微机原理与接口技术教案版Word格式文档下载.doc
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该课程属计算机硬件基础课程,是学习微机组装、单片机应用开发、微机控制等课程的前序基础课。
课程内容:
微机的基本结构;
指令系统及汇编语言;
存储器结构及工作原理;
I/O接口及应用;
可编程芯片及应用。
学习方法:
首先掌握微型计算机的基本原理,熟记其指令系统用指令和应用指令编写程序;
掌握I/O接口的基本结构和接口应用;
理论结合实际,多上机多编程,在应用中学习。
新课讲授
1计算机基础知识
1.2计算机发展概述
从1946年世界上第一台电子数字计算机ENIAC问世至今,计算机的发展主要经历了电子管、晶体管、小规模集成电路、大规模(LSI)和超大规模(VSLI)集成电路四个发展阶段,从1981年起进入智能计算机阶段。
Ø
微处理器及微型计算机的发展
4位及低档8位→中高档8位→16位→32位→高档32位→64位(主要体现在位数的变化)
微型计算机的组成
微型计算机通常由微处理器(即CPU)、存储器(ROM,BAM)、I/O接口电路及系统总线(包括地址总线AB、数据总线DB、控制总线CB)组成。
计算机编程语言的发展。
介绍各编程语言的特点,本门课程主要学习汇编语言。
1.3计算机中信息的表示及运算基础
计算机中的数和编码系统
计算机中的进位计数制
²
进位计数制的基本概念
u课堂讨论:
为什么要使用二进制和十六进制,各进制间是否可以相互转换?
四种不同进制数(二、八、十、十六进制)的相互转换(课堂练习)
计算机中带符号数的表示
原码、反码和补码的表示方法
原码、反码和补码之间的转换
u课堂练习
补码加减运算
补码加减运算规则[X±
Y]补=[X]补±
[Y]补
u例题分析
[例1]X=-B,Y=+B,求X+Y=?
[例2]X=-56,Y=-17,求X-Y=?
u通过例题强调:
运算完后要先判断结果的正负,结果若为负数,则需进行变补运算才能得到结果的真值。
即[X±
Y]原[[X±
Y]补]补
溢出判断
[例3]X=-62H,Y=-3BH,求X+Y=?
[例4]X=-1FH,Y=-4AH,求X+Y=?
溢出和进位的区别,
溢出判断标准:
若最高进位⊕次高位进位=1,则结果产生溢出。
小结
1)主要介绍了计算机的发展以及计算机的基础知识。
2)要求掌握:
二、十、十六进制的相互转换,无符号数、带符号数、真值、机器数的区别,原码、反码、补码、真值之间的相互转换方法,补码加减运算,进位和溢出的概念。
课外作业及思考题
1)阅读分析课本第1章[例1-12]~[例1-19];
2)课后练习2~6题自行练习。
课后记载:
第2课次授课计划
第1章计算机基础知识
(2)
1.3微机中信息的表示及运算基础
第2章8086体系结构
(1)
2.18086CPU结构(内部结构)
掌握二-十进制数的表示(BCD数);
掌握二-十进制数的加减运算;
掌握字符的编码(ASCII码);
理解数的定点和浮点表示;
掌握8086微处理器的基本结构和工作原理。
二-十进制数(BCD数)的加减运算结果调整
复习巩固
计算机中的进位计数制及进制间的转换
计算机中带符号数的表示:
原、反、补码的表示和转换
补码加减运算:
[X±
溢出判断:
二-十进制数(BCD数)
二-十进制数的表示:
用四位二进制数表示一位十进制数。
二-十进制数的加减运算
例题中BCD数运算结果为什么不再是BCD数?
为什么与十进制结果不符?
u通过例题讨论,分析结果不一致的原因:
BCD数在计算机中按十六进制运算“逢十六进一”,而十进制为“逢十进一”。
若要BCD数运算中仍保有十进制的“逢十进一”的效果,则对运算结果需进行调整。
二-十进制数的加减运算调整原则
加法调整规则:
(1)若二进制和小于10,则保持不变化。
(2)若二进制和大于等于10,或有进位,则和数应加6修正。
减法调整规则:
(1)若相减不发生借位,则减法直接进行。
(2)若相减低位向高位发生借位,则低位应减6修正。
u课堂练习:
用BCD码计算94+7=101
字符的编码(ASCII码)
目前微机中应用最普遍的美国标准信息交换码
常用字符ASCII码:
回车0DH/换行0AH/0~9(30H~39H)/a~z(61H~7AH)/A~Z(41H~5AH)
数的定点和浮点表示
定点表示:
小数点在数中的位置固定。
运算简便,表示范围小。
定点整数表示范围:
2n-1-1定点小数表示范围:
1-2-n
浮点表示:
小数点位置不固定。
表示范围大,运算复杂。
28086体系结构
从前续课程学习已经知道计算机的基本结构,从而可知微机的基本结构有运算器、控制器和存储器等,这些器件又是怎样构成微型计算机的以及怎样在CPU的指挥下工作的?
这就是本节课要解决的间题。
2.18086CPU结构
初步认识:
8086是16位微处理器,数据总线16位,地址总线20位(寻址范围1M),40脚双列直插组件封装。
u课堂提问:
计算机系统的三总线结构是哪三种总线?
——数据总线、地址总线、控制总线
8086CPU的内部结构(基于图2.18086CPU的内部结构框图讲解)
BIU(BusInterfaceUnit总线接口部件):
实现CPU与存储器或I/O口间数据传送
组成:
1个20位地址加法器、 专用寄存器组(段寄存器和指令指针寄存器等)、
指令队列、 总线控制逻辑
EU(ExecutionUnit指令执行部件):
主要功能是执行指令
算术逻辑运算单元ALU、 1个16位标志寄存器FLAGS、
1个数据暂存寄器、 8个通用16位寄存器组、EU控制器
8086CPU的工作原理
与一般CPU工作原理对比,解释流水线技术
动画演示8086CPU流水线工作过程
1)主要介绍了计算机中常用的编码方式:
BCD、ASCII
BCD数的表示、加减运算,以及常用字符的ASCII码
3)主要学习了Intel8086/8088微处理器基本结构和工作原理
1)课后练习7~10题 自行练习;
2)预习:
8086CPU的寄存器结构(思考题—课后习题3、4)
第3课次授课计划
2.18086CPU结构(内部结构+寄存器结构+管脚与功能)
熟练掌握8086CPU内部寄存器组的定义及用法;
基本掌握8086微处理器管脚的功能;
熟练掌握物理地址/逻辑地址的概念;
掌握存储器结构和分段的意义;
熟练掌握物理地址的形成方式;
8086CPU内部寄存器组的定义及用法;
堆栈段的使用
第1章课堂作业评讲
1.下列无符号数中最大的数是C。
错解:
D(2人)
A.(98)16 B.(152)10 C.()2 D.(227)8
2.二进制数10.11101B写成浮点数形式是D。
错解:
A(2人)、B(1人)
A.×
10-5 B.×
2-1000
C.1.×
10+1 D.1.×
2+0001
3.设x=-46,y=117,则[x-y]补和[x+y]补分别等于B。
D(2人)
A.D2H和75H B.5DH和47H
C.2EH和71H D.47H和71H
4.补码表示的8位二进制有符号数表示的数值范围是D。
错解:
A(3人)、C(14人)
A.0~255 B.0~256C.-127~127 D.-128~127
5.利用二进制补码完成有符号数加法运算:
(16)+(-32)
[16]补=0B[-32]原=1B[-32]补=1B
所以:
[16-32]补=[16]补+[-32]补=0B+1B=1B
(16)+(-32)=[1B]补=1B=-16
出错之处:
1)直接用原码相加;
2)原反补码求取出错;
3)纯计算错误;
4)没有结论
第2章内容回顾
8086CPU的内部结构:
BIU+EU(功能和组成)
8086CPU的流水线工作方式
8086CPU的寄存器结构
注意强调
16位的AX/BX/CX/DX也可拆成两个8位的寄存器使用;
初步介绍存储器的分段存储的概念,由此给出段首地址和偏移地址的概念,帮助理解段寄存器和地址寄存器的功能;
寄存器存在“隐含寻址”的概念,即要记住寄存器和对应的段首地址寄存器,这是后面学习指令寻址的基础。
IP用来存放将要执行的下一条指令(不是当前指)在代码段中的偏移地址。
具有自动加1功能。
巩固牢记标志寄存器各位的含义。
8086CPU的管脚与功能
两种工作模式:
最大模式、最小模式
40个引脚,32个引脚功能固定,8个引脚随工作模式不同含义不同
2.28086系统的结构和配置
8086存储器结构
常识:
存储空间以字节为单位,一个字节分配一个唯一的20位物理地址
两个连续的字节称为一个字,低地址对应低字节,高地址对应高字节
什么是段?
为什么要分段
由于8086可以寻址20位地址空间,所以字或字节必须表示成20位的二进制。
但是8086设计是用来执行16位计算的,它只能处理16位长的字。
所以必须设计一个巧妙的方法来表示地址----存储器分段。
u20位物理地址的形成。
物理地址PA=段基址×
16+偏移地址
堆栈段的使用
强调:
以字为单位进行出入栈的操作,工作方式为“先进后出”。
课堂练习、分析
1)重点掌握:
8086微处理器的寄存器结构,特别是标志寄存器的取值和寄存器组的组成和作用。
2)重点掌握:
8086存储器分段、20位物理地址的形成、
1)要求牢记8086CPU内部寄存器的名字、基本用法(这是学习汇编编程的基础)
第4课次授课计划
基本内容
- 配套讲稿:
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- 关 键 词:
- 微机 原理 接口 技术 教案