(2011版)

课程代码：021061

中文名称：微机原理及应用

英文名称：Principle and Application of Microcomputer 

授课专业：电气自动化类、农业电气化与自动化、电力工程与管理

          总学时：63   学分：3.5    实验：16  

预修课程：高级语言程序设计、数字电子技术、模拟电子技术

课程内容：本课程根据非计算机电气信息类专业学生学习、应用计算机的特点和需要，以32位X86系列微机为主要背景机，系统地介绍了计算机的硬件技术及应用基础。内容主要包括微机原理篇和接口篇两大部分。其中，原理部分主要介绍微机系统的组成及工作原理、微处理器及指令系统、汇编语言程序设计、存储器、I/O接口、总线和总线标准、中断与中断控制、定时器/计数器电路；接口部分主要介绍并行接口和串行接口等常用的I/O接口芯片及其应用。

一、课程的性质和目的

   本课程是电气信息类非计算机专业本科生的学科基础必修课。本课程的任务是通过计算机硬件基础的学习，使学生掌握32位X86系列微机的内部结构、外部引脚、指令系统、汇编语言程序设计，掌握内存储器系统的构成原理、中断基本原理、I/O编址及I/O同步、定时器/计数器、并行/串行等基本接口的使用方法，具备较为扎实的计算机硬件基础知识，为进一步学习《嵌入式系统》、《DSP原理》和《微型计算机控制技术》等后续课程以及从事微机检测、控制系统的软、硬件设计打下基础。

二、课程教学内容  

第一章  微机系统组成及工作原理（6学时讲授）

要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有：

    1、三总线结构  2、计算机的运算基础 3、微机的各大组成结构及功能、4计算机的基本工作原理 。

要求一般了解的内容有：

     5、微处理器、微型计算机、微型计算机系统三者的概念及关系

难点：微机的基本工作原理。

第二章  微处理器和指令系统（讲授10 +实验2学时） 

要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有：

   1、8086/8088、80486CPU内各种通用寄存器、专用寄存器的名称、代号及其功能  2、标志寄存器各标志位的含义  3、存储器地址的表示方法  4、寻址方式  5、传送、算术运算、逻辑与移位、串操作、位操作、控制转移指令。

要求一般了解的内容有：

   6、Pentium的四种工作模式 

难点：逻辑地址和物理地址、寻址方式、串操作指令、条件转移指令、循环指令

本章拟安排一次课堂测验和一次小组讨论。

第三章  汇编语言程序设计（讲授10+实验6学时）

要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有：

   1、汇编语言源程序的分段结构  2、伪指令语句（段定义、数据定义、符号定义、过程定义、宏定义等伪指令）  3、基本结构化程序设计（顺序、分支、循环）。

要求一般了解的内容有：

   4、程序调试方法  5、子程序设计方法与调用技术  6、常用DOS功能调用

难点：完整汇编程序的编写。

本章拟安排一次课堂测验，考察学生对基本指令系统和汇编程序设计掌握的情况。

第四章  存储器（讲授5＋实验2学时）

   1、常用EPROM、SRAM的接口特性  2、内存储器系统的构成原理  3、线译码、局部译码和全局译码三种译码方式 4、CPU与存储芯片的连接 。

要求一般了解的内容有：

   5、分级存储器结构存 6、半导体存储器分类及选用原则 7、高速缓存原理  8、虚拟存储原理 与保护机制

难点：存储系统设计。

本章拟安排一次小组讨论，就存储器片选控制方法、存储器系统的构成原理或高速缓存或虚拟存储等内容开展讨论。

第五章  I/O接口（讲授3＋实验1学时）

要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有：

   1、I/O编址方式  2、I/O指令  3、程序查询式I/O数据传送方式。

要求一般了解的内容有：

   4、I/O同步控制方式  

难点：程序查询式I/O数据传送方式下程序的编写。

第六章 总线和总线标准（讲授1学时）

要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有：

   1、有关总线的基本概念（总线周期、指令周期、时钟周期、时序）  

要求一般了解的内容有：

   2、总线的仲裁方法  3、总线握手方法 4、PC系列微机中常用的总线 

难点：总线的仲裁和总线握手方法。

第七章  中断与中断控制（讲授3学时）

要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有：

   1、有关中断的基本概念（中断与中断类型，中断的优先级，CPU响应中断的条件，中断处理的基本过程）  2、中断向量表及其功能。

要求一般了解的内容有：

   3、多中断请求的服务判决  4、8259A可编程中断控制器的功能 

难点：8259A可编程中断控制器的初始化编程。

第八章  定时器/计数器电路（讲授5+实验3学时）

要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有：

   1、8254内部结构及其功能  2、8254控制字、定时计数值的算法及初始化  3、8254的六种工作方式。

难点：根据具体任务画连接图和程序编写。

本章拟安排一次小组讨论。可以就定时器中断安排一次讨论。

第九章  并行接口与串行接口（讲授4+实验2学时）

要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有：

   1、8255内部结构及其功能  2、8255控制字的意义及芯片初始化方法  3、8255方法0的编程、方式1的工作原理。

要求一般了解的内容有：

   4、方式2的工作原理 

难点：根据具体任务画8255的连接图和程序编写。

本章拟安排一次课堂测验，针对8255的具体应用，考察学生对8255的初始化问题理解情况。

注：本课程要求布置作业10次以上，另外课内安排3次小组讨论和3次随堂小测验，具体内容和时间由任课教师根据各班的实际教学情况灵活安排。

三、课程教学的基本要求

      本课程的教学环节包括课堂授课、学生自学、小组讨论、课堂质询、习题解析、实验、作业、课堂测验、课外答疑和期末考试等环节。本课程共计63个学时，其中讲授47学时，实验16学时。课堂授课采用CAI多媒体教学方式。实验包括汇编语言编程及调试、8254接口实验、8255接口实验。

期末考试采用闭卷方式，由教务处从试卷库随机抽卷。

期评成绩=期末考试（50%）+平时成绩（50%），其中，平时成绩（含出勤5%、作业10%、实验15%，课堂表现5%，小测验10%，小组讨论5%）。

四、实验教学

    本课程实验教学学时共计16学时，实验内容如下：

[1]  邹逢兴,陈立刚. 计算机硬件技术基础（第二版）.北京： 高等教育出版社，2005年2月

[2]  郑学坚等. 微型计算机原理及应用（第三版）. 北京： 清华大学出版社，2000年8月

[3]  邹逢兴. 计算机硬件技术基础实验教程. 北京：高等教育出版社,2000年8月

[4] 邹逢兴.计算机硬件技术基础教与学指南. 北京:高等教育出版社,2005

[5] 冯博琴,吴宁,陈等. 微型计算机硬件技术基础. .北京： 高等教育出版社，2003下载本文