考虑多媒体授课同学记笔记不便,并且课件中的某些视频动画有助于同学复习,因此我将课件共享于网上,也欢迎其它老师或同学下载阅览。由于课上课时有限,此课件的某些部分属课下扩展内容,复习时可不必掌握。
首先感谢杨景明、李惠光两位恩师:杨老师在我读硕期间带我到工业现场作项目,使我亲身体验了微机控制系统在工程当中的具体应用,在实践方面开拓了我的视野,对我讲课的帮助是巨大的;李惠光老师本科时教我“微型计算机控制技术”,上学期给李老师助“微机原理”课,只觉的李老师“数电”(数字电子技术)、“模电”(模拟电子技术)基础深厚,实践经验丰富,知识面宽广,分析复杂微机电路游刃有余,经常能讲枯燥的知识结合工业实例,深入浅出,他是我的榜样,也是我的目标。
感谢以下作者及单位,他们的教材给我的提示很大:
清华大学电子工程系,马洪兵,微机原理董方武,微机接口技术李千 微机应用基础北京邮电大学计算机科学与技术学院,白中英,计算机组成原理曾青松,计算机系统导论山东大学计算机学院, 宁飞,微型计算机原理与接口天津大学电子信息学院,艾德才,计算机硬件技术基础东华大学信息学院自动化系,微型计算机技术
微机原理在“自动控制”专业的课程体系中处于怎样的地位呢?首先它向下依托模电、数电两门电类基础课(更多依托于数电,加法器是算术逻辑单元(ALU)的硬件基础),其次它向上支撑单片机原理及应用、微机控制两门专业课。理论体系一脉相承,如果在学习的过程中将其融会贯通,就会取得好的学习效果。
我们的教材(周明德主编《微型计算机系统原理及应用》)是一本最佳的工程查阅手册(不应该学完后毕业时拿到旧书市场),许多课文内容直接译自芯片说明书,因此在以后的电气实践中,80%的可能性会用到。但这也决定了此书的特点:枯燥。因此在芯片的学习中要重视应用实例。另外此书编排不是循序渐进的(例如“中断”这个概念贯穿全书,但详细介绍是在第八章),因此学习本书初始,要对一些重要概念有所了解。
我认为学好这门课应把握两点:
1、将微机的职能原理与具体的可编程芯片对应起来:PC机主板上以用两块专用芯片代替了以前大量的接口芯片和中小规模集成电路,但是它们仍然具有并行接口8255A、串行接口8250、定时器8253(4)和中断控制器8259等芯片的作用。并且在自行构造应用系统时,仍然要使用这些芯片(教材前言)。对可编程芯片的要求为:
关键要从芯片的外部接口特性、内部工作原理和应用编程的方法几个方面来掌握:
掌握芯片的外部引线及其功能,以便将它连接到微机系统中;
掌握芯片的工作方式及工作特点,以便选择适合于用户要求的工作方式;
掌握芯片内部的控制字和状态字,它将决定芯片的工作方式及工作特点;
掌握芯片的寻址和内部各端口寄存器的读写控制方法;
掌握芯片的初始化编程。一般而言,可编程芯片若不进行初始化,将不能工作。
(摘自皱逢兴主编《微型计算机原理及其应用典型题解析与实战模拟》)
重点要把握芯片的关键字(控制字和状态字),这是软硬件的“桥梁”。
2、将微机“原理”映射到我们日常的PC机中:尽管现代PC机硬件变换很大,但仍遵循“微机原理”。PC机的串口、并口在哪里?外频、倍频、前端总线频率和CPU主频什么关系?哪里可以查到中断号?理论与实践结合,才会加深对理论的理解。
对于学有余力的同学,可以参考以下两本书:
1、喜欢硬件的同学,可以看美国著名计算机科普作家Scott Mueller的《PC硬件工程师手册》,此书已是第13版。
2、喜欢软件的同学,可以看罗云彬(个人网站:http://asm.yeah.net)的《windows环境下32位汇编语言程序设计》,在此书第一章中将教材没有细讲的保护模式、8086虚拟模式、页、门等重要概念很浅显的讲了出来,可以看懂。
本人初次执教微机原理,希望阅览过此课件的老师或同学讲您的意见发送到我的信箱:czwaaron@ysu.edu.cn.
自动化教研室 陈志旺
2004,2,1