《微机原理与应用》课程教学大纲

第一部分 大纲说明

　　一、课程的性质、目的与任务

　　《微机原理与应用》是中央电大理工科电类、机电类各专业和计算机信息管理专业（含“注册视听生”）必修的技术基础课程。本课程是一门面向应用的、具有很强的实践性与综合性的课程。通过学习，使学生获得在相应专业领域内应用微型计算机的初步能力。

二、与其它课程的联系

　　先修“计算机应用基础”、“数字电子技术”课程或有关知识。

　　三、课程特点

(一)工作原理与编程方法、接口技术并重；

(二)软件与硬件结合；

(三)理论与实践结合。

　　四、教学总体目标与要求

通过教学与实验，掌握微型计算机的基本工作原理、汇编语言程序设计的基本方法、微机与输入输出设备的典型接口电路和接口技术。

五、教学要求的层次

各章节知识点，按“了解”、“理解”、“掌握”三个层次要求。

　　六、教学建议

(一)教材要方便自学，加强导学，适应远距离开放办学的需要。

(二)本课程以广播电视大学电气、电子、机电、计算机信息管理专业为主要对象，要严格控制教学内容的多少和难度，以适应这部分学生大专层次的要求。

(三)注意各教学媒体之间的配合与联系。建议首先阅读文字教材，在此基础上看录象，然后通过做习题和实验，巩固、加深理解所学的内容，提高解决问题的能力。

(四)加强实践性教学环节，开课前应准备好实验设备，如“MFID多功能微机接口实验与开发平台”，做好实验安排和组织工作。

第二部分 多媒体教材一体化总体设计初步方案

一、课程教学总时数、学分数

　　１０８学时，６学分。

　　二、文字教材、音像教材及相互的关系

　　文字教材是主要教学媒体 ,包括主教材和实验教材两部分。录像教材作为文字教材的强化媒体，讲授课程的重点、难点和问题的分析方法与思路。考虑到课程的特点与难度，为便于学习，兼顾内容的串讲，录像暂定５１学时。另外安排３学时录像,进行总复习。

　　三、考核

(1)本课程采用笔试与平时上机实验相结合的考核方式。笔试成绩占总成绩的80％，平时实验占总成绩的20％。总成绩达60分，即可取得本课程的学分。但未通过实验者不能取得课程学分。实验成绩的分档为：不能完成18学时6个实验者得0分；完成者得12分；完成并能达到一般要求者得16分；特别优秀者得20分。

(2)笔试试卷根据大纲要求统一命题。实验考核由市级电大组织。

(3)大纲中有*的部分不在考试范围。

　　四、主要教学媒体的使用与学时分配

顺序 教 学 内 容 课内学时 实验学时

一 绪论 １

　二 计算机基础　 　 ６ 　

　三 微计算机基本组成 　 ２０ 　

　四 80X86指令系统 　 　８ 　　

　五 汇编语言 １０　 　　

六 基本程序设计方法 　１４ 　　 ６

七 输入与输出 　６ 　　 ３

八 中断控制技术 　 １５ 　　 ３

九 接口电路　　　　　２２ 　 ６

十 新技术简介 　　４ 　

十一 机动 　２

　合 计 　１０８ １８

说明 :

(1)课前未学过"数字电子技术"的专业,用2学时面授附录1的内容(着重外特性功能)。

(2)实验学时18是最低限度要求，应尽量增加实验学时。

(3)另外安排3学时录像总复习。

　　 第三部分 教学内容和教学要求

绪论

（一）教学内容

　　文字教材内容：媒体使用说明及计算机的发展、分类、特点与应用。

　　录象教材内容：课程的特点、教学安排、学习方法。

（二）教学要求

了解计算机的发展、分类、特点与应用

一、 计算机基础

（一）教学内容

1. 计算机的运算基础

1.1 进位计数制

各种进位制的特点

不同进位制之间的转换

计算机采用二进制的原因

1.2 机器数

机器数与真值

　 　 机器数的原码表示与补码表示

位、字节、字

1.3 二进制编码

数字编码 (BCD)

字符编码 (ASCII)

汉字编码

1.4 二进制数的运算

算术运算

进位和溢出

逻辑运算

2. 微型计算机基本概念

2.1 微机的硬件系统

基本结构 (微处理器 微型计算机 微型计算机系统)

总线体制

产品类别 (单片机 单板机 个人计算机 开发系统)

分类方法 (4位机 8位机 16位机 32位机　64位机)

典型个人计算机系统配置

2.2 微机的软件系统

指令和程序

软件的分类

2.3 简化的微型计算机

微处理器组织

存储器组织

微机的工作过程

2.4 微机系统主要技术指标及配置原则

(二）教学要求

1. 掌握计算机中的数和编码系统

二、十、十六进制的相互转换，无符号数、带符号数、真值、机器数的区别，原码、反码、补码、真值之间的相互转换方法，位、字节、字和字长的概念，十进制数用 8421BCD码表示，ASCII码与国标码的区别，二进制数的加、减、乘、除算术运算，二进制数的与、或、非、异或运算，进位和溢出的概念。

2. 掌握软、硬件系统组成

微处理器、微型计算机、微型计算机系统的概念，微机系统组成框图及各部分的主要功能，指令和程序的概念，软件的分类，当前 PC机的标准配置。

3. 掌握主要技术性能指标（字长　内存容量　主频　运算速度　存取周期）的含义。

4. 通过简化的微型计算机初步理解计算机的工作过程，建立起整机概念。

二、 微型计算机基本组成

（一）教学内容

1. 微处理器

1.1 微处理器概述

1.2 8086的编程结构

寄存器结构

功能结构

1.3 8086的引脚功能

最小组态

最大组态

其它引脚

1.4 8086的时序

指令周期

总线周期

时钟周期

存储器读周期

存储器写周期

*1.5 8087协处理器简介

*1.6 80286，80386，80486及奔腾机性能特点

2. 半导体存储器

2.1 半导体存储器的分类

2.2 随机存储器(静态RAM,动态RAM,快速缓冲存储器Cache)的工作原理

2.3 只读存储(ROM,PROM,EPROM,高速电可擦写ROM-Flash)的工作特点

2.4 随机存储器与CPU的连接及容量扩展

2.5 8086中存储器的组织

*2.6 80286,80386,80486及奔腾机存储器特点

3. 总线

PC总线 ISA总线 EISA总线

局部总线 PCI

PCMCIA总线

4. 常用外围设备简介

4.1 键盘

扫描按下键的工作原理

4.2 显示器

显示存储器

LED显示原理

CRT显示原理

4.3 打印机

打印机有关特性

4.4 软盘驱动器

种类及记录格式

4.5 硬盘驱动器

与软盘驱动器的区别

4.6 光驱、鼠标器等

(二）教学要求

1. 理解8086微处理器的内部结构、引脚功能和它的定时关系

8086的寄存器结构和功能结构，最小组态与最大组态的区别，主要引脚的功能，指令周期、总线周期、时钟周期的概念，能看懂存储器读和存储器写典型时序图。

2. 了解半导体存储器的分类，理解RAM和ROM的工作特点

半导体存储器主要分类， RAM与ROM工作的主要区别，静态RAM、动态RAM、快速缓冲存储器Cache主要区别，DRAM的刷新原理，ROM、PROM、EPROM及Flash工作的主要区别。

3. 理解微处理器与存储器的连接方法，了解8086中存储器的组织

微处理器与存储器连接中应注意的问题， 8086中20位地址的形成，8086存储器的分段方法。

4. 了解总线的概念及目前常用的总线体制。

5. 了解常用外围设备的简单工作原理

键盘扫描按下键的原理，显示缓冲存储器的概念， LED显示字形的原理，CRT显示字符和显示图形的不同原理，软盘的种类及容量。

三、 80X86指令系统

(一）教学内容

1. 8086的寻址方式

1.1 立即寻址

1.2 直接寻址

1.3 寄存器寻址

1.4 寄存器间接寻址

1.5 变址寻址

1.6 基址变址寻址

1.7 串寻址

1.8 端口寻址

1.9 隐含寻址

2. 8086中的标志寄存器

3. 8086指令系统

3.1 数据传送指令

3.2 算术运算指令

3.3 逻辑运算指令

3.4 移位指令

3.5 转移指令

3.6 串操作指令

3.7 处理器操作指令

3.8 输入输出指令

3.9 中断指令

*4. 80286,80386,80486及奔腾机寻址方式和指令集

（二）教学要求

1. 掌握8086主要寻址方式

立即寻址、直接寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、变址寻址和端口寻址等。

2. 掌握主要常用指令

数据传送类、算术运算类、逻辑运算类、移位类、转移类、串操作类、处理器操作类指令中的常用指令的功能和用法。

四、 汇编语言

（一）教学内容

1. 汇编语言的特点

2. 汇编程序的功能

3. 汇编语言基本语法

3.1 语句类别与结构

3.2 语句中的操作数

常数 变量 表达式

4. 汇编语言伪指令

4.1 符号定义伪指令

4.2 数据定义伪指令

4.3 段和模块定义伪指令

4.4 过程定义伪指令

*4.5 列表控制伪指令

*4.6 条件控制伪指令

*4.7 宏处理伪指令

*4.8 模块通信伪指令

*4.9 其它伪指令

5. 汇编语言程序

5.1 汇编语言源程序的格式

5.2 汇编语言程序的运行

6. 系统功能调用

(二）教学要求

1. 以Intel8086 CPU为背景,了解汇编语言的特点、汇编语言的基本语法。

2. 掌握常用汇编伪指令的含义和用法

符号定义伪指令、数据定义伪指令、段和模块定义伪指令和过程定义伪指令。

3. 掌握汇编语言程序的格式和运行方法。

4. 掌握汇编语言程序中返回DOS的方法。

五、 基本程序设计方法

（一）教学内容

1. 汇编语言程序设计的步骤

2. 顺序程序设计

3. 分支程序设计

4. 循环程序设

5. 含子程序的程序设计

（二）教学要求

理解顺序程序、分支程序、循环程序、含子程序的程序设计的基本方法，能编写、运行、调试简单的汇编语言程序，如数据传送、比较、求和等简单程序。

六、 输入与输出

（一）教学内容

1. 概述

1.1 CPU寻址外设的方式

1.2 CPU与外设间的接口信息

*1.3 输入输出时序

1.4 CPU与接口间数据传送的形式

2. CPU与I/O的控制方式

2.1 查询传送方式

2.2 中断传送方式

2.3 直接存储器存取(DMA)传送方式

(二）教学要求

1. 掌握CPU寻址外设的方式、CPU与外设间的接口信息、CPU与外设间数据传送的形式。

2. 理解查询传送方式。

3. 了解DMA方式的特点。

七、 中断控制技术

（一）教学内容

1. 基本概念

1.1 中断、中断源及实现中断的意义 中断的类型

1.2 中断系统的功能

中断请求的检测与屏蔽

实现中断与返回

矢量中断与中断矢量

多重中断与中断优先级

1.3 CPU响应中断的条件

2. 8086CPU的中断机构

中断类型

中断矢量

中断响应过程

*3. 8259A中断控制器

3.1 功能与结构

3.2 使用与初始化编程

(二）教学要求

1. 理解中断的基本概念

中断、中断源的含义，实现中断的意义，中断的类型，中断系统的功能， CPU响应中断的条件。

2. 了解8086CPU的中断机构

中断类型，中断矢量，中断响应过程。

*3. 了解8259A的使用方法和初始化编程方法。

八、 接口电路

（一）教学内容

1. 并行数据接口

1.1 简单并行接口芯片8212

1.2 可编程并行接口芯片8255A

主要性能 工作方式

初始化编程

1.3 举例

2. 串行数据接口

2.1 串行通信的基本概念

2.2 串行接口标准RS-232C

2.3 可编程串行接口芯片8251

主要性能 工作方式 编程

3. 可编程定时/计数器8253-5

主要性能 工作方式 编程

4. 数模、模数转换器及其与CPU的接口

4.1 D/A转换器接口

主要参数及连接特性

D/A转换器与CPU的接口方法

4.2 A/D转换器接口

主要参数及连接特性

A/D转换器与CPU的接口方法

(二）教学要求

1. 掌握并行接口8255A的主要性能、工作方式和初始化编程方法。

2. 掌握定时/计数器8253-5的主要性能、工作方式和初始化编程方法。

3. 理解D/A及A/D转换器接口方法。

4. 理解串行概念和8251初始化编程方法。

* 九、 新技术简介

（一）教学内容

1. 不同档次微处理器升级换代的发展思路

2. 大规模半导体存储器(RAM)的发展及扩充方法

3. 多媒体计算机

4. 计算机网络

（二）教学要求

* 了解当前计算机的新技术。

附录

1. 计算机的基本逻辑部件(外特性)简介

与门 或门 非门 与非门 或非门 异或门 三态门 锁存器 缓冲器 驱动器 计数器 译码器 触发器 寄存器 加法器

2. ASCII码表

3. 80X86指令系统表

　　 第四部分 实验内容和实验要求

一、实验内容

1. 运行汇编语言程序

2. 熟习DEBUG程序的应用

3. 分支、循环、含子程序的程序实验

4. 输入、输出实验

5. 中断实验

6. 并行接口实验

7. 串行接口实验

8. 定时/计数器实验

9. A/D及D/A转换实验

二、实验要求

　　 本课程是一门实践性很强的课程，对于实践环节必须给以充分重视，注意提高学生的动手能力，培养分析问题和解决问题的能力。通过实验达到：

1. 能运行、调试汇编语言程序

2. 能使用简单的接口