《微机原理与接口技术》教学大纲

课程名称：微机原理与接口技术
课程编号：104300066
总学时：54
适用对象：计算机科学与技术
一、教学目的与任务
1、教学目的：《微机原理与接口技术》是计算机科学与技术专业的一门必修课程。通过本课程的学习，使学生掌握微处理器的工作原理及时序，微型计算机与外部设备数据传送的基本方法；掌握常用接口芯片的硬件结构、编程要点及使用方法；能够读懂简单的接口电路原理图及相关的控制程序；能够根据要求设计简单的常用的接口电路，编写相应的程序段；掌握实验、系统设计的基本方法。为后继课程的学习及未来从事微机硬件及软件开发打下基础。
2、教学任务：课程以Intel微处理器为背景，介绍微型计算机原理及接口技术，包括CPU的工作原理与时序，I／O端口的地址译码,CPU和外设之间的数据传送方式，中断控制器及中断技术应用，DMA控制器及应用，并行接口及应用、串行接口及应用，定时器计数器/计数器接口及应用、模/数和数/模转换接口及应用，微型计算机的总线。课程内容涉及知识面广，实用性较强。
二、教学基本要求
本课程为专业基础必修课。本课程的主要任务是使学生了解和掌握微机的基础知识、硬件组成与工作原理和微机接口技术等内容，同时，配以适当的实验教学，通过系统的实践教学锻炼，提高学生的软、硬件的设计能力以及解决实际问题的动手能力。
三、教学内容及要求
第一章微型计算机基础
第一节数制及其转换
第二节符号数的表示及其运算
第三节数的定点和浮点表示
第四节信息的编码
第五节微型计算机基本组成及微型计算机工作过程
教学重点：微型计算机系统的组成、三总线的概念及作用、数值数据的编码及其运算。
教学难点：微型计算机系统的组成、溢出和进位的区别。
本章教学要求：通过本章的教学，要使学生掌握数的各种进制、补码、原码以及符号数的表示及其运算，进位和溢出的概念；微型计算机软、硬件系统组成和工作过程。理解数的定点和浮点表示。了解英文、汉字字符集及其编码；微机的应用前景和发展趋势。
第二章 80X86微处理器的结构
第一节 8086/8088微处理器功能结构
第二节 8086/8088的引脚功能及工作模式
第三节 8086/8088总线操作和时序
第四节 8086/8088的存储器组织和I/O组织
第五节微处理器的发展
教学重点：CPU寄存器结构、CPU引脚功能；存储器分段与物理地址形成；最小/最大模式下系统总线形成。
教学难点：最小/最大模式系统形成；存储器读/写时序。
本章教学要求：通过本章的教学，要使学生掌握8086微处理器的编程结构（EU BIU）；8086的寄存器结构和功能结构；8086的主要引脚名称及功能；最大/最小模式特点及系统典型配置；8086存储器分段结构和存储器20位物理地址的形成。理解指令周期、总线周期、时钟周期的概念，能看懂存储器读和写典型时序图。了解8086的时序和微处理器的发展。
第三章半导体存储器
第一节存储器的基本概念
第二节随机读写存储器(RAM)
第三节只读存储器(ROM)
第四节存储器芯片扩展及其与CPU的连接
教学重点：存储器的组成结构及引线功能；地址译码与地址分配；存储器与CPU的连接。
教学难点：8086CPU与存储器的连接技术和扩展。
本章教学要求：掌握存储器的分类、性能指标，存储器系统的多层结构；RAM、ROM存储器的存储原理、存储器芯片的基本结构、地址形成方法；掌握8086CPU与存储器的连接技术和扩展，特别是片选端的处理。了解存储芯片与CPU连接的总线驱动和时序配合问题。
第四章输入和输出技术
第一节接口技术概述
第二节 CPU与外设之间数据传送方式
教学重点：I/O端口编址方式；程序控制传送方式、中断传送方式、DMA传送方式的工作过程。
教学难点：程序控制传送方式、中断传送方式。
本章教学要求：通过本章的教学，要使学生掌握CPU寻址外设的方式、I/O端口编址方式、CPU与外设间的接口信息、CPU与外设间数据传送的形式。理解程序控制传送方式、中断传送方式。了解接口的概念、接口的分类、DMA传送方式。
第五章中断技术
第一节中断的基本概念
第二节 8086CPU的中断系统
第三节可编程中断控制器8259A中断
教学重点：8259A工作方式、有关命令和初始化编程应用；中断类型码、中断矢量和中断向量表的概念，以及如何对中断服务程序寻址；8086CPU对外部可屏蔽中断响应过程。
教学难点：8259A工作方式、有关命令和初始化编程应用。
本章教学要求：通过本章的教学，要使学生掌握中断的基本概念；8086内部、外部中断的特点和中断处理过程；深刻理解中断类型码、中断矢量和中断向量表的概念，以及如何对中断服务程序寻址；8259A工作方式、有关命令和初始化编程及其在PC机中应用。了解8259A的工作特点及功能。
第六章 DMA控制器和定时/计数器
第一节 DMA控制器8237
第二节定时/计数器芯片8253/8254
教学重点：8237A的编程结构、工作方式、8237A内部地址，命令字的格式及各位的含义，初始化流程；8253/8254的6种基本工作方式的波形8253初始化命令字的格式、计数初值的设定，编程方法以及与系统的连接。
教学难点：8237A命令字的格式和编程；8253/8254的6种基本工作方式的波形8253初始化命令字的格式、计数初值的设定和编程。
本章教学要求：通过本章的教学，要使学生掌握8237A编程结构、引脚功能与工作原理、8237A的初始化编程方法和基本应用； 8253/8254编程结构和基本工作方式波形的特点、编程方法，会应用8253/8254完成定时/计数任务。了解DMA控制器和定时/计数器的作用。
第七章串行及并行接口电路
第一节串行通信和并行通信概述
第二节可编程串行通信接口芯片8251A
第三节可编程并行接口芯片8255A
教学重点：8251的控制字、命令字格式及作用，8251初始化流程和应用；8255A工作方式、编程结构、控制字、初始化编程和应用。
教学难点：8251初始化流程和应用；8255A工作方式、控制字、初始化编程和应用。
本章教学要求：通过本章的教学，要使学生掌握8251A引脚、编程结构及初始化编程和应用；8255A工作方式、编程结构、控制字和初始化编程，8255A与微机总线接口技术和应用。理解RS-232C标准在串行通信中计算机与外设或终端的连接；了解串行通信的基本概念、数据传送方向、调制与解调，异步和同步通信规程、各自数据格式；并行通信的特点；8251A和8255A主要性能。
第八章 D/A、A/D 转换与接口技术
第一节数/模转换器芯片（DAC）及其接口技术
第二节模/数转换芯片（ADC）及其接口技术
教学重点： DAC0832和ADC0809的结构、引脚功能、硬件接口电路设计及软件编程。
教学难点：DAC0832和ADC0809硬件接口电路设计及软件编程。
本章教学要求：通过本章的教学，要使学生掌握D/A和A/D转换原理；ADC0809和DAC 0832引脚功能和内部结构，掌握两种接口电路的使用方法和与8086CPU的通讯设计方法。了解D/A和A/D转换芯片的性能指标。
四、学时分配与教学方式
总学时：54
第一章微型计算机基础            （3学时）
第二章 80X86微处理器的结构      （12学时）
第三章半导体存储器              （8学时）
第四章输入和输出技术            （3学时）
第五章中断技术                  （8学时）
第六章 DMA控制器和定时/计数器   （6学时）
第七章串行及并行接口电路        （10学时）
第八章 D/A、A/D 转换与接口技术   （4学时）
教学方式：本课程采用课堂理论课教学与实验课教学相结合方式，课堂讲授中充分利用多媒体教学的大信息量、图文声像并茂等特点来突破教学难点，多角度调动学生的注意力和学习兴趣。实验课教学安排在理论课每一章后同步进行，使之与理论课教学紧密配合。实验内容上，增大综合性实验与设计性实验的比例，要注重培养学生的动手能力。
五、考核方式
考试
六、本课程与其它课程的关系
学习本课程时，学生应具备以下基础知识：模拟电子线路，数字电子线路，计算机组成原理，汇编语言程序设计。本课程是前期的计算机组成原理的具体体现，使学生能够在完成基本理论学习的基础上完成对某种具体机型的学习。
七、教材与参考书
教材：龚尚福，微机原理与接口技术西安电子科技大学出版社，2003
参考书：
[1] 周明德．微型计算机系统原理及应用．清华大学出版社.2002
[2] 戴梅萼等.微型计算机技术及应用（第3版）.清华大学出版社. 2003
[3] 金惠华等译. Intel 微处理器结构、编程与接口（第六版）.电子工业出版社. 2004
[4] 马瑞芳等.微机原理与接口技术重点难点及典型题精解.西安交通大学出版社. 2002
[5] 杨全胜.现代微机原理与接口技术.电子工业出版社.2002
[6] 邹逢兴．典型题解析与实战模拟－微型计算机原理及应用.国防科技大学出版社.
[7] 刘乐善.微型计算机接口技术（第二版）.华南理工大学出版社。
[8] 武自芳.微型计算机原理常见题型解析及模拟题.西北工业大学大学出版社.2001
[9] 仇玉章主编．32位微型计算机原理与接口技术．清华大学出版社，2000.8
八、其他需要说明的问题