《微机原理与接口技术》(A)课程教学大纲

一、课程基本信息

1．课程编号：L08250           

2．学分：4.5学分

3．学时：72（理论48，实验24）

4．适用专业：电气工程及其自动化、自动化专业等

二、课程教学目标及学生应达到的能力

本课程是为电气工程系电气工程及自动化专业、自动化专业本科生开设的专业基础课程，课程性质为必修课。

本课程的教学任务是使学生掌握微型计算机基础知识；熟悉了解微处理器结构；掌握8086指令系统的各种指令和寻址方式；熟练掌握汇编语言程序设计技术和程序调试技术；了解微处理器总线时序和系统总线；能根据存储体设计要求合理选择存储芯片和译码方式，能正确地与CPU互联；了解输入输出常用方式和适用场合；掌握中断系统功能及实现方法，了解8259A中断管理器、定时/计数器接口电路、并行接口电路，掌握这些接口芯片与CPU互联的硬件连接和应用软件设计技术。

本课程的教学目标是通过本课程的学习使学生系统掌握微机系统的工作原理、汇编语言程序设计技术和程序调试技术、微机硬件系统和软件系统设计技术。为后续课程单片机原理及应用、计算机控制技术等相关课程及毕业后从事计算机应用系统研发、使用和维护工作打下坚实的基础。

三、课程教学内容与基本要求

（一）微型计算机基础知识（6课时）

主要内容：数制及相互转换；数与字符的各种编码；无符号数的运算；有符号数的表示及运算。

1. 基本要求

(1) 熟练掌握数制之间的相互转换。

(2) 熟悉计算机中常用的数与字符的各种编码。

(3) 熟练掌握无符号数的算术运算和逻辑运算。

(4) 熟练掌握有符号数的表示及运算。

2. 学时分配

课堂教学6学时。计算机系统简介，计算机中数制及编码（2学时）；无符号二进制数的运算（2学时）；有符号数的表示及运算（2学时）。

（二）微处理器与总线（4课时）

主要内容：微处理器概述；8086微处理器；Pentium系列微处理器简介；总线。

1. 基本要求

 (1) 熟悉微处理器的组成。

 (2) 掌握8086微处理器的引脚、CPU的内部结构和寄存器、CPU的存储器组织和CPU的工作时序。

(3) 掌握8086微处理器的最小系统配置构成方法及常用器件，了解8086微处理器的最大系统配置构成方法及常用器件。

(4) 了解Pentium系列微处理器各种新技术和新方法。

2. 学时分配

课堂教学4学时。8086微处理器的引脚和内部结构（2学时）；8086微处理器的存储器组织、时序和8086微处理器最小和最大系统配置方法、Pentium系列微处理器简介（2学时）。

（三）8086指令系统（10课时）

主要教学内容：寻址方式、8086指令系统。

1. 基本要求

(1)熟练掌握典型的7种寻址方式：立即寻址、寄存器寻址、直接寻址、寄存器间接寻址、寄存器相对寻址、基址变址、相对基址变址寻址方式及有效地址的计算。

(2)熟练掌握数据传送指令、算术运算指令、逻辑运算指令和位移指令、串操作指令、控制转移指令、处理器控制指令的功能及使用特点。

 （3）能根据题目要求编写程序段。

2. 学时分配

课堂教学10学时，其中，寻址方式（2学时）；指令系统（8学时）。

3. 作业及要求

 强调本章知识的重要性，布置寻址方式、有效地址计算、常用指令功能、程序片段阅读、程序设计等相关练习，巩固本章所学习的内容，为后继章节的学习打牢基础。

（四）汇编语言程序设计（8课时）

主要内容：汇编语言源程序的格式；伪操作命令；DOS功能调用；汇编语言程序设计技术。

1. 基本要求

（1）熟悉汇编语言源程序的格式，掌握常用伪操作命令的功能及使用方法。

（2）掌握常用的DOS功能调用方法。

（3）能根据要求写出完整的汇编语言源程序，能在汇编环境下熟练录入、调试和修改源程序。

2. 学时分配

课堂教学8学时。汇编语言源程序的格式和常用伪操作命令（2学时）；DOS功能调用（2学时）；汇编语言程序设计举例、程序调试方法与技巧（4学时）。

3. 作业及要求

布置常用伪指令功能、DOS功能调用、完整汇编语言程序设计等相关作业（这部分以上机调试程序为主），使学生通过本章的学习能熟练掌握汇编程序的编程技术和程序调试技巧。

（五）存储器系统（4课时）

主要内容：存储器的分类和性能指标；各种RAM和ROM的存储原理和特点；CPU和存储器的连接技术；微型计算机的扩展存储器及其管理技术。

 1. 基本要求

1. 熟悉存储器的分类方法和主要性能指标。
2. 了解典型RAM和ROM的存储原理，了解各种新型存储器的特点。
3. 掌握典型译码方法和存储器扩展方法；了解微型计算机的扩展存储器及其管理技术。

2. 学时分配

课堂教学4学时。存储器的分类和性能指标及各种RAM和ROM的存储原理和特点（1学时）；典型译码方法和存储器扩展技术（3学时）。

3. 作业及要求

布置有关存储体扩展方面的作业，使学生能够根据题目要求选择合适的译码方式、所需存储器芯片的数量、地址分配并能正确画出存储体与系统总线的连接图。

（六）输入输出和中断技术（8课时）

主要内容：输入输出系统概述；常用简单I/O电路；基本输入输出方法；中断技术；可编程中断控制器8259A。

1.基本要求

（1）熟悉I/O接口的基本功能，掌握I/O端口的编址方法和地址译码方法。

（2）掌握常用简单I/O接口电路应用，掌握I/O 指令、寻址方式。

（3）熟悉CPU与外设之间的数据传送方式。

（4）熟悉中断的基本概念 、中断的一般过程，掌握8086中断系统。

（5）熟悉可编程中断控制器8259A的中断管理机制；熟练掌握8259A与CPU的硬件连接方法、初始化编程和中断应用程序的编写方法。

2. 学时分配

课堂教学8学时。输入输出系统概述和简单I/O电路（2学时）；中断的基本概念 、中断的响应过程、中断系统的功能（2学时）； 8086的中断系统。（2学时）；可编程中断控制器8259A的功能、控制字、工作方式及中断应用编程（2学时）。

3. 作业及要求

布置简单接口电路应用和CPU与外设之间的数据传送方式及各自特点等方面的作业；布置中断系统的基础知识、8086/8088中断系统管理、8259A中断管理等方面的问答题、8259A初始化、中断程序编写等方面的作业，使学生能清楚地理解中断管理机制并能正确编写出包含中断应用的源程序。

（七）常用数字接口电路（8课时）

主要内容：并行通讯与串行通讯的基本知识；定时/计数器8253的功能及内部结构、工作方式、控制字及其编程、8253应用举例；可编程并行接口芯片8255的功能及内部结构、工作方式及其与CPU的连接、控制字及其编程、8255应用举例。

1. 基本要求

(1) 了解并行通信和串行通信的基础知识。

(2) 了解定时计数的基本知识、8253的功能、内部结构、工作方式及适用场合。

(3) 熟练掌握8253控制字编程方法、与CPU的硬件连接方法、能熟练编写8253应用编程。

1. 了解8255的功能及内部结构和工作方式；掌握8255的控制字及其编程方法、与CPU的硬件连接方法、能熟练编写8255应用程序。

2. 学时分配

课堂教学8学时。8253的功能及内部结构、工作方式、控制字（2学时）；8253的编程及应用举例（2学时）；8255的引脚、工作方式（2学时）；8255的编程及应用举例（2学时）。

3. 作业及要求

布置相关并行和串行通信基础知识、8253工作方式特点及适用场合、级联等方面的基础题、8253初始化和8253应用编程、硬件连接等方面的作业，使学生能够根据题目要求正确地把8253连接到总线上并能正确地编写出定时或计数应用程序。

布置8255与总线的硬件连接、8255的初始化编程、8255的应用程序设计等方面的作业，使学生掌握并行通信基础知识，并能熟练编写并行接口应用程序。

四、实验内容和要求

序号	实验编号	实验项目名称	实验内容提要	实验 类型	选择类型	上机 学时	实验 学时
1		DEBUG入门	熟悉DEBUG常用命令的使用，通过DEBUG常用命令掌握部分指令的功能。	验证	必做	2
2		8086指令观察	巩固DEBUG常用命令的用法，熟练掌握数据传送类、算术运算类指令的功能。	验证	必做	2
3		顺序结构程序设计	熟悉汇编环境，掌握编译和程序调试技巧；将事先设计好的顺序结构程序录入并调试通过得到正确结果。	设计	必做	2
4		分支结构程序设计	将事先设计好的分支结构程序录入并调试通过得到正确结果。	设计	必做	2
5		循环结构程序设计	将事先设计好的分支循环程序程序录入并调试通过得到正确结果。	设计	必做	2
6		人机交互程序设计	录入并调试已设计好的包含DOS功能调用的源程序，得到正确地运行结果。	设计	必做	2
7		简单输入输出实验	利用常用输入输出接口芯片，设计简单输入输出系统。正确接线后，编写程序，观察运行结果。	设计	必做		2
8		中断实验	按图连线，编译连接并下载程序，运行程序观察中断现象；修改程序并观察相关实验现象，进一步加深中断产生和管理机制的理解和体会。	验证	必做		4
9		定时器计数器实验	按图正确连线后编译连接并下载运行程序，观察8253工作在计数和定时模式下的实验现象和结果。	验证	必做		4
10		并行接口实验	按图正确连线后，编译连接下载运行程序，分别观察8255在方式0、1工作方式下并行输入输出的实验现象。	验证	必做		2

五、课程的考核

课程考核由平时成绩和期末考试成绩2部分组成，分别占课程总成绩的20~30%和70~80%。期末考试为闭卷考试，考试范围和要求应符合本教学大纲对各章教学内容的基本要求。

六、本课程与其它课程的联系与分工

本课程的前修课程是数字电子技术，可以为本课程建立接口器件的内部工作机制原理、逻辑运算知识等基础知识。通过本课程的学习为后继课程单片机技术、计算机控制技术打下较好的微机系统硬件设计、应用软件设计的基础。

七、教材及教学参考书

建议教材：

《微机原理及接口技术》（第二版），冯博琴、吴宁编著，清华大学出版社，2007年

建议参考书：

(1) 龚尚福,《微机原理及接口技术》（第二版），西安电子科技大学出版社，2008年

(2) 杨素行，《微型计算机系统原理及应用》（第二版），清华大学出版社，2004年

(3) 周锋，倪晖，《微机原理与及接口技术》，电子工业出版社，2010年

(4) 余春暄，《80X86/Pentium微机原理及接口技术》（第二版），机械工业出版社，2008年