微机原理与应用王春香副教授 wangcx@sjtu

微机原理与应用 王春香副教授 wangcx@sjtu.edu.cn

教材及参考书  教材 • 李继灿主编，新编16/32位微型计算机原理及应用(第3版)，清华大学出版社，2004年  参考书 • 周明德编著，微型计算机系统原理及应用(第4版)，清华大学出版社，2002年 • 戴梅萼编著，微型计算机技术及应用(第3版)，清华大学出版社，2003年

考试题型及分值  题型与分值 • 单项选择题10分，填空题20分，判断题10分简答题20分，程序题20分，综合运用题20分  考试形式 • 闭卷  考试时间 • 2小时

课程内容简介 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，主要任务是使学生掌握微机硬件体系结构的基本知识，在微机汇编语言程序设计和硬件接口技术编程方面掌握基本内容和应用技巧，并达到相应的实际应用开发水平。本课程提供微机原理与应用的基本理论与技术，比较有深度，具有理论性强、概念抽象、技术更新快等特点。包括教学课和实践操作课两部分。教学课以课堂讲解形式使学生了解微型计算机的基本结构及其工作原理，掌握指令系统及汇编语言程序设计方法、微型计算机与外设的数据传输方式、中断技术、可编程定时器/计数器、串并行接口技术，以及微机最新发展趋势等。实践操作课以上机形式使学生熟悉汇编语言的编程环境与特点，能编写、调试、运行完成一定功能的汇编语言源程序。

重点内容简介 • 微机系统导论（约 5％） • 微机运算基础（约 5％） • 8086 微处理器及其系统（约 15％） • 8086 指令系统（约 10％） • 8086 汇编语言程序设计（约 15％） • 半导体存储器（约 10％） • 输入与输出接口技术（约 10％） • 中断技术（约 15％） • 可编程接口芯片及应用（约 15％）

微机系统导论-1  考核内容 • 微机系统的组成 • 微机的硬件系统结构 • 微处理器的性能指标 • 微机的总线结构

微机系统导论-2  考核要求 • 理解：微机工作过程 CPU对存储器的读/写操作 • 了解：存储器组成 • 程序计数器与累加器功能 • 微机系统的主要性能指标 • 当前PC机的标准配置 • 掌握：微机的软、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 • 微机硬件系统组成框图及各部分的主要功能 • 微处理器组成 • 指令和程序的概念

微机系统导论-3 • 重点掌握：微机系统的组成微处理器的主要性能指标微机的总线结构计算机常用术语 (位、字节、字) 的含义

微机运算基础-1  考核内容 • 各种进位计数制之间的相互转换 • 原码、反码、补码的表示范围 • 原码、反码、补码、真值之间的相互转换 • 二进制数的加减运算与逻辑运算 • 进位和溢出的区别

微机运算基础-2  考核要求 • 理解：进位计数制的基本特点 • 二进制数的乘、除运算过程 • 了解：数的浮点和定点表示法 • 8421 BCD 编码和ASCII 编码 • 掌握：补码运算

微机运算基础-3 • 重点掌握：二、十、十六进制的相互转换 • 无符号数、带符号数、真值、机器数的表示范围 • 原码、反码、补码、真值之间的相互转换 • 二进制数的加、减算术运算 • 二进制数的与、或、非、异或逻辑运算 • 进位和溢出的概念

微处理器及其系统-1  考核内容 • 通用寄存器组，段寄存器，标志寄存器 • 时序、指令周期、总线周期、时钟周期、分时复用总线物理地址，逻辑地址，偏移地址 • 总线接口单元与执行单元功能 • 20 位物理地址形成 • 指令队列与堆栈 • 规则字与非规则字 • 最小工作方式与最大工作方式特点 • 时钟发生/驱动器 8284A，地址锁存器 8282、数据总线收发器 8286，总线控制器 8288 作用与特点

微处理器及其系统-2  考核要求 • 理解： 8086 CPU 主要引脚的功能 • 重定位概念 • 了解：微处理器发展过程 • 8086 引脚功能和它的定时关系 • 8086 存储器组织 • 掌握：最小工作方式与最大工作方式区别 • 8086 微处理器特点

微处理器及其系统-3 • 重点掌握：指令周期、总线周期、时钟周期的概念 • 存储器的分段设计思想 • 逻辑地址与物理地址的关系 • 8086 CPU的内部结构 • 8086 的寄存器结构 • 指令队列与堆栈的特点与操作

指令系统-1  考核内容 • 8086 的寻址方式 • 通用数据传送指令：MOV，PUSH，POP，XCHG • 目标地址传送指令：LEA • I/O 数据传送指令：IN，OUT • 加法指令：ADD，ADC，INC • 减法指令：SUB，SBB，DEC，CMP • 逻辑运算指令：AND，OR，XOR，TEST • 移位指令：逻辑移位（SHL，SHR） • 算术移位（SAL，SAR） • 循环控制类指令：无条件转移指令：JMP • 条件转移指令：无符号（JA，JAE，JB，JBE） • 有符号（JG，JGE，JL，JLE） • 单标志：JE/JNE • 循环控制指令：LOOP，JCXZ

指令系统-2  考核要求 • 理解： 8086 指令系统特点 • 段内转移与段间转移，短转移 • 无条件转移和条件转移 • 循环移位指令 • 了解： 8086 指令格式 • 串操作类指令特点 • 处理器控制类指令功能 • 中断指令执行过程 • 压缩 BCD 码和非压缩 BCD 码 • 掌握：6大类指令系统基本用法

指令系统-3 • 重点掌握：8086 寻址方式 • 数据传送类指令 • 算术运算（加、减）类指令 • 逻辑运算类指令 • 移位类指令 • 循环控制指令（条件转移、无条件转移、循环控制）

汇编语言程序设计-1  考核内容 • 读、写汇编语言程序 • 程序框图绘制方法 • 机器语言、汇编语言以及高级语言特点 • 常用汇编伪指令的含义和用法

汇编语言程序设计-2  考核要求 • 理解：源程序结构 • 顺序程序、分支程序、循环程序的基本设计方法 • 了解：汇编语言的特点、汇编语言的基本语法 • 基本的DOS及BIOS中断功能调作用 • 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  段定义伪指令 • 汇编语言程序的格式和运行方法

汇编语言程序设计-3 • 重点掌握：读写、运行、调试汇编语言程序 • 指令语句与伪指令语句的异同点 • 变量与标号的区别 • 地址表达式属性

半导体存储器-1  考核内容 • 半导体存储器分类及特点 • 静态 RAM、动态 RAM 组成及特点 • 地址译码方式 • 存储器与CPU的连接 • 位扩充与地址扩充技术

半导体存储器-2  考核要求 • 理解：RAM 和 ROM 的工作特点 • 微处理器与存储器的连接方法 • 8086 的存储器组织 • 了解：DRAM 的刷新原理 • 新型存储器技术发展动向与趋势 • 掌握：半导体存储器的性能指标

半导体存储器-3 • 重点掌握：半导体存储器分类、组成与功能 • 静态RAM、动态RAM组成和特点 • 存储器的分段方法 • 存储器芯片的扩充技术

输入输出接口技术-1  考核内容 • 接口的概念与功能 • 接口电路的信息种类 • 程序传送方式特点及程序流程 无条件传送  程序查询传送 • 中断传送方式特点 • 直接存储器存取传送特点

输入输出接口技术-2  考核要求 • 理解：CPU与外设之间的连接 • 了解：I/O接口及其功能接口电路的基本结构 • 掌握：中断分类 • 输入、输出的信息种类

输入输出接口技术-3 • 重点掌握：CPU与外设数据传送与控制方式

中断技术-1  考核内容 • 中断源，中断向量，中断向量表，中断类型码，中断优先权 • 断点与现场 • 中断分类 • 中断类型码与中断向量关系 • 响应中断的条件 • 中断响应及处理过程 • 8259A 内部8个部件功能及其关系

中断技术-2  考核要求 • 理解：8086中断系统 • 了解：可编程中断控制器8259A引脚及其功能 • 掌握：中断的有关概念 • 8259A内部结构框图

中断技术-3 • 重点掌握：中断分类 CPU 响应中断及处理过程

可编程接口芯片及应用-1  考核内容 • 接口分类与功能 • 8253-5 内部结构 • 8255A 3个端口的特点与差异性 • 8255A 3种工作方式 • 8253-5 和 8255A 应用

可编程接口芯片及应用-2  考核要求 • 理解：接口基本结构的特点 • 了解：新型通用I/O接口及其标准：USB，SCSI，IEEE 1394 • 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 • 并行接口8255A的主要性能、工作方式和初始化编程方法

可编程接口芯片及应用-3 • 重点掌握：8253-5 内部结构特点 8255A 3个端口的特点与差异性接口分类与功能 • 8253-5和8255A 应用

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微机原理与应用王春香副教授 wangcx@sjtu