《微机接口技术》课程大纲一、课程名称：微机接口技术二、课程性质：选修、专业方向课三、学时与学分：48学时，3学分四、课程先导课：数字电路与逻辑设计，计算机组成原理，汇编语言程序设计，Verilog硬件描述语言等五、课程简介“微机接口技术”是一门全面兼顾理论性、工程性、技术性和实践性的专业选修课程，在计算机学科系列课程中起承上启下的作用。课程兼顾传统微机接口与嵌入式系统接口技术，较为全面地介绍了计算机接口的基本结构、工作原理和典型接口实现方法。课程具体内容包括：总线技术、I/O端口地址译码技术、中断技术、DMA技术、并行接口、串行接口、A/D、D/A转换接口以及基于MIPSfpga的微处理器系统。课程着力加深学生对计算机软、硬件系统协同工作原理的理解，建立计算机系统的整体概念，并有效提高学生硬软件协同开发能力。六、课程目标本课程的目标包括：目标1：使学生系统地掌握微机接口的层次体系结构，深入理解总线、接口的概念及其工作原理，加深学生对计算机软、硬件系统的整体化理解，巩固硬件/软件协同的整机概念，增强学生对计算机软硬件的系统认知能力；目标2：系统分析典型接口控制器功能需求、结构与工作机制，通过结合课外实践，掌握接口电路及其应用系统的综合分析与设计方法，提升工程实践能力、团队协作精神、交流与沟通能力：目标3：强化计算机硬软件接口及内在联系，建立扎实的计算机系统概念，深化软硬件协同的能力，同时紧密结合工程实际问题，针对典型总线、接口控制器及外围接口电路等的设计与实现来扩展教学内容，使学生了解接口技术在计算机系统中的地位和应用潜力，为后续课程打下坚实基础：目标4：使学生掌握特定要求的接口控制器功能部件设计及计算机硬件系统的设计流程和设计方法，具备硬件系统的开发能力。目标5：通过撰写规范化的文献阅读报告以及课外实践报告，培养学生良好的学习习惯和自学能力。七、课程目标对毕业要求的支撑关系
《微机接口技术》课程大纲 一、课程名称：微机接口技术 二、课程性质：选修、专业方向课 三、学时与学分：48 学时，3 学分 四、课程先导课：数字电路与逻辑设计，计算机组成原理，汇编语言程序设计， Verilog 硬件描述语言等 五、课程简介 “微机接口技术”是一门全面兼顾理论性、工程性、技术性和实践性的专业 选修课程，在计算机学科系列课程中起承上启下的作用。课程兼顾传统微机接口 与嵌入式系统接口技术，较为全面地介绍了计算机接口的基本结构、工作原理和 典型接口实现方法。课程具体内容包括：总线技术、I/O 端口地址译码技术、中 断技术、DMA 技术、并行接口、串行接口、A/D、D/A 转换接口以及基于 MIPSfpga 的微处理器系统。课程着力加深学生对计算机软、硬件系统协同工作原理的理解， 建立计算机系统的整体概念，并有效提高学生硬软件协同开发能力。 六、课程目标 本课程的目标包括： 目标 1：使学生系统地掌握微机接口的层次体系结构，深入理解总线、接口 的概念及其工作原理，加深学生对计算机软、硬件系统的整体化理解，巩固硬件 /软件协同的整机概念，增强学生对计算机软硬件的系统认知能力； 目标 2：系统分析典型接口控制器功能需求、结构与工作机制，通过结合课 外实践，掌握接口电路及其应用系统的综合分析与设计方法，提升工程实践能力、 团队协作精神、交流与沟通能力； 目标 3：强化计算机硬软件接口及内在联系，建立扎实的计算机系统概念， 深化软硬件协同的能力，同时紧密结合工程实际问题，针对典型总线、接口控制 器及外围接口电路等的设计与实现来扩展教学内容，使学生了解接口技术在计算 机系统中的地位和应用潜力，为后续课程打下坚实基础； 目标 4：使学生掌握特定要求的接口控制器功能部件设计及计算机硬件系统 的设计流程和设计方法，具备硬件系统的开发能力。 目标 5：通过撰写规范化的文献阅读报告以及课外实践报告，培养学生良好 的学习习惯和自学能力。 七、课程目标对毕业要求的支撑关系
支撑的毕业要求二级指标点对应课程目标1.3能将软硬件知识、相关工程知识和模型方法用于推演和分析计算目标1机复杂工程问题3.1掌握与计算机复杂工程问题有关的工程设计和软硬件产品开发全周期、全流程的基本设计/开发方法和技术，了解影响设计目标和技目标2术方案的多种因素3.2能为计算机复杂工程问题解决方案设计满足特定需求的软/硬目标4件模块4.1能基于计算机科学原理，采用文献研究、调研、案例分析、建目标5模仿真等科学方法，分析计算机复杂工程问题的关键环节12.1能认识到计算机技术日新月异的发展特点，认同自主学习和目标3终身学习的必要性八、教学设计及对课程目标的支持第一章接口技术概述1.教学目标1）了解接口技术的基本任务和发展概况；2）掌握接口分层次概念：3）熟悉设备接口的功能、组成和数据传输方式；4）了解接口电路的配置方式。本章教学支持课程目标1和目标3。2.教学重点与难点1）接口的基本任务；2）接口的分层次概念。3.教学环节设计简要分析现阶段中国计算机科技发展现状，既要看到差距，也要看到取得的成绩，通过分析美国对我国的封锁现状，结合讲述老一辈科技工作者敢于挑战、不怕牺牲的奉献精神，激发学生的爱国情怀，培养学生学以致用的工程思维。1）作业围绕接口基本任务和接口分层次概念布置。2）课外实践查阅相关资料，对一些典型计算机系统常用接口芯片进行了解和分析。第二章总线技术本章主要知识点包括：总线的作用与组成，总线的性能参数，多总线技术及总线层次化，总线传输的操作过程，总线标准，典型总线。1.教学目标
支撑的毕业要求二级指标点 对应课程目标 1.3 能将软硬件知识、相关工程知识和模型方法用于推演和分析计算 机复杂工程问题 目标 1 3.1 掌握与计算机复杂工程问题有关的工程设计和软硬件产品开发全 周期、全流程的基本设计/开发方法和技术，了解影响设计目标和技 术方案的多种因素 目标 2 3.2 能为计算机复杂工程问题解决方案设计满足特定需求的软/硬 件模块 目标 4 4.1 能基于计算机科学原理，采用文献研究、调研、案例分析、建 模仿真等科学方法，分析计算机复杂工程问题的关键环节 目标 5 12.1 能认识到计算机技术日新月异的发展特点，认同自主学习和 终身学习的必要性 目标 3 八、教学设计及对课程目标的支持 第一章 接口技术概述 1.教学目标 1）了解接口技术的基本任务和发展概况； 2）掌握接口分层次概念； 3）熟悉设备接口的功能、组成和数据传输方式； 4）了解接口电路的配置方式。 本章教学支持课程目标 1 和目标 3。 2.教学重点与难点 1）接口的基本任务； 2）接口的分层次概念。 3.教学环节设计 简要分析现阶段中国计算机科技发展现状，既要看到差距，也要看到取得的 成绩，通过分析美国对我国的封锁现状，结合讲述老一辈科技工作者敢于挑战、 不怕牺牲的奉献精神，激发学生的爱国情怀，培养学生学以致用的工程思维。 1）作业 围绕接口基本任务和接口分层次概念布置。 2）课外实践 查阅相关资料，对一些典型计算机系统常用接口芯片进行了解和分析。 第二章 总线技术 本章主要知识点包括：总线的作用与组成，总线的性能参数，多总线技术及 总线层次化，总线传输的操作过程，总线标准，典型总线。 1.教学目标
1）了解总线的作用与组成；2）熟悉总线性能参数和计算方法；3）了解多总线技术及总线层次化：4）熟悉总线的定时与数据传输方式：5）了解总线的标准和典型总线。本章教学支持的课程目标为目标1和目标3。2.教学重点与难点1）总线性能参数和计算方法；2）总线的定时与数据传输方式。3.教学环节设计围绕教学重点和教学难点，除课堂讲授外，还需综合应用讨论、作业、课外阅读。1）课堂讨论围绕总线的定时和传输方式展开。2）作业围绕总线性能参数以及计算布置。4）课外阅读PCI总线及其规范。第三章1/O端口地址译码技术本章主要知识点包括：I/O地址空间及其分配，I/O端口，I/O端口地址译码端口地址译码电路的设计。1.教学目标1）掌握I/O地址空间及其分配：2）熟悉I/O端口以及I/O端口地址译码：3）掌握端口地址译码电路设计：本章教学支持的课程目标为目标1、目标2和目标3。2.教学重点与难点1）1/O地址空间及其分配；2）端口地址译码电路设计。3.教学环节设计围绕教学重点和教学难点，综合应用课堂讲授与讨论、作业与课外实践。1) 讨论本章课堂讨论主要I/O地址空间及其分配展开
1）了解总线的作用与组成； 2）熟悉总线性能参数和计算方法； 3）了解多总线技术及总线层次化； 4）熟悉总线的定时与数据传输方式； 5）了解总线的标准和典型总线。 本章教学支持的课程目标为目标 1 和目标 3。 2.教学重点与难点 1）总线性能参数和计算方法； 2）总线的定时与数据传输方式。 3.教学环节设计 围绕教学重点和教学难点，除课堂讲授外，还需综合应用讨论、作业、课外 阅读。 1）课堂讨论 围绕总线的定时和传输方式展开。 2）作业 围绕总线性能参数以及计算布置。 4）课外阅读 PCI 总线及其规范。 第三章 I/O 端口地址译码技术 本章主要知识点包括：I/O 地址空间及其分配，I/O 端口，I/O 端口地址译码， 端口地址译码电路的设计。 1.教学目标 1）掌握 I/O 地址空间及其分配； 2）熟悉 I/O 端口以及 I/O 端口地址译码； 3）掌握端口地址译码电路设计； 本章教学支持的课程目标为目标 1、目标 2 和目标 3。 2.教学重点与难点 1）I/O 地址空间及其分配； 2）端口地址译码电路设计。 3.教学环节设计 围绕教学重点和教学难点，综合应用课堂讲授与讨论、作业与课外实践。 1）讨论 本章课堂讨论主要 I/O 地址空间及其分配展开
2）作业本章作业围绕I/O地址空间及其分配进行布置。3）课外实践设计一个简单的端口地址译码电路。第四章基于MIIPSfpga的微处理器系统本章主要知识点包括：MIPSfpga处理器、处理器总线和典型接口模块。1.教学目标1）了解MIPSfpga处理器发展概况和内核结构；2）熟悉MIPSfpga处理器的接口和总线；3）熟悉MIPSfpga处理器系统；本章教学支持课程目标1、目标2和目标3。2.教学重点与难点1）MIPS处理器的接口2）MIPS处理器的总线规范3.教学环节设计围绕教学重点和教学难点，综合应用课堂讨论以及课外阅读。1）讨论本章课堂讨论围绕典型总线规范开展。2）课外阅读MIPS处理器相关资料和最新进展。第五章并行接口本章主要知识点包括：并行接口的特点，组成并行接口电路的元器件，GPIO接口及实例，并行存储器接口。1.教学目标1）熟悉并行接口的概念与特点；2）了解组成并行接口电路的元器件；3）掌握GPIO接口以及实例；4）了解并行存储器的概念及特点：本章教学支持课程目标2、目标3、目标4和目标5。2.教学重点与难点1）并行接口的概念与特点2）GPIO接口以及实例3.教学环节设计
2）作业 本章作业围绕 I/O 地址空间及其分配进行布置。 3）课外实践 设计一个简单的端口地址译码电路。 第四章 基于 MIPSfpga 的微处理器系统 本章主要知识点包括：MIPSfpga 处理器、处理器总线和典型接口模块。 1.教学目标 1）了解 MIPSfpga 处理器发展概况和内核结构； 2）熟悉 MIPSfpga 处理器的接口和总线； 3）熟悉 MIPSfpga 处理器系统； 本章教学支持课程目标 1、目标 2 和目标 3。 2.教学重点与难点 1）MIPS 处理器的接口 2）MIPS 处理器的总线规范 3.教学环节设计 围绕教学重点和教学难点，综合应用课堂讨论以及课外阅读。 1）讨论 本章课堂讨论围绕典型总线规范开展。 2）课外阅读 MIPS 处理器相关资料和最新进展。 第五章 并行接口 本章主要知识点包括：并行接口的特点，组成并行接口电路的元器件，GPIO 接口及实例，并行存储器接口。 1.教学目标 1）熟悉并行接口的概念与特点； 2）了解组成并行接口电路的元器件； 3）掌握 GPIO 接口以及实例； 4）了解并行存储器的概念及特点； 本章教学支持课程目标 2、目标 3、目标 4 和目标 5。 2.教学重点与难点 1）并行接口的概念与特点 2）GPIO 接口以及实例 3.教学环节设计
围绕教学重点和教学难点，除课堂讲授外，还需综合应用讨论、配套实验、课外实践。1）讨论本章课堂讨论围绕数据寻址方式的特点与优化设计等内容展开。2）配套实验在实验课程中完成基于GPIO的应用设计。3）课外实践并行存储器接口设计。第六章串行通信接口本章主要知识点包括：串行通信的基本概念，串行通信协议，串行通信接口标准，串行通信接口电路，基于UART的串行通信接口电路设计。1.教学目标1）熟悉串行通信的基本概念：2）熟悉串行通信协议和标准；3）了解串行通信接口电路；4）掌握基于UART的串行通信接口电路设计：本章教学支持的课程目标为目标2、目标3、目标4和目标5。2.教学重点与难点1）串行通信的协议和标准；2）基于UART的串行通信接口电路设计。3.教学环节设计围绕上述教学实施主线，除课堂讲授外，本章的教学还需综合讨论、配套实验方式。1）讨论围绕串行接口与并行接口的差异开展。2）配套实验在实验课程中完成UART串行通信模块设计和基于MIPSfpga的串行通信接口设计。第七章中断技术本章主要知识点包括：中断、中断类型、中断号，中断触发方式与中断排队方式，中断向量与中断向量表，中断处理过程，MIPSfpga中断系统，中断控制器。1.教学目标
围绕教学重点和教学难点，除课堂讲授外，还需综合应用讨论、配套实验、 课外实践。 1）讨论 本章课堂讨论围绕数据寻址方式的特点与优化设计等内容展开。 2）配套实验 在实验课程中完成基于 GPIO 的应用设计。 3）课外实践 并行存储器接口设计。 第六章 串行通信接口 本章主要知识点包括：串行通信的基本概念，串行通信协议，串行通信接口 标准，串行通信接口电路，基于 UART 的串行通信接口电路设计。 1.教学目标 1）熟悉串行通信的基本概念； 2）熟悉串行通信协议和标准； 3）了解串行通信接口电路； 4）掌握基于 UART 的串行通信接口电路设计； 本章教学支持的课程目标为目标 2、目标 3、目标 4 和目标 5。 2.教学重点与难点 1）串行通信的协议和标准； 2）基于 UART 的串行通信接口电路设计。 3.教学环节设计 围绕上述教学实施主线，除课堂讲授外，本章的教学还需综合讨论、配套实 验方式。 1）讨论 围绕串行接口与并行接口的差异开展。 2）配套实验 在实验课程中完成 UART 串行通信模块设计和基于 MIPSfpga 的串行通信接 口设计。 第七章 中断技术 本章主要知识点包括：中断、中断类型、中断号，中断触发方式与中断排队 方式，中断向量与中断向量表，中断处理过程，MIPSfpga 中断系统，中断控制 器。 1.教学目标