课程名称微机原理及应用 课程编号暂时不填.docx

1、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

2、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

3、示和运算；第2章 Intel 8086/8088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.

4、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

5、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

6、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

7、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

8、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

9、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

10、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Intel86系列微处理器。应当注意以下几方面的内容：1.了解Intel86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、

11、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.2006.62 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.2003.83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.2004.64 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.2003.25陈启美 吴守兵

12、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 Intel 8086/8088微处理器1内容概要2.1 8086/8088的编程结构2.2 8086/8088的工作模式和引脚功能2.3 8086/8088的总线操作和时序2.4 8086/8088的存储器组织和I/O组织2.5 IBM PC/XT主机系统结构和工作原理2学时安排：7学时第3

13、章 8086/8088的寻址方式和指令系统1内容概要3.1 8086/8088的寻址方式3.2 8086/8088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5.7 DOS功能子程序的调用2学时安排：8学时第6章 总线技术

14、与I/O接口基础1内容概要6.1 总线技术6.2 I/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7.4 PC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9.2 8086/8088中断系统9.3 可编程中断控制器82C59A9.4 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8253/825

15、410.3 8253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11.1 DMA技术概述11.2 可编程DMA控制器8237A11.3 DMA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12.2 D/A转换器12.3 A/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13.2 CRT显示器原理及接口技术13.3 LED显示器原理及接口技术13.4 LCD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

16、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14.1 Intel 80x86微处理器14.2 Intel Pentium微处理器14.3 IA 64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

17、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

18、输出“Find successfully!”，否则输出查找“Find unsuccessfully!”。(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

19、 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(

20、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(

21、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“8

22、2791”。(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

23、)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L1L8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

24、(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

25、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

26、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 Intel 8086/8088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

27、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

28、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

29、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