微机原理及接口技术教案.docx
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微机原理及接口技术教案
第课次授课方案
根本容:
1课程性质及容介绍、先修课程及参考书目
2第1章计算机根底知识〔1〕
1.1绪论1.2计算机的开展概述1.3微机息的表示及运算根底
目的要求:
明确本课程的学习目的及要求、激发学习微机原理与接口的兴趣与热情,
初步了解本课程的特点及学习方法;
了解计算机开展历史;
熟练掌握无符号数和带符号数的表示方法;
掌握各种进制间的互换;〔重点〕
掌握数的原码、反码、补码表示法,并熟练掌握补码加减运算。
〔重点〕
难点:
补码加减法运算;
有符号数和无符号数溢出判断。
教学环节及组织:
新课引入
课程性质:
该课程属计算机硬件根底课程,是学习微机组装、单片机应用开发、微机控制等课程的前序根底课。
课程容:
微机的根本构造;指令系统及汇编语言;存储器构造及工作原理;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根本原理,熟记其指令系统用指令和应用指令编写程序;掌握I/O接口的根本构造和接口应用;理论结合实际,多上机多编程,在应用中学习。
新课讲授
1计算机根底知识
1.2计算机开展概述
从1946年世界上第一台电子数字计算机ENIAC问世至今,计算机的开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〕集成电路四个开展阶段,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开展
4位及低档8位→中高档8位→16位→32位→高档32位→64位〔主要表达在位数的变化〕
Ø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。
Ø计算机编程语言的开展。
介绍各编程语言的特点,本门课程主要学习汇编语言。
1.3计算机息的表示及运算根底
Ø计算机中的数和编码系统
Ø计算机中的进位计数制
✧进位计数制的根本概念
◆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〕
Ø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
◆课堂练习
Ø补码加减运算
✧补码加减运算规则[*±Y]补=[*]补±[Y]补
◆例题分析
[例1]*=-0110100B,Y=+1110100B,求*+Y=?
[例2]*=-56,Y=-17,求*-Y=?
◆通过例题强调:
运算完后要先判断结果的正负,结果假设为负数,则需进展变补运算才能得到结果的真值。
即[*±Y]原[[*±Y]补]补
Ø溢出判断
◆例题分析
[例3]*=-62H,Y=-3BH,求*+Y=?
[例4]*=-1FH,Y=-4AH,求*+Y=?
✧溢出和进位的区别,
✧溢出判断标准:
假设最高进位⊕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开展以及计算机的根底知识。
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)课后练习1,2,3,5,6题自行练习。
课后记载:
第课次授课方案
根本容:
第1章计算机根底知识〔2〕
1.3微机息的表示及运算根底
第2章8086体系构造〔1〕
2.18086CPU构造〔部构造〕
目的要求:
掌握二-十进制数的表示〔BCD数〕;
掌握二-十进制数的加减运算;〔重点〕
掌握字符的编码〔ASCII码〕;
掌握8086微处理器的根本构造和工作原理。
难点:
二-十进制数〔BCD数〕的加减运算结果调整
教学环节及组织:
复习稳固
Ø计算机中的数和编码系统
Ø计算机中的进位计数制及进制间的转换
Ø计算机中带符号数的表示:
原、反、补码的表示和转换
Ø补码加减运算:
[*±Y]补=[*]补±[Y]补
Ø溢出判断:
假设最高进位⊕次高位进位=1,则结果产生溢出。
新课讲授
1计算机根底知识
1.3计算机息的表示及运算根底
Ø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
◆课堂讨论:
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?
◆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〞。
假设要BCD数运算中仍保有十进制的“逢十进一〞的效果,则对运算结果需进展调整。
✧二-十进制数的加减运算调整原则
加法调整规则:
〔1〕假设二进制和小于10,则保持不变化。
〔2〕假设二进制和大于等于10,或有进位,则和数应加6修正。
减法调整规则:
〔1〕假设相减不发生借位,则减法直接进展。
〔2〕假设相减低位向高位发生借位,则低位应减6修正。
◆课堂练习:
用BCD码计算94+7=101
Ø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〕
28086体系构造
从前续课程学习已经知道计算机的根本构造,从而可知微机的根本构造有运算器、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构造
初步认识:
8086是16位微处理器,数据总线16位,地址总线20位〔寻址围1M〕,40脚双列直插组件封装。
◆课堂提问:
计算机系统的三总线构造是哪三种总线?
——数据总线、地址总线、控制总线
Ø8086CPU的部构造(基于图2.18086CPU的部构造框图讲解)
✧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、专用存放器组(段存放器和指令指针存放器等)、
指令队列、总线控制逻辑
✧EU〔E*ecutionUnit指令执行部件〕:
主要功能是执行指令
组成:
算术逻辑运算单元ALU、1个16位标志存放器FLAGS、
1个数据暂存寄器、8个通用16位存放器组、EU控制器
Ø8086CPU的工作原理
✧与一般CPU工作原理比照,解释流水线技术
✧动画演示8086CPU流水线工作过程
小结
1〕主要介绍了计算机中常用的编码方式:
BCD、ASCII
2〕要求掌握:
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微处理器根本构造和工作原理
课外作业及思考题
1)课后练习1~3题自行练习;
2)预习:
8086CPU的存放器构造
课后记载:
第课次授课方案
根本容:
第2章8086体系构造〔1〕
2.18086CPU构造〔部构造+存放器构造+管脚与功能〕
目的要求:
熟练掌握8086CPU部存放器组的定义及用法;〔重点〕
根本掌握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;〔重点〕
掌握存储器构造和分段的意义;
熟练掌握物理地址的形成方式;〔重点〕
难点:
8086CPU部存放器组的定义及用法;
堆栈段的使用
教学环节及组织:
复习稳固
Ø第1章课堂作业评讲
1.以下无符号数中最大的数是C。
错解:
D〔2人〕
A.〔98〕16B.〔152〕10C.〔10011001〕2D.〔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.1011101×10-5B.1011101×2-1000
C.1.011101×10+1D.1.011101×2+0001
3.设*=-46,y=117,则[*-y]补和[*+y]补分别等于B。
错解:
D〔2人〕
A.D2H和75HB.5DH和47H
C.2EH和71HD.47H和71H
4.补码表示的8位二进制有符号数表示的数值围是D。
错解:
A(3人)、C(14人)
A.0~255B.0~256C.-127~127D.-128~127
5.利用二进制补码完成有符号数加法运算:
(16)+(-32)
[16]补=00010000B[-32]原=10100000B[-32]补=11100000B
所以:
[16-32]补=[16]补+[-32]补=00010000B+11100000B=11110000B
(16)+(-32)=[11110000B]补=10010000B=-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章容回忆
Ø8086CPU的部构造:
BIU+EU〔功能和组成〕
Ø8086CPU的流水线工作方式
新课讲授
28086体系构造
2.18086CPU构造
Ø8086CPU的存放器构造
注意强调
✧16位的A*/B*/C*/D*也可拆成两个8位的存放器使用;
✧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,帮助理解段存放器和地址存放器的功能;
✧存放器存在“隐含寻址〞的概念,即要记住存放器和对应的段首地址存放器,这是后面学习指令寻址的根底。
✧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。
◆课堂练习:
稳固牢记标志存放器各位的含义。
Ø8086CPU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系统的构造和配置
Ø8086存储器构造
✧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
◆课堂讨论:
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。
◆20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:
以字为单位进展出入栈的操作,工作方式为“先进后出〞。
课堂练习、分析
小结
1〕重点掌握:
8086微处理器的存放器构造,特别是标志存放器的取值和存放器组的组成和作用。
2〕重点掌握:
8086存储器分段、20位物理地址的形成、
课外作业及思考题
1)要求牢记8086CPU部存放器的名字、根本用法〔这是学习汇编编程的根底〕
课后记载:
第4课次授课方案
国庆休假
根本容:
目的要求:
难点:
教学环节及组织:
前次课程容回忆
新课讲授
课外作业及思考题
课后记载:
第5课次授课方案
根本容:
第2章8086体系构造〔2〕
2.28086系统的构造和配置〔存储器构造〕
目的要求:
根本掌握8086微处理器管脚的功能;
了解最大及最小模式下管脚的不同定义;
熟练掌握物理地址/逻辑地址的概念;〔重点〕
掌握存储器构造和分段的意义;
熟练掌握物理地址的形成方式;〔重点〕
掌握8086CPU访问存储器的方式;〔重点〕
掌握堆栈段的使用。
〔重点〕
难点:
存储器的组成:
偶地址体、奇地址体
8086CPU访问存储器的方式;
堆栈段的使用
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- 微机 原理 接口 技术 教案