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安徽师范大学皖江学院电子信息系 微机原理与接口技术教学大纲
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《微机原理与接口技术》教学大纲
一、说明
1、课程的性质、地位和任务
本课程为专业方向必修课授课对象是电子信息工程专业的本科生。
本课程的主要任务是使学生了解和掌握微机的基础知识、硬件组成与工作原理、汇
编语言程序设计和微机接口技术等内容，提高学生的软、硬件的设计能力以及解决实际
问题的动手能力。本课程可让本专业的本科学生学习了解微型计算机系统的工作原理及
接口芯片和接口设备的工作原理(以 IBM PC/XT 为原型机)。在学生学完本课程后能较好
地理解微型计算机系统的工作原理，掌握通过自编软件对计算机的运行过程进行实时控
制和管理，对各种常用的计算机接口芯片和设备能很好地使用和控制，以达到将计算机
应用于实际控制过程的目的。
2、课程教学的基本要求
（1）掌握微型计算机系统的组成、及各部分的工作原理。
（2）掌握 8086/8088 CPU 的指令系统，并通过汇编语言对指令系统的应用以及对
微机的控制。
课程性质：专业方向课程 先修课程：高级语言程序设计
总学时：72
理论学时：54 实验学时：18（有课程实验）
开课学院：皖江学院 适用专业：电子信息工程
大纲执笔人： 教学院长审定：
教研室主任审核：
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（3）掌握微型计算机内存的结构和工作原理，并能很好地对内存进行扩充。
（4）掌握基本的接口电路芯片及其组成电路的工作原理，了解接口电路中采用的
一些技术。
（5）掌握一些常用的外部设备的工作原理及使用方法，从程序员角度来使用外设
的功能。
（6）通过实验掌握微机系统的基本原理以及基本接口的使用方法。
（7）突出重点，拓宽范围。
3、本课程的重点与难点
重点：本课程的有关基本理论和基本概念，CPU 的结构和工作原理，多种常用接口
的结构和工作原理。数据的传送方式，中断操作和 DMA 操作，串并行通信。
难点：中断操作和 DMA 操作，串并行通信。
二、课堂教学时数及课后作业题型分配
章 目 教 学 内 容
教 学
时 数
教学方式
或 手 段
课 后 作 业
思 考 题 练 习 题
一 微型计算机概述 1 讲授(多媒体) √
二 16 位和 32 位微处理器 8
讲授(讨论)、(多媒
体)
√ √
三
存储器和高速缓存技
术
4 讲授 (多媒体) √
四
微型计算机和外设的
数据传输
4 讲授(多媒体) √ √
五
串并行通信和接口技
术
8 讲授(多媒体) √ √
六
中断控制器、DMA 控制
器和计数器/定时器
10 讲授(多媒体) √ √
七 模/数和数/模转换 5 讲授(多媒体) √ √
八 键盘技术和 LED 6 讲授(多媒体) √ √
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九 总线 3 讲授(多媒体) √
十
主机系统的结构和工
作原理
3 讲授(多媒体) √
* 主要单元分别小结 0 纳入各章当中讲授
* 机 动 2
合 计 54
三、本文
第一章 微型计算机概述
【教学目的】
本章内容是本课程的基础，通过本章学习，使学生明确微处理器、微型计算机和微
型计算机系统三者之间的关系，主要讲清楚微型计算机的基本结构，了解本门课程的教
学要求和学习方法。
【重点难点】
微处理器、微型计算机和微型机系统的差别，CPU 的功能和组成部件，微型计算机
的基本结构。
第一节 微型计算机的特点和发展
第二节 微型机的分类
第三节 微处理器、微型计算机和微型计算机系统
一、微处理器
二、微型计算机
三、微型计算机系统
第四节 微型计算机的应用
【思考题】
参见与实验讲义合在一起装订的习题集中的思考题和练习题。
第二章 16 位和 32 位微处理器
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【教学目的】
本章内容是本课程的重点，通过本章学习，使学生明确 CPU 的编程结构和工作原理，
以及 8086CPU 能够执行的各种操作，特别是中断操作和总线操作。在掌握 8086 的基础
上，以 80386 作过渡，对 Pentium 中的技术作为简单介绍。
【重点难点】
CPU 的编程结构，标志寄存器的含义，CPU 的操作时序，CPU 的中断分类和中断向
量，硬件中断和软件中断的区别，软件中断的特点。
第一节 16 位微处理器 8086
一、8086 的编程结构
二、8086 的引脚信号和工作模式
三、8086 的操作和时序
四、8086 的存储器编址和 I/O 编址
第二节 32 位微处理器 80386
一、80386 的体系结构
二、80386 的三种工作方式件
三、80386 的寄存器
四、指令流水线和地址流水线
五、80386 的虚拟存储机制和片内两级存储管理
六、80386 的中断
七、80386 的信号和总线状态
第三节 32 位微处理器 Pentium
一、Pentium 采用的先进技术
二、Pentium 的技术特点
三、Pentium 的原理结构
四、Pentium 的寄存器
五、Pentium 的主要信号
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六、Pentium 的总线状态和总线周期
七、Pentium 的系列微处理器的技术发展
第四节 Itanium 微处理器概述
【思考题】
参见与实验讲义合在一起装订的习题集中的思考题和练习题。
第三章 存储器和高速缓存技术
【教学目的】
通过本章学习，使学生了解存储器的矩阵结构及地址译码机制。8 位存储器与 16
位 CPU 的连接方式和寻址方式，以及存储器的层次化结构的工作原理。了解 Cache 的工
作原理。
【重点难点】
存储器在微型机系统中的连接、宽度扩充和字节扩充，微型机中存储器的层次化结
构，32 位微型机系统中的内存组织，Cache 的全相联、直接映像和组相联三种组织方式，
Cache 的数据更新方法，Cache 控制器的功能。
第一节 存储器和存储器件
一、存储器的分类
二、微型计算机内存的行列结构
三、选择存储器件的考虑因素
四、随机存取存储器 RAM
五、只读存储器（ROM）
六、存储器在系统中的连接考虑和使用举例
七、存储器的数据宽度扩充和字节数扩充
第二节 微型机系统中存储器的体系结构
一、层次化的存储器体系结构
二、16 位和 32 位微机系统的内存组织
第三节 高档微机系统中的高速缓存技术
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一、Cache 概述
二、Cache 的组织方式
三、Cache 的数据更新方法
四、Cache 控制器 82385
【思考题】
参见与实验讲义合在一起装订的习题集中的思考题和练习题。
第四章 微型计算机和外设的数据传输
【教学目的】
本章内容是本课程的重点，通过本章学习，使学生掌握接口电路的功能，CPU 和外
设之间的三种数据传输方式，中断传输方式的原理和可屏蔽中断的响应过程，DMA 方式
的原理的功能。
【重点难点】
接口电路的功能，接口部件和 I/O 端口，CPU 和外设之间的三种数据传输方式、各
自优缺点和使用场合，中断传输方式的原理和可屏蔽中断的响应过程，DMA 方式的原理
和 DMA 控制器的功能。
第一节 为什么要用接口电路
第二节 CPU 和输入/输出设备之间的信号
一、数据信息
二、状态信息
三、控制信息
第三节 接口部件的 I/O 端口
第四节 CPU 和外设之间的数据传送方式
一、程序方式
二、中断方式
三、DMA 方式
四、输入/输出过程中提出的几个问题
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【思考题】
参见与实验讲义合在一起装订的习题集中的思考题和练习题。
第五章 串并行通信和接口技术
【教学目的】
本章内容是本课程的重点，通过本章学习，使学生掌握 8255A 和 8251A 的工作原理
和使用方法，并以学会使用为目标。
【重点难点】
串行通信的几种方式，8251A 的编程结构和功能结构，8251A 和 CPU 的信号连接以
及和外设的信号连接，低档接口芯片和高档数据总线的连接，8251A 的模式寄存器、控
制寄存器和状态寄存器的格式，8251A 的初始化流程，8251A 的使用。
8255A 和 CPU 的信号连接以及和外设的信号连接，8255A 的三种工作方式和设置方
法，8255A 的 C 端口置 0/置 1。
第一节 接口的功能以及在系统中的连接
一、接口的功能
二、接口与系统的连接
第二节 串行接口和串行通信
一、串行接口
二、串行通信涉及的几个问题
第三节 可编程串行通信接口 8251A
一、8251A 的基本性能
二、8251A 的基本工作原理
三、8251A 的对外信号
四、8251A 的编程
五、8251A 编程举例
六、8251A 的使用实例
第四节 并行通信和并行接口
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第五节 可编程并行通信接口 8255A
一、8255A 的内部结构
二、8255A 的芯片引脚信号
三、8255A 的控制字
四、8255A 的工作方式
五、8255A 应用举例
六、8255A 的状态
【思考题】
参见与实验讲义合在一起装订的习题集中的思考题和练习题。
第六章 中断控制器、DMA 控制器和计数器/定时器
【教学目的】
本章内容是本课程的重点，通过本章学习，使学生掌握 8259、8237A 和 8253 的工
作原理和使用方法，并以学会使用为目标。
【重点难点】
中断控制器 8259A 的编程结构和工作原理，8259A 的工作方式，8259A 的初始化命
令字、操作命令字及其使用，8259A 的初始化流程和初始化编程，主从式 8259A 中断系
统的连接和工作原理。
DMA 控制器 8237A 的编程结构和工作原理，8237A 的工作模式，8237A 的模式寄存
器、控制寄存器和状态寄存器的格式，8237A 的编程 。
计数器/定时器 8253 的编程结构和工作原理，8253 控制寄存器的格式和编程，8253
的 6 种工作模式及其使用。
第一节 中断控制器 8259A
一、8259A 的引脚信号、编程结构和工作原理
二、8259A 的工作方式
三、 8259A 的初始化命令字和操作命令字
四、8259A 的使用举例
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五、多片 8259A 组成的主从式中断系统
第二节 DMA 控制器 8237A
一、DMA 控制器的一般结构和概要
二、DMA 控制器 8237A 的工作原理
三、8237A 的编程和使用
第三节 计数器/定时器 8253
一、概述
二、可编程计数器/定时器的工作原理
三、可编程计数器/定时器 8253
四、8253 应用举例
第四节 32 位微机系统中的多功能接口芯片 82380
一、多功能接口芯片 82380 的组成和信号
二、82380 和 CPU 的连接
【思考题】
参见与实验讲义合在一起装订的习题集中的思考题和练习题。
第七章 模/数和数/模转换
【教学目的】
通过本章学习，使学生了解 A/D 转换和 D/A 转换的工作原理和使用编程方法。
【重点难点】
D/A 转换的原理，D/A 转换的分辨率和精度的含义，两类 D/A 转换芯片的硬件连接
和编程。计数式 A/D 转换、双积分式 A/D 转换和逐次逼近式 A/D 的原理，利用软件实现
A/D 转换的方法，A/D 器和系统的连接。采样保持电路的功能，多路转换开关的功能。
第一节 概述
第二节 数/模（D/A）转换器
一、数/模转换的原理
二、数/模转换器件和有关电路
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第三节 模/数（A/D）转换器
一、模/数转换涉及的参数
二、模/数转换的方法和原理
三、模/数转换器和系统连接时要考虑的问题
第四节 采样保持电路
第五节 多路转换模拟开关
【思考题】
参见与实验讲义合在一起装订的习题集中的思考题和练习题。
第八章 键盘技术和 LED
【教学目的】
通过本章学习，使学生了解矩阵键盘和标准键盘的工作原理和应用编程方法，掌握
用行扫描法和行反转法识别闭合键的方法。了解和掌握多位 LED 的工作原理和软件译码
方法。
【重点难点】
键盘的基本工作原理，包括矩阵结构、行扫描法和行反转法识别原理，解决抖动和
重键的连锁法和巡回法的原理。LED 显示原理和多位显示原理。微型机系统中键盘子系
统的工作原理，扩展键盘扫描电路的工作原理。
第一节 键盘的基本工作原理
一、键盘矩阵
二、键盘的识别
三、抖动和重建问题的解决
第二节 LED 数字显示
一、LED 的工作原理
二、多位显示问题的解决
第三节 键盘和 LED 设计实例
第四节 微型机的键盘子系统
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一、扩展键盘和键盘控制器
二、主机的键盘接口电路
第五节 键盘中断处理程序
一、09H 键盘中断处理程序
二、16H 键盘中断处理程序
第六节 键盘缓冲区
【思考题】
参见与实验讲义合在一起装订的习题集中的思考题和练习题。
第九章 总线
【教学目的】
本章内容是介绍性的拓展知识，不作重点要求。讲解时以局部总线为基础，再概述
外部总线，MULTIBUS 部分可以自学，MULTIBUS 总线对于从事高层次系统设计的研究人
员十分重要。
【重点难点】
总线的分类和性能指标，，RS－232－C 总线的电平标准和信号。
MULTIBUS 总线的信号分类，MULTIBUS 总线的仲裁方式。
第一节 总线的分类和性能指标
第二节 PC 机的局部总线
一、局部总线 ISA
二、局部总线 MCA
三、局部总线 EISA
四、局部总线 VESA
五、局部总线 PCI
第三节 微型机系统中的层次化局部总线
第四节 外部总线
一、外部总线 IDE 和 EIDE
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二、外部总线 SCSI
三、外部总线 RS-232-C
四、通用串行总线 USB
第五节 系统总线 MULTIBUS
一、MULTIBUS 的信号
二、MULTIBUS 的总线操作
【思考题】
参见与实验讲义合在一起装订的习题集中的思考题和练习题。
第十章 主机系统的结构和工作原理
【教学目的】
本章内容是本课程前面所学内容的一个具体的应用，通过本章学习，使学生了解 IBM
PC/XT 系统及其各个子系统的原理。
【重点难点】
16 位微机的系统结构，包括系统板、CPU 子系统、接口部件子系统、ROM 和 RAM 子
系统。
第一节 16 位微机的系统结构
一、16 位微机系统板概述
二、CPU 子系统
三、接口部件子系统
四、IBM PC/XT 的 62 芯总线和外部设备的连接
五、ROM 子系统和 RAM 子系统
第二节 Pentium 系统及其主机板
一、Pentium 的主机系统
二、Pentium 主机板的结构
【思考题】
参见与实验讲义合在一起装订的习题集中的思考题和练习题。
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【实验内容】
实验一、系统认识实验
实验二、8259 中断控制器应用编程实验
实验三、8253 定时/计数器应用实验
实验四、8255 并行接口应用实验
实验五、8251 串行接口应用和串行通讯应用实验
实验五.1、8251 串行接口应用实验
实验五.2、串行通讯应用实验
实验六、步进电机、键盘及显示接口综合应用实验
实验六.1、步进电机实验
实验六.2、8255 键盘及显示接口综合设计实验
基本要求：通过实验加强接口的程序设计训练，掌握接口的初始化编程方法和应用
编程技巧。对一些常用接口芯片要能够很熟悉地使用它。尚有很多重要实验由于课时数
限制无法开设，务必要求同学利用课余时间上机练习。
【课程考试】
本课程考试采取“闭卷”(占 70%)与“平时成绩”(占 18%)和 “实验成绩”(占
12%)相结合的方式进行。其中，闭卷部分的考试题包括基本概念、基础知识、接口应用
设计、存储器应用设计等，题型可采用填空题、选择题、简答题、电路分析题、接口芯
片初始化及其应用题等多种形式；实验成绩以学生完成实验的质量和实验报告的质量，
作为评分标准。平时成绩主要是平时点名和平时作业的成绩。
四、使用教材与教学参考书目
【使用教材】
戴梅萼、史嘉权，《微型计算机技术及应用》，清华大学出版社，2003 年 8 月(第 3
安徽师范大学皖江学院电子信息系 微机原理与接口技术教学大纲
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版)
《微机原理与接口技术实验指导书》，学校自编教材，不断地在更新。
【教学参考书目】
1、周明德，《微型计算机 IBM PC/XT(0520 系列)系统原理及应用》，清华大学出版
社，1991(修订版)
2、郑学坚、周斌，《微型计算机原理及应用》，清华大学出版社，1995(第二版)
3、王士元、吴芝芳，《IBM PC/XT[长城 0520] 接口技术及其应用》，南开大学出
版社，1990
4、杨素行，《微型计算机系统原理及应用》，清华大学出版社，1995
5、沈美明、温冬婵编著：《IBM–PC 汇编语言程序设计》，清华大学出版社，2001
年 8 月第 2 版
6、苏帆，汇编语言程序设计，华中科技大学出版社，2005 年 2 月
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