浙江大学控制科学与工程学系《微机原理与接口技术》教学大纲

《微机原理与接口技术课程设计》教学大纲《微机原理与接口技术课程设计》教学大纲一、课程概述《微机原理与接口技术课程设计》课程以实践环节为主，根据课程的性质、任务、要求及学习的对象，将课程内容分三个层次：基础性实验、综合设计性实验和科技创新实验。

前两个层次实验，只给出实验任务，由学生自行设计电路和程序，拟订实验方法和步骤。

第三个层次的实验，由学生自拟题目，自选器件，独立设计电路和程序，并付诸实现。

实验采用两种方法，第一种方式是在实验室利用实验箱和计算机进行硬件和软件实验，第二种方式是采用EDI技术手段，使学生学会计算机辅助设计和电子设计自动化的方法。

经过多层次、多方式教学的全面训练后，学生应达到下列要求：1. 进一步巩固和加深计算机接口技术的理解，提高综合运用所学知识，独立设计计算机测控系统的能力。

2. 能根据需要选学参考书，查阅手册，通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己独立分析问题、解决问题，具有一定的创新能力。

3. 能正确使用仪器设备，掌握测试原理，熟练运用实验工具和开发环境。

4. 能独立撰写设计说明，正确绘制计算机测控系统的各类图纸。

5. 课前做好预习，准确分析实验结果。

二、课程目标《微机原理与接口技术课程设计》是继《微机原理与接口技术》课程之后而开设的独立实验课程，是理论教学的深化和补充，具有较强的实践性，是一门重要的计算机专业课程，可作为计算机科学技术和通信工程类本科专业学生的必修课。

随着科学技术迅速发展，理工科大学生不仅需要掌握计算机方面的基本理论知识，而且还需要掌握基本的实验技能及一定的科学研究能力。

通过该课程的学习，使学生巩固和加深计算机技术理论知识。

通过实践，进一步加强学生独立分析问题和解决问题的能力和综合设计及创新能力的培养；同时注意培养学生事实求是、严肃认真的科学作风和良好的实验习惯，为今后工作打下良好的基础。

适用专业：计算机科学技术（本科）、通信工程（本科）。

主要仪器设备及实验材料：双踪示波器、微机接口技术和EDA实验箱、逻辑测试笔、信号发生器、稳压电源、计算机。

《微机原理与接口技术》课程教学大纲一、课程的任务、性质和作用《微机原理与接口技术》是为大学三年级学生进一步了解计算机软、硬件结构原理及编程能力而设置的一门技术基础课，电类本科生的必修课。

要求学生了解16位机的原理、结构，掌握指令系统，学会一般性程序的设计。

了解接口技术，初始化编程及原则性控制方法的实施。

掌握微型计算机系统的基本设计方法，为独立地进行有关课题的毕业设计或将来工作中从事微型计算机控制系统设计工作打下坚实的基础。

二、课程的基本内容及学时分配1．理论讲授2．实验3．教学环节的安排及学时分配4．教材（参考书）教材：《微机原理与接口技术》马春燕段承先主编电子工业出版社参考书：《微型计算机原理及接口技术》戴梅萼主编清华大学出版社《微型计算机原理及接口技术》李大友主编清华大学出版社《汇编语言程序设计》沈美明主编清华大学出版社三、大纲说明1．本课程各章的重、难点第一章微型计算机概述重点：原码、反码和补码及补码的运算规则。

难点：补码及补码运算。

第二章微处理器及其结构重点：8086和80486微处理器的结构、工作方式及系统的组成。

难点：8086和80486微处理器的结构。

第三章指令系统重点：80486实地址方式下的寻址方式、数据传送类指令、算术运算类指令、逻辑运算类指令和程序控制类指令。

难点：80486的寻址方式。

第四章汇编语言程序设计重点：80486汇编语言程序的基本结构及设计方法。

难点：80486汇编语言程序的设计方法。

第五章存储器重点：微型计算机存储器的分类及功能、存储器的扩展设计。

难点：存储器的扩展设计、存储器与CPU的连接。

第六章中断技术重点：中断的概念及处理过程，80486的中断系统和中断操作。

难点：中断的处理过程及可编程中断控制器8259A第七章 I/O接口技术重点：输入/输出接口的功能及控制方式，可编程接口芯片8255、8254、8237、8251、0832、0809的结构、编程以及应用难点：输入/输出接口的控制方式、8255、8254、0832、0809的结构、编程以及应用第八章微机总线技术重点：PCI总线、通用串行总线USB、高速串行总线 IEEE 1394的概念及标准。

《微机原理与接口技术》教学大纲一、课程编号：二、课程名称：微机原理与接口技术 64学时Microcomputer Principles and Interface Technology三、先修课程：数字电路与逻辑设计、计算机文化基础四、适用专业：五、课程教学目的本课程是通信、电子、信息工程、自动化及相关专业的基础课。

通过本课程的学习，使学生掌握微型计算机的内部结构和工作原理，具备用汇编语言进行程序设计的能力，同时能对基本的微机硬件接口电路进行分析与设计。

六、课程教学基本要求1.掌握微型计算机的基本组成和工作原理，了解整机的工作流程；2.掌握8088/8086微处理器（CPU）的基本结构；了解指令的寻址方式，熟悉8088/8086 CPU的指令系统；3.掌握宏汇编语言程序设计的基本方法；4.了解微机中总线的判决和握手技术及总线分类；5.了解半导体存储器的分类，掌握RAM及ROM的内部组成、工作原理及与CPU的接口技术；6.熟悉中断原理、中断方式及中断响应的过程；7.掌握微型计算机基本I/O接口技术；熟悉常用接口（包括定时/计数、并行通信、串行通信等）芯片的工作原理、工作方式及使用方法。

七、教学内容及学时分配1．概述6学时微型计算机的发展、特点；计算机中数的表示与编码；微型计算机的组成及工作原理。

2．8088/8086微处理器8学时8088/8086CPU的内部结构及工作原理；8088/8086CPU的外部特性（包括引脚信号、工作模式等）；8088/8086CPU最小模式下总线操作时序。

3．8088/8086微处理器指令系统9学时寻址方式；*** 8088/8086CPU指令系统；4．8088/8086宏汇编语言程序设计9学时汇编语言源程序格式；汇编语言语句格式、伪指令语句；常用DOS功能调用；基本结构程序设计方法；*** 宏汇编语言程序设计。

5．微机总线4学时总线概述；8088/8086最大模式下总线信号的形成；总线判决和握手技术；微机系统总线分类（ISA、EISA、PCI等）。

浙江大学控制科学与工程学系《微机原理与接口技术》教学大纲-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN浙江大学控制科学与工程学系《微机原理与接口技术》教学大纲课程代码：课程名称：微机原理与接口技术课程类别：必修课授课周数：16周学时：3+1课程学分：3.5面向对象：三年级本科生预修课程要求：《计算机文化基础》、《数字电子技术》、《模拟电子技术》一、课程介绍（100-150字）《微机原理与接口技术》是电子信息类本科生的基础课程之一，通过该课程的学习使学生从理论和实践上掌握微型计算机的基本组成和工作原理，熟悉微机的汇编指令体系及汇编程序设计方法，以及常用接口技术及其软硬件设计方法，建立微机系统的整体概念，达到初步具有微机应用系统的软硬件设计、开发能力。

二、教学目标(一) 学习目标该课程主要内容包括微处理机基本结构和组成，各部分工作原理和引脚特性；汇编语言指令系统和程序设计方法与技巧；定时器/计数器和异步串行通讯口的工作原理和应用；中断方式和中断处理过程；微机系统中存储器和I/O 的扩展方法，人机接口（按键与显示）和模数、数模接口技术，以及微机应用系统的设计方法。

(二)可测量结果通过学习本课程，学生应达到：1. 了解微型计算机的组成及基本工作原理，初步建立微机系统的概念。

2. 掌握汇编语言程序设计的基本方法。

3. 掌握微机中存储器系统及存储芯片与CPU的连接方法和系统应用扩展的基本原理4. 掌握中断、定时器、串行接口、人机交换等各模块的工作原理和应用。

5. 了解当前市场主流微处理器的功能及技术特色。

6. 学习嵌入式系统设计方法。

三、课程要求（一）授课方式1、采用多媒体投影教学。

2、实验环节每周1学时，共计16学时。

3、结合各章节授课内容，布置相应的作业量，用于巩固教学和实验内容。

4、对部分学有余力的同学进行一定的课后拓展训练。

（二）学习要求通过学习本课程，学生应了解微型计算机的组成及基本工作原理，初步建立微机系统的概念；掌握汇编语言程序设计的基本方法；掌握微机系统的开发与应用。

《微机原理与接口技术》教学大纲一、课程概述“微机原理与接口技术”是计算机硬件与软件衔接及综合应用的课程。

尤其微处理器大量发展和计算机渗透嵌入各种仪表和控制系统后，“微机原理与应用”成为组构系统的基本技术。

《微机原理与接口技术》课程着重介绍微型计算机基本构成及应用方法。

该课程的先修课程有：《电路与电子学》、《数字电路与逻辑设计》、《汇编语言程序设计》，并为《单片计算机技术》、《计算机控制技术》等课程打下基础。

它是一门理论性、实践性和应用性较强的课程。

这门学科的重点是培养学生在微型计算机基本构成与外界联系（广义输入/输出）的应用方面的知识和技能，对学生的专业发展和计算机的深入研究具有极其重要的意义。

通过本课程，使学生学习微处理器芯片基本功能、指令系统、构成微型计算机的外围芯片，以及构成微型计算机系统的接口芯片。

掌握微型计算机结构特点，以及实现微型计算机与外部连接的软、硬件基础知识和基本技能；掌握和了解各种典型环境下接口设计原则；熟悉和正确选择常用的几种大规模集成接口电路。

二、课程目标1.知道《微型计算机原理与应用》这门课程的性质、地位和价值；知道该课程的研究领域和技术前景；知道这门学科的研究范围、分析框架、研究方法、学科进展和未来方向。

2.理解这门课程的主要概念、基本原理和技术要点，拓宽微型计算机应用的领域和范围的思路和概念。

3.掌握微型计算机结构特点，以及实现微型计算机与外部连接的软、硬件基础知识和基本技能。

4.掌握和了解常用的微处理器，并运用微处理器和典型接口集成电路，设计出基本的微型计算机及其应用系统.三、课程内容与教学要求这门学科的知识与技能要求分为知道、理解、掌握、学会四个层次。

这四个层次的一般涵义表述如下：知道———是指对这门学科和教学现象的认知。

理解———是指对这门学科涉及到的概念、原理、策略与技术的说明和解释，能提示所涉及到的教学现象演变过程的特征、形成原因以及教学要素之间的相互关系。

“微机原理与接口技术”教学大纲《微机原理与接口技术》教学大纲一、课程概述《微机原理与接口技术》是计算机科学与技术专业的一门基础课程。

本课程旨在介绍微机的原理和接口技术，培养学生对微机系统工作原理的理解以及掌握通过接口与外围设备进行数据交互的能力。

二、教学目标1.理解微机系统的组成结构和工作原理；2.掌握微机系统的硬件结构和功能；3.熟悉微机的总线结构和总线控制；4.理解接口技术的基本概念和原理；5.学会使用接口与外部设备进行数据交互；6.能够进行简单的接口设计和调试。

三、教学内容及安排1.微机系统概述-微型计算机系统的发展历程-常用微型计算机体系结构的分类和特点-微机系统的硬件组成和工作原理2.微机的总线结构和总线控制-总线的基本概念和分类-总线的结构和工作原理-总线控制技术3.存储器和I/O设备的接口-存储器接口技术-I/O设备接口技术4.中断和DMA技术-中断的基本概念和分类-中断处理过程-DMA技术的原理和应用5.接口技术概述-接口技术的定义和基本概念-并行接口和串行接口-常见的接口标准和应用场景6.常用接口技术实例分析-RS-232接口-USB接口-SPI接口-I2C接口7.接口设计与调试-接口设计的基本步骤和注意事项-接口调试和故障处理技巧8.实验与实践-学生将根据所学知识，设计并实现一个接口电路，并进行调试和测试。

四、教学方法1.理论授课：通过教师讲解、演示、示意图等方式，介绍课程中的基本理论知识。

2.实验教学：通过实验项目的设计与实现，让学生亲自动手掌握接口技术的实际应用。

3.讨论与交流：鼓励学生参与讨论，提出问题并与教师和同学进行交流，共同解决难题。

五、教材及参考书目参考书目：1.《计算机系统结构与接口技术》六、评价方式1.平时成绩：包括课堂表现、作业完成情况和实验成果等。

2.期末考试：涉及课程中的基本理论知识和实践技能。

3.实验报告：对实验过程和结果进行总结和分析。

七、教学保障措施1.配备实验室和实验设备，提供实验场所和工具。

《微机原理和接口技术》课程教学大纲课程编码：030097 课程英文名称: Computer Interface Technology 学时数：40 学分：2.5适用专业：自动化开课单位：自动化教研室教学大纲说明一、课程的性质、教学目的与任务本课程是工科计算机科学与技术专业基础课程，本课程的任务：是使学生从应用角度出发，在理论和实际上掌握微机的接口技术，常用芯片的使用，特别是可编程芯片的使用，使学生对微型计算机技术中的重要部分接口技术能深人理解、牢固掌握和灵活应用，使学生具有微机应用系统软件、硬件开发的初步能力，培养学生具有一定的分析问题和解决问题的能力。

二、课程教学的基本要求1.熟练掌握微型计算机接口技术的基本概念。

2.学会使用常用微机接口芯片，可编程芯片的初始化。

三、课程与相关课程的关系本课程的先修课程为：《数字逻辑》、《汇编语言程序设计》、《计算机组成原理》。

四、新大纲的改革说明无教学大纲一、理论教学部分第一章微型计算机概述教学内容：微型计算机的发展和分类、微型计算机系统。

教学目标：对微型计算机有一个概括的了解。

第二章 16微和32微处理器教学内容：16位微处理器8086的的结构、引脚信号、操作时序、中断系统；关于80386的有关知识；指令流水线和地址流水线。

教学重点：中断矢量表，指令流水线，地址流水线。

教学难点：中断矢量。

教学目标：使学生掌握8086微处理器的硬件结构，指令的操作时序，中断响应过程。

第三章存储器和高速缓存技术教学内容：存储器和存储部件，微机系统中存储器体系结构。

教学重点：中断矢量表，指令流水线，地址流水线。

教学难点：中断矢量。

教学目标：使学生掌握8086微处理器的硬件结构，指令的操作时序，中断响应过程。

第四章微型计算机和外设的数据传输教学内容：CPU和输入输出设备之间的信号，CPU和外设之间的数据传送方式。

教学重点：三种传送方式。

教学难点：三种传送方式及编程。

教学目标：使学生了解微机中为什么要用接口电路。

《微机原理与接口技术》课程教学大纲课程编码：JS100652课程名称：微机原理与接口技术英文名称：Principles of Microcomputers and Interface Technology A适用专业：理工类专业先修课程：数字电路与逻辑设计学分：4总学时：64 实验（上机）学时：12一、课程简介本课程是理工类各专业的基础课程之一，也是理工类学生学习和掌握计算机硬件知识和汇编语言程序设计的入门课。

本课程的任务是使学生从理论上和实践上掌握微型计算机的基本组成、工作原理、汇编语言程序设计和存储器连接及接口的简单应用。

建立微型计算机系统的整体概念，使学生具有微型计算机应用系统软硬件开发的初步能力。

This course is a basic course of all science and engineering professional students to learn and master the knowledge of computer hardware and assembly language programming for beginners. The aim of this course is to make students master the simple application of Microcomputer in theory and practice of the basic composition, working principle, assembly language programming and memory and interface connection. After learning this course, the students should have the ability of software and hardware development in microcomputer application system.二、本课程与其它课程的联系微型计算机是一种数字逻辑电路设备，因此，学习此课应具备数字电路与逻辑设计的知识；微机原理与接口技术又是学习计算机硬件的基础课程，因此，它对以后单片机原理及应用、嵌入式系统原理与应用的学习起到至关重要的作用。

微机原理与接口技术教学大纲《微机原理与接口技术》主要介绍MCS-51系列单片机的工作原理和软件、硬件设计方法。

通过本课程的学习，使学习者掌握单片机应用系统软硬件设计的基本方法。

为学习者奠定解决测控系统复杂工程问题所需的工程基础理论和专业基础知识，使学习者建立应用单片机解决复杂工程问题的意识和方法。

课程概述单片机技术是现代机电测控系统设计中的重要组成部分，是实现机电控制的重要的工具与技术手段，是机电大类本科生专业技能的重要组成部分。

本课程主要内容包括：微型计算机基础；MCS-51单片机结构原理和时序；MCS-51单片机指令系统；汇编语言程序设计；MCS-51内部接口单元；半导体存储器；并行I/O 接口及扩展；MCS-51对A/D和D/A的接口；MCS-51串行通信；单片机应用系统设计。

本课程教学过程中将结合大量单片机应用实例，提升学习者学习兴趣的同时，也锻炼学习者的实际动手能力，使学习者具备独立设计单片机测控系统以提升解决复杂工程问题的能力。

通过本课程学习，为学习者奠定解决测控系统复杂工程问题所需的工程基础理论和专业基础知识，使学习者建立应用微型计算机系统解决测控领域复杂工程问题的意识和方法，着重培养学习者的理论与实践相结合的能力。

授课目标本课程的主要目标是使学习者了解计算机技术的发展概况；理解微型计算机的基本知识、基本组成原理、基本工作原理；掌握单片微型计算机硬件系统、硬件接口的设计与扩展方法，掌握应用程序的设计方法以及应用系统软硬件综合设计的基本方法，培养学习者综合运用单片机知识解决实际工程问题的能力。

课程大纲第1章微型计算机基础1.1 微型计算机概述1.1.1基本概念1.1.2计算机的构成1.2 微型计算机基础知识1.2.1数制的概念1.2.2不同数制间的转换1.2.3微型计算机的码制与编码——原码、反码与补码第1章单元测试第2章MCS51单片机结构原理2.1 MCS51单片机结构2.1.1MCS-51单片机概述2.1.2MCS-51单片机内部结构——CPU结构2.1.3MCS-51单片机内部结构——存储器结构2.1.4MCS-51单片机内部结构——内部RAM结构2.1.5MCS-51单片机引脚功能2.2 MCS-51单片机工作方式与时序2.2.1MCS-51单片机工作方式2.2.2MCS-51单片机的时序2.2.3MCS-51单片机应用系统第2章单元测试第3章指令系统及汇编语言程序设计3.1 指令系统概述3.2寻址方式3.2寻址方式13.2寻址方式13.3 数据传送指令3.3.1 内部传送指令-内部8位和16位数据传送指令3.3.2 内部传送指令-堆栈操作指令和数据交换指令3.3.3 外部传送指令-外部RAM的字节传送指令和ROM的字节传送指令3.4算术与逻辑运算和移位指令3.4.1 算术运算指令13.4.2算术运算指令23.4.3 逻辑运算指令3.4.4 移位指令3.5控制转移指令和位操作指令3.5.1 控制转移指令-无条件转移指令3.5.2 控制转移指令-判零转移指令3.5.3 控制转移指令-比较转移指令、循环转移指令3.5.4 控制转移指令-调用和返回指令、空操作指令3.5.5 位操作指令13.5.6 位操作指令2第3章单元测试第4章MCS51单片机内部接口单元4.1 MCS-51单片机的内部并行I/O口4.1.1微型计算机的I O接口电路4.1.2MCS-51内部并行I O口及应用4.2 MCS-51的中断系统4.2.1中断系统概述4.2.2 MCS-51的中断系统4.2.3 MCS-51对中断请求的控制4.2.4 MCS-51的中断应用4.3 MCS-51的内部定时器/计数器4.3.1MCS-51内部定时器计数器结构与工作原理4.3.2MCS-51内部定时器计数器工作方式4.3.3MCS-51内部定时器计数器的应用第4章单元测试第5章半导体存储器及并行I/O接口扩展5.1半导体存储器扩展5.1.1-3 半导体存储器的分类、技术指标、基本结构5.1.4 只读存储器ROM5.1.5 随机存取存储器RAM5.1.6 MCS-51存储器的外部扩展之一5.1.6 MCS-51存储器的外部扩展之二5.1.6 MCS-51存储器的外部扩展之三5.2 MCS-51并行I/O接口的扩展5.2.1 并行接口芯片81555.2.2 MCS-51与8155接口的扩展5.3 LED显示器的设计5.3.1 LED显示原理5.3.2 MCS-51对LED显示的控制之一5.3.2 MCS-51对LED显示的控制之二第5章单元测试第6章A/D和D/A转换器的接口6.1 D/A转换器6.1.1-2 D/A转换器的原理和主要性能指标6.1.3 DAC08326.2 MCS-51和D/A转换器的接口6.3 A/D转换器6.3.1-2 逐次逼近式A/D转换原理和A/D转换器的性能指标6.3.3 ADC08096.4 MCS-51和A/D转换器的接口6.4.1 MCS-51与ADC0809的接口6.4.2 ADC0809查询方式应用6.4.3 ADC0809中断方式应用6.4.4 ADC0809定时采集应用第6章单元测试预备知识达到国家9年制义务教育毕业水平参考资料赵嘉蔚，张家栋，霍凯，肖燕彩. 单片机原理与接口技术. 北京：清华大学出版社，2010。

教学大纲1.学习目标及可测量结果 (1)1.1学习目标 (1)1.2可测量结果 (2)2.课程要求 (2)2.1授课方式与要求 (2)2.2考核与评价方法 (3)3.教学安排 (4)3.1理论教学安排 (4)3.2实践教学安排 (7)4.参考教材及相关资料 (8)5.课程教学网站 (8)1.学习目标及可测量结果1.1学习目标“微机原理与接口技术”课程内容兼顾基础性和先进性，综合理论教学与实验教学。

通过课程的理论教学，使学生掌握微控制器的工作原理、组成结构，指令系统与汇编程序设计，C51及程序设计；微控制器功能模块（中断系统、定时器/计数器和串行接口）的工作原理和应用；多种微机接口技术（常用串行总线与接口、人机接口、模拟接口、数字接口）的原理与应用；了解微机系统可靠性以及应用系统的设计方法。

使他们具有构建微机系统的基础知识、基本思想和基本方法技能，能够利用微控制器技术、硬件与软件相结合分析、解决本专业相关问题或其他实际问题。

通过课程的实验教学，使学生进一步理解、掌握课程知识，学会微控制器程序的设计和调试方法，以及定时器、中断系统、I/O接口和串行扩展以及多种接口技术的实际应用方法，使他们具有设计和开发微机系统能力的同时，提高和增强动手能力、实践能力和创新精神。

1.2可测量结果✧了解微控制器的组成结构、工作原理和工作过程。

✧熟悉8051微控制器的硬件结构、模块功能和应用特性；✧掌握8051微控制器的指令系统和汇编语言程序设计；✧掌握微控制器的C语言以及程序设计方法，并会运用开发环境进行程序调试；✧掌握中断概念、中断作用和中断系统功能及运用方法；✧掌握定时器/计数器的工作原理、工作方式和应用方法。

✧掌握串行接口UART的工作原理、工作方式和应用方法。

✧掌握I2C、SPI、1-WIRE等串行接口技术和应用。

✧了解人机接口技术及相关内容，能够设计键盘/显示的接口电路，以及应用程序；✧了解模拟接口技术及相关内容，能够设计A/D和D/A的接口电路，以及应用程序；✧了解数字接口技术及内容，能够设计直流电机、步进电机的驱动电路，以及应用程序；了解并能够测量脉冲信号的频率和周期。