微機(jī)接口技術(shù)

微機(jī)原理及接口技術(shù)課程是電子信息工程和電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握微型計算機(jī)軟硬件知識的重要課程，課程的任務(wù)是使學(xué)生從理論上和實(shí)踐上掌握微機(jī)的基本組成、工作原理、接口技術(shù)及硬件連接，建立微機(jī)系統(tǒng)的整機(jī)概念，使學(xué)生具有微機(jī)系統(tǒng)軟硬件開發(fā)和應(yīng)用的基本能力，為微型計算機(jī)在工程技術(shù)領(lǐng)域，特別是水聲工程領(lǐng)域的應(yīng)用打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。

三、教學(xué)基本要求(含素質(zhì)教育與創(chuàng)新能力培養(yǎng)的要求)

1.本課程理論性、系統(tǒng)性、實(shí)踐性均較強(qiáng)。學(xué)生應(yīng)在較好地掌握數(shù)字電路知識的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地學(xué)習(xí)微機(jī)原理、接口技術(shù)及應(yīng)用。既要注重理論知識，更要加強(qiáng)動手實(shí)踐環(huán)節(jié)，努力培養(yǎng)分析問題，編制程序，上機(jī)操作的能力。使學(xué)生的創(chuàng)新能力不斷提高。

2.通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生對目前比較流行和普及的微型計算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)、工作原理、分析方法，有較系統(tǒng)和深入的認(rèn)識，對指令系統(tǒng)和匯編程序，有較全面的理解并能動手編程、設(shè)計，而且具有上機(jī)實(shí)驗(yàn)的能力。

3.對微機(jī)常用的外設(shè)支持器件有正確的理解。對典型的數(shù)據(jù)或過程控制接口電路，能進(jìn)行設(shè)計和實(shí)驗(yàn)。

四、教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時分配

第一章 微型計算機(jī)概述 (2學(xué)時 )

介紹微型計算機(jī)的基本概念，微型計算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，微型計算機(jī)系統(tǒng)組成及性能指標(biāo)，微型計算機(jī)的發(fā)展概況和微型計算機(jī)的應(yīng)用。主要目的是建立微型計算機(jī)結(jié)構(gòu)模型，了解計算機(jī)基本要素，微處理器結(jié)構(gòu)及原理。使學(xué)生不僅對80X86系列微型計算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)有一個整體印象，而且初步了解微處理器的特點(diǎn)和應(yīng)用場合。

第二章 80X86到Pentium X的指令系統(tǒng)和匯編語言程序設(shè)計(14學(xué)時 )

講述80X86的基本指令集，要求學(xué)生對微機(jī)中各種尋址方式有較明確的概念并能正確運(yùn)用。并對Pentium X的擴(kuò)充指令進(jìn)行介紹，以適應(yīng)微型計算機(jī)的各種高級應(yīng)用。了解有關(guān)I/O的DOS功能調(diào)用。要求學(xué)生掌握匯編語言的偽指令、源程序的格式及基本程序設(shè)計方法。

第三章 微處理器總線操作與時序 (5學(xué)時 )

掌握指令周期、總線周期、T狀態(tài)的概念，微處理器主要特點(diǎn)及引腳信號，典型時序分析。著重建立時序概念，了解計算機(jī)是一個嚴(yán)格、嚴(yán)密的時序系統(tǒng)。各種接口器件或外設(shè)的工作時序，都應(yīng)與CPU的時序、速度相適應(yīng)。介紹微型計算機(jī)各種總線技術(shù)以及典型總線的接口標(biāo)準(zhǔn)。

重點(diǎn)介紹當(dāng)今微型計算機(jī)都采用的PCI總線及PCI總線接口控制芯片PLX9052/9054。由于PCI總線的高速特性，已廣泛應(yīng)用于圖像聲納、多波束聲納等需要高速數(shù)據(jù)采集的水聲設(shè)備中，因而這里將結(jié)合科研工作的實(shí)踐，介紹聲納設(shè)備如何利用PCI總線有效地解決實(shí)時采集、實(shí)時傳輸和實(shí)時存儲等問題。

第四章 微型計算機(jī)的存儲器 (4學(xué)時 )

學(xué)習(xí)半導(dǎo)體存儲器分類及性能指標(biāo)。重點(diǎn)討論微機(jī)中使用的半導(dǎo)體存儲器和新型隨機(jī)存儲器的工作原理、特點(diǎn)以及存儲器擴(kuò)展技術(shù)。學(xué)生應(yīng)對典型存儲器芯片有所了解，并能掌握其在整機(jī)中的地位和連接方法。

隨機(jī)存取存儲器將介紹靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器、動態(tài)隨機(jī)存取存儲器及高速RAM，如EDO DRAM、SDRAM、RDRAM、DDR DRAM等;只讀存儲器中介紹掩膜型只讀存儲器ROM、可編程只讀存儲器PROM、 可擦除可編程只讀存儲器EPROM、電可擦除可編程只讀存儲器EEPROM和閃速存儲器(Flash Memory)。

閃速存儲器具有很高的存取速度，具有集成度高、價格低、耗電省等優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合具體芯片，介紹其在水聲數(shù)據(jù)存儲和典型數(shù)碼產(chǎn)品中的應(yīng)用。

第五章 基本輸入輸出接口技術(shù) (3學(xué)時 )

介紹輸入輸出的基本概念，討論輸入輸出的控制方式，輸入輸出接口的基本結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)，微型計算機(jī)的輸入輸出組織，輸入輸出接口的讀寫技術(shù)，著重使學(xué)生對微型計算機(jī)接口技術(shù)有一個整體的把握。了解CPU與外部設(shè)備的傳輸方式，并要求重點(diǎn)掌握查詢傳送方式。

第六章 微型機(jī)算計的中斷系統(tǒng) (3學(xué)時 )

介紹中斷的基本概念及可編程中斷控制器。要求學(xué)生對中斷有清晰的概念，對外部中斷、內(nèi)部中斷、中斷向量表有較深入的理解。了解中斷調(diào)用、中斷程序設(shè)計過程和實(shí)際應(yīng)用中要注意的問題。

第七章 計數(shù)器和定時器電路(2學(xué)時)

介紹可編程計數(shù)器和定時器電路的基本原理和使用方法，并結(jié)合科研實(shí)踐說明可編程計數(shù)器和定時器電路的編程方法和應(yīng)用。

第八章 可編程并行接口電路(2學(xué)時 )

介紹并行通信的基本概念和基本原理，結(jié)合當(dāng)前工程實(shí)踐講解并行接口芯片的發(fā)展過程和應(yīng)用情況，使學(xué)生對常用的各類并行接口有全面的了解，并掌握基本編程方法。

第九章 串行通信及接口電路 (3學(xué)時 )

掌握有關(guān)串行通信的基本概念和基本知識。介紹通用串行接口USB、1394接口等技術(shù)，并結(jié)合多波束條帶測深小型化系統(tǒng)、水下機(jī)器人系統(tǒng)介紹它們在現(xiàn)代水聲通訊中的運(yùn)用。

第十章 高性能計算機(jī)新技術(shù)簡介(2學(xué)時 )

介紹高性能計算機(jī)的新技術(shù)，以及微型計算機(jī)在工程技術(shù)領(lǐng)域，特別是水聲領(lǐng)域中的實(shí)際應(yīng)用，例如聲卡、圖形加速卡AGP、網(wǎng)卡、串口硬盤SATA在科研項(xiàng)目中的使用情況，使學(xué)生及時了解計算機(jī)發(fā)展的新技術(shù)及其應(yīng)用。

五、教學(xué)方法及手段(含現(xiàn)代化教學(xué)手段)

本課程采用課堂理論課教學(xué)與實(shí)驗(yàn)課教學(xué)相結(jié)合的方法，實(shí)驗(yàn)課采用多媒體教學(xué)。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，需要注意教材內(nèi)容的更新和教學(xué)章節(jié)的修改。