3.2 8088 微处理单元（2）（教案）-《计算机原理》(电工版第五版) 同步精品课堂

《计算机原理》(电工版第五版) 教案 课 题 8088 微处理单元（2） 课 型 理论 课 时 2 授课班级 授课时间 授课教师 教材分析 内容为《计算机原理》中 “中央处理单元” 的硬件实践核心章节，系统阐述 8088 引脚功能、工作模式及典型时序。教材采用 “引脚分类→模式差异→时序分析→综合实例” 递进式结构，通过图示与术语解析强化硬件接口的可视化。作为 8088 微处理单元知识体系的深化环节，本节承接章节寄存器与功能结构，为后续学习微机总线设计、设备驱动及指令执行机制提供硬件接口层面的支撑，培养学生 “引脚信号→模式配置→时序协同” 的系统级分析能力，是构建计算机硬件底层逻辑的关键内容。 学情分析 学生已掌握 8088 寄存器结构及功能模块的基础理论，但对引脚功能、工作模式差异及时序分析的理解较浅。易混淆引脚的分时复用机制与模式专用引脚的作用，对时序图中各信号的时间配合存在认知障碍。部分学生难以关联引脚功能与实际系统，对综合实例的引脚输出与时序对应关系理解模糊。需结合图示与实例，强化 “引脚功能→模式配置→时序控制” 的具象化认知，突破抽象信号交互的理解瓶颈。 学习目标 知识目标： 1. 了解 8088 CPU 引脚的基本情况及功能转换方式 2. 掌握 8088 在最小和最大工作模式下的引脚功能及系统结构 技能目标： 1. 理解 8088 的典型时序，包括指令周期、总线周期和 T 状态 2. 通过综合举例，掌握指令、引脚和时序之间的关系 情感目标： 培养情绪管理与自我调节能力，在高强度工作中维持身心平衡与职业健康 学习重难点 重点： 1. 8088 不同工作模式下引脚的功能 2. 8088 存储器读 / 写周期的时序 难点： 1. 理解 8088 引脚功能在不同工作模式和总线周期中的变化 2. 掌握具有 Tw 状态的存储器读 / 写周期时序 教学方法 案例分析、讲授法、小组讨论法 课前准备 1.查找相应网站资料，课堂演示使用。 2.学生课前预习。 教学媒体 电子课件、8088 微处理单元视频 教学过程 教学环节 教师活动设计 学生活动设计 设计意图 活动一： 创设情境 生成问题 【课程导入】 前面我们了解了 8088 的寄存器结构和功能结构，那么 8088 是如何与外部设备进行连接和通信的呢？这就涉及到 8088 的引脚及其功能。让我们一起深入探究。 【新知识传授】 · 最小 / 最大工作模式的共用引脚 8088 有 40 条引脚，双列直插式封装。为解决多功能与引脚的矛盾，内部设置多路开关，引脚功能转换有分时复用和通过工作模式控制两种情况。8088 有最小和最大两种工作模式。 (1) 地址 / 数据线 AD₇~AD₀ 是地址 / 数据线，双向，3 态，分时复用。在访问存储器和 I/O 的总线周期 T1 状态时，作为地址总线低 8 位，之后转换为数据总线，DMA 方式下浮空。 根据不同时钟周期的要求，决定当前是传送要访问的存储单元或I/O端口的低16位地址，还是传送16位数据，或是处于高阻状态。 (2) 地址线 A1₅～A₈ 是地址线，8 位地址信号，输出，三态。在整个总线周期内提供存储器高 8 位地址。DMA 方式下浮空。 (3) 地址 / 状态线 A19/S6～A16/S3：分时复用地址/状态总线（address/status bus），输出，三态。提供地址信号A19～A16 (20位地址总线的高4位地址 ) 及状态位 S6～S3。 (4) 其他引脚 · INTR： 中断请求（interrupt request）信号，输入，用来申请一个硬件中断。 · NMI： 非屏蔽中断（non-maskable interrupt）输入信号。与 INTR 信号类似，但 NMI 中断不必检查 IF 标志位是否为 1。 · RD ̅̅̅̅： 读信号，输出，三态。当它为低电平时，CPU 通过数据总线接收来自存储器或 I/O设备的数据。 · READY：准备就绪信号，输入，高电平有效。 当READY信号高电平有效时，表示CPU要访问的存储器或I/O端口已经作好了输入/输出数据的准备工作 。 · TEST：等待测试控制信号，输入，低电平有效，CPU进入等待状态。 · RESET：复位信号，输入，高电平有效。 · CLK：时钟信号，输入。CLK为CPU提供基本的定时脉冲信号。 · VCC：电源输入引脚。 · GND：接地引脚。 2.引导学生带着问题去课本寻找答案，明确本节课的学习内容。 3.展示本讲学习目标。 1. 接收并查看本节课堂任务书。 2. 了解学习目标，带着目标进行学习。 3. 观察生活中常见的8088 微处理单元信息形式，思考其背后的技术支撑。 4. 针对教师给出的问题，初步发表个人见解。 5. 目标明确：跟随教师引导，明确本节课学习目标。 1.以提问的方式导入课程，让学生带着问题有针对性的进行学习。 2.通过任务实施，调动学生积极性。 活动二： 调动思维 探究新知 【新知识传授】 · 8088 最小工作模式系统 (1) 系统结构 8088 最小工作模式系统使用 8286 作为数据总线双向驱动器，2 - 3 片 8282 作为地址锁存器 最小模式：系统中只有8088一个微处理器，所有的总线控制信号均为8088产生，系统中的总线控制逻辑电路，减少到最少。 (2) 控制信号 · ALE 为地址锁存允许信号，高电平有效，下降沿锁存地址信号； · DEN 为数据允许信号，低电平有效，作为 8286 输出允许信号； · DT/R 确定数据传送方向，1 为发送，0 为接收； · IO/M 输出低电平时访问存储器，高电平时访问 I/O； · WR 为写信号，低电平有效； · INTA 为中断响应信号，低电平有效； · HOLD 为总线保持请求信号，高电平有效；HLDA 为总线保持响应信号，高电平有效； · SSO 反映现行总线周期状态。 (3) 锁存器和驱动器 8088 微处理器工作在最小模式下，利用锁存器 8282 锁存地址，CPU 的 ALE 接 STB，OE 为输出控制信号。 8286 为双向总线驱动器，A₇~A₀接 AD₇~AD₀，B₇~B₀接数据总线，DT/R 接 T 引脚，DEN 接 OE 引脚。 · 最大工作模式系统 (1) 系统结构 当MN/MX直接接地就以最大模式下工作，8088 最大工作模式系统使用 8288 总线控制器产生控制信号。 最大模式：用于大型（中型）8086系统中。系统总是包含有两个或多个微处理器，其中一个主处理器就是8088，还有协处理器8087、8089等。通常由专门的总线控制器（8288）产生总线控制信号。 (2) 状态信号和控制信号 · S₂、S₁、S₀ 输出 CPU 状态信号，8288 根据其组合产生控制信号，如 INTA、MRDC、MWTC、IORC、IOWC、AIOWC、AMWC 等。 · ALE、DEN 和 DT/R 功能与最小模式类似，但 DEN 相位相反。 · RQ/，GT：总线请求允许信号输入/总线请求允许输出信号，双向，低电平有效。 · LOCK：总线封锁信号，输出，低电平有效。信号有效时，表示此时8086CPU不允许其他总线部件占用总线。（相当于INTA） · QS1，QS0：指令队列状态信号，输出。 2. 教师操作演示 3. 引导学生带着问题去课本寻找答案，明确本节课的学习内容。 1. 阅读探究：阅读课本相关内容，探究8088 微处理单元技术的产生背景。 2. 概念理解：理解8088 微处理单元、8088 微处理单元技术和8088 微处理单元系统的定义，并尝试用自己的话复述。 3. 要点记录：记录8088 微处理单元技术强调的要点，加深理解。 1. 了解学生现有知识储备。 2. 巩固练习。 活动三： 调动思维 探究新知 【新知识传授】 · 8088 的典型时序 (1) 基本概念 每一个时钟周期称为一个 “T 状态”，是总线操作最小时间单位。 CPU 从存储器或 I/O 端口存取一个字节所需时间为 “总线周期”，执行一条指令所需时间为 “指令周期”。8088 指令长度不等，指令周期由基本总线周期组成， (2) 存储器读周期 - 时序 · T1 状态：IO/M 有效确定通信对象，地址线出现 20 位地址，ALE 有效锁存地址，DT/R 为低电平。 · T2 状态：地址 / 状态线变为状态信号，AD₇~AD₀转为高阻，RD 为低电平读数据，DEN 为低电平打开接收通道。 · T3 状态：CPU 在下降沿采样数据线获取数据。 · T4 状态：控制信号变为无效。 (3) 存储器写周期 - 时序 · T1状态——1O/M输出低电平，表示存储器操作；输出20位存储器地址A19~A0; · ALE输出正脉冲，表示锁存总线输出地址 · T2状态——输出控制信号WR和数据D7~D0 · T3和Tw状态——检测数据传送是否能够完成 · T4状态——完成数据传送 2. 教师操作演示 3. 引导学生带着问题去课本寻找答案，明确本节课的学习内容。 1. 应用列举 2. 影响分析 3. 创新思考 1. 引导学生主动思考，发散思维，参与课堂。 2. 培养学生发现问题，解决问题的能力。 3. 了解相关知识。 4. 辩论形式让学生参与并归纳总结。 活动四： 巩固练习 素质提升 【随堂检测】 1　 8088 最小工作模式下，ALE 信号的作用是什么？ 2　 简述 8088 存储器读周期中 T2 状态的操作。 3　 8088 最大工作模式下，8288 根据哪些信号产生控制信号？ 4　 指令 MOV AX,[2300H] 的执行过程包括哪些阶段？ 5　 简述 8088 的两种工作模式及其特点。 【分组讨论】 分组讨论 8088 在不同工作模式下的优缺点，以及如何根据实际需求选择合适的工作模式。 1. 答案交流 2. 话题讨论 3. 效率分析 4. 挑战探讨 5. 总结汇报 知识检测与巩固 课堂小结 作业布置 课堂小结 作业布置 复习本节课内容，预习下节课内容。 板书设计 1. 最小 / 最大工作模式的共用引脚 2. 8088 最小工作模式系统 3. 最大工作模式系统 4. 8088 的典型时序 教学反思 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $