微型计算机接口关键技术与应用教学专项方案.doc
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1、微型计算机接口技术和应用教学方案第一部分 课程性质和设置目标一、课程性质和特点 微型计算机接口技术和应用课程是为培养满足计算机应用领域对计算机应用人才需要而设置。本课程介绍微型计算机系统结构及工作原理,包含微处理器、存贮器、输入输出和中止技术、常见可编程接口芯片及其应用。本课程以CPU为关键,以接口为媒介,实现CPU和外界通信,其内容属于计算机硬件和软件衔接组构系统一个关键领域。伴随微机应用技术普及和发展,接口技术就成为组构系统基础技术,所以,本课程是计算机专业一门主干课程。经过本课程学习,使学生含有微型计算机应用系统分析能力和初步设计能力。本课程以介绍硬件知识为主,但在组成一个微型计算机应用
2、系统时,还必需含有汇编语言编制源程序能力,软硬件结合是本课程一个特点。另外,本课程又是一门实践性较强课程,经过实践步骤才能加深和提升对课程内容了解,理论联络实践、理论指导实践是本课程又一个特点。二、本课程基础要求经过本课程学习,要求学生:1 较深入地了解微型计算机系统组成及工作原理;2 掌握微型计算机输入/输出方法;3 掌握分析和设计经典接口(包含硬件和软件)方法。三、本课程和相关课程联络 本课程先修课程为数字电路、汇编语言程序设计和计算机组成原理。本课程和这三门课程关系极其亲密。数字电路介绍多种门电路、组合逻辑电路和时序逻辑电路是组成微型计算机机各部件基础电路,微机存放器接口、I/O接口电路
3、常常见到数字电路介绍多种芯片。计算机组成原理叙述了组成计算机各硬件工作原理,为本课程讲述微型计算机系统中这些部分实现方法提供了理论基础。另外,要含有微型计算机应用系统分析能力和初步设计能力,必需含有汇编语言源程序读写能力。读写汇编语言编写应用程序是本课程关键内容之一,是同硬件电路工作亲密相关不可分割部分。第二部分 教学内容及教学要求绪论 本课程教学内容及要求(一)教学内容一、 微型计算机组成、总线结构和I/O接口二、本课程教学内容及要求(二)学习目标和要求1 复习微型计算机组成(教材第1章),关键是总线结构特点和I/O接口电路作用。2 介绍本课程内容、要求和特点,方便于展开各章内容。第一讲 8
4、086/8088微处理器(一)教学内容一、 8086/8088两种组态模式1 最小模式2 最大模式二、 最小模式下引脚信号和系统总线形成1 访问存放器和I/O接口引脚信号 (1) 地址/数据线 (2)地址/状态线 (3)控制线2 系统总线形成电路 (1)地址锁存器 (2)数据收发器3 系统总线信号 (1)地址总线 (2)数据总线 (3)控制总线4 其它控制线 (1)中止控制线 (2)总线控制线 (3)处理器控制线三、最大模式下引脚信号和系统总线形成1 最大模式下相关引脚2 总线形成电路 (1)地址锁存器 (2)数据收发器 (3)总线控制器82883 系统总线信号 (1)地址总线 (2)数据总线
5、 (3)控制总线三、 8086/8088总线操作时序1指令周期、总线周期、时钟周期2最小模式下总线读和写周期3等候状态Tw(二)学习目标和要求微处理器是微型计算机控制关键。教材2.1和2.1节先行课程已介绍,本讲关键讲述经典微处理器8086/8088引脚信号和总线时序,关键是要掌握8086/8088引脚信号、总线时序和8086/8088系统总线信号,尤其是部分控制信号功效应深刻了解和熟练掌握。8086/8088实施指令包含三种周期指令周期、总线周期和时钟周期。首先要掌握这三种周期区分和相户之间关系;其次要了解读、写这两个基础总线周期时间关系,结合8086/8088引脚信号功效,了解和掌握三总线
6、信号在这些经典总线周期中出现时间关系,从而为8086/8088CPU和内存放器及I/O设备接口做好准备。本讲难点是总线形成电路和时序图。第二讲 存放器和微处理器连接(一)教学内容一、 存放器芯片举例 1.静态RAM芯片 2.EPROM芯片 芯片引脚信号:地址线、数据线、控制线(读、写、片选)二、存放器芯片和CPU连接1 电路分析(依据电路,分析存放器芯片地址范围)2 电路设计(给出8088系统存放器容量、地址范围和存放器芯片,设计存放器电路)(二)学习目标和要求存放器是微机系统中不可缺乏组成部分。教材3.1和3.2节内容,存放器分类、特点、性能指标和结构原理等在先修课程中已介绍,本讲先介绍多个
7、经典静态RAM和EPROM芯片,然后着重讲述存放器芯片和8088微处理器连接技术(全译码法)。要求深刻了解经典芯片外特征(引脚信号),和常见译码器特征和应用,掌握存放器连接基础技术。本讲关键和难点是存放器连接电路分析和设计。第三讲 I/O接口概述(一)教学内容一、 I/O接口关键功效二、I/O接口经典结构三、I/O端口编址方法 1. 独立编址方法 2. 和存放器统一编址方法四、 8086/8088I/O指令五、 I/O地址译码电路六、微机和外设之间数据传送控制方法1 无条件传送方法 2. 查询传送方法 3. 中止传送方法 4. DMA方法(二)学习目标和要求微处理器和外部设备连接和信息交换,是
8、微机系统要处理关键问题。本讲(教材4.4节)介绍输入输出通常问题,是后续各讲基础,要求了解和掌握。其中I/O接口功效要以后才会深刻了解,数据传送控制方法后面要一一具体讲述。要注意I/O指令要书写正确,不要写错。本讲关键和难点是I/O地址译码电路。第四讲 简单I/O接口(一)教学内容一、 无条件传送方法及接口二、查询传送方法及接口三、中止传送方法及接口(“中止过程”以后内容放在第七讲)(二)学习目标和要求本讲(教材4.5节)以实例介绍程序控制三种传送方法无条件传送、查询传送和中止传送工作原理,用数字电路课程学习过锁存器、三态缓冲器等“简单”芯片进行硬件接口电路设计,并用汇编语言编写接口程序。经过
9、这四个例子,领会本课程特点,也为后面介绍可编程序接口芯片结构原理打下基础。本讲关键是掌握输出接口要有锁存器、输入接口要有三态门缓冲器原理和方法,难点是查询方法两个电路和中止方法电路。第五讲 可编程并行接口芯片8255A(一)教学内容一、 8255A概况二、8255A内部结构和引脚信号三、8255A和CPU(系统)连接四、8255A控制字和初始化编程方法 1工作方法控制字 2. 端口C按位置1/置0控制字五、8255A工作方法 1.方法0 2.方法1 3.方法2六、8255A应用举例(二)教学目标和要求接口芯片是微机系统实现输入输出必不可少器件,而并行接口又是微机系统中关键输入输出部件。8255
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