课程概述

    本课程主要内容涵盖了微型计算机硬件原理、汇编语音程序设计基础、微型计算机接口技术三部分内容。以8086/8088微处理器为主体,详尽地介绍了80x86微处理器的硬件结构、工作原理、指令系统,以及汇编语言及程序设计、存储器系统、输入/输出接口、中断技术及应用,以及常用的可编程芯片的基本原理、性能及接口应用技术。

本课程是计算机科学与技术、通信工程、电气工程、机电工程及自动化等专业必修的核心课程。


证书要求

课程成绩构成如下:

1)单元测验:20%

2)平时作业和交流讨论(即讨论区的讨论):30%

3)期末考试:50%


预备知识

    计算机基础、数字电路、一门程序设计语言

授课大纲

课程共40个学时

(一)微机系统组成及工作原理(2学时)

【教学要求】了解计算机的结构思想、发展过程、工作特点、分类及应用领域,了解计算机的数学基础;理解计算机的基本组成电路;掌握微型计算机的典型特征,掌握微型计算机的基本组成和微型计算机的工作过程。

【教学内容】 

1.三总线结构。

2.计算机的运算基础。

3.微机的各大组成结构及功能。

4微机的基本工作原理

5.微处理器、微型计算机、微型计算机系统三者的概念及关系。

【教学重点与难点】微机的基本工作原理

(二)微处理器和指令系统(8学时)

【教学要求】微处理器是微型计算机的核心部件,其性能直接决定微型计算机的性能。这部分以80X86CPU为例介绍微处理器的内部结构和典型的外部引脚特性,同时介绍其指令系统,为进一步学习汇编语言编程打下基础。

【教学内容】 

1.8086/8088、80486CPU内各种通用寄存器、专用寄存器的名称、代号及其功能。

2.标志寄存器各标志位的含义。

3.存储器地址的表示方法。

4.寻址方式。

5.传送、算术运算、逻辑与移位、串操作、位操作、控制转移等指令

6.Pentium的四种工作模式。

【教学重点与难点】逻辑地址和物理地址、寻址方式、串操作指令、条件转移指令、循环指令

(三)汇编语言程序设计(8学时)

【教学要求】熟练掌握汇编语言常用的伪指令及汇编语言程序设计的基本技巧。

【教学内容】 

1.汇编语言源程序的分段结构。

2.伪指令语句(段定义、数据定义、符号定义、过程定义、宏定义等伪指令)。

3.基本结构化程序设计(顺序、分支、循环)。

4.程序调试方法。

5.子程序设计方法与调用技术。

6.常用DOS功能调用。

【教学重点与难点】完整汇编源程序的编写

(四)存储器(4学时)

【教学要求】了解微机系统中存储系统的体系结构,理解内存的工作原理,熟练掌握微机系统中存储系统的设计方法及步骤。

【教学内容】 

1.常用EPROM、SRAM的接口特性。

2.内存储器系统的构成原理。

3.线译码、局部译码和全局译码三种译码方式。

4.CPU与存储芯片的连接。

5.分级存储器结构。

6.半导体存储器分类及选用原则。

7.高速缓存原理。

8.虚拟存储原理与保护机制。

【教学重点与难点】存储系统设计

(五)I/O接口(1学时)

【教学要求】了解I/O接口的地位和工作原理,熟练掌握CPU和外设进行数据传送的各种传送方式的硬件电路要求和软件编程思路。

【教学内容】 

1.I/O编址方式。

2.I/O指令。

3.程序查询式I/O数据传送方式。

4.I/O同步控制方式。

【教学重点与难点】程序查询式I/O数据传送方式下程序的编写

(六)总线和总线标准(1学时)

【教学要求】了解总线的基本概念。

【教学内容】

1.有关总线的基本概念(总线周期、指令周期、时钟周期、时序)。

2.总线的仲裁方法。

3.总线握手方法。

4.PC系列微机中常用的总线。

【教学重点与难点】总线的仲裁和总线握手方法

(七)中断与中断控制(6学时)

【教学要求】了解中断系统的相关概念,掌握可编程中断控制器8259A的编程及应用。

【教学内容】

1.有关中断的基本概念(中断与中断类型,中断的优先级,CPU响应中断的条件,中断处理的基本过程)。

2.中断向量表及其功能。

3.多中断请求的服务判决。

4.8259A可编程中断控制器的功能。

【教学重点与难点】8259A可编程中断控制器的初始化编程

(八)定时器/计数器电路(4学时)

【教学要求】了解微机系统中定时/计数的各种场合,掌握可编程定时器/计数器电路8253的编程及应用。

【教学内容】

1.8253内部结构及其功能。

2.8253控制字、定时计数值的算法及初始化。

3.8253的六种工作方式。

【教学重点与难点】根据具体任务画8253连接图和程序编写。

(九)并行通信接口(4学时)

【教学要求】了解并行通信的特点,掌握可编程并行通信接口芯片8255A的编程及应用。

【教学内容】

1.8255A内部结构及其功能。

2.8255A控制字的意义及芯片初始化方法。

3.8255A方法0的编程、方式1的工作原理。

4.8255A方式2的工作原理。

【教学重点与难点】根据具体任务画8255A的连接图和程序编写

(十)串行通信接口(2学时)

【教学要求】了解串行通信的特点,掌握可编程串行通信接口芯片8251A的编程及应用。

【教学内容】

1.8251A内部结构及其功能。

2.8251A控制字的意义及芯片初始化方法。

3.8251A和CPU之间的数据传送方式(查询方式/中断方式)。

    【教学重点与难点】根据具体任务画8251A的连接图和程序编写


参考资料


彭虎.微机原理与接口技术(第4版)[M].北京:电子工业出版社,2016.

楼顺天,周佳社,张伟涛.微机原理与接口技术(第二版)[M].北京:科学出版社,2017.

周荷琴,冯焕清.微型计算机原理与接口技术(第5版)[M].北京:中国科学技术大学出版社,2017.