计算机接口技术论文范文

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第1篇

规划用户需求，实行软件接口设计，为用户提供便捷[1]。根据软件内部的数据结构，设计数据接口，促使其与计算机系统形成统一整体，优化软件格式，排除格式差异所造成的制约，保障用户在系统内，直接实现软件操作。

2计算机软件数据接口的应用

实际数据接口并不是体现单一的形式，其包含多样化模式，例如：函数、API，或者是格式数据包，在此基础上，针对数据接口的应用做如下分析：

2.1函数模式应用

数据接口的函数模式，属于特性程序，由开发商在软件出厂时，设定一套函数，预测、评估用户可能进行的行为操作，全部输入到数据接口内，促使函数接口的方式表现出多样化，封装后投入使用。此类函数基本由技术人员控制，仅限于软件开发商，其在出厂时已经完成函数的封闭工作，所以只有单方人员知晓，属于密闭的数据接口。此类模式，保持数据接口程序的完整性，如果用户使用函数模式，由开发商提供，无需进行二次书写[2]。函数模式的数据接口技术含量较高，保密性和稳定性明显，在现代软件开发中，属于常用数据接口。

2.2中间数据库模式应用

数据库模式，主要依赖于具有公共特性的数据库，本身则属于数据类型，需要借助授权途径。此模式局限性较高，用户在使用软件时，只能根据数据库规模的数据接口，实现数据访问，针对性强，可操作性低。常见格式有：Access、Oracle，基本为访问频率比较高的数据库。其在开发时，较为简单，适用于小型软件。虽然在特定数据接口的处理上，效率明显，但是相对其他数据库，可能会出现配置问题，特别是复杂的类型，会增加数据接口的处理难度，限制数据接口的工作范围。

2.3文件交换模式应用

此模式应用具备一定的特殊性，必须借助特性数据，才可支持数据接口应用。一般数据包括两类，第一是TXT文件，由windows自主配置，在现代计算机系统内比较常见，属于通用格式，例如：程序开发基本都会支持TXT，在文本内记录html代码、编程，可以迅速转化为可读模式，供软件读取，实现灵活转换。目前，大部分技术员习惯利用TXT编写代码，完成软件开发，应用便捷，不仅可以实现简单语言的书写，同时对特殊符号的识别能力明显，体现常规特性[3]。第二是INI文件，属于系统内配，系统内直接配置INI函数，适应于普遍软件，在INI约束下，软件自主记录自身信息，实现数据交互，INI文件具备自主特性，应用规模逐渐扩大。综上所述，数据接口应用为计算机软件发展提供可靠、稳定的空间，简化软件开发流程，提高开发效率，保障软件开发质量，推进软件迅速投入使用。

3结语

第2篇

一、前言

微机原理与接口技术是电子信息类理工科的一门重要专业基础课。内容涵盖微机原理、汇编语言程序设计及微机接口技术，兼顾硬件和软件2个方面，该课程的特点是概念抽象，实践性强。实践教学对于学生理解课程内容，培养学生动手能力是十分重要的。

二、《微机原理与接口技术》实践教学现状

随着高等教育正在由知识型教育向能力培养为中心的教育进行转变，电子信息类课程的实践教学环节都大大加强。但由于受到硬件实验环境与实验内容制约，特别是《微机原理与接口技术》实践教学只发生了量变而非质变，仍处于滞后的位置。

在目前的教学中，《微机原理与接口技术》实践教学存在以下几个方面的问题：

（1）实验内容固定陈旧，大都是些传统接口芯片功能的验证实验，由于实验台上的芯片资源有限，不具备进行多芯片组合的综合型实验的条件。大部分学校进行的还都是8位接口芯片的实验，而现在常用的大部分是32位64位的接口，实验内容过时。同时一些多核处理器，pci—express总线，sata接口技术等一些新技术根本没有涉及[1]。

（2）实验平台落后，实验平台芯片资源少，扩展性差，只能进行一些简单的功能验证实验，实验内容也因芯片种类和实验台架构固定而不易调整，不能发挥学生的创新能力。平台外设简单，无法激发学生的兴趣。

（3）实验技术落后，很多学校还采用的是搭积木式的设计方法进行教学[2]，学生的实验灵活性小，大都是按图连线，下载程序的操作，限制了学生的设计创新能力的培养。WWW.133229.cOm实验简单抽象，大都是些芯片功能上的验证，启发性小。

（4）重软轻硬，实验重点大都集中在汇编语言的编写，学生很少能自主的设计电路，也无法了解芯片的结构以及时序，更不能自己设计芯片，大大限制了学生动手能力的培养[3]。

微机接口技术被广泛应用于电子信息各个领域，因此《微机原理与接口技术》是门应用性很强的课程，学生通过学习达到在掌握理论的基础上，能运用所学知识解决一些实际问题的能力。但因为在实践教学中存在以上问题，学生在学完这门课程后，大都停留在了解几个常用接口芯片的常用工作方式的层面上。这和高等教育“培养应用型创新人才”的目标是不相符的。

三、将fpga技术与《微机原理与接口技术》实践教学相结合

fpga（现场可编程逻辑阵列）技术[4，8]，用户可以通过硬件编程语言重新配置芯片内部的电路，同时fpga芯片中有丰富的逻辑单元，可以满足设计复杂电路的需要，用fpga技术对微机接口实验平台进行改进，正好弥补了现有平台，芯片资源少，扩展性差，电路设计受限的缺点。配上usb，sata接口，液晶屏等新型外设以及相应ip核，学生便可以进行一些新的接口技术的实验，增强了实验的趣味性，也加强了学生动手能力的培养。同时由于fpga技术的广泛应用，很多大学也开设了相关课程，但大都从硬件语言和sopc(可编程片上系统)两方面作手[5]，知识跨度大，而且学生缺少复杂逻辑与接口设计的实践机会，将fpga教学引入《微机原理与接口技术》实践教学正好弥补了这一空缺。在熟练掌握电路设计的基础上，学生可以运用微机接口，组成原理，体系结构，数字逻辑等知识设计多模块的系统，使学生通过实践教学将计算机多门硬件基础课程融合成一个有机的整体。

四、基于fpga的《微机原理与接口技术》实践教学方法

1.改进实验硬件环境

我们学校《微机原理与接口技术》是一门重要的计算机专业基础课，多年来一直努力探索实践教学的改革方法。我们与xilinx(赛灵思)公司建立了联合实验室，并自主研发了基于fpga的微机接口实验平台[6]。该平台采用多模块“乐高”思想分为：芯片组板、fpga扩展板、外设板等三个部分并且可以灵活组合，便于调整与维护。芯片组板可以用来进行传统的接口实验，fpga板可以用来学习硬件编程，同时还有配套的用verilog实现8255，8253，8251接口芯片的逻辑，将其下载到fpga中可以代替相应的接口芯片。因为fpga中丰富的逻辑资源，学生可以在fpga中配置多个接口芯片，并且可以用fpga实现16位、32位接口芯片，从而设计复杂的接口电路。fpga中还可以配置多种cpu架构如80x86，8051的ip核，可以建立多种系统架构。pc机与实验平台是采用fpga逻辑配合桥接芯片实现pci总线接口转isa总线接口，支持硬件在线编程与调试，同时提供相应的实验供学生学习pci总线接口与isa总线接口。外设板上在传统外设的基础上还提供了液晶屏，usb接口，ddrⅱ接口，spi接口，传感器等新型外设，实验结果的验证方法将更加丰富有

转贴于

趣，大大提供了学生的兴趣，并且可以根据实验和开发的需要，组装成新的io外设板。总体上因为fpga技术与新型外设的引入大大增强了实验平台的扩展型，而且实验平台功能丰富可用于学生毕业设计，电了竞赛等综合型实验中。

2．改进实践教学的内容

在以前的实验内容基础上，用ise软件仿真接口芯片，简化以前芯片功能验证的实验，学生通过软件仿真可以很清楚的了解接口芯片和总线接口的工作时序，不用硬件连线便可以得到接口芯片各方式下的波形，从而缩短芯片功能验证实验的时间，将更多的时间用在接口芯片电路的设计上。在学生了解各接口芯片的工作方式后，便可用fpga仿真的接口芯片与板载芯片配合设计一些多芯片电路，解决一些实际问题，如车辆计数系统，点歌系统等，可让学生自由发挥，极大发挥创造性，锻炼学生的动手能力。在学生熟练的掌握硬件编程语言的情况下，学生可以自己编写接口逻辑，实现与外设的通信。增加pci总线接口，isa总线接口，8051架构，usb，ddr接口驱动的实验，扩展学生的视野，将学生的知识与现实应用紧密联系起来。鼓励有兴趣的，学有余力的学生充分利用实验台上的外设扩展进行综合性实验，为电子竞赛与毕业设计打基础。

3.新实践教学方法的推进

在教学方法的推广上，采用以点带面的方式，为有兴趣的同学开展微机及接口技术的实训培训，由学生自愿报名择优参加。由于实验内容贴近应用，且有趣新颖，学生报名踊跃。经过两期实训班，实训成果明显，已有多名同学开始自主申请科研项目并获得校级基金资助（例如正在进行的项目有：数控直流稳压电源（立项编号：kycx110403z）和基于压电传感器和个人计算机构成的体温信号实时监测系统（立项编号：kycx110411z）），同时在期刊上公开发表科技论文[7,8]。同时教学中采用“以竞赛促学习”的模式，在实训班之外成立兴趣小组，组织同学们参加挑战杯、全国和省级电子设计大赛、xilinx openhw等相关比赛，调动学生的积极性，在比赛中培养学生的团队能力，增强同行业内的交流。通过一系列新型实践教学方法的运用，学生动手解决问题的能力大大加强，毕业学生的能力得到用人单位的认可和好评。

我们有针对性开发的微机接口技术教学实验平台，对实验内容的调整方便组装灵活，教师通过学术交流、互联网等手段快速了解相关技术动态后，可快速调整教学内容，指导学生开展创新行技术实践活动。接下来，准备在现有实验平台的基础上建立相关网络平台，加强课堂和课外联系，使微机原理和接口技术实验对广大学生真正做到完全开放。

第3篇

关键词：计算机监控；仿真软件；综合实践；教学模式

中图分类号：G642 文献标识码：B

文章编号：1672-5913 (2007) 20-0077-04

1引言

目前，我国计算机专业的教学模式主要还是从基础理论到专业理论，实践环节较少，这就导致了学生厌学，眼高手低，本科毕业连基本的编程技能都不具备，从而，在就业市场上一败涂地。这些效果又使在校学生更加沮丧，进一步影响其学习的积极性。中国要发展IT产业，必须改革计算机专业的教学模式。

印度是一个贫穷落后的发展中国家，软件业的成就却举世瞩目。印度的软件人才主要是通过职业教育而不是高等教育来培养的，从而大大降低了培养成本和使用成本，缩短了培养周期。其教学不是按从基础理论到专业理论，再到实习的路径，而是把顺序颠倒过来，先从做开始，在做的过程中，学生如遇到问题，再以此问题为基点去学习专业理论。学员一入学，便要做项目，培训中心把所承接的大项目分解成一个个小项目，然后要求每个学员完成一个小项目，让学员在完成项目的过程中学习。培训中心的学员最后一年都在公司实习，积累工作经验，同时也给企业提供深入了解雇员的机会。

我们借鉴印度发展软件业的成功经验，结合多年从事计算机监控的项目经验和从事教学的心得体会，提出一种“趣味实用程序的演示+知识点+趣味实用程序的模仿+综合训练+学术论文”的教学模式[1]，引导学生充满兴趣地钻研技术，最后逐渐成为计算机监控方面的专家，并熟练掌握计算机专业的基础理论与编程语言。

2计算机监控技术的特点与主要技术

计算机监控系统是以监测控制计算机为主体，加上检测装置、执行机构与被监测控制的对象共同构成的整体。在这个系统中，计算机直接参与被监控对象的检测、监督和控制。检测主要是通过传感器和相应的输入模块来取得被监控对象的状态数据，监督主要是对状态数据进行分析后给操作员提供手动操作的参考，控制则是手动或按照一定的策略自动地对被监控对象执行相应的操作。

传统的检测与控制所使用的模块一般采用RS-232接口，因为该接口简单可靠。随着网络技术的发展，采用网络接口RJ-45的模块逐渐增多。监控用的计算机一般称为主控机(或上位机)，各种检测与控制模块或嵌入式系统一般称为受控机(或下位机)。主控机软件一般采用高级语言(如Visual Basic 6.0，简称VB)进行开发；受控机软件没有软件界面，仅实现相关的逻辑功能，一般采用C语言、汇编语言等进行开发，通过调试后，再下载到受控机系统中。主控机通过RS-232/RJ-45接口与受控机通信，进行数据的查询与命令的发送。各种控制策略、设备的状态等的保存，都需要使用数据库技术。因而，实现一个计算机监控系统，需要综合使用诸多计算机的基础理论与编程语言：计算机接口技术、计算机网络、数据库系统、VB与C语言等，利用计算机监控技术作为计算机专业实践训练的主线，具有很高的操作性和极大的意义。

3仿真软件的设计

学习计算机监控技术，需要购买相应的硬件模块，从而在一定程度上制约了该技术的推广。本文提出了一个基于RS-232的仿真模块的可视化模型，在此基础之上设计了可视化的仿真数字I/O模块，模拟量输入模块，并设计了对应的通信协议。主控软件与仿真模块之间的通信通过虚拟串口实现，从而，达到在计算机房零成本搭建计算机监控系统平台的效果。

RS-232/RJ-45协议转换器可以用于实现计算机监控系统的远程处理，也可以用于将普通的输入模块转换为仿真的网络传感器。

3.1仿真模块的可视化模型

基于RS-232接口的仿真模块的可视化模型如图1所示。模块表示区用来模拟实际的模块，对于数字量输入模块(Digital Input Module，DIM)，输入开关根据设定的时间随机闭合/打开，并通过图形表示；对于数字量输出模块(Digital Output Module，DOM)，用有源电路回路表示输出开关的状态，例如，开关闭合，播放铃声或灯亮等；对于模拟量输入模块(Analog Input Module，AIM)，用图形表示检测回路，并在检测点旁边显示温度的原始数据。每个模块都设置数据接收和发送指示灯，显示数据收发的状态。

功能按钮区为系统设置按钮和关闭程序按钮。系统设置主要完成串行通信的端口号、波特率、校验码、结尾码、模块地址等的设置，对于DIM模块，还需要设置随机切换输入开关所需要的时间段。

协议描述区显示本仿真模块适用的通信协议，包括协议的格式及其具体的含义。

数据接收区显示接收到的主控程序发送的原始数据包，以字节形式显示；数据响应区则发送对应的响应数据包，也是以字节形式。

利用此可视化模型设计的软件界面，使用方便，动态效果好，仿真模块的开关状态、温度数据、数据收发状态以及传输的数据均一目了然。与实物模块相比，不需要物理连线，也不需要信号发生器与万用表来产生信号和测量状态与数据，对于通信协议，也不需翻阅手册。

3.2通信协议的设计

相同类型(或厂家)的模块一般采用相同的前导字符，EOT是一个特殊的ASCII字符(0x04)，常被用做控制字符，这里的仿真模块全部采用EOT作为前导字符。

计算机所连接的I/O模块比较多，CPU为了与连接的设备相互沟通，必须给设备设置一个编号，从而使CPU可以通过每个设备独一无二的编号与不同的设备进行沟通，这个设备编号就是地址，用ADD表示，地址占用一个字节。

功能码主要包括读功能码(用RD表示)和写功能码(用WD表示)。RD用字符“R”(0x52)表示，WD用字符“W”(0x57)表示。

BCC为数据块校验码，一般有Xor、Add、CRC、CheckSum几种。Xor与Add分别是异或与累加和，占一个字节的长度；CRC与CheckSum分别是循环冗余校验码与TCP/IP协议簇中所使用的累加求补校验码，分别占两个字节。这里的仿真模块提供4种数据块校验方式，根据程序设置进行选择。

不少模块以回车CR(0x0d)作为结尾标志EM(End Message)，而TCP/IP协议簇(如HTTP，POP3等)较多地采用CRLF(0x0d0a)作为结尾标志，这里的仿真模块也提供这两种结尾标志，根据程序设置进行选择。

协议举例。读取仿真模块状态的命令协议如图2所示，其中，ADD的范围为1至255，可由程序进行设置，这样，一台主控设备可以连接多达255个虚拟模块。BCC和EM的种类也可以根据需要由程序进行设置。

3.3RS-232/RJ-45协议转换器

该协议转换器的主要功能是用软件转换器来替代硬件转换器，实现串口数据与网口数据的直接转发，不涉及到协议的变换。串口只要进行常规的设置，与所连接设备的串口参数一致。由于主控机与嵌入式模块之间一般采用串口进行连接，另外，数据采集模块也大部分采用串口，因而，通过该协议转换器，可以将此类串口设备连接到Internet，进行远程处理。AIM模块与该协议转换器配合，可以转换为一个开关量输入的网络传感器。

3.4虚拟串口的使用

除了跟内置的Modem通信，一般地，进行串行通信的调试都需要RS-232连接线。参考文献[2]提供了虚拟串口驱动程序，模拟实际的RS-232接口，可以在没有物理RS-232接口和电缆的情况下，进行串行通信的调试，并且，还可以模拟硬件引脚信号的变化。

4教学模式的具体实现

重视教材建设和教学方法的研究，在教学过程中重视由实践而激发学生对相关理论的兴趣，再用提高了的理论水平来指导新的实验和实践活动。传统的教学模式在实践环节上的缺乏与不足也与今天社会人才市场急功近利的需求远远不能相适应。长期以来，我们培养的学生存在着“什么都学过，却什么都不会”的尴尬局面，专业教育和教材与市场需求严重脱节。事实上，学生就业难并不是就业市场不需要人才，其根源还是教学的现状所致[3]。

本文采用“趣味实用程序的演示+知识点+趣味实用程序的模仿+综合训练+学术论文”的教学模式，在讲解新的课程的时候，首先演示程序，例如，用主控程序对仿真数字I/O模块进行监控，让学生观察输入开关量的变化，可以导致输出开关量的变化，并可以看到指示灯的亮与灭，听到电铃的响与停，通过实物激发学生的兴趣，为学生树立一个目标：要实现该系统，需要掌握哪些技术？从而引出本课程中涉及的主要相关技术。

4.1C语言和汇编语言的应用

C语言是许多高校为计算机专业学生设置的第一门计算机程序设计语言。学习一门语言，不是学习其语法，而是要学习利用该语言去解决问题的方法，从而培养相关的能力。通信是计算机监控系统的关键技术，为了确保数据传输的可靠性，制订了通信协议，引入了校验码与结尾码，如果收到的数据，其头字节、校验码或结尾码错误，一般不进一步处理，而是直接丢弃该数据。

可以利用C语言设计异或校验码的生成程序，即对给定的一批字节，计算其异或校验码；对于含异或校验码的一批字节，编写子程序检查是否正确。同理，可以编写其它校验码处理程序。在此基础之上，进一步讲解在一个C语言项目中集成子程序的方法。如果学生掌握了这些方法，就基本掌握了用C语言开发受控机软件的80%以上的技术。

汇编语言是符号化了的面向机器的语言，比较枯燥。可以用汇编语言来生成校验码与检查数据是否正确，通过调试，让学生明确各个寄存器的作用。在字节处理方面，可以用0表示开关打开，1表示开关闭合，在置位和复位某位时，不能影响其它位的值。

4.2计算机接口技术的应用

在计算机接口中讲解“串行通信技术”时，首先演示一个“支持来电显示的多账号拨号器”，可以让学生一键拨号──201卡与IP卡及所拨打的长途电话，只要一键即可完成，还支持来电显示。通过演示，激发学生的学习兴趣，让学习成为其需要；然后，讲解知识点，让学生模仿软件的开发。

可以通过汇编语言设置串口参数，对串口进行初始化，然后，发送字节数据，控制仿真模块的输出开关，通过声光效果观察程序运行的结果，这比观察单纯的数据变化要形象直观，对学生更有吸引力。

4.3计算机网络的应用

在C语言、汇编语言，以及计算机接口技术中都涉及到字节数据流，这就是协议及主控机与受控机之间的约定。通过串行通信协议，可以自然过渡到TCP/IP协议，加深学生对协议的理解。

在网络编程方面，可以演示一个充当客户机的POP3密码攻击程序，让学生在增强信息安全意识的同时，学习基于Socket的客户机与服务器程序的设计。3.3节中的协议转换器，就是通过客户机/服务器编程，实现网络数据与串行通信数据的无缝转换。这个协议转换器虽然功能简单，代码简单，但是，作用非常大，可以用来对计算机监控系统进行远程调试与维护。

4.4VB与数据库的应用

有了仿真模块，就可以采用VB开发主控程序。VB是一门快速语言，采用VB编程，学生可以很快入门，有利于增强学生学习编程的自信心。VB可以很方便地设计各种表单界面，通过MSComm32控件和Winsock控件，实现串行通信和网络通信，从而与受控机或模块建立通信，完成查询和控制功能。VB也可以很方便地调用数据库，用数据库来存储控制策略、通信协议及设备的状态数据、报警记录等，对数据库进行各种操作。通过主控程序的开发，可以提高对计算机接口技术、计算机网络技术与数据库的感性认识，从而加深理论方面的理解。

5结束语

计算机监控系统广泛应用于众多领域。本文提出了“趣味实用程序的演示+知识点+趣味实用程序的模仿+综合训练+学术论文”的教学模式，通过程序演示，提高学生的学习兴趣，为学生树立一个学习目标，然后，讲解知识点，让学生模仿相应的程序，再进行综合训练。同样是学习相同的课程，但是我们在其中融入了计算机监控技术，设计了仿真模块，可以在计算机房零成本搭建计算机监控系统平台，通过我们的教学，学生毕业后，可以直接作为项目负责人或技术骨干参加计算机监控系统项目的开发。进行深入学习后，学生也可以发表计算机监控方面的学术论文。

目前，我校已经开设了“计算机监控技术与系统开发”课程，实践表明，该课程的开设，将计算机专业的若干专业平台课有机地融合到一起，对提高学生的学习兴趣，加强技能的培养，加深对理论的理解，提高就业率具有重要意义。

参考文献

[1] 马玉春. 计算机监控技术与系统开发[M]. 北京：清华大学出版社，2007.

[2] Virtual Serial Port[EB/OL]. /products /vspdxp/，2007-7.

[3] 周苏，王文. 软件工程实验教学的设计与创新[J]. 计算机教育，2006，(10).

作者简介

马玉春(1969-)，男(汉族)，江苏南京人，博士，东北大学秦皇岛分校计算机工程系教学主任。

E-mail:

联系方式：东北大学秦皇岛分校计算机工程系，邮编066004

办公：0335-8047939

第4篇

关键词：微机原理；接口；实践教学体系；远程实验；教学平台

中图分类号：TP301 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）31-7066-02

《微机原理及接口技术（含汇编）》是电类专业的一门专业平台课程，其主要任务是使学生从理论和实践的层面掌握现代微型计算机的基本组成、工作原理及典型接口技术，建立微机系统的整体概念，使学生具有运用现代微机技术进行软、硬件开发的初步能力。但是，该课程理论性强，概念抽象，教师感觉难教，学生感觉难理解、难掌握，因些在精品课程建设中需要对传统的教学方式进行改革，精选教学内容，创新教学方法，利用网络平台，构建实践教学体系，激发学生的学习兴趣，适应教学改革的整体要求。

1 教学内容改革

1.1 理论教学改革

本课内容以80x86、汇编语言、可编程接口芯片等内容为主，很少结合计算机硬件近10年来新技术和新产品的发展。在改革时应注意：

1）制定合理教学大纲。教学大纲是教学计划、学科任务、学生知识水平及素质培养的目标要求。例如，针对我院计算机专业和物联网专业分别设置了该课程的任务、教学目标、学时分配、教学内容以及教学措施与评价手段。

2）教学内容详略得当。在教学过程中应注重学科体系的完整和前后内容的有机衔接，突出应用、详略得当，减少过多、过深的原理性分析。在教学中要做到：

① 基本概念解释清楚，重点突出；

② 理论教学与实践教学结合，现实微机举例与理论内容结合起来，增强学生的学习兴趣；

③ 引进项目案例，培养学生的创新设计能力；

④ 及时选择典型的习题或作业分析、讲解，巩固所学知识；

⑤ 补充微机方面的新技术、新动向，适应微机接口方面的发展。

3）教材和题库建设。教材和实验仪器内容陈旧，无法正确表达工程实际需要，为了满足社会需求和突出实验动手能力，改进教材、补充实验内容和编写题库。

1.2 实验教学改革—构建实践教学体系

《微机原理及接口技术（含汇编）》是一门技术性强、逻辑严谨、实验技能要求高和内容丰富的专业课程。如果学生只靠硬背是不能理解微型计算机的工作原理的，要引导学生在实验和实践中验证、应用所学知识。

该课程的实践教学改革着重研究构建实践教学体系，推进实践教学内容调整、整合，形成多层次、相对独立的实践教学体系。加大实验课学时比例，本课程传统的实验安排包括两部分：第一部分是汇编语言程序的调试，第二部分是常用接口芯片的使用，包括8253、0809、0832、8255、8259 及 LED 显示等。这些实验主要以实验箱为平台，实验时只需按说明书设定参数，按照步骤验证结果，得到仿真或屏幕显示数据，实验易操作，易实现，但是缺乏创新性，不利于培养学生的创新思维。在我校校企合作的基础上，该课程的实践教学采取多种方法：

1）实验箱扩充实验。许多实验箱上预留了扩充的接口或空间，可以进行二次开发，让学生进行自主型实验的设计和实施。

2）项目实例驱动实验。在教学实验中，针对8255或8253等接口芯片的内容和学生的实际能力，简化需求、降低实践难度，分析项目原理，帮助学生认识项目。学生通过团队合作以小组形式参与实例项目开发，完成从硬件电路图设计到汇编语言编程，再到系统调试实现系统功能的全过程。提高了学生的学习兴趣，锻炼了学生的动手能力。

3）开放实验室。教师、项目研究人员或学生可以在业余时间到实验室，利用已有实验箱或学校下拨的实验基金购买部分实验器材，自主完成一些综合性、设计性、甚至创想性实验；还可以将一些微机或者单片机、实验教学常用的开发板、仿真器或者各种芯片发放给感兴趣的学生，让学生在宿舍就能形成兴趣小组搭建自己设计的系统开发平台。

4）加强毕业论文硬件设计。为喜欢硬件的毕业生设置与微机系统相关的选题，学生根据自己的情况确定题目，通过分析选题、查阅资料，设计系统方案和总体结构，最终完成电路设计、编写程序和调试运行，总结完成毕业论文。

5）建立Proteus仿真软件实验平台。使用软件仿真是硬件实验教学的一种可行的教改方法，既可以进行验证性实验，也可以进行设计性实验和综合性实验，不仅节省硬件资源，还有助于提高教学质量，改善实践教学效果。

6）利用校园网和虚拟现实技术建构远程实验教学平台。网络环境实验平台使教师可以通过网络交互指导学生实验过程、解答问题及处理实验报告等。学生可以利用课余时间设计或验证实验，节约了实验成本和课堂时间。

7）强化专业课的教育实习。利用本课程所学知识，安排优秀学生到校企合作的生产实习基地研发或设计实际项目，提高他们的技术应用能力。

2 教学方法改革

2.1 传统板书与多媒体相结合

使用传统板书方式，教师将解题过程逐行书写在黑板上的过程是向学生展示解题思路的过程，易于引起学生注意和帮助学生分析思考。多媒体课件的制作与完善，会使原本枯燥的教学内容变得生动，活泼，能够加强学生对基本概念和基本理论的理解。例如：教师在课堂上运用仿真软件Proteus进行演示，学生可以清楚地看到电路内部连接及I/O接口连线，不仅加深了印象，而且可以激发学生的学习兴趣。另外，动画教学真实而直观地将程序的流程、指令的执行过程或者微机内部功能部件的工作原理呈现在学生面前时，在视觉上吸引了学生的注意力，帮助学生将教学内容化难为易、化繁为简。

2.2 建立课程网络教学平台

随着网络教学的开展，建立一个课程网络教学平台，给学生提供丰富的、满足需求的教学资源，给学生创造一个自学环境。通过网站学生可以获取包括大纲、课件、视频、题库和实验项目等教学资料，同时还提供自测考试系统以及交流平台，通过章节测试，学生可以及时将自己对所学知识的掌握情况、存在的疑问到网络上，教师也可以通过网络及时解答学生的问题，并根据学生的反馈信息调整教学手段与教学进度，不断提高学生对课程学习的积极性。

2.3 教学过程三步法

1）概括与比较：每章内容讲解前，可以先图或表的形式描述该章主要内容，明确需要掌握的、需要了解的知识点，并比较这些知识点与已经学过的知识的关系，使计算机的多门课程中相关的内容很好地融合在一起，帮助同学们学会知识的融会贯通。

2）提问与交流：在教学过程中，适当地提出问题，采用提问式、对比式、诱导式、演讲式和讨论式等教学方式，可以激发学生的学习兴趣，使学生积极参与到学习过程中，投入到问题的分析讨论中，充分发挥自身的主动性，激发灵感。加强与学生的交流，包括情绪、思维方式的交流，有助于启发式教学。

3）总结与测试：为了巩固所学知识和对知识的承上启下，在每章结束时有必要对章节内容进行总结和小测。一方面可以及时反馈学生对知识的掌握情况，及时答疑解惑；另一方面可以督促学生的学习，重视平时的学习，让学生学到专业知识，而不只是为了应付考试。

3 师资队伍建设

对师资队伍的建设，课程建设团队制定了师资队伍建设规划，建设一支学科基础扎实、实践经验丰富、长期保持稳定的实验队伍。

1）课程负责人定期组织精品课程的教研活动，针对教学内容、教学方法和手段的改革与创新等主题进行教学研讨活动。在教研活动中，课程建设团队的教师各抒己见，将自己在教学实践中新的创意、好的做法加以讨论，听取意见，取得共识。

2）组织多样化的教师学习。邀请专家或设备研发工程师进校为教师作相关技术的培训或指导；定期到外校考察学习、培训、进修，以便及时掌握新技术、新知识。

3）构建多层人才团队。通过内部培养和外部引进方式，保证课程师资队伍在学历、年龄、职称、知识结构等方面层次合理。

4 课程考核方式改革

本门课程要求硬件与软件结合、理论与实践结合，所以应当降低卷面理论知识考试所占比重，增加实验操作技能部分的考核。

1）课程考核成绩的评定应从闭卷考试成绩、平时上课、作业情况、实验考勤、实验操作技能、实验报告情况和参加涉及微机原理的各种比赛的情况等多个方面综合考虑。

2）注重过程考核，以学生真正掌握知识为根本任务，竭力培养学生的创新能力、自学能力和实践能力。

5 结束语

本课程的建设在教学内容上，重点研究如何提高课堂内的教学信息量的有效方案，协调好理论与实验的关系；在教学手段上，有效使用教学 CAI 课件和优质网络资源；在师资队伍建设上，构建实践教学体系专业人才培养。通过本课程改革，学生不仅为进一步学习后续专业课程做好准备，而且也为将来从事工程设计、设备安装及维修、系统调试等方面的工作打下坚实的基础。当然，本课程的教学改革将是长期的工作，这需要我们不断地探索，不断地总结经验，从而不断地完善课程的建设。

参考文献：

[1] 曹建芳.《微机原理》课程教学方法改革的探讨与研究[J].现代计算机，2010（2）.

[2] 钱晓捷.16/32位微机原理、汇编语言及接口技术教程[M].机械工业出版社，2012.

[3] 郑学坚，周斌.微型计算机原理及应用[M].清华大学出版社，2008.

[4] 焦纯，虹冰.论“微机原理与接口技术”的课程设置和改革[J].价值工程，2013（23）：210-211.

[5] 徐红梅，姜欣欣.“微机原理及应用”课程教学改革研究[J].科技信息，2011（15）：147.

[6] 张欣，冯雷.《微机原理及接口》课程实践教学内容的优化与改革[J].才智，2011（32）：291.

[7] 黄丽雯，王培容.《微机原理及应用》课程体系改革的研究[J].电脑知识与技术，2010（6）：8120.

第5篇

关键词：微机原理与接口技术 实践教学 FPGA

一、前言

微机原理与接口技术是电子信息类理工科的一门重要专业基础课。内容涵盖微机原理、汇编语言程序设计及微机接口技术，兼顾硬件和软件2个方面，该课程的特点是概念抽象，实践性强。实践教学对于学生理解课程内容，培养学生动手能力是十分重要的。

二、《微机原理与接口技术》实践教学现状

随着高等教育正在由知识型教育向能力培养为中心的教育进行转变，电子信息类课程的实践教学环节都大大加强。但由于受到硬件实验环境与实验内容制约，特别是《微机原理与接口技术》实践教学只发生了量变而非质变，仍处于滞后的位置。

在目前的教学中，《微机原理与接口技术》实践教学存在以下几个方面的问题：

（1）实验内容固定陈旧，大都是些传统接口芯片功能的验证实验，由于实验台上的芯片资源有限，不具备进行多芯片组合的综合型实验的条件。大部分学校进行的还都是8位接口芯片的实验，而现在常用的大部分是32位64位的接口，实验内容过时。同时一些多核处理器，PCI―Express总线，SATA接口技术等一些新技术根本没有涉及[1]。

（2）实验平台落后，实验平台芯片资源少，扩展性差，只能进行一些简单的功能验证实验，实验内容也因芯片种类和实验台架构固定而不易调整，不能发挥学生的创新能力。平台外设简单，无法激发学生的兴趣。

（3）实验技术落后，很多学校还采用的是搭积木式的设计方法进行教学[2]，学生的实验灵活性小，大都是按图连线，下载程序的操作，限制了学生的设计创新能力的培养。实验简单抽象，大都是些芯片功能上的验证，启发性小。

（4）重软轻硬，实验重点大都集中在汇编语言的编写，学生很少能自主的设计电路，也无法了解芯片的结构以及时序，更不能自己设计芯片，大大限制了学生动手能力的培养[3]。

微机接口技术被广泛应用于电子信息各个领域，因此《微机原理与接口技术》是门应用性很强的课程，学生通过学习达到在掌握理论的基础上，能运用所学知识解决一些实际问题的能力。但因为在实践教学中存在以上问题，学生在学完这门课程后，大都停留在了解几个常用接口芯片的常用工作方式的层面上。这和高等教育“培养应用型创新人才”的目标是不相符的。

三、将FPGA技术与《微机原理与接口技术》实践教学相结合

FPGA（现场可编程逻辑阵列）技术[4，8]，用户可以通过硬件编程语言重新配置芯片内部的电路，同时FPGA芯片中有丰富的逻辑单元，可以满足设计复杂电路的需要，用FPGA技术对微机接口实验平台进行改进，正好弥补了现有平台，芯片资源少，扩展性差，电路设计受限的缺点。配上USB，SATA接口，液晶屏等新型外设以及相应IP核，学生便可以进行一些新的接口技术的实验，增强了实验的趣味性，也加强了学生动手能力的培养。同时由于FPGA技术的广泛应用，很多大学也开设了相关课程，但大都从硬件语言和SOPC(可编程片上系统)两方面作手[5]，知识跨度大，而且学生缺少复杂逻辑与接口设计的实践机会，将FPGA教学引入《微机原理与接口技术》实践教学正好弥补了这一空缺。在熟练掌握电路设计的基础上，学生可以运用微机接口，组成原理，体系结构，数字逻辑等知识设计多模块的系统，使学生通过实践教学将计算机多门硬件基础课程融合成一个有机的整体。

四、基于FPGA的《微机原理与接口技术》实践教学方法

1.改进实验硬件环境

我们学校《微机原理与接口技术》是一门重要的计算机专业基础课，多年来一直努力探索实践教学的改革方法。我们与Xilinx(赛灵思)公司建立了联合实验室，并自主研发了基于FPGA的微机接口实验平台[6]。该平台采用多模块“乐高”思想分为：芯片组板、FPGA扩展板、外设板等三个部分并且可以灵活组合，便于调整与维护。芯片组板可以用来进行传统的接口实验，FPGA板可以用来学习硬件编程，同时还有配套的用Verilog实现8255，8253，8251接口芯片的逻辑，将其下载到FPGA中可以代替相应的接口芯片。因为FPGA中丰富的逻辑资源，学生可以在FPGA中配置多个接口芯片，并且可以用FPGA实现16位、32位接口芯片，从而设计复杂的接口电路。FPGA中还可以配置多种CPU架构如80X86，8051的IP核，可以建立多种系统架构。PC机与实验平台是采用FPGA逻辑配合桥接芯片实现PCI总线接口转ISA总线接口，支持硬件在线编程与调试，同时提供相应的实验供学生学习PCI总线接口与ISA总线接口。外设板上在传统外设的基础上还提供了液晶屏，USB接口，DDRⅡ接口，SPI接口，传感器等新型外设，实验结果的验证方法将更加丰富有趣，大大提供了学生的兴趣，并且可以根据实验和开发的需要，组装成新的IO外设板。总体上因为FPGA技术与新型外设的引入大大增强了实验平台的扩展型，而且实验平台功能丰富可用于学生毕业设计，电了竞赛等综合型实验中。

2．改进实践教学的内容

在以前的实验内容基础上，用ISE软件仿真接口芯片，简化以前芯片功能验证的实验，学生通过软件仿真可以很清楚的了解接口芯片和总线接口的工作时序，不用硬件连线便可以得到接口芯片各方式下的波形，从而缩短芯片功能验证实验的时间，将更多的时间用在接口芯片电路的设计上。在学生了解各接口芯片的工作方式后，便可用FPGA仿真的接口芯片与板载芯片配合设计一些多芯片电路，解决一些实际问题，如车辆计数系统，点歌系统等，可让学生自由发挥，极大发挥创造性，锻炼学生的动手能力。在学生熟练的掌握硬件编程语言的情况下，学生可以自己编写接口逻辑，实现与外设的通信。增加PCI总线接口，ISA总线接口，8051架构，USB，DDR接口驱动的实验，扩展学生的视野，将学生的知识与现实应用紧密联系起来。鼓励有兴趣的，学有余力的学生充分利用实验台上的外设扩展进行综合性实验，为电子竞赛与毕业设计打基础。

3.新实践教学方法的推进

在教学方法的推广上，采用以点带面的方式，为有兴趣的同学开展微机及接口技术的实训培训，由学生自愿报名择优参加。由于实验内容贴近应用，且有趣新颖，学生报名踊跃。经过两期实训班，实训成果明显，已有多名同学开始自主申请科研项目并获得校级基金资助（例如正在进行的项目有：数控直流稳压电源（立项编号：KYCX110403Z）和基于压电传感器和个人计算机构成的体温信号实时监测系统（立项编号：KYCX110411Z）），同时在期刊上公开发表科技论文[7,8]。同时教学中采用“以竞赛促学习”的模式，在实训班之外成立兴趣小组，组织同学们参加挑战杯、全国和省级电子设计大赛、Xilinx OPENHW等相关比赛，调动学生的积极性，在比赛中培养学生的团队能力，增强同行业内的交流。通过一系列新型实践教学方法的运用，学生动手解决问题的能力大大加强，毕业学生的能力得到用人单位的认可和好评。

我们有针对性开发的微机接口技术教学实验平台，对实验内容的调整方便组装灵活，教师通过学术交流、互联网等手段快速了解相关技术动态后，可快速调整教学内容，指导学生开展创新行技术实践活动。接下来，准备在现有实验平台的基础上建立相关网络平台，加强课堂和课外联系，使微机原理和接口技术实验对广大学生真正做到完全开放。

第6篇

论文关键词：微机原理与接口技术；教学计划；课堂教学方法；实验教学改革

20世纪70年代大规模集成电路技术的发展促生了第一台微型计算机，至今，微型计算机技术在短短三四十年的时间里已不可动摇地发展成为计算机技术领域的一个重要的分支，广泛深入地渗透到工业控制、仪器仪表、消费产品、汽车、办公自动化和通信等领域，从微控制器的品种、结构、功能、性能、价格、生产工艺到开发方式等都以迅猛的势头快速发展。这无疑对微型计算机人才的适应性提出了更高的要求。高校开设的“微机原理与接口技术”是电子、自动化、通信、计算机相关专业一门理论与实践联系很强的专业基础课程，具有很高的实用价值，起到承上启下的重要作用，其教学质量的好坏直接影响着学生综合能力的培养与提高。为了更好地满足社会和企业对具有高技能应用型人才的要求，减轻教师教学的压力，结合自身教学和实践，谈几点体会和改革的新思路。

一、安排好合理的教学计划

“微机原理与接口技术”课程一般安排在大学二年级下学期或三年级上学期，由于内容多、难度大，初次接触微机的大多数学生对其缺乏正确的认知，其心理上对之有一定的畏惧，所以制订的授课计划应重点突出、层次分明、由浅入深循序渐进。

1.重点突出、层次分明

从目前的教学培养方案来看，“微机原理与接口技术”课程的学时一般为60～70学时。在课时这么少的情况下要完成相对较多的内容，安排讲授的重点就应放在实用性的理论知识上。为此应遵循以下两个原则：首先是可行性。根据学生现有的理论储备、企事业现阶段对微机人才的要求和学院相应的设备条件等基础环境，将有实用价值的内容合理地有重点地安排进课程或适度加强。其次是拓展性。为达到实用性强的特点，在教学计划安排过程中，加入对知识纵向和横向的延伸，引导学生积极思考，鼓励学生对所学习内容在实际的应用中讨论，进行更深层次的研究。只有这样，书本上的知识才能真正成为自己的知识。

2.由浅入深、循序渐进

在“微机原理与接口技术”课程之前学生已进行了大学物理和电子技术的学习。为了更好地衔接，教师在制订教学计划时应从学生已经学习过的数制转换、编码、存储器等知识入手逐渐深入到微机原理其他未知的领域，由浅入深地安排好课程计划，慢慢地培养学生兴趣。如此安排易于学生接受知识，起到了很好的承接作用。经过在集美大学信息工程学院、理学院和诚毅学院的实践教学表明，这样的课程安排很受学生欢迎。

二、选择合适的课堂教学方法

理工学科的课程内容相对枯燥又难以理解，所以就更加要求理论教学应该针对性地寻求灵活的教学方法。适合“微机原理与接口技术”的课堂教学方法很多，如启发式教学法、渐进式教学法、比较式教学法、归纳式教学法等。这些方法综合应用在课堂教学中，对教学质量有很好的保证。但针对不同的学生也必须有各自的侧重方法，才能达到最佳效果。下面以前两种方法为例进行探讨。

1.启发式教学

理工课程内容的严谨性很容易造成课堂氛围沉闷，形成填鸭式的教师一言堂。例如信息工程学院的学生特点是入学成绩好，基础知识比较扎实，但缺点是思维不够活跃，最容易形成死气沉沉的课堂。如何在教学中调动学生积极性，是改善课堂氛围、提高学生学习效果的重要环节。所以针对信息工程学院的学生，更合适较多地采用启发式教学，以调动学生学习热情与兴趣，促进学生个性发展。这就要求在教学中根据教学内容的铺展由表及里循序渐进地不断引出问题，启迪学生去思考、分析问题，直到提出解决问题的方法或途径。比如在教授算术运算指令时，首先引导学生回忆标志寄存器的结构和数制计算时的补码运算，在此基础上再仔细讲解算术运算类指令的功能。有了良好的理论基础，再举一例题：十进制转十六进制的转换程序，用传统的顺序结构算法详尽地讲解转换的过程。下一步就是引导学生思考传统算法的不足，有的学生就提出计算太繁复、结构不合理，于是更深地引导如何解决这个问题，要求学生通过课堂练习、课后作业或上机实验完成新的计算程序。反馈的结果是有的学生选择使用循环结构、有的选择过程调用，都大大地简化了转换程序，达到了预期的效果。最后引导学生应用后续的宏或中断的知识完成相应的编程，进一步拓展学生思路，为学习后续的知识打下伏笔。

启发式教学强调学生是教学的主体，调动学生的学习主动性。教师要淡化标准答案，鼓励学生多向思维，弱化思维定势。“微机原理与接口技术”教学中针对信息工程学院的学生采用启发式教学，利用学生相对比较扎实的理论知识为基础，对学生的疑问不作正面回答，启发学生独立思考，培养学生独立解决问题的能力，发扬教学民主，用问题引导学生顺应教师的思路不断思考，主动分析问题，找到问题所在并最终找到解决办法。

2.渐进式教学法

渐进式教学法是指利用已有的知识作为新知识的基础和阶梯，灵活利用知识点之问的横向关联和纵向层次，由浅入深、由易到难、循序渐进的教学方法。此方法在实践中主要针对集美大学诚毅学院的学生，他们的特点是思维活跃、富有个性，但是基础知识相对薄弱。例如在讲解存储器时先是从上学期学生刚刚学过的触发器入手，进入到由触发器构成的存储器单元，将新知识铺垫在学生已有的知识结构上，有了这个基础再进一步讲解CPU对存储器的组织、如何寻址，学生自然而然进入所授新知识的环境中。这样由浅入深，层层递进，符合认知规律，有利于学生系统全面地理解学习内容。

三、改革传统的实验模式

在以往的实验教学中，实验内容往往以验证理论知识为主要目的，这样安排旨在让学生通过实验课程加深对理论知识的记忆和理解，使实验教学成为课堂教学的有限延伸。在实验课中，学生用统一的模式，无法将自己的创造性想法和实验课程结合起来，也无法灵活地将所学的理论知识和实验内容结合起来。由于实验内容和课堂教学内容过多重复，无法激发学生对实验课程的兴趣；理论验证性实验过多，学生也很难去真正地思考、分析问题，失去了提高动手能力的机会。改变传统实验过程中以验证性为主的实验模式，以理论验证为基础，增加实验的拓展性、挑战性和综合性，真正达到让学生在实验环节中提高动手能力、锻炼思维能力的目的。

1.改验证性实验为引导性的试验

教师仅提供实验目的和要求，指出实验的方向，学生提前到图书馆或者网上查阅相关资料，设计实验方案，编写相关的流程图和预习程序。在实验中的任务是发现问题并解决问题，最后得到实验结果。学生应根据自己的实验过程撰写实验报告，重要的环节是报告中一定要包括实验中各自遇到的问题，解决方案是什么；如果最终也未能解决问题，要分析原因并考虑可能的解决方案。同时教师也可以组织学生交流，分组讨论，对各组实验结果与报告展开分析，从而提高学生的研究能力和科学实验能力。

2.加强参与实践的积极性

为了充分调动学生的积极性和主观能动性，实践中还引入激励机制。每一个能提前完成实验任务的学生都有机会从教师那里随机的得到一道拓展性的题目，这个题目是教师根据学生前面完成任务的具体情况、遇到的问题和存在的不足或是希望其在某一方面有更深的思考而针对性地提出新任务，是本次试验的巩固和延伸。等学期结束后进行统计，完成拓展任务多的学生就有机会实验考试免试。由于新任务是学生主动要求的，再加上激励机制，故学生积极性非常高，解决问题的主动性很强，收获也更大。

3.充分利用好课外时间

“微机原理与接口技术”课程的课外教学也是实践教学中很重要的一个组成部分。学生往往对抽象的理论知识感觉枯燥难学，对实际动手比较有兴趣。为此，可以通过组织兴趣小组、参与教师的科研、参加各种讲座、参与校内外组织的各种相关竞赛活动等各种方式进行课外学习，激发学生的创新精神，开阔视野，增长才干，增强独立解决实际问题的能力。逐步培养学生的研究能力、创新能力以及自我管理、相互学习、团队合作等多方面的能力。

第7篇

【关键词】单片机 数据串口 异步通信

单片机的体积比较小，集成度较高，整体抗干扰能力比较强，而且可靠性较高，因为具备这些优点，所以被应用到各行各业。经过长时间的使用人们发现，单片机存在着功能简单、管理难等缺点，所以在大部分场合当中，都会将单片机与IBM-PC进行联合使用，组成相应的通信系统。单片机主要负责对相关对象进行控制，而后者则主要负责对单片机进行管理并且对其中的数据进行深层次处理，所以要对多台机器运行中通信方面存在的问题进行解决，下文将主要对单片机数据串口通信进行分析。

一、串口通信模块

首先要保证传输方面的可靠性。串行通信通道从本质上分析，属于数据及指令的一个通道，所以串行通道上的每一个环节都必须有比较强的可靠性，而且要满足传输环境的要求以及相关接口的标准，因为不同接口的标准通常情况下只能满足单一的工作环境才可以正常工作，所以必须要保证通信状态以及校验码等。其次要保证通信抗干扰性。我们选择的标准接口，在不超过适用范围的前提下都必须要具备较高的抗干扰能力，只有这样才可以保证信号的正常传输。但是实际工作过程中，通信环境比较恶劣，所以要根据实际环境，对通信介质以及接口进行选择，在选择的过程中首先要考虑其自身的抗干扰能力，如果能力不足，适当的可以采取一些措施进行弥补。如果工作环境的噪声污染比较严重，工作人员完全可以通过光纤介质来减少噪声对工作的产生的干扰，也可以配合光电隔离来提升系统安全性。标准串行接口自身电气特征都可以满足在可靠传输情况下最大的通讯速度以及传输的距离指标，在通常情况下，这两种标准都具有一定的相关性，如果降低通讯速度就可以增加通讯距离，提升通讯速度就会缩短通讯距离。

二、矩阵式键盘接口技术

矩阵式键盘接口技术属于单片机数据串口通信当中比较重要的一个环节，本文主要对使用过程中比较常见的键盘去抖动进行阐述。为了保证键盘闭合一次，CPU进行一次处理，就必须要对按键释放时产生的抖动进行祛除，这也是该技术在实际使用过程当中比较常见的一个问题。键盘处理程序以及显示处理是十分复杂的，因为这两点在通常情况下都会占据整个应用程序当中大部分带码，重要性可见一斑。所以在进行键盘编写之前，必须要先理清接下来的逻辑顺序，使用比较少适合的算法对其进行表示，表示之后再进行编写，只有这样才能保证代码编写的质量。

三、数据传输

在串行通信当中，数据之间通常会在两地之间传输，数据整体传送速度会受到通信上方的设备配备性能以及所在地区通信线路的影响。从工业场合的角度来分析，9600bpa属于比较常见的一种传输速度，通常情况下通信端口传送数据属于字符型的数据，如果将其用于文件传输，就要涉及到2进制数据。从传输带方向方面，我们可以将其分成三种传输模式，分别为单工传输、半双工传输以及全工传输。不同的设备之间想要进行数据传输，就必须要找到一种双方都可以接受的方式，只有这样才能保证数据传输过程中不会发生冲突，减少产生数据错误的概率。我们常见的串行通信一般情况下分成异步方式和同步方式。本文将主要对异步通信进行分析。

异步方式主要指在通信系统当中，数据传输过程中大多使用独立的字节进行传输，而且每一个字节的前面都存在起始信号，并且在字节的后面都会出多一个终止信号，从而构成一帧的数据。一般情况下，位于标记位置的传输线都是空白状态，表示字节已经开始传输，在传输的最后，使用终止位，让热传输线回到最一开始的标志状态下，在这种情况下准备发送下一字符，所以起始位通常占用一个位置，字符编码会占据7个位置，如果第八位属于奇偶校验位置，则停止位可以占据一位至两位，通过一系列数据我们可以发现， 一帧的数据在正常情况下是10-11位构成的。使用该方式进行字符表示，那么字符就可以不断的进行传送，在数据传输过程当中，CPU和外设二者之间需要有相关规定。

分别为字符格式以及波特率。因为异步通信的传输效率比较低，所以在字符传输之前都必须要添加一些具有标志性的信息。异步通信比较适合在慢速场合使用。异步通信这种通信方式，如果双方的时钟存在误差，则字符之间停止间隔就会给误差提供出相应的缓冲余地，所以在实际使用过程当中，允许系统存在小频率飘逸，这一点是其余模式所不具备的。异步通信的传输率在常规情况下约为50-9600波特，结合异步通信的特点，我们通常情况下将其使用在计算机以及CRT、打印机之间进行通信。

四、结束语：

本文主要对单片机视角下的数据串口通信进行了简要分析，从矩阵式键盘接口技术、串口通信模块、数据传输三个方面进行了进一步的论证，结合笔者自身掌握知识及工作经验提出相应结论，旨在为我国该行业的发展提供一份实际工作及设计经验，以作参考。

参考文献：

[1]王振友，宗风强.在Visual Basic6.0下实现组态王与单片机的串口通信[J]. 山东省计算机学会2012年信息技术与信息化研讨会论文集（二）.中国会议.

[2]张佳瑞.基于单片机的数据采集和无线数据传输系统设计[D]. 西南交通大学硕士学位论文，2013：07-09.

[3]陶杰，吴小红.一种微机单片机模型多机串口通信的实现[J] 绍兴文理学院学报（自然科学版），2011，07（12）：122-124.

第8篇

【关键词】单片机及接口技术；应用型创新人才；学生主体；教学改革

1单片机及接口技术课程教学现状

单片机及接口技术是高等学院计算机、通信等专业开设的一门重要的专业课，是一门面向应用、技术性和实践性极强的专业课程。由于该门课程概念较多，内容抽象，学生在学习过程中，既要理解抽象的单片机的硬件组成和工作原理，又要掌握汇编语言指令，还要应用这些知识进行程序设计，才能完成一个完整的应用系统。以往的教学主要依靠理论课堂教学和有限的验证性实验，学生很少能够有机会运用理论知识解决工程设计的实际问题，这种教学模式不利于培养学生独立思考问题的能力和解决问题的能力，也不利于具有创新精神的高素质专业人才的培养。因此，尽管学生完成了该门课程理论与实验学习任务，但在面对具体应用时仍然存在知识运用能力较差的现象[1]，其原因主要有：（1）授课方式单一，难提兴趣目前单片机及接口技术教学仍然采用理论讲授为主，实验为辅的传统授课方式，形式单一，枯燥，学生觉得知识理解不到位，只能靠硬背，造成学习缺乏主动性，难以建立学习兴趣[3]。（2）教材偏重理论，工程知识不足目前大部分单片机及接口课程教材，偏重于理论知识的讲解，很少提到在实际工程中的具体应用方法，学生很少有机会了解所学知识在实际中的作用，学习缺乏成就感，学生学习缺乏兴趣。（3）实验内容陈旧，缺乏创新课程配置的实验以验证性实验为主，缺乏设计性和综合性实验，缺乏生动实例，且实验内容陈旧、新意和趣味性不足，不利于学生动手能力和知识运用能力的培养。（4）学生个体意识强烈，缺乏团队合作传统教学过程中，学生都是以个体形式学习，教师很少组织学生开展团队协作任务，导致学生缺乏团队协作精神，难易建立良好的沟通交流能力。鉴于此，针对目前单片机及接口技术课程教学过程中存在的问题，在总结以往成功教学经验的同时，全方位对单片机及接口技术课程进行教学改革，从理论课的授课方式、内容、手段到实验课的设计，从自主学习网络平台的构建，到科学、合理的考核评价体系，让学生从构思、设计、实施，开展多种形式的学习活动，注重学生运用新知识、新技术的能力，强调学生创新能力、交流沟通能力以及团队合作能力的培养。通过该课程一系列改革实施，为推动其他相关课程改革，培养具有应用创新能力强、适应社会发展需要的高质量计算机专业技术人才，将具有十分积极的意义和作用。

2单片机及接口技术课程教学改革措施

以培养应用型创新人才为出发点，改革该课程传统教学模式，积极探索新的教学方法和教学模式，坚持以教师为主导，以学生为主体，以培养学生应用创新能力和增强实践能力为目标，以“夯实基础、培养能力、开拓思维、注重创新、面向应用”为指导思想，强化理论教学与实践教学相结合、实践与科研相结合、科研与工程实际相结合，构建全新的单片机及接口技术教学改革新体系，下面，就提出的具体改革举措进行详细探讨。（1）注重创新引导，构建一体化、灵活的教学新模式单片机及接口技术课程是一门应用性非常强的课程，应当重点突出对学生应用创新能力的培养，主要措施有：①建立以教师为主导、学生为主体的教学原则，增加学生课堂活跃时间，让学生积极参与到课堂活动中，强烈的参与感能够充分发挥学生学习主动性，建立学习兴趣[2]。②引入灵活多样的教学方法：引入先进的教学方法，如演示法、模仿法、对比法、项目驱动法、案例法、团队协作法等，营造轻松和谐的课堂气氛，激发学生学习兴趣，从而增加教学效果。③优化课堂授课内容，通过引入实际工程项目，让学生能够了解如何运用所学的理论知识解决实际问题，注重学生实践应用能力的培养。（2）实验教学改革①建立三级实验教学体系：按着基础训练型综合设计型研究创新型三级层次组织实验教学，注重培养学生动手能力与创新能力[3]。②引进科研项目：尽可能地将科研成果引入到实验教学中，通过让学生不同程度地介入科研课题，了解科研过程和科研方法，适应应用型创新人才培养的需要[4]。③培养团队合作精神:设计团队合作题目，采取组内合作模式完成题目，充分调动和发挥学生的主观能动性，增强学生的参与感和自信心，培养学生的团队协作能力与沟通能力。④实验室全面开放：可以充分发挥实验室的作用，调动学生通过实验手段探索新知识的积极性。实验室的开放应包括时间和内容的开放，不断发挥学生学习的主动性、创造性。（3）搭建学生自主学习与课程管理网络平台该网络平台依托校园网，突破空间和时间的限制，不但可以实现学生自主学习以及教师对课程的信息化管理，更重要地是为师生之间、学生之间的实时讨论和交流提供了一个互动平台[5]。从理论知识的学习、课程安排、考勤、实验过程控制、成绩管理以及领域内最新的技术、新应用等前沿信息。（4）建立多元化的考核体系，突出综合素质将理论考核、实践能力考核以及系统设计、创新能力评价等多种方式结合起来[6]，对学生掌握知识、运用知识和创新能力做出综合、科学、合理的评价。并通过开放实验、竞赛、科研活动、科技发明、论文写作等多种途径为学生提供更多的获得创新实践的机会，突出综合素质培养[7]。

3结束语

通过基于应用型创新人才培养模式下的《单片机及接口技术》课程教学改革与实践，取得了显著的成果。首先，通过新的教学模式在教学实践中的实施，帮助学生建立学习兴趣，培养发现问题、解决问题的能力，培养学生的专业素养。其次，通过单片机及接口技术自主学习与课程管理网络平台的建设，不但可以使学生强化基础知识，而且可以学到更多的专业新知识，有利于学生自主学习；再次，利用该课程网络平台可以加强学生与教师之间的沟通和联系。

【参考文献】

［1］周欣欣,徐纯森,雷宇凌,郭树强,吴云.单片机及接口技术课程教学改革与实践[J].无线互联科技,2015,16:106-107.

［2］孙墨杰,刘海峰,钟莉,岳云飞.提高大学生课堂学习质量的方法与对策[J].东北电力大学学报,2013,33(03):84-86.

［3］丁保华,张有忠,陈军,孟凡喜.单片机原理与接口技术实验教学改革与实践[J].实验技术与管理,2010,01:117-119.

［4］赵东辉,金长虹,靳建峰,朱劲松.基于工作过程的“单片机及接口技术”课程的教学改革[J].中国电力教育,2011,07:78-79.

［5］张兰河,徐恒铎,郭静波,徐小惠.污染控制微生物学教、学、研新型互动平台的构建[J].东北电力大学学报,2013,33(1/2):165-167.

［6］于涛,鲁敏,石志标,金立忠.毕业设计环节中创新能力的培养与实践[J].东北电力大学学报,2013,33,(04):85-87.

第9篇

关键词：教学方法；探讨；微机原理与接口

中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)32-1158-02

Principles of Microcomputer and Interface Teaching Method are Discussed

ZHAO Jian-heng, MENG Fei

(School of Photoelectronic Engineering, Changzhou Institute of Technology, Changzhou 213002, China)

Abstract: It is very important that principles of microcomputer and interface course teaching in a college of engineering. From the character and characteristic of course, the papers suggested that theory contacts reality, traditional teaching methods and advanced teaching methods combined, the laboratory to play the important role of teaching, focus on capacity training, to diversify the teaching and assessment methods.

Key words: teaching method; principles of microcomputer; interface

1 引言

微机原理与接口是一门理论性与实践性都非常突出的，在工科院校中，计算机、自动控制、机电一体化及测控技术等多个专业学生必修的一门重要的专业基础课程，是所有与信息学科相结合的各相关专业后继课程学习的重要基石之一。通过该课程的教学，应该使学生具备能够利用微处理器件进行相关硬件电路设计与软件程序开发的能力，其教学效果直接影响到学生后续课程的学习。教师的教学方法与手段直接影响教学的效果，教学方法恰当、手段适宜，无疑将收到事半功倍良好效果，同时还有助于学生对知识的系统理解和掌握，最大程度克服学生畏难与厌学的心理。这无疑对课程的教学内容及教学方法的研究与探索提出了较高的要求。

2 课程的主要教学内容与特点

目前我国高等院校中与信息学科相结合的各相关专业是将微机原理与接口课程作为专业基础课来组织教学的，多数以Intel 8086/8088微处理器为主要讲授对象。其主要教学内容包括：计算机硬件结构、汇编语言程序设计及接口技术三大组成部分。

课程的特点表现在：理论性强，概念抽象，难以把握；实践性强，实际应用能力要求高。并且实际应用能力的提高，又取决与对抽象概念的理解与把握能力，较强的应用能力又能促进抽象概念的理解。这样抽象概念与应用能力相互交织，对教师的教学与学生的学习都极具挑战。

为了取得良好的教学效果，在教学中，应该不断通过改革与实践，研究和探索各种有利于调动学生学习积极性，提高教学质量，夯实学生的专业技能基础，提高学生在市场经济条件下的竞争实力的方法。

3 把握课程特点，寻找教改突破口

鉴于微机原理与接口课程在教学中的性质与地位，以及理论性与实践性兼备的教学特点，不仅是能使学生掌握微机基本原理与接口技术，而且还能培养学生分析和解决接口电路设计能力的一个有效的教学环节，其教学活动在整个教学过程中起到了一个承前启下的作用。

因此，本课程对计算机语言、模拟电子技术、数字电子技术、以及各种数制转换等数学知识有较高要求。上述相关课程中涉及到微机原理与接口课程的先修知识点，绝大多数均为该课程的重点和难点，如果先修课程掌握得不扎实，将直接影响到微机原理与接口课程的教学效果。

另外，微机原理与接口课程具有软硬件结合紧密的特点，内容复杂。与单纯的软件课程或硬件课程相比，教学难度明显增大。在教学过程中，学生普遍反映该门课程内容复杂、概念抽象、缺乏感性认识，难懂、难学、难运用。教学效果也难以尽如人意。

根据课程本身所具有的特点，如何才能达到培养学生扎实的理论知识与良好的解决实际问题的动手能力的教学目的，应该积极调动教与学双方面的因素，共同参与到教学实践中，在教学内容、教学方法、教学手段，以及激发学生的学习兴趣等方面进行系统全面的探索与改革。

4 联系实际加强教学针对性

微机原理与接口涉及较多的计算机软硬件知识，在实际中有很大用途。可以考虑在进行教学设计时，应尽可能的联系实际，利用现处于信息化社会的当代学生，能较容易在日常生活中接触到计算机等信息产品的优势，引导学生充分了解所学知识的重要性，激发学生的学习兴趣。

在组织教学的过程中，一方面，应该注意维护课程教学体系的完整性，以利学生自我总结，从整体上完整把握和理解知识体系；另一方面，应将知识点和教学目标的层次与教学手段相结合，并充分利用各种媒体尽可能进行情境的创设，充分发挥各种教学手段的优势，化繁为简，化难为易，以利学生对各知识点的正确理解，并进而融会贯通，以致灵活运用，最终提高教学质量。

5 注入式和启发―联想式相结合

教学形式上采取以从单纯讲授的注入式转变到以讲授为主的注入－启发－联想式的教学模式。并鼓励学生课前预习课后复习。从单纯的教师为主导的课堂教学向教师讲授、启发学生联想与学生自学、课堂讨论相结合的教学模式转变， 即课堂讲授――启发――思考、自学――讨论――总结、再讲授――实验验证――讨论总结。

例如，在讲授地址、数据、控制三总线结构部分时，在交代清相关理论知识后，可以要求学生自己将三总线的数据信号管理方式与日常生活中的交通管理方式进行比较，引导学生联想较为熟悉的交通道路中运动的机动车、非机动车与行人的分道、分时管理，通过实际生活中的体验，有效理解三总线的数据、信号管理方式以及“地址/数据分时复用”、 “时序”等较生涩难懂的概念；

再如，讲授定时器/计数器 8253A 一章时，在介绍了计数缓冲器、计数初始值、重载寄存器等的作用，以及定时器/计数器的工作原理后，不妨要求学生将其与人类古老的“沙漏计时方法”的工作原理进行比较，学生自然能够将计数缓冲器与“沙漏”、计数初始值与“沙”等抽象概念与实际物体一一有机地联系起来。

经过课堂讨论、总结后，这些既抽象又很实际的相关概念变得形象、鲜活。不难使学生正确掌握又记忆深刻。在此基础上，进一步引导学生自己总结出各类不同的可编程控制接口芯片，尽管用途不一，大致都有类似的控制使用方法。充分发挥学生的主体作用，增加教学的吸引力。

教学内容上，注意加强教学内容的应用环节，适当选择一些实际工程应用例题，贴近日常生活，加强学生的分析实际问题、解决实际问题能力的训练。

6 充分发挥实验教学手段的作用， 注重学生综合能力的培养

由于微机原理与接口课程的实践性很强，课堂讲授的内容大都较为抽象难于立即消化，掌握起来有一定的难度。因此在教学活动中，必须根据课程的进度和教学的需要合理地安排实验环节，并在实验教学中重视学生综合能力的培养。在实验中，应注意先易后难，软硬搭配，验证型实验与综合、设计型实验相结合，对日常生活中会碰到的问题，设计一些较具有实用性的题目 (如利用并行接口 8255A 设计模拟的交通灯管理系统、定时器/计数器 8253A 设置秒表等)。同时安排学生以小组为单位，努力创造一个相互协作、相互学习的良好氛围。使学生能够根据实验中独立操作的反馈信息（如在实验操作中碰到的各种问题等），通过学习交流，共享整个群体的思维和智慧，从而形成对客观事物规律更全面的认识，培养解决实际问题的能力。

7 善于激发学生的好奇心与学习兴趣

“兴趣是最好的老师”，在教学过程中，没有兴趣的学习只能是教师单向的灌注式学习，学习的目的成了为完成学分而不得不为的苦差，没有任何积极意义，更谈不上达到培养学生在掌握基本理论的基础上，具有较强实际运用能力的教学目标了。

有经验的教师不难发现，学生在开始学习微机原理与接口课程之前，一般都有实际操作微型计算机的经验，多少具备一些计算机的基础知识，尤其是计算机软件方面的知识。对计算机的硬件结构以及工作原理方面的知识，既好奇，又有些敬畏，对即将开始的学习往往跃跃欲试。

作为教师，应该善于保护学生对学习内容的好奇心，进一步激发学习兴趣。使学生不至于一开始就搅入繁杂抽象的概念中无力自拔，迅速消退进一步学好的积极性。

讲解知识的切入点上应该尽可能由浅入深，在讲清“是什么”的基础上，侧重“为什么”，使学生更好地把握各知识点间的内在逻辑关系。在把握基本理论知识的基础上，侧重实际运用能力。例如，在学习CPU芯片各引脚部分时，应该侧重到具体有什么用途，怎么使用。

尽可能利用多媒体教学等现代教学手段，通过视频、音频、图像、动画等，使抽象的知识具体化、形象化，利于学生生动、有效地掌握。在习题课中，利用多媒体投影设备，对学生典型汇编程序习题进行分析、讨论、讲解也能收到极好的教学效果。

8 考核方式多样化

在我国现行的教育体制中，考试乃是督促学生学习、检验学习成果、检查与评价教师教学效果的一种重要手段。近年来，随着高等学校教学改革工作的进一步深入，针对传统的考核方法，不利于素质教育的种种弊端，在考核改革方面进行了大量有益的探索与实践。

强调变应试教育为素质教育，注重培养和考核学生的实践应用能力和突破、创新意识，对改变学生的学习方法和思维方式起到举足轻重的作用。加大平时考核力度（包括日常出勤、习题作业和课堂表现等）。考核形式多样化（采取开卷与闭卷，小论文与大作业、期末考试与平时考查、实验成绩相的多种方式）。侧重培养学生对知识的理解能力、综合应用能力和解决问题的实践能力的要求，能促使学生认真对待学习，有效杜绝考试突击的现象。

9 结束语

虽然培养学生的综合实践能力是一个长期和复杂的过程，需要不断积累经验，进一步完善方法和措施。但在教学实践中，通过上述方法的综合运用，使得微机原理与接口课程中原本比较复杂的知识结构、抽象的名词概念以及逻辑性较强的知识点变得相对浅显、更易于理解，便于掌握，从而激发了学生们的学习热情，提高了他们对本课程的学习积极性，也为他们进一步学好其它的相关专业课程打下了良好基础。

参考文献：

[1] 杨素行,刘慧银,唐光荣,等.微型计算机系统原理及应用[M].北京：清华大学出版社,2004.

第10篇

论文摘要：从培养高素质应用人才的角度出发，讨论了在微机原理及应用课程的教学改革中，激发学生学习的主动性，培养创新意识与创新能力;改革教学内容与教学方法，体现专业特色；在创新基地培养学生实践动手能力等方面的内容，介绍了在培养高素质应用人才上所做的一些尝试。

1引言

随着计算机技术的飞速发展，目前微型计算机在工业控制、智能仪器仪表、家用电器、卫星、导弹、气象预测、石油勘探、通信等各领域已被广泛应用，具有高素质和创新能力的人才日益需要。在我国开发具有自主产权的计算机软、硬件产品及大规模地对生产技术进行改造的进程中，十分要既具备软件编程能力，又了解硬件知识的复合人才。实验教学在对学生能力培养方面起着理论教学不可替代的作用，是培养学生实验技能、应用能力和科学作风的重要环节。

《微机原理与应用》课程是普通高等学校理工科专业的一门重要的计算机技术基础课程，也是理工科学生学习和掌握计算机硬件基础知识、汇编语言程序设计及常用接口技术的入门课程，是计算机类及大多电类专业学生的必修课程，同时也是一门实用性和动手性都很强的计算机硬件类课程。本课程的任务是使学生从理论和实践上掌握现代微型计算机的基本组成、工作原理及典型接口技术，建立微机系统的整体概念，使学生具有运用现代微机技术进行软、硬件开发的初步能力。很好地掌握这门课程的内容并具备一定的实际电路设计和编程能力，会使学生在深刻理解计算机软、硬件关系及以后的计算机应用开发中打下必要的计算机硬件基础。在以前的教学过程中，由于条件的限制以及对实验课的作用缺乏认识，在实验课内容的组织及具实施等方面都存在一些问题。

尽管“微机原理与应用实验课”是独立设课，但其目的仅仅是为配合理论教学环节，实验内容也主要是验证理论教学的内容。在当今大力提倡素质教育和创新能培养为目标的教学理念下，必须重新认识实验课作用，改进实验内容和教学要求，使实验课成为素质教育及创新能力培养的重要环节。为此我们将实验环节分成三个组成部分：1)必要的功能模块验证实验；2)综合性实验；3)设计性实验。

2改革实验教学内容

目前大多数院校的“微机原理与应用实验课”都采用某种类型的实验器进行（我校实验室采用的就是东南大学研制的DVCC-80X86实验系统），而这些实验器提供的实验内容多为模块化组织形式，每个实验功能模块内部的主要连线已事先连接好。例如用8255构成的交通灯实验，学生只需连接A、B或C口与开关及三色灯的连线，8255的片选线。而8255与CPU的数据线、地址线和控制线都已事先接好。故实验的作用只能是局部的、验证性的。我们从多年的教学过程中认识到，这样的实验方式有其有利的一面，也有其不利的一面。

2.1传统实验内容与方法的有利方面

1)初学者可将更多的注意力集中于对接口电路功能的理解，编程方法及接口电路工作中软、硬件的配合；减少因接线错误或接触不良造成的不成功率，增强学生完成实验的信心。

2)实验过程快，可以与理论教学同步进行，增强理论课的教学效果。

3)便于实验的集中指导，减少实验设备的损坏率，提高办学效率。

2.2传统实验内容与方法的不利方面

1)学生对内容的理解和掌握具有片面性，无法建立起系统的概念。

2)实验内容的验证性，使学生处于被动接受的地位，无法发挥学生的主动性。

3)实验内容和方法的局限性，使学生无法发挥创造性。

2.3对传统实验内容与方法的改进

为了克服传统实验内容与方法的不利因素，我们尝试将整个实验分为三个环节进行。

1)精简部分验证性实验内容，使保留部分起到抛砖引玉的作用。目前保留的验证性实验内容有：

①并行接口电路8255实验；

②定时/计数器8253实验；

③键盘/显示控制器8279实验；

④中断控制器8259实验；

⑤D/A0832、A/D0809变换器实验；

⑥串行通信控制器8251或8250实验。

2)在验证性实验内容的基础上增加设计性内容。

3)最后进行一个综合性大实验题目。

3设计性实验选题

3.1紧密结合理论教学内容使学生可以下手设计

在具体实施对传统实验内容与方法的改进过程中，重点是做好规划、设计以及对其可行性进行实际制作验证。首先每个设计性实验的题目必须紧密结合理论教学的内容和进度。另外设计内容在实现上要具有一定的伸缩性，对于能力弱一些的学生通过努力可以达到和完成基本的设计要求。而对于能力强的学生又可以让他们感觉到有充分的发挥余地。

设计性实验的目的是为了培养学生灵活运用所学知识解决实际问题的能力，激发学生潜意识中的创造性。因此在具体选题上应注意：1)紧密配合理论课的教学内容和进度，主要设计内容应是已学过或正在学习的内容，不致使学生感到无从下手；2)设计不用实验器进行，摆脱学生对实验器的依赖；3)设计分基本要求部分和发挥部分。基本部分要求不可过高，要让大多数学生经努力在较短的时间内都可实现，树立学生的成就感和自信心；4)设计内容紧密结合理论教学且循序渐进，后面的设计内容紧密结合前面的设计内容。下面是部分设计内容：

①8088最小模式（或最大模式）硬件核设计（结合80X86微处理器一章的内容）。

②基于以上硬件核之一的最小系统设计（结合存储器和外设地址译码章节的内容）。

③在上述最小系统基础上实现的8255控制4×4键盘和4位数码管显示电路（结合8255内容）或：在上述最小系统基础上实现的8255控制16×16点阵汉字显示电路。

④在上述最小系统基础上实现的8253和单级8259及应用电路（结合8253和8255内容）。

⑤在上述最小系统基础上实现的8250串行接口电路（结合串行通信内容）。

⑥在上述最小系统基础上实现的ADC0809及DAC0832A/D和D/A电路（结合A/D、D/A内容）。

在学生设计过程中还要注意补充一些硬件设计的知识和经验，以及元器件选型方面的常识，甚至包括元器件当前的市场参考价格。另外为了使学生容易下手，开始的设计题目要给出较为详细的电路原理图。但是当学生掌握了设计原理和设计过程后，鼓励学生在满足电路要求基础上突破原理图的限制，在电路结构或元器件选型等方面进行大胆创新，按自己的思路进行设计。

例图1所示是设计性实验“基于8088最小模式硬件核的最小系统设计”所给出的原理电路。该设计的目的是结合“80X86微处理器”一章的教学内容，使学生掌握8088CPU的最小工作模式及外围电路的设计，包括地址锁存器74LS373、数据收发器74LS245和时钟发生器8284的实际运用和电路连接关系。另外存储器电路设计和外设接口电路设计都只提出了最基本的要求。

3.2给学生留有充分发挥的余地

为了在设计实验过程中激发同学的创新性，实验中鼓励同学突破所给的设计原理图大胆进行创新设计（采用不同的实现方法，选用不同的器件，提供更高的性能），或者在功能电路设计的基础上进行应用设计，并且在成绩上给以体现。例如在A/D、D/A设计题目中鼓励学生在以下三方面进行大胆发挥和创新。

1)提升数据采集电路的性能(如提高数据分辨率、提高数据采集速度、采用较大规模的EPLD器件实现接口电路等)，或增加数据采集电路的功能(如增加数据显示功能、增加隔离保护功能等)。

2)将该系统构成一温度控制系统。温度传感器采用AD590，输出采用可控硅和灯泡模拟。控制算法可用PID、PI、PD或模糊算法。

3)将电路制作成印制电路板并调试通过。或者采用仿真软件仿真通过。

4综合性实验的选题

综合性实验的目的是要将学过的主要功能部件有机地组合起来，形成一个具有一定实际意义的整体，使学生掌握微机系统整合的基本方法。为此我们针对实验器提供的功能部件，设计了综合性实验题目，该题目将主要的实验功能模块综合为一个数据采集与处理系统。实验原理图如图2所示。

综合实验有：洗衣机的程序控制；交通灯控制电路；按键式电话；数字式密码锁；钟控装置；智力测验抢答器；彩色音乐演奏器；反应速度测试仪；照相机自拍指示；流水线监视器；程控信号发生器；信号的重现；存储器的应用等。

5实践与体会

第11篇

考试

1.考场设置：由各州、市办考部门确定，需在县城以外设考场的，须报省招考院批准。“广告”专科只在昆明设考点。

2.考生应试时，须带准考证、考试通知单和居民身份证(或其他能证明身份的有效证件)，三证不全者不得进入考场。考生必须严格遵守考场规则，不得以任何形式作弊。凡违反考场纪律者，按2011年教育部第33号令及我省有关规定严肃查处。

3.考试成绩以百分计，六十分为及格，及格者发给单科合格证书，不及格者可参加该门课程的下一次考试。考试成绩公布在“云南省招考频道”上，考生自行登录网站ynzk.cn查询。考生对成绩有质疑的可在成绩公布之日起10个工作日内到各州(市)招生考试机构办理查分申请，由各州(市)招生考试机构汇总后统一到省招考院查分，查完后通知考生。省招考院不直接对考生查分。

4.考生考试时间及临考复习假的占用问题，按原省自考委、人事厅、财政厅、教育厅一九八七年发文《关于对参加自学考试的考生给应考假、复习假和发放自学考试奖学金的规定》执行。

5.考试时，除“高等数学”考生不得使用计算器外，其他科目的考生可携带使用计算器，但不能有程序存储功能，也不得互相借用。不准使用有存储、接收、发射功能的电子工具。考生进入考场考试严禁携带任何通讯工具，否则将视同作弊。

6.同一考试时间段，一名考生只能参加一门课程的考试，不得考两科。

7.全国计算机等级考试(NCRE)成绩在自考系统中的使用：

根据全国考委办函[2004]148号文件规定：

(1)NCRE课程暂与高等教育自学考试的部分专科课程进行衔接。

(2)凡获得NCRE一级合格证书者，可以免考高等教育自学考试中的《计算机应用基础》(0018)或《计算机应用技术》(2316)课程(包括理论考试和上机考试两部分)。

(3)凡获得NCRE二级C语言程序设计(笔试和上机)合格证书者，可以免考高等教育自学考试中的《高级语言程序设计》(0342)课程(包括理论考试和实践考核两部分)。

(4)凡获得NCRE三级PC技术(笔试和上机)合格证书者，可以免考高等教育自学考试中的《微型计算机及其接口技术》(2319)和《微型计算机原理及应用》(2277)课程(包括理论考试和实践考核两部分)。

8.全国公共英语等级考试成绩在自考系统中的使用：

高等教育自学考试的考生参加PETS二级或PETS三级考试，笔试合格者的成绩可直接替代自考有关专业大专或本科公共英语〈即英语(一)、英语(二)〉的考试成绩，并可获得相应的学分(PETS二级替代专科英语(一)成绩，PETS三级替代本科英语(二)成绩，英语专业不能替代)。考生是否参加相应口试，则根据考生是否要求获得PETS等级证书或高等教育自学考试的相关专业来定。

第12篇

考试时间

云南2020年4月自学考试时间安排在4月11日星期六、4月12日星期日（上午9:00-11:30；下午14:30-17:00）举行。

考试须知

（一）考场设置：由各州（市）招生考试机构确定。需在县城以外设考场的，须报省招考院批准。“广告”专科只在昆明设考点。

（二）考生应试时，须带准考证、考试通知单和居民身份证(或其它能证明身份的有效证件)，三证不全者不得进入考场。考生必须严格遵守考场规则，不得以任何形式作弊。凡违纪违法者，按2011年教育部第33号令和《刑九修正案》严肃查处。

（三）考试成绩以百分计，六十分及格，不及格者可参加该门课程的下一次考试。考试成绩公布在“云南省招考频道（ynzs.cn）”网站上，考生自行登录查询。考生对成绩有质疑的可在成绩公布之日起10个工作日内到各州（市）招生考试机构办理查分申请，由各州（市）招生考试机构汇总后统一到省招考院查分，查完后通知考生。省招考院不直接对考生查分。

（四）考试时，对需要使用计算器的科目，考生可携带没有存储功能的计算器，并且不得互相借用。不准使用有存储、接收、发射功能的电子工具。考生进入考场考试严禁携带任何通讯工具，否则将视同作弊。

（五）同一考试时间段，一名考生只能参加一门课程的考试。

（六）全国计算机等级考试（NCRE）成绩在自考系统中的使用：

根据全国考委办函［2004］148号文件规定：

1.NCRE课程暂与高等教育自学考试的部分专科课程进行衔接。

2.凡获得NCRE一级合格证书者，可以免考高等教育自学考试中的《计算机应用基础》（课程代码：00018）或《计算机应用技术》（课程代码：02316）课程（包括理论考试和上机考试两部分）。

3.凡获得NCRE二级C语言程序设计（笔试和上机）合格证书者，可以免考高等教育自学考试中的《高级语言程序设计（一）》（课程代码：00342）课程（包括理论考试和实践考核两部分）。

4.凡获得NCRE三级PC技术（笔试和上机）合格证书者，可以免考高等教育自学考试中的《微型计算机及其接口技术》（课程代码：02319）和《微型计算机原理及应用》（课程代码：02277）课程（包括理论考试和实践考核两部分）。

（七）全国公共英语等级考试成绩在自考系统中的使用：

高等教育自学考试的考生参加PETS二级或PETS三级考试，笔试合格者的成绩可直接替代自考有关专业大专或本科公共英语〈即英语（一）（课程代码：00012）、英语（二）（课程代码：00015）〉的考试成绩，并可获得相应的学分(PETS二级替代专科英语（一）成绩，PETS三级替代本科英语（二）成绩，英语专业不能替代)。考生是否参加相应口试，则根据考生是否要求获得PETS等级证书或高等教育自学考试的相关专业来定。

（八）汉语言文学本科专业的毕业论文答辩定于每年的5月和11月，分两次举行，考生可与云南师范大学文学院联系进行答辩事宜。英语本科的“口译与听力”，专科的“听力”、“口语”考试时间由云南师范大学外语学院安排，请考生与学校联系。

（九）已取得自考专业全部课程合格证书的考生，如该专业有实践、实习、设计、毕业论文等考核要求的，应及时和主考院校联系实习考核事宜，待取得合格成绩后，方可办理毕业证书。

第13篇

关键词：高速数据传输；FPGA；LVDS；DMA；PCI-E总线；DDR3

中图分类号：TP274.2 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）04-0164-01

1 系统总体设计和模块设计

多通道高速数据传输系统组成模块主要包括：LVDS收发模块、FPGA控制模块、DDR3 SDRAM缓存模块[1]。系统的传输板卡是传输系统的核心模块，其作用是控制实现数据的接收与发送功能，通过FPGA控制高速多通道LVDS接口对外部数据的接收和发送，并通过对DDR3 SDRAM 的控制实现高速数据的大容量缓存；传输系统与计算机之间通过调用硬核实现PCI-E总线通信[2]。传输系统中传输板卡的连接方式：通过两个连接器连接到背板，其中通过两个ERNI公司的ERmet ZD 高速连接器连接到背板，而且还通过背板转接实现与计算机COM-E载板PCI-E物理连接；传输板卡的供电模式是标准ATX电源供电，通过连接背板上的ERNI公司的标准CPCI J1连接器实现[3]。

2 系统逻辑控制

系统以Xilinx Kintex-7 XC7K325T-2 FPGA为主控芯片，通过合理配置高速收发器、IO资源实现对8通道LVDS数据收发、DDR3大容量数据缓存、高速PCI-E通信等模块的逻辑控制。使用VHDL硬件语言编写FPGA逻辑程序代码，运用自顶向下的设计思路编程，设计对应的逻辑控制实现各模块功能，并且使用ISE14.7软件进行设计、编译、仿真[4]。

2.1 FPGA控制数据收发

根据DS90CR484A芯片手册进行逻辑控制，将接口芯片PRE、/PD、PLLSEL引脚对应接到高电平设置为可正常工作状态，通过接收芯片串并转化后的48位数据，按照数据帧格式获取有效数据。在编程过程中，FPGA以LVDS接收器芯片内部经数据时钟恢复获取的Rxclkout为时钟标准进行数据解析，其中RPDL为传输延迟时间。

2.2 FPGA控制DDR3数据缓存

DDR3控制器的核心模块采用MIG，系统中模块以多通道形式、利用高速总线互联对接TX FIFO和RX FIFO。该总线具有仲裁特性，既能支持数据通道和PCI-E DMA通道，同时也能申请读写DDR3存储设备。基于DDR3的VFIFO写操作流程图，VFIFO逻辑主要由写控制逻辑（VFIFO_WR_CON）、读控制逻辑（VFIFO_RD_CON）、仲裁逻辑（ARBITRATION）、MIG控制器（MIG_CONTROLER）、初始地址产生逻辑（INIT_ADDR_GEN）组成。VFIFO逻辑中有写缓冲FIFO和读缓冲FIFO，用来对读写数据进行缓冲。

3 系统测试及结果分析

3.1 测试平台搭建

用来对系统进行性能的测试与验证的平台，该平台由计算机平台、高速转接背板、核心传输板卡和外部接收机几部分组成。其中算机选用研华公司的第三代CPU核心板Express-IB、COM-E载板Express-BASE6作为COM-E模块，该模块具有 PCIe×16（第三代）用于显示或通用x8/4/2/1高速接口插槽，操作系统环境为64位Windows 7系统，FPGA程序下载调试、测试结果显示都在该计算机平台实现。在测试过程中该板卡与计算机的PCI-E插槽的物理链接通过高速转接背板实现，FPGA逻辑控制程序通过JTAG下载盒下载，计算机通过安装PCI-E设备驱动程序建立起核心传输卡与测试应用程序之间连接，这样才能使系统PCI-E通信正常工作。同时，通过LVDS接口实现外部接收机与核心传输板卡数据收发通信。

3.2 计算机数据文件分析

本课题测试应用软件基于VC++在Microsoft Visual Studio 2012编译系统环境下完成。该测试应用的程序具有读写寄存器、DMA TLP测试、DMA 测试和LVDS测试等功能，而且程序也能实时计算接收/发送的数据总量和占用时间，使数据传输速率同步显示。

4 结语

文中详细介绍了基于LVDS的多路高速数据传输系统的设计，并且通过大量可靠的试验对系统性能、传输完整性、速率进行测试测试，最终验证了设计的系统可以实现多通道、高速、大容量信号的发送与接收，同时也在某数据记录仪中取得成功应用。

参考文献

[1]刘黎平，曹俊武，莫月琴，等.雷达遥感新技术及其在灾害性天气测中的应用[J].热带气象学报，2006（22）：1～9.

[2]王怀侠，王 永，王守浩.基于DSP+FPGA数字传输系统的实现[J].电子测量技术，2013，36（11）：98-100.

第14篇

关键词：分层教学；阶段性考核；计算思维；抽象分解

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）10-2299-02

随着信息科学技术的飞速发展和军队对人才专业素质及信息素养要求的不断提高，军队院校人才培养方案被重新规划定位，基础学科课程标准也被要求与时俱进，能够更加精准的体现人才培养目的。

微机原理课程不仅是本院某专业士官层次必修课，也是本科电子类、自动化相关专业开设的硬件基础主要组成部分。其主要任务是使学员从理论和实践的层面掌握现代微型计算机的基本组成、工作原理及典型接口技术，建立微机系统的整体概念，使学员具有运用现代微机技术进行软、硬件开发的初步能力[1]，逐步培养分析、解决实际问题的能力和创新意识。但本门课程信息量大、内容抽象难懂等特点使其成为学员反映最难学课程之一，如何在有限的学时里，使本门课程达到良好的教学效果并通过学习使学员具备相应能力，一直是本门课程改革的目标。

近年来“计算思维”概念的提出既有利于以类比形式开展教学，也有利于特定学科知识的拓展与深化[2]，计算思维中倡导的抽象与分解、关注分离、启发推理、协调同步、并行处理等与微机原理中技术紧密相关，将计算思维的理念与微机原理课程相结合，不仅可以降低该课程学习难度，提高学员学习兴趣和教学效率，使学员掌握微机系统核心原理与设计方法，而且通过学习过程以及多元教学方法激发学员计算思维能力，提高学习能力，促进终身学习，为学员今后利用计算机处理信息，更好地适应工作岗位奠定基础。

1 微机原理课程教学现状及存在问题

“微机原理”课程是电子类专业最重要的基础课之一。不仅理论性强，而且还具有较强的工程实践特征。目前高校开设的微机原理课程普遍存在以下问题：

1）课程自身信息量大，知识点较多，兼顾软硬件两个方面，内容抽象，学生难于理解掌握，加之课时压缩、实验室资源有限等原因，使学员对课程的学习和理解上具有一定难度。

2）微机原理课程是一门不断发展的科学，涵盖的新应用领域、新技术也不断涌现。而实际课堂授课内容往往滞后于实际应用，容易造成教学和实际的脱节。

2 微机原理课程教学改革

2.1 创新教学方法

“微机原理”课程内容抽象难理解，因此教师如何采用高效率的教学方法，调动学员学习的主动性和积极性非常重要。

针对课程的硬件、软件和接口三部分内容，采用不同的教学方法。硬件部分和指令部分由于知识点众多，有些概念比较抽象，主要借助多媒体、网络等辅助教学，激发和吸引学员兴趣；软件部分主要采用“案例式教学”，摈弃对指令格式及用法的枯燥记忆，而是通过有所指向编程实例像学员展示汇编语言指令的魅力；接口部分则以典型接口应用实验为主体，制定详细任务及步骤规划，以完成实验任务为目标，通过实践体验使学员具备相应能力。

根据内容灵活应用启发式、互动式、讨论式等多种教学方法对于活跃课堂气氛，提高教学效率起到积极作用。

2.2 课程考核方式改革

考核方式不仅能调动学生学习主动性和积极性，而且也是检验教学效果，保证教学质量的重要措施，传统考试中笔试主导的考试模式，不能体现学员创新与实践能力，所以改革考核方式应更注重过程考核，以学生真正掌握知识为根本任务，注重学习过程和对学员的综合素质与能力的培养。“微机原理”课程的考核方法要遵循：“理论与实践相结合、能力与素质齐开放”的原则，具体考核措施包含以下三个方面：

1）闭卷笔试。弱化传统笔试占主导的思想，减少笔试在总成绩中的比例。做为结课考核，从全局考察学员技能性知识的掌握情况；题型的设置方面，适当增加分析题和设计题比例，考核学员应用所学解决问题能力。

2）平时成绩考核。平时成绩是对学习过程的一种量化体现，有效地避免了学员临时抱佛脚的侥幸心理。平时成绩主要包括课堂问答成绩、习题作业完成情况。为了促进养成预习和复习的习惯，提高学员学习的积极性，教员通过课堂授课，增加与学员互动，鼓励学员回答，答错或不知道的学员不处罚，而对能正确回答问题的学员会适当增加他们的平时成绩以资鼓励。

3）阶段性考核。根据课程内容划分知识模块，利用答疑辅导的时间，鼓励学员对前一阶段某一知识模块做总结，架构知识体系，总结知识要点，由教员针对总结的知识点出题并组织小型模拟考试，答题正确率达到90%即为合格。阶段性考核重点在于促进学员自主学习，更利于培养学员自主学习能力。

3 微机原理课程与计算思维培养的关系

3.1 计算思维内涵

作为计算机学科发展的自然产物，计算思维（Computational Thinking）这一概念在2006年由美国卡内基梅隆大学周以真（Jeannette M. Wing）教授提出。她认为，计算思维是运用计算机科学的基础概念去求解问题、设计系统和理解人类的行为[3]。计算思维最根本的内容，即其本质（Essence）是抽象（Abstraction）和自动化（Automation）。

计算思维本身是人类科学思维固有的活动过程，它汲取了问题解决所采用的一般数学思维方法，现实世界中巨大复杂系统的设计与评估的一般工程思维方法，以及复杂性、智能、心理、人类行为的理解等的一般科学思维方法。计算思维建立在计算过程的能力和限制之上，由人通过机器执行，计算方法和模型使我们敢于去处理那些原本无法由个人独立完成的问题求解和系统设计，更简单一点说，计算思维就是通过约简、嵌入、转化和仿真等方法，把一个看似困难的问题重新阐释成一个我们知道怎样解决的问题的方法[3]。

3.2 微机原理与计算思维培养之间的关系

计算思维不仅反映了计算机学科本质的特征和核心的方法，也反映了计算机学科的三个不同领域（理论、设计、实现）。因此，培养基于计算机解题思路和方法的计算思维能力十分必要，这也是当前计算机教育研究的重要课题。如何在现代计算机教育中引入计算思维或者说学科形态如何体现计算思维的方式成为目前计算学科最大的问题，笔者认为核心是要转变教育观念，所有对课程的教学改革都要围绕着新的教学理念，切实将计算思维融入到课程教学中，潜移默化地培养学员思维能力、学习能力和研究能力。

微机原理课程包含硬件、软件、接口应用三大部分，与计算思维涵盖的理论、实践、设计相得益彰，无论是从知识体系架构的连贯性、完整性，还是学习知识点的方式方法上，都用到了计算思维，用计算思维的方式深入理解和学习微机原理中的汇编语言、CPU 结构原理，存储器扩展、并/ 串行口扩展、总线等重要内容，对于后续开设的课程如“单片机原理与接口”、“计算机控制”、“可编程控制器PLC”、“DSP 数字信号处理”奠定扎实基础。

4 微机原理教学改革中计算思维的培养

4.1 基于计算思维的教学过程

教员对原有教材再开发，即在原有课程中选择适当的内容设置课题，对内容拓展或深化，教员在开展教学过程中运用基于计算思维的方法，将教与学的过程有机地连接起来，使学员能够自觉利用计算思维方法（ 递归，关注点分析，抽象和分解，保护、冗余、容错、纠错和恢复，学习和调度等）达到学习目标，当学员掌握了知识点，懂得如何运用计算思维的方法之后，再通过反思评价自己的学习过程和学习方法，自主建构属于自己学习的框架和方式[4]，也就培养了学员计算思维能力，具体教学过程的实施步骤如下：

1）有的放矢。以某个知识模块为研究对象，通过计算思维的方法来获取或应用，由实践建构自己的知识结构。

2）确立课题。师生针对课题开展分析论证，深入挖掘课题内涵及可行性，共同确立研究课题。

3）团结协作。以自愿结合兼顾优势互补的原则组建课题研究小组，成员明确职责，分工协作。

4）研究方案。成员要以计算思维方法为前提，结合本小组的课题制定研究方案，在保证研究活动的连续性和明确化的前提下，合理分工，各负其责。

5）实施方案。将确定的研究方案具体落实。教员在整个过程中的作用是在偏重计算思维培养的思路下研究方法的指导和科学态度与精神的渗透和示范。

6）形成结论。课题小组通过研究学习将结果进行汇总，从中找出规律性的东西，得出结论，给出建议。

7）评价交流。将研究成果以小论文、多媒体演示、实验报告等不同的形式提交或展示出来。并对研究过程中用到的研究方法、研究成果、得失体验感受等进行全方位的总结， 以获得更深一步的理性认识，完善认知结构。

4.2 计算思维导向的课堂教学设计

将抽象分解、启发推理等计算思维的理念引入微机原理教学的课堂设计，可以简化问题，使学员获取知识从点到面，深入理解和记忆。以寻址方式内容的讲解为例，顺藤摸瓜， 从面到点逐个解密.首先提出疑问： 为什么要有寻址方式呢？ ，根据先验知识，微机工作总是对”数”操作，而”数”在哪里？可以提问学员，让他们来回答， ”数”可能在不同的地方，要找到他们，要根据地址来寻觅，所以就有了”寻址方式”，“面”就被首先提出来了。进一步引导学员，具体”数”在哪些地方呢？可能在指令中，所以“立即数寻址”、可能存放在通用寄存器中，所以就是“寄存器寻址”、也可能存放在存储器中，那么就是“存储器寻址”，至此“线”也给出来了，有了“面”和“线”，教员进一步引导， 在存储器中的 “数”必定有个存放的地址吧？ 按照之前存储器存取数，先找到段基址，然后确定偏移地址就能确定在存储器中地址，由于“数”的存放地址的表达有很多种方式，因此，“存储器寻址”就引申到其他具体寻址方式，如“寄存器间接寻址”、“相对寻址”、“变址寻址”等，至此“点”也给出，纵观“面”、“线”、“点”一气呵成，顺藤摸瓜，学员既明白了寻址的概念和用途，也明白了各种寻址之间的联系和区别[5]。学员对这部分内容更容易理解和记忆。

将计算思维引入课堂教学设计不仅需要教员对内容非常熟悉，而且对知识结构有着系统把握。既要能站着全局高度，指引解决问题的思路、步骤和方法， 以突出教学内容的重点，帮助学员树立系统的概念，又要能启发引导学员寻求解决问题途径，深入细节、逐步探索。

5 结束语

微机原理课程教学融入计算思维的元素，不仅指明了课程的教学目标，提高了教学效率，而且对培养军事人才创新思维能力、综合实践能力都起到了积极的作用。随着融入计算思维的新教学体系的逐步完善，教学不再是枯燥的讲授，晦涩的抽象，而是帮助学员打开思维空间，激发探索求解欲望的金钥匙。

参考文献：

[1] 焦纯，卢虹冰，等.论“微机原理与接口技术”的课程设置和改革[J].价值工程，210-211.

[2] 李晓明，蒋宗礼，王志英，等.积极研究和推进计算思维能力的培养[J].计算机教育，2012（5）：1.

[3] Wing J Computational Thinking[J].Communication of the ACM.2006.49（3）：33-35.

第15篇

关键词：独立学院嵌入式课程设置课程改革优化

中图分类号：G423.04

引言

以我校（武汉长江工商学院）为例，电子信息工程专业主要培养能在信息通信、电子技术、智能控制、计算机与网络等领域和行政部门从事各类电子设备和信息系统的科学研究、产品设计、工艺制造、应用开发和技术管理的应用型工程技术人才，因此，我们以培养应用型人才为目标制定了培养方案。

课程设置现状

在我们的培养方案中，除了专业基础课程（C语言程序设计、电路分析、电工基础、数字电路、模拟电路）外，有两条主线：嵌入式方向与信号处理方向。其它方向如微电子、射频、无线电等方向，考虑到我们学生的基础以及培养方案总课时的要求，最终选择了嵌入式与信号处理两个方向，当然，随着社会的不断发展，以后的培养方案可能会考虑微电子等较新的方向。

之所以选择嵌入式硬件方向为我们的一条主线是因为嵌入式系统是当前很热门而且很有发展前景并且对于学生而言也是比较好就业的应用领域之一。嵌入式系统在智能化家居、家电，汽车电子、医疗、交通等各个方面都有应用，我们的生活已经离不开嵌入式系统。嵌入式系统是软硬结合的技术，我们以硬件设计为主设置了我们的课程如下：

表1：嵌入式方向的课程设置

围绕ARM嵌入式技术这门课，还有微机原理、单片机、EDA、DSP等课程及相关实验。

学习了微机原理和单片机这两门课后再学习嵌入式，学生更容易入门，因为嵌入式本身是从单片机发展而来，并且在微机原理与单片机这两门课程中，我们以汇编指令为主，主要是考虑到做嵌入式系统除了了解ARM处理器工作原理和接口技术还要了解ARM的汇编指令系统。

考虑到嵌入式开发的发展方向与相关领域，我们还设置了EDA技术与DSP技术两门课。数字图像压缩技术是嵌入式的应用领域之一，主要是掌握MPEG编解码算法和技术和DSP技术，另外，为追求更高速的信号处理速度，现在一些速度要求较高场合，有不少公司是将一些DSP算法用硬件来实现，这就涉及到HDL数字电路设计技术及其FPGA/IP核实现技术。这也是我们将EDA技术与DSP技术这两门课作为这个方向的专业课程的原因。

课程改革思路

首先是微机原理与单片机这两门课，目前我们开设《微机原理与接口技术》理论课54课时，实验课18课时，《单片机原理及其应用》理论课54课时，实验课18课时，课程设计36课时。微机原理课程主要是帮助学生理解一款微型计算机的工作原理、结构、汇编语言编程及其接口电路，为以后的进一步学习不同的CPU以及计算机应用打下基础。目前我们的教学还是以8086/8088作为微机原理主讲芯片，其难度较大，与实验教学和学生在课外的实际应用（如参加电子设计系列竞赛、制作小作品、毕业论文、课程设计等）脱节，教学效果不理想。

随着半导体技术的进步，处理器从单核时代进步到了多核时代，并且将来处理核的数目将会越来越多。随着多核技术的发展，可能不久的将来大多数的软件开发都将以多核芯片为基础硬件平台，随之而来的是编程语言、数据结构、算法理论、软件工程等都将随着多核的出现而进行修订，对我们专业而言，要考虑的主要是计算机硬件方向的课程设置要进行调整以适应多核时代的到来。经过调研与研讨，我们决定将上述两门课整合优化为《单片机原理与接口技术》54课时及《多核架构与编程技术》54课时。前瞻性的将多核架构及编程技术引入到独立学院电子信息工程本科培养方案中，将培养方案中的专业基础知识进行综合与升华，帮助学生，顺应市场格局变化，接受新技术新理念，建立系统、完整的专业基础理论体系，培养学生综合应用能力与创新型思维，提高动手实践能力，开拓学生的专业学术视野。使我们的学生能顺应时代的变化，在硬件、软件方面能够更好地了解多核思想及编程技术，以适应高新技术的飞速发展的需要。

其次是EDA技术与数字电路的整合。目前我们开设《EDA技术》理论课34课时，实验课18课时，课程设计18课时，《数字电路》理论课54课时，实验课18课时，课程设计36课时。这两门课在实验和课程设计的内容上有一定的重复。我们可以将这两门课整合成一门课《数字电路与VHDL》，理论课72，实验课18，课程设计36课时，改变原有的教学模式和教学内容，建立新的实验体系，让学生感受2种不同的设计方法，摆脱传统的人工设计方法与思维模式，提高学生的创新意识与竞争能力，适应市场的需要。

最后是ARM嵌入式技术，目前我们以ARM7进行理论教学，以LPC2000系列ARM7微控制器及ADS1.2集成开发环境进行实验，理论课36学时，实验课18学时，只能满足低端教学任务。在最初制定教学计划，大部分ARM系统都是基于ARM7处理器，但是随着更多应用在嵌入式系统中的实现，嵌入式系统设计向着更高级、更复杂的方向发展，现在基于ARM9处理器的产品越来越多，我们的教学要与时俱进，教学内容也要进行升级为以ARM9进行教学。从ARM体系结构的教学内容上看，ARM9的指令集完全兼ARM7，教学上没有任何区别。并且学生们面对的编程模型和架构基础也保持一致。

总结

本校电子信息工程专业实行3+1培养模式，所有课程安排在大一到大三完成，大四学生全部参加实习，现有培养方案中，专业基础课排在第三、四学期，专业课基本压缩在第五、六学期，比如上面提到的微机原理安排在第五学期，单片机、EDA技术、ARM嵌入式技术安排在第六学期。通常在第六学期，一部分学生忙于考研，一部分学生忙于找工作，精力没有全部用于学习专业知识上，但是，经过上面的整合后，我们可以将单片机以及ARM嵌入式技术提前一个学期，再将EDA技术提前两学期，让学生们在整个大学的学习过程中，尽早的接触到专业课程，提高学生们的学习兴趣，这不仅可以让一部分想参加电子设计系列竞赛的同学可以尽早的进行系统学习，也可以让准备考研和找工作的同学投入更多精力学习专业知识。

参考文献