《微機(jī)原1》課程教學(xué)大綱

《微機(jī)原理》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱微機(jī)原理PrincipleofMicrocomputer課程編碼OSI223321030開課院部海洋與空間信息學(xué)院課程團(tuán)隊(duì)（未設(shè)置）學(xué)分3課內(nèi)學(xué)時(shí)52講授40實(shí)驗(yàn)12上機(jī)0實(shí)踐0課外學(xué)時(shí)40適用專業(yè)通信工程授課語言中文先修課程模擬電子技術(shù)、電路分析、程序設(shè)計(jì)（C/C++）、數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程簡介（限選）《微機(jī)原理》是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課。本課程主要內(nèi)容為微機(jī)系統(tǒng)的基本組成和工作原理、8086-CPU結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)組成、指令系統(tǒng)和匯編語言程序設(shè)計(jì)、存儲(chǔ)器及其接口方法、輸入/輸出接口方法、可編程芯片8255A和中斷系統(tǒng)及其接口方法，MSP430系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、中斷系統(tǒng)和硬件資源。通過本課程的學(xué)習(xí)，充分理解和掌握微機(jī)系統(tǒng)及其接口技術(shù)的基本知識(shí)、基本概念、基本工作原理和基本方法，通過實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，掌握計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基本接口設(shè)計(jì)方法、微機(jī)系統(tǒng)及其在電子信息系統(tǒng)應(yīng)用的基本設(shè)計(jì)技術(shù)，為后續(xù)相關(guān)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定理論基礎(chǔ)和計(jì)算機(jī)軟硬件應(yīng)用開發(fā)能力。通過課程學(xué)習(xí)加強(qiáng)愛國情懷積極上進(jìn)意識(shí)，增強(qiáng)溝通交流能力和團(tuán)隊(duì)合作精神，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)和適應(yīng)發(fā)展的能力。"Principlesofmicrocomputer"isaprofessionalbasiccoursewithstrongpracticality.Themaincontentsofthiscoursearethebasiccompositionandworkingprincipleofmicrocomputersystem,8086-CPUstructureandsystemcomposition,instructionsystemandassemblylanguageprogramdesign,memoryanditsinterfacemethod,input/outputinterfacemethod,programmablechip8255A,interruptsystemanditsinterfacemethod,MSP430systemstructure,interruptsystemandhardwareresources.Throughthestudyofthiscourse,wecanfullyunderstandandmasterthebasicknowledge,basicconcepts,basicworkingprinciplesandbasicmethodsofmicrocomputersystemanditsinterfacetechnology.Throughthetrainingofexperimentallinks,masterthebasicinterfacedesignmethodofcomputersystem,microcomputersystemanditsbasicdesigntechnologyappliedinelectronicinformationsystem,soastolaytheoreticalfoundationandcomputersoftwareandhardwareapplicationdevelopmentabilityforthefollow-upstudyofrelevantprofessionalcourses.Strengthenpatrioticfeelingsandpositiveawarenessthroughcourselearning,enhancecommunicationabilityandteamspirit,andcultivatetheabilityofautonomouslearningandadaptationtodevelopment.負(fù)責(zé)人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標(biāo)序號(hào)代號(hào)課程目標(biāo)OBE畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)任務(wù)自選1M1目標(biāo)1：理解并掌握微機(jī)系統(tǒng)及其接口的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)，能對微機(jī)系統(tǒng)及其接口的基本結(jié)構(gòu)和基本工作原理進(jìn)行分析、推理和軟硬件設(shè)計(jì)。是1.32M2目標(biāo)2：能對微機(jī)系統(tǒng)及其接口的復(fù)雜電路進(jìn)行分析，并能通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證和比較，得出結(jié)論。是1.4三、課程內(nèi)容序號(hào)章節(jié)號(hào)標(biāo)題課程內(nèi)容/重難點(diǎn)支撐課程目標(biāo)課內(nèi)學(xué)時(shí)教學(xué)方式課外學(xué)時(shí)課外環(huán)節(jié)1第1章第1章緒論本章重點(diǎn)難點(diǎn)：機(jī)器數(shù)和真值、補(bǔ)碼表示及其運(yùn)算方法。/////21.11.1課程概述課程基本內(nèi)容、本課程在通信工程專業(yè)的地位和作用及與其他課程之間的關(guān)系、學(xué)習(xí)方法、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置。*思政：強(qiáng)調(diào)課程學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫、作業(yè)、平時(shí)測試和期末考試等基本要求，進(jìn)行誠信教育。M10.5講授/討論0.5自學(xué)/作業(yè)31.11.1微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)微處理器和微機(jī)的發(fā)展史、分類及特點(diǎn)；微機(jī)基本工作原理，基本組成結(jié)構(gòu)，存儲(chǔ)程序控制，微機(jī)系統(tǒng)組成，CPU，存儲(chǔ)器，I/O接口，硬件結(jié)構(gòu)，性能指標(biāo)，總線（并行總線、串行總線）。M11.5講授/討論1.5自學(xué)/作業(yè)41.21.2計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示位，字節(jié)，字和字長，位編號(hào)，內(nèi)存單元的地址和內(nèi)容，內(nèi)存容量及常用單位，內(nèi)存中數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)格式；數(shù)制及數(shù)制轉(zhuǎn)換；各種碼制（原碼、反碼、補(bǔ)碼、BCD碼、ASCII碼）及其運(yùn)算方法。M12講授2自學(xué)/作業(yè)5第2章第2章8086硬件結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)組成本章重點(diǎn)難點(diǎn)：8086最小工作方式配置、分段結(jié)構(gòu)、分段存儲(chǔ)、分段尋址過程。/////62.12.18086-CPU結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)組成*思政：介紹我國CPU發(fā)展歷程，引導(dǎo)學(xué)生查閱文獻(xiàn)，了解芯片技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和瓶頸，進(jìn)行愛國主義教育。8086-CPU的性能，基本結(jié)構(gòu)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)，主要功能部件；引腳功能，最小模式配置、最大模式配置。M12講授/討論2文獻(xiàn)查閱72.22.28086存儲(chǔ)器組織分段存儲(chǔ)，分段尋址，存儲(chǔ)器組織方式，邏輯地址表示，物理地址及其形成方法；存儲(chǔ)器分體結(jié)構(gòu)，分體結(jié)構(gòu)的讀寫。M1,M22講授/討論2自學(xué)/作業(yè)82.32.38086-CPU時(shí)序時(shí)序、時(shí)鐘周期、總線周期、指令周期；系統(tǒng)復(fù)位時(shí)序和狀態(tài)，總線周期（讀/寫總線周期）的時(shí)序。M1,M21講授/討論1自學(xué)/作業(yè)9第3章第3章8086指令系統(tǒng)和匯編程序設(shè)計(jì)本章重點(diǎn)難點(diǎn)：指令的尋址方式、指令的具體應(yīng)用、標(biāo)志位的使用、主子調(diào)用過程。/////103.13.18086尋址方式操作數(shù)的7種尋址方式，操作數(shù)，操作碼，機(jī)器碼表示方法，轉(zhuǎn)移地址的4種尋址方式。M11講授1自學(xué)/作業(yè)112.23.28086指令系統(tǒng)指令的基本格式，數(shù)據(jù)傳送指令，算術(shù)運(yùn)算指令，邏輯運(yùn)算與移位指令，控制轉(zhuǎn)移類指令，處理器控制指令；常用指令的功能、采用的尋址方式及其對標(biāo)志寄存器的影響；堆棧及其操作過程，轉(zhuǎn)移指令的地址形成。M1,M23講授/討論3自學(xué)/作業(yè)123.33.38086匯編程序設(shè)計(jì)完整的匯編語言源程序設(shè)計(jì)方法及其舉例，上機(jī)調(diào)試過程，主子調(diào)用過程及其實(shí)現(xiàn)，偽指令的簡單了解和應(yīng)用。*思政：強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)室安全注意事項(xiàng)，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室衛(wèi)生勞動(dòng)和集體意識(shí)。M1,M23講授/討論3自學(xué)/作業(yè)13第4章第4章存儲(chǔ)器及其接口方法本章重點(diǎn)難點(diǎn)：存儲(chǔ)器的擴(kuò)展方法、地址譯碼原理及其設(shè)計(jì)、CPU與存儲(chǔ)器的連接。/////144.14.1存儲(chǔ)器概述存儲(chǔ)器的分類，性能指標(biāo)，RAM的基本結(jié)構(gòu)及其組成，RAM的單譯碼和復(fù)合譯碼方法，RAM和動(dòng)態(tài)RAM的基本存儲(chǔ)電路，ROM的結(jié)構(gòu)原理和工作特點(diǎn)。M1,M21講授/討論1自學(xué)/作業(yè)154.24.2存儲(chǔ)器與CPU接口地址譯碼原理和電路設(shè)計(jì)，RAM與CPU接口電路的設(shè)計(jì)；微機(jī)系統(tǒng)存儲(chǔ)器構(gòu)成、連接和地址空間的分配。M1,M22講授2自學(xué)/作業(yè)16第5章第5章輸入/輸出j及其接口方法本章重點(diǎn)難點(diǎn)：I/O接口電路設(shè)計(jì)、I/O接口軟件設(shè)計(jì)、8255A的實(shí)際應(yīng)用接口設(shè)計(jì)/////175.15.1輸入/輸出基本方法和I/O端口尋址外設(shè)與CPU之間數(shù)據(jù)交換的基本方法，程序控制I/O方式，中斷控制I/O方式；I/O端口的編址方式，輸入/輸出指令，端口地址，端口尋址。M1,M22講授/討論2自學(xué)/作業(yè)185.25.2程序控制的I/O方法無條件傳送I/O，條件傳送I/O接口，接口電路設(shè)計(jì)和軟件編程。M1,M22講授2自學(xué)/作業(yè)195.35.3可編程接口芯片8255A8255A的功能、結(jié)構(gòu)組成和工作方式，8255A接口電路設(shè)計(jì)，工作方式和方式控制字的設(shè)置。M1,M22講授2自學(xué)/作業(yè)20第6章第6章中斷系統(tǒng)及其接口本章重點(diǎn)難點(diǎn)：中斷、中斷處理過程、中斷矢量和矢量中斷、中斷接口電路設(shè)計(jì)和編程。/////216.16.1中斷系統(tǒng)和中斷處理過程中斷概念，中斷系統(tǒng)，中斷功能，中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成；微處理器的中斷技術(shù)，中斷處理過程。M1,M22講授2自學(xué)/作業(yè)226.26.2中斷優(yōu)先級(jí)與中斷嵌套中斷優(yōu)先級(jí)，多重中斷，中斷屏蔽。/1講授1自學(xué)/作業(yè)236.36.3中斷向量和中斷接口設(shè)計(jì)矢量中斷，中斷矢量，8086中斷系統(tǒng)的中斷源類型，中斷結(jié)構(gòu)，中斷矢量表，中斷優(yōu)先級(jí)劃分，中斷處理過程；8086內(nèi)部中斷處理過程，外部中斷處理過程，8086中斷接口電路設(shè)計(jì)和編程。*思政：引導(dǎo)學(xué)生查閱學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)大師的事跡，學(xué)習(xí)優(yōu)秀品質(zhì)。M1,M22講授2自學(xué)/作業(yè)24第7章第7章MSP430系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其中斷系統(tǒng)本章重點(diǎn)難點(diǎn)：MSP430的應(yīng)用、微控制器結(jié)構(gòu)、控制寄存器的設(shè)置、中斷向量和中斷服務(wù)程序。/////257.17.1MSP430系統(tǒng)結(jié)構(gòu)MSP430單片機(jī)的發(fā)展歷程，特點(diǎn)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，中央處理器結(jié)構(gòu)、特性與寄存器資源，存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。M11講授/討論1自學(xué)/作業(yè)267.27.2MSP430中斷系統(tǒng)MSP430的中斷系統(tǒng)，中斷向量的定義和聲明，中斷優(yōu)先級(jí)，中斷服務(wù)程序。M1,M21講授1自學(xué)/作業(yè)27第8章第8章通用I/O端口(GPIO)本章重點(diǎn)難點(diǎn)：GPIO的原理及其應(yīng)用/////288.18.1通用I/O端口通用IO口的組成，引腳的定義，引腳的功能和設(shè)置，IO口中斷，IO口的應(yīng)用。M1,M22講授2自學(xué)/作業(yè)298.28.2定時(shí)器定時(shí)器的基本組成，計(jì)數(shù)模式，捕獲/比較器的原理及應(yīng)用。M1,M23講授3自學(xué)/作業(yè)308.38.3ADC12ADC的基本原理，ADC12的組成和工作原理，寄存器的功能、設(shè)置及其應(yīng)用。*思政：引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步體會(huì)本課程與其他專業(yè)課學(xué)習(xí)的關(guān)系，與中國通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的關(guān)系，增強(qiáng)學(xué)生的愛國熱情。M1,M23講授3自學(xué)/作業(yè)四、考核方式序號(hào)考核環(huán)節(jié)操作細(xì)節(jié)總評(píng)占比1平時(shí)練習(xí)1.課堂提問討論交流、回答問題。2.在云課堂、雨課堂等網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，開展練習(xí)答題、作業(yè)和小測驗(yàn)。3.考核學(xué)生對基本知識(shí)的掌握、學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題、解決問題的能力，題型主要有客觀題、簡答題、分析題和設(shè)計(jì)題。4.成績采用百分制，根據(jù)作業(yè)完成準(zhǔn)確性、是否按時(shí)上交、是否獨(dú)立完成評(píng)分。10%2實(shí)驗(yàn)1.完成本課程12個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。2.考核學(xué)生對知識(shí)方法的驗(yàn)證、表達(dá)、應(yīng)用設(shè)計(jì)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，要求能夠根據(jù)應(yīng)用需求確定設(shè)計(jì)目標(biāo)和方案，從技術(shù)角度優(yōu)選解決方案獲得有效結(jié)論。3.成績采用百分制，根據(jù)實(shí)驗(yàn)完成情況實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫情況評(píng)分。20%3單元測試1.根據(jù)課程進(jìn)度，在期中階段安排單元測試；2.主要考察學(xué)生對基本知識(shí)和基本原理的掌握和應(yīng)用；3.成績采用百分制，根據(jù)題目答案和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定。20%4期末考試1.期末閉卷考試，滿分100分。2.考核學(xué)生對微機(jī)原理及其接口技術(shù)基本概念基本知識(shí)的理解掌握程度，學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題、解決問題的能力；題型主要有簡答題、分析題、計(jì)算題和基本設(shè)計(jì)題等。3.成績采用百分制，根據(jù)試卷參考答案和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定。50%五、評(píng)分細(xì)則序號(hào)課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)大致占比評(píng)分等級(jí)1M1平時(shí)練習(xí)10%A-獨(dú)立思考、積極回答問題并參與討論、按時(shí)完成作業(yè)和測試，表述規(guī)范，解題思路清晰、步驟完整、答案正確，設(shè)計(jì)方案體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)B-獨(dú)立思考、能夠按要求回答問題和參與討論、按時(shí)完成作業(yè)和測試，表述比較規(guī)范，解題思路比較清晰、步驟比較完整、答案正確C-獨(dú)立思考、能夠在老師引導(dǎo)下回答問題、按時(shí)完成作業(yè)和測試，表述比較規(guī)范，解題思路比較清晰、步驟比較完整、答案正確D-作業(yè)抄襲，不能回答課堂提問、未能按時(shí)完成作業(yè)和測試，表述不規(guī)范，解題思路混亂答案不正確。2M1實(shí)驗(yàn)20%A-有預(yù)習(xí)準(zhǔn)備，實(shí)驗(yàn)過程中認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)要求，得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式規(guī)范，步驟敘述清楚，正確分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從技術(shù)角度優(yōu)選解決方案獲得有效結(jié)論B-有預(yù)習(xí)準(zhǔn)備，實(shí)驗(yàn)過程中認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)要求，得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式規(guī)范，步驟敘述比較清楚，正確分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從技術(shù)角度優(yōu)選解決方案獲得比較有效的結(jié)論C-有預(yù)習(xí)準(zhǔn)備，實(shí)驗(yàn)過程中認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)要求，不能得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式規(guī)范，步驟敘述清楚，沒有正確分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，但是結(jié)合理論分析可以從技術(shù)角度優(yōu)選解決方案獲得有效的結(jié)論D-無預(yù)習(xí)準(zhǔn)備，實(shí)驗(yàn)過程中不能完成實(shí)驗(yàn)要求，不能得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，不能從技術(shù)角度優(yōu)選解決方案獲得有效結(jié)論。3M1單元測試20%參加測試測試題目參考答案。4M1期末考試50%參見期末試卷參考答案和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。5M2平時(shí)練習(xí)10%A-獨(dú)立思考、積極回答問題并參與討論、按時(shí)完成作業(yè)和測試，表述規(guī)范，解題思路清晰、步驟完整、答案正確，設(shè)計(jì)方案體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)B-獨(dú)立思考、能夠按要求回答問題和參與討論、按時(shí)完成作業(yè)和測試，表述比較規(guī)范，解題思路比較清晰、步驟比較完整、答案正確C-獨(dú)立思考、能夠在老師引導(dǎo)下回答問題、按時(shí)完成作業(yè)和測試，表述比較規(guī)范，解題思路比較清晰、步驟比較完整、答案正確D-作業(yè)抄襲，不能回答課堂提問、未能按時(shí)完成作業(yè)和測試，表述不規(guī)范，解題思路混亂答案不正確。6M2實(shí)驗(yàn)20%A-有預(yù)習(xí)準(zhǔn)備，實(shí)驗(yàn)過程中認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)要求，得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式規(guī)范，步驟敘述清楚，正確分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從技術(shù)角度優(yōu)選解決方案獲得有效結(jié)論B-有預(yù)習(xí)準(zhǔn)備，實(shí)驗(yàn)過程中認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)要求，得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式規(guī)范，步驟敘述比較清楚，正確分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從技術(shù)角度優(yōu)選解決方案獲得比較有效的結(jié)論C-有預(yù)習(xí)準(zhǔn)備，實(shí)驗(yàn)過程中認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)要求，不能得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式規(guī)范，步驟敘述清楚，沒有正確分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，但是結(jié)合理論分析可以從技術(shù)角度優(yōu)選解決方案獲得有效的結(jié)論D-無預(yù)習(xí)準(zhǔn)備，實(shí)驗(yàn)過程中不能完成實(shí)驗(yàn)要求，不能得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，不能從技術(shù)角度優(yōu)選解決方案獲得有效結(jié)論。7M2單元測試2