微机原理实训室课程介绍
微机原理与应用_课程简介-自动化
微机原理
课程代码：80092001
课程名称：微机原理
学分：3.5 开课学期：5
授课对象：自动化先修课程：数字电子技术
课程主任：王书源，教授，硕士
课程简介：
微机原理及应用课程是测控专业、自动化专业的一门重要专业基础课程，是一门理论和实践结合的课程。
学生通过本课程的学习，了解一个微处理器(Intel8086/8088)的基本编程结构、工作原理及组成一个简单的计算机的方法，熟悉一门汇编语言指令（Intel8086/8088），学会编写和调试汇编语言程序。
掌握几种常用可编程输入/输出接口芯片的工作原理、与CPU 系统的连接方法及编程使用方法。
了解PC机的系统组成，以及利用系统提供的中断编写汇编语言应用程序的方法。
实践教学环节：
微机原理实验课程可以开设多项实验项目，主要目的是培养学生实验能力和实际技能。
实验是为了巩固学生的微机原理理论知识，加强基本实验技能，提高动手能力；同时培养学生创新的思维方法，为进行新领域探索和科学研究打下良好的实践基础。
课程考核：
考试成绩＝平时成绩×30％＋期末成绩×70％。
平时成绩包括：作业、实验等。
期末成绩采取闭卷考试。
指定教材：
微型计算机原理及应用，杨素行清华大学出版社2004年2月，第二版
参考书目：
[1] 微机原理与应用自编讲义（内部资料）
[2] 微型计算机接口技术及应用刘乐善华中科技大学出版社
[3] 微型机（PC系列）系统功能教程张昆藏清华大学出版社
[4] IBM- PC汇编语言程序设计沈美明清华大学出版社。
微机原理实验教案
微机原理实验教案一、实验目的和意义1.掌握基本的微机组成和工作原理；2.学习如何配置和调试微机组件；3.提高对计算机硬件的理解和实验操作能力；4.培养动手能力和实践创新思维。
二、实验设备和材料1.微机实验箱；2.单片机开发板；3.屏幕、键盘、鼠标等外设；4.连接线、电源等辅助器材。
三、实验内容和步骤实验一：微机组成与原理1.确认各组件的名称和功能；2.查阅相关资料了解各组件的工作原理；3.打开微机实验箱，检查各组件的连接是否正确；4.接通电源，启动微机；5.在屏幕上观察开机过程，理解各组件的工作原理；6.测试各组件的功能，如键盘、鼠标、显卡等。
实验二：微机配置与调试1.了解微机配置的基本概念和方法；2.确定所需的硬件配置，并按要求安装在微机上；3.进行硬件的初始化和配置；4.在操作系统中检查硬件配置是否正确；5.运行测试程序，检验硬件配置是否稳定。
实验三：微机的故障排除与维护1.学习微机故障排除的基本原则和方法；2.模拟常见的微机故障情况，并进行排除；3.掌握常见的维护操作，如清洁、更新驱动程序等；4.学习备份和恢复操作系统的方法。
实验四：微机性能测试与评估1.了解微机性能测试的基本原理和方法；2.选择适当的性能测试软件，进行测试；3.记录测试结果，并根据结果进行性能评估；4.提出改进微机性能的建议。
四、实验安全注意事项1.在操作微机时，应注意电源的安全使用，避免触电事故；2.在连接或更换硬件组件时，应确保电源已断开，以免损坏硬件；3.实验过程中保持实验环境整洁，避免杂物堆放导致的安全隐患；4.在进行故障排除时，应注意软硬件的兼容性和操作正确性。
五、实验结果与分析1.根据实验数据和观察结果，分析微机的组成和原理；2.对实验过程中遇到的问题进行分析，并提出解决方案；3.对实验结果进行总结和评估，提出改进意见。
六、思考题1.什么是微机？简述微机的组成和工作原理；2.如何进行微机的配置与调试？列举具体的步骤；3.你认为微机性能测试的指标有哪些？选择性能测试软件可以使用哪些工具进行测试？4.你在实验过程中遇到了哪些问题？你是如何解决的？5.实验中你认为有哪些需要改进和提高的地方？七、实验总结通过本次实验，我对微机的组成和原理有了更深入的了解，掌握了微机配置与调试的方法，提高了实验操作能力和创新思维。
微机原理课程简介
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12. Core Duo 2 微处理器
Core Duo 2（中国译为酷睿2）是英特尔推出的第8代 X86架构微处理器，它采用全新的Intel Core微架构，取代 由2000年起大多数英特尔处理器采用的NetBurst架构。Core 2亦同时显示出英特尔自2003年起出现Pentium M以来，用于 移动处理器及台式机处理器两个品牌的重集成。 Core Duo处理器内核芯片中内含1.51亿个晶体管，包含分享 所搭载的2 MiB L2高速缓存。此一L2高速缓存与两颗独立运 算内核之间沟通、协调的方式，乃是通过一称为“仲裁总线 单元”进行数据或信号的访问，
教学内容
微处理器的结构及工作原理 汇编语言程序设计 输入输出技术及接口芯片
参考资料
戴梅萼《微型计算机技术与应用—从16位到32位》（第 五版） 清华大学出版社 田艾平等,《微型计算机技术》清华大学出版社 艾德才《Pentium系列微型计算机原理与接口技术》,高 等教育出版社 杨全胜《现代微机原理与接口技术(第二版)》,电子工业 出版社 孙德文《微型计算机技术》， 高等教育出版社 潘新民《微型计算机原理.汇编.接口技术》,希望电子出版 社 马维华《微型计算机及接口技术》科学出版社 易先清《微型计算机原理与应用》电子工业出版社
主干学科：地理学、地图学、计算机科学与技术。 主要课程：自然地理学、人文地理学、经济地理学、
地图学、遥感技术、数据库技术、地理信息系统原理、 地理信息系统设计与应用等。 分支方向：网络地理信息系统
本专业建立在地理学基础上，以计算机技术 为主要辅助手段。本专业侧重培养学生的计 算机技能，培养学生用计算机解决地理信息 问题的能力。
6. Intel
80386微处理器
微机原理课程设计教学大纲
《微机原理与接口技术》实习教学大纲一、课程基本信息开课单位：电气与信息工程学院课程编号：课程名称：微机原理与接口技术英文名称：Microcomputer Principle & Interfacing Technique学分：2学分二、课程的性质与教学目标（一）课程性质：本课程是高等院校计算机科学与技术及计算机相关专业的一门专业技术基础课程，是在《微机原理与接口技术》理论课程结束后的一次大型实践性教学环节。
（二）教学目标：本课程以相应课程的理论知识和课程实验为基础，学生通过课程设计，应初步学会利用微机和接口芯片设计应用系统的基本方法；初步掌握微机应用系统中硬件电路的设计方法；掌握利用汇编语言设计和编写应用程序的方法；提高调试综合应用程序的能力。
通过理论设计和实践操作巩固和加深对理论知识的理解，增强设计微机应用系统和调试应用软件的能力，提高学生的工程素质。
三、教学内容、时间安排及教学要求（一）实习内容及要求1、实习内容（16学时）可在以下5个课题中任选其一：课题1：数据采集系统课题2：异步通信系统课题3：电机调速系统课题4：计时器课题5：计算器（1）要求课程设计完成后，学生应交课程设计报告一份。
（2）内容课题1：数据采集系统数据采集系统有两个子课题，根据实验安排完成其中一个：1）用LED显示输出的数据采集系统；2）用打印机输出的数据采集系统。
理论设计要求：①以8088/86及其支持电路为基础，配必要的存储器、中断、定时系统、感测接口、LED显示器或打印机接口等构成数据采集系统；②系统可控制8路采集，采集信号的最高频率为10Hz；③采集数据存储在内存区，要求能连续保存10分钟的各路数据；④在LED显示器上顺序输出各路采集数据，输出内容包括采集路号以及对应的实时数据；若使用打印机输出，可在10分钟后批量打印采集的数据；⑤方案设计中要突出数据采集分系统和输出接口的设计，进行多种速率、多路采集控制等方面的分析，为硬件设计和软件编程提供依据；⑥硬件设计要求画出功能框图和逻辑原理图；编程要有程序框图和流程图。
微机原理课程介绍
奔腾处理器支 持计算机更轻 松的集成“现 实 世 界 ” 数 据，如语音、 声音、手写 体和图片等。 晶体管数量： 310 万 速 度 ： 60MHz 、 66MHz
• P54C
¾0.6μm 生 产 工 艺，集成度330万 个晶体管 • 296引脚的交错 式引脚栅格阵列 (SPGA)封装 • 陶瓷管壳 • 工作电压3.3V • 功耗4W
1972年：Intel 8008 世界上第一片8位 微处理器,采用了 10μm生产工艺。 晶体管数：3500个 工作频率：200KHz
1974年：Intel 8080 世界上第一款个人计算机 Altair 的大脑。 晶体管数量： 6000 速度：2 MHz
1976年： Intel 8085， Intel公司生产的最后一 种8位通用微处理器， 8085的工作频率提高到 5MHz，指令系统的指令数 上升到246条。
80486™ 处理器真正 意味着用户 从命令形式 进 入 到 了 “选中并点 击”的计算 机时代。 速度： 25～50MHz
Pentium（奔腾）处理器
按照80X86的逻辑，80486之后的下一个CPU名 字应是80586，但是Intel公司决定不再采用数 字命名，原因是为了保护商标版权，所以 Intel为了获得新一代CPU的商标专利，将其取 名为Pentium，它来源于希腊字“Pente”，其意 思 为 5 ， 现 在 人 们 习 惯 上 也 将 Pentium 叫 做 586，或称作奔腾586，或称P5（Pentium未正 式命名前的称呼）。
RISC出现在80年代，它的含义是简化指令 系统的计算机，它舍弃不常用的复杂指令，并 充分改进频繁使用的基本指令的实际执行效 率，把微程序控制器改为硬连线控制器，加强 寄存器-寄存器操作指令，从而简化了计算机 结构，提高了性能。后来，RISC技术强调优化 流水线技术，使在一个机器周期内完成一个基 本指令的执行。CISC机器上的软件不能在RISC 系统上运行。
微机原理及应用教学大纲
微机原理及应用教学大纲一、课程介绍该课程主要介绍微型计算机的基本原理、结构与应用，包括计算机硬件、操作系统及相关软件的基本知识和技能。
通过理论与实践相结合的教学方法，培养学生运用微型计算机解决实际问题的能力。
二、课程目标1.了解微型计算机的基本组成和工作原理；2.掌握微型计算机的硬件配置和软件安装方法；3.掌握微型计算机的操作系统原理和基本操作技能；4.能够独立完成一项基本的计算机系统搭建并进行简单应用。
三、教学内容及学时安排1.计算机基本知识与历史发展（2学时）1.1计算机的定义和基本特点；1.2计算机的历史发展概述；1.3计算机的分类及应用领域。
2.计算机硬件系统（10学时）2.1计算机硬件的组成与功能；2.2中央处理器（CPU）的结构和工作原理；2.3存储器的类型和层次结构；2.4输入/输出设备的类型和功能；2.5性能评价指标。
3.计算机软件系统（12学时）3.1操作系统的基本概念和功能；3.2常见操作系统的介绍与安装；3.3常用办公软件的使用方法；3.4网络和安全软件的基本概念与应用。
4.微型计算机的组装与应用（16学时）4.1计算机硬件的选购与组装；4.2操作系统的安装与配置；4.3常见硬件故障的排除与维修；4.4常见应用软件的安装与使用。
5.计算机网络与互联网应用（8学时）5.1计算机网络的基本概念与组成；5.2局域网和广域网的介绍与搭建；5.3互联网的基本原理与应用。
6.计算机编程基础（14学时）6.1程序设计语言的分类与特点；6.2基本的程序设计方法和思想；6.3常见编程语言的入门知识；6.4实践项目的设计与实现。
四、教学方法1.授课与互动采用讲授、示范、实验等方式进行教学，并倡导师生互动，促进学生的主动参与和思考。
2.实验与实践设计实践项目，引导学生动手实际操作，巩固理论知识，培养解决问题的能力。
3.讨论与研究打破传统的教学模式，鼓励学生自主学习、课堂互动和小组合作，促进思维的碰撞和深入研究。
微机实验课程设计
微机实验课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解微机的基本结构和工作原理；2. 掌握微机实验的基本步骤和方法；3. 学会使用微机实验相关软件和仪器；4. 了解微机在日常生活和科技领域中的应用。
技能目标：1. 能够正确连接微机实验设备，进行基本的硬件调试；2. 能够编写简单的微机程序，实现基础功能；3. 能够分析实验过程中出现的问题，并提出解决方案；4. 能够运用所学知识，完成微机实验项目的设计与实施。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对微机技术的兴趣和热情，提高科技创新意识；2. 培养学生的团队合作精神，增强沟通与协作能力；3. 培养学生严谨的科学态度，养成良好的实验习惯；4. 引导学生关注微机技术的发展趋势，树立正确的价值观。
课程性质：本课程为实践性较强的学科，旨在培养学生的动手操作能力、编程思维和问题解决能力。
学生特点：学生处于具备一定计算机基础知识的年级，对微机技术有一定的好奇心和求知欲，但实践操作能力有待提高。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调实践操作，引导学生主动参与，培养其独立思考和解决问题的能力。
通过课程目标的实现，使学生能够将所学知识应用于实际项目中，提高其综合素质。
二、教学内容1. 微机硬件结构及原理：介绍微处理器、存储器、输入输出接口等硬件组成，分析各部分工作原理及相互关系。
- 教材章节：第1章 微机硬件基础- 内容列举：CPU、内存、I/O接口、总线等。
2. 微机实验基本步骤与方法：讲解实验前的准备工作、实验步骤、实验结果分析等。
- 教材章节：第2章 微机实验方法- 内容列举：实验步骤、实验报告撰写、数据采集与分析。
3. 微机编程基础：学习汇编语言或C语言编程，掌握微机程序设计方法。
- 教材章节：第3章 微机编程基础- 内容列举：汇编指令、C语言基础、程序结构。
4. 常用微机实验软件与仪器：介绍实验过程中常用的软件、仪器及其使用方法。
- 教材章节：第4章 微机实验设备与软件- 内容列举：编程软件、调试工具、实验仪器。
《微机原理及其接口技术课程》实验教学大纲
[3] 许立梓等编.微型机算机原理及应用.北京：机械工业出版社，2003.
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六.实验项目：
序 实验项目名称
号
实验主要内容
实验 类型
掌握 8086/8088 微机汇
编语言指令、编程的格
1 汇编语言程序调试
50%。合起来占该课程期评成绩的 20%。
四.主要仪器设备及台（套）数：
1. PC 机
20 台
2. DVCC-8086 5 台
五.主要参考书目：
[1] 黄冰、周忠英 编著.微机原理及应用.桂林：广西师范大学出版社，1997.
[2] 刘甘娜等编.微机原理及接口技术.西安：西安交通大学出版社，1993.
二.课程实验目的与要求：
本课程是机械类各专业的一门基础课。通过实验使学生从应用角度了解微机的基本原理和接
口技术，为进一步学习微机应用技术打下基础。
1.一般了解计算机的基本知识；
2.深入了解指令系统，初步掌握汇编语言程序设计方法；
3.较深入了解输入输出和接口技术。
三.考试（考核）方式：
本课程考核方式由动手能力和实验报告组成，其中实验课动手能力占 50%和实验报告成绩占
课程总学时：45
学分：2.5
实验学时：6
实验学分：
面向专业：机械工程及其自动化、材控、农机、热力
实验室名称：机电与企业信息化工程实验室
一.课程简介：
本课程介绍以 Intel8088 16 位微处理器为背景，阐述微型计算机的基本原理。重点讨论微型
计算机的组成，工作原理及应用；介绍了汇编语言程序设计及接口电路的应用。
备 注
计划 学时 2
大学微机原理实验报告(3篇)
第1篇实验名称：微机原理实验实验日期：2023年10月25日实验地点：计算机实验室实验教师：[教师姓名]实验学生：[学生姓名]班级：[班级名称]一、实验目的1. 理解微机原理的基本概念和组成结构。
2. 掌握微机硬件的基本操作和调试方法。
3. 熟悉汇编语言编程和程序调试技巧。
4. 通过实验加深对微机原理课程的理解，提高动手能力。
二、实验内容本次实验主要分为以下几个部分：1. 微机硬件系统结构认识：了解微机硬件系统的组成，包括CPU、内存、I/O接口等，熟悉各部件的功能和相互关系。
2. 汇编语言编程：学习汇编语言的基本语法和指令系统，编写简单的汇编程序，实现特定功能。
3. 程序调试：使用调试工具（如DEBUG）对汇编程序进行调试，查找并修正错误。
4. 微机原理实验：完成以下实验任务：1. 编写程序实现两个多位十进制数的相加。
2. 编写程序实现字符串比较功能。
3. 编写程序实现乘除法运算。
三、实验步骤1. 微机硬件系统结构认识：- 观察实验室中的微机硬件系统，了解各部件的连接方式和功能。
- 使用示波器检测实验装置的信号是否正常。
2. 汇编语言编程：- 学习汇编语言的基本语法和指令系统。
- 编写程序实现两个多位十进制数的相加，程序如下：```;加数DATA1 DB 3,4,5,6,7;被加数DATA2 DB 2,3,4,5,6;结果SUM DB 5 DUP(0);程序开始MOV CX, 5 ;循环次数MOV AL, 0 ;结果初始化为0MOV SI, OFFSET DATA1 ;加数地址MOV DI, OFFSET DATA2 ;被加数地址ADD_LOOP:ADD AL, [SI] ;加数加到AL寄存器ADC AL, [DI] ;进位加到AL寄存器MOV [DI], AL ;结果存回DI寄存器ADD SI, 1 ;加数地址加1ADD DI, 1 ;被加数地址加1LOOP ADD_LOOP ;循环;程序结束```- 编写程序实现字符串比较功能，程序如下：```;字符串1STRING1 DB 'Hello';字符串2STRING2 DB 'World';比较结果RESULT DB 0;程序开始MOV SI, OFFSET STRING1 ;字符串1地址MOV DI, OFFSET STRING2 ;字符串2地址CMP_LOOP:MOV AL, [SI] ;读取字符串1的当前字符CMP AL, [DI] ;与字符串2的当前字符比较 JNE NOT_EQUAL ;不相等则跳转到NOT_EQUAL INC SI ;字符串1地址加1INC DI ;字符串2地址加1LOOP CMP_LOOP ;循环MOV RESULT, 1 ;相等则将结果设置为1JMP END ;跳转到ENDNOT_EQUAL:MOV RESULT, 0 ;不相等则将结果设置为0END:;程序结束```- 编写程序实现乘除法运算，程序如下：```;被乘数DATA1 DB 10;乘数DATA2 DB 5;结果PRODUCT DB 0;程序开始MOV AL, [DATA1] ;被乘数加载到AL寄存器MUL [DATA2] ;乘数乘到AL寄存器MOV [PRODUCT], AL ;结果存回PRODUCT;程序结束```3. 程序调试：- 使用DEBUG工具对汇编程序进行调试，查找并修正错误。
微机原理教学大纲
微机原理教学大纲一、课程背景和目标1.1 课程背景微机原理作为计算机相关专业的必修课程，是学习计算机体系结构和计算机组成原理的基础。
通过学习微机原理，学生可以深入理解计算机的底层原理和运行机制，为后续的课程和实践提供坚实的基础。
1.2 课程目标本课程旨在使学生达到以下目标：- 理解计算机系统的组成与结构- 掌握微处理器及其相关器件的工作原理- 理解汇编语言的基本概念和编写方法- 能够独立完成简单的微机系统设计与实现- 发展问题解决和分析能力，培养创新思维和动手实践能力二、课程内容2.1 计算机系统概述- 计算机的基本组成和工作原理- 计算机的发展历程和分类2.2 软硬件概述- 计算机硬件的分类和功能- 计算机软件的分类和基本概念2.3 计算机的层次结构- 指令系统和指令的执行过程- 存储器层次结构和访问方法- 输入输出系统和设备控制2.4 微处理器组成与工作原理- 微处理器的基本功能和结构- 控制器和ALU的作用与实现- 数据通路和指令执行过程2.5 汇编语言基础- 汇编语言的基本概念和特点- 汇编语言的指令格式及寻址方式- 汇编语言程序的设计和调试2.6 总线与存储器- 总线的分类和基本特性- 存储器的种类和特点- 存储器的组织和寻址方法2.7 输入输出系统- 输入输出设备的分类和接口技术- 输入输出控制和数据传输方式- 中断和DMA的原理和应用三、教学方法与评估方式3.1 教学方法- 理论教学结合实践教学，注重理论与实际应用的结合- 通过案例分析和实验操作加深学生对知识的理解和掌握- 鼓励学生参与讨论，提高问题解决和分析能力3.2 评估方式- 平时成绩：包括课堂出勤、课堂表现和作业完成情况- 实验报告及实验成绩：要求学生独立完成实验并撰写实验报告- 期末考试：综合考核学生对课程内容的理解和应用能力四、教材及参考书目教材：- 《微机原理与接口技术导论》高晓阳等著，机械工业出版社参考书目：- 《计算机组成与设计：硬件与接口》 David A. Patterson等著，电子工业出版社- 《深入理解计算机系统》 Randal E. Bryant等著，电子工业出版社五、教学进度安排本课程按照以下进度安排进行授课：- 第一周：计算机系统概述- 第二周：软硬件概述- 第三周：计算机的层次结构- 第四周：微处理器组成与工作原理- 第五周：汇编语言基础- 第六周：总线与存储器- 第七周：输入输出系统六、课程总结微机原理课程的学习对于计算机专业的学生来说是非常重要的。
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微机原理实训室课程介绍
现场总线
现场总线是指以工厂内的测量和控制机器间的数字通讯为主的网络，也称现场网络。也就是将传感器、
各种操作终端和控制器间的通讯及控制器之间的通讯进行特化的网络。这些机器间的主体配线是ON/OFF、
接点信号和模拟信号，通过通讯的数字化，使时间分割、多重化、多点化成为可能，从而实现高性能化、
高可靠化、保养简便化、节省配线（配线的共享）。
单片机
单片机（Single chip microcomputer）是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数
据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数
器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块
硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。从上世纪80年代，由当时的4
位、8位单片机，发展到现在的300M的高速单片机。
计算机控制技术
计算机控制技术是一门以电子技术、自动控制技术、计算机应用技术为基础，以计算机控制技术为核
心，综合可编程控制技术、单片机技术、计算机网络技术，从而实现生产技术的精密化、生产设备的信息
化、生产过程的自动化及机电控制系统的最佳化的专门学科。
VHDL语言
VHDL 的英文全名是 Very-High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language，诞生
于 1982 年。1987 年底，VHDL被 IEEE 和美国国防部确认为标准硬件描述语言。
VHDL主要用于描述数字系统的结构，行为，功能和接口。除了含有许多具有硬件特征的语句外，VHDL
的语言形式和描述风格与句法是十分类似于一般的计算机高级语言。VHDL的程序结构特点是将一项工程设
计，或称设计实体（可以是一个元件，一个电路模块或一个系统）分成外部（或称可视部分，及端口）和
内部（或称不可视部分），既涉及实体的内部功能和算法完成部分。在对一个设计实体定义了外部界面后，
一旦其内部开发完成后，其他的设计就可以直接调用这个实体。这种将设计实体分成内外部分的概念是VHDL
系统设计的基本点。