微型计算机原理与接口技术课程综述论文

微型计算机原理与接口技术课程综述论文内容摘要微型计算机称电脑，其准确的称谓应该是微型计算机系统。它可以简单地定义为：在微型计算机硬件系统的基础上配置必要的外部设备和软件构成的实体。微型计算机系统从全局到局部存在三个层次：微型计算机系统、微型计算机、微处理器（CPU）。单纯的微处理器和单纯的微型计算机都不能独立工作，只有微型计算机系统才是完整的信息处理系统，才具有实用意义。微机接口是微处理器CPU与“外部设备”的连接电路，是CPU与外界进行信息交换的中转站。接口技术采用硬件与软件相结合的方法，研究微处理器如何与“外部世界”进行最佳连接，以实现CPU与“外部世界”之间高效可靠的信息交换的一门技术。关键字：微型计算机，原理，接口技术，实际应用一、微型计算机原理与接口技术课程综述本课程是面向计算机和电类专业本科的通用课程，共分十章。第一章介绍了微型计算机的整体概念，第二章讲述了80X86微处理器的结构、功能、总线操作时序和80X86微处理器的新技术，第三章讲述了80X86微处理器的寻址方式、指令系统和汇编语言，第四章讲述了微型计算机的存储器和高速缓存技术，第五章讲述了输入输出和DMA技术，第六章讲述了中断系统和8259A中断控制器，第七章讲述了可编程定时计数器技术，第八章讲述了可编程并行接口技术、串行通信及接口技术，第九章讲述了A/D、D/A转换接口，第十章讲述了微型计算机的总线技术。本书在内容安排上注重讲解工作原理和计本概念，注重技术性和实用性，适当介绍了微型计算机的新发展和新技术，概念准确，文字描述简洁明了，以便学生深入了解和掌握微型计算机技术中重要和关键的内容。二、课程主要内容和基本原理微机原理与接口技术是计算机科学与技术专业的一门核心课程，是突出计算机应用的一门课程。全书共分10章，在内容安排上注重系统性先进性和实用性，各章前后呼应，并加入了大量的程序和硬件设计实例。下面总体概括以下：

8086微处理器的结构①8086是16位微处理器。其内部的运算器是16位的，内部寄存器也是16位的。这些是区分16位处理器的主要依据。②8086内部由两大功能部件——EU(执行部件)和BIU(总线接口部件)组成。使8086的取指令和执行指令可以并行进行，从而提高了指令执行的速度。③8088是准16位微处理器，它与8086的差别是：BIU中的指令队列是4个字节，而8086是6个字节；8088的外部数据引脚为8条，而8086是16条数据引脚。2.8086微处理器的寄存器结构⑴结构①8086微处理器内部有14个16位寄存器，必须领会这14个寄存器的名称及功能，并能熟练应用。②8个通用寄存器的隐含用法。有一部分通用寄存器被指定用于某一特定的功能。如,AX在字乘和字除指令中用作累加器；CX在循环操作中用作循环次数计数器;DX在I/O指令的间接寻址时作为端口地址寄存器。③在8个通用寄存器中，注意AX，BX，CX和DX这4个寄存器既可作为16位寄存器操作，也可以AL，AH，BL，BH，CL，CH及DL，DH为符号进行8位操作。⑵8086的两种工作方式①最小模式：单处理器系统。②最大模式：多处理器系统。MN/MX用来区分8086的工作模式，当其接高电平时，工作在最小模式，当其接地时，工作在最大模式。3.80286微处理器的结构特点①80286是16位微处理器，片内集成有存储管理和保护机构，它有两种工作方式——实方式和保护方式。②实方式又称实地址方式，兼容了8086的全部功能，80286是8086向上兼容的微处理器。80286有24条地址线，在实方式下只使用20条地址线，只具有220字节即1MB的寻址能力，存储器的寻址及分段同8086。③保护方式又称保护虚地址方式，能可靠地支持多用户和多任务系统。使用24条地址线，具有224字节，即16MB的寻址能力。保护方式下的分段同实方式的分段有所不同，这时的存储空间是由可变长度的段组成，段长小于等于64KB。4.80X86微处理器指令系统与汇编语言①指令：指示计算机执行什么操作的命令。②指令系统：计算机所能执行的全部指令。③程序：完成某个特定任务而编制的一系列指令的有序集合。④汇编语言：汇编语言是一种利用指令助记符、符号地址、标号来编写的计算机语言。是机器语言的符号表示，是面向机器的语言，是较低级的语言。利用汇编语言编写的程序称为源程序，需要通过汇编程序翻译成二进制代码的目标程序，再经过与库文件的连接，最后得到可执行文件程序，才能在机器上直接运行。5.存储器半导体存储器是指用半导体器件作为存储器介质的存储器。目前，计算机的内存储器（主存储器）都由半导体存储器芯片担任。本章讨论半导体存储器芯片的类型、存储原理、使用场合、引脚功能、如何与CPU（或系统总线）连接以及及软件验证l连接是否正确等问题。6.输入输出和DMA技术①数据传送方式无条件传送、查询传送、中断传送、DMA控制器传送。②8237A的特点：DMA直接存储器存取，是一种不需要CPU干预,也不需要软件介入的高速数据传送方式。在DMA传送中,CPU只启动传送而不干预传送，整个过程由硬件DMA控制器(DMAC)来控制传送7、中断技术8086CPU有一个简单而且灵活的中断系统，可处理256种类型的中断，每个中断都有一个中断类型码n(n=O～255，为正整数)，以供CPU进行识别进入中断服务程序。8086的中断可以由CPU以外的硬设备驱动，这就是硬中断；也可由软件中断指令启动，在某些情况下，也可由CPU自身启动，这就是软中断和内部中断(称为“异常”)。在8086系统中往往把软中断和内部中断统称为“内部中断”。8、可编程定时计数器技术在微型计算机系统中,要求具有实时时钟和对外部事件计数的功能,例如在PC机中,要求产生实时时钟信号;要求每隔15µs产生一次DMA请求信号以实现动态存储器的定时刷新操作;生产流水线上记录工件件数,到指定值发出指示信号。这一切都要求微机系统中配置有定时器/计数器电路。可编程定时器/计数器可以用程序来设定和改变器件的工作方式和功能,设定后在系统中与CPU并行工作,不占用CPU的时间,工作方便、灵活,在微机应用系统中得到广泛的应用。9、可编程输入输出接口技术微机系统的信息交换有并行通信和串行通信两种方式。并行通信是以微机的字长为传输单位；适合于外部设备与微机之间进行近距离、大量和快速的信息交换。串行通信分为同步通信和异步通信，在异步通信中，每个字符都要用起始位和停止位来使通信双方同步，这些附加的额外信息，使得异步通信的传输效率不高。在需传输大量数据的场合，为提高传输效率和速度，常去掉这些附加位，即采用同步通信SYNC（SynchronousdataCommunication）10、A/D、D/A转换接口数/模（D/A）和模/数（A/D）转换技术主要用于计算机实时控制和自动测量系统中。在工业控制和参数测量时，经常会遇到如温度、压力、流量等连续变化的物理量（通称模拟量）。用计算机处理这些模拟量必须先将其转换为电信号，然后再经A/D转换器将其转换为数字量。对于大多数的被控对象，计算机加工处理后输出的数字形式控制信号还应经D/A转换变成模拟量。才能推动执行机构工作三、实际应用用STARES598PCI单板开发机和接口芯片设计一个四个评委使用的竞赛评分系统，最高得分10分，编程求其平均得分，并显示其最后得分。可以利用单板机上的一位开关实现实现主持人发出指令。评委可通过很多设备进行数据输入，如小键盘、逻辑开关等，小键盘做输入设备其电路简单，但对其编程接受输入数据相对复杂。逻辑开关的电路相对复杂，但编程接受输入数据的程序简单一些，且兼于实验室设备，故选择8

位逻辑开关作为输入设备。输出设备既可用发光二极管也可用LED显示器，但相对于前者，后者对结果的显示一目了然，故本设计选择LED显示器作输出设备。基于以上问题分析此评分系统是由四个评委组成的一个评分系统。对每位评委给出的分数进行累加，并求出平均分。评委分数范围是0~~10的整数，将4位评委给出的分数累加，由于最高分为10分，则用4位二进制就可以表示每位评委的分数，这样可用8255A的PA口、P口、PC口的其中两个来做输入口，可同时将4位评委的分数同时输入，将PA口、PB口分为高4位和低四位来操作，评委的分数占4位，输入的问题就解决了。对求得平均分进行分析，将4位评委累加后除以4即得到平均分数，除以4后将会出现小数部分如:0、25，0、50，0、75这3种情况，要将最后得分显示在LED上，就要用3

个LED显示，其中第二个LED存在小数点，故用八段LED显示，因为PC口只有八位，故3

个显示要分别进行输出，通过位选码对每一位的显示进行控制，还要通过段选码对每一个LED的每一段进行控制。这样，就能将整个最后得分显示出来了，还要考虑在显示后一位时前一位会不会消失的情况。四、心得体会《微型计算机原理与接口技术》是一门应用性很强的课程，由于本课程是计算机科学与技术专业课程中较难的一门，所以为了提高综合应用本课程所学知识的能力，必须做到课前预习课后复习并在实验的基础上对所学知识加以巩固和加深理解。汇编语言在本学期微机学习中有核心地位，在有限的学时内想迅速的消化和掌握它，肯定得花一番功夫，除了阅读老师提供的电子书，还要上机实验，熟练掌握汇编语言的编译运行过程，并学会在DOS命令提示符下调试。此外，本课程的实验课用到了很多芯片，为了让实验顺利进行，我们还必须花时间去了解这些芯片，这样一来，不仅可以加深对芯片的认识，还能节省必要的时间。总之，想要学好《微型计算机原理与接口技术》，必须在理论的基础上加以实践，只有在实验过程中，才能更加深入了解了8086的使用与本质。五、结语通过对《微型计算机原理与接口技术》基础知识