09通信工程微机原理及应用授课内容及教学安排

《微机原理及应用》课程教学内容及安排总学时数：56其中课堂授课：48学时实验：8学时使用教材：《微机原理与接口技术》牟琦聂建萍主编参考书：《微机原理及应用》（第三版）郑学坚清华大学《微型计算机技术及应用》（第三版）戴梅萼清华大学《微机原理及应用》是一门专业基础课，主要是从计算机硬件的角度介绍和论述计算机的组成结构、工作原理和应用基础。一、本课程的学习重点和要求：1、学习并掌握计算机中的常用数制及转换，微型计算机的基本组成结构和工作原理。2、学习并掌握16位微处理器的主要内部结构、功能部件、外部特性、主要引脚信号、最大寻址范围、运算字长、工作方式和主要操作功能。3、学习并了解计算机中常用存储器的分类、特点、工作原理、外部特性和用途。4、学习并熟练掌握8086CPU的指令系统、汇编语言的基本语法结构和汇编语言程序设计方法。5、学习并掌握计算机中输入/输出（I/O）接口的主要作用、功能、工作原理和常用的基本控制方式以及串、并行通信的特点。6、学习并熟练掌握可编程并行I/O通信接口芯片8255的主要作用、功能、工作原理、内部主要结构和外部特性、初始化编程和应用技术。掌握简单人机外设（按键和LED数码显示器）的工作原理、与CPU的连接和管理方法。7、学习并熟练掌握可编程计数/定时控制器I/O接口芯片8253的主要作用、功能、工作原理、内部主要结构和外部特性、初始化编程和应用。8、学习并了解计算机中其它常用I/O接口电路芯片的主要作用、功能、工作原理、编程和应用。其中包括：中断控制器8259的主要作用、功能、工作原理、编程和应用方法。A/D和D/A转换接口电路的主要作用、功能、工作原理和应用方法等。二、课堂授课内容、学习重点和要求：第1章：绪论1.1概述1.2计算机中常用数制及转换方法、补码及符号数的表示方法。1.3微型计算机中的逻辑电路基础1.4微型计算机的基本结构及工作原理。本章学习重点和要求：1、学习并掌握计算机中常用数制及转换方法、补码及符号数的表示方法。2、学习并了解计算机中常用基本逻辑电路的功能、作用、特点和应用。3、学习并了解微型计算机的基本组成结构和工作原理。第2章：8086CPU结构2.1INTEL公司的16位CPU8086的主要内部结构、功能部件（执行部件EU、总线接口部件BIU）和存储器组织结构。2.28086CPU的外部特性、引脚信号和工作模式（最大最小工作模式）。2.38086微处理器的时序和主要操作功能（复位和启动操作）。本章学习重点和要求：1、学习并掌握8086CPU内部主要功能部件EU和BIU的主要作用和组成结构，CPU内部主要工作寄存器及作用，8086CPU的外部特性和引脚信号分类及作用，最大寻址范围和运算字长。2、学习并了解8086系统的存储器组织结构和管理模式(逻辑地址和物理地址的概念)。3、学习并掌握8086CPU的工作模式和主要操作(复位、启动操作)功能。第3章：寻址方式与指令系统3.186系列汇编语言及指令的格式与寻址方式（指令的语句格式和CPU的寻址方式）。3.2常用传送类指令的语法格式详解及应用举例。3.3常用数据操作类指令的语法格式详解及应用举例。3.4常用控制类指令的语法格式详解及应用举例。本章学习重点和要求：学习并掌握8086CPU汇编语言指令的语法格式、寻址方式、指令功能和应用。第4章：微型计算机汇编语言及汇编程序4.1宏汇编语言的基本语法（常用伪指令的语句格式、常数、变量、标号、运算符和表达式）。4.2伪指令、宏指令及系统功能调用。4.3汇编语言程序设计。4.4汇编语言程序设计举例4.4.1顺序程序结构及设计举例。4.4.2分支程序结构及设计举例。4.4.3循环程序结构及设计举例。4.4.4子程序结构及设计举例。4.4.5查表程序及其应用举例。本章学习重点和要求：学习并掌握宏汇编语言的基本语法结构及掌握常用基本伪指令的使用方法。学习并掌握常用各类程序结构、设计方法、步骤和应用。第5章：半导体存储器5.1计算机中常用半导体存储器的作用、分类、特点、5.2外部特性及其与系统的连接方法。本章学习重点和要求：学习并掌握常用半导体存储器的作用、分类和特点，了解存储器与系统的连接方法。第6章：输入输出技术（微型计算机的I/O接口技术及其应用）6.1输入输出的基本方法6.1.1输入输出接口的概念和基本结构（基本输入输出方式、作用、功能和特点及常用控制方式。串、并行通信接口技术的作用、特点和应用，重点是并行接口技术）。6.1.2外设接口的编址方式6.1.3基本的输入输出方法和基本的输入输出控制方法基本输入输出方法：串行/并行输入输出基本输入输出控制方法：程序控制方式、中断控制方式和DMA控制方式。6.2程序控制方式：（无条件输入输出方法和条件输入输出方法）6.3中断控制方式6.3.1中断的基本概念6.3.28086中断系统6.3.3中断控制器8259概述（8259A的主要作用、功能、工作方式和工作原理）。6.3.48259主要内部结构、外部特性、引脚信号及其与系统的连接。6.3.58259A的控制字及初始化编程简介。6.4直接存储器存取方式简介（即DMA方式）本章学习重点和要求：1、学习并掌握微型计算机输入输出接口的功能、作用和常用控制方式。2、学习并掌握外设接口的编址方式。3、学习并掌握8086CPU的中断分类、中断功能、中断向量和中断响应过程等。4、学习并了解8259A在系统中的作用、功能、工作方式和工作原理以及主要内部结构。5、学习并了解8259A的控制字及初始化编程。第7章：常用接口芯片及其及其应用技术7.1可编程并行通信接口芯片5255。7.1.1并行通信概念7.1.28255概述、主要作用、功能、工作方式和工作原理。7.1.38255主要内部结构、外部特性、引脚信号及其与系统的连接。7.1.48255A的控制字及初始化编程。7.1.5补充1：8255A在交通灯控制系统中的应用举例。7.1.6补充2：基本人机外设的结构、工作原理、接口技术和应用系统设计：主要介绍按键和LED数码显示器的工作原理、与计算机的连接、管理方式和检测及控制程序的设计方法等。7.2可编程计数/定时控制器接口芯片8253/8254。7.2.18255概述、主要作用、功能和工作原理）。7.2.28253主要内部结构、外部特性、引脚信号及其与系统的连接。7.2.38253的控制字、初始化编程及工作方式描述。7.2.4补充：8253接口技术及应用系统设计举例。7.3模拟量I/O接口技术及其应用7.3.1DAC数/模转换及其与CPU的接口技术及应用。7.3.2补充：8位DAC接口技术应用系统设计举例。7.3.3ADC模/数转换及其与CPU的接口技术及应用。7.3.4补充：8位ADC接口技术应用系统设计举例。7.4计算机的串行通信技术及应用补充：串行通信技术在数据通信工程中的应用举例。本章学习重点和要求：1、学习并掌握8255、8253在计算机系统中的主要作用和用途、功能特点、主要内部结构、工作原理、外部特性及其与系统的连接。2、学习并掌握8255、8253的工作方式和初始化编程。3、学习并掌握8255、8253的简单应用。4、学习并了解A/D、D/A模拟量接口技术、主要技术指标及其应用技术。5、学习并掌握串、并行通信的作用和特点。学习并了解串行通信技术及其在数据通信中的应用。总复习VLSI：超大规模集成电路：verylargescaleintegratedcircuit或verylargescaleintegration一、计算机中常用的半导体存储器类型和缩写：1、只读存储器ROM：（ReadOnlyMemory）2、一次性可编程只读存储器PROM（ProgrammableROM）3、随机存取存储器:RAM（RandomAccessMemory）4、静态RAM:SRAM（StaticRAM）5、动态RAM:DRAM（DyanmicRAM）6、光可擦除电可编程只读存储器EPROM（ErasableProgrammableROM）7、电擦除电可编程只读存储器EEPROM（ElectricallyErasableProgrammableROM）8、闪烁存储器FlashMemory二、常用存储器容量单位及表示方法：1字节=8位二进制数，1字=2字节=16位二进制数，双字=4字节=32位二进制数1KB=1024B（字节）1MB=1024KB1GB=1024MB1TB=1024GB1节=16字节1页=256字节1段=64KB(字节)三、存储器中常用的术语、概念和含义：1、存储器的物理地址：使用CPU全部地址线对存储器进行的编址，称为存储器的物理地址或绝对地址。（使用CPU全部寻址范围内的地址码对存储单元进行的编址称为存储器的物理地址或绝对地址。）2、存储器的逻辑地址：由CPU内部段寄存器(即段基址)和偏移地址寄存器(例如：SI、DI、BP、和SP等寄存器)的当前值所构成的地址称为逻辑地址。3、一个存储单元的物理(绝对)地址是唯一的，但可以有多个逻辑地址！(或：一个存储单元可以有多个逻辑地址，但仅有一个物理地址！)存储单元的物理地址可由段寄存器(即段基址)和段内偏移地址经运算或变换得到。其算法为：物理地址=段基址X16(左移4位)+偏移地址例1：段基址存放在段寄存器CS中，即CS=2000H,偏移地址在IP中，即IP=2200H，则:物理地址=段基址X16+偏移地址=20000H+2200H=22200H例2：已知：CS=2200HIP=0200H，试计算其物理或绝对地址。物理地址=段基址X16+偏移地址=22000H+0200H=22200H由上可知绝对地址为22200H的存储单元它的逻辑地址可以有多个。第3章8086CPU的寻址方式与指令系统一、寻址方式：如何获得操作数的方法称之为寻址方式，8086CPU的寻址方式有以下4类：1、立即寻址：当操作数直接出现在指令中时称为立即(数)寻址2、寄存器寻址：当操作数在CPU内部寄存器中时称为寄存器寻址3、直接寻址：当操作数的地址出现在指令中时称为直接寻址4、寄存器间接寻址：当操作数的地址出现在寄存器中时称为寄存器寻址。在该寻址方式中操作数一定在存储单元中，但存储单元的有效地址要求使用寄存器指定，这些寄存器可以使用BX、BP、SI和DI之一，即：存储单元的有效地址要放在这其中的某个寄存器中。有效地址EA：寻址所需要的偏移地址称之为有效地址注意：在以上寻址方式中若目标操作数是非CS的段寄存器时，只能采用寄存器寻址方式产生或获得操作数！例如：将数据段寄存器DS的内容设置为2000H若直接使用指令：MOVDS,2000H是错误的，可改为以下方式：MOVAX,2000HMOVDS,AX注意：两个无符号数相比较时,仅用CF标志即可判断两数大小,若CF=0则被减数大于等于减数。两个带符号数相比较时,若OF和SF状态值相同则说明被减数大于等于减数,否则说明被减数小于减数。因两个相同符号数比较时不会发生溢出！例1：将AX内容加1：即AX+1---AX可以使用指令：ADDAX,1；该指令的寻址方式为立即数寻址，具体操作和指令执行时间见P444第6栏中的第6行：acc,imm即：ADDacc,imm；其中acc为累加器AX，imm表示立即数，该指令的时钟周期数为4，字节数为2—3。而如果改用：INCAX指令也可实现AX+1；但其指令的时钟周期数为2，字节数仅为1，见P447第25栏中第1行：reg16(因AX为16位，如果使用INCAL时为8位操作，即为reg8)。尽管以上2条指令的操作功能相同，但指令执行后对状态标志寄存器的影响是不一样的！ADD指令能影响除控制标志之外的所有的状态标志：CF、PF、AF、ZF、SF、OF，但INC指令不影响CF标志！即：若AL=0FFH时，执行INCAL后CF的状态不变！例2：将AX内容清0可以使用指令：MOVAX,0；该指令的寻址方式为立即数寻址，具体操作和指令执行时间见P450第40栏中第6行：reg,imm,即：MOVreg,imm,由表中可知该指令的时钟