《微机原理与接口技术》教学大纲
学时：48 学分：3分 课程类别：专业课 课程编码： 开设年级：大二 撰写人：雷金莉 审核人：张军利
一、课程说明
《微机原理与接口技术》是在《数字电路与逻辑设计》后开设的一门专业基础课。在学习本课程前学生应较好地掌握前期课程中数字电路分析和设计方法。主要从计算机硬件的角度介绍和描述计算机的组成结构、工作原理和应用基础。使学生从理论和实践上掌握微型计算机的基本组成、工作原理、指令系统及常用接口技术，建立微机系统整体概念，使学生具备微机应用系统软、硬件开发的初步能力，，为后续课程奠定专业技术基础。
二、教学目标
通过本课程的学习，学生应达到如下目标： 1. 掌握微机的组成及工作过程
2. 了解微型计算机及有关I/O设备的发展
3. 通过对8086系列微处理器的学习，深入认识微机的常用总线标准、输入/输出、中断、DMA传送等基本接口技术
4. 通过对8255、8251等可编程接口芯片的学习，掌握有关概念及可编程器件的分析与设计方法
5. 牢固建立并行通信与串行通信的基本概念和实现方法
6. 通过课堂教学和实验能正确使用微机及其总线解决各种实际问题
三、学时分配
章 1 2 微型计算机系统概述 微型计算机系统的微处理器 课程内容 学时 1 5 3 4 5 6 7 8 9 寻址方式及指令系统 MASM汇编语言程序设计 微型计算机系统总线 半导体存储器 微型计算机和外部设备间的数据传输 中断系统 微型计算机常用接口技术 6 4 4 8 4 8 5
四、教学方式
本课程采用启发式和讨论式相结合的混合式教学方法，以课堂讲授为主，辅之一定的实验和习题讨论课时。在理论教学过程中，注意理论与实际相结合，软件和硬件相结合。软件重点是让学生掌握指令系统，掌握微机程序程序设的基本方法，硬件的重点是讲解常用的可编程接口电路的应用方法。在讲授过程中重视培养学生的应用设计能力。课堂讲授尽可能利用多媒体教学手段，采用生动、形象的教学方法，以此提高学生学习兴趣，提高教学质量，使学生掌握微机基本组成原理、8086微机系统的指令系统和常用的接口电路工作原理，学完本课程后可以完成简单的微机系统硬软件设计。
五、教材及参考资源
教材：
[1] 田辉主编，《微机原理与接口技术》，高等教育出版社，2011(3). 参考书：
[1] 郑初华等 编著《微机原理与接口技术》，电子工业出版社，2014(5). [2] 马群生等 编著《微型计算机技术》，清华大学出版社,2001(5).
六、教学基本内容 第1章 微型计算机系统概述
[教学目的] 熟悉微机的发展概况和应用，了解本课程的学习任务 [重点难点] 微机的发展过程与发展趋势
[教学内容] 微处理器；微型计算机系统；数制与码制
[考核目标] 学生能够复述微型计算机的发展概况
第2章 微型计算机系统的微处理器
[教学目的] 掌握微处理器8086的内部结构和外部引脚功能；掌握8086最小模式设计方法和微机系统的组成原理
[重点难点] 8086的内部组成；8086的工作时序和最小模式的总线时序 [教学内容] 8086/8088微处理器；8086/8088微处理器的时序；8086/8088微处理器的工作模式；ARM处理器
[考核目标] 学生能够复述8086的内部组成与工作原理；学生能解释8086通用寄存器、段寄存器的作用；学生能画出8086最小模式的总线时序
第3章 指令系统
[教学目的] 掌握8086指令的寻址方式；掌握8086的指令功能和使用方法 [重点难点] 8086的各种寻址方式；8086的指令系统；8086指令执行后对目的操作数和标志位的影响
[教学内容] 8086CPU的寻址方式；数据传送指令；算术运算指令；逻辑运算和移位指令；串操作指令；程序控制指令；标志操作和处理器控制指令；ARM处理器指令系统介绍
[考核目标] 学生能够完成简单功能的程序编写
第4章 汇编语言程序设计
[教学目的] 掌握汇编语言程序基本设计方法和基本要求
[重点难点] 8086汇编语言程序基本格式和设计方法；汇编语言的程序设计中子程序、中断服务子程序之间的差异；段定义中宏指令的使用方法
[教学内容] 汇编语言程序及其开发方法；汇编语言源程序的结构；8086/8088CPU汇编语言常用伪指令；汇编语言程序设计技术
[考核目标] 学生能够根据功能要求完成汇编程序的设计、编写
第5章 微型计算机系统总线
[教学目的] 掌握微机系统总线的概念和总线类型
[重点难点] 总线信号的形成；总线仲裁和握手技术；常用的微机总线 [教学内容] 总线概述；8088CPU最大工作模式下总线信号的形成；总线仲裁和握手技术；常用微型计算机系统总线介绍
[考核目标] 学生能够复述总线技术，了解常用总线的应用场合
第6章 半导体存储器
[教学目的] 掌握存储器的基本工作原理；掌握存储器地址译码的设计方法 [重点难点] 存储器的工作原理和读写操作过程；存储器扩展电路设计方法 [教学内容] 存储器概述；典型存储器芯片及其接口特性；存储器系统的组织和设计方法；高速缓存技术
[考核目标] 学生能够完成程序或数据存储器的扩展电路设计
第7章 微型计算机和外部设备间的数据传输
[教学目的] 掌握CPU与外设的数据传送方法
[重点难点] I/O端口及其寻址方式；中断传送方式；DMA方式
[教学内容] CPU与外设的数据传送概述；无条件传送方式；查询传送方式；中断传送方式；DMA方式
[考核目标] 学生能够复述四种CPU与外设之间数据传输方式
第8章 中断系统
[教学目的] 掌握中断概念；掌握中断请求与中断响应的基本工作过程；掌握8259的工作原理与应用
[重点难点] 中断的基本概念； 8086中断管理； 8086中断向量系统； 8259可编程中断控制器的功能与使用方法
[教学内容] 中断的基本概念；8086CPU中断系统；可编程中断控制器8259A及其应用；ARM处理器中断系统简介
[考核目标] 学生能够解释微机中断系统的作用；学生能够应用8259进行简单的中断系统设计
第9章 微型计算机常用接口技术
[教学目的] 掌握并行接口的基本设计方法；理解串行通信接口技术；掌握一些常用接口设计方法
[重点难点] 并行接口8255的硬软件设计方法；串行通信协议和接口标准；定时器/计数器；
[教学内容] 并行接口技术；串行通信接口；DMA控制器；模/数和数/模转换器
[考核目标] 学生能够完成一个8255接口扩展电路设计；复述常用的串行通信接口标准
七、实验环节
（一）8086指令练习
[实验内容] 熟悉实验平台，设计一些小程序进行指令功能的练习 [实验要求] 学生能独立编写程序；记录实验过程中指令执行的结果；完成实验报告
[实验学时周数] 3学时 [实验方式] 设计性实验 [实验场所] 微机原理实验室 （二）汇编程序设计
[实验内容] 编写冒泡法排序程序，并进行调试和运行
[实验要求] 完成实验程序的编写、调试和运行；观察程序运行结果，完成实验报告
[实验学时周数] 3学时 [实验方式] 设计性实验 [实验场所] 微机原理实验室 （三）存储器读写实验
[实验内容] 设计一个6264存储器扩展系统，完成存储器和CPU之间数据的传送
[实验要求] 完成硬件电路设计、画出流程图，编写程序，观察实验结果并认真完成实验报告
[实验学时周数] 3学时 [实验方式] 综合性实验 [实验场所] 微机原理实验室 （四）I/O端口地址译码实验
[实验内容] 扩展I/O接口，并连接显示设备，对显示设备进行控制 [实验要求] 完成硬件电路设计；编写程序，观察实验结果；认真完成实验报告
[实验学时周数] 3学时 [实验方式] 综合性实验 [实验场所] 微机原理实验室
（五）8259A中断扩展及数码管显示实验
[实验内容] 利用8259A形成中断信号，在数码管上显示不同内容 [实验要求] 根据实验电路编写程序，观察实验结果；认真完成实验报告 [实验学时周数] 3学时 [实验方式] 综合性实验 [实验场所] 微机原理实验室 （六）8255输入/输出实验
[实验内容] 利用8255给系统扩展一个输入、输出接口
[实验要求] 设计实验电路并进行线路连接，编写实验程序，观察实验结果；认真完成实验报告
[实验学时周数] 3学时 [实验方式] 综合性实验 [实验场所] 微机原理实验室 （七）8254定时/计数器实验
[实验内容] 利用8254设计一个定时功能，控制LED周期性点亮
[实验要求] 设计实验电路并编写程序，观察实验结果；认真完成实验报告 [实验学时周数] 3学时 [实验方式] 综合性实验 [实验场所] 微机原理实验室 （八）A/D转换实验
[实验内容] 利用ADC0809芯片完成1路模拟信号到数字信号的转换 [实验要求] 完成中断和查询两种方式下启动A/D转换的程序编写，记录转换结果；认真完成实验报告
[实验学时周数] 3学时 [实验方式] 综合性实验 [实验场所] 微机原理实验室
八、考核方式
本课程为考试课，期末考试采用命题闭卷方式进行。评分采用期末卷面成绩占70％、实验成绩占20％和平时成绩（作业、出勤等）占10％的比例进行计算。平时成绩主要考核平时作业，出勤，听课认真程度等；实验成绩主要考核实验出勤，实验认真程度，实验内容完成情况等。学生综合成绩及格即可获得学分。