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微机原理及接口技术

微机原理及接口技术. 物理系电子科学技术教研室. 微机 原理 及 接口 技术. 典型机型： IBM PC 系列机. 基本系统： 8088CPU 和半导体存储器. I/O 接口电路及与外设的连接. 硬件－－接口电路原理 软件－－接口编程方法. 课程内容 硬件内容 8086/8 微处理器功能结构 8086/8 微处理器引脚功能 功能模块及接口技术 软件内容 8086 指令系统 汇编语言程序设计. 先修课程及学习要求 数字电路 —— 硬件理解的基础 熟练掌握微处理器的功能结构 掌握微处理器的引脚功能 熟记指令的格式 理解基本含义

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  1. 微机原理及接口技术 物理系电子科学技术教研室

  2. 微机原理 及 接口技术 典型机型：IBM PC系列机 基本系统：8088CPU和半导体存储器 I/O接口电路及与外设的连接 硬件－－接口电路原理 软件－－接口编程方法

  3. 课程内容 硬件内容 8086/8微处理器功能结构 8086/8微处理器引脚功能 功能模块及接口技术 软件内容 8086指令系统 汇编语言程序设计

  4. 先修课程及学习要求 数字电路——硬件理解的基础 熟练掌握微处理器的功能结构 掌握微处理器的引脚功能 熟记指令的格式 理解基本含义 掌握汇编语言程序设计的基本方法 掌握接口技术

  5. 学习方法与考核 复习并掌握先修课的有关内容 课堂：听讲与理解、做好笔记 课后：认真复习、完成作业 实验：充分准备、做好实验写好报告 总成绩＝期末考试*75%+平时*10%+实验成绩*15%

  6. 教学内容 1、 微型计算机的发展和应用 2、微型计算机的组成 3、 IBM PC系列机系统 4、微机系统的工作过程 第1章 微型计算机系统概述

  7. 1.1 微型计算机的发展和应用 1、1946年，世界上出现第一台数字式电子计算机，发展到了以大规模集成电路为主要部件的微型计算机 2、1971年，Intel公司设计了世界上第一个微处理器芯片Intel4004，开创了一个全新的计算机时代

  8. 1.1.1 微型计算机的发展 1、第1代：4位和低档8位微机 4004→4040→8008 2、第2代：中高档8位微机 Z80、I8085、M6800，Apple-II微机 3、第3代：1978年，Intel公司推出了16位处理器8086（时钟频率为4～8MHz），集成度为2万～6万管/片。8086的内部和外部数据总线16位，地址总线20位，可直接访问1MB内存单元。其简化芯片8088

  9. 1.1.1微型计算机的发展（续） 4、第4代：32位微机 Intel推出了32位处理器80386（时钟频20MHZ），其内外部数据线和地址总线都是32位，可访问4GB内存，支持分页机制。 5、第5代：64位微机 Itanium、64位RISC微处理器芯片 微机服务器、工程工作站、图形工作站

  10. 1.1.2 微型计算机的应用 1、用于数值计算、数据处理及信息管理方向 通用微机，例如：PC微机 功能越强越好、使用越方便越好 2、用于过程控制及智能化仪器仪表方向 专用微机，例如：单片机、专用微处理器 可靠性高、实时性强 程序相对简单、处理数据量小

  11. 系统总线BUS 地址总线AB 总 线接口 处 理 器 子 系 统 数据总线DB 控制总线CB 存储器 I/O接口 I/O设备 图1.1 微型计算机的系统组成 1.2 微型计算机的组成1.2.1 微型计算机的硬件组成 1、微处理器子系统 2、存储器 3、I/O设备和I/O接口 4、系统总线

  12. 系统总线 1、总线是指传递信息的一组公用导线 2、总线是传送信息的公共通道 3、微机系统采用总线结构连接系统功能部件 4、总线信号可分成三组 地址总线AB ：传送地址信息 数据总线DB ：传送数据信息 控制总线CB ：传送控制信息

  13. 总线信号 1、地址总线AB 输出将要访问的内存单元或I/O端口的地址 地址线的多少决定了系统直接寻址存储器的范围 2、数据总线DB CPU读操作时，外部数据通过数据总线送往CPU CPU写操作时，CPU数据通过数据总线送往外部 数据线的多少决定了一次能够传送数据的位数 3、控制总线CB 协调系统中各部件的操作，有输出控制、输入状态等信号 控制总线决定了系统总线的特点，例如功能、适应性等

  14. 1.2.2 微型计算机的软件系统

  15. 1.3 IBM PC系列机系统 1.3.1 8088微处理器 8088CPU

  16. 8259 中断控制器 只读存储器ROM 随机存储器 RAM 地址总线 I/O 通 道 地址锁存器 8087 协 处 理 器 8088 微 处 理 器 数据总线 数据收发器 控制总线 8288 总线控制器 8237 DMA控制器 8253 定时控制器 8255 并行接口 8284 时钟发生器 系统配置开关 键盘 接口 扬声器 接口 1.3.2 主机板组成

  17. 8086/8088微处理器： 16位内部结构、16/8位数据总 20位地址总线、4.77MHz主频 1、存储器 ROM-BIOS、主体为RAM 2、I/O接口控制电路 8259A、8253、8237A、8255等 3、I/O通道 62线的IBM PC总线

  18. 1.3.3典型16位微处理器结构

  19. (1) 、累加器和算术逻辑运算部件 主要用来完成数据的算术和逻辑运算 。参加运算的操作数在ALU中进行规定的操作运算，运算结束后，将结果送至累加器的同时将操作结果的特征状态送标志寄存器。 累加器是一个特殊的寄存器，它的字长和微处理器的字长相同，累加器具有输入／输出和移位功能，微处理器采用累加器结构可以简化某些逻辑运算。

  20. (2)、寄存器阵列 ①通用寄存器组 ②地址寄存器 ③指令指针IP ④变址寄存器SI，DI ⑤堆栈指示器SP

  21. (3)、 指令寄存器，指令译码器和定时及各种控制信号的产生电路 ①指令寄存器(Instruction Register，IR) ②指令译码器ID(Instruction Decoder) ③时序逻辑电路产生出各种操作电位、不同节拍的信号、时序脉冲等执行当前命令所需的全部控制信号。

  22. (4)、 内部总线和总线缓冲器 内部总线把CPU内各寄存器和ALU连接起来，以实现各单元之间的信息传送。内部总线分为内部数据总线和地址总线，它们分别通过数据缓冲器和地址缓冲器与芯片外的系统总线相连

  23. 二、　微机系统的工作过程 1、程序存储及程序控制的基本概念 (1)、计算机工作过程的实质 自动地完成各种信息处理任务的工作过程，是执行程序的过程。 (2)、程序存储 将程序代码，以字节为单位，按顺序存放在存储器中的一段连续的存储区域内 (3)、程序控制 控制器按照对指令代码的译码结果，分时地向各个部件发出控制信号，完成各项功能

  24. 微型计算机系统的工作过程是取指令(代码)→分析指令(译码)→执行指令的不断循环的过程。微型计算机系统的工作过程是取指令(代码)→分析指令(译码)→执行指令的不断循环的过程。

  25. 习题与思考： 1、说明程序存储及程序控制的概念。 2、说明微型计算机系统的工作过程。 3、说明微处理器字长的意义。 4、什么是微处理器？

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