一、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，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》作为我们机械电子工程专业的研究生选修课程，同时也是我们进行机械控制技术研究的重要理论基础。本课程主要讲了计算机接口相关的基本原理、微处理器系统和微型计算机系统的总线、计算机接口技术的介绍以及计算机接口技术在工程实际当中的应用等。

当前计算机接口技术主要要解决的问题有两类：一是以单片微机为核心的专用小系统设计，另一则是以商品机PC/XT/AT为基础的系统扩充。这也是我们这学期《微机原理与接口技术》重点要解决的两类问题。

二、课程主要内容

根据本学期《微机原理与接口技术》课程的上课学习情况，本课程的主要内容大概可以归纳为以下几个方面：

1、计算机接口技术的基本原理

1）计算机总线及其结构、特点

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。 源专用。

2）两个重要的电路

一是集电极开路电路；一是三态电路。

集电极开路电路可以解决总线以下几个问题：任何时间总线只能从属于一个源；源的输出都是通过总线相连；在标准TTL电路中，任何逻辑上的相反输出会导致短路，损坏总线以及器件。主要工作原理是：两个晶体管开路输出，共用一个上拉电阻，用于限制最大电流。若有一个晶体管导通，输出低电平；若都截止，输出高电平。

3）总线冲突

总线冲突指的是：若两个或者两个以上的源同时传输信息，就会导致“总线冲突”，此时总线上实际传送的信息和总线的逻辑电路实现方式有关。如集电极开路形式，“0”状态可以传送，“1”状态将丢失。“总线冲突”导致信息传送的不可预料。

4）接口

输入口与输出口：输入口是外部设备通过总线向CPU输入数据的端口；输出口是CPU向外部设备输出数据的端口。

状态口与控制口：为了保证外设与处理器之间的正常信息传输，就必须增加状态与控制口，实现信息交换。

存储器包括：可读写存储器（RAM）、静态可读写存储器（SRAM）、动态读写存储器（DRAM）、只读存储器（ROM）、掩膜ROM、可擦写编程ROM（EPROM）等，其中每一个均有相应的接口。

5）输入输出与中断技术

为了使IO操作正常进行，就必须要对其操作进行控制。常用的方法包括：程序控制IO——CPU作为主导方；中断驱动IO——外设作为主导方；直接存储器存取（DMA）——外设直接和存储器交换数据。

2、微处理器系统和微型计算机系统总线

微型计算机应用系统包括：专用小系统；以商业PC或工业PC为基础扩充的系统。

1）基本概念

时钟周期：每两个相邻的时钟脉冲上升（下降）沿之间的时间间隔称为T状态，也称为时钟周期（Clock Cycle）。

总线周期：CPU与存储器或输入/输出端口进行一次数据交换所花费的时间称为一个总线周期（Bus Cycle）。

指令周期：执行一条指令所需要的时间称为指令周期（Instruction Cycle）。

2）主要系统总线介绍

课程主要是以MCS51系列单片机和IBM PC为代表分别介绍两类应用系统，内容略。

3、并行/串行接口技术

微型计算机与外界的通讯方式分并行和串行两种。并行接口由于接口直接、传输速率高而获得广泛的应用。串行接口在数据通讯系统中占有重要的地位。

1）并行接口

并行接口传输速率高，一般不要求固定格式，但不适合长距离数据传输。

并行接口分类：按数据宽度分：有4、8、16Bit等；按握手线（Handshake）的多少分：有无握手线、一握手线、二握手线、三握手线等。

2）串行接口

串行通信是将数据的各个位一位一位地，通过单条1位宽传输线按顺序分时传送，即通信双方一次传输一个二进制位。串行通信与并行通信是两种基本数据通信方式。发送方在发送前要将并行数据转成串行数据，接收方接收后要完成串行数据到并行数据的转换。

与并行通信相比，串行通信的优势主要有：

A、传输距离长，可达到数千公里。

B、长距离内串行数据传送速率会比并行数据传送速率快，串行通信的通信时钟频率较并行通信容易提高。

C、抗干扰能力强，串行通信信号间的互相干扰完全可以忽略。

D、费用低。

三、USB接口技术的运用

1、USB简介

USB是Universal Serial Bus (通用串行总线)的简称，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。

2、USB接口技术

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。

1）USB的结构

外观上，USB采用四根电缆线连接，其中两根是用来传送数据的串行通道，另两根为 下游设备提供电源。

USB 规范中将USB 分为五个部分：控制器、控制器驱动程序、USB芯片驱动程序、USB 设备以及USB 设备的驱动程序。

(1) 控制器(Host Controller) ：主要负责执行由控制器驱动程序发出的命令。

(2) 控制器驱动程序(Host Controller Driver) ：在控制器与USB 设备之间建立通信信道。

(3) USB芯片驱动程序(USB Driver) ：提供对USB 的支持。

(4) USB设备(USB Device) ：包括与PC相连的USB外围设备，分为两类：一类设备本身可再接其它USB 外围设备，称为集线器；另一类设备本身不可再连接其它外围设备，称为设备。

(5) 设备驱动程序(Client Driver Software) ：就是用来驱动USB设备的程序，通常由操作系统或USB设备制造商提供。如平常所说Modem驱动程序、打印机驱动程序等。

2）USB的四种数据传输方式

(1) 等时传输方式( Isochronous) 。该方式用来连接需要连续传输，且对数据的正确性要求不高而对时间极为敏感的外部设备，如麦克风、音箱以及电话等。等时传输方式以固定的传输速率，连续不断地在主机与USB 设备之间传输数据，在传送数据发生错误时，USB并不处理这些错误，而是继续传送新的数据。

(2) 中断传输方式( Interrupt) 。该方式传送的数据量很小，但这些数据需要及时处理，以达到实时效果，此方式主要用在键盘、鼠标以及游戏手柄等外部设备上。

(3) 控制传输方式(Control) 。该方式用来处理主机的USB 设备的数据传输。包括设备控制指令、设备状态查询及确认命令。当USB设备收到这些数据和命令后，将依据先进先出的原则按队列方式处理到达的数据。

(4) 批传输方式(Bulk) 。该方式用来传输要求正确无误的数据。通常打印机、扫描仪和数码相机以这种方式与主机连接。

3、USB产品应用

目前，USB已经在PC机的多种外设上得到应用，常见的有以下几种：

(1) USB调制解调器：USB 调制解调器已于2002 年上半年投入国内市场，体积小、安

装方便、性能理想，而且价格也基本低于外置MODEM。

(2) USB扫描仪：USB 扫描仪比其他扫描仪具有更多优势，安装十分简单，不需关闭计算机主机，只要将USB 插头接到主机上，计算机就会自动识别USB 扫描仪。

(3) USB数码相机：带有USB口的数码相机具有传输速度快、接线少、接口简单等优点， 是数码相机的发展趋势。

(4) USB存储器USB存储器是除软盘和光盘以外的另一种可移动存储设备，由于采用Flash Memory 技术和USB ，不仅具有可檫、可写、可编程的优点，而且所写入的数据在断电后不会消失。目前， 带有抗震、加密、收发邮件、杀毒、无驱启动、数据备份、未来可替代软盘、甚至替代硬盘的移动存储成为市场中的亮点。

(5) 安全钥匙USB - key ：方兴未艾的电子市场上， USB - key 已经面市，它采用USB接口技术，可为用户提供更为安全的信息保护机制。用户登录系统后，当需要暂时离开计算机时，可以通过拔出USB - Key 的方式锁定计算机，以保护自己的工作现场不被他人偷窥篡改，在计算机被锁定或文件被加密时，用户又可以通过插上USB- Key作为解锁或解密文件的钥匙。

4、发展与展望

随着网络的蓬勃兴起，存储交换的日益频繁及市场规模的不断扩大，将会出现移动存储产品、芯片蓬勃发展的局面。移动存储市场蕴涵着巨大的商机和潜力，容量大、功能全、速度快、体积小、应用广、无需驱动、价格低廉、功耗低、使用方便、保密安全性高、稳定性强、时尚化、外观新颖别致的移动存储产品将倍受青睐，将为网络信息时代增添无限光彩。

微机在电子中的应用越来越广泛，电子的更新离不开微机的不断发展和深入，对就算机的发展也提供了很大的帮助，在科学技术领域有着无可替代的地位，相信在今后不断学习，科技能不断更新，想更高处发展。

 

第二篇：微机原理课程总结

HEFEI  UNIVERSITY

 《微机原理与接口技术》课程总结

题　　　目    《微机原理与接口技术》课程总结                                 

系　　　别          电子信息与电气工程系            

班      级        11级电子信息工程（2）班                               

姓　　　名             钟文俊                        

学      号           1105012012                           

指导 老师               丁健                            

完成 时间           2013年5月28日                    

      《微机原理与接口技术》课程总结

摘  要：对于这学期《微机原理与接口技术》课程进行一个简单的总结，与大家交流我的学习心得。

关键字：微机原理、 接口技术

一、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。机原理与接口技术作为一门专业课，虽然要求没有专业课那么高，但根据当今社会的情况,学好《微机原理与接口技术》的重要性依旧是不言而喻的,《微机原理与接口技术》作为我们电子工程专业的本科生选修课程，同时也是我们进行实际技术研究的重要理论基础。本课程主要讲了计算机接口相关的基本原理、微处理器系统和微型计算机系统的总线、计算机接口技术的介绍以及计算机接口技术在工程实际当中的应用等。

二、主要内容

    在这本微机书中，它先是给我们介绍了计算机的大概的一个结构，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。

    从而，计算机总线的特点主要有：

A、总线结构简化了软硬件设计：所有的设备都以插件的形式挂接在总线上，设备在系统中只与总线直接打交道，因此硬件的设计与调试变得简单化；软件也变得规范化，并且同一类的总线设备相关软件的编写都有类似的模板可以遵循；

B、总线简化了系统结构：整个系统的连线减少了，整体逻辑变得简明，而且总线结构的出现，使得系统的制造与安装都变得简化；

C、便于系统扩展与更新：设备的扩展只是在总线负载能力许可的范围内增加系统的外设，而更新只是替换挂接在总线上的某一个设备，这些操作已经最大化地降低了对操作人员的技术与知识要求。

其实，总线就是一组公用导线，一些数据源中的任何一个都可以利用它传送数据到另一个或者多个目的。它能使要使数据传输无误，总线就要维持一个时序，在第一个事件结束后才能开始第二个事件；此外，在给定的时间周期内，源只能有一个，目的可以有多个。总的来说，总线是时分复用的，在特定时间周期内，总线只能为一个源专用。

    之后本书又介绍了汇编语言，我们知道在微机中，最基础的语言是汇编语言。汇编语言是一个最基础最古老的计算机语言。语言总是越基础越重要，在重大的编程项目中应用最广泛。就我的个人理解，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，这种方法是最有效，最可靠的。

然而，汇编语言很复杂，对某个数据进行修改时，本来很简单的一个操作会用比较烦琐的语言来解决，而这些语言本身在执行和操作的过程中，占有大量的时间和成本。在一些讲求效率的场合，并不可取。

汇编语言对学习其他计算机起到一个比较、对照、参考的促进作用。学习事物总是从最简单基础的开始。那么学习高级语言也当然应当从汇编开始。学习汇编语言实际上是培养了学习计算机语言的能力和素养。个人认为，学习汇编语言对学习其他语言很有促进作用。

在微机后面几张讲到了很多接口芯片，例如8255，8259，8251，其功能的实现以都要依赖于汇编语言的帮助，只有通过汇编语言，数据的传递，将指令输入芯片里，才能启动起其芯片的相应的功能。

三、学习心得

本学期微机原理课程已经结束，关于微机课程的心得体会甚多。微机原理与接口技术作为一门专业限选课，虽然要求没有专业课那么高，但是却对自己今后的工作总会有一定的帮助。记得老师第一节课说学微机原理是为以后的单片机打基础，这也就更加让我下定决心学好微机原理这门课程。

初学《微机原理与接口技术》时，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。在了解课程的特点后，我发现，应该以微机的整机概念为突破口，在如何建立整体概念上下功夫。“麻雀虽小，五脏俱全”，可以通过学习一个模型机的组成和指令执行的过程，了解和熟悉计算机的结构、特点和工作过程。

《微机原理与接口技术》课程有许多新名词、新专业术语。透彻理解这些名词、术语的意思，为今后深入学习打下基础。一个新的名词从首次接触到理解和应用，需要一个反复的过程。而在众多概念中，真正关键的并不是很多。比如“中断”概念，既是重点又是难点，如果不懂中断技术，就不能算是搞懂了微机原理。在学习中凡是遇到这种情况，绝对不轻易放过，要力求真正弄懂，搞懂一个重点，将使一大串概念迎刃而解。

学习过程中，我发现许多概念很相近，为了更好地掌握，将一些容易混淆的概念集中在一起进行分析，比较它们之间的异同点。比如：微机原理中，引入了计算机由五大部分组成这一概念；从中央处理器引出微处理器的定义；在引出微型计算机定义时，强调输入/输出接口的重要性；在引出微型计算机系统的定义时，强调计算机软件与计算机硬件的相辅相成的关系。微处理器是微型计算机的重要组成部分，它与微型计算机、微型计算机系统是完全不同的概念

微处理器、微型计算机和微型计算机系统

在微机中，最基础的语言是汇编语言。汇编语言是一个最基础最古老的计算机语言。语言总是越基础越重要，在重大的编程项目中应用最广泛。就我的个人理解，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，这种方法是最有效，最可靠的。然而，事物总有两面性，有优点自然缺点也不少。其中，最重要的一点就是，汇编语言很复杂，对某个数据进行修改时，本来很简单的一个操作会用比较烦琐的语言来解决，而这些语言本身在执行和操作的过程中，占有大量的时间和成本。在一些讲求效率的场合，并不可取。

汇编语言对学习其他计算机起到一个比较、对照、参考的促进作用。学习事物总是从最简单基础的开始。那么学习高级语言也当然应当从汇编开始。学习汇编语言实际上是培养了学习计算机语言的能力和素养。个人认为，学习汇编语言对学习其他语言很有促进作用。

汇编语言在本学期微机学习中有核心地位。本学期微机原理课程内容繁多，还学习了可编程的计数/定时的8253，可编程的外围接口芯片8255A等。学的都是芯片逻辑器件，而在名字前都标有“可编程”，其核心作用不可低估。

还有就是，在学习中要考虑到“学以致用”，不能过分强调课程的系统性和基本理论的完整性，而应该侧重于基本方法和应用实例。从微机应用系统的应用环境和特点来看，微机系统如何与千变万化的外部设备、外部世界相连，如何与它们交换信息，是微机系统应用中的关键所在，培养一定的微机应用系统的分析能力和初步设计能力才是最终目的！

这就是这个学期学习微机原理课程中的一些见解和体会。

五、发展走向

随着现代的科技发展应用于微机原理技术和微机原理技术的应用是非常的成熟，在很多领域都有广泛的应用，在未来的科技发展中将会有着不可替代的地位，因此学习电子专业并且学好这门课程有着广阔的就业前景和发展前途，因此希望能通过这次的课程总结让我们在今后的学习中能够更加认真，能够将微机原理与接口技术这门书的内容掌握的更好，让自己成为微机原理与数据接口技术的高手。