主要仪器设备及其配套数：

PC一台、微机原理实验箱一个

（八）．实验材料消耗费：

0.5元

实验八A/D转换

实验学时数:

4个

（一）．实验类型：

综合型

（二）．实验类别：

专业实验

（三）．每组人数：

2人/组

（四）．实验要求：

必修

（五）．实验目的：

掌握ADC0809的性能及编程方法，掌握中断采集数据。

（六）．实验内容：

用ADC0809芯片将一个模拟电压信号转换成一个数字信号，然后通过8259芯片来中断采集这个结果，并且将该结果用8255芯片来控制输出显示到发光二极管。

（七）．主要仪器设备及其配套数：

PC一台、微机原理实验箱一个

（八）．实验材料消耗费：

0.5元

注意：

由于各系不同的专业在安排理论和实验教学的学时数都有所不同，因此主讲教师可紧扣大纲做出一些适当的修改。

第三部分教学实施细则

课程重点难点

主讲教师在授课中应突出重点、分散难点，使学生对主要内容有清晰、深刻的印象，从而牢固的掌握所学知识。

第1章微型计算机概述

重点：

掌握计算机中常用数据的表示法及其各种数制之间的转换，掌握微型计算机的组成及其各模块的功能。

第2章Intel8086/8088微处理器

重点：

8086微处理器的编程结构、引脚信号功能及总线操作时序；堆栈及总线周期，存贮器组织与分段。

难点：

8086微处理器的编程结构、引脚信号功能及总线时序。

第3章8086/8088的寻址方式和指令系统

重点：

掌握8086/8088的寻址方式，指令系统中指令的分类及其常用指令的格式和功能。

难点：

灵活使用指令和指令中所涉及到的寻址方式。

第4章MASM汇编语言基础

重点：

掌握汇编语言的指令语句和伪指令语句，掌握汇编语言的数据定义及一些常见运算符。

难点：

一些常用伪指令和运算符的使用。

第5章8086/8088汇编语言程序设计

重点：

掌握汇编语言程序设计的基本方法，熟练运用循环程序设计方法和分支程序设计方法解决问题，运用DOS功能调用完成输入输出要求。

难点：

依据所要解决的问题选择正确的程序设计方法，正确地运用指令编写实用的汇编语言源程序。

第6章总线技术与I/O接口基础

重点：

掌握常用的接口芯片的结构、功能、编程及其应用，CPU与外设交换数据的方式，理解系统总线的概念和分类。

难点：

在实际应用中正确的连接接口芯片。

第7章内存储器及其管理

重点：

掌握各种存储器的工作原理及其用静态RAM芯片组成一定容量的存储器。

难点：

理解存储器的工作原理及其地址空间的确定。

第8章并行接口与串行接口

重点：

可编程并行接口芯片8255A的组成、功能；可编程串行接口芯片8251的组成、功能。

难点：

可编程并行接口芯片8255A的应用；可编程串行接口芯片8251的应用。

第9章中断技术与中断控制器

重点：

中断的基本知识，8086的中断系统以及可编程中断控制器8259A结构、功能与应用。

难点：

可编程中断控制器8259A结构、功能与应用。

第10章定时/计数技术及接口

重点：

可编程定时器8253的组成、功能和应用。

难点：

可编程定时器8253的组成、功能和应用编程。

第11章DMA技术与DMA控制器

重点：

DMA技术的一些基本概念，可编程DMA控制器8237A的组成、功能。

难点：

可编程DMA控制器8237A的应用及DMA技术在微机系统中的应用。

第12章数/模和模/数转换

重点：

数/模转换器DAC0832和模/数转换器ADC0809的结构及应用编程。

难点：

数/模转换器DAC0832和模/数转换器ADC0809的应用编程。

第13章人机接口技术

重点：

键盘和LED显示器的原理；

难点：

CRT显示器原理及8279的编程应用；

第14章高档微型计算机

重点：

了解80386CPU的功能结构及其寄存器组织，了解80386CPU的寻址方式。

难点：

理解存储器的虚拟8086方式和虚拟地址保护方式。

作业要求

一、作业要求

1．每次下课布置作业。

下一次上课之前交作业，防止缺交或迟交。

2．作业做在作业本上、用钢笔或圆珠笔按一定的规格书写，力求字迹清晰整洁，防止漏题不做。

3．教师每次登记作业情况，按“A、B、C、D”四级记分。

二、批改要求

教师至少批改收交作业的三分之一。

三、作业次数、习题量

第1章微型计算机概述：

次数1，习题量：

2