一、基本信息
1、课程中文名称：微机原理与接口技术
2、课程英文名称：Microcomputer Principle & Interfacing Technique
3、课程编号：031347
4、课程类别：学科基础课
5、课程性质：必修课
6、适用层次：汉族本科
7、适用专业：农业机械化及其自动化 机械设计制造及其自动化
8、开课学期：6
9、学时：总学时64（理论课学时46，实验课学时18） 
10、学分：4
二、课程教育目标
《微机原理与接口技术》是实践性很强的课程，必须加强实验教学，本课程的任务是：在基础理论方面
，要求学生掌握微机的组成及工作过程；通过对80X86系列高档微机的学习，深入认识微机的常用总线
标准、输入/输出、中断、DMA传送等基本接口技术；同时对微型计算机及有关I/O设备的发展有一定了
解。在技能方面，通过对8255、8251等可编程接口芯片的学习，掌握有关概念及可编程器件的分析与设
计等使用方法，牢固建立并行通信与串行通信的基本概念和实现方法；通过课堂教学和实验能正确使用
微机及其总线解决各种实际问题。
三、教学内容与要求
（一）理论课教学内容
第一章 计算机基础
教学要求：
1.了解微型计算机的发展阶段。
2.掌握微型计算机的分类。
3.掌握微型计算机系统组成。
教学内容：
1.关于微型计算机的简单介绍。
2.微机系统总线组成。
教学重点：
1.微处理器、微型计算机和微型计算机系统的关系。
2.计算机的硬件系统。
3.微型计算机的主要性能指标。
教学难点：
1.微处理器、微型计算机和微型计算机系统的关系。
2.计算机的硬件系统。
第二章 计算机运算基础
教学要求：
1.掌握进制与码制的计算及其之间的相互转换，掌握定点数与浮点数的表示方法。
2.掌握计算机中无符号数、有符号数、英文字符、汉字编码，掌握各种数制与ASCII和BCD码之间的转换
。
3.了解现代微型计算机系统的多总线结构，掌握微机系统的主要技术参数：包括字长，存储容量，速度
，配套外设，配套软件。
教学内容：
1.数据单位表示。
2.数制与数制转换。
3.码制与码制运算。
教学重点：
1.数据单位表示。
2.数制与数制转换。
3.码制与码制运算。
教学难点：
1.数据单位表示。
2.数制与数制转换。
第三章 微处理器与系统结构
教学要求：
1.了解8086CPU的编程结构，总线接口部件 (BIU) 和执行部件（EU） 的功能及特点。
2.掌握8086的寄存器结构。
3.了解8086/8088各个引脚的含义。
4.掌握最小工作模式和最大工作 式的特点与区别。
5.掌握最小工作模式典型连接电路。
6.理解指令周期、总线周期、机器周期。
7.掌握最小模式下的总线读/写操作时序，及其与典型电路对应关系。
8.了解8086的存储器的逻辑地址、物理地址，及其相互关系。
9.掌握8086的存储体结构，规则字/不规则字的操作，A0和BHE的使用。
10.了解8086 I/O端口组织微机组成、微处理器比较、微机总线及工作模式及微机系统结构。
11.理解80386微处理器的主要特性及工作模式。
12.了解80486内部结构及特点。
13.了解Pentium处理器的特点。
14.掌握80486与Pentium总线之间的主要区别。
教学内容：
1.从8086到Pentium Ⅲ。
2. 80X86微处理器的编程结构。
3.80X86微处理器的引脚功能。
4. 80X86微处理器的基本时序。
教学重点：
1.80X86微处理器的基本结构。
2.8086微处理器中的两个独立功能部件：执行部件和总线接口部件。
3.80X86微处理器的各种寄存器结构。
4.8086微处理器工作在最小方式下的引脚功能。
5.8086微处理器的系统配置。
6.80X86微处理器的基本时序。
教学难点：
1.8086微处理器中的EU和BIU独立并行工作。
2.80X86微处理器的新技术。
3.最小方式与最大方式的区别。
第四章 存储器
教学要求：
1.了解存储器的主要技术指标及放映存取速度的TA、TM、BW之间的关系。
2.掌握存储器的分类。
3.掌握内存的基本组成。
4.掌握存储系统的层次结构。
5.掌握SRAM存储器概念，UV——EPROM存储器概念，EEPROM存储器概念。
6.掌握闪速存储器的概念及工作原理。
7.了解动态RAM的基本单元，管脚信号与读写操作；DRAM的刷新；DMAM控制器。
8.了解PC微机随机存储器的演变。
9.掌握存储器接口设计的基本方法。
10.掌握CACHE的概念及工作原理，CACHE的地址映射、地址变换及替换算法。
11.理解CACHE的一致性问题。
12.掌握虚拟存储的概念。
13.理解CACHE与虚存的异同。
14.了解虚存的地址变换。
教学内容：
1.半导体存储器。
2.半导体存储器接口的基本技术。
3.16位和32位系统中内存储器接口。
教学重点：
1.典型的半导体存储器。
2.存储空间的地址分配和片选技术。
3.16位和32位系统中存储器扩展技术。
4.存储器与CPU的连接与扩充。
教学难点：
1.半导体存储器的内部结构。
2.实现片选控制的方法。
3.动态存储器的连接。
4.16位微机系统的奇偶分体。
第五章 汇编语言及其程序设计
教学要求：
1.掌握汇编语言语句及指令语句的概念；伪指令语句的概念。
2.掌握汇编语言的编程环境。
3.掌握DOS与BIOS功能调用的方法。
4.掌握基本结构程序设计方法，会进行基本的汇编语言程序设计。
教学内容：
1.汇编语言语句及指令语句。
2.伪指令语句。
3.汇编语言的编程环境。
4.DOS与BIOS功能调用。
5.基本结构程序设计方法。
教学重点：
1.汇编语言语句及指令语句。
2.DOS与BIOS功能调用。
3.基本结构程序设计方法。
教学难点：汇编语言程序设计。
第六章 输入输出接口及中断技术
教学要求：
1.理解接口电路的功能。
2.掌握微型机与外设的数据传输方式及工作原理。
3.掌握I/O端口地址译码电路设计方法。
4.掌握DMA传送的基本概念，理解DMA控制器8237A的工作原理，了解8237A在PC机中的应用。
5.了解中断系统、中断请求、中断源、中断判优等概念。
6.掌握向量中断响应和处理过程，包括实现中断及返回，优先权排队，中断嵌套。
7.了解8086中断分类和特点，屏蔽中断、屏蔽中断和软件中断。
8.了解8086中断分类和特点，屏蔽中断、屏蔽中断和软件中断。
9.掌握8086硬件中断过程和时序，掌握CPU对中断响应的步骤，包括CPU自动实现的和由用户编程实现的
两部分，掌握中断服务程序的一般格式。
10.了解8259A的基本框图和工作原理，以及它的主要功能，掌握8259A编程命令和工作方式。
11.掌握如何确定8259A的端口地址，控制字（初始化控制字四个ICW1—ICW4，操作控制字三个OCW1—
OCW3）及初始化编程，重点掌握单级，全嵌套模式。
12.掌握中断类型号，中断向量和8088的中断向量表。
教学内容：
1.输入输出接口概述。
2.简单接口电路。
3.数据传送的控制方式。
4.可编程DMA控制器8237A。
5.中断基本概念。
6.8086/8088中断系统。
7.可编程中断控制器8259A。
教学重点：
1.输入/输出的一般问题。
2.程序控制方式的工作原理、硬件设置和软件编制。
3.简单输入/输出接口电路的工作特性和应用。
4.直接存储器存取方式的基本概念及其特点、DMA传送过程。
5.中断处理过程。
6.查询中断与向量中断。
7.简单中断接口的内部结构。
8.8086/8088中断系统。
9.内部中断与外部中断的区别；中断向量、硬件中断与软件中断的区别与联系。 
教学难点：
1.I/O端口两种编址方式。
2.无条件传送和查询传送方式的软硬件分析设计。
3.8237A的DMA操作和传送类型的理解。
4.各种中断的处理过程。
5.中断向量表在中断处理中的作用。
6.8259A的中断优先权管理方式及中断结束方式。
7.8259A中断控制器的初始化过程。
第七章 计数器/定时器接口
教学要求：
1.了解8253/8254内部结构。
2.掌握8253/8254编程控制字。
3.掌握8253/8254的各种工作方式、波形特点。了解8253有哪几种工作方式，各有何不同，掌握方式2和
方式3的应用。
4.掌握8253/8254初始化编程、计数值的读取，掌握怎样确定8253/8254的端口地址；控制字和初始化编
程；能够熟练运用8253进行定时、分频等应用。
教学内容：
1.8254的内部结构。
2.8254的引脚功能。
3.8254的工作方式。
4.8254的命令字与初始化编程。
5.8254计数过程的验证。
6.8254在微机系统中的应用。
7.日时钟中断。
8.定时中断程序设计。
教学重点：
1.8253/8254的内部结构。
2.8253/8254的工作方式。
3.8253/8254的命令字与初始化编程。
4.8253/8254在微机系统中的应用。
教学难点：
1.可编程接口芯片的内部结构。
2.定时器/计数器8253/8254六种工作方式的选用。
3.8253/8254在微机系统中的应用。
第八章 并行通信和并行接口
教学要求：
1.了解8255A内部结构。
2.掌握8255A编程控制字。
3.掌握8255A的各种工作方式、联络控制信号线定义。
4.了解8255A的各种工作方式的时序。
5.掌握8255A初始化编程，中断方式控制。
6.掌握8255A的典型应用。
7.掌握方式1和方式2中应答联络信号、中断信号定义。
教学内容：
1.8255A的内部结构与外部引脚。
2.8255A的控制字与初始化编程。
3.8255A的工作方式。
4.8255A应用举例。
教学重点：
1.“联络”概念。
2.并行接口8255A的结构与端口功能。
3.并行接口8255A的三种工作方式。
4.并行接口8255A的编程与应用实例。
教学难点：
1.并行接口8255A三种工作方式的区别。
2.并行接口8255A在实际应用中的硬件连接与编程。
第九章 串行通信和串行接口
教学要求：
1.掌握串行通信的基本概念，了解串行通信与并行通信的区别与特点，掌握同步，异步通信的特点及数
据帧的格式及波特率；掌握单工，半双工，全双工通信和调制解调的含义。
2.掌握EIA RS-232C接口的特点及常用引脚。
3.了解8250/8251A内部结构。
4.了解8250/8251A对外信号以及连接关系。
5.掌握8250/8251A初始化编程流程。
6.掌握8250/8251A方式选择命令字、控制命令字、工作状态字。
7.了解8250/8251A的初始化编程及其应用。
教学内容：
1.串行通信基础。
2.可编程串行异步通信接口芯片8250。
3.PC机串行通信程序设计。
4.可编程串行通信接口芯片8251A。
教学重点：
1.串行通信与并行通信的区别与特点。
2.8250/8251A初始化编程及方式选择命令字、控制命令字、工作状态字。
教学难点：
8250/8251A初始化编程及方式选择命令字、控制命令字、工作状态字。
第十章 A/D和D/A转换接口
教学要求：
1.了解A/D，D/A转换在计算机测控系统中的作用及概念。
2.了解D/A转换原理，D/A转换分辨率、精度，重点掌握T型电阻DAC原理和特点，正确理解DAC参数(尤其
要理解精度与分辨率的根本区别)。
3.掌握D/A与CPU的接口（包括无锁存、有锁存、8位DB与12位D/A之间接口等），熟练掌握DAC0832，重
点掌握DAC的接口技术。
4.了解A/D转换原理（计数、逐位逼近），A/D转换分辨率和精度等概念，熟练掌握ADC0809，重点掌握
ADC的接口技术。
5.掌握ADC0809工作原理以及两种模拟通道的选择方法（数据总线选择和地址总线选择）。
6.能够运用8255、8253、8259以及A/D、D/A进行模拟量输入/输出的综合设计和应用。
教学内容：
1.数/模（D/A）转换器。
2.数/模转换的原理；数/模转换器DAC0832及应用；DAC0832的引脚和内部结构；DAC0832与的工作方式
；DAC0832与CPU的连接及编程。
3.模/数（A/D）转换器；模/数转换涉及的参数；模/数转换的方法和原理；模/数转换器ADC0809及应用
；ADC0809的引脚和内部结构；ADC0809与CPU的连接及编程。
4.采样保持电路；多路转换模拟开关。
教学重点：
1.模拟接口的基本知识。
2.数/模转换器芯片DAC0832的外特性及连接方式。
3.模/数转换器芯片ADC0809的外特性及接口连接。
教学难点：模拟接口的应用设计。
（二）实验课教学内容与要求
实验一  定时器/计数器实验
实验内容：
计数器的初值为N（N<=0FH），用手动输入单脉冲，编程使计数器在屏幕上显示，同时观察OUT0电平变
化。由8253/8254作为16位定时器使用，每0.1秒钟溢出中断一次，数据总线分别接八个发光二极管。要
求编写程序模拟时序控制装置。
实验要求：
（1）学会8253/8254芯片和微机接口原理和方法。
（2）掌握8253/8254定时器/计数器的工作方式和编程原理。
（3）理解8253/8254定时器、计数器的使用和编程方法；进一步掌握中断处理程序的编程方法。
实验二  8255可编程并行接口实验
实验内容：
利用可编程并行接口芯片8255A，实现交通灯管理控制，进一步实验可用B通道作为开关量输入，A通道
作为输出口，以两个74LS273作为输出口，控制十二个发光二极管亮和灭，模拟交通灯管理。用一组开
关信号接入端口B，端口A输出线接至一组发光二极管上，然后通过对8255编程来实现开关输入控制输出
二极管的发光。
实验要求：
掌握微机系统中扩展外围芯片的方法；了解8255A芯片的结构及编程方法；掌握通过8255A并行口读取开
关数据的方法。学习在微机系统中扩展简单I/O接口的方法。
实验三  8250/8251串行接口实验
实验内容：
从键盘上输入一个字符，将其ASCⅡ码加1后发送出去再接收回来在屏幕上显示，实现自发自收。利用
8251串行口实现双机通信。将A机内存1KB内容通过串行口传送给B机，并显示。利用8251串行口，和并
行输出串行移位寄存器74LS164，扩展I/O口，在数码显示器上循环显示0—9这十个数字。
实验要求：
本实验目的及要求是掌握8251串行口工作方式和编程方法；掌握利用串行口扩展I/O通道的方法，了解
计算机双机通讯的原理。
实验四  中断实验
实验内容：
在实验台上直接用手动产生单脉冲作为中断请求信号，要求实现每次按下微动开关，产生中断请求，
CPU响应中断，显示 “This is a IR7 interrupt”，中断10次，程序结束。
实验要求：
本实验目的及要求是学习外部中断技术的基本使用方法；学习中断处理程序的编制方法。掌握8259的工
作原理及应用编程。
实验五  键盘及显示实验
实验内容：
按动键盘，6位数码管上显示相应的字符；设计一个电子钟，由8253中断定时，小键盘控制电子钟的启
停及初始值的预置。
实验要求：
（1）掌握8255的编程原理及应用。
（2）掌握非编码键盘的工作原理。
（3）掌握数码管的显示方法。
实验六  D/A与A/D接口实验
实验内容：
利用DAC0832编制程序产生锯齿波、三角波、正弦波，三种波轮流显示。利用ADC0809做A/D转化实验，
用电位器提供模拟量输入，编制程序，将模拟量转换成数字量，用发光二极管显示。
实验要求：
本实验目的及要求是了解D/A转换的基本原理；了解D/A转换芯片0832的性能及编程方法；了解微机系统
中扩展D/A转换的基本方法。掌握A/D转换与微机的接口方法；了解ADC0809转换性能及编程方法。
实验七  步进电机实验
实验内容：
利用DAC0832编制程序输出一串脉冲，经放大后驱动小电机，改变输出脉冲的电平及持续时间，达到使
电机正转、反转、加速、减速的目的。编写程序控制步进电机的转动。
实验要求：
本实验目的及要求是进一步解D/A转换的基本原理、编程方法；了解直流电机控制的基本方法。
实验八  汇编语言程序设计
实验内容：
DEBUG 的基本命令；编写和调试简单的顺序结构程序、分支结构程序、循环结构程序及子程序；用汇编
语言编写程序完成具体功能，实现编译、连接、调试过程。
实验要求：
（1）理解DEBUG 的基本命令，掌握其基本命令的使用方法；掌握顺序结构、分支结构、循环结构程序
的特点，学会编写和调试简单的结构程序；了解子程序的特点，学会利用子程序结构编写和调试较复杂
的程序；用汇编语言编写程序完成具体功能，实现编译、连接、调试过程。
（2）理解CPU工作原理，熟悉DEBUG常用命令的使用，编制汇编语言程序。
实验九  接口综合设计
实验内容：
综合利用8259、8253、8255、A/D芯片完成设计。
实验要求：
要求学生熟悉汇编语言程序设计的调试工具，熟悉指令系统，并在此基础上掌握基本的汇编语言程序设
计。目的是加强学生计算机应用能力，培养学生实际动手能力，实验研究能力。可编程接口芯片的应用
。
四、学时分配
章节	主要内容	                   各个教学环节学时分配	               备注
		               理论	实验	习题	讨论	其它	小计	
第一章	计算机基础	        4					 4	
第二章	计算机运算基础	        5					 5	
第三章	微处理器与系统结构      5	 2				 7	
第四章	存储器	                4	 2				 6	
第五章	汇编语言及程序设计	6	 2				 8	
第六章	输入输出接口及中断技术	4	 2				 6	
第七章	计数器/定时器接口	5	 2				 7	
第八章	并行通信和并行接口	5	 4				 9	
第九章	串行通信和串行接口	4	 2				 6	
第十章	模数转换和数模转换	6	 2				 8	
	     合计               46	 18				 64	
五、作业、练习的安排与要求
1.课内主要以讨论及课堂练习的形式为主。
2.作业主要按教材习题布置，巩固和加深理解课堂教学中的基本概念和基本理论。
六、相关联的课程
1.先修课程
计算机文化基础、计算机技术基础、电路分析、模拟电子技术、数字电子技术。
2.后续课程
单片机与接口技术、自动控制原理、传感器与检测技术。
七、教材与教学参考书
1.建议教材：
[1]微型原理与接口技术，周鹏 主编，北京：机械工业出版社，2011年3月。
[2]微型计算机原理与接口技术，尹建华、张惠群、刘鲁源、刘迎澍 编著，北京：高等教育出版社，
2003年8月，第1版。
[3]微型计算机原理与接口技术，姚燕南、薛钧义 主编，北京：
高等教育出版社，2004年11月，第1版。
[4]32位微型计算机原理与接口技术，仇玉章 主编，北京：清华大学出版社，2000年8月，第1版。
2.建议参考书目： 
[1]微型计算机原理及应用，郑学坚 主编，北京：清华大学出版社，2001年8月，第3版。
[2]微机计算机原理与接口技术常见题型解析及模拟题，武自芳主编，西安：西北工业大学出版社，
2003年9月，第3版。
[3]微型计算机原理典型题解析及自测试题，乔瑞萍、欧文 编著，西安：西北工业大学出版社，2001年
，第1版。
[4]微机原理与接口技术重点难点及典型题精解，马瑞芳等 编著，西安：西安交通大学出版社，2002年
。 
[5]微型计算机原理接口技术及其应用，史新福、冯萍 主编，西安：西北工业大学出版社，2004年，第
2版。
[6]微型计算机接口技术，刘乐善 主编，广州：华南理工大学出版社，2002年。
八、考核
1.考核方式：笔试、闭卷。
2.成绩评定：课程考核成绩由期末考试成绩、平时成绩和实验测试成绩综合评定。其中期末考试成绩占
70%；平时成绩占10%；实验测试成绩占20%。