微機原理與接口技術(shù)研究

微機原理與接口技術(shù)研究微機原理與接口技術(shù)本課程的目的

從理論和實踐上掌握微機的組成、工作原理、接口電路及硬件的連接，建立微機系統(tǒng)的整體概念，具備微機應用系統(tǒng)軟、硬件開發(fā)的初步能力。微機原理與接口技術(shù)內(nèi)容與要求

一、計算機基礎(chǔ)知識

1.了解微機的發(fā)展、分類及特點。 2.掌握進位計數(shù)制及其相互轉(zhuǎn)換、編碼 （源碼、反碼和補碼、BCD碼、ASCII碼 等）及運算方法，數(shù)的定點浮點表示法。

二、微機結(jié)構(gòu)

1.理解微機的基本結(jié)構(gòu)和整機工作流程。 2.掌握Intel8086/8088CPU的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)。 3.掌握Intel8086/8088CPU的外部引腳和總線接口。 4.理解總線周期。 5.理解高檔微機（Intel286~Pentium)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點。三、Intel8086/8088指令系統(tǒng)

1.熟悉Intel8086/8088的尋址方式。 2.掌握Intel8086/8088的指令系統(tǒng)。 3.了解Intel80386擴充與增加的指令。四、匯編語言程序設(shè)計

1.掌握匯編語言的基本語法、語句、操作數(shù)的尋址方式與匯編表示、常量與數(shù)值表達式，標號、變量與地址表達式。

2.掌握順序、分支、循環(huán)程序設(shè)計的基本方法和一般技巧。 3.掌握子程序與堆棧技術(shù)。 4.了解宏匯編和宏指令的應用。五、存儲器

1.了解存儲器的分類及特性。 2.了解RAM的結(jié)構(gòu)原理（靜態(tài)RAM，動態(tài)RAM)。 3.了解只讀ROM結(jié)構(gòu)原理，PROM、EPROM、EEPROM的工作特點。

4.掌握存儲器芯片特性及與CPU的連接方法，存儲空間擴展，存儲芯片的選用，控制邏輯與總線連接邏輯。六、輸入與輸出

1.了解I/O的作用、尋址方式、控制方式。 2.理解I/O設(shè)備與主機之間的交換數(shù)據(jù)的控制方式（程序控制I/O方式、中斷I/O方式、直接存儲器存取DMA

方式）。 3.理解中斷原理、中斷系統(tǒng)、Intel8259A中斷。七、I/O接口技術(shù)

1.理解并行數(shù)據(jù)通信及可編程I/O接口、Intel8255A結(jié)構(gòu)與應用。 2.理解串行數(shù)據(jù)通信及可編程I/O接口，Intel8251A結(jié)構(gòu)與應用。 3.理解可編程計數(shù)器/定時器Intel8253結(jié)構(gòu)與應用。 4.理解數(shù)/模（D/A)轉(zhuǎn)換與模/數(shù)轉(zhuǎn)換（A/D)。微機原理與接口技術(shù)概論 計算機的應用 微型計算機的特點 微型計算機系統(tǒng)的層次 微處理器技術(shù)的發(fā)展概況微型計算機的應用 1.科學計算 2.自動控制 3.信息處理 4.娛樂 5.教育衛(wèi)生 6.家用電器 7.人工智能微型計算機的特點主流的單片VLSI中央處理器，微處理器。標準的工業(yè)化裝配結(jié)構(gòu)，體積小重量輕，便于系統(tǒng)升級。開放的標準體系結(jié)構(gòu)，多元化大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，性能價格比高。微計算機的應用范圍十分廣泛，信息化社會中它無所不在。微型計算機系統(tǒng)的層次微處理器（Microprocessor）微型計算機（Microcomputer）微型計算機系統(tǒng)（Microcomputersystem）微處理器（Microprocessor）不包含微型計算機硬件的全部功能，但它是微型計算機控制、處理的核心。單片VLSI電路，體系結(jié)構(gòu)技術(shù)、工作頻率已達空前高的水平。主流微處理器具有通用性，不僅用于微型機也用于工作站及超級計算機。由算數(shù)邏輯部件、寄存器、控制部件組成。微處理器內(nèi)部邏輯框圖FlagsALUProgramCounterInstructionregisterInstructiondecoderTimingandcontrolRegisterARegisterBRegisterCRegisterDAddressbusControlbusDatabus微型計算機微處理器：執(zhí)行指令的核心。存儲器：指令碼、操作數(shù)、結(jié)果的存儲。外圍接口電路：并口、串口、外存接口、顯示器接口、網(wǎng)絡(luò)接口、聲音接口等。系統(tǒng)總線：不同層次的總線將上述模塊連接起來，作為各種信息的通路，按信息類別分為數(shù)據(jù)、地址、控制三類總線。微型計算機邏輯框圖微計算機系統(tǒng)微計算機：微處理器、存儲器、外圍接口電路、系統(tǒng)總線。軟件：系統(tǒng)軟件、中間軟件、應用軟件。外部設(shè)備：軟驅(qū)、硬驅(qū)、光驅(qū)、鍵盤、鼠標、顯示器。電源、機箱、控制面板。算術(shù)邏輯單元寄存器陣列控制器電路數(shù)據(jù)總線地址總線控制總線只讀存儲器隨機訪問存儲器串行輸入輸出接口并行輸入輸出接口外存儲器接口顯示器接口等等鍵盤、鼠標顯示示器、打印機軟磁盤驅(qū)動器硬磁盤驅(qū)動器光盤驅(qū)動器等等微處理器系統(tǒng)總線內(nèi)存儲器外圍接口電路電源、機箱、控制面板系統(tǒng)軟件中間件應用軟件軟件外圍設(shè)備微型計算機系統(tǒng)微型計算機微處理器，微計算機，微計算機系統(tǒng)三者關(guān)系CP微處理器技術(shù)發(fā)展概況微電子技術(shù)水平迅速提高：每18個月集成度提高一倍。微處理器結(jié)構(gòu)設(shè)計者可在片內(nèi)實現(xiàn)各種先進體系結(jié)構(gòu)。微處理器及外圍支援器件的性價比達到前所未有水平。微計算機系統(tǒng)的性價比迅速提高：達到傳統(tǒng)意義的工作站與小型機的水平。Intel微處理器技術(shù)發(fā)展概況20世紀80年代IBM公司以Intel8086/8088作為核心處理器研制出個人計算機—IBMPC，Intel微處理器成為市場主流。1985年Intel推出80386微處理器，完成16位結(jié)構(gòu)向32位結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換，386是一個里程碑。1989年Intel推出80486微處理器，片內(nèi)集成了Cache和浮點部件，基本指令用硬線邏輯實現(xiàn)，指令執(zhí)行效率大大提高，比386快2-3倍。Intel微處理器技術(shù)發(fā)展概況（續(xù)1）1993年3月Intel推出Pentium（奔騰）微處理器，片內(nèi)L1

Cache分為ICache和DCache，設(shè)有兩條流水線，提高了指令執(zhí)行的并行性，是一種超標量結(jié)構(gòu)（Superscalar)。1994年又推出Pentium/MMX（多媒體擴充技術(shù)）微處理器。Pentium,Pentium/MMX為第一代“奔騰”微處理器，簡稱P5。Intel微處理器技術(shù)發(fā)展概況（續(xù)2）1995年2月Intel推出第2代Pentium微處理器，PentiumPro（高能奔騰），簡稱P6。P6的創(chuàng)新點是：(A)L2Cache集成到封裝內(nèi)，微處理器與L2Cache數(shù)據(jù)交換頻寬大大提高。（B)采用“無序執(zhí)行”技術(shù)（Outoforderexecution),使處理器內(nèi)部保持很高的指令執(zhí)行并行度。Intel微處理器技術(shù)發(fā)展概況（續(xù)3）1997年5月Intel推出名為PentiumII的微處理器，是具有MMX技術(shù)的PentiumPro微處理器，Intel微體系結(jié)構(gòu)從P5內(nèi)核轉(zhuǎn)向P6內(nèi)核。19