《微機原理與接口技術》課程教學大綱

《微機原理與接口技術》課程教學大綱課程編號33442007課程名稱微機原理與接口技術課程性質(zhì)*專業(yè)基礎類英文名稱MicrocomputerPrinciplesandInterfaceTechniques*數(shù)學與自然科學類、工程基礎類、專業(yè)基礎類、專業(yè)類、工程實踐與畢業(yè)設計（論文）、人文社會科學類；學分學時處（）內(nèi)為實驗學時。一、課程簡介本課程是電子信息工程專業(yè)本科生學習和掌握微型計算機硬件知識、匯編語言程序設計和微型計算機接口技術的入門課程，是該專業(yè)的必修專業(yè)基礎課，它擔負著專業(yè)培養(yǎng)方案中培養(yǎng)學生具有初步的計算機應用能力的功能。它以計算機基礎、程序設計語言和數(shù)字邏輯與系統(tǒng)為知識和能力發(fā)展的基礎，為后期的單片機原理及接口技術、DSP技術與應用和嵌入式系統(tǒng)的學習奠定科學合理的方法和能力支持；其教學目的和任務是使學生掌握微處理器的基本結(jié)構(gòu)，微型計算機工作原理，匯編語言程序設計方法，接口電路的結(jié)構(gòu)、工作原理及其與CPU、微型計算機外部設備等的硬件連接以及微型計算機應用系統(tǒng)的基本組成、體系結(jié)構(gòu)、工作原理和相應的程序設計等系統(tǒng)開發(fā)技術。該課程的學習方法和課程特色可以概括為注重理解、注重實踐和注重應用。二、課程教學目標在層次遞進的計算機應用能力培養(yǎng)過程中，融合了系統(tǒng)硬件設計、應用軟件設計和系統(tǒng)調(diào)試的綜合性應用需要從科學合理的知識結(jié)構(gòu)和相應的能力培養(yǎng)和工程素質(zhì)等多方面努力，對學生的基本理論、基本知識和基本技能都提出了較高的要求。本課程通過系統(tǒng)學習Intel808616位微型機的組成、工作原理、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及各種相關的接口技術知識，為本專業(yè)學生的計算機應用綜合能力和素質(zhì)提高奠定基礎。在學習到微處理器的發(fā)展歷史部分還可介紹中科院計算所設計開發(fā)的國產(chǎn)微處理器龍芯系列產(chǎn)品，以及銀河系列、曙光系列大型、巨型計算機在我國從無到有的發(fā)展歷程。課程教學目標如下：1．通過對本課程的學習要求掌握微型計算機的基本概念、微型計算機系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理等基本知識；掌握微型計算機應用系統(tǒng)軟/硬件的基本分析方法、設計的方法，為有關后續(xù)課程的學習打下較好的基礎；認識用計算機系統(tǒng)知識解決工程問題的方法和途徑。[1.2]2.熟悉常用微型計算機應用系統(tǒng)的設計/開發(fā)解決方案、設計技術，常用可編程接口芯片的硬件接口設計和接口軟件設計以及微機系統(tǒng)的調(diào)試方法。[4.2]3.能夠?qū)碗s工程問題進行分析并研究使用計算機設計解決方案，獲得有效的實驗數(shù)據(jù)。[4.2]4.開闊對于微型計算機應用的新技術、新體系結(jié)構(gòu)的認識，研究微機應用系統(tǒng)設計技術及新技術、新系統(tǒng)，培養(yǎng)終身學習的能力和習慣。[12.1]課程教學目標與畢業(yè)要求的對應關系見表1：表1畢業(yè)要求指標點實現(xiàn)矩陣畢業(yè)要求畢業(yè)要求指標點課程目標權重1．工程知識1.2掌握計算機、電子、信息、通信、測控及其它工程基礎知識，并有效將其應用于電子信息領域工程問題的軟硬件分析與設計。10.254．研究4.2針對電子信息工程的復雜工程問題，具備選擇技術路線、設計實驗方案能力，并獲取準確實驗數(shù)據(jù)。2，30.512．終身學習12.1具有自主學習和終身學習的意識，掌握拓展知識和能力的基本方法和途徑。40.25三、課程教學目標達成途徑（或教學設計）表2教學目標達成途徑課程教學目標達成途徑考核方式1．通過對本課程的學習要求掌握微型計算機的基本概念、微型計算機系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理等基本知識；掌握微型計算機應用系統(tǒng)軟/硬件的基本分析方法、設計的方法，為有關后續(xù)課程的學習打下較好的基礎；認識用計算機系統(tǒng)知識解決工程問題的方法和途徑。通過課堂講授與學生實驗，作業(yè)等達成。課堂表現(xiàn)、習題作業(yè)、實驗動手能力與考試。2．熟悉常用微型計算機應用系統(tǒng)的設計/開發(fā)解決方案、設計技術，常用可編程接口芯片的硬件接口設計和接口軟件設計以及微機系統(tǒng)的調(diào)試方法。通過課堂講授與學生實驗,作業(yè)等達成。課堂表現(xiàn)、習題作業(yè)與實驗方案報告。3．能夠?qū)碗s工程問題進行分析并研究使用計算機設計解決方案，獲得有效的實驗數(shù)據(jù)。實驗、作業(yè)課程實習等達成。課堂表現(xiàn)、習題作業(yè)與設計方案報告。4．開闊對于微型計算機應用的新技術、新體系結(jié)構(gòu)的認識，研究微機應用系統(tǒng)設計技術及新技術、新系統(tǒng)，培養(yǎng)終身學習的能力和習慣。通過課堂講授與學生學習（小組討論、案例研討）等達成。課堂表現(xiàn)、研究報告等。四、課程教學內(nèi)容、教與學的要求本課程教學內(nèi)容要從學生的學習、認識規(guī)律出發(fā)，一切以學生為中心地組織內(nèi)容和學習過程，把抽象的計算機體系結(jié)構(gòu)、工作原理和工作過程通過由淺入深、由表及里的螺旋式推進過程展現(xiàn)出來，并引導學生直觀地認識、理解所學內(nèi)容；同時要結(jié)合具體的學時數(shù)合理地安排、組織教學內(nèi)容，切忌填鴨式、死記硬背式的不求甚解的教與學方式。在教學理念、教學方法和教學過程中要至始至終體現(xiàn)該門課程的特點，即注重理解、注重實踐和應用廣泛。同時也要從學生的具體情況出發(fā)，把抽象的微型計算機概念、工作原理、工作過程、分析方法、設計過程和應用方法通過具體、直觀的講解以幫助學生全面、直觀地認識它們，幫助學生克服畏難情緒以樹立科學的學習精神和信心，通過安排學生動手實驗培養(yǎng)和鍛煉學生分析具體工程問題和有關工業(yè)標準的能力，理解匯編語言程序設計的原理和過程、匯編程序執(zhí)行過程和方法、程序調(diào)試技術，微型計算機接口技術以及應用計算機技術解決實際工程問題的綜合能力，還要體現(xiàn)飛速發(fā)展的計算機新體系結(jié)構(gòu)、新技術標準、新產(chǎn)品對當今時代的影響，培養(yǎng)學生良好的學習習慣、學習方法以及繼續(xù)學習、自主學習和終生學習的習慣和素養(yǎng)，達到提高學生微型計算機應用能力的綜合要求。具體要求見表3。表3教學內(nèi)容與教學要求要求序號教學內(nèi)容教與學的要求學時教學目標1分章節(jié)詳細闡明主要教學內(nèi)容或教學活動，體現(xiàn)和說明授課進度編排的邏輯關系，使學生對課程有一個全面、概略性的了解第1章計算機基礎知識1.1數(shù)制：二進制數(shù)、十六進制數(shù)、十進制數(shù)及其轉(zhuǎn)換1.2邏輯電路：與、或、非、與非、或非、異或等1.3布爾代數(shù)：邏輯運算1.4二進制數(shù)的運算及加法電路：運算規(guī)則、電路實現(xiàn)等闡明主要教學重點和難點，知識和能力目標達成的教學方法，授課進度，測驗考試作業(yè)安排，基本教學要求1.要求主要教學重點和難點：數(shù)制、邏輯電路、布爾代數(shù)、原碼、反碼、補碼（1）教學方法：講授式、討論式、啟發(fā)式。（2）教學手段：板書、多媒體。（3）教學要求：1)了解：微處理器的發(fā)展歷史。2)理解：二進制數(shù)的運算及加法電路。3)掌握：數(shù)制、邏輯電路、布爾代數(shù)、原碼、反碼、補碼2.作業(yè)內(nèi)容（1）復習第1章內(nèi)容；（2）完成教材第1章作業(yè)。3.教學方法講授式、討論式、案例式與啟發(fā)式相結(jié)合。212第2章微型計算機的基本組成電路2.1算術邏輯單元：ALU2.2觸發(fā)器2.3寄存器：緩沖寄存器、移位寄存器、計數(shù)器、累加器2.4三態(tài)輸出電路：三態(tài)門2.5總線結(jié)構(gòu)2.6譯碼器2.7存儲器：只讀存儲器、隨機存儲器1.要求（1）了解：只讀存儲器、隨機存儲器。(2）理解：觸發(fā)器、算術邏輯單元、寄存器、三態(tài)輸出電路、譯碼器、總線結(jié)構(gòu)、存儲器2.作業(yè)內(nèi)容（1）復習第2章內(nèi)容；（2）完成教材第2章作業(yè)。3.教學方法講授式、討論式、案例式與啟發(fā)式相結(jié)合。案例2:總線的結(jié)構(gòu)213第3章微型計算機的基本工作原理3.1微型計算機結(jié)構(gòu)的簡化形式3.2指令系統(tǒng)3.3程序設計3.4執(zhí)行指令的例行程序3.5控制部件3.6微型計算機功能的擴展3.7初級程序設計舉例3.8控制部件的擴展3.9現(xiàn)代技術在微型計算機中的應用介紹微處理器的發(fā)展歷史部分還可介紹中科院計算所設計開發(fā)的國產(chǎn)微處理器龍芯系列產(chǎn)品，以及銀河系列、曙光系列大型、巨型計算機在我國從無到有的發(fā)展歷程。1.要求1）了解:微型計算機能運算、能判別、能決策及運行速度快。2）理解:微型計算機結(jié)構(gòu)的簡化形式、執(zhí)行指令的例行程序、控制部件、微型計算機功能的擴展、初級程序設計、控制部件的擴展、現(xiàn)代技術在微型計算機中的應用。3）掌握:指令系統(tǒng)、程序設計。2.作業(yè)內(nèi)容（1）復習第3章內(nèi)容；（2）完成教材第3章作業(yè)。3.教學方法講授式、討論式、案例式與啟發(fā)式相結(jié)合。41，44第4章16位微處理器4.116位微處理器概述4.28086/8088CPU的結(jié)構(gòu)4.38086/8088CPU的引腳信號和工作模式4.48086/8088的主要操作功能1.要求(1）了解：微處理器的發(fā)展歷史。(2）理解：8086/8088的主要操作功能。(3）掌握：8086/8088CPU的結(jié)構(gòu)、8086/8088CPU的引腳信號和工作模式。2.作業(yè)內(nèi)容（1）復習第4章內(nèi)容；（2）完成教材第4章作業(yè)。3.教學方法講授式、討論式與啟發(fā)式相結(jié)合。415第6章PC的總線及整機結(jié)構(gòu)6.1總線概述6.2局部總線6.3輸入輸出接口總線6.4Pentium微型計算機系統(tǒng)6.5PC主機結(jié)構(gòu)及主板1.要求(1）了解：PC主機結(jié)構(gòu)及主板、Pentium微型計算機系統(tǒng)、PC的外存儲設備。(2）理解：總線分類、局部總線、輸入輸出接口總線。(3）掌握：局部總線、輸入輸出接口總線。2.作業(yè)內(nèi)容（1）復習第6章內(nèi)容；（2）完成教材第6章作業(yè)。3.教學方法講授式、討論式、與啟發(fā)式相結(jié)合。216第7章匯編語言與匯編程序7.1符號指令中的表達式7.2符號指令的尋址方式7.3常用指令7.4常用偽指令7.5常用DOS系統(tǒng)功能調(diào)用1.要求(1）了解：匯編語言的特點、宏匯編語言。(2）理解：符號指令、表達式、匯編語言程序結(jié)構(gòu)。(3）掌握：尋址方式、常用指令、常用偽指令、常用DOS系統(tǒng)功能調(diào)用。2.作業(yè)內(nèi)容（1）復習第7章內(nèi)容；（2）完成教材第7章作業(yè)。3.教學方法講授式、討論式啟發(fā)式相結(jié)合。43，47第8章匯編語言程序設計8.1順序程序設計8.2分支程序設計8.3循環(huán)程序設計8.4串處理程序設計8.5子程序設計1.要求1）了解：匯編語言程序設計。2）理解：順序程序設計、分支程序設計、循環(huán)程序設計、子程序設計。3）掌握：乘除法指令、BCD數(shù)調(diào)整指令。2.作業(yè)內(nèi)容（1）復習第8章內(nèi)容；（2）完成教材第8章作業(yè)。3.教學方法：講授式、討論式、啟發(fā)式相結(jié)合。31，3，48第9章輸入輸出和接口技術9.1接口的基本概念9.2I/O指令和I/O地址譯碼9.3簡單的數(shù)據(jù)輸入輸出接口1.要求1）了解：接口的基本概念、接口控制原理、接口控制信號。2）理解:I/O指令、I/O地址譯碼。3）掌握：I/O接口與CPU及外設的信號聯(lián)絡關系。2.作業(yè)內(nèi)容（1）復習第9章內(nèi)容；（2）完成教材第9章作業(yè)。3.教學方法講授式、討論式、啟發(fā)式相結(jié)合。22，39第10章中斷技術10.1中斷和中斷系統(tǒng)10.2中斷控制器8259A10.3中斷指令和中斷系統(tǒng)10.4實地址方式下的可屏蔽中斷服務程序設計1.要求(1）了解：中斷的概念。(2）理解：CPU對外部可屏蔽中斷的響應及中斷過程。(3）掌握：中斷系統(tǒng)、中斷控制器8259A。2.作業(yè)內(nèi)容（1）復習第10章內(nèi)容；（2）完成教材第10章作業(yè)。3.教學方法講授式、討論式與啟發(fā)式相結(jié)合。51，410第11章常用可編程接口芯片11.1可編程并行接口8255A11.2可編程計數(shù)器/定時器82531.要求1）了解：接口芯片2）理解：可編程并行接口8255A、可編程計數(shù)器/定時器8253結(jié)構(gòu)。3）掌握：8255A初始化編程、8253初始化編程。2.作業(yè)內(nèi)容（1）復習第11章內(nèi)容；（2）完成教材第11章作業(yè)。3.教學方法講授式、討論式、案例式與啟發(fā)式相結(jié)合。案例28255并行接口方式0、1接口。42實驗內(nèi)容見表4所示。表4實驗安排表序號實驗項目名稱目的要求學時分配實驗類型每組人數(shù)必開選開課程目標1數(shù)據(jù)傳送程序掌握集成開發(fā)環(huán)境的使用及常用調(diào)試命令用法，認識程序結(jié)構(gòu)及查看結(jié)果的方法。2驗證2必開3、42數(shù)碼轉(zhuǎn)換及程序調(diào)試掌握數(shù)制及轉(zhuǎn)換方法，常用程序設計方法2驗證2必開13系統(tǒng)中斷實驗掌握中斷的原理、工作過程以及中斷程序的設計2設計2必開148255并行I/O輸入輸出掌握接口芯片8255的工作原理、接口技術及接口程序設計2綜合2必開2五、課程考核及成績評定1.考核方式：過程考核、形成性評價、終結(jié)性評價2.考核成績組成：結(jié)合教學要求中的知識、理解、分析、應用及綜合等能力層次，體現(xiàn)對學生基本知識、基本技能、分析問題能力、綜合應用能力、專業(yè)素養(yǎng)及創(chuàng)新能力考核要求?？己顺煽冇善綍r成績和期末考試成績組成，其中平時成績占50%（包括課堂表現(xiàn)、課后作業(yè)、課堂討論、隨堂測驗、在線學習、口頭報告、實驗和實驗報告等組成），期末成績（卷面成績）占50%。具體見表5。表5教學目標評價標準成績類型分值權重類別權重考核/評價細則課程目標畢業(yè)要求平時成績1000.5課堂表現(xiàn)0.1根據(jù)學生課堂表現(xiàn)打分，滿分100。1，2，41.2作業(yè)0.3主要考核學生對每章節(jié)知識點的理解和掌握程度；每次作業(yè)按100分制單獨評分，取各次成績的平均值作為書面作業(yè)成績1，2，3實驗0.3根據(jù)實驗完成質(zhì)量，以及實驗報告質(zhì)量評分，滿分100分2，3平時測驗0.2做兩三次平時測驗，每次滿分100分。1，2項目研究0.1以小組為單