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
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- 关 键 词:
- 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 应用 课程 编号 暂时