微机原理接口实验

微机原理接口实验（精选9篇）

1.微机原理接口实验 篇一

课程设计说明书

课程设计名称：

微机原理与接口技术课程设计

课程设计题目：

微机打印口外接交通灯模拟LED显示器

学

院

名

称：

信息工程学院

专业：

计算机科学与技术

班级：

学号：

姓名：

评分：

教师：

年

X

月

X

日

设计选题及功能说明

设计选题：微机打印口外接交通灯模拟LED显示器。

课题要求及功能说明：

通过微机打印插座(25D)设计，用微机编程可实现对打印口外接12个路口交通灯(红、绿、黄)的控制显示等。

设有一个十字路口，1、3为南北方向，2、4为东西方向，初始为四个路口的红灯全亮，之后，1、3路口的绿灯亮，2、4路口的红灯亮，1、3路口方向通车；

延时一段时间后，1、3路口的绿灯熄灭，而1、3路口的黄灯开始闪烁，闪烁若干次后，1、3路口红灯亮，而同时2、4路口的绿灯亮，2、4方向通车；

延时一段时间后，2、4路口的绿灯熄灭，而黄灯开始闪烁，闪烁若干次后，再切换到1、3路口方向，之后重复上述过程。

硬件电路设计

硬件电路采用Protel

Technology公司的CAD工具Protel

99进行设计。

2.1

8255A芯片选择

按照课题设计要求，我们选择通过8255A并口来控制LED发光二极管的亮灭，8255A具有3个通道3种工作方式的可编程并行接口芯片。使用前要写入一个方式控制字选择A、B、C三个端口各自的工作方式，共有三种;

方式0

：基本的输入输出方式，即无须联络就可以直接进行的I/O方式。其中A、B、C口的高四位或低四位可分别设置成输入或输出。

方式1

：选通I/O,此时接口和外围设备需联络信号进行协调，只有A口和B口可以工作在方式1，此时C口的某些线被规定为A口或B口与外围设备的联络信号，余下的线只有基本的I/O功能，即只工作在方式0.方式2：

双向I/O方式，只有A口可以工作在这种方式，该I/O线即可输入又可输出，此时C口有5条线被规定为A口和外围设备的双向联络线，C口剩下的三条线可作为B口方式1的联络线，也可以和B口一起方式0的I/O线。

8255A引脚信号如右图

2.2电路设计

本设计用DB25

连接8255控制12个LED亮灭

电路原理图如图1：

图1

交通灯原理图

2.3印刷电路图设计

制作pcb印刷电路板，采用的是自动布线的方法。即利用正确的原理图制作网络表，然后新建CAM

output

configuration文件，在设定好印刷板得规格大小后导入刚才生成的网络表，然后再调整各元件的位置，等待其自动布线。经过多次设计修改，本交通灯模拟LED显示器的PCB图如图2所示

图2

交通灯模拟LED显示器

测试程序

用汇编语言编写对交通灯的测试程序要根据交通灯原理图，主机与8255A连接：从交通灯原理图可以看出，低电平有效/CS选择8255A，通过对A0、A1控制选择8255A的PBPC端口，低电平有效/WR控制输入；8255A与交通灯连接：8255A的端口PB高4位分别与交通灯的四个方向的绿灯相连，PC端口的低4位与四个方向的红灯相连，PC端口的高4位与四个方向的黄灯，从交通灯原理图可看出一下特点（1）相对方向的灯保持一致，如1、3,方向，2、4方向。那么在设计程序时，1、3方向的一样，2、4方向的一样（2）四个方向的交通灯可能出现的组合：红绿、红黄，不会出现绿黄。既不能出现端口PB高4位与PC端口的高4位同时有效的情况。根据以上所述程序可以设计为如下

DATAPT

EQU

378H

CTRLPT

EQU

37AH

INTCNT

EQU

GDURA

EQU

YDURA

EQU

RDURA

EQU

GSTATE

EQU

0

Y1STATE

EQU

Y2STATE

EQU

RSTATE

EQU

Y3STATE

EQU

Y4STATE

EQU

DSEG

SEGMENT

OLD1CH

DD

?

LTSTATE

DB

?

YBLKCNT

DB

0

DSEG

ENDS

CSEG

SEGMENT

ASSUME

CS:

CSEG,DS:

DSEG

START:

MOV

DX,CTRLPT

MOV

AL,11101100B

OUT

DX,AL

MOV

DX,DATAPT

MOV

AL,10000000B

OUT

DX,AL

MOV

AX,351CH

INT

21H

MOV

WORD

PTR

OLD1CH,BX

MOV

WORD

PTR

OLD1CH

+

2,ES

MOV

DX,OFFSET

NEW1CH

MOV

AX,251CH

CALL

GREEN

INT

21H

MOV

AH,0

INT

16H

LDS

DX,OLD1CH

MOV

AX,251CH

INT

21H

MOV

AH,4CH

INT

21H

NEW1CH:

CMP

CX,0

JZ

NEXT

DEC

CX

IRET

NEXT:

CMP

LTSTATE,GSTATE

JZ

GRN

CMP

LTSTATE,Y1STATE

JZ

YLW1

CMP

LTSTATE,Y2STATE

JZ

YLW2

CMP

LTSTATE,RSTATE

JZ

RD

CMP

LTSTATE,Y3STATE

JZ

YLW3

CMP

LTSTATE,Y4STATE

JZ

YLW4

GRN:

CALL

GREEN

IRET

YLW1:

CALL

YELLOW1

IRET

YLW2:

CALL

YELLOW2

IRET

RD:

CALL

RED

RET

YLW3:

CALL

YELLOW3

IRET

YLW4:

CALL

YELLOW4

IRET

GREEN

PROC

;

;绿灯

PUSH

AX

PUSH

DX

MOV

DX,CTRLPT

MOV

AL,11101000B

OUT

DX,AL

MOV

DX,DATAPT

MOV

AL,11110000B;1、3方向的绿灯，2、4方向的红灯亮30秒

OUT

DX,AL

MOV

DX,MOV

AL,11100100B

OUT

DX,AL

MOV

DX,DATAPT

MOV

AL,10100101B

OUT

DX,AL

MOV

CX,GDURA

*

INTCNT

MOV

LTSTATE,Y1STATE

POP

DX

POP

AX

RET

GREEN

ENDP

YELLOW1

PROC

;黄灯

PUSH

AX

PUSH

DX

MOV

DX,CTRLPT

MOV

AL,11100100B

OUT

DX,AL

MOV

DX,DATAPT

MOV

AL,11110101B

;

1、3方向的黄灯亮0.5秒（黄灯一共闪烁3次，即亮灭各3次）

OUT

DX,AL

MOV

DX,CTRLPT

MOV

AL,11101000B

OUT

DX,AL

MOV

DX,DATAPT

MOV

AL,10100000B

OUT

DX,AL

MOV

CX,INTCNT

/

MOV

LTSTATE,Y2STATE

POP

DX

POP

AX

RET

YELLOW1

ENDP

YELLOW2

PROC

PUSH

AX

PUSH

DX

MOV

DX,CTRLPT

MOV

AL,11101000B

OUT

DX,AL

MOV

DX,DATAPT

MOV

AL,11110000B;

1、3方向的黄灯灭0.5秒（黄灯一共闪烁3次，即亮灭各3次）

OUT

DX,AL

MOV

CX,INTCNT

/

INC

YBLKCNT

CMP

YBLKCNT,YDURA

JZ

CHGRED

MOV

LTSTATE,Y1STATE

JMP

Y2RET

CHGRED:

MOV

LTSTATE,RSTATE

MOV

YBLKCNT,0

Y2RET:

POP

DX

POP

AX

RET

YELLOW2

ENDP

RED

PROC

;红灯

PUSH

AX

PUSH

DX

MOV

DX,CTRLPT

MOV

AL,11100100B

OUT

DX,AL

MOV

DX,DATAPT

MOV

AL,01011010B;

1、3方向的红灯，2、4方向的绿灯亮30秒

OUT

DX,AL

MOV

CX,RDURA

*

INTCNT

MOV

LTSTATE,Y3STATE

POP

DX

POP

AX

RET

RED

ENDP

YELLOW3

PROC;

PUSH

AX

PUSH

DX

MOV

DX,CTRLPT

MOV

AL,11100100B

OUT

DX,AL

MOV

DX,DATAPT

MOV

AL,11111010B

;

2、4方向的黄灯亮0.5秒（黄灯一共闪烁3次，即亮灭各3次）

OUT

DX,AL

MOV

DX,CTRLPT

MOV

AL,11101000B

OUT

DX,AL

MOV

DX,DATAPT

MOV

AL,01010000B

OUT

DX,AL

MOV

CX,INTCNT

/

MOV

LTSTATE,Y4STATE

POP

DX

POP

AX

RET

YELLOW3

ENDP

YELLOW4

PROC

PUSH

AX

PUSH

DX

MOV

DX,CTRLPT

MOV

AL,11101000B

OUT

DX,AL

MOV

DX,DATAPT

MOV

AL,11110000B

;

2、4方向的黄灯灭0.5秒（黄灯一共闪烁3次，即亮灭各3次）

OUT

DX,AL

MOV

CX,INTCNT

/

INC

YBLKCNT

CMP

YBLKCNT,YDURA

JZ

CHGGRN

MOV

LTSTATE,Y3STATE

JMP

Y4RET

CHGGRN:

MOV

LTSTATE,GSTATE

MOV

YBLKCNT,0

Y4RET:

POP

DX

POP

AX

RET

YELLOW4

ENDP

CSEG

ENDS

END

START

小结

通过本次关于微机打印口外接交通灯模拟LED显示器的课程设计，我了解了交通灯的工作原理，而在此基础上设计原理图和硬件电路板，则让我对课本上的知识进行了实际的应用，例如DB25

25帧的打印机接口，8255A芯片，对他们的功能及作用都有了较深的理解。完成本次实验的工具软件是protel99，这是一款电子工程师设计电路原理图和PCB的行业软件。不过值得注意的是，本软件的汉化版经常出现问题，特别是对制作pcb图的影响很大。所以建议使用protel99的英文版。通过主机打印口和8255A接口的连接，对db25各个针脚功能有了更深入得了解，拓展了课本上的知识。因为在整个小组中我主要负责制作pcb这一块，所以觉得确定印刷电路板的尺寸大小，定印刷电路层次和元器件布局很重要。实验的最后一部分是编写程序，增强了我的汇编语言能力。

参考文献

戴梅萼

史嘉权

微型计算机技术及应用（第4版）

清华大学出版社

2008年2月

Protel

99SE电路设计基础与工程范例

赵景波

王臣业编著

清华大学出版社2008年5月

Protel

99SE

电路设计与制板

朱云芳

江桦

翟旭等编著

机械工业出版社

2007年11月

汇编语言程序设计教程

(第二版)

卜艳萍编著

清华大学出版社

2007

胡景春

实践优秀作品选编

东南大学出版社

2010年2月

胡景春

刘洪

微机原理＼单片机应用实验指导（第二版）

南昌航院计算机系

2004

附录一

电路原理图

附录二

PCB图

附录三

25针并行口打印机口的针脚功能表

南chang航空大学

2.微机原理接口实验 篇二

1 目前微机原理与接口技术实验教学中存在的问题

1.1 实验课程内容陈旧

长期以来, 微型计算机原理及应用课程的实验教学以16位的8088/8086芯片为CPU的IBM PC/XT个人计算机为背景, 通过实验帮助学生建立微机原理和硬件接口电路的原理[1]设计、连接与调试等有关概念, 并以此培养学生的动手能力。16位微机原理及应用课程实验[2]教学一直起到了重要的作用。但随着近年来微处理器从16位的8086/8088到32位80X86系列, 从Pentium系列到酷睿2处理器的迅速发展, 个人计算机得到迅速升级, 微机原理和接口技术也快速发展。为了适应当今时代要求, 该课程的教学内容需要以8086/8088为基础, 以80386为重点, 面向Pentium新一代微处理器, 向32位微机系统[3,4]转变。这就要求微机原理及应用这门课程的教材、实验设备以及实验内容都进行相应的转变。只有不断地更新技术和新知识、改进课程及实验教学内容, 才能使学生及时掌握当今时代需要的计算机技术, 以便能更好地立足于社会、服务于社会。

1.2 验证性实验教学扼杀了学生的创新能力和创新欲望

现在高校中对于该门课程的实验都采用实验箱, 忽略了对芯片功能进行验证性实验, 基本上学生没有自主的创新环节。在课程设计阶段, 老师把程序编写好, 学生照着老师的步骤连接好各种线路, 再把程序录入, 调试运行, 观察结果写出实验报告, 最后导致所有学生的实验报告都是一个结论。

1.3 学生实验成绩考核缺乏科学性

一般来说, 学生的实验成绩以实验报告成绩作为准, 实际操作成绩的好坏不影响其成绩, 所以少数学生实验时敷衍了事, 不愿动手, 课后不认真总结思考, 经常出现没有做实验却写实验报告等非正常现象。以计算机学院为例, 实验成绩只占成绩的20%-30%, 所以少数学生未能真正重视实验, 实验时精力投入不够, 影响了实验效果。有的学生非常被动, 无法发挥想像力和主观能动性, 做实验是蜻蜒点水, 走走过场, 这很不利于独立思考和动手能力的培养, 更不利于开发学生的聪明才智, 不能培养学生理论联系实际及解决问题的能力和创新能力。

2 解决办法及改进措施

2.1 改进实验内容

改进实验内容是必要的和必须的。保留8086/8088实验内容作为基础, 引入32位微机原理实验, 其目的在于从更高层次上学习和掌握80X86微机原理, 学生首先了解32位微处理器的实模式、保护模式和虚拟86模式的工作机制, 让学生在实验中掌握80X86微机原理及操作。32位微机接口技术实验将围绕PC机内部构成原理及常用接口芯片的使用和PCI总线技术及应用来开展设计, 继而扩展到微机接口技术综合实验、微机控制应用综合性实验、Windows下的PCI设备驱动程序及其接口应用设计实验、USB设备应用设计实验。其中32位微处理器的实模式和保护模式下的中断、切换实验研究;32位微机接口技术实验中的键盘扫描及显示设计实验、点阵LED显示设计实验研究;PCI总线接口技术实验研究可结合课程设计重点开展[5]。

2.2 改革实验教学体系和改善教学手段

教学体系上, 我们应该以培养学生实践创新能力为核心, 认清我们的目的, 改革综合设计性实验创新性, 以增强学生的实验兴趣, 让其积极参与实验活动。教学手段上, 我们可以采取“精讲-实验-设问-点拨”的教学方法, 给学生营造一种宽松地、主动地、探索性的学习环境。

精讲。在实验课讲授中简要介绍相关的理论知识和实际应用背景, 明确提出培养训练要求, 对基本性实验, 就是要突出四个“一”, 围绕一个基本原理, 掌握一组实验仪器, 学会一种研究方法, 解决一类实际问题。

设问。在实验教学全过程中, 贯彻“发现问题, 解决问题”的基本思想, 引导学生去接近问题, 发现问题, 解决问题, 把对问题的认识逐渐引向深入。

点拨。针对不同的同学, 结合在实验中提问和暴露出的具体问题, 给予必要的提示, 指点和拨乱求正, 实施实验教学中的因材施教和分层次教学。

研讨。在教学的全过程中, 及时收集共同性的问题, 及时组织集体讨论, 达到总结和强化的目的, 适当的研究式的讨论有助于认识的升华、素质的养成。

评析。在学生完成论文式实验报告的基础上进行恰当的、有教益的分析和评价, 特别要着重指出实验中的成绩及还未被学生发现和认识的问题, 引导学生深入思考、提出补充分析。

2.3 改善成绩考核办法提高实验成绩比例

课程考试或考核的目的主要是检验教与学的效果, 促进教学内容的完善, 教学方法的改进, 促进素质教育和人才培养, 同时考核制度也是引导学生改进学习方法的有效途径。通过总结和改革, 《微机原理与接口技术》实验课采取实验操作考试 (在一组实验题中随机抽出一题在规定时间内完成) 与总结文章相结合的多元化实验考核方法, 统筹考核实验过程与实验结果, 激发了学生实验兴趣, 提高了实验能力。学生的实验成绩构成及比例为:实验总成绩=平时成绩×40%+实验操作考核×60%。

另外, 我们要极推进实验报告的改革和探索, 鼓励学生实验报告论文化, 强化了学生科学研究素养和分析归纳实验过程、实验数据的能力。在综合提高、设计性和研究创新型实验中要求学生以论文形式完成实验报告。

3 结束语

微机原理与接口技术实验教学是培养计算机类专业学生动手能力和创新思维能力的重要教学手段, 是学生实践能力和创新能力培养的必需环节。微机原理与接口技术实验教学改革是一个长期的过程, 不可能一蹴而就, 本文主要分析了实验环节的问题并提出了改革方法, 有助于提高教学质量、改善教学效果、提高学生的学习兴趣, 进而提高学生的学习效率, 我们应该重视实验教学和实践教学环节, 不断进行实验教学改革, 全面系统提高实验教学水平。

参考文献

[1]杨素行.微型计算机系统原理与接口技术[M].北京:清华大学出版社, 2004.[1]杨素行.微型计算机系统原理与接口技术[M].北京:清华大学出版社, 2004.

[2]学坚, 周斌, 马立妮.微型计算机原理及应用实验指导 (第二版) [M].北京:清华大学出版社, 2001.[2]学坚, 周斌, 马立妮.微型计算机原理及应用实验指导 (第二版) [M].北京:清华大学出版社, 2001.

[3]杨全胜, 友彬.现代微机原理与接口技术 (第二版) [M].北京:电子工业出版社, 2008.[3]杨全胜, 友彬.现代微机原理与接口技术 (第二版) [M].北京:电子工业出版社, 2008.

[4]陈红卫.微机原理与接口技术[M].北京:科学技术出版社, 2009.[4]陈红卫.微机原理与接口技术[M].北京:科学技术出版社, 2009.

3.微机原理接口实验 篇三

关键词:教学改革;理论教学;创新能力;虚拟实验平台

中图分类号:H191 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2010) 04-0000-01

Reform of Course Theory &Experimental Teaching on《Microcomputer Principles and Interface Techniques》

Chen Ke,Zhang Qi

(Sichuan Vocational&echnology College,Suining629000,China)

Abstract:As a fundamental major course of relative majors of electrical and information in higher vocational colleges,the course Microcomputer Principles and Interface Techniques is of great practice. The breakthroughs of the course reform lie in enhancing cultivating the students’ originality and bringing their initiatives into full play.In the aspect of theoretic teaching,the cultivation of the students’ comprehensive analytic ability should be emphasized enable them to have the ability of certain microcomputer hardware interface design.In the aspect of experimental teaching,the virtual experiment platform of microcomputer interface is established, the restriction of traditional experiments targeting time and space is broken,the integration of experimental teaching is realized.

Keywords:Teaching reform;Theoretic teaching;Originality;Virtual experiment platform

《微机原理与接口技术》课程是高职院校电气信息类专业的主要专业基础课程之一。很多学生在该课程的学习过程中,对接口芯片的工作原理与接口电路的设计思路及其在微机控制系统中的应用难以形成一个系统的概念,更谈不上创新设计能力的培养。因此,积极地对《微机原理与接口技术》课程进行教学改革,有效提高教学质量是当前该门课程教学的首要任务。

一、转变教学指导思想,实现以能力为本

当前很多高职院校对该课程的教学大多采用验证教学模式,尤其是在实验教学中普遍采用实验箱,仅对接口芯片功能进行相应的工作方式验证性实验,忽略了对学生的自主思维空间进行拓展,从而阻碍了创新能力的形成,使该课程在学生的整个专业知识体系结构中的作用得不到应有的体现[1]。因此,学生对该门课程的学习重点必须在教师的引导下从“是什么,如何工作”转变到“如何思考,如何设计”这个层面上来,这也更符合当前高职教育所强调的“以能力为本”这个全新的教学指导思想。

二、优化理论教学内容,推行实验教学改革

《微机原理与接口技术》课程教学改革以突出实用为目的,并结合高职院校学生实际特点,重点阐述与接口应用相关指令及编程基础,加大微机接口应用技术知识方面的阐述。内容取材上,力求反映微型计算机接口技术的最新成果和新知识,对现有理论教学内容进行适当的优化。课程通过课堂教学和一定量的实验教学相结合,使学生建立起“程序存储和程序控制”的牢固概念,教学改革的宗旨是要全面培养学生进行微机系统扩展的应用能力和独立分析问题、解决问题的创新能力。

在《微机原理与接口技术》课程教学中,实验教学是一个很重要的环节。传统的接口实验一般采用实验箱来完成,成本较高,并且能够扩展的实验项目有限,通常是验证性实验居多,很多能拓展学生创新思维的实验项目无法开展。因此,建立“微机接口虚拟实验平台”,是当前很多高职院校对该课程实验教学改革的目标所在。

传统的接口实验设备包括两部分:“微机”和与其连接的“专用实验台”两个部分。“微机接口虚拟实验平台”则采用以“软”代“硬”和“虚”、“实”结合的设计思路,强调系统的实用性和可扩展性,最大限度地仿真真实的实验环境。

“虚拟实验平台”包含虚拟接口电路和虚拟实验操作台。虚拟接口电路是实验程序和虚拟实验操作台的连接通道,包含了实验中常用的I/O接口芯片,有8253、8255A、、A/D、D/A等,与实际芯片功能相同,并与实际的微机实现了“连接”,能够被实际的实验程序所访问,也即对调试程序而言与真实的存在几乎没有什么差别。虚拟实验操作台主要包括常用的外围单元电路,如指示灯、数码管、键盘、开关、传感器等,它是一个交互性较强的可视化界面,不仅可以指示或反映出实验的结果,同时学生可以通过拖动鼠标来模拟连线和使用虚拟的测试仪器进行检测等操作[2]。

下图展示的是“虚拟实验平台”上8255A芯片与4×4键盘的虚拟接口实验操作台界面。

8255A芯片与4×4键盘的虚拟接口实验操作台界面

与传统的实验相比,“虚拟实验平台”作为一种新型的实验类型,在很多方面优于传统的硬件实验平台,具有比传统实验更为灵活多样的表现形式,在培养学生创新能力,促进实验教学技术手段创新发展等方面将发挥重要的作用。

三、结束语

《微机原理与接口技术》的课程教学与实验改革是一个长期的过程,本文通过作者自己的教学实践,合理优化教学内容,灵活组织教学模式,适时设计教学场景,通过建立“虚拟实验平台”,提高了教学质量,改善了教学效果,全面拓展了学生的创新思维,培养了学生的创新能力。

参考文献:

[1]陈友宣.微机接口技术实验课程教学改革探讨[J].企业教育,2007,03下:7-8

[2]王青.微机接口网上虚拟实验室的研究设计[D].中国海洋大学,2004

作者简介:

陈科,男,四川职业技术学院电子电气工程系,助教,硕士,研究方向:电气自动化技术。

4.微机原理及接口技术试卷及答案 篇四

1.(10分)(1)将十进制数+107/128化成二进制数、八进制数和十六进制数（3分）

(2)请回答什么是二--十进制编码?什么是有权码、什么是无权码、各举一个你熟悉的有权码和无权码的例子？（7分）

2.已知X=0.1101,Y=-0.0101,用原码一位乘法计算X*Y=?要求写出计算过程。(10分)3.说明海明码能实现检错纠错的基本原理?为什么能发现并改正一位错、也能发现二位错，校验位和数据位在位数上应满足什么条件？（5分）

4.举例说明运算器中的ALU通常可以提供的至少5种运算功能?运算器中使用多累加器的好处是什么?乘商寄存器的基本功能是什么?(5分)

二、(共30分)1.在设计指令系统时,通常应从哪4个方面考虑?(每个2分,共8分)2.简要说明减法指令SUB R3,R2和子程序调用指令的执行步骤(每个4分，共8分)3.在微程序的控制器中，通常有哪5种得到下一条指令地址的方式。(第个2分，共10分）4.简要地说明组合逻辑控制器应由哪几个功能部件组成？(4分）

三、（共22分）

1.静态存储器和动态存储器器件的特性有哪些主要区别？各自主要应用在什么地方？（7分）2.CACHE有哪3种基本映象方式，各自的主要特点是什么？衡量高速缓冲存储器（CACHE）性能的最重要的指标是什么？（10分）

3.使用阵列磁盘的目的是什么？阵列磁盘中的RAID0、RAID1、RAID4、RAID5各有什么样的容错能力？（5分）

四、（共18分）

1.比较程序控制方式、程序中断方式、直接存储器访问方式，在完成输入/输出操作时的优缺点。（9分）

2.比较针式、喷墨式、激光3类打印机各自的优缺点和主要应用场所。（9分）

答 案

一、（共30分）

1.(10分)(1)(+107/128)10 =(+1101011/10000000)2 =(+0.1101011)2 =(+0.153)8 =(+6B)16

(2)二-十进制码即8421码，即4个基2码位的权从高到低分别为8、4、2、1，使用基码的0000，0001，0010，……，1001这十种组合分别表示0至9这十个值。4位基二码之间满足二进制的规则，而十进制数位之间则满足十进制规则。

有权码是指一个十进制数位的4位基2码的每一位有确定的权。无权码是指一个十进制数位的4位基二码没有确定的权。前者的例子为二-十进制编码（BCD）码，后者的例子为余3码。

2.已知X=0.1101,Y=-0.0101,用原码一位乘法计算X*Y=?要求写出计算过程。(10分)

3.答案：

基本原理：k个数据之外加上r个校验位，从而形成k+r位的新的码字，使新的码字的码距均匀的拉大。把数据的每一个二进制位分配到几个不同的偶校验位的组合中，当一位出错，会引起相关的几个校验位的值发生变化，从而可能发现出错，还能指出是哪一位错，进而进行纠错。

校验位和数据位应满足条件 2 r-1>k+r 在此条件下，不但能发现并改进一位错，并能同时发现二位错。

4.答案：

运算器中的ALU通常至少可以提供算术加运算、算术减运算、逻辑或运算、逻辑与运算、逻辑异或运算5种功能。运算器采用多累加器可以简化指令的执行步骤。乘商寄存器的基本功能是在完成乘除运算时能自行左右移位。

二、(共30分)1.答：

（1）指令系统的完备性，常用指令齐全，编程方便；

（2）指令系统的高效性，程序占用内存空间少，运行速度快。

（3）指令系统的规整性，指令和数据使用规则统一简化，易学易记；

（4）指令系统的兼容性，同一系列的低档计算机的程序能放到新的高档机上直接运行。

2.答：（1）减法指令SUB R3,R2的执行步骤： ① AR←PC

② 读内存，IR←读出的内容，PC←PC+

1③ R3←R3—R2，保存状态信息

结束，检查中断请求，无中断请求，进入下一条指令的执行过程。

（2）子程序调用指令CALL执行流程；

① AR←PC

② 读内存，IR←读出的内容，PC←PC+1

③ AR←SP—1 ④ 写内存，PC内容进栈保存

⑤ PC←ZI程序入口地址

结束，检查中断请求，无中断请求，进入下一条指令的执行过程。

3.答：在微程序控制系统中，通常有以下5种得到下一条微指令地址的方式：（1）微程序顺序执行时，下地址为本条微地址加1。

（2）在微程序必定转向某一微地址时，可以在微指令中的相关字段中给出该地址值。

（3）按微指令（上一条或本条）的某一执行结果的状态，选择顺序执行或转向某一地址。

（4）从微堆栈中取出从微子程序返回到微主程序断点的返回地址，用于微子程序返回处理。

（5）依条件判断转向多条微指令地址中的某一地址控制。

4.答:组合逻辑控制器应由4 个功能部件组成：（1）程序计数器PC，用于保存一条指令在内存中的地址；

（2）指令寄存器IR，用于保存从内存读出的指令内容；

（3）脉冲源和启停控制逻辑、节拍发生器，前者向计算机各部件提供连续（单个）的主振脉冲，后者用于标记每个指令的执行步骤的相对次序关系。

（4）时序控制信号产生部件，用于形成并提供计算机各部件当前时刻要用到的控制信号。

三、（共22分）

1.答：静态存储器和动态存储器器件的特性有的主要区别见下表

静态存储器SRAM主要用于高速缓冲存储器Cache，动态存储器主要用于主存储器。

2.答：Cache有三种映像方式：全相联映像方式，直接映像方式，多路组相联映像方式。

全相联映像方式是指主存中任一个字（字块）可以写入Cache中的任何一个字（字块）中。其优点是有最大的灵活性。缺点是要确定读的信息是否在Cache中，必须用原本读主存的地址与整个Cacha每一个单元的标志字段比较，电路过于复杂，成本较高。

直接映像方式是指主存的一个字（字块）只能映像到Cache的字和字块中。优点是要确定读的信息是否在Cache中时原本读主存的地址与标志字段比较的线路简单，成本低；缺点是Cache的使用缺乏灵活性，影响命中率。

多路组相联映相方式是对全相联映相方式和直接映像方式的一种折中的处理方案。它与直接相联映像方式的区别在于每个主存字块可以从多个（例如2，4，8个，而不是一个）体中选择其一完成写入Cache的操作，它与全相联映像的类同之处是把一个主存字写进Cache时，可以在Cache的多个（而不是任何一个）个体中选择。既有较高的命中率，又使比较线路也不会太复杂。

衡量Cache性能的最重要的指标是命中率。

3.答：采用磁盘阵列技术的目的：

① 通过多个磁盘的并列操作来提高设备总体的性能和可靠性。

②通过合理在多个磁盘之间组织数据，得到比较理想的容错能力，即额外拿出一定的存储容量（冗余）用于保存检错纠错的信息。

RAID0模式（数据散放）只用于扩展容量，并发读写，提高数据输入/输出能力。没有容错措施，故没有容错能力。

RAID1模式（磁盘镜像）是实现两个磁盘互为备份的用法，把相同的数据分别写到配对使用的两个磁盘中。它用于备份数据，即使一个磁盘出现故障，还可以从另一磁盘读出数据。

RAID4模式（数据保护）提供了容错能力，N+1个磁盘中任一个出现故障，可用其余N个磁盘的内容计算出故障磁盘的正确数据。

RAID5模式（分布式数据保护）是对RAID4的改进。同RAID4一样，供了容错能力，N+1个磁盘中任一个出现故障，可用其余N个磁盘的内容计算出故障磁盘的正确数据。

四、（共18分）

1.答：程序直接控制方式在用户程序中直接使用I/O指令完成输入输出操作，它是由CPU通过查询设备的运行状态，来控制数据传送过程。其优点是控制简单，容易实现。缺点是CPU工作效率低，实时性差，计算机系统可靠性不高

程序中断方式是指由被读写的设备主动“报告”CPU它是否已进入准备好状态，CPU就不必花费时间去循环测试，而是在接收到外设的中断请求后转去进行输入输出处理的。其优点是实现CPU与外设并行工作，大大提高了CPU的工作效率，增强计算机系统的实时性，提高了计算机系统的可靠性。

直接存储器访问方式是一种由硬件执行I/O操作的传送方式。其优点是实现数据的高速传送，又减少了对CPU的打扰，提高了CPU的工作效率。

5.微机原理接口实验 篇五

《微机原理与应用》是计算机专业的主干专业课程，在专业知识结构和能力结构中有着举足轻重的地位，是计算机专业四大支柱课程之一。该课程的教学目的是使学生以一种具体的机器环境为背景，系统的掌握微型计算机系统及接口技术的基本原理、微型机区别于一般计算机的特点、具体背景中的实现等问题。

该课程具有理论性强、系统性强、抽象等特点，学生接受难度大，学习兴趣小。为了收到较好的教学效果，本人从事该课程教学几年来，进行了不断的探索和尝试。

一、教学内容改革

众所周知，计算机是当今各个技术领域中发展最快的领域，微型计算机从八位微处理机（如Z80）、十六位微处理机（如8086/8088）过渡到三十二位微处理机（高档X86系列）的变化仅仅经历了不到20年的时间。接口技术也从简单到复杂、从无标准到公司标准发展为工业通用标准，逐步走向开放、通用、标准化。

由于上述特点，在背景机的选择上，既要选择一种较为简单的机器为背景，避免学生一开始就坠入复杂晦涩的技术中，又要紧跟当前主流技术，避免学生学无所用。这就要求选择一种当前流行技术兼容的简单机型。这样，8086/8088正是一种桥梁机型。据此，我们改革了原有背景机，从原来的Z80 转变为8086/8088。从此带动了教学内容的第一次大换血。

在课程体系结构上，原来主要注重理论教学，其基本体系为：计

算机基础知识、微处理器的结构（包括内部结构和 外部结构）、时序、存储器的组织和结构、微机的指令系统、汇编语言程序设计、定时/计数器、中断技术、DMA技术、并行接口等。1998年起，为适应高职教学需求，按照“理论够用，重在能力”的原则，对教学内容进行了第二次大刀阔斧的改革：第一，考虑到计算机基础知识与其它先驱课程（如计算机导论、计算机文化基础）的重叠，在本课程中，该部分进行了必要的删减，与以往重复部分仅做复习性回顾，而对原来其它课程中虽然已经提及，但未进行深入探析的问题进行了加强。如：机器码特别是补码的运算及其在微型机中的应用。再如：BCD编码与运算，根据对大部分的同学调查，学生都能顺利掌握，但是，此编码到底有何用途，为什么要用BCD而直接使用二进制，绝大部分同学茫然不知。对此进行了实例性比较，实现了难点突破。第二，考虑到计算机专业单独开设汇编语言的实际，删除了汇编语言程序设计部分。第三，时序部分在原有体系中占有较大比重，但实际应用中用途较小，进行了必要的压缩，只进行一般性介绍。第四，总线是微型机中典型的技术，但原有体系中几乎没有介绍，新的体系中总线技术单独作为一章，进行了系统的阐述。第五，对定时/计数器、DMA技术、并行接口等部分进行了整合，归为一部分——接口技术，便于接口技术之间的比较与实现方法的相互补充。第六，跟踪当前主流，在相应部分，对当前普遍使用的技术、产品进行了介绍。主要体现在：主流总线技术、主流通用接口、主流芯片组、主流主板、主流处理器等。此部分内容几乎每年更新一次。

二、教材改革

教学内容的改革，需要及时的反映在教材的选取上。1998年以前，为配合当时的内容体系，选用的是清华大学编写的以Z80为核心的教材。1998年～2003年选用周明德编写的以8086/8088为核心的第二代教材。2002年起我院联合全国70多所高职高专院校编写了高职高专专用教材——《微型计算机原理与应用》，本教材系统的体现了我院第二次《微机原理与应用》课程内容改革的特点，在全国引起了强烈的反响。

三、教学方法改革

为达较好的教学效果，激发学生的学习兴趣，采用了国外高等职业教育成功的教学方法——“问题驱动”教学法。一改过去“以教师为中心，以讲台为中心，以讲授为中心，以满堂为中心”的教学模式，由教师提出问题要求学生寻求解决方法为先导，引出课堂内容，教师正向讲解后，由学生提出反问，同学讨论，教师总结。课堂气氛活跃，收效良好。其次，引入更多实例，以实例印证理论，增强教学效果。

在作业布置上，减少理论知识性题目，增加技能型探讨。

四、课程要求层次化

为了帮助学生准确掌握各章要点及复习重点，把教学内容分成了解、掌握、重点掌握、熟练掌握四个层次来要求。了解的内容主要是一些常识、技术发展历史概况和发展动态、产品次要性能、技术深层内幕等；掌握的内容主要是重要概念，主要技术；要求重点掌握和熟练掌握的主要是面向实际应用的内容。属于了解层次的，考查时所占

份量较轻；属于掌握层次的是考查的重点。

五、教学资源建设

98年以来，本课程逐步建立了：电子教案、多媒体课件、习题库等。为提高教学质量、加强教学效果奠定了良好的基础。

六、下一步改革措施

1、继续改革教材，出版第二版《微型计算机原理与应用》，进

一步改革内容，加大整合力度，加大技能内容的比重。

2、完善课件和电子教案，提高质量，增强感染力。

3、拟研制微机原理与接口技术演示系统，解决内容抽象问题。

6.微机原理接口实验 篇六

学院：信息科学与工程学院

姓名：周信元

学号：04016523 实验日期：2018.4.4

一、实验目的

1.熟悉算术和逻辑运算指令的功能。

2.进一步了解标志寄存器各标志位的意义和指令执行对它的影响。

二、实验任务

1.采用单步执行方式执行下列各程序段,检查各标志位的情况。

程序段1 MOV AX, 10101H MOV SI, 2000H ADD AL, 30H ADD AX, SI

;AX=1010H

;SI=2000H

;AX=1040H

;AX=3040H;BX=03FFH MOV BX, 03FFH ADD AX, BX

;AX=343FH;DS:[0020]=1000H;DS:[0020]=443FH MOV[0020],1000H ADD 0020, AX 程序段2: MOV AX, OA0AOIH ADO AX, OFFFFH

;AX=A0A0H;AX=A09FH MOV CX, OFFOOH ADD AX, CX SUB AX, AX INC AX

;CX=FF00H;AX=9F9FH

;AX=0000H

;AX=0001H

;CX=FFFFH OR CX, OOFFH AND CX, OFOFH M0V[0010],CX 程序段3: MOV BL, 25H MO[0010],04H MOV AL, [0010] MUL BL 程序段4: MOV BL, 04H

;CX=0F0FH;DS:[0010]=OFOFH

;BX=0025H;DS:[0010]=04H

;AX=0004H

;AX=0094H

;BX=0004H MOV WORD PTR L0010], 0080H;DS:[0010]=0080H MOV AX, [0010] DIV BL 程序段5: MOV AX, 00 DEC AX

;AX=0000H;AX=FFFFH

;AX=3FFEH

;AX=0080H;AX=0020H ADC AX, 3FFFH ADD AX, AX

;AX=7FFCH NOT AX SUB AX, 3

;AX=8003H;AX=8000H

;AX=FBFDH OR AX, OFEFDH AND AX, OAFCFH SHL AX, 1 RCL AX, 1 步骤

;AX=ABCDH;AX=579AH;AX=AF35H(1)进入 Turbo Debugger,在CPU窗口下输入程序段 2)将IP指针指向程序段开始处(3)按下F7键(单步)运行程序。

(4)分析各条指令执行后的结果与各标志位在指令执行后对它的影响

2.将寄存器BⅨ作地址指针,自BX所指的内存单元(0010HD)开始连续存放着三个无符号数(10H、04H、30H),。试编写程序分别求它们的和与积,并将结果存放在这三个数之后的单元中。

求和程序段

MOV[0010],10H MOV[0011],04H MOV[0012],30H SUB AX, AX MOV BX, 0010H MOV AL, BXI ADD AL, [BX+1] ADD Al, [BX+2] MOV [BX+3], AL 结果[DS:0013]=44H 求积程序段

MOV[0010],10H MOV[0011],04H MOV[0012],30H SUB AX, AX MOV A1,[0010] MOV BL, [0011 MUL BL MOV BL, [0012] MUL BL MOV [0013], AX 结果[DS:0013=0C00H 3.写出完成下述功能的程序段(1)传送15H到AL寄存器。(2)将L的内容乘以2(3)传送15H到L寄存器 4)AL的内容乘以BL的内容。最后结果(AX)=？

MOV AL, 15H SHL AL, 1 MOV BL, 15H MUL BL 结果(AX)=0372H 4.写出完成下述功能的程序段

(1)从地址DS:0000H单元中,传送一个数据58H到AL寄存器。(2)把AL寄存器的内容右移两位

(3)再把L寄存器的内容与字节单元DS:0001H中的数据12H相乘。(4)将乘积存入字单元DS:0002H中

M0V[0000],58H MOV[0001],12H MOV AL, [0000] SHR AL, 02 MOV BL, [0001] MUL BL MOV [0002], AX 结果[0002]=018CH 5.假设下面的程序段用来清除数据段中相应字存储单元的内容(即零送到这些存储 单元中去),其偏移地址从0010H到0020H(1)将第4条比较指令语句填写完整(划线处)MOV SI, 0010H NEXT: MOV WORD PTR[SI].00 ADD SI, 0022H CMP SI, INE NEXT(2)假设要清除偏移地址从0020H到001字存储单元中的内容(即由高地址到 低地址清零),试编写程序段。

MOV SI, 0020H NEXT MOV WORD PTR[S1], 00 SUB SI, 2 CMP SI, 000EH JNE NEXT

三,实验设备

IBM-TC/XT微机一台

四、实验预习要求

1.复习8086指令系统的算术和逻辑运算指令 2,按照题目要求在实验前编写好程序

五、实验报告要求

1.整理出运行正确的各题源程序段和结果, 2.,简要说明ADD指今和AND指令对标志位的影响。

1.见报告中加粗文字部分

7.微机原理接口实验 篇七

微机原理与接口技术是工科院校多个专业的专业基础课, 该课程包括理论教学和实验教学, 甚至还包括课程设计实践教学环节。目前, 多数院校是基于8086或8088微处理器来组织教学的, 教学内容主要包括微处理器的原理、汇编语言指令系统及程序设计、微处理器的外围接口电路的设计等方面, 涉及的知识面广且抽象。此外, 由于课时压缩, 教学信息量增大, 学生普遍感觉难学。为了提高学生的学习兴趣和学习效果, 很多高校采取了一些措施来改革实验教学, 简单总结如下:

1.1 改革实验教学内容

根据专业特点和教学要求有的院校将实验内容分为三个层次:基础性实验、设计性实验和综合性实验[1]。实际上, 几乎每个高校所开设的实验都可以归为这三类, 只是每类实验的比例不同而已。此外, 有的高校为了从更高层次上学习和掌握80×86微机原理, 在8086/8088实验内容的基础上, 引入了32位微机原理实验[2]。

1.2 改革实验教学方法

教学方法直接影响到教学效果, 为了突破传统教学模式, 强化素质教育, 文献[1]提出了“精讲、示例、设问、点拨、研讨、评析”六环节衔接的教学模式。可以说, 几乎每所高校的微机原理与接口技术实验教学过程中都采用过这一模式的多个环节。另外, 也有教师提出了基于CDIO的教学模式, 这是一种新的工程教育模式, 能引导学生建立起启发式和探究式的一种学习方式[3]。

1.3 改革实验教学手段

为发挥多媒体教学的优势, 有教师将多媒体技术引入到实验教学过程中[4]。为满足课堂实验教学要求, 有些高校利用Authorware、Flash等软件开发配套的实验教学课件, 完成实验的动态显示和模拟仿真[5]。此外, 有些教师利用网络平台, 通过设置讨论区, 进行学生之间、师生之间的互动, 实时解决实验中遇到的问题[6]。

1.4 改革实验教学设备

为使学生适应时代的需求, 掌握新的计算机技术, 有的高校引入了32微机实验系统[2]。为使学生能自己设计接口电路, 自行设计制作了86系统微机实验保护卡, 通过保护卡由扁平电缆将实验所需的计算机总线信号引到机箱外面的实验板上, 学生在实验板上完成设计、安装和调试各种接口电路[7]。随着计算机和虚拟仪器技术的发展, 有的高校建立了虚拟实验系统, 可使学生方便、快捷、直观地了解整个实验过程[8]。

1.5 改革实验管理方式

在传统的实验管理模式下, 学生在有限的时间内、固定的环境中完成自己实验, 学生不能充分发挥自己的学习潜能, 为了培养学生的创新意识和应用能力, 有条件的高校实行了开放式管理[2], 有的高校甚至做到了教学时间、教学内容和实验元器件都开放的管理方式[5]。

1.6 改革实验考核方式

很多高校都进行了实验考核方式的改革, 文献[9]中提出了一种好的考核方式, 实验成绩的评定除预习报告 (占10%) 、实验操作 (占30%) 、实验报告 (占10%) 和笔试 (占40%) 四部分构成之外, 还将学生的软件编程和硬件电路是否规范 (占10%) 纳入到实验成绩的评定之中。

2. 我校微机原理与接口技术课程实验教学改革方法

由于实验教学设备、师资队伍、管理模式等方面的差异, 导致各高校微机原理与接口课程实验教学改革的情况也不尽相同。我们采用的实验仪器是江苏启东市东疆计算机有限公司生产的DJ-598PCI实验箱, 由于该设备不能扩展硬件电路, 这就限制了我们开展一些硬件设计性实验。此外, 实验指导书提供的实验内容有些相对简单, 而且没有结合学生自身的特点, 学生的积极性不高。为提高实验教学效果, 我们主要采取了以下一些方法:

2.1 基于学生个人信息调整实验教学内容

为了激发学生的实验兴趣, 我们将学生的学号、姓名等个人信息增加到实验中。例如:在数码显示中, 我们要求每个学生显示自己姓名的首字母以及学号最后的两位数字;在定时器计数器实验中, 要求定时时间为学生学号最后两位数字的秒数;在交通灯实验中, 必须输入自己学号最后两位数字后交通灯才开始工作。这种方式不仅激发了学生的兴趣, 而且杜绝了仅依靠实验指导书或实验讲义就能完成实验的现象, 学生只有自己动手、自己编写程序才能完成实验, 有效地提高了学生的实际动手能力和程序设计能力。此外, 由于每个学生的个人信息不同, 也杜绝了完全抄袭他人实验程序、实验结果以及实验报告的现象。

2.2 提前布置实验内容, 做好实验预习

由于多数实验的完成时间为2个小时, 如果教师当场布置实验内容之后要求学生在规定的时间内单独完成有一定难度的实验任务, 这对大多数同学来说几乎是不可能的事情。为了提高实验的成功率, 每次实验前一周左右的时间就在课堂上布置下次实验任务, 给学生提供一个参考程序 (实验指导书上的程序) , 并对实验内容进行简单的讲解。同时, 要求学生做好预习, 提前编写实验程序, 实验过程学生的主要任务是调试程序, 教师的主要任务是解决学生提出的问题以及查看实验结果。对于基础很好的同学, 有些实验可能很快就能完成, 这时指导教师就会建议这些同学采用其它方法来再做一次实验。

2.3 提高实验难度, 培养学生解决问题的能力

由于实验指导书上很多实验过于简单, 为了进一步提高学生分析问题、解决问题的能力, 加大实验难度。例如:定时器/计数器实验中, 实验指导书中的内容要求学生用8253的通道0产生方波, 这个实验只要学生知道实验箱上8253的端口地址, 通过简单的连线, 将教材中程序输入按正确的步骤调试后就可以通过示波器查看结果。实验过程中, 学生几乎不需要思考, 这样简单的实验对学生能力的培养非常有限。如果将实验内容改为:用8253作定时器, 定时时间为学号最后两位数字的秒数。由于8253的一个通道定时时间小于1秒, 因此需要两个通道一起工作才能实现, 这就需要学生考虑外部时钟频率如何设置, 两个通道怎样连接以及它们初值如何设定, 最后还需考虑除示波器之外如何用别的方法查看定时时间到时的结果。将实验难度提高后, 学生不仅对8253的两个通道如何协同工作有了深刻的认识, 而且也掌握了用发光二级管或数码管指示或显示结果。

2.4 利用变量存储器分配图简化程序设计

对于初学编程的同学来说, 如果遇到有多个数据进行算术运算时, 往往会出现数据运算的结果记不清存放到什么位置的情况。为了解决这一问题, 要求学生画出数据变量的存储器分配图。例如:在二进制多位加法运算实验中, 提供的程序为3个16位的二进制数相加, 要求完成的实验为3个32位的二进制数相加。由于8086/8088能直接完成2个16的二进制数相加, 因此3个16位的二进制数相加很容易实现。3个32位的二进制数相加时, 有两种方案:其一是3个数的低16位加完后, 再考虑三个数的高16位相加;其二是先考虑两个数的低16位和高16位分别加完后再与第三个数的低16位和高16位相加。不管采用哪种方案都涉及到加数、被加数和进位这些数据的多次存取问题, 如果把这些数据的存放位置体现在程序流程图中, 就会显得很复杂, 反之则过于简单。如果利用简单的程序流程图, 再画出数据的存储器分配图, 编程时就能直观地看到数据的存放位置, 无需思考数据存放到何处的问题, 从而简化了程序设计的复杂性。

2.5 严格纪律, 鼓励学生进行创新

实验过程中, 为了培养学生做事认真的习惯, 要求学生每次实验进行登记, 认真填写实验记录纸以及实验完成后整理实验箱。同时规定, 无特殊情况的学生只要一次实验没做就按实验成绩不及格处理。此外, 为了鼓励学生大胆创新, 以实验的创新性作为考核指标, 这部分成绩占整个实验成绩的10%。在实验过程中, 如果学生的实验方案、实验难度等方面有创新, 就可以加分。例如:在D/A转换实验中, 要求学生交替产生方波和等腰三角波, 如果学生在完成上述要求的基础上, 还能产生正弦波或者通过开关、键盘等控制波形的产生, 都可以加创新性分数。

3. 今后实验教学改革的规划

尽管我们在实验教学过程中采取了一些方法来提高教学质量, 但是与其他一些高校相比还存在许多不足, 在今后的教学过程中我们力求从以下几个方面进行改革:

3.1 建设师资队伍, 加强交流合作

目前, 我们还没有微机原理与接口技术课程的专职实验教师, 实验课完全由理论课老师担任, 而且除了本课程的教学任务外, 主讲教师还需担任其他的教学任务和科研任务。教师任务重, 没有足够的时间投入到实验教学之中。此外, 就如何提高实验教学质量的问题, 任课教师之间很少进行教学经验交流以及教学合作, 而与其他高校之间的教学交流就更少。为改变这一现状, 需要引进专职实验教师, 加强教师之间的交流与合作。

3.2 更新实验设备, 优化教学内容

微机原理与接口技术是一门软硬结合的课程, 由于受仪器设备的限制, 学生只能依靠实验箱上固有的一些芯片来完成硬件实验, 无法自己搭建一个简单的硬件电路, 因此学生的硬件设计能力得不到有效的锻炼。今后, 需要更新实验设备, 进一步优化实验教学内容, 让学生有更多的机会锻炼他们的硬件设计能力。

3.3 改革管理方式, 提高创新能力

我们现在采用的还是传统的管理方式, 学生只能在规定的时间内完成自己的实验, 其余时间就没有机会进入实验室进行实验。这种管理模式的弊端是造成实验资源的闲置, 难以激发学生的学习兴趣, 也不利于学生创新能力的培养。开放式管理特别是全开放式管理是我们改革追求的目标, 这一模式能使学生自主地、有创造性地完成自己的实验任务, 能充分激发学生的学习兴趣和潜能。

3.4 完善考核方式, 简化考核流程

传统的考核方式是所有的学生采用同样的考核方式, 这种单一的考核方式实际上不利于人才的培养。我们认为, 如果采用全开放式管理模式, 应该采用多元化的学生可自主选择的考核方式。一种方式可以按照传统的方式进行考核, 即最终实验成绩由实验报告 (每次实验都要写) 、平时实验完成情况、实验操作和笔试组成。另一方式是采用实验报告和答辩相结合的方式考核, 这种方式只要求学生完成一个大的综合性实验, 学生可以自主选题, 但是必须由老师指定包含哪些基本的元器件, 只要求写一次实验报告, 学生完成后现场答辩。这种实验报告和答辩相结合的考核方式, 不需学生每次实验都写实验报告, 可以使学生节省一些写实验报告的时间, 让学生有更多的时间投入到实验设计和实验调试中。

4. 结束语

随着国家教育部“卓越工程师教育培养计划”的提出, 高校肩负着学生工程能力和创新能力培养的重任, 微机原理与接口技术虽然是一门专业基础课, 但是它是一门实践很强的课程, 传统的实验教学方法很难激发学生的学习动力和创新能力的培养。针对教学现状, 我们对该课程的实验教学进行了改革, 虽然取得了一定的效果, 但是离工程能力和创新能力的培养还有较大的差距, 今后需要进一步加大改革力度, 真正为培养学生的能力来组织教学。

摘要：目前, 许多高校对微机原理与接口技术课程的实验教学进行了改革, 本文对这些改革方法进行了简单的总结。同时, 介绍了我们所采用的微机原理与接口技术课程实验教学改革方法, 并针对与其他高校之间存在的差距, 提出了我们今后的改革规划。

关键词：微机原理与接口技术,实验教学改革,改革规划

参考文献

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[6]李永亮, 刘雅琴.微机原理与接口技术实验课教学[J].软件导刊, 2010, 9 (3) :193-194.

[7]王红, 林卫.微机原理实验教学改革的探索与实践[J].电气电子教学学报, 2002, (4) :76-78.

[8]刘斌, 刘爰.浅谈微机原理与应用实验教学改革[J].湘潮 (下半月) , 2010, (9) :108.

8.微机原理接口实验 篇八

摘要：针对“微机原理”课程教学内容多、实践性强、技术更新快等特点，为了提高了教学质量，实现了良好的教学效果，从教学内容、教学手段、实验教学及考核方式等几个主要方面对“微机原理”课程建设进行了探讨，对提高教学质量和效果做了一些有益的尝试研究。

关键词：微机原理；全程式考核；PBL教学法

作者简介：张志伟（1977-），女，河北卢龙人，河北工业大学信息工程学院，讲师；马杰（1978-），男，回族，山东泰安人，河北工业大学信息工程学院，副教授。（天津?300410）

基金项目：本文系国家自然科学基金（项目编号：60972106）、天津市自然科学基金（项目编号：11JCYBJC00900）、河北工业大学2012年教研立项“模式识别双语教学平台建设”重点项目资助的研究成果。

中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）20-0055-02

“微机原理”是电子信息及计算机专业一门非常重要的专业基础课，该课程以Intelx86为主线，系统介绍了微型计算机的工作原理、硬件组成、汇编语言和接口技术等方面的内容，重点培养学生对微型计算机硬件系统的整体认识及软硬件的分析设计能力。学生学好这门课不仅能为后续课程打好坚实基础，更会提高他们的就业竞争力。

“微机原理”课程教学量大，实践环节多，在教学实践中学生普遍反映该门课程较难，因此，大力推进该课程的教学改革，着重培养学生的应用能力和创新能力，对于提高“微机原理”课程的教学质量和人才培养质量具有十分重要的意义。

一、教学中存在的问题

“微机原理与接口技术”是各高校电子信息、通信类专业的一门必修课程，也是一门具有近三十年历史的课程，同时是一门技术更新快、应用范围广、信息量大，对基础性、先进性和前沿性都有很高要求的课程。本课程以CPU为主线，系统介绍微型计算机的基本知识、汇编语言、存储器以及一些常用的微机接口芯片。学习这门课程，学生能了解微机的结构与工作流程，具备一定的软硬件开发能力。“微机原理”课程在整个专业课程中起到了承上启下的作用——它是计算机文化基础、计算机编程等先修课程的后续扩展，又是单片机、嵌入式系统、DSP等课程的必须基础。通过教学现状的分析和笔者多年的教学体会，该课程在实践教学过程中还存在如下问题：

1.教学内容众多，技术更新快，难以在有限的学时内完成全部教学内容的精讲

“微机原理与接口技术”是计算机测试与控制系统的重要技术基础，涵盖的内容十分广泛，且随着计算机技术、微电子技术和大规模集成电路技术的高速发展，课程内容的更新与扩展十分迅速，传统的教学方法和手段不可能在有限的课堂教学中对“微机原理与接口技术”讲透讲全，更不可能使学生透彻掌握与灵活运用。

2.缺乏具体应用和实践互动环节，学生学习积极性受挫

微机原理与接口技术工程实践性极强，然而传统的微机原理采用的是以理论讲解为主，实验教学为辅的授课方式，缺乏在实际中的具体应用，学生弄不清学习该课程的目的及在实际中应该如何应用，从而挫伤学习积极性，学生难以真正成为教学的主体。如何让学生在学习该课程过程中紧密结合工程实际，将枯燥的知识转换为学生感兴趣的工程实际问题，将成为该课程教学成败的关键。

3.课程考核方式不合理

建立起一套科学规范的课程考核评价体系有助于衡量教学效果，目前微机原理课程采用的是传统考核方式——?学生在规定的时间内完成一张考卷，教师根据得分判断学生的学习效果。这种考核方式容易把学生引导到过分追求结果而忽略其学习过程的错误方向，甚至部分学生平时不认真学习而在考前突击复习，极大地影响了教学效果。

二、教学改革的具体措施

针对上述问题，通过分析现有的课程培养体系，结合几年的教学实际，本文从课程规划、课堂授课、实验教学、考核方式四方面对微机原理课程进行了改革，重点培养学生的应用能力和创新能力。

“微机原理与接口技术”是一门理论性实践性都很强的专业基础课，在专业课程中起到承上启下的作用。拟从以下三个方面开展教学改革：调整教学大纲，构建基础+方向+前沿性三个不同层次的教学体系；以工程实际问题为导向，综合采用项目驱动式等多种课堂教学模式，激发学生的兴趣；打造模块化多层次的实验平台，提升学生综合实践能力；建立差异性、多方位的课程考核和评价体系，注重能力培养和素质考核。

1.教学内容的规划

本课程是面向计算机、电子信息、通信等专业开设的一门重要专业基础课程，课程紧扣通信与信息类专业的人才需求，在教学过程中遵循“必需、够用”的原则，在教学内容上采用了“基础+方向+前沿”的多层次结合的教学内容组织形式。

（1）基础内容部分。根据微机原理与接口技术的内在特点，将各专业人才必须掌握的微型计算机原理、汇编语言、存储器、I/O接口等计算机硬件知识作为基础内容。

（2）方向内容部分。针对通信类、电子信息类等不同专业方向设置相应的特色内容。如通信专业侧重于微机原理与接口技术在通信网络和设备开发中的应用，将接口技术、总线技术和嵌入式技术应用于3G终端中，并让学生参与开发3G无线上网卡；电子信息类专业侧重于硬件开发能力和汇编语言编程能力的培养，为后续的嵌入式系统开发等能力的培养奠定基础。

（3）前沿内容部分。随着微机新技术的进一步发展，课程组紧跟技术前沿，将多核技术、浮体单元技术等新技术及时补充到教学内容之中。同时，积极邀请国内外专家教授，以及HP、Intel、IBM等大型IT企业技术工程师开设课内外讲座，介绍硬件设计的新理念，新技术。

2.教学模式的改进

由于目前大部分高校微机原理教学都采用“自下而上”的教学方式，课程的重点都集中在微处理器及芯片的内部结构、工作原理及汇编语言程序设计等方面，这种教学模式不仅跟工程设计相违背，还导致学生在学习中只看到了树木，看不到森林——只看到芯片，看不到系统，因此教学应按照一个自顶向下的进程，按模块一次讲解体系架构和各个抽象层，采用“自上而下”的教学模式。另外在课堂教学中需要综合运用多种教学方法。

（1）启发式和互动式。对于新引入的知识点和内容，首先介绍其重要性及其在整个课程中的作用，以激发学生学习该内容的欲望，吸引学生的听课注意力和参与度。然后通过具体实例结合flash动画、板书等手段，讲解新内容，注重突出重点、深入浅出；并随时注意学生的表情，通过询问、反问等方式，反馈学生掌握情况，实时调整讲课进度。

（2）问题式和小结式。对于每章内容的教学以问题为引导，首先提出一些需要本章知识才能解决的问题，让学生带着问题听课、思考和学习；课程结束前几分钟进行已讲解内容的梳理和知识点的归纳总结，每章课件结束有2～3页总结和思考，帮助学生掌握和巩固阶段性学习内容。

（3）项目驱动式。对于一些和工程实践联系紧密的内容，要留给学生足够时间去思考实践，培养学生自主学习能力；对于知识的综合应用方面，采用项目驱动式教学，例如，课程组依托数据采集卡项目，讲解A/D及总线技术，使学生可以直观理解A/D的转换原理以及总线的使用方法；又如，以交通信号灯控制为案例，讲解可编程定时计数器芯片8253的原理与应用。

3.实验平台的搭建

为加强学生实践能力和创新能力的培养，在模块化多功能微机实验系统的基础上，设计了多层次递进式的实验内容；开展了课外实践活动、学科竞赛指导等多元化的实践活动，以此提升学生的实践能力和工程能力。

（1）实验系统模块化。将实验内容分解成基本单元，然后将单元功能模块化，最后形成实物化的功能模块。通过模块的取舍、更替，既满足了多层次实验内容的设计，同时也奠定了实验内容与教材内容同步低成本灵活配置的可能性。

（2）实验内容层次化。对每一类软硬件实验均设计了基础型、设计型和综合型三个层次、三个水平的实验内容，努力做到由浅入深，从基础知识理解到综合能力培养，并与时俱进地增加实验内容，更新实验项目。

1）验证性实验。在学习微机原理的初级阶段，学生还难以深入理解微机的内部结构，更别提利用汇编程序去控制微机系统了。验证性实验主要以具体内容的验证为主，实验的设计应该从学生的实践经验出发，在充分考虑学生理解、动手能力和专业特点的基础上，设计若干个对理解课程内容有利的、学生付出一定努力能够实现的实验，以帮助学生理解课程内容。实验时学生要去查阅资料，先设计硬件，再一步一步进行程序调试、汇编、连接、装入、运行，观察输出，得出正确的实验结果。这一层次的实验目的主要是熟悉实验装置和实验步骤，对接口芯片各个引脚信号的实际接线方法有一个初步的体会，逐步提高做实验的兴趣，通过实验，学生对系统有一个初步的认识。

2）设计性实验。设计性实验是指教师给出设计任务，提供基本设计思想，学生自主设计硬件电路、独立完成软件程序的实验。因为这时学生已经具备了一定的软硬件知识，有能力自己做一些修改和设计，并且对做实验有了一定的兴趣。

例如在这个阶段，给学生安排一个步进电机测速实验，要求学生利用计算机控制步进电机的启停、正反转及转速。此实验中，要求学生自己查找步进电机的相关资料，了解步进电机的工作原理和特性及应用场合，在查找资料的基础上，完成硬件选择、硬件电路的搭建及软件设计调试。

3）综合性实验。综合应用实验是在验证性和设计性实验的基础，让学生综合运用微机原理及其他相关课程所学知识，结合工程实际综合设计、独立完成的实验。综合应用实验由学生独立进行方案设计、编程、调试，观察实验现象，分析实验结果，写出实验报告。通过综合实验增强学生应用微机解决实际问题的能力、组装与调试能力，培养了学生的科研能力和综合应用能力。

（3）实践活动多样化。通过结合课外实践活动与学科竞赛，提升学生综合实践能力。近几年课程组老师参与了全国大学生电子设计大赛和其他电子竞赛等的指导工作，这些实践活动使本课程实践教学得以很好地延伸和发展，进一步全面提高学生的思维能力、动手能力和创新能力，并且令学生获得学以致用的成就感。

4.采用全程式考核方式

为实施差异性培养和贯彻多元化评价体系，提出了“优生免考”和“综合评价”两个举措。

（1）优生免考。针对课程教学过程中学生基础和学习能力的差异，课程组提出并实施了基于“项目学习”的PBL（Project Based Learning）优生免考举措，以研究性学习和项目实施的整个过程代替期末100分钟的考试，将考核贯穿于整个教学过程，体现了“以人为本”、“因材施教”的教学思想。也充分发挥了优秀学生的潜能和创造力。

（2）综合评价。采用过程和结果并重的评价体系，使学生注重学习过程和多方面能力的培养，有效避免了“期末考定终身”的情况，体现了过程重于结果的考核思想。课程学习成绩从平时作业和表现、实践环节、期中考试和期末考试几方面进行评定。学生的期末综合成绩中，考试成绩只占50%，其他为平时成绩占20%，实验成绩占30%，这种考核方式既减轻学生在期末的心理、身体负担，同时也督促他们注意平时对课程的复习，受到学生的欢迎。

三、结束语

实践表明，工科信息类专业的“微机原理”课程不再是一门单纯的理论课，课程的理论分析和应用意义并重，应该多强调理论对实际的指导作用，培养学生分析问题和解决问题的能力，激发学生的学习本课程的兴趣。“微机原理”课程的教学改革必须从转变教育观念、整合教学内容、改善教学方式和优化教学手段等方面出发，培养学生具有较深的基础理论和较强的综合运用能力，提高课程的教学质量，为信息社会培养更多有用人才。

参考文献：

[1]周明德.微机原理与接口技术[M].北京:人民邮电出版社,2007.

[2]李明.微机原理与接口技术课程实验教学改革探究与实践[J].南昌教育学院学报,2011,26,(2):50-54.

[3]微机原理与接口教学大纲[S].天津:河北工业大学信息工程学院,

2011.

[4]邓蕾蕾.微机原理与接口技术课程实践教学改革对策性研究[J].长春师范学院学报(自然科学版),2011,30(10):80-83.

9.微机原理考试答案 篇九

一、单选题（25分，每个1分）1、8086当前被执行的指令放在（D）

A、DS：BX

B、SS：SP

C、CS：PC

D：CS：IP 2、8086CPU能够直接执行的语言是（B）

A、汇编语言

B、机器语言

C、C语言

D、JAVA语言

3、在机器数（C）零的表示形式是唯一的 A、原码

B、反码

C、补码

D、原码和反码 4、8位二进制数的补码表示范围为（C）

A、0-255

B、-127~+127

C、-128~+127

D、-128~+128

5、从8086RAM地址002CH开始存放4个字节中断向量，对应的中断号是（B）A、0AH

B、0BH

C、0CH

D、0DH

6、需要扩充存储容量时采用（A）的方法

A、地址串联

B、地址并联

C、数据线并联

D、数据线串联

7、通常输出接口需要（B）

A、缓冲器

B、锁存器

C、计数器

D、反相器

8、运算器执行两个补码表示的整数加法时，产生溢出的正确叙述为（D）

A、相加结果的符号位为0则产生溢出

B、相加结果的符号位为1则产生溢出

C、最高位有进位则产生溢出

D、相加结果的符号位与两同号加数的符号位相反，则产生溢出

9、MIPS用来描述计算机的计算速度，其含义为（B）

A、每秒处理百万个字符

B、每秒执行百万条指令

C、每分钟处理百万个字符

D、每分钟执行百万条指令

10、下列数中，最大的数是（C）

A、（1011110）2

B、（140）8

C、（97）10

D、（5F）16 11、8086CPU共有（D）根分时复用总线 A、8

B、16

C、20

D、21 12、8086系统中每个逻辑段的最多存储单元数为（A）A、64KB

B、256KB

C、1MB

D、根据需要而定

13、CPU对存储器访问时，地址线和数据线的有效时间关系是（B）A、数据线先有效

B、地址线先有效

C、同时有效

D、同时无效

14、通常所说的32位机是指（A）

A、CPU字长为32位

B、寄存器数量为32个

C、存储器单元数据为32位

D、地址总线宽度为32位

15、若要使寄存器AH中高4位不变，低四位清0，使用指令（D）

A、OR AH，0FH

B、AND AH，0FH

C、OR AH，0F0H

D、AND AH，0F0H

16、某I/O接口芯片中的端口地址为0A10H~0A1FH，它的片内地址线有（B）A、2条

B、4条

C、8条

D、16条

17、从8086存储器的奇地址开始读取一个字节，需要执行（B）总线周期 A、0个

B、1个

C、2个

D、3个

18、下列说法中，正确的是（A）

A、栈顶是堆栈操作的唯一出口

B、堆栈操作遵循先进先出的原则

C、栈底是堆栈地址的较小端

D、执行出栈操作后，栈顶地址将减小 19、8086CPU从功能结构上看是由（B）组成 A、控制器、运算器

B、控制器、运算器、寄存器

C、控制器、20位物理地址加法器

D、执行单元、总线接口单元 20、128KB的SRAM有8条数据线，有（）条地址线 A、17条

B、18条

C、20条

D、128条

21、可编程定时/计数器8253内含有（B）独立的计数器 A、2个

B、3个

C、4个

D、6个

22、构成1MB存储器系统，需要容量32K*4的RAM芯片（B）片 A、16

B、32

C、64

D、128

23、下列寻址方式中，需要执行总线周期的为（D）

A、立即数寻址

B、寄存器寻址

C、固定寻址

D、存储器寻址

24、容量为10K的SRAM的起始地址为1000H，则终止地址为（C）A、31FFH

B、33FFH

C、37FFH

D、4FFFH

25、下列逻辑地址中对应不同物理地址的是（B）

A、0400H：0340H

B、03E0H：0740H

C、0420H：0140H D、03C0H：0740H

二、填空题（15分，每空1分）

1、由18个字数据组成的存储区，其首地址为1EA5H：BDC7H，则末字单元的物理地址为___________

2、CPU与外设传递的三种信息是程序方式、中断方式和DMA方式

3、每条指令一般都由操作码和操作数两部分构成

4、下列指令执行前SS=2000H，SP=0060H，执行下列程序之后，SP= AX=，BX=

，CX= MOV AX，1020H MOV BX，3040H MOV CX，5060H PUSH AX PUSH BX POP CX

5、二进制数11101001，若为补码表示的有符号数，其十进制数值是________； 若为无符号数，其十进制数值是________

6、若AX=42DAH，BX=4331H，则SUB AX，BX指令执行后，SF=______，ZF=_______，CF=________。

三、名词解释（12分，每个3分）

1、堆栈

堆栈都是一种数据项按序排列的数据结构，只能在一端(称为栈顶(top))对数据项进行插入和删除。

2、中断向量

中断服务程序的入口地址称为中断向量

3、总线周期

1.微处理器是在时钟信号CLK控制下按节拍工作的。8086/8088系统的时钟频率为4.77MHz，每个时钟周期约为200ns。

2.由于存贮器和I/O端口是挂接在总线上的，CPU对存贮器和I/O接口的访问，是通过总线实现的。通常把CPU通过总线对微处理器外部（存贮器或I/O接口）进行一次访问所需时间称为一个总线周期。一个总线周期一般包含4个时钟周期，这4个时钟周期分别称4个状态即T1状态、T2状态、T3状态和T4状态。

4、分时复用总线

由于CPU引脚数量有限,使得一些引脚起多个作用,比如:AB0～AB7在T1时刻表示地址,在T2～T4时刻表示数据,这样就称为AB0～AB7为‘分时复用’。

四、简答题

1、半导体存储器分为哪两大类，简要说明各类特点

答：按制造工艺分类，半导体存储器可以分为双极型和金属氧化物半导体型两类。

双极型（bipolar）由TTL晶体管逻辑电路构成。该类存储器件的工作速度快，与CPU处在同一量级，但集成度低，功耗大，价格偏高，在微机系统中常用做高速缓冲存储器cache。

金属氧化物半导体型，简称MOS型。该类存储器有多种制造工艺，如NMOS, HMOS, CMOS, CHMOS等，可用来制造多种半导体存储器件，如静态RAM、动态RAM、EPROM等。该类存储器的集成度高，功耗低，价格便宜，但速度较双极型器件慢。微机的内存主要由MOS型半导体构成。

2、简述8086中断系统响应可屏蔽中断的全过程

答：CPU在INTR引脚上接到一个中断请求信号，如果此时IF=1，并且，当前的中断有最高的优先级，CPU就会在当前指令执行结束完以后开始响应外部中断请求。这是，CPU通过INTA引脚连续发送两个负脉冲，外设接口在接到第二个负脉冲后，在数据线上发送中断类型码，CPU接到这个中断类型码后做如下操作： 1 将中断类型码放入暂存器保存； 2 将标志寄存器内容入栈，保护中断状态； 3 将IF和TF表示清零； 4 保护断点。IP和CS内容入栈； 根据当前中断类型码，在中断向量表找到相应的中断子程序的首地址，将其装入IP和CS，这样就可以实现自动转向中断服务子程序处执行。

3、CPU与外设交换数据的传送方式分为哪几种？简要说明各自特点

答：（1）CPU与外设交换数据的传送方式可分为3种：程序传送、中断传送和直接存储器存取(DMA)传送。

（2）程序查询输入输出传送方式能较好地协调外设与CPU之间定时的差别；程序和接口电路比较简单。其主要缺点是：CPU必须做程序等待循环，不断测试外设的状态，直至外设为交换数据准备就绪时为止。这种循环等待方式很花费时间，大大降低了CPU的运行效率。中断传送的I/O操作与查询方式的不同，它总是先由外设主动请求中断，再由CPU通过响应外设发出的中断请求来实现。中断传送方式的好处是：既大大提高了CPU的工作效率，又能对突发事件做出实时处理，I/O响应速度很快。其缺点是需要一系列中断逻辑电路支持，中断程序设计和调试也比较复杂。DMA方式，是一种专门的硬件电路执行I/O交换的传送方式，它让外设接口可直接与内存进行高速的数据传送，而不必经过CPU，这样就不必进行保护现场之类的额外操作，可实现对存储器的直接存取。