《微机原理与接口技术A》课程教学大纲

《微机原理与接口技术A》教学大纲适用范围：2020版本科人才培养方案课程代码：08150381课程性质：专业选修课学分：4学分学时：64学时（其中：理论48学时，实验16学时）先修课程：C语言程序设计、电路与电子技术、数字电子技术后续课程：计算机组成原理，嵌入式系统与设计适用专业：物联网工程教材：《微型计算机原理与接口技术》（第4版），吴宁、乔亚男著，清华大学出版社，2016.09开课单位：计算机科学与技术学院一、课程的性质与任务课程性质：本课程是工科学生学习和掌握微机硬件知识和汇编语言程序设计的入门课程，是一门专业基础课程。课程任务：其任务主要是通过本课程的学习，使学生从理论和实践上掌握微机的基本组成、工作原理、接口电路及硬件的连接，建立微机系统的整机概念，使学生具有微机系统的软硬件开发的初步能力。二、课程教学目标1.知识目标（1）理解微型机硬件系统的组成及工作原理，了解微处理器的分类和发展；（2）掌握8086CPU结构及工作原理，了解常用的总线标准；（3）了解80X86系列CPU的发展和特点；（4）理解8086CPU指令系统，掌握汇编语言程序设计方法；（5）理解I/O系统工作原理，掌握主要工作方式；（6）理解常用可编程接口芯片的工作原理，掌握其应用方法2.能力目标（1）能够熟练编写汇编语言程序；（2）能够编写程序对常用可编程接口芯片进行应用；（3）具备微型计算机计算机硬件系统应用能力；（4）具备硬软件协同开发能力。3.素质目标理解微机原理技术发展过程中的哲学思想。三、课程的基本内容及要求（一）微型计算机基础1．课程教学内容计算机系统中的数与数制；二/十进制数的表示范围、编码及其运算；计算机系统中的字符编码；逻辑电路基础；计算机系统的分类与发展；计算机系统的组成；计算机系统的主要性能指标。2．课程重点难点重点:计算机中的数据表示与编码，计算机系统的组成与工作原理。难点:补码的运算和溢出判断方法。课程教学要求介绍计算机中的数据表示与编码，微型计算机中常用的数字逻辑电路，以及计算机系统的基本结构与工作原理等内容。使学生能从总体上对计算机系统有一个初步的了解，为后续知识的学习奠定基础。（二）微处理器与总线1．课程教学内容指令系统和处理器体系结构微型计算机系统结构微型计算机中的存储器与地址分配方法I/O信息交换方式程序中断技术概念微处理器的发展和分类微型计算机系统中采用的先进技术嵌入式系统的定义、特点和发展课程重点难点重点：微处理器中主要寄存器；存储器地址分配；I/O信息交换方式，程序中断技术难点：微型计算机系统结构，存储器地址分配，程序中断处理过程课程教学要求本章主要介绍微型计算机基础知识，包括指令系统、处理器体系结构、微型计算机基本结构和工作原理、输入输出技术等内容，使学生对微型计算机系统有进一步的认识，对计算机工作过程有一个全面的概括的理解。（三）80X86微处理器1．课程教学内容8086微处理器的存储器组织；8086微处理器的内部结构；8086总线工作周期8086的中断系统8086微处理器外部总线及工作模式；8086微处理器的工作时序。2．课程重点难点重点：8086微处理器的内部结构及工作原理；存储器的地址组织；中断处理过程；8086工作模式及总线周期。难点：8086系统的存储器结构；20位物理地址的形成过程；最小和最大工作模式；中断向量和中断处理过程。3．课程教学要求掌握微处理器的内部结构、外部基本引脚、工作方式、总线和时序，以及8086的存储器组织、中断系统等内容。（四）寻址方式和指令系统1．课程教学内容（1）指令的基本构成；（2）寻址方式；（3）汇编语言指令系统。2．课程重点难点重点:寻址方式、指令系统的常用指令。难点:指令系统常用指令的掌握。3．课程教学要求（1）了解指令的基本构成；熟悉汇编语言指令系统，并不断掌握它们在程序设计中的应用（在以后汇编语言程序设计中）。（2）掌握寻址方式及指令系统中的常用指令。（五）汇编语言程序设计1．课程教学内容（1）汇编语言源程序的结构；（2）伪指令；（3）DOC功能调用（4）源程序的基本结构；（5）程序设计的一般步骤；（6）汇编语言程序设计的基本方法。2．课程重点难点重点:DOC功能调用；源程序的基本结构；汇编语言程序设计的基本方法。难点:汇编语言程序设计。3．课程教学要求（1）了解、掌握汇编语言程序设计方法和上机调试的方法，并能熟练编写各种汇编源程序。（2）掌握源程序的基本结构；掌握汇编语言程序设计的基本方法。（六）存储器1．课程教学内容（1）半导体存储器的一般概念、存储器的分类和主要技术指标；（2）存储器地址译码的方法；（3）存储器与微处理器的连接和存储器的扩展。2．课程重点难点重点:存储器的扩展技术；存储器地址译码的方法；存储器与微处理器的连接。难点:存储器的扩展技术。3．课程教学要求（1）了解半导体存储器的一般概念、存储器的分类和主要技术指标；理解为什么要进行存储器译码。（2）掌握存储器地址译码的方法；掌握存储器与微处理器的连接和存储器的扩展技术。（七）输入/输出1．课程教学内容（1）输入/输出系统的基本概念、I/O接口功能与编址方式；（2）I/O端口地址译码；（3）主机与外部设备之间交换信息的各种方法；（4）输入输出的控制方式；（5）简单接口电路。2．课程重点难点重点:I/O端口地址译码与存储器地址译码的异同；输入输出的控制方式；简单接口电路。难点:I/O端口地址译码。3．课程教学要求（1）了解输入输出系统的基本概念、I/O接口功能与编址方式；了解主机与外部设备之间交换信息的各种方法。（2）掌握I/O端口地址译码与存储器地址译码的异同；掌握输入输出的控制方式；掌握简单接口电路。（八）常用接口芯片1．课程教学内容可编程定时计数器8253的外部引脚、内部结构和工作原理；8253的六种工作方式；串行接口技术基本概念、工作方式、数据格式和校验；可编程串行接口电路8251的工作原理、与CPU的连接及初始化编程；并行接口技术基本概念、工作方式、数据格式；可编程并行接口电路8255的外部引脚、内部结构、工作原理和工作方式；8255的初始化编程和C口的操作；模拟量、开关量接口技术的基本概念和其输入、输出通道的组成；D/A、A/D转换器的工作原理和控制方式，以及DAC0832和系统总线的连接。2．课程重点难点重点:可编程接口芯片8253、8251、8255与CPU的连接；8253的初始化编程；8251工作原理；8255工作原理以及3种工作方式。难点:编程接口芯片8253的初值计算；接口芯片8251、8255的初始化编程和应用。3．课程教学要求（1）了解并行通信和串行通信接口的基本原理，微机常用串行接口、并行接口、定时器的可编程接口芯片的内部结构和外部特性，以及其硬件连接和初始化编程、操作编程等。（2）能够根据具体应用要求，设计出串行接口、并行接口、定时器可编程接口芯片与CPU连接方案，并能够写出初始化、操作程序等。四、课程学时分配教学章节理论实践（验）讨论、习题一、微型计算机基础2二、微处理器与总线2三、8086处理器6四、寻址方式和指令系统64五、汇编语言程序设计64六、存储器6七、输入／输出84八、常用接口芯片124总计4816五、课程考核方式与要求考核方式：本课程主要以作业评价、课堂表现、章节测试、期末考试等方式对学生进行考核评价。考核基本要求：考核总成绩由期末试卷成绩和过程性评价成绩组成。其中：期末试卷成绩为100分（权重50%），试题类型为填空题、选择题、判断题、简答题、分析题等类型，试卷中基本知识、基本理论、基本技能的试题分值不超过50%，综合应用题、分析题不低于50%；作业评价、课堂表现、章节测试等过程性评价成绩为100分（权重60%）；过程性评价和考试试题分值分配应与教学大纲各章节的学时基本成比例。六、课程资源库1.周明德.微型计算机系统原理及其应用.清华大学出版社，20072.冯博琴.微型计算机原理与接口技术.第3版.清华大学出版社，20113.刘永军、孙素静主编.微型计算机原理与接口技术.第1版.西安电子科大学出版社，20134.郭博,牛磊.微机原理与接口技术实验综述报告[J].福建电脑,2018.5.姚静,张玲,陈广.《微机原理与接口技术》教学方法研究[J].现代计算机（专业版）,2018.6.艾红.“微机原理与接口技术”教学方法研究与课程建设分析[J].中国电力教育,2014.7.龚尚福,牟琦,温乃宁,龚星宇.微机原理与接口技术课程建设研究与实践[J].教育教学论坛,2014.8.曹宇,盛珣华.HYPERLINK"/s?wd=paperuri%3A%281ee54f503d9db1b15d4fe7417c9ccd74%29&filter=sc_long_sign&tn=SE_xueshusource_2kduw22v&sc_vurl=http%3A%2F%2F%2FKCMS%2Fdetail%2Fdetail.aspx%3Ffilename%3Dfjdn201804044%26dbna