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1、现代微机原理与接口技术论文 对微机工作原理的认识与体会 摘要:微型计算机系统是以微型计算机为核心，再配以相应的外部设备、电源、辅助电路和控制微型计算机工作的软件而构成的完整的计算系统。它在人们的生活中发挥着巨大的作用。本文概括了微机原理与计算机接口技术内容，介绍了微机基本原理，并且谈了一些学习体会。 关键字:微机原理 接口技术 USB 心得体会引言:在计算机技术高度发展的今天，普遍认为，要开发一个系统，接口技术是重要的。计算机技术的发展使得越来越多的领域都广泛的使用计算机，尤其是实时与自动控制系统的设计应用在当代微机控制领域中成为了主要的技术支撑，而控制系统与微机之间如何进行数据的交换与传递，
2、微机如何对被控制对象进行实时控制，并且要求精度高，且稳定，这就需要设计之间的接口。因此，微机原理与接口技术这门课程就是关于微型计算机的原理以及控制系统与微型计算机之间接口技术的问题。微机原理与接口技术作为本专业的一门选修课，虽然有一些难度，但还是比较重要的课程。本文主要讲了计算机接口相关的基本原理、微型计算机系统的总线、计算机接口技术的介绍以及微型计算机实际当中的应用等。一、 微机基本工作原理 1、计算机系统的组成 微型计算机由硬件系统和软件系统组成。 硬件系统：指构成计算机的电子线路、电子元器件和机械装置等物理设备，它包括计算机的主机及外部设备。 软件系统：指程序及有关程序的技术文档资料。包
3、括计算机本身运行所需要的系统软件、各种应用程序和用户文件等。软件是用来指挥计算机具体工作的程序和数据，是整个计算机的灵魂。 计算机硬件系统主要由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等五部分组成 2、计算机的工作原理 （1）冯诺依曼原理 “存储程序控制”原理是1946年由美籍匈牙利数学家冯诺依曼提出的，所以又称为“冯诺依曼原理”。该原理确立了现代计算机的基本组成的工作方式，直到现在，计算机的设计与制造依然沿着“冯诺依曼”体系结构。 （2）“存储程序控制”原理的基本内容 1）采用二进制形式表示数据和指令。 2）将程序（数据和指令序列）预先存放在主存储器中（程序存储），使计算机在工作时能够自动
4、高速地从存储器中取出指令，并加以执行（程序控制）。 3）由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大基本部件组成计算机硬件体系结构。二、计算机接口技术的基本原理 1、计算机总线 计算机系统由中央处理器（CPU）、存储器、IO系统组成，在发展的初期，CPU与各模块之间采用点对点的方式直接连接，集成电路发展之后，才出现以总线为中心的标准结构。图1 计算机总线结构原理图2、计算机接口 接口电路的作用是完成主机和外设之间信息形式的转换和信息传输，包括以下几部分 （1）显示卡（即显示适配器） 显示卡是主机和显示器之间的接口电路，它的作用是把主机要显示的字符、图形、图像经过显示卡电路的转换，用显示器可
5、以接受的方式传送给显示器显示。 目前显示卡的两种显示方式为：字符显示方式和图形显示方式。 显示卡的显示标准主要有MDA（单色字符）、CGA（彩色图形）、EGA（增强图形）、VGA（视频图形阵列）、SVGA（超级视频图形阵列）。 （2）硬盘接口 目前随着计算机技术的发展，硬盘正向智能化发展，使得硬盘与主机之间的接口走向标准化。常用的硬盘接口有：IDE接口、EIDE接口、Ultra DMA接口和SCSI接口等。 （3）串行接口 串行接口由串行接口电路和串行接口信号线两部分组成。用串行接口进行数据传输时，数据是按二进制位进行传输的。目前计算机常用的串行接口标准是RS-232C。 （4）并行接口 用并
6、行接口进行数据传输时若干个二进制位同时传输。常用并行接口为打印机并行接口。 并行接口与串行接口的对比如下图：图2并行接口与串行接口的对比 （5）USB接口 USB是英文Universal Serial Bus的缩写，中文含义为“通用串行总线”，1994 年底由康柏、IBM、Microsoft等多家公司联合提出的，1995 年Compaq等公司为解决传统总线的不足而推广的一种新型串行通讯标准，近几年在PC 领域有了广泛的应用，诸如移动存储设备，扫描仪、数码相机、数码摄像机、音频系统、显示器、输入设备等等。其中，优盘(又称U 盘或闪存)是世界上首创的基于USB接口的无需驱动器的新一代存储设备，又是
7、移动存储技术领域的一大突破， 优盘的普及让用户进一步知道了USB 接口技术，由于现在PC 机上均配有USB接口，流行的操作系统也都支持USB，又有很多厂商提供USB芯片、外设，USB现已进入其发展的黄金时代。它是目前广泛应用的新型接口技术。USB需要主机硬件、操作系统和外设三方面支持才能工作。 USB之所以能为广大PC 用户所钟爱，是因为它拥有其它接口所无法比拟的优点：连接容易、使用方便；独立供电，降低外设成本；速度快，适应不同外设要求；USB支持PNP (即插即用)等。3、中断方式 (1)中断概念 中断是主机在执行程序过程中，遇到突发事件而中断程序的正常执行，转去对突发事件进行处理，待处理完
8、成后返回原程序继续执行。其中突发事件指程序执行中出现的除数为零、外部设备请求、断电等程序执行前不可预知的情况（即中断的条件）。 （2）中断的类型 中断分为软件中断（简称软中断）和硬件中断（简称硬中断）。硬中断又分为内中断和外中断，外中断可分为可屏蔽中断和不可屏蔽中断。 （3）中断过程 指从外设发出中断请求到CPU对该中断请求处理完毕，返回原程序继续执行的过程。 中断过程是：中断请求中断响应中断处理中断返回。 注意：计算机有多个中断源，有可能在同一时刻有多个中断源向CPU发出中断请求。在这种情况下，CPU不可能同时响应多个中断，CPU按中断的优先级顺序进行中断响应。 4、80x86汇编语言程序设
9、计主要讲述了8086微处理器的内部结构和它们的引脚信号和工作方式，重点讲述了8086微处理器的相关知识，从而为8086微处理器同存储器及I/O设备的接口设计做了准备。讲述了8086微处理器指令的多种寻址方式，讲述了8086指令系统的各个指令的书写格式，含义和编程应用；讲述了汇编语言伪指令。另外还通过大量实例讲述汇编语言程序设计的基本方法。三、 微型计算机的应用 目前，计算机的应用可概括为以下几个方面。 1、科学计算（或称为数值计算） 早期的计算机主要用于科学计算。目前，科学计算仍然是计算机应用的一个重要领域。如高能物理、工程设计、地震预测、气象预报、航天技术等。由于计算机具有高运算速度和精度以
10、及逻辑判断能力，因此出现了计算力学、计算物理、计算化学、生物控制论等新的学科。 2、过程检测与控制 利用计算机对工业生产过程中的某些信号自动进行检测，并把检测到的数据存入计算机，再根据需要对这些数据进行处理，这样的系统称为计算机检测系统。特别是仪器仪表引进计算机技术后所构成的智能化仪器仪表，将工业自动化推向了一个更高的水平。 3、信息管理（数据处理） 信息管理是目前计算机应用最广泛的一个领域。利用计算机来加工、管理与操作任何形式的数据资料，如企业管理、物资管理、报表统计、帐目计算、信息情报检索等。近年来，国内许多机构纷纷建设自己的管理信息系统（MIS）；生产企业也开始采用制造资源规划软件（MR
11、P），商业流通领域则逐步使用电子信息交换系统（EDI），即所谓无纸贸易。 4、 计算机辅助系统 （1）计算机辅助设计（CAD）:是指利用计算机来帮助设计人员进行工程设计，以提高设计工作的自动化程度，节省人力和物力。目前，此技术已经在电路、机械、土木建筑、服装等设计中得到了广泛的应用。 （2）计算机辅助制造（CAM）:是指利用计算机进行生产设备的管理、控制与操作，从而提高产品质量、降低生产成本。缩短生产周期，并且还大大改善了制造人员的工作条件。 （3）计算机辅助测试（CAT）:是指利用计算机进行复杂而大量的测试工作。 （4）计算机辅助教学（CAI）:指利用计算机帮助教师讲授和帮助学生学习的自动化
12、系统，使学生能够轻松自如地从中学到所需要的知识。四、心得体会为期一学期的微机原理与接口技术课程很快就结束了，课时学习时间较短，因为没有计算及基础，在最开始学习的时候感觉摸不着头绪。面对着众多的术语、概念及原理性的问题不知道该如何下手。学习这门课程感觉时间很紧迫，故而在学习时只是有重点的掌握了其中部分，某些部分浅尝辄止，而对于课程全面掌握的要求还有距离。虽然是这样，但是能够学习到新的知识就是一种新的尝试。因为在此以前，我从未接触过微机接口知识，然而经过这学期的学习，我对微机原理以及计算机接口技术有了比较宽泛的一个认识，但是仅仅经过理论的学习还是远远不够的。在本学期中也做了三次实验，对于DOS系统
13、的操作和运行也有了一定的认识。通过一个学期的学习，使我了解到汇编语言在微机原理与接口技术学习中居于核心地位。微机的最基础语言汇编语言是一个最基础最古老的计算机语言，依赖于计算机的低级程序设计语言。汇编语言是我们理解整个计算机系统的最佳起点和最有效途径。汇编是对寄存的地址，以及数据单元进行最直接的修改，而在某些时候，这种方法的确是最有效，也是最可靠的.然而有优点，自然也就有缺点，最重要的一点就是汇编语言很繁琐，对某个数据进行修改时，本来很简单一个操作会用很多条繁琐的语句来解决，而这些语句本身在执行和操作的过程中，占用大量的时间和成本。在一些讲求效率的场合，并不可取，所以应该适当取舍。五、结语这门
14、课程很注重系统性，先进性和实用性，前后呼应，并有大量的程序和硬件设计类题目，使学生能够深入了解计算机的原理、结构和特点，以及如何运用这些知识来设计一个实用的微型计算机系统。在此门课程的学习过程中，老师给我们讲解了一个个重要的知识点，引导我们很快的了解微机原理知识。在一个学期的课程学习中，我虽然没有将本门课程学得非常透彻，但对其中重要的内容还是有了大致的了解，并对微机原理的主要知识点有了大致的掌握，我将会在以后的学习中继续学习和探究本门课程，我相信此门课程将会对本专业后期的学习以及在印刷领域的应用产生重大的影响，并会在以后的学习生活或工作中得到更广泛的应用。参考文献1 于英民，于佳.计算机接口技术。M电子工业出版社.北京：电子工业出版社，20042 杨全胜，胡友彬。现代微机原理与接口技术（第二版）M。北京：电子工业出版社，2007.83 百度文库
