微型计算机原理与接口技术 张荣标
“微型计算机原理与接口技术”教学的几点探讨
关键词 : “ 微型计算机原理与接 口技 术” 软件
文章编号 :I S S N2 0 9 5 — 6 7 1 1 / Z O 1 — 2 0 1 5 — 0 2 — 0 1 3 2
硬件
实验教 学
科教兴 国战略 的实施 ,半导体技术 的飞速发 展 ,社会信息
的指导书有 2 4个实际例子 ,连接试验箱上 的外 围电路 ,将 源程 序 MA S M翻译成能够在 计算机 上执行 的机 器语言 ( 称为 目标代 B J 。链 接 D I N K成可执 行文件 “ 微 型计 算机原理 与接 口技术 ”课 程主要包 括微型计算 机 码 程 序 ), 即 汇 编 成 目标 文 件 O 系统 、 汇编语言程序设计 、 存储器系统及接 口技术等几个方面 , E X E,D T调试得到最终程序 。
时间 。链 接一些动 画演示 ,通过软件 当堂验证指 令或程序 的运 极 性 和 创 造 力 。 行能 够有效帮助学 生快速理解 和掌握软件及 硬件 的工作 原理 。 授人 以鱼 ,不如授 人以渔 。作 为一名教师 ,不单 要教 会学
这些资料需要任课教师精心准备 。
二 、阐 述 原 理 深 入 浅 出
学生普遍反 映晦涩艰深 ,学得辛苦 。在 实际教学过程 中 ,教师 在 此过程 中,学生 提高 了动 手能力 以及思 考问题 、解决 问题 的 应不 断探索 与改进教学方式 ,以期达 到教学相长 的 目的。 有效采用多媒体教 学
一
、
多媒体计算 机辅助教学越 来越广泛 地应用于实 际教学课堂 口的输入输 出功 能 ,储存歌 曲应用 了 R A M 的读写功能 ,歌 曲数
中 ,而 “ 微型计 算机原理 与接 口技 术”课 程技术性 较强 ,线路 目与内容容量有 关 , 按键 的切换 对应 程序的中断 、 判决、 优先等 。 图 及 流 程 图 繁 多 、外 围 电 路 复 杂 、管 脚 较 多 ,仅 仅 依 靠 板 书 或 通过理论 —— 实践 一 一 理论 ,引导学 生主动思 考 ,使学
微型计算机原理与接口技术第三版(张荣标)答案
微型计算机原理与接口技术第三版(张荣标)答案微型计算机原理与接口技术第三版答案第1章练习题1.选择题(1)B C A (2) A (3) D A (4) C2.填空(1) 10, 12(2)取出指令,执行指令(3)(4)内部码3.简答题(1)微处理器,微型计算机和微型计算机系统三者有何联系与区别?答:微处理器是把原来的中央处理单元 CPU 的复杂电路(包括运算器和控制器)做在一片或几片大规模集成电路的芯片上。
把这种微缩的 CPU 大规模集成电路称为微处理器。
微型计算机是以微处理器为核心,再配备上用大规模集成电路工艺制成的存储器和 I/O 接口就构成了微型计算机。
以微计算机为核心,再配备上系统软件、I/O 设备、辅助电路和电源就构成了微机系统。
微型计算机系统包括硬件和软件了两大部分。
(2)计算机中为什么采用二进制数表示?答:计算机是一种电器设备,内部采用的都是电子元件,用电子元件表示两种状态是最容易实现的,比如电路的通和断、电压高低等等,而且也稳定和容易控制。
把两种状态用0,1来表示,就是用二进制数表示计算机内部的数据。
(3)简述程序的运行过程。
答:即取指令—分析指令—执行指令。
根据程序计数器PC中的值从程序存储器读出现行指令,送到指令寄存器。
将指令寄存器中的指令操作码取出后进行译码,分析其指令性质,然后执行指令。
(4)设两个正的浮点数如下。
1)若是否一定有?2)若S1和S2均为规格化的数,且,是否一定有?答:1)若不一定有。
若S1 =11100101B,S2 =00100101B当P1 =01B时,P2 =10B时,故2)若S1和S2均为规格化的数,且,一定有。
浮点规格表示要求对浮点二进制正数,其尾数数字S部分的最高位必须是1,故不会出现上述情况,当时,一定有。
4.计算题(1)计算十进制数-47的原码、反码、补码(8位二进制的形式表示),并说明8位二进制原码、反码、补码所能表示的数值范围(用十进制表示)。
《微型计算机原理与接口技术》课程简介及要求
7.输入/输入设备
计算机最常用的输入设备是键盘和鼠标。 计算机最常用的输出设备是显示器和打印机。
1.2.2 微型计算机系统的组成
微型计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成 : 微处理器 微计算机 内存储器 I/O接口电路 硬件 系统总线 外部设备 外围设备 过程I/O通道
系统软件
监控程序 操作系统 编辑程序 解释程序 编译程序 诊断程序 机器语言 汇编语言 高级语言
4.输入输出接口电路
输入/输出接口电路也称为I/O(Input /Output)电路,即 通常所说的适配器、适配卡或接口卡。它是微型计算机外 部设备交换信息的桥梁。
5.主机板
主机板也称为系统主板或简称主板。主机板上有CPU 芯片、内存槽、扩展槽、各种跳线和一些辅助电路。
6.外存储器
分为软磁盘、硬磁盘、光盘存储器。 磁盘存储器由磁盘、磁盘驱动器和驱动器接口电路组成, 统称为磁盘机。 光盘存储器是由光盘、光盘驱动器和接口电路组成。
微型计算机的特点是体积小、重量轻、价格低廉、可靠性 高、结构灵活、适应性强和应用面广。 按照微型计算机的CPU字长和功能划分,它经历了6代的演 变。 1. 第一代(1971年~1973年):4位和8位低档微处理器 2. 第二代(1974年~1977年):8位中高档微处理器
3. 第三代(1978年~1984年):16位微处理器
为了区分各种计数制的数据,经常采用以下两种方法进
行书写表达。
(1)在数字后面加写相应的英文字母作为标识。如: B(Binary)表示二进制数; O(Octonary)表示八进制数; D(Decimal)表示十进制数,通常其后缀可以省略;
H(Hexadecimal)表示十六进制数。
(2)在括号外面加数字下标,此种方法比较直观。 如:二进制的11010011可以写成(11010011)2。
《微型计算机原理与接口技术》-电子教案#
第九章 DMA技术及DMA控制器
• 直接存储器存取(DMA)概述 • 可编程DMA控制器8237A • DMA技术在微机系统中的应用 • 习题与思考
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第十章 总线技术
• 总线技术概述 • 系统总线 • 局部总线 • 习题与思考
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第十一章 人机接口技术
91/16 商5 余11即B 5/16 商0 余 5
0.75×16 积 12.0 整数部分为C 0.0
1.3.1 进位计数制及数制之间的转换
5、 二进制数
十六进制数: 二 进 制 数
0000
一位十六进制数唯一对
0001 0010
应 4 位二进制数
0011
0100
0101
例如:
0110
0111
110.01B = 0110.0100B
王向慧 等编著
中国水利水电出版社
目录
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章
微型计算机概论 Intel80x86微处理器 半导体存储器及其接口 微型计算机输入/输出系统概述 并行接口技术 定时/计数技术及其接口 串行通信及串行接口技术 中断技术及中断控制器 DMA技术及DMA控制器 总线技术 人机接口技术
1.2.1 微型计算机的硬件系统
1 微处理器 2 内存储器 3 输入/输出接口 4 系统总线 5 外部设备
1.2 微型计算机系统的组成
1.2.2 微型计算机的软件系统
1、系统软件:
操作系统 服务型程序 语言处理程序
2、应用软件 : 定制应用软件 通用应用软件
1.2.3 微处理器、微型计算机 及微型计算机系统
微型计算机原理与接口技术 第二版 张荣标答案第8章
LP1: MOV DX,301H
NR: IN AL,DX
SHL AL,1
JNC NR
DEC DX
MOV AL,[SI]
微机原理习题第8章部分答案
2、I/O接口的主要功能有哪些? 一般有哪两种编址方式?两种编址方式各自有什么特点?
I/O接口的主要功能有:
(l)解决CPU与外设之间速度不匹配问题
(2)实现信号电平的转换
(3)实现信号格式的转换
I/O端口的编址方式有两种:统一编址方式和独立编址方式。
(3)能发送地址信号并对内存储器寻址
(4)能修改地址指针
(5)能向存储器和外设发出读/写控制信号
(6)能判断DMA传送是否结束
(7)能发出DMA过程结束信号,使CPU能正常工作
7、在8086微机系统中,有一外设的接口地址为2A8H~2AFH,请用74LS128译码器设计符合要求的地址译码电路.
9、一个采用查询式数据传送的输出接口,其数据端口地址为300H,状态端口地址为301H,外设状态位用D7位表示。如果要将存储器缓冲区DATA中的200个字节数据通过该输出口输出,画出流程图,编写控制程序段。
程序段为:
LEA SI,DATA
MOV CX,200
(1)统一编址方式(存储器映像寻址)
优点:
1)简化了指令系统的设计,在微处理器指令集中不必包含I/O操作指令;
2)访问I/O设备的指令类型多、功能强,能用访问存储器指令,对I/O设备进行方便、灵活的操作;
3)I/O地址空间可大可小,能根据实际系统上的外设数目来调整。
缺点:I/O端口占用了存储单元的地址空间,且I/O译码电路变得较复杂。
微型计算机原理与接口技术张荣标第二章精品PPT课件
图 2.1 8086CPU的内部结构
1、总线接口部件BIU
总线接口部件的功能:与CPU外部(存储器、I/O端口)传送
指令代码或数据。
CPU执行指令的工作分为两个阶段:取指令和执行指令过程。 (1) BIU的组成
4个16位的段地址寄存器(CS、DS、ES、SS)、16位的指令指 针寄存器 IP、20位的地址加法器、6字节的指令队列缓冲器、 16位的内部暂存器和总线逻辑控制器 (2) BIU各部件的作用 ⑴ 段地址寄存器 CS:16位代码段寄存器,寄存程序代码段首地址的高16位。 DS:16位数据段寄存器,寄存数据段首地址的高16位。 ES:16位扩展段寄存器,寄存另一个数据段首地址的高16位。
0101 0100 0011 1001 + 0100 0101 0110 1010
1001 1001 1010 0011 SF=1,ZF=0,PF=1,CF=0,AF=1,OF=1。
控制标志有3个,即DF、IF、TF。 方向标志DF(Direction Flag): 这是控制串操作指令用的标志。 中断标志 IF(Interrupt Enable Flag): 这是控制可屏蔽中断的标志。 跟踪标志TF(Trap Flag):也称单步陷阱
编程结构: 就是指从程序员和使用者的角度应该看到的结构。 这种结构与CPU内部的物理结构和实际布局是有区
别的。 从功能上分:总线接口部件BIU(Bus Interface Unit)
执行部件EU(Execution Unit)。
AH AL BH BL CH CL ADHH DL
SP BP DI SI
状态标志有6个,即SF、ZF、PF、CF、AF和OF。
符号标志
SF(Sign Flag)
微型计算机原理与接口技术(第二版)第1章 微型计算机基础
第1章
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1.2.1 冯·诺依曼体系结构
• 计算机硬件系统由五大部分组成:运算器、控制器、存 储器、输入设备、输出设备。
• 计算机内部采用二进制编码表示指令和数据。 • 存储程序的思想:把程序预先存放于计算机的存储器中,
运行时按程序顺序逐条执行。
输
程序、数据
入 设
备
第1章
存储器
18800多个电子管 1500多个继电器 占地面积170平方米 重约30余吨 耗电150千瓦 每秒钟完成5000次加 法或400次乘法运算 ENIAC的诞生,标识着 计算机时代的到来。精品文档
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1.1.1 微型计算机的产生与发展
1.计算机的诞生
计算机逻辑元件经历了电子管、晶体管、集成电路、超大 规模集成电路、甚大规模集成电路多个时代。
2006~今
Core 2 Duo、 Core(i7、i5、i3)
1~3.6GHz多核心 技术精品文档
第1章
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1.1.2 微型计算机的特点
1.体积小、重量轻、功耗低 2.功能强 3.可靠性高 4.价格低廉 5.结构灵活、适应性强 6.使用方便、维护容易
第1章
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1.1.3 微型计算机的分类
计算机的运算速度、存储容量、体积、重量、功耗、成本、 功能、可靠性、软件功能不断完善,性能价格比越来越高。
电子管
第1章
晶体管
集成电路
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超大规精模品文集档成电路
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1.1.1 微型计算机的产生与发展
《微型计算机原理与接口技术》第二版问题详解张荣标
微型计算机原理与接口技术第二版答案荣标机械工业第一章1.5 练习题1.选择题(1)B C A (2) A (3) D A (4) C2填空(1)10, 12(2)阶数(3)10011100B,01000100B,1110000B,01000000(4)3F7H,1C3H,243H,277H,3简答题(1)微处理器,微型计算机和微型计算机系统三者有何联系与区别?微处理器是把原来的中央处理单元CPU的复杂电路(包括运算器和控制器)做在一片或几片大规模集成电路的芯片上。
把这种微缩的CPU大规模集成电路称为微处理器。
微型计算机是以微处理器为核心,再配备上用大规模集成电路工艺制成的存储器和I/O接口就构成了微型计算机。
以微计算机为核心,再配备上系统软件、I/O设备、辅助电路和电源就构成了微机系统。
微型计算机系统包括硬件和软件了两大部分。
(2)计算机中为什么采用二进制数表示?(3)简述程序的运行过程。
第2章2.10 练习题1.选择题1.B2.D3.C4.B5.C6.C7.B8.A9.A2填空题(1)地址总线的宽度,00000H~0FFFFFH(2)寄存器,运算器,控制器;运算和控制(3)SS,DS,CS,ES(4)MN/MX(5)SS,DS(7)奇区,偶区,高8位,低8位3简答题(1)什么是指令周期?什么是总线周期?一个总线周期至少包括几个时钟周期?指令周期是一条指令执行所需的时钟周期,cpu在执行指令过程中,凡需执行访问存储器或访问I/O端口的操作都统一交给BIU的外部总线完成,进行一次访问所需的时间称为一个总线周期。
一般一个基本的总线周期由4个时钟周期组成。
(2)8086CPU在最小模式下构成计算机系统至少应该包括哪几个基本的部分?(3)8086CPU中,标志寄存器包含哪些标志位?各标志位为‘0’,‘1’分别表示什么含义?(4)8086CPU中有哪些通用寄存器和专用寄存器?说明他们的作用。
(5)在8086CPU中,已知CS寄存器和IP寄存器的容分别如下所示,请确定其物理地址.1) CS=1000H ,IP=2000H 物理地址: CS*16+IP=10000H+2000H=12000H2) CS=1234H ,IP=0C00H物理地址: CS*16+IP=12340H+0C00H=12F40H(6)设(AX)=2345H,(DX)=5219H,请指出两个数据相加或相减后,FLAG中状态标志位的状态.相加:CF=0,SF=0,ZF=0,AF=0,OF=0,PF=0相减:0010 0011 0100 01011101001000011001补1010 1101 1110 01111101 0001 0010 1110CF=0,SF=1,ZF=0,AF=0,OF=0,PF=0(7)8086CPU工作在最小模式下:访问存储器要利用:M/IO、ALE、BHE、RD、WR、DT/R、DEN、READY和数据、地址总线。
《微机原理与接口技术》理论教学大纲
《微机原理与接口技术》理论教学大纲(2005年制订)课程编号:210019英文名:Principle and Interface Technology of MicroComputer课程类别:学科基础课前置课:数字逻辑与逻辑设计、汇编语言程序设计后置课:学分:4学分课时:68课时(其中理论教学50课时,实验教学18课时)主讲教师:李耀、黄克勤等选定教材:李保红等,微型计算机技术.北京:清华大学出版社,2005.课程概述:本课程是计算机科学与技术专业的学科基础课。
课程以Intel微处理器为背景,介绍微型计算机原理及接口技术,包括CPU的工作原理与时序,I/O端口的地址译码,CPU和外设之间的数据传送方式,中断控制器及中断技术应用,DMA控制器及应用,并行接口及应用、串行接口及应用,定时器计数器/计数器接口及应用、模/数和数/模转换接口及应用,键盘和LED显示接口及应用,微型计算机的总线,微计算机发展的新技术。
课程内容,涉及知识面广,实用性较强。
教学目的:通过本课程的学习,使学生掌握微处理器的工作原理及时序,微型计算机与外部设备数据传送的基本方法;掌握常用接口芯片的硬件结构、编程要点及使用方法;能够读懂简单的接口电路原理图及相关的控制程序;能够根据要求设计简单的常用的接口电路,编写相应的程序段;掌握实验、系统设计的基本方法。
为后继课程的学习及未来从事微机硬件及软件开发打下基础。
教学方法:本课程采用课堂理论课教学与实验课教学相结合。
课堂教学以多媒体教学为主,充分利用多媒体教学的大信息量、图文声像并茂等特点来突破教学难点,多角度调动学生的注意力和学习兴趣。
实验课教学安排在理论课每一章后同步进行,使之与理论课教学紧密配合。
实验内容上,增大综合性实验、与设计性实验的比例,以注重培养学生的动手能力。
各章教学要求及教学要点第一章微型计算机概述课时分配: 2课时教学要求:了解微型计算机的特点及应用领域;掌握微处理器、微型计算机、微型计算机系统的概念,了解微型计算机发展概况及应用领域。
微型计算机原理与接口技术课后答案张荣标
微型计算机原理与接口技术课后答案张荣标【篇一:本计算机科学与技术专升本】class=txt>一、培养目标培养德、智体全面发展,能适应地方经济建设和社会发展需要的,系统地掌握计算机科学与技术基本理论、基本知识和基本技能,受过科学研究与实际应用的初步训练、具有一定的创新能力;能在企事业单位从事计算机教学、科学研究和应用等方面的专门技术人才。
二、培养规格1、具有坚定的政治方向,坚持四项基本原则,拥护中国共产党,热爱祖国,树立正确的世界观,人生观和价值观及民主法制观念,具有良好的道德品质和职业道德修养。
2、掌握计算机软件、硬件的基础理论和基本知识,具有计算机应用系统的分析、设计、实践及维护知识与技能。
3、掌握文件检索、资料查询的基本方法,具有获取信息的能力;4、了解计算机有关的法律和法规;5、了解计算机科学与技术及相邻专业科学发展的前沿动态,具有较好的科学素养及开拓创新能力。
三、学制脱产(2年)、函授(2.5年)四、主要课程简介(一)c语言程序设计课程目的:在于让学生理解c语言基本知识,丰富的数据类型及其灵活、简明的特性,掌握结构化程序设计的基本方法,为后续课程学习打下扎实基础。
课程内容:c语言基础、数据描述与基本操作、c语言的流程设计、模块化程序设计、构造数据(数组、指针、结构体与共同体)、位运算、文件、综合应用举例。
教材教参:《c程序设计》(第三版)谭浩强清华大学出版社《c程序设计题解与上机指导(第三版)谭浩强清华大学出版社(二)数据结构课程目的:学生学会数据组织的基本方法,了解三种数据结构形式、关系与特征,具备分析和处理现实问题在计算机中如何组织表示的能力。
课程内容:线性表、栈、队列、串、树、图、查找、排序、文件。
教材教参:《数据结构(c语言版)》严蔚敏等编著清华大学出版社《数据结构—用c语言描述》唐策善等编著,高等教育出版社(三)数字逻辑课程目的:使学生了解和掌握从对数字系统提出要求开始,一直到用集成电路实现所需逻辑功能为止的整个过程的完整知识,是“计算机组成原理”课程的主要先导课之一。
微型计算机原理与接口技术.pptx
第6字节的D7位是粒度位G字段。0时,段的长度以一个字节为单位。1时,
• (4)分类S字段
• 段描述符中的第5字节的D4位“S”字段是用来区分是系统段描述符还是非 系统段描述符。当0时,是系统段描述符。当1时,是非系统段描述符。
• 微处理机的存储管理部件由分段部件和分页部件组成。分段 部件可以提供多个各自独立的地址空间,而分页部件可以使 用少量的随机存储器()和磁盘存储器去支持一个很大的地
1.2 分段存储管理
• 1.2.1 分段存储管理的基本思想
• 通常,一个程序由多个模块组成,特别是在结构化程序设计 思想提出之后,程序的模块性就更强了。一个复杂的大程序 总可以分解成多个在逻辑上相对独立的模块,模块间的界面 和调用关系是可以清楚定义的。这些模块可以是主程序、各 种能赋于名称的子程序或过程,也可以是表格、数组、树、 向量等某类数据元素的集合。模块的大小可以各不相同,有 的甚至事先无法确定。但每一个模块都是一个特定功能的独 立的程序段,都是以该段的起点为0相对编址。
虚拟存储器这个概念是1961年由英国曼彻斯特大学的等人提出 的,并于20世纪70年代广泛应用于大中型计算机之中,现在 的微型计算机也都采用了这种技术。
虚拟存储器是由主存储器、辅助存储器、辅助硬件和操作系统 管理软件组成的一种存储体系。它把辅助存储器作为主存储
表1.1.1 虚拟存储器和存储器的比较
1.1.1 地址空间及地址
微型计算机原理与接口技术 (第2版)
赵宏伟 于秀峰 黄永平 秦贵和 北京:科学出版社 出版
第1章 保护模式存储管理
1.1 虚拟存储器及其工作原理
虚拟存储器又称为虚拟存储系统。虚拟存储器是为满足用户对 存储空间不断扩大的要求而提出的,随着用户程序复杂性的 增加,占用存储空间越来越大。其解决办法是,可扩大主存, 但是造价高,空间利用率很低,并不是好的途径。采用虚拟 存储器,可较好地解决这个问题。
《微型计算机原理与接口技术》第二版答案张荣标
; CF=0 ZF=0 SF= OF=0 AF=0 PF=0
7.(DS)=3000H,(SS)=1500H,(SI)=010CH,(BX)=0870H,(BP)=0500H, 指 出 下 列 指 令 的 目 的 操 作 数字段寻址方式,并计算目的操作数字段的物理地址。
(1) MOV [BX], CX
相加 :
CF=0,SF=0,ZF=0,AF=0,OF=0,PF=0
相减: 0010 0011 0100 0101
1101001000011001
补
1010 1101 1110 0111
1101 0001 0010 1110
CF=0,SF=1,ZF=0,AF=0,OF=0,PF=0
(7)8086CPU 工作在最小模式下:
MOV
AL,
54H ; 各标志位保持不变
ADD
AL,
4FH ; CF=0 ZF=0 SF= 1 OF=1 AF=1 PF=1
CMP
AL,
0C1H ; CF=1 ZF=0 SF=1 OF=0 AF=0 PF=1
SUB
AL, AL ; CF=0 ZF=1 SF= 0 OF=0 AF=0 PF=1
INC
AL
第三章 3.7 练习题
P120 1.选择题
(1)D (2)C (3)A (4)A 2.填空题
(1)递增 1A,3B,5C,8D (2)60H 0 (3)1F02CH 4.请指出下列指令中源操作数和目的操作数的寻址方式。 (1)源操作数为立即寻址,目的操作数为寄存器寻址 (2)源操作数为立即寻址,目的操作数为寄存器间接寻址 (3)源操作数为寄存器间接寻址,目的操作数为寄存器寻址 (4)源操作数为寄存器寻址,目的操作数为寄存器寻址 (5)单一操作数(源操作数)为寄存器寻址 (6)单一操作数(目的操作数)为寄存器寻址 (7)源操作数为相对基址变址寻址,目的操作数为寄存器寻址 (8)源操作数为寄存器间接寻址,目的操作数为寄存器寻址 (9)源操作数为立即寻址和寄存器寻址,目的操作数寄存器寻址 (10)单一操作数为段间直接寻址(相对变址寻址)
《微机原理》教学困境论文
《微机原理》教学困境的探讨【摘要】微机原理课程涉及内容繁多,理论性强,概念抽象不易理解,无论是从教师的教或学生的学上来说,都是难度较大的一门课程。
本文主要阐述了教师在微机原理课程的教学中遇到的问题,并探讨教学内容、教学手段以及实验内容等方面的改革措施。
【关键词】微机原理;教学困境;改革《微机原理》是高等院校理工科专业的一门重要的专业基础课,也是一门核心课程,是其他相关专业课程如《单片机原理与技术》、《嵌入式系统》、《arm技术》学习的纽带和桥梁。
《微机原理》课程学习目的是让学生掌握微型计算机各主要芯片的功能、布线方法、控制方法,能针对具体的硬件电路编写汇编程序,使学生建立微机系统的整体概念,具有应用接口芯片软硬件开发的初步能力。
在《微机原理》教学过程中,由于目前学生入学门槛较低,学生总体素质也有所下降,教师深深的体会是学生对于这门课程的学习兴趣前高后低,爱学习的学生数量前多后少,能学懂的学生数量前多后少,课堂学习气氛前浓后淡。
而《微机原理》课程理论性很强,技术原理很抽象,知识点多,学生普遍感到这门课程难学、难懂、概念抽象、感性认识差,学习目标不明确。
学生学习完了这门课程后,总体概念建立不起来,思路不清晰,再加上大量汇编语言编写的初始化程序和应用程序,学生对于接口芯片工作原理和在计算机中的实际应用模糊不清,更谈不上创新设计。
一、教学困境产生的原因1.学习目标不明确微机原理课程一般选择以intel x86cpu为基础,系统介绍了微机系统、存储器系统、外设接口的工作原理和应用技术以及汇编语言程序设计等内容。
但由于计算机技术及器件的进步,教材中出现的大部分器件也已很少在工程实践中采用。
而实际的设计采用单片机或嵌入式系统,或基于板卡的设计,这使得微机原理重实用教学目的变得模糊,学生觉得课程不实用,学习积极性不高。
2.内容繁杂抽象,学习兴趣低《微机原理》的先修课是数字电路、高级语言设计等,其后续课程有单片机、arm应用等,起到承上启下的作用。
微型计算机原理与接口技术课程教学大纲
微型计算机原理与接口技术课程教学大纲一、课程基本信息课程编号:201404104课程中文名称:微型计算机原理与接口技术课程英文名称:ThePrinciple of Microcomputer and Interfacing Techniques课程性质:专业核心课程开课专业:自动化、测控技术与仪器、电气工程及其自动化、探测制导与控制技术开课学期:6总学时:56(其中理论56学时,实验0学时)总学分:3.5二、课程目标该课程是非计算机专业计算机基础核心课程之一,也是工科院校学生学习和掌握计算机硬件基本知识、汇编语言程序设计及常用接口技术的入门课程。
该课程以PC系列微机为主要背景,其目的是使学生从理论和实践上掌握微型机的基本组成及工作原理、汇编语言程序设计、微机接口技术、微机应用技术,建立微机系统整体概念,使学生具有汇编语言编程、硬件接口电路设计、微机应用系统开发的初步能力。
为后续课程的学习和跟踪计算机技术的新发展,进一步学习和应用相关方面的新知识、新技术打下基础。
三、教学基本要求(含素质教育与创新能力培养的要求)(1)掌握计算机基础知识、微型机的基本组成、工作原理及工作流程;(2)掌握CPU逻辑结构及外部特性,掌握CPU对内存管理技术;(3)了解存储器类型和存储器工作原理,掌握存储器与CPU连接和扩充方法;(4)掌握汇编语言程序设计的基本方法,具有应用汇编语言进行程序设计的基本能力;(5)掌握中断方式及中断处理过程、中断控制器逻辑结构及外部特性,能够运用中断技术解决实际应用问题;(6)掌握常用典型接口芯片基本逻辑结构、外部特性及与CPU 连接,具有应用微机接口技术进行实际应用设计的初步能力。
四、教学内容与学时分配1计算机基础知识(6学时)1.1计算机中数的表示1.2十进制数与字符的编码1.3数的定点与浮点表示2微处理器与总线(8学时)2.1微型计算机系统概述2.28086/8088微处理器结构2.38086/8088总线结构及时序2.48086/8088存储器管理2.5总线技术3存储器(6学时)3.1存储器概述3.2存储原理及典型存储芯片介绍3.3存储器连接3.4高速缓冲存储器Cache 48086/8088指令系统(8学时)4.1概述4.2寻址方式4.38086/8088CPU指令系统5汇编语言程序设计(8学时)5.1概述5.2伪指令5.3DOS功能调用5.4汇编语言程序设计6输入/输出与中断技术(8学时)6.1接口概述6.2 CPU与外设之间数据传送方式6.3中断技术6.48086/8088中断系统6.58259A可编程中断控制器6.6中断应用举例7可编程接口芯片及应用(12学时)7.1可编程并行接口8255A及应用7.2定时/计数器8253及应用7.3可编程串行接口8250及应用五、教学方法及手段(含现代化教学手段及研究性教学方法)课上以课堂讲授为主、讨论为辅,采用多媒体教学课件作为辅助教学手段;课下在注重实验教学紧密配合理论教学的同时,设立课外研究创新型实验项目,拓展课堂教学,提高学生解决实际应用问题的能力。
微型计算机原理与接口技术张荣标课件.
(2)根据表内指令跳转法
例5.7
利用表内指令跳转法来实现例5.5的要求
1)明确任务,确定算法。
数据段 ┇ E9 BASE PAL JMP PA PAH E9 JMP PB PBL PBH ┇ E9 JMP PF PFL PFH ┇ 图5.11 转移指令跳转表
2)绘流程图(图5-12)
开始 AL←键盘输入字符 Y Y AL<41H? N AL>46H? N AL←AL-41H AH←0 AL←表内偏移量 BX←取指令跳转表首址 求表地址BX←BX+AX 根据地址转向相应分支 结束 图5.12 流程图
49
END
START
例5.2
用查表的方法将一位十六进制数转换成与它相应的
ASCⅡ码。
1)明确任务,确定算法。 2)绘流程图(图5-4)
开始 SI←表起始地址 AH←0 AL←HEX 计算表地址SI←SI+AX AL←[SI]
ASCI←AL
结束
图5.4
例5.2流程
3)根据流程图编写汇编语言程序
DATA
Source Listing
[NUL.LST]:(可打入源文件名或省略)↙
Cross Reference [NUL.CRF]:(可打入源文件名或省略)↙ 汇编程序对源文件进行汇编,若无错误信息则显示如下结果: 0 Warning Errors 0 Severe Errors
2.目标文件的链接
连接软件LINK的功能:
2)绘流程图(图5-7) 开始 AX←XADR AX>=0? N AX←求补 XADR←AX 结束 图5.7 例5.4流程图
Y
3)根据流程图编写汇编语言程序
STACK
SEGMENT STACK
《微查原理与接口技术》学习指导书
《微机原理与接口技术》学习指导书华中科技大学电子信息与通信学院第1章微型计算机的基础知识1.目的要求本章介绍计算机中的数和编码系统以及微型计算机的基本结构和工作原理。
通过本章的学习,要求掌握这些基本内容;了解微型计算机的基本结构;掌握内存的分段和逻辑地址、物理地址及堆栈的基本概念,为后续章节的学习奠定基础。
2.内容提要计算机是用来进行各种数据运算与信息处理的工具,尽管这些被处理的信息千差万别,但它们都是以二进制数据的形式来操作的。
二进制数及其编码是计算机运算的基础。
计算机唯一能识别的数是:二进制数,计算机的指令、数据、字符、地址等均用二进制数表示。
所以掌握二进制数是非常重要的。
为了书写方便、读数直观、引入了十六制数,这仅是一种手段。
由于人们习惯用十进制数,所以又有各种数制之间的转换和BCD编码和ASCII码等。
在微型计算机中,可以实现二进制数的加、减、乘、除等基本运算。
为了简化电路、降低成本、增加运算速度,引入了补码表示法。
利用补码表示法,可以将二进制数的减法运算变为加法运算。
微型计算机不仅能进行算术运算,而且能进行逻辑运算。
基本的逻辑运算有“与”、“或”、“非”、“异或”四种。
所有的逻辑运算都是按位操作的。
本章为学习微型计算机建立了一些基本的重要的概念:位、字节、字、指令、程序、微处理机、微型计算机和微型计算机系统等,还介绍了80x86微处理器、存储器的基本结构和堆栈。
计算机的核心部件是CPU,本章扼要描述了IA(InterArchitecture)体系中16位与32位微处理器的基本框架结构。
应用时直接使用的是它们中的寄存器组。
通用寄存器是CPU内部的存储器,使用率最高,应掌握它们的使用方法。
段寄存器是用来存放存储器的段地址的,存储器的物理地址是由段寄存器提供的段地址和偏移地址组成的。
标志寄存器中的状态标志位反映了执行单元己执行算术和逻辑运算的结果,供后面指令的执行来判别。
堆栈是用来存放信息的,对栈中的信息存取,采用“先进后出”或“后进先出”的原则。
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第一章1.选择题(1)C (2) D A(3) C3填空(1)CPU,微型计算机,系统软件,外围设备,微型计算机系统(2)10,3,12(3)阶数(4)10010010B,01000100B,11010110B,FF4EH(5)3F7H,1C3H,243H,277H,4简答题(1)微处理器,微型计算机和微型计算机系统三者有何联系与区别?微处理器是把原来的中央处理单元CPU的复杂电路(包括运算器和控制器)做在一片或几片大规模集成电路的芯片上。
把这种微缩的CPU大规模集成电路称为微处理器。
微型计算机是以微处理器为核心,再配备上用大规模集成电路工艺制成的存储器和I/O接口就构成了微型计算机。
以微计算机为核心,再配备上系统软件、I/O设备、辅助电路和电源就构成了微机系统。
微型计算机系统包括硬件和软件了两大部分。
(2)试述在计算机中常采用二进制的缘由?(3)简述如何从补码判断真值的符号?(4)BCD码与纯二进制数有何区别?主要区别是二者对应的二进制位所表示的二进制真值不同,(5)试述机器数的定点和浮点数表示形式。
第2章2填空题(1)递增,A7,A5,A3,A1.(2)地址总线的宽度,00000H~0FFFFFH(3)寄存器,运算器,控制器;运算和控制(4)SS,SP(5)MN/MX(6)主频,总线宽度(7)20,163简答题(1)什么是指令周期?什么是总线周期?一个总线周期至少包括几个时钟周期?指令周期是一条指令执行所需的时钟周期,cpu在执行指令过程中,凡需执行访问存储器或访问I/O端口的操作都统一交给BIU的外部总线完成,进行一次访问所需的时间称为一个总线周期。
一般一个基本的总线周期由4个时钟周期组成。
(2)8086CPU在最小模式下构成计算机系统至少应该包括哪几个基本的部分?(3)8086CPU中,标志寄存器包含哪些标志位?各标志位为‘0’,‘1’分别表示什么含义?(4)8086CPU中有哪些通用寄存器和专用寄存器?说明他们的作用。
(5)在8086CPU中,已知CS寄存器和IP寄存器的内容分别如下所示,请确定其物理地址.1) CS=1000H ,IP=2000H 物理地址: CS*16+IP=10000H+2000H=12000H2) CS=1234H ,IP=0C00H物理地址: CS*16+IP=12340H+0C00H=12F40H(6)设(AX)=2345H,(DX)=5219H,请指出两个数据相加或相减后,FLAG中状态标志位的状态. 相加:CF=0,SF=0,ZF=0,AF=0,OF=0,PF=0相减:0010 0011 0100 01011101001000011001补1010 1101 1110 01111101 0001 0010 1110CF=0,SF=1,ZF=0,AF=0,OF=0,PF=0(7)8086CPU工作在最小模式下:访问存储器要利用:M/IO、ALE、BHE、RD、WR、DT/R、DEN、READY和数据、地址总线。
访问I/O要利用:M/IO、ALE、BHE、RD、WR、DT/R、DEN、READY和数据、地址总线。
当HOLD有效并得到响应时,CPU置高阻的信号有:数据/地址总线、数据状态总线及M/IO、BHE、RD、WR、DT/R、DEN、INTA。
第三章P1341.选择题(1)D (2)C (3)A(4)A2.填空题(1)递增(2)60H 0(3)1F02CH4.请指出下列指令中源操作数和目的操作数的寻址方式。
(1)源操作数为立即寻址,目的操作数为寄存器寻址(2)源操作数为立即寻址,目的操作数为寄存器间接寻址(3)源操作数为寄存器间接寻址,目的操作数为寄存器寻址(4)源操作数为寄存器寻址,目的操作数为寄存器寻址(5)单一操作数(源操作数)为寄存器寻址(6)单一操作数(目的操作数)为寄存器寻址(7)源操作数为相对基址变址寻址,目的操作数为寄存器寻址(8)源操作数为寄存器间接寻址,目的操作数为寄存器寻址(9)源操作数为立即寻址和寄存器寻址,目的操作数寄存器寻址(10)单一操作数为段间直接寻址(相对变址寻址)5.请写出如下程序片段中每条逻辑运算指令执行后标志ZF、SF、和PF的状态:MOV AL, 0AH ; 各标志位保持不变AND AL, 0FH ; ZF=0 SF= 0 PF=1OR AL, 04BH ; ZF=0 SF= 0 PF=1XOR AL, AL ; ZF=1 SF= 0 PF=16.请写出如下程序片段中每条算术运算指令执行后标志CF、ZF、SF、OF、PF和AF的状态:MOV AL, 54H ; 各标志位保持不变ADD AL, 4FH ; CF=0 ZF=0 SF= 1 OF=1 AF=1 PF=1CMP AL, 0C1H ; CF=1 ZF=0 SF=1 OF=0 AF=0 PF=1SUB AL, AL ; CF=0 ZF=1 SF= 0 OF=0 AF=0 PF=1INC AL ; CF=0 ZF=0 SF= OF=0 AF=0 PF=07.(DS)=3000H,(SS)=1500H,(SI)=010CH,(BX)=0870H,(BP)=0500H,指出下列指令的目的操作数字段寻址方式,并计算目的操作数字段的物理地址。
(1) MOV [BX], CX目的操作数为寄存器间接寻址目的操作数的物理地址为:DS×16+0870H=30870H(2) MOV [1000H], BX目的操作数为直接寻址目的操作数的物理地址为:DS×16+1000H=31000H (3) MOV [BP], BX目的操作数为寄存器间接寻址目的操作数的物理地址为:SS×16+0500H=15500H (4) MOV [BP+100], CX目的操作数为寄存器相对寻址目的操作数的物理地址为:SS×16+0500H+64H=15564H (5) MOV [BX+100][SI], CX目的操作数为相对基址加变址寻址目的操作数的物理地址为:DS×16+0870H+64H+010CH=309E0H8.指出如下指令哪些是错误的,并说明原因:(1)MOV [SP], BX错。
(2)MOV CS, BX错。
CS寄存器不能赋值,要由装入程序确定(3)POP CS错。
CS寄存器不能赋值,要由装入程序确定(4)JMP BX对。
(5)SUB [BP+DI-1000],AL错。
偏移量不能为负。
但编译能通过。
(6)SHL AX,CX错。
源操作数最大为255,只能是CL,不能是CX(7)XCHG ES:[BX],AL对。
(8)LEA AX,[BX+DI]对。
9.已知(SS)=2800H,(SP)=0010H,(AX)=0FA0H,(BX)=1002H,下列指令连续执行,请指出每条指令执行后SS、SP、AX、BX寄存器中的内容是多少?PUSH AX ;(SS)=2800H,(SP)=000EH,(AX)=0FA0H,(BX)=1002HPUSH BX ;(SS)=2800H,(SP)=000CH,(AX)=0FA0H,(BX)=1002HPOP AX ;(SS)=2800H,(SP)=000EH,(AX)=1002H,(BX)=1002HPOP BX ;(SS)=2800H,(SP)=0010H,(AX)= 1002H,(BX)= 0FA0H10.阅读下列各小题的指令序列,在后面空格中填入该指令序列的执行结果。
(1)MOV BL,26HMOV AL,95HADD AL,BLDAAAL= 21H BL= 26H CF=1(2)MOV AX,1E54HSTCMOV DX,95XOR DH,0FFHSBB AX,DXAX= 1EF5H CF=111.已知程序段如下:CMP AX,BXJNC K1JNO K2JMP K3假设有以下三组AX、BX值,那么在程序执行后,分别转向哪里?(1)(AX)=0E301H,(BX)=8F50H转向K1(2)(AX)=8F50H,(BX)=0E301H转向K2(1)(AX)=147BH,(BX)=80DCH转向K3第四章P1831.选择题(1)C B (2)B (3)B (4)D3.(1) DA TA1 EQU THIS BYTEDA1 DW 1234H,567H,89ABH(2) DA TA2 DW 56H,0BCH,79H,14H(3) DA TA3 DB 6DUP(‘c’),2DUP(3,3,1), 20DUP(?)(4) STRING DB ‘HELLO WORLD!’4.DA TA1 DB 00H,0AH,10HDA TA2 DB 15 DUP(04H,3DUP(08H),09H) DA TA3 DW 6577H,636CH,6D6FH5.LEA BX,TABLEMOV BX,OFFSET TABLE8.(1)宏展开:+ PUSH AX+ MOV AX,AX+ SUB AX,AX+ CMP AX,0+ JGE NEXT(0014)+ MOV BX,AX+ POP AX(2)调用无效。
语法错误(立即数的使用)。
(3) 宏展开:+ PUSH AX+ MOV AX,[BX+SI]+ SUB AX, [BX+SI+X]+ CMP AX,0+ JGE NEXT(0025)+ MOV CX,AX+ POP AX调用无效。
相对基址加变址寻址方式形成的值在汇编时是不知道的。
11.CMPN MACRO X,Y,SUMPUSH AXPUSH DXMOV AL,XCMP AL,YJNC K1MOV DL,5MUL DLADD AX,YJMP K2K1: MOV AL,YMOV DL,5MUL DLADD AX,XK2: MOV SUM,AXPOP AXENDM12.DSEG SEGMENTCHAR DB 61 DUP(?)DSEG ENDSCSEG SEGMENTASSUME CS:CSEG,DS:DSEGSTART PROC FARMOV AX,DSEGMOV DS,AXMOV DX,OFFSET CHARMOV AH,0AHINT 21HMOV DX,OFFSET CHARMOV AH,09HINT 21HMOV AH,4CHINT 21HSTART ENDPCSEG ENDSEND START微机原理第五章部分习题答案4、试编写一汇编程序,要求实现将ASCII码表示的两位十进制数转换为一字节二进制数。
DA TA SEGMENTASC DB 36H,35HASCEND DB ?DA TA ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DA TA DECIBIN PROC FARMOV AX,DA TAMOV DS,AXMOV BX,OFFSET ASCMOV AL,[BX]CMP AL,30HJL EXITCMP AL,39HJG EXITSUB AL,30HMOV DL,[BX+1]CMP DL,30HJL EXITCMP DL,39HJG EXITSUB DL,30HMOV CL,10MUL CLADD AL,DLMOV ASCEND,ALEXIT: MOV AH,4CHINT 21HDECIBIN ENDPCODE ENDSEND DECIBIN5.某存储区中存有20个单字节数,试编写一汇编语言分别求出其绝对值并放回原处。