微機原理及接口技術(shù)教學(xué)案

專業(yè)資料整理分享.完美WORD格式編輯.第=1\*Arabic1課次授課計劃基本內(nèi)容:課程性質(zhì)及內(nèi)容介紹、先修課程及參考書目第1章計算機基礎(chǔ)知識〔11.1緒論1.2計算機的發(fā)展概述1.3微機中信息的表示及運算基礎(chǔ)目的要求:明確本課程的學(xué)習(xí)目的及要求、激發(fā)學(xué)習(xí)微機原理與接口的興趣與熱情,初步了解本課程的特點及學(xué)習(xí)方法；了解計算機發(fā)展歷史；熟練掌握無符號數(shù)和帶符號數(shù)的表示方法；掌握各種進制間的互換；〔重點掌握數(shù)的原碼、反碼、補碼表示法,并熟練掌握補碼加減運算?！仓攸c難點:補碼加減法運算；有符號數(shù)和無符號數(shù)溢出判斷。教學(xué)環(huán)節(jié)及組織:新課引入課程性質(zhì)：該課程屬計算機硬件基礎(chǔ)課程,是學(xué)習(xí)微機組裝、單片機應(yīng)用開發(fā)、微機控制等課程的前序基礎(chǔ)課。課程內(nèi)容：微機的基本結(jié)構(gòu)；指令系統(tǒng)及匯編語言；存儲器結(jié)構(gòu)及工作原理；I/O接口及應(yīng)用；可編程芯片及應(yīng)用。學(xué)習(xí)方法：首先掌握微型計算機的基本原理,熟記其指令系統(tǒng)用指令和應(yīng)用指令編寫程序；掌握I/O接口的基本結(jié)構(gòu)和接口應(yīng)用；理論結(jié)合實際,多上機多編程,在應(yīng)用中學(xué)習(xí)。新課講授計算機基礎(chǔ)知識1.2計算機發(fā)展概述從1946年世界上第一臺電子數(shù)字計算機ENIAC問世至今,計算機的發(fā)展主要經(jīng)歷了電子管、晶體管、小規(guī)模集成電路、大規(guī)?！睱SI和超大規(guī)模〔VSLI集成電路四個發(fā)展階段,從1981年起進入智能計算機階段。微處理器及微型計算機的發(fā)展4位及低檔8位→中高檔8位→16位→32位→高檔32位→64位〔主要體現(xiàn)在位數(shù)的變化微型計算機的組成微型計算機通常由微處理器〔即CPU、存儲器〔ROM,BAM、I／O接口電路及系統(tǒng)總線〔包括地址總線AB、數(shù)據(jù)總線DB、控制總線CB組成。計算機編程語言的發(fā)展。介紹各編程語言的特點,本門課程主要學(xué)習(xí)匯編語言。1.3計算機中信息的表示及運算基礎(chǔ)計算機中的數(shù)和編碼系統(tǒng)計算機中的進位計數(shù)制進位計數(shù)制的基本概念課堂討論：為什么要使用二進制和十六進制,各進制間是否可以相互轉(zhuǎn)換？四種不同進制數(shù)〔二、八、十、十六進制的相互轉(zhuǎn)換〔課堂練習(xí)計算機中帶符號數(shù)的表示原碼、反碼和補碼的表示方法原碼、反碼和補碼之間的轉(zhuǎn)換課堂練習(xí)補碼加減運算補碼加減運算規(guī)則[X±Y]補=[X]補±[Y]補例題分析[例1]X=-0110100B,Y=+1110100B,求X+Y=？[例2]X=-56,Y=-17,求X-Y=？通過例題強調(diào)：運算完后要先判斷結(jié)果的正負,結(jié)果若為負數(shù),則需進行變補運算才能得到結(jié)果的真值。即[X±Y]原[[X±Y]補]補溢出判斷例題分析[例3]X=-62H,Y=-3BH,求X+Y=？[例4]X=-1FH,Y=-4AH,求X+Y=？溢出和進位的區(qū)別,溢出判斷標(biāo)準(zhǔn)：若最高進位⊕次高位進位=1,則結(jié)果產(chǎn)生溢出。小結(jié)1主要介紹了計算機的發(fā)展以及計算機的基礎(chǔ)知識。2要求掌握：二、十、十六進制的相互轉(zhuǎn)換,無符號數(shù)、帶符號數(shù)、真值、機器數(shù)的區(qū)別,原碼、反碼、補碼、真值之間的相互轉(zhuǎn)換方法,補碼加減運算,進位和溢出的概念。課外作業(yè)及思考題課后練習(xí)1,2,3,5,6題自行練習(xí)。課后記載:第=2\*Arabic2課次授課計劃基本內(nèi)容:第1章計算機基礎(chǔ)知識〔21.3微機中信息的表示及運算基礎(chǔ)第2章8086體系結(jié)構(gòu)〔12.18086CPU結(jié)構(gòu)〔內(nèi)部結(jié)構(gòu)目的要求:掌握二-十進制數(shù)的表示〔BCD數(shù)；掌握二-十進制數(shù)的加減運算；〔重點掌握字符的編碼〔ASCII碼；掌握8086微處理器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。難點:二-十進制數(shù)〔BCD數(shù)的加減運算結(jié)果調(diào)整教學(xué)環(huán)節(jié)及組織:復(fù)習(xí)鞏固計算機中的數(shù)和編碼系統(tǒng)計算機中的進位計數(shù)制及進制間的轉(zhuǎn)換計算機中帶符號數(shù)的表示：原、反、補碼的表示和轉(zhuǎn)換補碼加減運算：[X±Y]補=[X]補±[Y]補溢出判斷：若最高進位⊕次高位進位=1,則結(jié)果產(chǎn)生溢出。新課講授計算機基礎(chǔ)知識1.3計算機中信息的表示及運算基礎(chǔ)二-十進制數(shù)〔BCD數(shù)二-十進制數(shù)的表示：用四位二進制數(shù)表示一位十進制數(shù)。二-十進制數(shù)的加減運算課堂討論：例題中BCD數(shù)運算結(jié)果為什么不再是BCD數(shù)？為什么與十進制結(jié)果不符？通過例題討論,分析結(jié)果不一致的原因：BCD數(shù)在計算機中按十六進制運算"逢十六進一",而十進制為"逢十進一"。若要BCD數(shù)運算中仍保有十進制的"逢十進一"的效果,則對運算結(jié)果需進行調(diào)整。二-十進制數(shù)的加減運算調(diào)整原則加法調(diào)整規(guī)則：加法調(diào)整規(guī)則：〔1若二進制和小于10,則保持不變化?！?若二進制和大于等于10,或有進位,則和數(shù)應(yīng)加6修正。減法調(diào)整規(guī)則：減法調(diào)整規(guī)則：〔1若相減不發(fā)生借位,則減法直接進行。〔2若相減低位向高位發(fā)生借位,則低位應(yīng)減6修正。課堂練習(xí)：用BCD碼計算94+7=101字符的編碼〔ASCII碼目前微機中應(yīng)用最普遍的美國標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼常用字符ASCII碼：回車0DH/換行0AH/0~9〔30H~39H/a~z〔61H~7AH/A~Z〔41H~5AH8086體系結(jié)構(gòu)從前續(xù)課程學(xué)習(xí)已經(jīng)知道計算機的基本結(jié)構(gòu),從而可知微機的基本結(jié)構(gòu)有運算器、控制器和存儲器等,這些器件又是怎樣構(gòu)成微型計算機的以及怎樣在CPU的指揮下工作的？這就是本節(jié)課要解決的間題。2.18086CPU結(jié)構(gòu) 初步認識：8086是16位微處理器,數(shù)據(jù)總線16位,地址總線20位〔尋址范圍1M,40腳雙列直插組件封裝。課堂提問：計算機系統(tǒng)的三總線結(jié)構(gòu)是哪三種總線？——數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線8086CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)<基于圖2.18086CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖講解>BIU〔BusInterfaceUnit總線接口部件：實現(xiàn)CPU與存儲器或I/O口間數(shù)據(jù)傳送組成：1個20位地址加法器、 專用寄存器組<段寄存器和指令指針寄存器等>、指令隊列、 總線控制邏輯EU〔ExecutionUnit指令執(zhí)行部件：主要功能是執(zhí)行指令組成：算術(shù)邏輯運算單元ALU、 1個16位標(biāo)志寄存器FLAGS、1個數(shù)據(jù)暫存寄器、8個通用16位寄存器組、EU控制器8086CPU的工作原理與一般CPU工作原理對比,解釋流水線技術(shù)動畫演示8086CPU流水線工作過程小結(jié)1主要介紹了計算機中常用的編碼方式：BCD、ASCII2要求掌握：BCD數(shù)的表示、加減運算,以及常用字符的ASCII碼3主要學(xué)習(xí)了Intel8086／8088微處理器基本結(jié)構(gòu)和工作原理課外作業(yè)及思考題課后練習(xí)1~3題 自行練習(xí)；預(yù)習(xí)：8086CPU的寄存器結(jié)構(gòu)課后記載:第=3\*Arabic3課次授課計劃基本內(nèi)容:第2章8086體系結(jié)構(gòu)〔12.18086CPU結(jié)構(gòu)〔內(nèi)部結(jié)構(gòu)+寄存器結(jié)構(gòu)+管腳與功能目的要求:熟練掌握8086CPU內(nèi)部寄存器組的定義及用法；〔重點基本掌握8086微處理器管腳的功能；熟練掌握物理地址/邏輯地址的概念；〔重點掌握存儲器結(jié)構(gòu)和分段的意義；熟練掌握物理地址的形成方式；〔重點難點:8086CPU內(nèi)部寄存器組的定義及用法；堆棧段的使用教學(xué)環(huán)節(jié)及組織:復(fù)習(xí)鞏固第1章課堂作業(yè)評講1．下列無符號數(shù)中最大的數(shù)是C。 錯解：D〔2人A.〔9816 B.〔15210 C.〔100110012 D.〔22782．二進制數(shù)10.11101B寫成浮點數(shù)形式是D。錯解：A〔2人、B〔1人A.1011101×10-5 B.1011101×2-1000C.1.011101×10+1 D.1.011101×2+00013.設(shè)x＝-46,y＝117,則[x-y]補和[x+y]補分別等于B。錯解：D〔2人A.D2H和75H B.5DH和47HC.2EH和71H D.47H和71H4．補碼表示的8位二進制有符號數(shù)表示的數(shù)值范圍是D。錯解:A<3人>、C<14人>A.0～255 B.0～256C.-127～127 D.-128～1275．利用二進制補碼完成有符號數(shù)加法運算：<16>+<-32>[16]補=00010000B[-32]原=10100000B[-32]補=11100000B所以：[16-32]補=[16]補+[-32]補=00010000B+11100000B=11110000B<16>+<-32>=[11110000B]補=10010000B=-16出錯之處：1直接用原碼相加；2原反補碼求取出錯；3純計算錯誤；4沒有結(jié)論第2章內(nèi)容回顧8086CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)：BIU+EU〔功能和組成8086CPU的流水線工作方式新課講授28086體系結(jié)構(gòu)2.18086CPU結(jié)構(gòu)8086CPU的寄存器結(jié)構(gòu)注意強調(diào)16位的AX/BX/CX/DX也可拆成兩個8位的寄存器使用；初步介紹存儲器的分段存儲的概念,由此給出段首地址和偏移地址的概念,幫助理解段寄存器和地址寄存器的功能；寄存器存在"隱含尋址"的概念,即要記住寄存器和對應(yīng)的段首地址寄存器,這是后面學(xué)習(xí)指令尋址的基礎(chǔ)。IP用來存放將要執(zhí)行的下一條指令〔不是當(dāng)前指在代碼段中的偏移地址。具有自動加1功能。課堂練習(xí)：鞏固牢記標(biāo)志寄存器各位的含義。8086CPU的管腳與功能兩種工作模式：最大模式、最小模式40個引腳,32個引腳功能固定,8個引腳隨工作模式不同含義不同2.28086系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和配置8086存儲器結(jié)構(gòu)常識：存儲空間以字節(jié)為單位,一個字節(jié)分配一個唯一的20位物理地址兩個連續(xù)的字節(jié)稱為一個字,低地址對應(yīng)低字節(jié),高地址對應(yīng)高字節(jié)課堂討論：什么是段？為什么要分段由于8086可以尋址20位地址空間,所以字或字節(jié)必須表示成20位的二進制。但是8086設(shè)計是用來執(zhí)行16位計算的,它只能處理16位長的字。所以必須設(shè)計一個巧妙的方法來表示地址----存儲器分段。20位物理地址的形成。物理地址PA=段基址×16+偏移地址堆棧段的使用強調(diào)：以字為單位進行出入棧的操作,工作方式為"先進后出"。課堂練習(xí)、分析小結(jié)1重點掌握：8086微處理器的寄存器結(jié)構(gòu),特別是標(biāo)志寄存器的取值和寄存器組的組成和作用。2重點掌握：8086存儲器分段、20位物理地址的形成、課外作業(yè)及思考題要求牢記8086CPU內(nèi)部寄存器的名字、基本用法〔這是學(xué)習(xí)匯編編程的基礎(chǔ)課后記載:第4課次授課計劃國慶休假基本內(nèi)容:目的要求:難點:教學(xué)環(huán)節(jié)及組織:前次課程內(nèi)容回顧新課講授課外作業(yè)及思考題課后記載:第5課次授課計劃基本內(nèi)容:第2章8086體系結(jié)構(gòu)〔22.28086系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和配置〔存儲器結(jié)構(gòu)目的要求:基本掌握8086微處理器管腳的功能；了解最大及最小模式下管腳的不同定義；熟練掌握物理地址/邏輯地址的概念；〔重點掌握存儲器結(jié)構(gòu)和分段的意義；熟練掌握物理地址的形成方式；〔重點掌握8086CPU訪問存儲器的方式；〔重點掌握堆棧段的使用?！仓攸c難點:存儲器的組成：偶地址體、奇地址體8086CPU訪問存儲器的方式；堆棧段的使用教學(xué)環(huán)節(jié)及組織:復(fù)習(xí)鞏固8086CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)：BIU+EU8086CPU的寄存器結(jié)構(gòu)8086CPU的管腳：40個前次作業(yè)課堂評講1、3、4〔特別提醒注意第4題〔2小題考慮周全新課講授8086體系結(jié)構(gòu)2.18086CPU結(jié)構(gòu)8086CPU的管腳講清楚地址/數(shù)據(jù)線復(fù)用的問題,強調(diào)不得以而為之2.28086系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和配置8086存儲器結(jié)構(gòu)常識：存儲空間以字節(jié)為單位,一個字節(jié)分配一個唯一的20位物理地址兩個連續(xù)的字節(jié)稱為一個字,低地址對應(yīng)低字節(jié),高地址對應(yīng)高字節(jié)存儲器的組成：偶數(shù)地址單元+奇數(shù)地址單元難點分析〔對照課件圖分析：將1MB的存儲空間分成兩個512KB的存儲體,一個存儲體中包含偶數(shù)地址單元,另一個包含奇數(shù)地址單元。兩個存儲體之間采用字節(jié)交叉編址方式。偶數(shù)地址單元與數(shù)據(jù)總線的低8位相連,奇數(shù)地址單元與數(shù)據(jù)總線的高8位相連。地址總線A0用于區(qū)分當(dāng)前訪問的存儲體。8086CPU訪問存儲體的方式難點分析〔對照課件圖分析：特別注意A0和引腳的配合由此推出"對準(zhǔn)字"的概念：從偶地址開始的字存儲器的分段課堂討論：什么是段？為什么要分段？由于8086可以尋址20位地址空間,所以字或字節(jié)必須表示成20位的二進制。但是8086設(shè)計是用來執(zhí)行16位計算的,它只能處理16位長的字。所以必須設(shè)計一個巧妙的方法來表示地址----存儲器分段。20位物理地址的形成。物理地址PA=段基址×16+偏移地址堆棧段的使用強調(diào)：以字為單位進行出入棧的操作,工作方式為"先進后出"。課堂練習(xí)、分析小結(jié)1主要學(xué)習(xí)了Intel8086存儲器的組成和工作原理2重點掌握：8086存儲器分段、20位物理地址的形成、CPU對存儲器的訪問方式。課外作業(yè)及思考題思考：段地址、偏移地址、物理地址的含義和相互關(guān)系課后習(xí)題4-20課后記載:第6課次授課計劃基本內(nèi)容:第2章8086體系結(jié)構(gòu)〔32.28086系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和配置〔輸入/輸出結(jié)構(gòu)、最大和最小模式系統(tǒng)2.38086CPU內(nèi)部時序目的要求:了解8086輸入/輸出結(jié)構(gòu)；理解最大和最小工作模式應(yīng)用場合；掌握最小工作模式的系統(tǒng)典型配置；〔重點熟練掌握時序基本概念；〔重點掌握最小模式下讀寫總線周期時序。難點:各種工作時序的分析教學(xué)環(huán)節(jié)及組織:復(fù)習(xí)鞏固存儲器的組成：以字節(jié)為單位,1M存儲空間分為偶地址體+奇地址體。以偶地址開始的字稱為"對準(zhǔn)字"。存儲器的分段：可分為若干個邏輯段〔容量不大于64KB邏輯地址和物理地址：物理地址〔20位=段基址〔16位×16+偏移地址〔16位堆棧段的使用：以字為單位,遵循"先進后出"的原則新課講授28086體系結(jié)構(gòu)2.28086系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和配置8086輸入/輸出結(jié)構(gòu)簡單介紹CPU要通過接口與外設(shè)實現(xiàn)輸入/輸出,外設(shè)地址的編制方法和訪問指令。此部分內(nèi)容不展開,到第5、6章深入學(xué)習(xí)。8086的最小和最大模式系統(tǒng)最大、最小模式應(yīng)用場合結(jié)合課件中的圖分析最小、最大模式下系統(tǒng)典型配置。最下模式重點講。重點強調(diào)：地址鎖存器的作用8086CPU的地址/數(shù)據(jù)引腳復(fù)用,利用地址鎖存器才能分離數(shù)據(jù)和地址信號。2.38086CPU的內(nèi)部時序時序基本概念時鐘周期〔狀態(tài)周期：CPU的最小定時單位,由系統(tǒng)時鐘的頻率確定。若8086的主頻為10MHz,一個時鐘周期為100ns總線周期〔機器周期：CPU從存儲器或I/O口存取一個字或字節(jié)的時間。利用總線完成一次數(shù)據(jù)傳送的時間指令周期：完成一條指令所需要的時間,由一個或多個總線周期組成各周期間的關(guān)系：時鐘周期是最小時序單位,總線周期由若干時鐘周期組成,指令周期包含若干總線周期〔因指令功能而異。總線周期的時序一個基本的總線周期由4個時鐘周期組成,即T1、T2、T3、T4CPU在T3周期時鐘脈沖上升沿檢測READY線號,若無效則插入若干Tw周期,直至READY信號有效。最小模式下讀寫總線周期時序分析對照課件圖進行分析。注意分析、ALE、、、READY信號的變化本章小結(jié)18086CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)：BIU+EU2>8086CPU的寄存器結(jié)構(gòu)〔重點,要求熟記名字、使用38086CPU的引腳和功能：40個,地址和數(shù)據(jù)復(fù)用48086存儲器結(jié)構(gòu)：分段、20位物理地址的形成、CPU對存儲器的訪問方式58086CPU的內(nèi)部時序：明確計算機是一個時序系統(tǒng),重點掌握幾個周期的定義和關(guān)系。前次作業(yè)隨堂評講 出現(xiàn)的錯誤多為計算錯誤,即沒有使用十六進制運算原則。課后記載:第7課次授課計劃基本內(nèi)容:第3章8086的指令系統(tǒng)〔13.18086指令的特點 3.28086的尋址方式 3.38086的指令格式及數(shù)據(jù)類型目的要求:了解8086指令的特點、格式理解各種尋址方式〔重點熟練掌握EA有效地址的計算〔重點難點:EA地址的計算教學(xué)環(huán)節(jié)及組織:復(fù)習(xí)鞏固上一章學(xué)習(xí)了微機的基本結(jié)構(gòu)和8086CPU的組成,特別是8086寄存器的組成、功能和作用,以及分段地址管理的基本原理。新課引入已知微機的執(zhí)行過程是由程序〔指令的集合控制執(zhí)行的,本章將介紹其指令的格式、功能和應(yīng)用編程。38086的指令系統(tǒng)基本概念：指令、指令系統(tǒng)、程序、程序設(shè)計語言〔機器語言、匯編語言和高級語言3.18086指令的特點〔稍作解釋3.38086的指令格式及數(shù)據(jù)類型格式：操作碼+操作數(shù)操作數(shù)個數(shù)：單個、兩個、三個〔其中一個為指令隱含的操作數(shù)數(shù)據(jù)類型：無符號數(shù)、有符號數(shù)、ASCII碼、BCD數(shù)3.28086的尋址方式EA地址：組合計算的邏輯偏移地址。對應(yīng)圖3.1存儲器地址分析尋址方式：如何尋找8086微理器指令的操作數(shù)來源的方式立即、寄存器、直接、寄存器間接、基址/變址、基址+變址、串、I/O端口尋址重點講解結(jié)合例題和圖分析講解各尋址方式的含義,EA地址的計算課堂練習(xí)課后習(xí)題1小結(jié)：主要介紹了8086的指令系統(tǒng)、指令格式,重點掌握各尋址方式的特點和EA的計算。課外作業(yè)及思考題牢記各種尋址方式,思考訪問存儲器的尋址方式有哪幾種？本章總結(jié)8086的尋址方式〔掌握定義、各類尋址方式中EA的計算方法立即尋址寄存器尋址直接尋址寄存器間接尋址基址/變址尋址基址＋變址尋址串尋址I/O端口尋址8086指令格式和數(shù)據(jù)類型8086指令集〔每類指令中掌握常用指令數(shù)據(jù)傳輸類算術(shù)運算類邏輯運算類串操作類程序控制類處理機控制類強調(diào)：指令的學(xué)習(xí)是后續(xù)章節(jié)特別是匯編語言程序設(shè)計的基礎(chǔ),要認真對待；指令的學(xué)習(xí)不要死記硬背,要多讀〔例程多想〔可否用其他指令代替多練課外作業(yè)及思考題總結(jié)常用指令的格式、操作數(shù)要求、功能和應(yīng)用總結(jié)8086存儲器尋址方式課后記載:第8課次授課計劃基本內(nèi)容:習(xí)題課：第3章作業(yè)講評目的要求:難點:教學(xué)環(huán)節(jié)及組織:課外作業(yè)及思考題課后記載:第=19\*Arabic9課次授課計劃基本內(nèi)容:第4章存儲器原理與接口<1>4.1存儲器分類4.2多層存儲結(jié)構(gòu)概念4.3主存儲器及存儲控制目的要求:了解存儲器的分類與性能,理解多層存儲結(jié)構(gòu)概念掌握RAM和ROM的結(jié)構(gòu)和工作原理重點掌握主存儲器的技術(shù)指標(biāo)、基本組成、基本操作及存儲器譯碼方式〔重點難點:RAM和ROM的工作原理、存儲器譯碼方式教學(xué)環(huán)節(jié)及組織:新課引入從第1章中已知計算機的基本結(jié)構(gòu)由CPU、存儲器、IO接口和BUS組成,計算機的所有軟件程序都是存放存儲器中,才能執(zhí)行之。從而應(yīng)當(dāng)清楚存儲器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。新課講授4存儲器原理與接口4.1存儲器分類存儲器概念：許多存儲單元的集合,用以存放計算機要執(zhí)行的程序和有關(guān)數(shù)據(jù)。強調(diào)：每個存儲單元有一個固定的地址,若存儲器地址譯碼器的輸入地址線為n,則存儲器的單元數(shù)為2n。存儲器分類：分類標(biāo)準(zhǔn)很多按構(gòu)成存儲器的器件和存儲介質(zhì)分類,本章關(guān)注半導(dǎo)體存儲器按存儲器存取方式分類,：主要分為ROM和RAM按在計算機中的作用分類：主要分為主存、輔存和緩存ROM和RAMROM<ReadOnlyMemory>意指只讀存儲器工作原理：對照課件圖分析ROM存儲單元電路特點：微機在線運行過程中,只能對其進行讀操作,而不能進行寫操作。電源關(guān)斷,信息不會丟失,屬于非易失性存儲器件；常用來存放不需要改變的信息。根據(jù)工藝不同,還有MROM、PROM、EPROM、E2PROMRAM〔RandomAccessMemory意指隨機存取存儲器。特點：微機工作過程中,可以隨機地對其中的各個存儲單元進行讀／寫操作。分類：靜態(tài)隨機存取存儲器SRAM、動態(tài)隨機存取存儲器DRAM工作原理：對照課件圖分別分析SRAM、DRAM存儲單元電路[課堂討論]SRAM與DRAM的區(qū)別SRAMDRAM信息保存方式多個晶體管組成電路來保存利用單個晶體管和寄生電容來保存特點狀態(tài)穩(wěn)定,只要不掉電,信息不丟失；集成度低速度快,可用于高速緩存即使不掉電也會因電容放電而丟失信息,故需刷新電路；電路簡單,功耗小,集成度高；容量較大；4.2多層存儲結(jié)構(gòu)概念存儲器的作用是存儲程序和數(shù)據(jù),但由于對速度和容量的要求、價格因素的考慮等,需要將程序和數(shù)據(jù)存儲在不同的器件和設(shè)備上,并基于此引申到以后的存儲體系的建立。 對應(yīng)課件上的圖形分析多層存儲結(jié)構(gòu)的形成和功能。4.3主存儲器及存儲控制存儲器的主要技術(shù)指標(biāo)存儲器是用來存放程序和數(shù)據(jù)的,其衡量指標(biāo)主要有：存儲容量、存取周期、取數(shù)時間、可靠性、性能價格比。強調(diào)：存儲容量的表示。[課堂提問]存儲器容量與地址條數(shù)的關(guān)系？主存儲器的基本操作〔對應(yīng)課件圖說明CPU對存儲器的讀寫操作注意：先送地址再進行數(shù)據(jù)傳送,以及讀寫信號線的狀態(tài)變化。主存儲器的基本組成存儲體：是存儲芯片的主體,由基本存儲元按照一定的排列規(guī)律構(gòu)成。外圍電路：地址譯碼電路、邏輯控制電路、輸入/輸出電路地址譯碼方式〔對應(yīng)課件中的圖進行分析單譯碼方式——字結(jié)構(gòu)雙譯碼方式——復(fù)合譯碼方式常用譯碼芯片介紹——74LS138小結(jié)主要學(xué)習(xí)半導(dǎo)體存儲器中的存儲器分類、性能和隨機存取存儲器〔RAM和只讀存儲器〔ROM的工作原理。理解多層存儲結(jié)構(gòu)的概念。重點掌握主存儲器的技術(shù)指標(biāo)、基本操作、基本組成、工作原理。課外作業(yè)及思考題課后習(xí)題：2、3、9課后記載:第=20\*Arabic10課次授課計劃基本內(nèi)容:第4章存儲器原理與接口<2>4.48086系統(tǒng)的存儲器組織 4.5現(xiàn)代內(nèi)存芯片技術(shù)目的要求:掌握存儲器與CPU的連接技術(shù)〔重點掌握存儲器擴展的基本方法〔重點難點:存儲器擴展的基本方法<地址譯碼>教學(xué)環(huán)節(jié)及組織:復(fù)習(xí)鞏固存儲器分類隨機存取存儲器：SRAM、DRAM只讀存儲器：ROM多層存儲結(jié)構(gòu)概念主存儲器及存儲控制主存儲器的主要性能指標(biāo)：容量、速度、可靠性主存儲器的基本組成以及基本操作存儲器譯碼方式新課引入存儲器的總?cè)萘客ǔ６急葐纹酒娜萘看?則需要由多片芯片組成,如何將多塊芯片連成一個大容量的存儲器體。就是本節(jié)課需要解決的問題。新課講授4存儲器原理與接口4.48086系統(tǒng)的存儲組織CPU對存儲器進行讀寫操作過程CPU與存儲器的連接由芯片組成的存儲器,主要是解決地址線、數(shù)據(jù)線和控制線與CPU的連接這三種線的連接問題。除此之外,還存在另外幾個問題,即總線的負載能力以及存儲器與CPU各自固有時間特性間的配合問題。存儲器接口〔RAM和ROM芯片[復(fù)習(xí)]引腳信號中地址線根數(shù)與芯片存儲容量的關(guān)系。存儲器的擴展〔重難點[問題提出]如何用容量較小、字長較短的芯片組成微機系統(tǒng)所需容量和字長的存儲器？利用例題分析,分別說明位擴展、字擴展和同時擴展的連接方法。位擴展連接方法：采取地址線、片選線和讀寫線的并聯(lián)結(jié)構(gòu),而數(shù)據(jù)線采取串聯(lián)結(jié)構(gòu)。字擴展連接方法：將地址線、數(shù)據(jù)線、讀/寫線各自并聯(lián),而將片選線單獨引出,決定每一片芯片的地址范圍；使存儲器的地址空間為各個芯片地址空間之和。字位同時擴展將上述兩種方法結(jié)合使用,一般先擴展位,再擴展字。假設(shè)存儲器的容量為M*N位,而使用的存儲器芯片的容量為L*K位,那么這個存儲器共需要芯片數(shù)：M*N/〔L*K。[難點解析]地址譯碼實現(xiàn)芯片的片選時,需要外加電路,其實現(xiàn)方法有如下三種：1選線方式直接用CPU地址總線中某一高位線作為存儲器芯片的片選信號,簡稱為線選法。2全譯碼方式將高位地址線全部作為譯碼器的輸入,用譯碼器的輸出作片選信號。3部分譯方式將高位地址線的一部分為譯碼器的輸入,用譯碼器的輸出作存儲器芯片的片選信號。注意：以上2、3方式中,低位地址線用作字選,與芯片的地址輸入端直接相連；高位地址線全部連接進譯碼電路,用來生成片選信號。復(fù)習(xí)：8086本來有16位的數(shù)據(jù)線,為了在進行字節(jié)存取時,不改變其它字節(jié)的內(nèi)容,8086采用了A0低8位數(shù)據(jù)的允許信號；BHE信號作為高8位數(shù)據(jù)的允許信號。小結(jié)本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了CPU與存儲器的連接、存儲器的擴展方法。重點掌握地址線、數(shù)據(jù)線和控制線與8086CPU的連接方法,存儲器的擴展重點掌握片選信號的生成、存儲地址的分析。課外作業(yè)及思考題閱讀課本,重點復(fù)習(xí)地址譯碼與存儲容量分析、存儲器擴展方法。課后記載:第=21\*Arabic11課次授課計劃基本內(nèi)容:第5章微型計算機的輸入輸出〔15.1CPU與外設(shè)通信的特點 5.2輸入/輸出方式5.3CPU與外設(shè)通信的接口 5.48086CPU的輸入/輸出目的要求:熟悉外部設(shè)備接口的主要功能,作用,一般結(jié)構(gòu)熟練掌握I/O端口地址譯碼技術(shù)〔重點掌握CPU與接口之間傳送信息的方式〔重點難點:I/O端口地址譯碼技術(shù)教學(xué)環(huán)節(jié)及組織:復(fù)習(xí)鞏固前面學(xué)習(xí)RAM和ROM存儲器的結(jié)構(gòu)和工作原理,同時介紹了常用的RAM和ROM芯片,并介紹了存儲器的擴展和CPU與存儲器的連接。新課引入微機只有CPU是不能工作的,若加上存儲器就基本具備工作的條件了,但它還不能很好地為我們服務(wù),必須配上外部設(shè)備,才能進行工作。外部設(shè)備與CPU之間如何連接、如何通信與傳輸數(shù)據(jù)等問題,就是本章要解決的問題。CPU如何找到需要傳輸數(shù)據(jù)的端口地址,就得必須對端口進行編號,CPU尋找規(guī)定端口的過程就是提供地址信號進行譯碼的過程。新課講授5微型計算機的輸入/輸出5.1CPU與外設(shè)通信的特點計算機與外圍設(shè)備進行通信的過程中,輸入輸出設(shè)備是必不可少的組成部分。接口的基本概念指兩臺計算機之間、計算機與外圍設(shè)備之間、計算機內(nèi)各部件之間起連接作用的邏輯電路,是CPU與外界進行信息交換的中轉(zhuǎn)站。強調(diào)：外設(shè)與CPU信號的不同,如電平,格式,速度,負載等,因此需要接口進行協(xié)調(diào)。接口的功能、特點..鎖存功能緩沖隔離功能轉(zhuǎn)換功能聯(lián)絡(luò)功能對外圍設(shè)備編址〔譯碼功能中斷管理功能..注意：接口與端口的區(qū)別接口的結(jié)構(gòu)〔對應(yīng)課件中的圖簡介接口由若干端口、地址譯碼電路、控制邏輯電路構(gòu)成I/O端口的尋址方式..I/O端口和存儲器統(tǒng)一編址方式I/O和存儲器分別獨立編址方式..[課堂練習(xí)]分析比較兩種尋址方式的特點。I/O端口地址譯碼方法用門電路、譯碼器、或與大規(guī)模集成電路相連組成的譯碼電路5.48086CPU的輸入/輸出8086CPU對于外部設(shè)備采用I/O映射的端口尋址方式,利用I/O指令在AL/AX寄存器與輸入/輸出口之間進行傳輸。端口尋址包括：直接尋址輸入／輸出指令<八位端口地址>DX寄存器間接尋址輸入〔十六位端口地址動畫演示IN/OUT指令執(zhí)行過程。再次復(fù)習(xí)CPU工作原理,同時加深理解接口的作用,以及端口地址的設(shè)計、分析。5.2輸入/輸出方式〔簡要介紹,具體內(nèi)容接口部分詳細分析傳送方式一般有四種：無條件方式、查詢方式、中斷方式和DMA方式。5.3CPU與外設(shè)通訊的接口無條件傳送方式〔同步傳送方式定義：指CPU對外設(shè)接口的讀寫隨時都可以進行,不需要等待某種條件的滿足。應(yīng)用范圍：無條件傳送方式僅局限于外部控制過程的各種動作時間是固定且是已知的前提下,直接用IN或OUT指令與外設(shè)進行傳送數(shù)據(jù)。接口設(shè)計：輸入加三態(tài)緩沖器,輸出加鎖存器常用接口芯片：74LS244〔輸入、74LS273〔輸出[例題分析]設(shè)計一個輸出接口,控制8個發(fā)光二極管,每隔1秒鐘點亮一只〔只有一只亮,從左到右循環(huán)往復(fù)。注意：端口地址的確定查詢方式輸入輸出〔異步傳送方式定義：指CPU在與外設(shè)傳遞數(shù)據(jù)前,首先查詢外設(shè)的狀態(tài)〔即條件,若外設(shè)準(zhǔn)備好才傳送,若未準(zhǔn)備好,CPU就等待。接口設(shè)計：在無條件方式接口電路基礎(chǔ)上要增加狀態(tài)端口。[例題分析]假設(shè)從某輸入設(shè)備上輸入一組數(shù)據(jù)送緩沖區(qū),若緩沖區(qū)已滿則輸出一組信息"BOFFEROVERFLOW",然后結(jié)束。小結(jié)本節(jié)課中主要介紹了I/O接口的功能及結(jié)構(gòu),I/O端口地址譯碼技術(shù)〔I/O端口的尋址方式、I/O端口地址分配、I/O端口地址譯碼方法,8086CPU的輸入/輸出指令,以及輸入/輸出方式。重點掌握CPU與接口之間傳送信息的方式中的無條件傳送方式〔同步傳送方式和查詢方式輸入輸出〔異步傳送方式。課外作業(yè)及思考題閱讀課本內(nèi)容,重點為5.3CPU與外設(shè)通信的接口課后記載:第=22\*Arabic12課次授課計劃基本內(nèi)容:第5章微型計算機的輸入輸出〔2——中斷控制I/O方式、直接存儲器存取〔DMA方式第6章可編程接口芯片〔16.1.1可編程接口概述6.1.2可編程并行接口芯片8255A目的要求:掌握CPU與接口之間傳送信息的方式掌握8255并行接口芯片的結(jié)構(gòu)及引腳功能、工作方式、8255A的命令字和初始化編程〔重點難點:8255A控制字、端口地址的確定和初始化編程教學(xué)環(huán)節(jié)及組織:復(fù)習(xí)鞏固前次課學(xué)習(xí)了I/O接口的功能及接口,重點分析了I/O端口地址譯碼技術(shù),8086CPU的輸入/輸出指令,以及輸入/輸出方式。其中詳細分析了CPU與接口之間傳送信息的方式中無條件傳送方式〔同步傳送方式和查詢方式輸入輸出〔異步傳送方式。本次課繼續(xù)學(xué)習(xí)另外兩種傳輸方式。新課講授5微型計算機的輸入/輸出5.3CPU與外設(shè)通訊的接口查詢方式輸入輸出〔異步傳送方式優(yōu)先級問題。一般由用戶設(shè)定輪詢順序定義。中斷控制I/O的方式通過與查詢方式比較簡要說明中斷控制方式的工作原理與特點。詳細內(nèi)容在第7章學(xué)習(xí)。直接儲存器存取方式DMA<DirectMemoryAccess>定義：在外設(shè)與存儲器之間直接建立起一個通道,數(shù)據(jù)傳送時不再經(jīng)過CPU傳送,則數(shù)據(jù)傳送的時間將會大大縮短。應(yīng)用范圍：高速、大容量數(shù)據(jù)傳輸場合。工作原理：動畫演示〔7步本章小結(jié)重點掌握接口與端口概念、端口尋址方式、端口譯碼計數(shù)、8086CPU輸入/輸出方式〔能比較各方式的特點在第6章中介紹CPU與接口之間傳送信息方式,在第7章中我們將介紹具體的接口芯片,學(xué)習(xí)其初始化編程和在微機系統(tǒng)中的應(yīng)用。6可編程接口芯片6.1.1可編程接口概述通過一個簡單的具有輸入和輸出功能的可編程接口電路的分析,引入可編程接口定義：用戶可以通過指令設(shè)置接口的工作模式,提高計算機硬件系統(tǒng)的靈活性。可編程接口芯片的基本組成：若干數(shù)據(jù)端口、控制端口〔存放控制字、譯碼電路等。可編程芯片的本質(zhì)就是把各種功能電路集成到一個芯片中。6.1.2可編程并行接口芯片8255A[提問]什么是并行通信？有何特點？如何實現(xiàn)？8255A的功能、特點：通用的可編程的并行接口芯片,它有三個并行I/O端口,又可通過編程設(shè)置三種工作方式。價格低廉,使用方便,在中小系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)端口〔8位A、B、C、A/B組控制電路、讀/寫控制邏輯、數(shù)據(jù)總線緩沖器8255A的外部引腳〔40個〔1和CPU相連的信號線：D0~D7、讀寫控制、、、A0、A1〔2與I/O設(shè)備相連的信號線：PA0~PA7、PB0~PB7、PC0~PC7〔3其他的信號線:電源與地、Reset[端口地址分析]通過例題復(fù)習(xí)端口地址譯碼。8255A的控制字8255A的控制字〔對照課件中的圖解釋控制字對應(yīng)位的定義方式選擇控制字端口C按位置1/復(fù)位控制字注意：方式選擇控制字要寫入控制端口。對端口C進行置1或復(fù)位控制字必須寫入控制端口,而不是寫入端口C。8255A的工作方式與編程方式0：簡單輸入/輸出方式A,B,C三個端口均可工作于該方式。適用范圍：無條件數(shù)據(jù)傳送；把C口的某一位作為狀態(tài)位,實現(xiàn)查詢方式的數(shù)據(jù)傳送。[例題分析]復(fù)習(xí)七段碼顯示查表算法,重點分析8255A的硬件連接和初始化編程小結(jié)學(xué)習(xí)了第5章中中斷控制I/O和DMA數(shù)據(jù)輸入/輸出方式。初步學(xué)習(xí)可編程接口芯片。重點掌握8255并行接口芯片的結(jié)構(gòu)及引腳功能、工作方式、8255A的命令字和初始化編程。課外作業(yè)及思考題課后記載:第13課次授課計劃基本內(nèi)容:第6章串行輸入/輸出接口6.2串行通信接口目的要求:掌握串行通信接口的基本概念和標(biāo)準(zhǔn)了解同步通訊方式及其通訊規(guī)程和數(shù)據(jù)格式掌握異步通訊方式及其數(shù)據(jù)傳輸格式,波特率的概念〔重點掌握可編程串行接口芯片8251A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、外部引腳了解8251A初始化編程以及應(yīng)用難點:串行通信的同步教學(xué)環(huán)節(jié)及組織:新課引入在上一章節(jié)中我們學(xué)習(xí)了并行通信的知識和相關(guān)接口芯片的功能和應(yīng)用,本章將學(xué)習(xí)串行通信的基本概念,以及實現(xiàn)串行通信的接口芯片8251的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用。新課講授6串行輸入/輸出接口6.2串行通信接口串行通信的實現(xiàn)[課堂提問]什么是串行通信？〔與并行通信比較分析常用的串行通信接口：RS232C接口、USB接口串行通信的特點：速度較慢〔相同的數(shù)據(jù)傳輸速率下引線少〔RS-232C接口常用3根線,USB接口規(guī)定4根線距離長。由于串行通信用線少,故分布電容對通信速度的影響很小,再加上有效的驅(qū)動電路,從而使通信距離大大高于并行數(shù)據(jù)傳輸。串行通信的硬件條件：移位寄存器〔實現(xiàn)數(shù)據(jù)并行數(shù)據(jù)與串行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換串行通信的同步[問題的提出]串行通信的目的是減少連線,但省去同步信號后,如何在接收端恢復(fù)同步信號？〔關(guān)鍵問題設(shè)置波特率〔概念、常用波特率,要求收發(fā)端波特率設(shè)置要一致！設(shè)置數(shù)據(jù)的傳送格式：實現(xiàn)定義一些輔助位,以異步通信方式的數(shù)據(jù)格式為例介紹。[例6-1]例題分析側(cè)重于加強關(guān)于波特率、數(shù)據(jù)格式的理解,同時復(fù)習(xí)8255A的初始化編程。設(shè)置波特率因子：在收發(fā)端分別設(shè)置時鐘信號,從硬件上保證信號同步。該時鐘頻率為波特率的n倍,n即為波特率因子。[圖例分析]波特率因子為16的數(shù)據(jù)采樣示意圖串行通信的基本概念串行通信方式：異步通信、同步通信兩種通信方式對比分析,主要從數(shù)據(jù)格式、同步方法、傳輸速度等方面串行通信線路連接方式〔傳輸方向：單工、半雙工、全雙工〔掌握概念、特點異步接收/發(fā)送器〔UART串行接口結(jié)構(gòu)4個寄存器：控制寄存器、狀態(tài)寄存器、數(shù)據(jù)輸入寄存器、數(shù)據(jù)輸出寄存器。信號的調(diào)制和解調(diào)[課堂討論]為什么串行傳輸?shù)臄?shù)字信號需要調(diào)制和解調(diào)？可編程串行通信接口芯片8251A簡介8251A的功能和特點可編程的串行通信接口芯片,它可以管理信號變化范圍很大的串行數(shù)據(jù)通信。8251A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)送器、接收器、數(shù)據(jù)總線緩沖器、讀/寫控制電路、調(diào)制解調(diào)控制電路8251A的外部引腳注意：、、、引腳的組合讀寫功能。[課堂提問]8251A接口芯片包括幾個端口地址,如何定義？包含3個寄存器,但只有兩個端口地址,利用、引腳來確定。發(fā)送和接收寄存器共用一個端口地址,利用IN/OUT指令來區(qū)分。..8251A的控制字〔不需死記,理解即可方式選擇控制字〔CPU用OUT指令輸出操作命令控制字〔CPU用OUT指令輸出狀態(tài)控制字〔CPU用IN指令讀取8251A的當(dāng)前狀態(tài)8251A的初始化編程〔了解流程即可小結(jié)：本節(jié)課中主要重點介紹了串行通信的基本概念〔串行通信的分類、異步通信和同步通信；串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)。重點掌握波特率、波特率因子的概念和相關(guān)計算。對于8251A接口芯片的學(xué)習(xí)側(cè)重于功能的了解。課外作業(yè)及思考題重點閱讀課本串行通信的基本概念課后習(xí)題6,7第14課次授課計劃基本內(nèi)容:第7章中斷與中斷管理<1>7.1中斷原理 7.2中斷系統(tǒng)組成及其功能 7.3中斷源識別及中斷優(yōu)先權(quán)7.48086中斷系統(tǒng)目的要求:熟練掌握中斷的基本概念熟練掌握8088/8086的中斷類型、中斷響應(yīng)過程、中斷向量表〔重點掌握中斷服務(wù)程序的編寫難點:8086的中斷系統(tǒng)的工作過程、中斷向量表教學(xué)環(huán)節(jié)及組織:新課引入學(xué)習(xí)CPU與外設(shè)I/O接口之間傳送數(shù)據(jù)方式時已經(jīng)知道中斷傳送方式優(yōu)于查詢傳送方式,那么中斷傳送方式的原理怎樣?過程怎樣?8086中精心策劃的中斷系統(tǒng)是如何實現(xiàn)的?就是本章要解決的問題。新課講授7中斷與中斷管理7.1中斷原理[分析對比]條件傳輸、中斷傳輸對于外設(shè)而言,兩種方式?jīng)]有區(qū)別,只要提供狀態(tài)線,在中斷傳輸方式下,該狀態(tài)線就是中斷請求線。對于CPU而言,則有本質(zhì)區(qū)別。條件傳輸使用軟件查詢狀態(tài)線,要花大量時間