《微机原理与接口技术》课程教案
第 19 课 次 授 课 计 划
基本内容:
第5章 存储器原理与接口(1)
5.1 存储器分类 5.2 多层存储结构概念
5.3 主存储器及存储控制
目的要求:
了解存储器的分类与性能，理解多层存储结构概念 掌握RAM和ROM的结构和工作原理
重点掌握主存储器的技术指标、基本组成、基本操作及存储器译码方式（重点）
难 点: RAM和ROM的工作原理、存储器译码方式 教学环节及组织:
新课引入
从第1章中已知计算机的基本结构由CPU、存储器、IO接口和BUS组成，计算机的所有软件程序都是存放存储器中，才能执行之。从而应当清楚存储器的基本结构和工作原理。
新课讲授
5 存储器原理与接口
5.1 存储器分类
? 存储器概念：许多存储单元的集合，用以存放计算机要执行的程序和有关数据。
强调：每个存储单元有一个固定的地址，若存储器地址译码器的输入地址线为n，则存储器
n
的单元数为2。
? 存储器分类：分类标准很多
? 按构成存储器的器件和存储介质分类，本章关注半导体存储器 ? 按存储器存取方式分类，：主要分为ROM和RAM
? 按在计算机中的作用分类：主要分为主存、辅存和缓存 ? ROM和RAM
? ROM (Read Only Memory) 意指只读存储器
? 工作原理：对照课件图分析ROM存储单元电路
? 特点：微机在线运行过程中，只能对其进行读操作，而不能进行写操作。电源关
断，信息不会丢失，属于非易失性存储器件；常用来存放不需要改变的信息。 ? 根据工艺不同，还有MROM、PROM、EPROM、E2PROM ? RAM（Random Access Memory）意指随机存取存储器。
? 特点：微机工作过程中，可以随机地对其中的各个存储单元进行读／写操作。 ? 分类：静态随机存取存储器SRAM、动态随机存取存储器DRAM ? 工作原理：对照课件图分别分析SRAM、DRAM存储单元电路 ? [课堂讨论]SRAM与DRAM的区别 信息保存方式 多个晶体管组成电路来保存 ? 状态稳定，只要不掉电，信息不丢失； ? 集成度低 ? 速度快，可用于高速缓存 SRAM DRAM 利用单个晶体管和寄生电容来保存 ? 即使不掉电也会因电容放电而丢失信息，故需刷新电路； ? 电路简单，功耗小，集成度高； ? 容量较大；
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特点 自动化学院
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5.2 多层存储结构概念
存储器的作用是存储程序和数据，但由于对速度和容量的要求、价格因素的考虑等，需要将程序和数据存储在不同的器件和设备上，并基于此引申到以后的存储体系的建立。 对应课件上的图形分析多层存储结构的形成和功能。 5.3 主存储器及存储控制
? 存储器的主要技术指标
存储器是用来存放程序和数据的，其衡量指标主要有：存储容量、存取周期、取数时间、可靠性、性能价格比。 强调：存储容量的表示。
[课堂提问]存储器容量与地址条数的关系？
? 主存储器的基本操作（对应课件图说明CPU对存储器的读写操作）
注意：先送地址再进行数据传送，以及读写信号线的状态变化。 ? 主存储器的基本组成
? 存储体：是存储芯片的主体，由基本存储元按照一定的排列规律构成。 ? 外围电路：地址译码电路、逻辑控制电路、输入/输出电路 ? 地址译码方式（对应课件中的图进行分析）
? 单译码方式——字结构
? 双译码方式——复合译码方式 ? 常用译码芯片介绍——74LS138 小结
主要学习半导体存储器中的存储器分类、性能和随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）的工作原理。理解多层存储结构的概念。重点掌握主存储器的技术指标、基本操作、基本组成、工作原理。
课外作业及思考题
课后习题：1、2、5
课 后 记 载 :
编制：黄珍
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第 20 课 次 授 课 计 划
基本内容:
第5章 存储器原理与接口(2)
5.4 8086系统的存储器组织
5.5 现代内存芯片技术
目的要求:
掌握存储器与CPU的连接技术（重点） 掌握存储器扩展的基本方法（重点）
难 点:存储器扩展的基本方法(地址译码) 教学环节及组织:
复习巩固
? 存储器分类
? 随机存取存储器：SRAM、DRAM ? 只读存储器：ROM ? 多层存储结构概念 ? 主存储器及存储控制
? 主存储器的主要性能指标：容量、速度、可靠性 ? 主存储器的基本组成以及基本操作 ? 存储器译码方式
新课引入
存储器的总容量通常都比单片芯片的容量大，则需要由多片芯片组成，如何将多块芯片连成一个大容量的存储器体。就是本节课需要解决的问题。
新课讲授
5 存储器原理与接口
5.4 8086系统的存储组织
? CPU对存储器进行读写操作过程 ? CPU与存储器的连接
? 由芯片组成的存储器，主要是解决地址线、数据线和控制线与CPU的连接这三种线的
连接问题。
? 除此之外，还存在另外几个问题，即总线的负载能力以及存储器与CPU各自固有时间
特性间的配合问题。
? 存储器接口（RAM和ROM芯片）
[复习]引脚信号中地址线根数与芯片存储容量的关系。 ? 存储器的扩展（重难点）
[问题提出]如何用容量较小、字长较短的芯片组成微机系统所需容量和字长的存储器？ 利用例题分析，分别说明位扩展、字扩展和同时扩展的连接方法。 ? 位扩展
连接方法：采取地址线、片选线和读写线的并联结构，而数据线采取串联结构。 ? 字扩展
连接方法：将地址线、数据线、读/写线各自并联，而将片选线单独引出，决定每一片芯片的地址范围；使存储器的地址空间为各个芯片地址空间之和。
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自动化学院
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? 字位同时扩展
将上述两种方法结合使用，一般先扩展位，再扩展字。
假设存储器的容量为M*N位，而使用的存储器芯片的容量为L*K位，那么这个存储器共需要芯片数：M*N/（L*K）。
[难点解析]地址译码
实现芯片的片选时，需要外加电路，其实现方法有如下三种： 1）选线方式
直接用CPU地址总线中某一高位线作为存储器芯片的片选信号，简称为线选法。 2）全译码方式
将高位地址线全部作为译码器的输入，用译码器的输出作片选信号。 3）部分译方式
将高位地址线的一部分为译码器的输入，用译码器的输出作存储器芯片的片选信号。
注意：以上2、3方式中，低位地址线用作字选，与芯片的地址输入端直接相连；高位地址线全部连接进译码电路，用来生成片选信号。
复习：8086本来有16位的数据线，为了在进行字节存取时，不改变其它字节的内容，8086采用了A0低8位数据的允许信号；BHE信号作为高8位数据的允许信号。 小结
本节课主要学习了CPU与存储器的连接、存储器的扩展方法。重点掌握地址线、数据线和控制线与8086CPU 的连接方法，存储器的扩展重点掌握片选信号的生成、存储地址的分析。
课外作业及思考题
阅读课本5.4部分的例题分析，重点复习地址译码与存储容量分析、存储器扩展方法。 课后习题：7、9
课 后 记 载 :
编制：黄珍
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第 21 课 次 授 课 计 划
基本内容:
第6章 微型计算机的输入输出（1） 6.1 CPU与外设通信的特点 6.2 输入/输出方式 6.3 CPU与外设通信的接口 6.4 8086 CPU的输入/输出
目的要求:
熟悉外部设备接口的主要功能，作用，一般结构
熟练掌握I/O端口地址译码技术（重点） 掌握CPU与接口之间传送信息的方式（重点）
难 点:
I/O端口地址译码技术
教学环节及组织: 复习巩固
前面学习RAM和ROM存储器的结构和工作原理,同时介绍了常用的RAM和ROM芯片，并介绍
了存储器的扩展和CPU与存储器的连接。
新课引入
微机只有CPU是不能工作的，若加上存储器就基本具备工作的条件了,但它还不能很好地为我们服务, 必须配上外部设备，才能进行工作。外部设备与CPU之间如何连接、如何通信与传输数据等问题，就是本章要解决的问题。
CPU如何找到需要传输数据的端口地址，就得必须对端口进行编号，CPU寻找规定端口的过程就是提供地址信号进行译码的过程。
新课讲授
6 微型计算机的输入/输出
6.1 CPU与外设通信的特点
? 计算机与外围设备进行通信的过程中，输入输出设备是必不可少的组成部分。 ? 接口的基本概念
指两台计算机之间、计算机与外围设备之间、计算机内各部件之间起连接作用的逻辑电路，是CPU与外界进行信息交换的中转站。
强调：外设与CPU信号的不同，如电平，格式，速度，负载等，因此需要接口进行协调。 ? 接口的功能、特点
? 锁存功能 ? 联络功能 ? 缓冲隔离功能 ? 对外围设备编址（译码）功能 ? 转换功能 ? 中断管理功能 注意：接口与端口的区别
? 接口的结构（对应课件中的图简介接口由若干端口、地址译码电路、控制逻辑电路构成） ? I/O端口的寻址方式
? I/O端口和存储器统一编址方式 ? I/O和存储器分别独立编址方式
[课堂练习]分析比较两种寻址方式的特点。
? I/O端口地址译码方法
用门电路、译码器、或与大规模集成电路相连组成的译码电路
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