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微机原理与接口技术 教案

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目 录 第1章 微机计算机基础知识 第1次授课 第2次授课 第2章 指令系统及汇编语言程序设计 第3次授课 第4次授课 第5次授课 第6次授课 第7次授课 第8次授课 第9次授课 第10次授课 第11次授课 第12次授课 第3章 存储器系统 第13次授课 第14次授课 第4章 微机接口及总线技术 第15次授课 第16次授课 第5章 中断技术 第17次授课 第18次授课 第19次授课 第6章 并行接口 第20次授课 第21次授课 第22次授课 第7章 串行接口 第23次授课 第24次授课 第25次授课 第8章 定时/计数技术 第26次授课 第27次授课 第28次授课 第9章 DMA技术 第29次授课 第30次授课 第10章 模拟接口 第31次授课 第32次授课 第33次授课 第11章 人机交互设备接口 第34次授课 《微机原理与接口技术》——电子教案

授课顺序 1

授课日期 专业班次

基本 课 题 ：1.1 微型计算机概述 1.2 计算机中的数和编码系统

目 的 要 求 ：了解计算机的发展历史，掌握各种进制间的互换和编码方法 重 点： 各种进制间的互换和编码方法 难 点 ：编码方法 教 学 方 法 ： 讲授演示法 教 学 手 段 ： 多媒体CAI课件 教 参 ：微机原理与应用 机械工业出版社 曹玉珍编 微机原与接口技术 电子工业出版社 谭浩强编 微机原与接口技术 西安交大出版社 董少明编 教学环节及组织：

新课引入 课程性质：该课程属计算机硬件基础课程，是学习微机组装、单片机应用开发、微机控制等课程的前序基础课。 课程内容：微机的基本结构；指令系统及编程；存储器结构及工作原理；I/O接口及应用。 学习方法：首先掌握微型计算机的基本原理，熟记其指令系统用指令和应用指令编写程序；掌握I/O接口的基本结构和接口应用。 讲授新课 第l章 微型计算机基础知识

1.1 微型计算机概述 1.1.1 计算机的发展 1. 计算机的发展 从1946年世界上第一台电子数字计算机ENIAC问世至今，计算机的发展主要经历了电子管、晶体管、小规模集成电路、大规模（LSI）和超大规模（VSLI）集成电路四个发展阶段： 2. 微型计算机的发展 微型计算机已从最初的4位微处理器芯片发展到64位微处理器芯片。 1.1.2 微型计算机的组成 微型计算机通常由微处理器（即CPU）、存储器（ROM，BAM）、I／O接口电路及系统总线（包括地址总线AB、数据总线DB、控制总线CB）组成。 1.2.3 微型计算机的特点和应用

1. 微型计算机的特点 微型计算机除了具有一般计算机的运算速度快、计算精度高、记忆功能和逻辑判断力强、自动工作等常规特点外，还有它自己的独特优点。

2. 微型计算机的应用 微型计算机已成为人们工作和生活不可缺少的工具。 1.1.4 现代微型计算机及相关技术的发展趋势 一是面向要求低成本的家电、传统工业改造及普及教育等的单片微型计算机； 二是面向更加复杂的数据处理，OA和DA科学计算等的微型计算机。

1.2 计算机中的数和编码系统 1.2.1 计算机中的进位计数制 1. 进位计数制的基本概念

2. 四种不同进制数（二、八、十、十六进制）的相互转换 1.2.2 计算机中带符号数的表示 1. 原码、反码和补码的表示方法 (1)原码：在数值的前面直接加一符号位的表示法称为原码表示法。 (2)反码：正数的反码与原码相同；负数的反码，符号位仍为“1”，数值部分“按位取反”。 (3)补码：正数的补码与原码相同；负数的补码则是符号位为“1”，数值部分按位取反后再在末位(最低位)加1。

2．原码、反码和补码之间的转换 1.2.3 计算机中常用的编码 1．十进制数的二进制编码(BCD码) 用二进制数来直接表示十进制数，保留各数位之间“逢十进一”的关系，这就是二一十进制编码或称BCD码(Binary Coded Decimal)。

2．字符的编码 目前微机中应用最普遍的是美国标准信息交换码，简称ASCII码。 1.2.4 计算机中常用术语 1．数据单位 位(bit) 字节(Byte) 字 字长 2．存储容量 计算机存储容量大小以字节数来度量，经常使用KB、MB、GB等度量单位。其中K代表“千”（1KB=210B=1024B），M代表“兆”(百万)，G代表“吉”(十亿)，B是字节的意思。

3．运算速度 (1)CPU时钟频率 (2)每秒平均执行指令数(i/s)

小结 本节主要计解了微机的发展和历史，计算机中的数制和码制。特别是计算机中二、八、十、十六进制之间的转换；原码、反码和补码的运算。

课堂交流： 提问、评析与讨论 为什么在微机中要采用补码运算？

课外作业及思考题： 教材 P30 1至8小题

《微机原理与接口技术》——电子教案

授课顺序 2

授课日期 专业班次 基本 课 题 ：1.3 微处理器

目 的 要 求 ：掌握8088/8086微处理器的基本结构和工作原理； 了解80486、Pentium处理器的基本结构和工作原理。

重 点：8088/8086微处理器的基本结构和工作原理 难 点 ：标志寄存器存器的取值与各种地址之间在的关系 教 学 方 法 ：讲授演示法 教 学 手 段 ：多媒体CAI课件 教 参 ：微机原理与应用 机械工业出版社 曹玉珍编 微机原与接口技术 电子工业出版社 谭浩强编 微机原与接口技术 西安交大出版社 董少明编 教学环节及组织： 复习巩固 上节课学习了计算机中的数制和码制，请同学们重点掌握二、十、十六进制之间的转换和补码的运算。 新课引入 从前节学习已经知道计算机的基本结构，从而可知微机的基本结构为也有运算器、控制器和存储器等，这些商件又是怎样构成微型计算机的以及怎样工作的？就是本节课要解决的间题。 讲授新课

1.3 微处理器 1.3.1 微处理器的典型结构 微处理器主要由3部分组成，即：运算器、控制器、寄存器阵列。其中： 1.3.2 Intel8086／8088 微处理器

1. 8086／8088 CPU的功能结构 8086 CPU由指令执行单元EU和总线接口单元BIU组成。 （1）指令执行单元EU 指令执行单元EU由算术逻辑运算单元ALU、1个16位标志寄存器FLAGS、1个数据暂存寄器、8个通用16位寄存器组和EU控制器等4个部件组成。其主要功能是执行指令。 （2）总线接口单元BIU 总线接口单元BIU是由1个20位地址加法器、专用寄存器组(段寄存器和指令指针寄存器等)、指令队列和总线控制逻辑等4个部件组成。其主要功能是形成访问存储器的物理地址、访问存储器取得指令并暂存到指令队列中等待执行，访问存储器或I／O端口以读取操作数参与EU运算或存放运算结果等。 （3）8088 CPU与8086 CPU 的区别 从CPU的内部结构来看，8088 CPU与8086 CPU很相似，仅由很小的区别。

2. 8086／8088 CPU的寄存器结构 （1）通用寄存器组 8086／8088 CPU中寄存器包含16位的数据或地址的数据寄存器AX、BX、CX、DX和主要用来存放操作数的偏移地址的指针、变址寄存器SP、BP、SI、DI。 （2）段寄存器 8086／8088CPU总线接口部件BIU中设置有4个16位段寄位器，它们是代码段寄存器CS，数据段寄存器DS，附加段寄存器ES和堆栈段寄存器SS。 （3）标志寄存器FLAGS 8086／8088 CPU中设置了一个16位标志寄存器FLAGS，用来存放运算结果的特征和控制标志。其分为状态标志和控制标志两类，其中状态标志CF、PF、AF、ZF、SF、OF用来表示运算结果的特征；控制标志IF、DF和TF用来控制CPU的操作。 （4）指令指针寄存器IP 指令指针寄存器IP 是一个16位寄存器IP，用来存放将要执行的下一条指令在代码段中的偏移地址。在程序运行过程中，BIU自动修改IP中的内容，使它始终指向将要执行的下一条指令。

3. 8086／8088 CPU的引脚和功能 8086／8088 CPU是十六位的微处理器，包含16条数据线，20条地址线，再加上其他一些必要的控制信号，构成40条引脚的双列直插式封装芯片。

4. 存储器组织 8086系统中，将1MB的存储空间分成两个512KB的存储体，一个存储体中包含偶数地址单元，用数据总线的低8位与它相连。另一个包含奇数地址单元，用数据总线的高8位与它相连。两个存储体之间采用字节交叉编址方式。 1.3.3 80486微处理器

1．80486 CPU的基本结构 80486CPU内部结构由总线结口、高速缓存、指令预取、指令译码、控制、算术逻辑运算、浮段和分页9大部件组成。

2. 80486CPU的内部寄存器 80486CPU的内部寄存器包括了80386和80387的全部寄存器,并且兼容以前的8086， 80286的寄存器。80486的内部寄存器有基本结构寄存器组，其中含有：通用寄存器、指令指

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微机原理与接口技术(第2版)电子教案10

微机原理与接口技术(第2版)电子教案10


总
线
MASTER：主控信号，输入，低电平有效，利用该信号，可以 使用总线插板上设备变为主控器，用来控制总路线上的各种操作。
MEMCS16：16位存储器选片信号，输入，低电平有效，如果总线 上的某一存储器要传送16位数据，则必须产生1个有效的 MEMCS16 信号来通知主板。实现16位数据传送。 I/O CS16：16位I/O接口选片信号，输入，低电平有效，该信号 用来通知主板实现16位接口数据传送。 +5V，GND：是+5V电源和地。
片总线经缓冲直接接到系统总线，上在PC总线基础上增加了一个
36插脚的AT插槽而形成的。人们利用兼容的方式将原来的8位PC 总线扩展成都16位的AT总线，设计制造出了PC/AT微型计算机。
（1）引脚分配 ISA总线中新增加的36个引脚信号的分配表如图。
总
线
ISA 总 线
总 ISA与 PCI总线
线
总
总
线
I/OCHCK：I/O通道校验信号，输入，低电平有效。当I/OCHCK=0 时，表明存储器或I/O设备出现了奇偶校验错，并且会向 CPU发出非 屏蔽中断请求（NMI）。 I/OCHCK：I/O通道准备就绪信号，输入，高电平有效，当总线上的 存储器或I/O设备的速度较慢时，可利用该信号的低电平通知CPU， 以便插入适当的等待状态，从而使快速成的CPU与慢速的外设实现同 步。 IRQ7～IRQ2：中断请求信号，输入。该信号上升沿有效。 IRQ2 中断优先级最高，其余依次降低，IRQ7优先级最低。 IOR：I/O读信号，输出，低电平有效。
总
线
2、 总线的规范
为了使系统总线能够连接更多的设备，希望各厂家生产的同类 产品能够互联、互换，这就需要一个可通用的系统总线，对每个总 线标准应有详细的说，包含下列内容： ① 机械结构规范，规定模块尺寸、总线插头、边沿联接器等规格 和位置。 ② 功能规范，规定每个引脚信号的名称和功能，对它们相互作用 的协议进行说明。 ③ 电气规范，规定信号工作时的高低电平、动态转换时间、负载 能力及最大额定值。 ④ 定时规范，对于存储器I/O读、写操作，规定相应的总线信号时 序，在总线中定义这此信号的时序以保证各功能板的兼容性。
微机原理与接口技术汇编语言程序教案

微机原理与接口技术汇编语言程序教案

微机原理与接口技术汇编语言程序教案第一章：汇编语言概述1.1 汇编语言的概念让学生了解汇编语言的定义、特点和作用。

让学生掌握汇编语言的基本组成元素，如指令、寄存器、操作数等。

1.2 汇编语言的表示方法让学生了解汇编语言的指令格式和操作数表示方法。

让学生掌握汇编语言的助记符及其含义。

1.3 汇编语言与机器代码的关系让学生了解汇编语言与机器代码的转换过程。

让学生掌握汇编语言指令与机器代码之间的对应关系。

第二章：汇编语言的语法规则2.1 指令语句的语法结构让学生了解指令语句的构成，包括操作码、寄存器、操作数等。

让学生掌握不同类型指令的语法规则，如数据传输指令、算术运算指令等。

2.2 伪指令和宏指令让学生了解伪指令和宏指令的概念及其作用。

让学生掌握伪指令和宏指令的语法规则和使用方法。

2.3 汇编语言的程序结构让学生了解汇编语言程序的组成部分，如数据段、代码段、堆栈段等。

让学生掌握汇编语言程序的格式和编写规范。

第三章：汇编语言的编程技巧3.1 寄存器的使用让学生了解寄存器的作用和分类，如AX、BX、CX、DX等。

让学生掌握寄存器在汇编语言编程中的应用技巧。

3.2 数据传输指令让学生了解数据传输指令的用法，如MOV、PUSH、POP等。

让学生掌握数据传输指令在汇编语言编程中的应用技巧。

3.3 算术运算指令让学生了解算术运算指令的用法，如ADD、SUB、MUL、DIV等。

让学生掌握算术运算指令在汇编语言编程中的应用技巧。

第四章：汇编语言程序设计实例4.1 实例一：计算两个数的和让学生了解程序设计的基本步骤，如编写算法、选择寄存器等。

让学生掌握汇编语言编程的基本技巧，如数据传输、算术运算等。

4.2 实例二：排序算法（冒泡排序）让学生了解排序算法的原理和实现方法。

让学生掌握汇编语言编程中循环结构和条件判断的使用技巧。

4.3 实例三：字符串操作让学生了解字符串的基本操作，如字符串长度计算、字符串复制等。

让学生掌握汇编语言编程中字符串操作的相关指令和技巧。

大学二年级微机原理与接口技术教学案

大学二年级微机原理与接口技术教学案

大学二年级微机原理与接口技术教学案一、教学目标本教学案旨在帮助大学二年级学生掌握微机原理与接口技术的基本概念、原理和应用，培养学生的分析问题和解决问题的能力，以及动手实践能力。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个方面：1. 微机原理- 微型计算机系统的组成及功能- 微型计算机的基本原理和工作方式- 微处理器的结构和作用- 存储器的类型和特点- 输入输出设备及其接口2. 接口技术- 并行接口的原理和应用- 串行接口的原理和应用- USB接口的原理和应用- 网络接口的原理和应用3. 实践操作- 接口电路的设计与实现- 接口程序的编写与调试- 模拟实验和实际应用的案例分析三、教学方法为了提高学生的学习效果和培养实践能力，本课程采用多种教学方法：1. 讲授与演示相结合：通过讲授理论知识和演示实际操作来引导学生理解和掌握相关概念和技能。

2. 实践操作：设置实验项目，让学生亲自动手操作，加深对理论知识的理解和掌握。

3. 案例分析：引入实际应用案例，让学生通过分析和解决问题来提高动手实践能力和问题解决能力。

四、教学评价为了促进学生的学习动力和提供有效的反馈，本课程将采用以下评价方式：1. 平时作业：根据课程要求，布置一些理论练习题和实践项目，通过作业的完成情况来评价学生的学习情况和能力。

2. 实验报告：学生需编写实验报告，包括实验目的、步骤、结果分析和心得体会，通过对实验报告的评价来了解学生的实践操作能力和实验设计能力。

3. 期末考试：设置综合性的理论考试和实践操作考试，通过对学生的考试成绩评价来了解学生的综合能力和对课程的掌握程度。

五、教学资源为了提供良好的教学环境和支持学生的学习，本课程将提供以下教学资源：1. 教材：使用相关的微机原理与接口技术的教材作为主要教学参考资料。

2. 实验室设备：提供全面的实验室设备和软件，支持学生的实践操作和实验项目的完成。

3. 多媒体教学：使用多媒体技术展示相关实验过程和案例分析，提高学生对知识的理解和掌握。

微机原理与接口技术汇编语言程序教案

微机原理与接口技术汇编语言程序教案

微机原理与接口技术汇编语言程序教案第一章：汇编语言基础1.1 汇编语言简介汇编语言的定义与发展历程汇编语言与机器语言的关系汇编语言的优势与局限性1.2 汇编语言的组成指令、操作码和操作数寄存器、标志寄存器及指令集1.3 汇编语言的语法规则指令格式与操作数寻址方式指令间的符号命名规则数据声明与宏定义第二章：汇编语言编程步骤与实例2.1 汇编语言编程步骤分析需求、确定算法选择合适的寄存器和寻址方式编写汇编代码调试与优化2.2 汇编语言编程实例编写一个简单的加法程序实现一个字符串的逆序输出第三章：微机原理概述3.1 微机的硬件系统结构中央处理器（CPU）存储器输入输出设备3.2 微机的工作过程指令的获取、解码与执行数据的传输与处理3.3 微机的性能指标频率、缓存与内存容量处理速度与功耗第四章：接口技术基础4.1 接口的概念与分类硬件接口与软件接口并行接口与串行接口4.2 接口的技术参数数据宽度、传输速率与协议接口的电气特性与物理形态4.3 接口的设计与实现接口电路的设计方法接口芯片的选择与应用第五章：汇编语言与接口技术的结合5.1 汇编语言与接口编程汇编语言控制接口的方法接口指令与中断处理5.2 实例：汇编语言实现串口通信串口通信的基本原理编写汇编代码实现串口收发数据5.3 实例：汇编语言控制打印机打印机接口的原理与驱动方法编写汇编代码实现打印机控制第六章：汇编语言与中断系统6.1 中断系统概述中断的概念与分类中断处理程序的执行过程6.2 中断向量与中断服务程序中断向量的定义与寻址中断服务程序的编写与调用6.3 汇编语言中断指令与中断编程INT指令的使用方法非屏蔽中断与可屏蔽中断中断编程实例第七章：汇编语言与DMA传输7.1 DMA传输原理DMA的概念与作用DMA与CPU的协同工作方式7.2 DMA控制器与DMA编程DMA控制器的功能与接口DMA编程步骤与指令集7.3 汇编语言实现DMA传输编写DMA服务程序DMA传输过程的监控与调试第八章：汇编语言与A/D转换8.1 A/D转换原理A/D转换器的工作原理与性能指标A/D转换的过程与数据类型8.2 A/D转换器的接口与驱动A/D转换器的接口电路设计A/D转换器的驱动程序编写8.3 汇编语言实现A/D转换编写A/D转换服务程序A/D转换在实际应用中的实现第九章：汇编语言与I/O控制9.1 I/O控制概念与方法I/O控制的概念与分类I/O控制的编程方法与接口9.2 汇编语言I/O指令与编程I/O指令的使用方法与限制端口地址与I/O编程实例9.3 汇编语言实现I/O控制编写I/O服务程序I/O控制应用实例第十章：汇编语言程序设计实践10.1 汇编语言程序设计流程需求分析与算法设计寄存器分配与指令选择代码编写与调试10.2 汇编语言与操作系统应用汇编语言编写系统调用程序汇编语言实现进程管理与同步10.3 汇编语言与设备驱动程序开发设备驱动程序的概念与作用汇编语言编写设备驱动程序的方法与步骤10.4 综合实例：汇编语言实现一个小型的操作系统设计目标与功能需求主要模块与实现方法系统测试与优化第十一章：汇编语言与故障诊断计算机系统故障的类型与等级故障诊断的重要性与挑战11.2 汇编语言在故障诊断中的应用汇编语言诊断程序的特点与优势故障诊断程序的编写方法与步骤11.3 常见故障诊断实例处理器故障的诊断与处理存储器故障的诊断与处理输入输出设备故障的诊断与处理第十二章：汇编语言与性能分析12.1 性能分析的基本概念计算机系统性能的评价指标性能分析的方法与工具12.2 汇编语言程序的性能优化指令选择与优化数据访问与缓存利用程序结构的优化12.3 性能分析实例汇编语言程序性能分析的方法性能瓶颈的识别与改进策略第十三章：汇编语言与安全编程计算机系统安全的重要性常见安全威胁与防护措施13.2 汇编语言程序的安全性汇编语言程序的脆弱性安全编程的最佳实践13.3 安全编程实例汇编语言程序的漏洞分析安全漏洞的修复与防护措施第十四章：汇编语言与嵌入式系统14.1 嵌入式系统的基本概念嵌入式系统的定义与特点嵌入式系统的应用领域14.2 汇编语言在嵌入式系统中的应用嵌入式系统编程的特殊性汇编语言与硬件的紧密耦合14.3 嵌入式系统实例汇编语言编写嵌入式系统程序的方法嵌入式系统程序的调试与优化第十五章：汇编语言与现代计算机体系结构15.1 现代计算机体系结构的发展流水线技术、超标量和超流水线多核处理器与并行计算15.2 汇编语言与现代计算机体系结构的适配汇编语言在多核处理器上的编程汇编语言与向量处理器的接口15.3 现代计算机体系结构下的汇编语言编程汇编语言程序在现代计算机上的优化面向现代计算机体系结构的汇编语言编程实例重点和难点解析本文主要介绍了汇编语言程序设计、微机原理与接口技术的相关知识。