微机原理与接口技术研究

微机原理与接口技术研究微机原理与接口技术本课程的目的

从理论和实践上掌握微机的组成、工作原理、接口电路及硬件的连接，建立微机系统的整体概念，具备微机应用系统软、硬件开发的初步能力。微机原理与接口技术内容与要求

一、计算机基础知识

1.了解微机的发展、分类及特点。 2.掌握进位计数制及其相互转换、编码 （源码、反码和补码、BCD码、ASCII码 等）及运算方法，数的定点浮点表示法。

二、微机结构

1.理解微机的基本结构和整机工作流程。 2.掌握Intel8086/8088CPU的内部逻辑结构。 3.掌握Intel8086/8088CPU的外部引脚和总线接口。 4.理解总线周期。 5.理解高档微机（Intel286~Pentium)的内部结构特点。三、Intel8086/8088指令系统

1.熟悉Intel8086/8088的寻址方式。 2.掌握Intel8086/8088的指令系统。 3.了解Intel80386扩充与增加的指令。四、汇编语言程序设计

1.掌握汇编语言的基本语法、语句、操作数的寻址方式与汇编表示、常量与数值表达式，标号、变量与地址表达式。

2.掌握顺序、分支、循环程序设计的基本方法和一般技巧。 3.掌握子程序与堆栈技术。 4.了解宏汇编和宏指令的应用。五、存储器

1.了解存储器的分类及特性。 2.了解RAM的结构原理（静态RAM，动态RAM)。 3.了解只读ROM结构原理，PROM、EPROM、EEPROM的工作特点。

4.掌握存储器芯片特性及与CPU的连接方法，存储空间扩展，存储芯片的选用，控制逻辑与总线连接逻辑。六、输入与输出

1.了解I/O的作用、寻址方式、控制方式。 2.理解I/O设备与主机之间的交换数据的控制方式（程序控制I/O方式、中断I/O方式、直接存储器存取DMA

方式）。 3.理解中断原理、中断系统、Intel8259A中断。七、I/O接口技术

1.理解并行数据通信及可编程I/O接口、Intel8255A结构与应用。 2.理解串行数据通信及可编程I/O接口，Intel8251A结构与应用。 3.理解可编程计数器/定时器Intel8253结构与应用。 4.理解数/模（D/A)转换与模/数转换（A/D)。微机原理与接口技术概论 计算机的应用 微型计算机的特点 微型计算机系统的层次 微处理器技术的发展概况微型计算机的应用 1.科学计算 2.自动控制 3.信息处理 4.娱乐 5.教育卫生 6.家用电器 7.人工智能微型计算机的特点主流的单片VLSI中央处理器，微处理器。标准的工业化装配结构，体积小重量轻，便于系统升级。开放的标准体系结构，多元化大规模工业化生产，性能价格比高。微计算机的应用范围十分广泛，信息化社会中它无所不在。微型计算机系统的层次微处理器（Microprocessor）微型计算机（Microcomputer）微型计算机系统（Microcomputersystem）微处理器（Microprocessor）不包含微型计算机硬件的全部功能，但它是微型计算机控制、处理的核心。单片VLSI电路，体系结构技术、工作频率已达空前高的水平。主流微处理器具有通用性，不仅用于微型机也用于工作站及超级计算机。由算数逻辑部件、寄存器、控制部件组成。微处理器内部逻辑框图FlagsALUProgramCounterInstructionregisterInstructiondecoderTimingandcontrolRegisterARegisterBRegisterCRegisterDAddressbusControlbusDatabus微型计算机微处理器：执行指令的核心。存储器：指令码、操作数、结果的存储。外围接口电路：并口、串口、外存接口、显示器接口、网络接口、声音接口等。系统总线：不同层次的总线将上述模块连接起来，作为各种信息的通路，按信息类别分为数据、地址、控制三类总线。微型计算机逻辑框图微计算机系统微计算机：微处理器、存储器、外围接口电路、系统总线。软件：系统软件、中间软件、应用软件。外部设备：软驱、硬驱、光驱、键盘、鼠标、显示器。电源、机箱、控制面板。算术逻辑单元寄存器阵列控制器电路数据总线地址总线控制总线只读存储器随机访问存储器串行输入输出接口并行输入输出接口外存储器接口显示器接口等等键盘、鼠标显示示器、打印机软磁盘驱动器硬磁盘驱动器光盘驱动器等等微处理器系统总线内存储器外围接口电路电源、机箱、控制面板系统软件中间件应用软件软件外围设备微型计算机系统微型计算机微处理器，微计算机，微计算机系统三者关系CP微处理器技术发展概况微电子技术水平迅速提高：每18个月集成度提高一倍。微处理器结构设计者可在片内实现各种先进体系结构。微处理器及外围支援器件的性价比达到前所未有水平。微计算机系统的性价比迅速提高：达到传统意义的工作站与小型机的水平。Intel微处理器技术发展概况20世纪80年代IBM公司以Intel8086/8088作为核心处理器研制出个人计算机—IBMPC，Intel微处理器成为市场主流。1985年Intel推出80386微处理器，完成16位结构向32位结构的转换，386是一个里程碑。1989年Intel推出80486微处理器，片内集成了Cache和浮点部件，基本指令用硬线逻辑实现，指令执行效率大大提高，比386快2-3倍。Intel微处理器技术发展概况（续1）1993年3月Intel推出Pentium（奔腾）微处理器，片内L1

Cache分为ICache和DCache，设有两条流水线，提高了指令执行的并行性，是一种超标量结构（Superscalar)。1994年又推出Pentium/MMX（多媒体扩充技术）微处理器。Pentium,Pentium/MMX为第一代“奔腾”微处理器，简称P5。Intel微处理器技术发展概况（续2）1995年2月Intel推出第2代Pentium微处理器，PentiumPro（高能奔腾），简称P6。P6的创新点是：(A)L2Cache集成到封装内，微处理器与L2Cache数据交换频宽大大提高。（B)采用“无序执行”技术（Outoforderexecution),使处理器内部保持很高的指令执行并行度。Intel微处理器技术发展概况（续3）1997年5月Intel推出名为PentiumII的微处理器，是具有MMX技术的PentiumPro微处理器，Intel微体系结构从P5内核转向P6内核。19