微机原理及接口技术

时间:2008-01-28作者:文章来源:太阳集团5493con浏览:5820

《微机原理及接口技术》课程教学大纲

 

一、课程基本信息

课程编号:05020050

课程中文名称:微机原理及接口技术

课程英文名称:Microcomputer Principle and Interface Technology

课程性质:专业主干课(电子信息工程(水声))、专业任意选修课(电子信息科学与技术)

考核方式:考试

开课专业:电子信息工程(水声)、电子信息科学与技术

开课学期:6

总学时:48(其中理论40学时,实验 8学时)

总学分:3

二、课程目的和任务

微机原理及接口技术课程是电子信息工程和电子信息科学与技术专业学生学习和掌握微型计算机软硬件知识的重要课程,课程的任务是使学生从理论上和实践上掌握微机的基本组成、工作原理、接口技术及硬件连接,建立微机系统的整机概念,使学生具有微机系统软硬件开发和应用的基本能力,为微型计算机在工程技术领域,特别是水声工程领域的应用打下坚实的基础。

三、教学基本要求(含素质教育与创新能力培养的要求)

1.本课程理论性、系统性、实践性均较强。学生应在较好地掌握数字电路知识的基础上,系统地学习微机原理、接口技术及应用。既要注重理论知识,更要加强动手实践环节,努力培养分析问题,编制程序,上机操作的能力。使学生的创新能力不断提高。

    2.通过本课程的学习,使学生对目前比较流行和普及的微型计算机的硬件结构、工作原理、分析方法,有较系统和深入的认识,对指令系统和汇编程序,有较全面的理解并能动手编程、设计,而且具有上机实验的能力。

3.对微机常用的外设支持器件有正确的理解。对典型的数据或过程控制接口电路,能进行设计和实验。

四、教学内容与学时分配

第一章    微型计算机概述 (2学时 )

介绍微型计算机的基本概念,微型计算机的基本结构,微型计算机系统组成及性能指标,微型计算机的发展概况和微型计算机的应用。主要目的是建立微型计算机结构模型,了解计算机基本要素,微处理器结构及原理。使学生不仅对80X86系列微型计算机的基本结构有一个整体印象,而且初步了解微处理器的特点和应用场合。

第二章    80X86Pentium X的指令系统和汇编语言程序设计(14学时 )

讲述80X86的基本指令集,要求学生对微机中各种寻址方式有较明确的概念并能正确运用。并对Pentium X的扩充指令进行介绍,以适应微型计算机的各种高级应用。了解有关IODOS功能调用。要求学生掌握汇编语言的伪指令、源程序的格式及基本程序设计方法。

第三章    微处理器总线操作与时序 (5学时 )

掌握指令周期、总线周期、T状态的概念,微处理器主要特点及引脚信号,典型时序分析。着重建立时序概念,了解计算机是一个严格、严密的时序系统。各种接口器件或外设的工作时序,都应与CPU的时序、速度相适应。介绍微型计算机各种总线技术以及典型总线的接口标准。

重点介绍当今微型计算机都采用的PCI总线及PCI总线接口控制芯片PLX9052/9054。由于PCI总线的高速特性,已广泛应用于图像声纳、多波束声纳等需要高速数据采集的水声设备中,因而这里将结合科研工作的实践,介绍声纳设备如何利用PCI总线有效地解决实时采集、实时传输和实时存储等问题。

第四章    微型计算机的存储器 (4学时 )

学习半导体存储器分类及性能指标。重点讨论微机中使用的半导体存储器和新型随机存储器的工作原理、特点以及存储器扩展技术。学生应对典型存储器芯片有所了解,并能掌握其在整机中的地位和连接方法。

随机存取存储器将介绍静态随机存取存储器、动态随机存取存储器及高速RAM,如EDO DRAMSDRAMRDRAMDDR DRAM等;只读存储器中介绍掩膜型只读存储器ROM、可编程只读存储器PROM、 可擦除可编程只读存储器EPROM、电可擦除可编程只读存储器EEPROM和闪速存储器(Flash Memory)

闪速存储器具有很高的存取速度,具有集成度高、价格低、耗电省等优点,结合具体芯片,介绍其在水声数据存储和典型数码产品中的应用。

第五章    基本输入输出接口技术 (3学时 )

介绍输入输出的基本概念,讨论输入输出的控制方式,输入输出接口的基本结构及特点,微型计算机的输入输出组织,输入输出接口的读写技术,着重使学生对微型计算机接口技术有一个整体的把握。了解CPU与外部设备的传输方式,并要求重点掌握查询传送方式。

第六章    微型机算计的中断系统 (3学时 )

介绍中断的基本概念及可编程中断控制器。要求学生对中断有清晰的概念,对外部中断、内部中断、中断向量表有较深入的理解。了解中断调用、中断程序设计过程和实际应用中要注意的问题。

第七章    计数器和定时器电路(2学时)

介绍可编程计数器和定时器电路的基本原理和使用方法,并结合科研实践说明可编程计数器和定时器电路的编程方法和应用。

第八章    可编程并行接口电路(2学时 )

介绍并行通信的基本概念和基本原理,结合当前工程实践讲解并行接口芯片的发展过程和应用情况,使学生对常用的各类并行接口有全面的了解,并掌握基本编程方法。

第九章    串行通信及接口电路 (3学时 )

掌握有关串行通信的基本概念和基本知识。介绍通用串行接口USB1394接口等技术,并结合多波束条带测深小型化系统、水下机器人系统介绍它们在现代水声通讯中的运用。

第十章    高性能计算机新技术简介(2学时 )

介绍高性能计算机的新技术,以及微型计算机在工程技术领域,特别是水声领域中的实际应用,例如声卡、图形加速卡AGP、网卡、串口硬盘SATA在科研项目中的使用情况,使学生及时了解计算机发展的新技术及其应用。

五、教学方法及手段(含现代化教学手段)

本课程采用课堂理论课教学与实验课教学相结合的方法,实验课采用多媒体教学。随着计算机技术的发展,需要注意教材内容的更新和教学章节的修改。

六、实验(或)上机内容

1.必做实验:(6学时)

实验一:Intel系列CPU基本指令及寻址方式(2学时,验证性实验)

熟悉实验环境;常用指令、寻址方式练习;简单编程

实验二:分支、循环程序设计及实现(2学时,设计性实验)

进行分支、循环程序设计、调试与及实现

实验三:可编程定时电路的应用(2学时,综合性实验)

利用可编程定时电路进行较复杂功能的定时控制。

2.选做实验(2学时)

选做实验一:RS232串行接口通讯电路设计与实现(2学时,设计性实验)

串行接口通讯电路设计,实现数据的传送。

选做实验二:USB串行接口通讯电路设计与实现(2学时,综合性实验)

USB串行接口通讯电路设计,实现数据的传送。

选做实验三:PCI总线数据传送设计及实现(2学时,综合性实验)

PCI总线通讯电路设计,实现数据的传送。

七、前续课程、后续课程

前续课程:数字电路

后续课程:单片机原理及应用;DSP器件原理及应用;可编程器件原理及应用;多媒体技术

八、教材及主要参考资料

教材:

周明德. 微型计算机系统原理及应用(第四版). 北京:清华大学出版社,2003.

主要参考资料:

[1] 郑学坚,周斌编. 微型计算机原理及应用. 北京:清华大学出版社,2001.

[2] 戴梅萼. 微型计算机技术及应用.北京:清华大学出版社,2004.

[3] 朱定华. 微机原理与接口技术.北京:清华大学出版社,2003.

[4] 罗云彬. Windows环境下32位汇编语言程序设计.北京:电子工业出版社,2002.

[5] Barry B.Brey. Intel微处理器――从8086Pentium系列体系结构、编程与接口技术.北京:高等教育出版社,2001.