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&&现代微机原理与接口技术(第3版)&&
作&译&者：
出版时间：2012-12
千&字&数：668
版&&&&次：01-01
页&&&&数：388
开&&&&本：16(185*260)
装&&&&帧：
I&S&B&N ：6
换&&&&版：
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现代微机原理与接口技术(第3版)
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本书以IA-32/Intel 64系列的微机为平台，系统地阐述以Pentium系列、Core系列和SandyBridge处理器为代表的现代微型计算机的基本结构及其发展，IA-32/Intel 64微处理器的基本结构和发展，x86指令及汇编语言程序设计，I/O端口地址译码技术，总线技术，DMA技术，中断与异常处理，定时/计数技术，并行接口，串行接口，人机交互接口，IA-32微机系统编程技术。本书内容丰富，既包含了典型的接口技术，也介绍了新型接口与总线技术；既讲述了接口的硬件部分，也强调了接口的软件编程。全书涉及很多新的技术，如从Pentium到2代酷睿处理器微结构、PCI总线、PCI Express、USB、7系列芯片组、保护模式下的中断技术、BIOS编写、Windows 2000/XP下的设备驱动程序的编写等。本书反映了现代微机技术发展的最新水平和趋势，并体现出微机接口技术中硬件设计和软件驱动的统一。
电子工业出版社地址：北京市万寿路南口金家村288号 华信大厦
&&Copyright &电子工业出版社&&All rights reserved
出版物经营许可证：微机原理与接口是一门以单片机为核心，将电路原理、模拟电路、数字电路、电子测量与仪表、传感器等多门知识融合的综合型应用技术，已成为工业测控领域普遍采用的智能化控制工具，而且已渗入到人们工作和生活的各个角落，有力地推动了各行业的技术改造和产品的更新换代，应用前景广阔，是机电一体化人才所需的有关微机原理和接口技术综合知识结构的重要组成部分。本课程是机械电子控制工程专业的必修模块课，课程特点是：理论与实验并重、控制方法侧重微机原理和接口的分析和工程实际应用的紧密结合。通过课程教学，启发学生对微机原理和接口技术的兴趣，使学生能够针对工业控制目标要求等给定的问题，设计合适的单片机控制系统硬件和软件；通过课程讨论，使学生真正搞懂微机原理和接口的基本概念、基本理论和设计方法；通过课程实验，培养学生初步的单片机系统设计、分析和控制的实验技能以增强动手实际操作能力；通过全课程学习，培养学生将单片机原理和接口基础知识综合运用到机电系统的设计和实施中去，获得知识创新和技术创新能力，使其成为具有创新意识的复合型人才。扫码下载官方APP
在今天的信息化时代，计算机已成为了人类工作和生活中必不可少的一部分。计算机的主要应用方向之一是过程控制。工业过程控制的对象往往是一些连续变化的非电物理量，要使这类信号能够被计算机所识别和处理，需要经过一个复杂的过程。本课程面向有志于从事计算机过程控制系统设计、或对计算机硬件结构感兴趣的学习者，介绍包括计算机基础知识、微型计算机基本工作原理、存储器接口设计、输入输出接口控制技术等理论知识和设计方法，并最终实现简单I/O接口控制系统软硬件设计的初步能力。需要说明的是，随着计算机技术的发展，现实中更多情况下工业过程控制使用单片机技术更加适合，但考虑到我们日常见到和使用最多的计算机是微型计算机，建立微型计算机系统的整体概念，理解微型计算机的构成、工作原理、输入输出控制方法等，具有更普适的意义；并且，作为计算机的“微缩版”，单片机虽然在体系结构、指令集等多个方面与微型计算机存在较大差异，但许多的基本理论和控制方法是相似的。本课程所介绍的内容，将对进一步从事单片机技术、嵌入式技术开发，有着非常直接的指导意义。课程按周组织，共12周，涉及8个章节的内容，包括：微型计算机系统概述、微处理器与总线、80x86基本指令集、汇编语言程序设计、半导体存储器、输入输出和中断技术、可编程并行数字接口、模拟量的输入输出。需要特别强调的是：本课程属于“设计型”课程，需要对某些定义的记忆（如指令助记符），更需要对知识的理解，并融汇贯通。只有将课程所学知识真正理解并变成了自己的知识，才有可能按照要求去完成系统设计。本课程参考教材为：吴宁 乔亚男主编.《微型计算机原理与接口技术》（第4版），清华大学出版社
理解微型计算机硬件系统的基本组成和工作原理，具备输入/输出接口软硬件控制系统初步设计能力。
& & & &本课程按周发布，每周包括若干段讲教学短视频、单元测验、作业、教学课件等其他辅助教学资源。第一周 & 微型计算机基础概论第1讲 关于本课程第2讲 微型计算机系统组成第3讲 微型计算机的一般工作过程第4讲 常用计数值及其转换第5讲 计算机中的编码第6讲 计算机中数的表示与运算第7讲 基本逻辑运算与逻辑门第8讲 其它常用逻辑运算及其逻辑电路本周小结第二周 &微处理器与总线第9讲 8088微处理器第10讲 8088 CPU主要引线和内部结构第11讲 8088 CPU内部寄存器第12讲 实模式下的存储器寻址第13讲 8088系统总线微处理器小结第三周 &指令系统概述与数据传送指令第14讲 指令系统基本概念第15讲 寻址方式第16讲 通用数据传送指令第17讲 地址传送指令第18讲 输入输出指令第四周 算术运算、逻辑运算与移位操作指令第19讲 加法运算类指令第20讲 减法运算类指令第21讲 乘除运算指令第22讲 逻辑运算指令第23讲 移位操作指令第五周 串操作指令第24讲 串操作指令说明第25讲 串传送与串比较指令第26讲 串扫描指令第27讲 串装入与串送存指令第六周 程序与处理器控制指令第28讲程序控制指令说明第29讲 无条件转移指令第30讲 条件转移指令第31讲 循环控制指令第32讲 过程调用指令第33讲 中断指令第34讲 处理器控制指令指令系统小结第七周 汇编语言程序设计第35讲 汇编语言源程序第36讲 数据定义伪指令第37讲 符号与段定义伪指令第38讲 其它伪指令第39讲 系统功能调用第40讲 汇编语言程序设计实例讲解汇编语言程序设计小结第八周 半导体存储器第41讲 半导体存储器概述第42讲 存储单元编址第43讲 随机存取存储器RAM第44讲 只读存储器ROM第45讲 半导体存储器扩展技术半导体存储器小结第九周 输入输出与中断技术第46讲 I/O系统概述第47讲 简单接口芯片第48讲 基本输入输出方法第49讲 简单I/O接口电路设计示例第50讲 中断技术输入输出与中断技术小结第十周 可编程并行数字接口电路第51讲 可编程定时计数器8253第52讲 可编程并行接口8255可编程数字接口小结第十一周 模拟量的输入输出第53讲 模拟量输入输出通道第54讲 D/A转换器第55讲 A/D转换器第十二周 系统综合设计实例详解第56讲 示例详解I第57讲 示例详解II第58讲 结束语
本课程需要了解有关计算机的基础知识。如：字节（Byte）、位（bit）、字长等。因此，建议先修（或同时选修）我们在“中国大学MOOC”平台开设的“大学计算机”MOOC。如果在选修本课程之前有过数字电路和模拟电路相关课程的学习经历，将对本课程所介绍内容的理解有较大帮助。
通过视频学习，完成测试和作业，达到课程要求后，可以获得课程主讲教师签名颁发的合格证书或优秀证书。成绩以百分计，总分＝随堂练习与论坛讨论（占10%）＋作业完成与互评（占25%）＋单元测验（占30%)+期中考试（占15%）+期末考试(占20%)60－79分：合格证书80－100分：优秀证书
课程参考教材：& &吴宁，乔亚男主编《微型计算机原理与接口技术（第4版）》. 清华大学出版社.2016.8
1.如何才能学好这门课程？答：这门课程是“设计型”课程，需要理解而不是背书。只有理解了，才能够设计。和学习其他计算机类课程一样，学习这么课也需要多上机练习、多设计。2.如果我以前没有学习过“大学计算机”课程，学这门课程会有困难吗？答：如果在选修这门课程之前没有任何计算机基础知识，学习中会有一些困难。虽然本课程第一周的内容也比较基础，但进展较快，对一些基本的概念没有做解释。特别是，在学习实模式下的存储器寻址部分，如果有“大学计算机”课程中有关操作系统的基础，理解这部分内容将会比较容易。3.我已有冯博琴，吴宁主编的《微型计算机原理与接口技术》（第3版）书，是否还需要购买课程提出的参考教材？答：本课程提供的参考教材是《微型计算机原理与接口技术》（第3版）的再版，主要作者及主体内容没有大的改变。两版教材的主要区别是：第4版除更新了部分计算机硬件发展新技术的描述之外，主要是采用了以案例贯穿内容的描述方法。
由高教社联手网易推出，让每一个有提升愿望的用户能够学到中国知名高校的课程，并获得认证。
| 京ICP备号-2 |
(C) icourse163.org微机原理与接口技术
课程的教学内容
1.理论课教学内容
1.1培养目标
&&&&我校是国家教育部直属“211工程”重点建设大学，以培养公路交通、国土资源与环境，建筑工程等专业人才为办学特色，重点培养高速公路控制与管理技术人才，城市交通信号测控人才，汽车安全性能检测技术人才，计算机在道路交通系统中的应用人才等。为此我校在陆续设立了计算机科学与技术、交通信息与控制工程、自动化、电气工程及自动化、电子信息、通信工程等专业，“微机接口与接口技术”（或微机原理及应用）是这些专业的基础课程。
&&&&通过课程的学习，使学生能理解和掌握微型计算机的基本工作原理及接口的基本知识，能够举一反三，为今后学习和掌握计算机发展的新技术打下一个坚实的基础。
1.2具体的知识模块设计及授课学时
第一章 微 型 计 算 机 系 统 概 述
基本概念： 微型计算机系统，指令，指令系统，程序控制,程序设计模型，计算机的工作过程
重&&&&点： 程序控制， 8086 程序设计模型，状态标志寄存器
难&&&&点： 指令的执行过程，计算机的工作过程
建议学时： 4学时
第二章 微处理器存储器管理技术
基本概念： 实模式，实空间，段地址，偏移地址，保护模式，描述符，段选择子，虚拟存储空间
重&&&&点： 实模式存储器寻址，默认的段加偏移，保护模式下的存储器寻址
难&&&&点： 保护模式下分页机制的存储器寻址
建议学时： 6学时
第三章 汇编语言
基本概念：机器指令，数据在内存中的存储格式，汇编程序，操作符，伪操作符，名字，常数，表达式
重&&&&点：汇编语言及高级语言的特点， Intel 芯片的存储惯例，汇编语言的上机步骤，汇编语言的符号
难&&&&点：寻址方式
建议学时：40学时
第四章 模块化程序设计
基本概念：模块化的设计原则，全局标识符，局部标识符，子程序库。
重&&&&点：近、远模块调用。&
难&&&&点：C++ 调用汇编子程序。&
建议学时：6学时
第五章 微处理器的硬件特性
基本概念：指令周期，总线周期，时钟周期， CPU 的三大总线
重&&&&点：总线的缓冲与分离，系统总线控制权的切换
难&&&&点：CPU 控制总线引脚的含义
建议学时：4学时
第六章 内存储器接口
基本概念：SRAM， DRAM，EPROM，EEPROM，全地址译码，部分地址译码
重&&&&点：内存储器分类，各类内存储器特点及使用场合，地址译码，内存储器的扩展技术
难&&&&点：DRAM 的扩展技术
建议学时：6学时
第七章 总线技术
基本概念：总线，系统总线，外总线，局部总线
重&&&&点：RS232 总线的应用
难&&&&点：USB 总线传输原理
建议学时：4学时
第八章 基本的I/O接口
基本概念：接口，端口，中断，系统总线，外总线，局部总线，芯片组
重&&&&点：输入/输出传送方式，各种接口芯片与CPU的连接，中断的过程，8237在系统中的作用，&及8251的编程及应用
难&&&&点： 8259 及 8237 的编程及应用
建议学时： 22学时
第九章 专用的I/O接口
基本概念：矩阵键盘，LED字形显示码，分辨率，刷新率，点距，带宽，高/真彩色显示模式
重&&&&点: 行扫描法，直接写屏程序的编写
难&&&&点：PC 机键盘的工作原理，直接写屏程序的编写
建议学时：6 学时
第十章 D/A 、 A/D 转换接口
基本概念：D/A转换器的性能参数， A/D转换器的性能参数，采样，保持。
重&&&&点：D/A 转换器编程应用，应用采样保持器的条件， A/D 转换器的编程应用。
难&&&&点：D/A ， A/D 转换器的硬件连接。
建议学时：6 学时
1.3课程的重点、难点及及解决办法
&&&&“微机原理与接口技术”是一门“很难学”的课程，为了配合这们课程的教学，课程小组专门编写了配套教材，在编写过程中力求做到
例题、习题、实验有机的结合。也就是所以，该教材成功入选“十一五”国家级教材规划，这门课程主要由汇编语言以及微机接口技术两大部分组成。
&&&&学习汇编语言的重点是指令系统以及程序设计，主要通过布置作业加上机实现方式达到掌握的目的。学习汇编语言的难点是寻址方式和变量的定义及对应内存的分配图，讲解的方法是借助DEBUG工具和前期学习的C++知识。
&&&&学习微机接口技术的重点和难点都是计算机的输入、输出方式以及接口芯片的连接与编程应用，主要是通过一个接口电路实例讲解如何通过无条件、查询、中断方式以及DMA方式输入数据的过程，对四种方式数据输入前的联络方法以及数据的传送实现进行比对和分析，达到掌握的目的。对于接口芯片的连接与编程应用的学习，一是通过自行设计的FLASH实验课件，动画演示芯片与总线的连接方法，以及接口程序执行的过程和结果；二是通过每学习一个芯片的工作原理，就安排相应芯片的实验，达到理论与实践的紧密结合。
&&&&通过这样的课程讲解和环节设计，在实际中的教学效果相当突出。
1.4实践教学活动的设计思想与效果
（1）设计思想
&&&&微机原理与接口技术是一门实践性很强的课程，所以本课程实践教学内容分为两个环节：一是14个28学时课程实验训练； 二是1周的课程设计综合训练。本课程汇编语言安排了6个实验项目，共12学时，分为1个验证实验，4个设计实验，1个综合性实验。微机接口部分安排了1个验证性实验，6个设计性实验，1个综合性实验。验证实验均会详细地给出实验内容与步骤，验证结果的正确性。设计性实验仅给出实验要求，内容与操作步骤，自行根据内容设计。综合性实验，往往涵盖了多个知识点，需学生综合应用才能完成。
&&&&学生进一步掌握微机基本原理以及基本接口的设计，使学生具备了利用微机进行系统软、硬件设计能力。
2.实验（践）课教学内容
1.1课程设计的思想、效果及课程目标
（1）课程设计的思想
&&&&汇编语言部分实验课程内容的设计思想是由易到难，循序渐进：单指令-&汇编语言程序设计-&子程序设计-&宏指令的掌握-&多模块设计-&C++调用汇编语言的编程方法。
&&&&微机接口部分的实验课程内容的设计思想是每一个接口芯片，都会安排一个实验项目，达到掌握芯片应用的目的。
&&&&1周的课程设计是在这门课程的教学中期，就开始布置，让学生自立课程设计项目，然后提交项目申请书，教师同意后方可实施，项目完成后，申请结题答辩。通过这样的课程设计训练，不仅仅是学生对以计算机为核心的监测、控制和通信有了全面的了解，更重要的是为毕业设计，乃至走向工作岗位进行项目申报、实施奠定了基础。
&&&&课程实践活动安排得内容，收到了很好的效果及评价，在该门课程的实验报告中，我们要求学生写出学习体会和意见。学生对于微机原理与接口技术课程给予很高的评价。00级李顺和同学写到“我觉得本学期微机原理与接口技术课程是计算机系所开课程最成功的课程之一。由于教学与实验的紧密结合，使得同学们课堂上所学到的东西可以在实验室运用于实践，从而更好地理解课本的内容，亦从中培养了对课程的兴趣，并促使同学们自己去创新”
。01级丁辉同学写到“对本课程的理论教学与上机实验的各个环节以及任课教师的教学方法和教学态度都非常满意，就是希望老师多让学生们参与一些与本课程有关的项目”。
&&&&在学生递交的课程设计报告中，05级的罗日强、解栋邓、钞红光同学都写到“这次课程设计对我综合运用所学知识的能力的提高有不小的帮助，之前做的实验都是很简单，跟硬件结合也没这么复杂，实现的功能都比较简单，可是这次要实现的功能相对来说比较复杂，要求掌握的知识比较综合”，“经过短短一周的课程设计，我认识到，课程设计能真正让人学到实际应用的东西的一门课程，收获比上几个星期还多”。05级的赵先烈、鲁冰、胡航凯写到“通过改课程设计，使得死板的课本知识变得生动有趣，激发了我们学习的积极性”“。还有许多同学在设计报告中表达出“当我们看到这个设计在我们手中逐渐成型，到最终成功，那份成就实在是很难用语言描述”。
（3）课程目标
&&&&通过本实践环节的训练，使学生进一步掌握微机的基本原理、掌握多种接口技术、多种芯片的接口编程方法，使学生具备利用微机进行系统软、硬件设计能力。为毕业设计，乃至走向工作岗位进行项目申报、实施奠定了基础。
1.2 实践课程内容 &
1.3 实验课程组织形式与教师指导方法
&&&&课程讲授到相应知识点后，立即进行配套的实验项目，为了提高实验质量，教学队伍利用FLASH工具设计了实验项目的动画演示。实验课程由教学老师和实验老师共同指导，实验项目完成后，老师检查结果并提问，对学生的知识的掌握进行测试，更重要的是，严格管理学生，督促学生独立完成实验，尽教师的职责杜绝抄袭。课程学期末的1周集中在实验室完成课程设计及其答辩工作。
1.4 实验课程的考核内容与方法
&&&&实验课程的考核方法与内容是，学生每做一个实验，老师当场检查实验结果，并提问回答，根据其正确性当场评分，最后提交实验报告。
&&&&课程设计的考核方法是根据课程设计报告，以及设计答辩结果现场给出评分。
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