計算機接口技術論文范文

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第1篇

規劃用戶需求，實行軟件接口設計，為用戶提供便捷[1]。根據軟件內部的數據結構，設計數據接口，促使其與計算機系統形成統一整體，優化軟件格式，排除格式差異所造成的制約，保障用戶在系統內，直接實現軟件操作。

2計算機軟件數據接口的應用

實際數據接口并不是體現單一的形式，其包含多樣化模式，例如：函數、API，或者是格式數據包，在此基礎上，針對數據接口的應用做如下分析：

2.1函數模式應用

數據接口的函數模式，屬于特性程序，由開發商在軟件出廠時，設定一套函數，預測、評估用戶可能進行的行為操作，全部輸入到數據接口內，促使函數接口的方式表現出多樣化，封裝后投入使用。此類函數基本由技術人員控制，僅限于軟件開發商，其在出廠時已經完成函數的封閉工作，所以只有單方人員知曉，屬于密閉的數據接口。此類模式，保持數據接口程序的完整性，如果用戶使用函數模式，由開發商提供，無需進行二次書寫[2]。函數模式的數據接口技術含量較高，保密性和穩定性明顯，在現代軟件開發中，屬于常用數據接口。

2.2中間數據庫模式應用

數據庫模式，主要依賴于具有公共特性的數據庫，本身則屬于數據類型，需要借助授權途徑。此模式局限性較高，用戶在使用軟件時，只能根據數據庫規模的數據接口，實現數據訪問，針對性強，可操作性低。常見格式有：Access、Oracle，基本為訪問頻率比較高的數據庫。其在開發時，較為簡單，適用于小型軟件。雖然在特定數據接口的處理上，效率明顯，但是相對其他數據庫，可能會出現配置問題，特別是復雜的類型，會增加數據接口的處理難度，限制數據接口的工作范圍。

2.3文件交換模式應用

此模式應用具備一定的特殊性，必須借助特性數據，才可支持數據接口應用。一般數據包括兩類，第一是TXT文件，由windows自主配置，在現代計算機系統內比較常見，屬于通用格式，例如：程序開發基本都會支持TXT，在文本內記錄html代碼、編程，可以迅速轉化為可讀模式，供軟件讀取，實現靈活轉換。目前，大部分技術員習慣利用TXT編寫代碼，完成軟件開發，應用便捷，不僅可以實現簡單語言的書寫，同時對特殊符號的識別能力明顯，體現常規特性[3]。第二是INI文件，屬于系統內配，系統內直接配置INI函數，適應于普遍軟件，在INI約束下，軟件自主記錄自身信息，實現數據交互，INI文件具備自主特性，應用規模逐漸擴大。綜上所述，數據接口應用為計算機軟件發展提供可靠、穩定的空間，簡化軟件開發流程，提高開發效率，保障軟件開發質量，推進軟件迅速投入使用。

3結語

第2篇

一、前言

微機原理與接口技術是電子信息類理工科的一門重要專業基礎課。內容涵蓋微機原理、匯編語言程序設計及微機接口技術，兼顧硬件和軟件2個方面，該課程的特點是概念抽象，實踐性強。實踐教學對于學生理解課程內容，培養學生動手能力是十分重要的。

二、《微機原理與接口技術》實踐教學現狀

隨著高等教育正在由知識型教育向能力培養為中心的教育進行轉變，電子信息類課程的實踐教學環節都大大加強。但由于受到硬件實驗環境與實驗內容制約，特別是《微機原理與接口技術》實踐教學只發生了量變而非質變，仍處于滯后的位置。

在目前的教學中，《微機原理與接口技術》實踐教學存在以下幾個方面的問題：

（1）實驗內容固定陳舊，大都是些傳統接口芯片功能的驗證實驗，由于實驗臺上的芯片資源有限，不具備進行多芯片組合的綜合型實驗的條件。大部分學校進行的還都是8位接口芯片的實驗，而現在常用的大部分是32位64位的接口，實驗內容過時。同時一些多核處理器，pci—express總線，sata接口技術等一些新技術根本沒有涉及[1]。

（2）實驗平臺落后，實驗平臺芯片資源少，擴展性差，只能進行一些簡單的功能驗證實驗，實驗內容也因芯片種類和實驗臺架構固定而不易調整，不能發揮學生的創新能力。平臺外設簡單，無法激發學生的興趣。

（3）實驗技術落后，很多學校還采用的是搭積木式的設計方法進行教學[2]，學生的實驗靈活性小，大都是按圖連線，下載程序的操作，限制了學生的設計創新能力的培養。WWW.133229.cOm實驗簡單抽象，大都是些芯片功能上的驗證，啟發性小。

（4）重軟輕硬，實驗重點大都集中在匯編語言的編寫，學生很少能自主的設計電路，也無法了解芯片的結構以及時序，更不能自己設計芯片，大大限制了學生動手能力的培養[3]。

微機接口技術被廣泛應用于電子信息各個領域，因此《微機原理與接口技術》是門應用性很強的課程，學生通過學習達到在掌握理論的基礎上，能運用所學知識解決一些實際問題的能力。但因為在實踐教學中存在以上問題，學生在學完這門課程后，大都停留在了解幾個常用接口芯片的常用工作方式的層面上。這和高等教育“培養應用型創新人才”的目標是不相符的。

三、將fpga技術與《微機原理與接口技術》實踐教學相結合

fpga（現場可編程邏輯陣列）技術[4，8]，用戶可以通過硬件編程語言重新配置芯片內部的電路，同時fpga芯片中有豐富的邏輯單元，可以滿足設計復雜電路的需要，用fpga技術對微機接口實驗平臺進行改進，正好彌補了現有平臺，芯片資源少，擴展性差，電路設計受限的缺點。配上usb，sata接口，液晶屏等新型外設以及相應ip核，學生便可以進行一些新的接口技術的實驗，增強了實驗的趣味性，也加強了學生動手能力的培養。同時由于fpga技術的廣泛應用，很多大學也開設了相關課程，但大都從硬件語言和sopc(可編程片上系統)兩方面作手[5]，知識跨度大，而且學生缺少復雜邏輯與接口設計的實踐機會，將fpga教學引入《微機原理與接口技術》實踐教學正好彌補了這一空缺。在熟練掌握電路設計的基礎上，學生可以運用微機接口，組成原理，體系結構，數字邏輯等知識設計多模塊的系統，使學生通過實踐教學將計算機多門硬件基礎課程融合成一個有機的整體。

四、基于fpga的《微機原理與接口技術》實踐教學方法

1.改進實驗硬件環境

我們學?！段C原理與接口技術》是一門重要的計算機專業基礎課，多年來一直努力探索實踐教學的改革方法。我們與xilinx(賽靈思)公司建立了聯合實驗室，并自主研發了基于fpga的微機接口實驗平臺[6]。該平臺采用多模塊“樂高”思想分為：芯片組板、fpga擴展板、外設板等三個部分并且可以靈活組合，便于調整與維護。芯片組板可以用來進行傳統的接口實驗，fpga板可以用來學習硬件編程，同時還有配套的用verilog實現8255，8253，8251接口芯片的邏輯，將其下載到fpga中可以代替相應的接口芯片。因為fpga中豐富的邏輯資源，學生可以在fpga中配置多個接口芯片，并且可以用fpga實現16位、32位接口芯片，從而設計復雜的接口電路。fpga中還可以配置多種cpu架構如80x86，8051的ip核，可以建立多種系統架構。pc機與實驗平臺是采用fpga邏輯配合橋接芯片實現pci總線接口轉isa總線接口，支持硬件在線編程與調試，同時提供相應的實驗供學生學習pci總線接口與isa總線接口。外設板上在傳統外設的基礎上還提供了液晶屏，usb接口，ddrⅱ接口，spi接口，傳感器等新型外設，實驗結果的驗證方法將更加豐富有

轉貼于

趣，大大提供了學生的興趣，并且可以根據實驗和開發的需要，組裝成新的io外設板?？傮w上因為fpga技術與新型外設的引入大大增強了實驗平臺的擴展型，而且實驗平臺功能豐富可用于學生畢業設計，電了競賽等綜合型實驗中。

2．改進實踐教學的內容

在以前的實驗內容基礎上，用ise軟件仿真接口芯片，簡化以前芯片功能驗證的實驗，學生通過軟件仿真可以很清楚的了解接口芯片和總線接口的工作時序，不用硬件連線便可以得到接口芯片各方式下的波形，從而縮短芯片功能驗證實驗的時間，將更多的時間用在接口芯片電路的設計上。在學生了解各接口芯片的工作方式后，便可用fpga仿真的接口芯片與板載芯片配合設計一些多芯片電路，解決一些實際問題，如車輛計數系統，點歌系統等，可讓學生自由發揮，極大發揮創造性，鍛煉學生的動手能力。在學生熟練的掌握硬件編程語言的情況下，學生可以自己編寫接口邏輯，實現與外設的通信。增加pci總線接口，isa總線接口，8051架構，usb，ddr接口驅動的實驗，擴展學生的視野，將學生的知識與現實應用緊密聯系起來。鼓勵有興趣的，學有余力的學生充分利用實驗臺上的外設擴展進行綜合性實驗，為電子競賽與畢業設計打基礎。

3.新實踐教學方法的推進

在教學方法的推廣上，采用以點帶面的方式，為有興趣的同學開展微機及接口技術的實訓培訓，由學生自愿報名擇優參加。由于實驗內容貼近應用，且有趣新穎，學生報名踴躍。經過兩期實訓班，實訓成果明顯，已有多名同學開始自主申請科研項目并獲得校級基金資助（例如正在進行的項目有：數控直流穩壓電源（立項編號：kycx110403z）和基于壓電傳感器和個人計算機構成的體溫信號實時監測系統（立項編號：kycx110411z）），同時在期刊上公開發表科技論文[7,8]。同時教學中采用“以競賽促學習”的模式，在實訓班之外成立興趣小組，組織同學們參加挑戰杯、全國和省級電子設計大賽、xilinx openhw等相關比賽，調動學生的積極性，在比賽中培養學生的團隊能力，增強同行業內的交流。通過一系列新型實踐教學方法的運用，學生動手解決問題的能力大大加強，畢業學生的能力得到用人單位的認可和好評。

我們有針對性開發的微機接口技術教學實驗平臺，對實驗內容的調整方便組裝靈活，教師通過學術交流、互聯網等手段快速了解相關技術動態后，可快速調整教學內容，指導學生開展創新行技術實踐活動。接下來，準備在現有實驗平臺的基礎上建立相關網絡平臺，加強課堂和課外聯系，使微機原理和接口技術實驗對廣大學生真正做到完全開放。

第3篇

關鍵詞：計算機監控；仿真軟件；綜合實踐；教學模式

中圖分類號：G642 文獻標識碼：B

文章編號：1672-5913 (2007) 20-0077-04

1引言

目前，我國計算機專業的教學模式主要還是從基礎理論到專業理論，實踐環節較少，這就導致了學生厭學，眼高手低，本科畢業連基本的編程技能都不具備，從而，在就業市場上一敗涂地。這些效果又使在校學生更加沮喪，進一步影響其學習的積極性。中國要發展IT產業，必須改革計算機專業的教學模式。

印度是一個貧窮落后的發展中國家，軟件業的成就卻舉世矚目。印度的軟件人才主要是通過職業教育而不是高等教育來培養的，從而大大降低了培養成本和使用成本，縮短了培養周期。其教學不是按從基礎理論到專業理論，再到實習的路徑，而是把順序顛倒過來，先從做開始，在做的過程中，學生如遇到問題，再以此問題為基點去學習專業理論。學員一入學，便要做項目，培訓中心把所承接的大項目分解成一個個小項目，然后要求每個學員完成一個小項目，讓學員在完成項目的過程中學習。培訓中心的學員最后一年都在公司實習，積累工作經驗，同時也給企業提供深入了解雇員的機會。

我們借鑒印度發展軟件業的成功經驗，結合多年從事計算機監控的項目經驗和從事教學的心得體會，提出一種“趣味實用程序的演示+知識點+趣味實用程序的模仿+綜合訓練+學術論文”的教學模式[1]，引導學生充滿興趣地鉆研技術，最后逐漸成為計算機監控方面的專家，并熟練掌握計算機專業的基礎理論與編程語言。

2計算機監控技術的特點與主要技術

計算機監控系統是以監測控制計算機為主體，加上檢測裝置、執行機構與被監測控制的對象共同構成的整體。在這個系統中，計算機直接參與被監控對象的檢測、監督和控制。檢測主要是通過傳感器和相應的輸入模塊來取得被監控對象的狀態數據，監督主要是對狀態數據進行分析后給操作員提供手動操作的參考，控制則是手動或按照一定的策略自動地對被監控對象執行相應的操作。

傳統的檢測與控制所使用的模塊一般采用RS-232接口，因為該接口簡單可靠。隨著網絡技術的發展，采用網絡接口RJ-45的模塊逐漸增多。監控用的計算機一般稱為主控機(或上位機)，各種檢測與控制模塊或嵌入式系統一般稱為受控機(或下位機)。主控機軟件一般采用高級語言(如Visual Basic 6.0，簡稱VB)進行開發；受控機軟件沒有軟件界面，僅實現相關的邏輯功能，一般采用C語言、匯編語言等進行開發，通過調試后，再下載到受控機系統中。主控機通過RS-232/RJ-45接口與受控機通信，進行數據的查詢與命令的發送。各種控制策略、設備的狀態等的保存，都需要使用數據庫技術。因而，實現一個計算機監控系統，需要綜合使用諸多計算機的基礎理論與編程語言：計算機接口技術、計算機網絡、數據庫系統、VB與C語言等，利用計算機監控技術作為計算機專業實踐訓練的主線，具有很高的操作性和極大的意義。

3仿真軟件的設計

學習計算機監控技術，需要購買相應的硬件模塊，從而在一定程度上制約了該技術的推廣。本文提出了一個基于RS-232的仿真模塊的可視化模型，在此基礎之上設計了可視化的仿真數字I/O模塊，模擬量輸入模塊，并設計了對應的通信協議。主控軟件與仿真模塊之間的通信通過虛擬串口實現，從而，達到在計算機房零成本搭建計算機監控系統平臺的效果。

RS-232/RJ-45協議轉換器可以用于實現計算機監控系統的遠程處理，也可以用于將普通的輸入模塊轉換為仿真的網絡傳感器。

3.1仿真模塊的可視化模型

基于RS-232接口的仿真模塊的可視化模型如圖1所示。模塊表示區用來模擬實際的模塊，對于數字量輸入模塊(Digital Input Module，DIM)，輸入開關根據設定的時間隨機閉合/打開，并通過圖形表示；對于數字量輸出模塊(Digital Output Module，DOM)，用有源電路回路表示輸出開關的狀態，例如，開關閉合，播放鈴聲或燈亮等；對于模擬量輸入模塊(Analog Input Module，AIM)，用圖形表示檢測回路，并在檢測點旁邊顯示溫度的原始數據。每個模塊都設置數據接收和發送指示燈，顯示數據收發的狀態。

功能按鈕區為系統設置按鈕和關閉程序按鈕。系統設置主要完成串行通信的端口號、波特率、校驗碼、結尾碼、模塊地址等的設置，對于DIM模塊，還需要設置隨機切換輸入開關所需要的時間段。

協議描述區顯示本仿真模塊適用的通信協議，包括協議的格式及其具體的含義。

數據接收區顯示接收到的主控程序發送的原始數據包，以字節形式顯示；數據響應區則發送對應的響應數據包，也是以字節形式。

利用此可視化模型設計的軟件界面，使用方便，動態效果好，仿真模塊的開關狀態、溫度數據、數據收發狀態以及傳輸的數據均一目了然。與實物模塊相比，不需要物理連線，也不需要信號發生器與萬用表來產生信號和測量狀態與數據，對于通信協議，也不需翻閱手冊。

3.2通信協議的設計

相同類型(或廠家)的模塊一般采用相同的前導字符，EOT是一個特殊的ASCII字符(0x04)，常被用做控制字符，這里的仿真模塊全部采用EOT作為前導字符。

計算機所連接的I/O模塊比較多，CPU為了與連接的設備相互溝通，必須給設備設置一個編號，從而使CPU可以通過每個設備獨一無二的編號與不同的設備進行溝通，這個設備編號就是地址，用ADD表示，地址占用一個字節。

功能碼主要包括讀功能碼(用RD表示)和寫功能碼(用WD表示)。RD用字符“R”(0x52)表示，WD用字符“W”(0x57)表示。

BCC為數據塊校驗碼，一般有Xor、Add、CRC、CheckSum幾種。Xor與Add分別是異或與累加和，占一個字節的長度；CRC與CheckSum分別是循環冗余校驗碼與TCP/IP協議簇中所使用的累加求補校驗碼，分別占兩個字節。這里的仿真模塊提供4種數據塊校驗方式，根據程序設置進行選擇。

不少模塊以回車CR(0x0d)作為結尾標志EM(End Message)，而TCP/IP協議簇(如HTTP，POP3等)較多地采用CRLF(0x0d0a)作為結尾標志，這里的仿真模塊也提供這兩種結尾標志，根據程序設置進行選擇。

協議舉例。讀取仿真模塊狀態的命令協議如圖2所示，其中，ADD的范圍為1至255，可由程序進行設置，這樣，一臺主控設備可以連接多達255個虛擬模塊。BCC和EM的種類也可以根據需要由程序進行設置。

3.3RS-232/RJ-45協議轉換器

該協議轉換器的主要功能是用軟件轉換器來替代硬件轉換器，實現串口數據與網口數據的直接轉發，不涉及到協議的變換。串口只要進行常規的設置，與所連接設備的串口參數一致。由于主控機與嵌入式模塊之間一般采用串口進行連接，另外，數據采集模塊也大部分采用串口，因而，通過該協議轉換器，可以將此類串口設備連接到Internet，進行遠程處理。AIM模塊與該協議轉換器配合，可以轉換為一個開關量輸入的網絡傳感器。

3.4虛擬串口的使用

除了跟內置的Modem通信，一般地，進行串行通信的調試都需要RS-232連接線。參考文獻[2]提供了虛擬串口驅動程序，模擬實際的RS-232接口，可以在沒有物理RS-232接口和電纜的情況下，進行串行通信的調試，并且，還可以模擬硬件引腳信號的變化。

4教學模式的具體實現

重視教材建設和教學方法的研究，在教學過程中重視由實踐而激發學生對相關理論的興趣，再用提高了的理論水平來指導新的實驗和實踐活動。傳統的教學模式在實踐環節上的缺乏與不足也與今天社會人才市場急功近利的需求遠遠不能相適應。長期以來，我們培養的學生存在著“什么都學過，卻什么都不會”的尷尬局面，專業教育和教材與市場需求嚴重脫節。事實上，學生就業難并不是就業市場不需要人才，其根源還是教學的現狀所致[3]。

本文采用“趣味實用程序的演示+知識點+趣味實用程序的模仿+綜合訓練+學術論文”的教學模式，在講解新的課程的時候，首先演示程序，例如，用主控程序對仿真數字I/O模塊進行監控，讓學生觀察輸入開關量的變化，可以導致輸出開關量的變化，并可以看到指示燈的亮與滅，聽到電鈴的響與停，通過實物激發學生的興趣，為學生樹立一個目標：要實現該系統，需要掌握哪些技術？從而引出本課程中涉及的主要相關技術。

4.1C語言和匯編語言的應用

C語言是許多高校為計算機專業學生設置的第一門計算機程序設計語言。學習一門語言，不是學習其語法，而是要學習利用該語言去解決問題的方法，從而培養相關的能力。通信是計算機監控系統的關鍵技術，為了確保數據傳輸的可靠性，制訂了通信協議，引入了校驗碼與結尾碼，如果收到的數據，其頭字節、校驗碼或結尾碼錯誤，一般不進一步處理，而是直接丟棄該數據。

可以利用C語言設計異或校驗碼的生成程序，即對給定的一批字節，計算其異或校驗碼；對于含異或校驗碼的一批字節，編寫子程序檢查是否正確。同理，可以編寫其它校驗碼處理程序。在此基礎之上，進一步講解在一個C語言項目中集成子程序的方法。如果學生掌握了這些方法，就基本掌握了用C語言開發受控機軟件的80%以上的技術。

匯編語言是符號化了的面向機器的語言，比較枯燥?？梢杂脜R編語言來生成校驗碼與檢查數據是否正確，通過調試，讓學生明確各個寄存器的作用。在字節處理方面，可以用0表示開關打開，1表示開關閉合，在置位和復位某位時，不能影響其它位的值。

4.2計算機接口技術的應用

在計算機接口中講解“串行通信技術”時，首先演示一個“支持來電顯示的多賬號撥號器”，可以讓學生一鍵撥號──201卡與IP卡及所撥打的長途電話，只要一鍵即可完成，還支持來電顯示。通過演示，激發學生的學習興趣，讓學習成為其需要；然后，講解知識點，讓學生模仿軟件的開發。

可以通過匯編語言設置串口參數，對串口進行初始化，然后，發送字節數據，控制仿真模塊的輸出開關，通過聲光效果觀察程序運行的結果，這比觀察單純的數據變化要形象直觀，對學生更有吸引力。

4.3計算機網絡的應用

在C語言、匯編語言，以及計算機接口技術中都涉及到字節數據流，這就是協議及主控機與受控機之間的約定。通過串行通信協議，可以自然過渡到TCP/IP協議，加深學生對協議的理解。

在網絡編程方面，可以演示一個充當客戶機的POP3密碼攻擊程序，讓學生在增強信息安全意識的同時，學習基于Socket的客戶機與服務器程序的設計。3.3節中的協議轉換器，就是通過客戶機/服務器編程，實現網絡數據與串行通信數據的無縫轉換。這個協議轉換器雖然功能簡單，代碼簡單，但是，作用非常大，可以用來對計算機監控系統進行遠程調試與維護。

4.4VB與數據庫的應用

有了仿真模塊，就可以采用VB開發主控程序。VB是一門快速語言，采用VB編程，學生可以很快入門，有利于增強學生學習編程的自信心。VB可以很方便地設計各種表單界面，通過MSComm32控件和Winsock控件，實現串行通信和網絡通信，從而與受控機或模塊建立通信，完成查詢和控制功能。VB也可以很方便地調用數據庫，用數據庫來存儲控制策略、通信協議及設備的狀態數據、報警記錄等，對數據庫進行各種操作。通過主控程序的開發，可以提高對計算機接口技術、計算機網絡技術與數據庫的感性認識，從而加深理論方面的理解。

5結束語

計算機監控系統廣泛應用于眾多領域。本文提出了“趣味實用程序的演示+知識點+趣味實用程序的模仿+綜合訓練+學術論文”的教學模式，通過程序演示，提高學生的學習興趣，為學生樹立一個學習目標，然后，講解知識點，讓學生模仿相應的程序，再進行綜合訓練。同樣是學習相同的課程，但是我們在其中融入了計算機監控技術，設計了仿真模塊，可以在計算機房零成本搭建計算機監控系統平臺，通過我們的教學，學生畢業后，可以直接作為項目負責人或技術骨干參加計算機監控系統項目的開發。進行深入學習后，學生也可以發表計算機監控方面的學術論文。

目前，我校已經開設了“計算機監控技術與系統開發”課程，實踐表明，該課程的開設，將計算機專業的若干專業平臺課有機地融合到一起，對提高學生的學習興趣，加強技能的培養，加深對理論的理解，提高就業率具有重要意義。

參考文獻

[1] 馬玉春. 計算機監控技術與系統開發[M]. 北京：清華大學出版社，2007.

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

[3] 周蘇，王文. 軟件工程實驗教學的設計與創新[J]. 計算機教育，2006，(10).

作者簡介

馬玉春(1969-)，男(漢族)，江蘇南京人，博士，東北大學秦皇島分校計算機工程系教學主任。

E-mail:

聯系方式：東北大學秦皇島分校計算機工程系，郵編066004

辦公：0335-8047939

第4篇

關鍵詞：微機原理；接口；實踐教學體系；遠程實驗；教學平臺

中圖分類號：TP301 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）31-7066-02

《微機原理及接口技術（含匯編）》是電類專業的一門專業平臺課程，其主要任務是使學生從理論和實踐的層面掌握現代微型計算機的基本組成、工作原理及典型接口技術，建立微機系統的整體概念，使學生具有運用現代微機技術進行軟、硬件開發的初步能力。但是，該課程理論性強，概念抽象，教師感覺難教，學生感覺難理解、難掌握，因些在精品課程建設中需要對傳統的教學方式進行改革，精選教學內容，創新教學方法，利用網絡平臺，構建實踐教學體系，激發學生的學習興趣，適應教學改革的整體要求。

1 教學內容改革

1.1 理論教學改革

本課內容以80x86、匯編語言、可編程接口芯片等內容為主，很少結合計算機硬件近10年來新技術和新產品的發展。在改革時應注意：

1）制定合理教學大綱。教學大綱是教學計劃、學科任務、學生知識水平及素質培養的目標要求。例如，針對我院計算機專業和物聯網專業分別設置了該課程的任務、教學目標、學時分配、教學內容以及教學措施與評價手段。

2）教學內容詳略得當。在教學過程中應注重學科體系的完整和前后內容的有機銜接，突出應用、詳略得當，減少過多、過深的原理性分析。在教學中要做到：

① 基本概念解釋清楚，重點突出；

② 理論教學與實踐教學結合，現實微機舉例與理論內容結合起來，增強學生的學習興趣；

③ 引進項目案例，培養學生的創新設計能力；

④ 及時選擇典型的習題或作業分析、講解，鞏固所學知識；

⑤ 補充微機方面的新技術、新動向，適應微機接口方面的發展。

3）教材和題庫建設。教材和實驗儀器內容陳舊，無法正確表達工程實際需要，為了滿足社會需求和突出實驗動手能力，改進教材、補充實驗內容和編寫題庫。

1.2 實驗教學改革—構建實踐教學體系

《微機原理及接口技術（含匯編）》是一門技術性強、邏輯嚴謹、實驗技能要求高和內容豐富的專業課程。如果學生只靠硬背是不能理解微型計算機的工作原理的，要引導學生在實驗和實踐中驗證、應用所學知識。

該課程的實踐教學改革著重研究構建實踐教學體系，推進實踐教學內容調整、整合，形成多層次、相對獨立的實踐教學體系。加大實驗課學時比例，本課程傳統的實驗安排包括兩部分：第一部分是匯編語言程序的調試，第二部分是常用接口芯片的使用，包括8253、0809、0832、8255、8259 及 LED 顯示等。這些實驗主要以實驗箱為平臺，實驗時只需按說明書設定參數，按照步驟驗證結果，得到仿真或屏幕顯示數據，實驗易操作，易實現，但是缺乏創新性，不利于培養學生的創新思維。在我校校企合作的基礎上，該課程的實踐教學采取多種方法：

1）實驗箱擴充實驗。許多實驗箱上預留了擴充的接口或空間，可以進行二次開發，讓學生進行自主型實驗的設計和實施。

2）項目實例驅動實驗。在教學實驗中，針對8255或8253等接口芯片的內容和學生的實際能力，簡化需求、降低實踐難度，分析項目原理，幫助學生認識項目。學生通過團隊合作以小組形式參與實例項目開發，完成從硬件電路圖設計到匯編語言編程，再到系統調試實現系統功能的全過程。提高了學生的學習興趣，鍛煉了學生的動手能力。

3）開放實驗室。教師、項目研究人員或學生可以在業余時間到實驗室，利用已有實驗箱或學校下撥的實驗基金購買部分實驗器材，自主完成一些綜合性、設計性、甚至創想性實驗；還可以將一些微機或者單片機、實驗教學常用的開發板、仿真器或者各種芯片發放給感興趣的學生，讓學生在宿舍就能形成興趣小組搭建自己設計的系統開發平臺。

4）加強畢業論文硬件設計。為喜歡硬件的畢業生設置與微機系統相關的選題，學生根據自己的情況確定題目，通過分析選題、查閱資料，設計系統方案和總體結構，最終完成電路設計、編寫程序和調試運行，總結完成畢業論文。

5）建立Proteus仿真軟件實驗平臺。使用軟件仿真是硬件實驗教學的一種可行的教改方法，既可以進行驗證性實驗，也可以進行設計性實驗和綜合性實驗，不僅節省硬件資源，還有助于提高教學質量，改善實踐教學效果。

6）利用校園網和虛擬現實技術建構遠程實驗教學平臺。網絡環境實驗平臺使教師可以通過網絡交互指導學生實驗過程、解答問題及處理實驗報告等。學生可以利用課余時間設計或驗證實驗，節約了實驗成本和課堂時間。

7）強化專業課的教育實習。利用本課程所學知識，安排優秀學生到校企合作的生產實習基地研發或設計實際項目，提高他們的技術應用能力。

2 教學方法改革

2.1 傳統板書與多媒體相結合

使用傳統板書方式，教師將解題過程逐行書寫在黑板上的過程是向學生展示解題思路的過程，易于引起學生注意和幫助學生分析思考。多媒體課件的制作與完善，會使原本枯燥的教學內容變得生動，活潑，能夠加強學生對基本概念和基本理論的理解。例如：教師在課堂上運用仿真軟件Proteus進行演示，學生可以清楚地看到電路內部連接及I/O接口連線，不僅加深了印象，而且可以激發學生的學習興趣。另外，動畫教學真實而直觀地將程序的流程、指令的執行過程或者微機內部功能部件的工作原理呈現在學生面前時，在視覺上吸引了學生的注意力，幫助學生將教學內容化難為易、化繁為簡。

2.2 建立課程網絡教學平臺

隨著網絡教學的開展，建立一個課程網絡教學平臺，給學生提供豐富的、滿足需求的教學資源，給學生創造一個自學環境。通過網站學生可以獲取包括大綱、課件、視頻、題庫和實驗項目等教學資料，同時還提供自測考試系統以及交流平臺，通過章節測試，學生可以及時將自己對所學知識的掌握情況、存在的疑問到網絡上，教師也可以通過網絡及時解答學生的問題，并根據學生的反饋信息調整教學手段與教學進度，不斷提高學生對課程學習的積極性。

2.3 教學過程三步法

1）概括與比較：每章內容講解前，可以先圖或表的形式描述該章主要內容，明確需要掌握的、需要了解的知識點，并比較這些知識點與已經學過的知識的關系，使計算機的多門課程中相關的內容很好地融合在一起，幫助同學們學會知識的融會貫通。

2）提問與交流：在教學過程中，適當地提出問題，采用提問式、對比式、誘導式、演講式和討論式等教學方式，可以激發學生的學習興趣，使學生積極參與到學習過程中，投入到問題的分析討論中，充分發揮自身的主動性，激發靈感。加強與學生的交流，包括情緒、思維方式的交流，有助于啟發式教學。

3）總結與測試：為了鞏固所學知識和對知識的承上啟下，在每章結束時有必要對章節內容進行總結和小測。一方面可以及時反饋學生對知識的掌握情況，及時答疑解惑；另一方面可以督促學生的學習，重視平時的學習，讓學生學到專業知識，而不只是為了應付考試。

3 師資隊伍建設

對師資隊伍的建設，課程建設團隊制定了師資隊伍建設規劃，建設一支學科基礎扎實、實踐經驗豐富、長期保持穩定的實驗隊伍。

1）課程負責人定期組織精品課程的教研活動，針對教學內容、教學方法和手段的改革與創新等主題進行教學研討活動。在教研活動中，課程建設團隊的教師各抒己見，將自己在教學實踐中新的創意、好的做法加以討論，聽取意見，取得共識。

2）組織多樣化的教師學習。邀請專家或設備研發工程師進校為教師作相關技術的培訓或指導；定期到外?？疾鞂W習、培訓、進修，以便及時掌握新技術、新知識。

3）構建多層人才團隊。通過內部培養和外部引進方式，保證課程師資隊伍在學歷、年齡、職稱、知識結構等方面層次合理。

4 課程考核方式改革

本門課程要求硬件與軟件結合、理論與實踐結合，所以應當降低卷面理論知識考試所占比重，增加實驗操作技能部分的考核。

1）課程考核成績的評定應從閉卷考試成績、平時上課、作業情況、實驗考勤、實驗操作技能、實驗報告情況和參加涉及微機原理的各種比賽的情況等多個方面綜合考慮。

2）注重過程考核，以學生真正掌握知識為根本任務，竭力培養學生的創新能力、自學能力和實踐能力。

5 結束語

本課程的建設在教學內容上，重點研究如何提高課堂內的教學信息量的有效方案，協調好理論與實驗的關系；在教學手段上，有效使用教學 CAI 課件和優質網絡資源；在師資隊伍建設上，構建實踐教學體系專業人才培養。通過本課程改革，學生不僅為進一步學習后續專業課程做好準備，而且也為將來從事工程設計、設備安裝及維修、系統調試等方面的工作打下堅實的基礎。當然，本課程的教學改革將是長期的工作，這需要我們不斷地探索，不斷地總結經驗，從而不斷地完善課程的建設。

參考文獻：

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[7] 黃麗雯，王培容.《微機原理及應用》課程體系改革的研究[J].電腦知識與技術，2010（6）：8120.

第5篇

關鍵詞：微機原理與接口技術 實踐教學 FPGA

一、前言

微機原理與接口技術是電子信息類理工科的一門重要專業基礎課。內容涵蓋微機原理、匯編語言程序設計及微機接口技術，兼顧硬件和軟件2個方面，該課程的特點是概念抽象，實踐性強。實踐教學對于學生理解課程內容，培養學生動手能力是十分重要的。

二、《微機原理與接口技術》實踐教學現狀

隨著高等教育正在由知識型教育向能力培養為中心的教育進行轉變，電子信息類課程的實踐教學環節都大大加強。但由于受到硬件實驗環境與實驗內容制約，特別是《微機原理與接口技術》實踐教學只發生了量變而非質變，仍處于滯后的位置。

在目前的教學中，《微機原理與接口技術》實踐教學存在以下幾個方面的問題：

（1）實驗內容固定陳舊，大都是些傳統接口芯片功能的驗證實驗，由于實驗臺上的芯片資源有限，不具備進行多芯片組合的綜合型實驗的條件。大部分學校進行的還都是8位接口芯片的實驗，而現在常用的大部分是32位64位的接口，實驗內容過時。同時一些多核處理器，PCI―Express總線，SATA接口技術等一些新技術根本沒有涉及[1]。

（2）實驗平臺落后，實驗平臺芯片資源少，擴展性差，只能進行一些簡單的功能驗證實驗，實驗內容也因芯片種類和實驗臺架構固定而不易調整，不能發揮學生的創新能力。平臺外設簡單，無法激發學生的興趣。

（3）實驗技術落后，很多學校還采用的是搭積木式的設計方法進行教學[2]，學生的實驗靈活性小，大都是按圖連線，下載程序的操作，限制了學生的設計創新能力的培養。實驗簡單抽象，大都是些芯片功能上的驗證，啟發性小。

（4）重軟輕硬，實驗重點大都集中在匯編語言的編寫，學生很少能自主的設計電路，也無法了解芯片的結構以及時序，更不能自己設計芯片，大大限制了學生動手能力的培養[3]。

微機接口技術被廣泛應用于電子信息各個領域，因此《微機原理與接口技術》是門應用性很強的課程，學生通過學習達到在掌握理論的基礎上，能運用所學知識解決一些實際問題的能力。但因為在實踐教學中存在以上問題，學生在學完這門課程后，大都停留在了解幾個常用接口芯片的常用工作方式的層面上。這和高等教育“培養應用型創新人才”的目標是不相符的。

三、將FPGA技術與《微機原理與接口技術》實踐教學相結合

FPGA（現場可編程邏輯陣列）技術[4，8]，用戶可以通過硬件編程語言重新配置芯片內部的電路，同時FPGA芯片中有豐富的邏輯單元，可以滿足設計復雜電路的需要，用FPGA技術對微機接口實驗平臺進行改進，正好彌補了現有平臺，芯片資源少，擴展性差，電路設計受限的缺點。配上USB，SATA接口，液晶屏等新型外設以及相應IP核，學生便可以進行一些新的接口技術的實驗，增強了實驗的趣味性，也加強了學生動手能力的培養。同時由于FPGA技術的廣泛應用，很多大學也開設了相關課程，但大都從硬件語言和SOPC(可編程片上系統)兩方面作手[5]，知識跨度大，而且學生缺少復雜邏輯與接口設計的實踐機會，將FPGA教學引入《微機原理與接口技術》實踐教學正好彌補了這一空缺。在熟練掌握電路設計的基礎上，學生可以運用微機接口，組成原理，體系結構，數字邏輯等知識設計多模塊的系統，使學生通過實踐教學將計算機多門硬件基礎課程融合成一個有機的整體。

四、基于FPGA的《微機原理與接口技術》實踐教學方法

1.改進實驗硬件環境

我們學?！段C原理與接口技術》是一門重要的計算機專業基礎課，多年來一直努力探索實踐教學的改革方法。我們與Xilinx(賽靈思)公司建立了聯合實驗室，并自主研發了基于FPGA的微機接口實驗平臺[6]。該平臺采用多模塊“樂高”思想分為：芯片組板、FPGA擴展板、外設板等三個部分并且可以靈活組合，便于調整與維護。芯片組板可以用來進行傳統的接口實驗，FPGA板可以用來學習硬件編程，同時還有配套的用Verilog實現8255，8253，8251接口芯片的邏輯，將其下載到FPGA中可以代替相應的接口芯片。因為FPGA中豐富的邏輯資源，學生可以在FPGA中配置多個接口芯片，并且可以用FPGA實現16位、32位接口芯片，從而設計復雜的接口電路。FPGA中還可以配置多種CPU架構如80X86，8051的IP核，可以建立多種系統架構。PC機與實驗平臺是采用FPGA邏輯配合橋接芯片實現PCI總線接口轉ISA總線接口，支持硬件在線編程與調試，同時提供相應的實驗供學生學習PCI總線接口與ISA總線接口。外設板上在傳統外設的基礎上還提供了液晶屏，USB接口，DDRⅡ接口，SPI接口，傳感器等新型外設，實驗結果的驗證方法將更加豐富有趣，大大提供了學生的興趣，并且可以根據實驗和開發的需要，組裝成新的IO外設板?？傮w上因為FPGA技術與新型外設的引入大大增強了實驗平臺的擴展型，而且實驗平臺功能豐富可用于學生畢業設計，電了競賽等綜合型實驗中。

2．改進實踐教學的內容

在以前的實驗內容基礎上，用ISE軟件仿真接口芯片，簡化以前芯片功能驗證的實驗，學生通過軟件仿真可以很清楚的了解接口芯片和總線接口的工作時序，不用硬件連線便可以得到接口芯片各方式下的波形，從而縮短芯片功能驗證實驗的時間，將更多的時間用在接口芯片電路的設計上。在學生了解各接口芯片的工作方式后，便可用FPGA仿真的接口芯片與板載芯片配合設計一些多芯片電路，解決一些實際問題，如車輛計數系統，點歌系統等，可讓學生自由發揮，極大發揮創造性，鍛煉學生的動手能力。在學生熟練的掌握硬件編程語言的情況下，學生可以自己編寫接口邏輯，實現與外設的通信。增加PCI總線接口，ISA總線接口，8051架構，USB，DDR接口驅動的實驗，擴展學生的視野，將學生的知識與現實應用緊密聯系起來。鼓勵有興趣的，學有余力的學生充分利用實驗臺上的外設擴展進行綜合性實驗，為電子競賽與畢業設計打基礎。

3.新實踐教學方法的推進

在教學方法的推廣上，采用以點帶面的方式，為有興趣的同學開展微機及接口技術的實訓培訓，由學生自愿報名擇優參加。由于實驗內容貼近應用，且有趣新穎，學生報名踴躍。經過兩期實訓班，實訓成果明顯，已有多名同學開始自主申請科研項目并獲得校級基金資助（例如正在進行的項目有：數控直流穩壓電源（立項編號：KYCX110403Z）和基于壓電傳感器和個人計算機構成的體溫信號實時監測系統（立項編號：KYCX110411Z）），同時在期刊上公開發表科技論文[7,8]。同時教學中采用“以競賽促學習”的模式，在實訓班之外成立興趣小組，組織同學們參加挑戰杯、全國和省級電子設計大賽、Xilinx OPENHW等相關比賽，調動學生的積極性，在比賽中培養學生的團隊能力，增強同行業內的交流。通過一系列新型實踐教學方法的運用，學生動手解決問題的能力大大加強，畢業學生的能力得到用人單位的認可和好評。

我們有針對性開發的微機接口技術教學實驗平臺，對實驗內容的調整方便組裝靈活，教師通過學術交流、互聯網等手段快速了解相關技術動態后，可快速調整教學內容，指導學生開展創新行技術實踐活動。接下來，準備在現有實驗平臺的基礎上建立相關網絡平臺，加強課堂和課外聯系，使微機原理和接口技術實驗對廣大學生真正做到完全開放。

第6篇

論文關鍵詞：微機原理與接口技術；教學計劃；課堂教學方法；實驗教學改革

20世紀70年代大規模集成電路技術的發展促生了第一臺微型計算機，至今，微型計算機技術在短短三四十年的時間里已不可動搖地發展成為計算機技術領域的一個重要的分支，廣泛深入地滲透到工業控制、儀器儀表、消費產品、汽車、辦公自動化和通信等領域，從微控制器的品種、結構、功能、性能、價格、生產工藝到開發方式等都以迅猛的勢頭快速發展。這無疑對微型計算機人才的適應性提出了更高的要求。高校開設的“微機原理與接口技術”是電子、自動化、通信、計算機相關專業一門理論與實踐聯系很強的專業基礎課程，具有很高的實用價值，起到承上啟下的重要作用，其教學質量的好壞直接影響著學生綜合能力的培養與提高。為了更好地滿足社會和企業對具有高技能應用型人才的要求，減輕教師教學的壓力，結合自身教學和實踐，談幾點體會和改革的新思路。

一、安排好合理的教學計劃

“微機原理與接口技術”課程一般安排在大學二年級下學期或三年級上學期，由于內容多、難度大，初次接觸微機的大多數學生對其缺乏正確的認知，其心理上對之有一定的畏懼，所以制訂的授課計劃應重點突出、層次分明、由淺入深循序漸進。

1.重點突出、層次分明

從目前的教學培養方案來看，“微機原理與接口技術”課程的學時一般為60～70學時。在課時這么少的情況下要完成相對較多的內容，安排講授的重點就應放在實用性的理論知識上。為此應遵循以下兩個原則：首先是可行性。根據學生現有的理論儲備、企事業現階段對微機人才的要求和學院相應的設備條件等基礎環境，將有實用價值的內容合理地有重點地安排進課程或適度加強。其次是拓展性。為達到實用性強的特點，在教學計劃安排過程中，加入對知識縱向和橫向的延伸，引導學生積極思考，鼓勵學生對所學習內容在實際的應用中討論，進行更深層次的研究。只有這樣，書本上的知識才能真正成為自己的知識。

2.由淺入深、循序漸進

在“微機原理與接口技術”課程之前學生已進行了大學物理和電子技術的學習。為了更好地銜接，教師在制訂教學計劃時應從學生已經學習過的數制轉換、編碼、存儲器等知識入手逐漸深入到微機原理其他未知的領域，由淺入深地安排好課程計劃，慢慢地培養學生興趣。如此安排易于學生接受知識，起到了很好的承接作用。經過在集美大學信息工程學院、理學院和誠毅學院的實踐教學表明，這樣的課程安排很受學生歡迎。

二、選擇合適的課堂教學方法

理工學科的課程內容相對枯燥又難以理解，所以就更加要求理論教學應該針對性地尋求靈活的教學方法。適合“微機原理與接口技術”的課堂教學方法很多，如啟發式教學法、漸進式教學法、比較式教學法、歸納式教學法等。這些方法綜合應用在課堂教學中，對教學質量有很好的保證。但針對不同的學生也必須有各自的側重方法，才能達到最佳效果。下面以前兩種方法為例進行探討。

1.啟發式教學

理工課程內容的嚴謹性很容易造成課堂氛圍沉悶，形成填鴨式的教師一言堂。例如信息工程學院的學生特點是入學成績好，基礎知識比較扎實，但缺點是思維不夠活躍，最容易形成死氣沉沉的課堂。如何在教學中調動學生積極性，是改善課堂氛圍、提高學生學習效果的重要環節。所以針對信息工程學院的學生，更合適較多地采用啟發式教學，以調動學生學習熱情與興趣，促進學生個性發展。這就要求在教學中根據教學內容的鋪展由表及里循序漸進地不斷引出問題，啟迪學生去思考、分析問題，直到提出解決問題的方法或途徑。比如在教授算術運算指令時，首先引導學生回憶標志寄存器的結構和數制計算時的補碼運算，在此基礎上再仔細講解算術運算類指令的功能。有了良好的理論基礎，再舉一例題：十進制轉十六進制的轉換程序，用傳統的順序結構算法詳盡地講解轉換的過程。下一步就是引導學生思考傳統算法的不足，有的學生就提出計算太繁復、結構不合理，于是更深地引導如何解決這個問題，要求學生通過課堂練習、課后作業或上機實驗完成新的計算程序。反饋的結果是有的學生選擇使用循環結構、有的選擇過程調用，都大大地簡化了轉換程序，達到了預期的效果。最后引導學生應用后續的宏或中斷的知識完成相應的編程，進一步拓展學生思路，為學習后續的知識打下伏筆。

啟發式教學強調學生是教學的主體，調動學生的學習主動性。教師要淡化標準答案，鼓勵學生多向思維，弱化思維定勢?！拔C原理與接口技術”教學中針對信息工程學院的學生采用啟發式教學，利用學生相對比較扎實的理論知識為基礎，對學生的疑問不作正面回答，啟發學生獨立思考，培養學生獨立解決問題的能力，發揚教學民主，用問題引導學生順應教師的思路不斷思考，主動分析問題，找到問題所在并最終找到解決辦法。

2.漸進式教學法

漸進式教學法是指利用已有的知識作為新知識的基礎和階梯，靈活利用知識點之問的橫向關聯和縱向層次，由淺入深、由易到難、循序漸進的教學方法。此方法在實踐中主要針對集美大學誠毅學院的學生，他們的特點是思維活躍、富有個性，但是基礎知識相對薄弱。例如在講解存儲器時先是從上學期學生剛剛學過的觸發器入手，進入到由觸發器構成的存儲器單元，將新知識鋪墊在學生已有的知識結構上，有了這個基礎再進一步講解CPU對存儲器的組織、如何尋址，學生自然而然進入所授新知識的環境中。這樣由淺入深，層層遞進，符合認知規律，有利于學生系統全面地理解學習內容。

三、改革傳統的實驗模式

在以往的實驗教學中，實驗內容往往以驗證理論知識為主要目的，這樣安排旨在讓學生通過實驗課程加深對理論知識的記憶和理解，使實驗教學成為課堂教學的有限延伸。在實驗課中，學生用統一的模式，無法將自己的創造性想法和實驗課程結合起來，也無法靈活地將所學的理論知識和實驗內容結合起來。由于實驗內容和課堂教學內容過多重復，無法激發學生對實驗課程的興趣；理論驗證性實驗過多，學生也很難去真正地思考、分析問題，失去了提高動手能力的機會。改變傳統實驗過程中以驗證性為主的實驗模式，以理論驗證為基礎，增加實驗的拓展性、挑戰性和綜合性，真正達到讓學生在實驗環節中提高動手能力、鍛煉思維能力的目的。

1.改驗證性實驗為引導性的試驗

教師僅提供實驗目的和要求，指出實驗的方向，學生提前到圖書館或者網上查閱相關資料，設計實驗方案，編寫相關的流程圖和預習程序。在實驗中的任務是發現問題并解決問題，最后得到實驗結果。學生應根據自己的實驗過程撰寫實驗報告，重要的環節是報告中一定要包括實驗中各自遇到的問題，解決方案是什么；如果最終也未能解決問題，要分析原因并考慮可能的解決方案。同時教師也可以組織學生交流，分組討論，對各組實驗結果與報告展開分析，從而提高學生的研究能力和科學實驗能力。

2.加強參與實踐的積極性

為了充分調動學生的積極性和主觀能動性，實踐中還引入激勵機制。每一個能提前完成實驗任務的學生都有機會從教師那里隨機的得到一道拓展性的題目，這個題目是教師根據學生前面完成任務的具體情況、遇到的問題和存在的不足或是希望其在某一方面有更深的思考而針對性地提出新任務，是本次試驗的鞏固和延伸。等學期結束后進行統計，完成拓展任務多的學生就有機會實驗考試免試。由于新任務是學生主動要求的，再加上激勵機制，故學生積極性非常高，解決問題的主動性很強，收獲也更大。

3.充分利用好課外時間

“微機原理與接口技術”課程的課外教學也是實踐教學中很重要的一個組成部分。學生往往對抽象的理論知識感覺枯燥難學，對實際動手比較有興趣。為此，可以通過組織興趣小組、參與教師的科研、參加各種講座、參與校內外組織的各種相關競賽活動等各種方式進行課外學習，激發學生的創新精神，開闊視野，增長才干，增強獨立解決實際問題的能力。逐步培養學生的研究能力、創新能力以及自我管理、相互學習、團隊合作等多方面的能力。

第7篇

【關鍵詞】單片機 數據串口 異步通信

單片機的體積比較小，集成度較高，整體抗干擾能力比較強，而且可靠性較高，因為具備這些優點，所以被應用到各行各業。經過長時間的使用人們發現，單片機存在著功能簡單、管理難等缺點，所以在大部分場合當中，都會將單片機與IBM-PC進行聯合使用，組成相應的通信系統。單片機主要負責對相關對象進行控制，而后者則主要負責對單片機進行管理并且對其中的數據進行深層次處理，所以要對多臺機器運行中通信方面存在的問題進行解決，下文將主要對單片機數據串口通信進行分析。

一、串口通信模塊

首先要保證傳輸方面的可靠性。串行通信通道從本質上分析，屬于數據及指令的一個通道，所以串行通道上的每一個環節都必須有比較強的可靠性，而且要滿足傳輸環境的要求以及相關接口的標準，因為不同接口的標準通常情況下只能滿足單一的工作環境才可以正常工作，所以必須要保證通信狀態以及校驗碼等。其次要保證通信抗干擾性。我們選擇的標準接口，在不超過適用范圍的前提下都必須要具備較高的抗干擾能力，只有這樣才可以保證信號的正常傳輸。但是實際工作過程中，通信環境比較惡劣，所以要根據實際環境，對通信介質以及接口進行選擇，在選擇的過程中首先要考慮其自身的抗干擾能力，如果能力不足，適當的可以采取一些措施進行彌補。如果工作環境的噪聲污染比較嚴重，工作人員完全可以通過光纖介質來減少噪聲對工作的產生的干擾，也可以配合光電隔離來提升系統安全性。標準串行接口自身電氣特征都可以滿足在可靠傳輸情況下最大的通訊速度以及傳輸的距離指標，在通常情況下，這兩種標準都具有一定的相關性，如果降低通訊速度就可以增加通訊距離，提升通訊速度就會縮短通訊距離。

二、矩陣式鍵盤接口技術

矩陣式鍵盤接口技術屬于單片機數據串口通信當中比較重要的一個環節，本文主要對使用過程中比較常見的鍵盤去抖動進行闡述。為了保證鍵盤閉合一次，CPU進行一次處理，就必須要對按鍵釋放時產生的抖動進行祛除，這也是該技術在實際使用過程當中比較常見的一個問題。鍵盤處理程序以及顯示處理是十分復雜的，因為這兩點在通常情況下都會占據整個應用程序當中大部分帶碼，重要性可見一斑。所以在進行鍵盤編寫之前，必須要先理清接下來的邏輯順序，使用比較少適合的算法對其進行表示，表示之后再進行編寫，只有這樣才能保證代碼編寫的質量。

三、數據傳輸

在串行通信當中，數據之間通常會在兩地之間傳輸，數據整體傳送速度會受到通信上方的設備配備性能以及所在地區通信線路的影響。從工業場合的角度來分析，9600bpa屬于比較常見的一種傳輸速度，通常情況下通信端口傳送數據屬于字符型的數據，如果將其用于文件傳輸，就要涉及到2進制數據。從傳輸帶方向方面，我們可以將其分成三種傳輸模式，分別為單工傳輸、半雙工傳輸以及全工傳輸。不同的設備之間想要進行數據傳輸，就必須要找到一種雙方都可以接受的方式，只有這樣才能保證數據傳輸過程中不會發生沖突，減少產生數據錯誤的概率。我們常見的串行通信一般情況下分成異步方式和同步方式。本文將主要對異步通信進行分析。

異步方式主要指在通信系統當中，數據傳輸過程中大多使用獨立的字節進行傳輸，而且每一個字節的前面都存在起始信號，并且在字節的后面都會出多一個終止信號，從而構成一幀的數據。一般情況下，位于標記位置的傳輸線都是空白狀態，表示字節已經開始傳輸，在傳輸的最后，使用終止位，讓熱傳輸線回到最一開始的標志狀態下，在這種情況下準備發送下一字符，所以起始位通常占用一個位置，字符編碼會占據7個位置，如果第八位屬于奇偶校驗位置，則停止位可以占據一位至兩位，通過一系列數據我們可以發現， 一幀的數據在正常情況下是10-11位構成的。使用該方式進行字符表示，那么字符就可以不斷的進行傳送，在數據傳輸過程當中，CPU和外設二者之間需要有相關規定。

分別為字符格式以及波特率。因為異步通信的傳輸效率比較低，所以在字符傳輸之前都必須要添加一些具有標志性的信息。異步通信比較適合在慢速場合使用。異步通信這種通信方式，如果雙方的時鐘存在誤差，則字符之間停止間隔就會給誤差提供出相應的緩沖余地，所以在實際使用過程當中，允許系統存在小頻率飄逸，這一點是其余模式所不具備的。異步通信的傳輸率在常規情況下約為50-9600波特，結合異步通信的特點，我們通常情況下將其使用在計算機以及CRT、打印機之間進行通信。

四、結束語：

本文主要對單片機視角下的數據串口通信進行了簡要分析，從矩陣式鍵盤接口技術、串口通信模塊、數據傳輸三個方面進行了進一步的論證，結合筆者自身掌握知識及工作經驗提出相應結論，旨在為我國該行業的發展提供一份實際工作及設計經驗，以作參考。

參考文獻：

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第8篇

【關鍵詞】單片機及接口技術；應用型創新人才；學生主體；教學改革

1單片機及接口技術課程教學現狀

單片機及接口技術是高等學院計算機、通信等專業開設的一門重要的專業課，是一門面向應用、技術性和實踐性極強的專業課程。由于該門課程概念較多，內容抽象，學生在學習過程中，既要理解抽象的單片機的硬件組成和工作原理，又要掌握匯編語言指令，還要應用這些知識進行程序設計，才能完成一個完整的應用系統。以往的教學主要依靠理論課堂教學和有限的驗證性實驗，學生很少能夠有機會運用理論知識解決工程設計的實際問題，這種教學模式不利于培養學生獨立思考問題的能力和解決問題的能力，也不利于具有創新精神的高素質專業人才的培養。因此，盡管學生完成了該門課程理論與實驗學習任務，但在面對具體應用時仍然存在知識運用能力較差的現象[1]，其原因主要有：（1）授課方式單一，難提興趣目前單片機及接口技術教學仍然采用理論講授為主，實驗為輔的傳統授課方式，形式單一，枯燥，學生覺得知識理解不到位，只能靠硬背，造成學習缺乏主動性，難以建立學習興趣[3]。（2）教材偏重理論，工程知識不足目前大部分單片機及接口課程教材，偏重于理論知識的講解，很少提到在實際工程中的具體應用方法，學生很少有機會了解所學知識在實際中的作用，學習缺乏成就感，學生學習缺乏興趣。（3）實驗內容陳舊，缺乏創新課程配置的實驗以驗證性實驗為主，缺乏設計性和綜合性實驗，缺乏生動實例，且實驗內容陳舊、新意和趣味性不足，不利于學生動手能力和知識運用能力的培養。（4）學生個體意識強烈，缺乏團隊合作傳統教學過程中，學生都是以個體形式學習，教師很少組織學生開展團隊協作任務，導致學生缺乏團隊協作精神，難易建立良好的溝通交流能力。鑒于此，針對目前單片機及接口技術課程教學過程中存在的問題，在總結以往成功教學經驗的同時，全方位對單片機及接口技術課程進行教學改革，從理論課的授課方式、內容、手段到實驗課的設計，從自主學習網絡平臺的構建，到科學、合理的考核評價體系，讓學生從構思、設計、實施，開展多種形式的學習活動，注重學生運用新知識、新技術的能力，強調學生創新能力、交流溝通能力以及團隊合作能力的培養。通過該課程一系列改革實施，為推動其他相關課程改革，培養具有應用創新能力強、適應社會發展需要的高質量計算機專業技術人才，將具有十分積極的意義和作用。

2單片機及接口技術課程教學改革措施

以培養應用型創新人才為出發點，改革該課程傳統教學模式，積極探索新的教學方法和教學模式，堅持以教師為主導，以學生為主體，以培養學生應用創新能力和增強實踐能力為目標，以“夯實基礎、培養能力、開拓思維、注重創新、面向應用”為指導思想，強化理論教學與實踐教學相結合、實踐與科研相結合、科研與工程實際相結合，構建全新的單片機及接口技術教學改革新體系，下面，就提出的具體改革舉措進行詳細探討。（1）注重創新引導，構建一體化、靈活的教學新模式單片機及接口技術課程是一門應用性非常強的課程，應當重點突出對學生應用創新能力的培養，主要措施有：①建立以教師為主導、學生為主體的教學原則，增加學生課堂活躍時間，讓學生積極參與到課堂活動中，強烈的參與感能夠充分發揮學生學習主動性，建立學習興趣[2]。②引入靈活多樣的教學方法：引入先進的教學方法，如演示法、模仿法、對比法、項目驅動法、案例法、團隊協作法等，營造輕松和諧的課堂氣氛，激發學生學習興趣，從而增加教學效果。③優化課堂授課內容，通過引入實際工程項目，讓學生能夠了解如何運用所學的理論知識解決實際問題，注重學生實踐應用能力的培養。（2）實驗教學改革①建立三級實驗教學體系：按著基礎訓練型綜合設計型研究創新型三級層次組織實驗教學，注重培養學生動手能力與創新能力[3]。②引進科研項目：盡可能地將科研成果引入到實驗教學中，通過讓學生不同程度地介入科研課題，了解科研過程和科研方法，適應應用型創新人才培養的需要[4]。③培養團隊合作精神:設計團隊合作題目，采取組內合作模式完成題目，充分調動和發揮學生的主觀能動性，增強學生的參與感和自信心，培養學生的團隊協作能力與溝通能力。④實驗室全面開放：可以充分發揮實驗室的作用，調動學生通過實驗手段探索新知識的積極性。實驗室的開放應包括時間和內容的開放，不斷發揮學生學習的主動性、創造性。（3）搭建學生自主學習與課程管理網絡平臺該網絡平臺依托校園網，突破空間和時間的限制，不但可以實現學生自主學習以及教師對課程的信息化管理，更重要地是為師生之間、學生之間的實時討論和交流提供了一個互動平臺[5]。從理論知識的學習、課程安排、考勤、實驗過程控制、成績管理以及領域內最新的技術、新應用等前沿信息。（4）建立多元化的考核體系，突出綜合素質將理論考核、實踐能力考核以及系統設計、創新能力評價等多種方式結合起來[6]，對學生掌握知識、運用知識和創新能力做出綜合、科學、合理的評價。并通過開放實驗、競賽、科研活動、科技發明、論文寫作等多種途徑為學生提供更多的獲得創新實踐的機會，突出綜合素質培養[7]。

3結束語

通過基于應用型創新人才培養模式下的《單片機及接口技術》課程教學改革與實踐，取得了顯著的成果。首先，通過新的教學模式在教學實踐中的實施，幫助學生建立學習興趣，培養發現問題、解決問題的能力，培養學生的專業素養。其次，通過單片機及接口技術自主學習與課程管理網絡平臺的建設，不但可以使學生強化基礎知識，而且可以學到更多的專業新知識，有利于學生自主學習；再次，利用該課程網絡平臺可以加強學生與教師之間的溝通和聯系。

【參考文獻】

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［4］趙東輝,金長虹,靳建峰,朱勁松.基于工作過程的“單片機及接口技術”課程的教學改革[J].中國電力教育,2011,07:78-79.

［5］張蘭河,徐恒鐸,郭靜波,徐小惠.污染控制微生物學教、學、研新型互動平臺的構建[J].東北電力大學學報,2013,33(1/2):165-167.

［6］于濤,魯敏,石志標,金立忠.畢業設計環節中創新能力的培養與實踐[J].東北電力大學學報,2013,33,(04):85-87.

第9篇

關鍵詞：教學方法；探討；微機原理與接口

中圖分類號：G642文獻標識碼：A文章編號：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

微機原理與接口是一門理論性與實踐性都非常突出的，在工科院校中，計算機、自動控制、機電一體化及測控技術等多個專業學生必修的一門重要的專業基礎課程，是所有與信息學科相結合的各相關專業后繼課程學習的重要基石之一。通過該課程的教學，應該使學生具備能夠利用微處理器件進行相關硬件電路設計與軟件程序開發的能力，其教學效果直接影響到學生后續課程的學習。教師的教學方法與手段直接影響教學的效果，教學方法恰當、手段適宜，無疑將收到事半功倍良好效果，同時還有助于學生對知識的系統理解和掌握，最大程度克服學生畏難與厭學的心理。這無疑對課程的教學內容及教學方法的研究與探索提出了較高的要求。

2 課程的主要教學內容與特點

目前我國高等院校中與信息學科相結合的各相關專業是將微機原理與接口課程作為專業基礎課來組織教學的，多數以Intel 8086/8088微處理器為主要講授對象。其主要教學內容包括：計算機硬件結構、匯編語言程序設計及接口技術三大組成部分。

課程的特點表現在：理論性強，概念抽象，難以把握；實踐性強，實際應用能力要求高。并且實際應用能力的提高，又取決與對抽象概念的理解與把握能力，較強的應用能力又能促進抽象概念的理解。這樣抽象概念與應用能力相互交織，對教師的教學與學生的學習都極具挑戰。

為了取得良好的教學效果，在教學中，應該不斷通過改革與實踐，研究和探索各種有利于調動學生學習積極性，提高教學質量，夯實學生的專業技能基礎，提高學生在市場經濟條件下的競爭實力的方法。

3 把握課程特點，尋找教改突破口

鑒于微機原理與接口課程在教學中的性質與地位，以及理論性與實踐性兼備的教學特點，不僅是能使學生掌握微機基本原理與接口技術，而且還能培養學生分析和解決接口電路設計能力的一個有效的教學環節，其教學活動在整個教學過程中起到了一個承前啟下的作用。

因此，本課程對計算機語言、模擬電子技術、數字電子技術、以及各種數制轉換等數學知識有較高要求。上述相關課程中涉及到微機原理與接口課程的先修知識點，絕大多數均為該課程的重點和難點，如果先修課程掌握得不扎實，將直接影響到微機原理與接口課程的教學效果。

另外，微機原理與接口課程具有軟硬件結合緊密的特點，內容復雜。與單純的軟件課程或硬件課程相比，教學難度明顯增大。在教學過程中，學生普遍反映該門課程內容復雜、概念抽象、缺乏感性認識，難懂、難學、難運用。教學效果也難以盡如人意。

根據課程本身所具有的特點，如何才能達到培養學生扎實的理論知識與良好的解決實際問題的動手能力的教學目的，應該積極調動教與學雙方面的因素，共同參與到教學實踐中，在教學內容、教學方法、教學手段，以及激發學生的學習興趣等方面進行系統全面的探索與改革。

4 聯系實際加強教學針對性

微機原理與接口涉及較多的計算機軟硬件知識，在實際中有很大用途?？梢钥紤]在進行教學設計時，應盡可能的聯系實際，利用現處于信息化社會的當代學生，能較容易在日常生活中接觸到計算機等信息產品的優勢，引導學生充分了解所學知識的重要性，激發學生的學習興趣。

在組織教學的過程中，一方面，應該注意維護課程教學體系的完整性，以利學生自我總結，從整體上完整把握和理解知識體系；另一方面，應將知識點和教學目標的層次與教學手段相結合，并充分利用各種媒體盡可能進行情境的創設，充分發揮各種教學手段的優勢，化繁為簡，化難為易，以利學生對各知識點的正確理解，并進而融會貫通，以致靈活運用，最終提高教學質量。

5 注入式和啟發―聯想式相結合

教學形式上采取以從單純講授的注入式轉變到以講授為主的注入－啟發－聯想式的教學模式。并鼓勵學生課前預習課后復習。從單純的教師為主導的課堂教學向教師講授、啟發學生聯想與學生自學、課堂討論相結合的教學模式轉變， 即課堂講授――啟發――思考、自學――討論――總結、再講授――實驗驗證――討論總結。

例如，在講授地址、數據、控制三總線結構部分時，在交代清相關理論知識后，可以要求學生自己將三總線的數據信號管理方式與日常生活中的交通管理方式進行比較，引導學生聯想較為熟悉的交通道路中運動的機動車、非機動車與行人的分道、分時管理，通過實際生活中的體驗，有效理解三總線的數據、信號管理方式以及“地址/數據分時復用”、 “時序”等較生澀難懂的概念；

再如，講授定時器/計數器 8253A 一章時，在介紹了計數緩沖器、計數初始值、重載寄存器等的作用，以及定時器/計數器的工作原理后，不妨要求學生將其與人類古老的“沙漏計時方法”的工作原理進行比較，學生自然能夠將計數緩沖器與“沙漏”、計數初始值與“沙”等抽象概念與實際物體一一有機地聯系起來。

經過課堂討論、總結后，這些既抽象又很實際的相關概念變得形象、鮮活。不難使學生正確掌握又記憶深刻。在此基礎上，進一步引導學生自己總結出各類不同的可編程控制接口芯片，盡管用途不一，大致都有類似的控制使用方法。充分發揮學生的主體作用，增加教學的吸引力。

教學內容上，注意加強教學內容的應用環節，適當選擇一些實際工程應用例題，貼近日常生活，加強學生的分析實際問題、解決實際問題能力的訓練。

6 充分發揮實驗教學手段的作用， 注重學生綜合能力的培養

由于微機原理與接口課程的實踐性很強，課堂講授的內容大都較為抽象難于立即消化，掌握起來有一定的難度。因此在教學活動中，必須根據課程的進度和教學的需要合理地安排實驗環節，并在實驗教學中重視學生綜合能力的培養。在實驗中，應注意先易后難，軟硬搭配，驗證型實驗與綜合、設計型實驗相結合，對日常生活中會碰到的問題，設計一些較具有實用性的題目 (如利用并行接口 8255A 設計模擬的交通燈管理系統、定時器/計數器 8253A 設置秒表等)。同時安排學生以小組為單位，努力創造一個相互協作、相互學習的良好氛圍。使學生能夠根據實驗中獨立操作的反饋信息（如在實驗操作中碰到的各種問題等），通過學習交流，共享整個群體的思維和智慧，從而形成對客觀事物規律更全面的認識，培養解決實際問題的能力。

7 善于激發學生的好奇心與學習興趣

“興趣是最好的老師”，在教學過程中，沒有興趣的學習只能是教師單向的灌注式學習，學習的目的成了為完成學分而不得不為的苦差，沒有任何積極意義，更談不上達到培養學生在掌握基本理論的基礎上，具有較強實際運用能力的教學目標了。

有經驗的教師不難發現，學生在開始學習微機原理與接口課程之前，一般都有實際操作微型計算機的經驗，多少具備一些計算機的基礎知識，尤其是計算機軟件方面的知識。對計算機的硬件結構以及工作原理方面的知識，既好奇，又有些敬畏，對即將開始的學習往往躍躍欲試。

作為教師，應該善于保護學生對學習內容的好奇心，進一步激發學習興趣。使學生不至于一開始就攪入繁雜抽象的概念中無力自拔，迅速消退進一步學好的積極性。

講解知識的切入點上應該盡可能由淺入深，在講清“是什么”的基礎上，側重“為什么”，使學生更好地把握各知識點間的內在邏輯關系。在把握基本理論知識的基礎上，側重實際運用能力。例如，在學習CPU芯片各引腳部分時，應該側重到具體有什么用途，怎么使用。

盡可能利用多媒體教學等現代教學手段，通過視頻、音頻、圖像、動畫等，使抽象的知識具體化、形象化，利于學生生動、有效地掌握。在習題課中，利用多媒體投影設備，對學生典型匯編程序習題進行分析、討論、講解也能收到極好的教學效果。

8 考核方式多樣化

在我國現行的教育體制中，考試乃是督促學生學習、檢驗學習成果、檢查與評價教師教學效果的一種重要手段。近年來，隨著高等學校教學改革工作的進一步深入，針對傳統的考核方法，不利于素質教育的種種弊端，在考核改革方面進行了大量有益的探索與實踐。

強調變應試教育為素質教育，注重培養和考核學生的實踐應用能力和突破、創新意識，對改變學生的學習方法和思維方式起到舉足輕重的作用。加大平時考核力度（包括日常出勤、習題作業和課堂表現等）?？己诵问蕉鄻踊ú扇￠_卷與閉卷，小論文與大作業、期末考試與平時考查、實驗成績相的多種方式）。側重培養學生對知識的理解能力、綜合應用能力和解決問題的實踐能力的要求，能促使學生認真對待學習，有效杜絕考試突擊的現象。

9 結束語

雖然培養學生的綜合實踐能力是一個長期和復雜的過程，需要不斷積累經驗，進一步完善方法和措施。但在教學實踐中，通過上述方法的綜合運用，使得微機原理與接口課程中原本比較復雜的知識結構、抽象的名詞概念以及邏輯性較強的知識點變得相對淺顯、更易于理解，便于掌握，從而激發了學生們的學習熱情，提高了他們對本課程的學習積極性，也為他們進一步學好其它的相關專業課程打下了良好基礎。

參考文獻：

[1] 楊素行,劉慧銀,唐光榮,等.微型計算機系統原理及應用[M].北京：清華大學出版社,2004.

第10篇

論文摘要：從培養高素質應用人才的角度出發，討論了在微機原理及應用課程的教學改革中，激發學生學習的主動性，培養創新意識與創新能力;改革教學內容與教學方法，體現專業特色；在創新基地培養學生實踐動手能力等方面的內容，介紹了在培養高素質應用人才上所做的一些嘗試。

1引言

隨著計算機技術的飛速發展，目前微型計算機在工業控制、智能儀器儀表、家用電器、衛星、導彈、氣象預測、石油勘探、通信等各領域已被廣泛應用，具有高素質和創新能力的人才日益需要。在我國開發具有自主產權的計算機軟、硬件產品及大規模地對生產技術進行改造的進程中，十分要既具備軟件編程能力，又了解硬件知識的復合人才。實驗教學在對學生能力培養方面起著理論教學不可替代的作用，是培養學生實驗技能、應用能力和科學作風的重要環節。

《微機原理與應用》課程是普通高等學校理工科專業的一門重要的計算機技術基礎課程，也是理工科學生學習和掌握計算機硬件基礎知識、匯編語言程序設計及常用接口技術的入門課程，是計算機類及大多電類專業學生的必修課程，同時也是一門實用性和動手性都很強的計算機硬件類課程。本課程的任務是使學生從理論和實踐上掌握現代微型計算機的基本組成、工作原理及典型接口技術，建立微機系統的整體概念，使學生具有運用現代微機技術進行軟、硬件開發的初步能力。很好地掌握這門課程的內容并具備一定的實際電路設計和編程能力，會使學生在深刻理解計算機軟、硬件關系及以后的計算機應用開發中打下必要的計算機硬件基礎。在以前的教學過程中，由于條件的限制以及對實驗課的作用缺乏認識，在實驗課內容的組織及具實施等方面都存在一些問題。

盡管“微機原理與應用實驗課”是獨立設課，但其目的僅僅是為配合理論教學環節，實驗內容也主要是驗證理論教學的內容。在當今大力提倡素質教育和創新能培養為目標的教學理念下，必須重新認識實驗課作用，改進實驗內容和教學要求，使實驗課成為素質教育及創新能力培養的重要環節。為此我們將實驗環節分成三個組成部分：1)必要的功能模塊驗證實驗；2)綜合性實驗；3)設計性實驗。

2改革實驗教學內容

目前大多數院校的“微機原理與應用實驗課”都采用某種類型的實驗器進行（我校實驗室采用的就是東南大學研制的DVCC-80X86實驗系統），而這些實驗器提供的實驗內容多為模塊化組織形式，每個實驗功能模塊內部的主要連線已事先連接好。例如用8255構成的交通燈實驗，學生只需連接A、B或C口與開關及三色燈的連線，8255的片選線。而8255與CPU的數據線、地址線和控制線都已事先接好。故實驗的作用只能是局部的、驗證性的。我們從多年的教學過程中認識到，這樣的實驗方式有其有利的一面，也有其不利的一面。

2.1傳統實驗內容與方法的有利方面

1)初學者可將更多的注意力集中于對接口電路功能的理解，編程方法及接口電路工作中軟、硬件的配合；減少因接線錯誤或接觸不良造成的不成功率，增強學生完成實驗的信心。

2)實驗過程快，可以與理論教學同步進行，增強理論課的教學效果。

3)便于實驗的集中指導，減少實驗設備的損壞率，提高辦學效率。

2.2傳統實驗內容與方法的不利方面

1)學生對內容的理解和掌握具有片面性，無法建立起系統的概念。

2)實驗內容的驗證性，使學生處于被動接受的地位，無法發揮學生的主動性。

3)實驗內容和方法的局限性，使學生無法發揮創造性。

2.3對傳統實驗內容與方法的改進

為了克服傳統實驗內容與方法的不利因素，我們嘗試將整個實驗分為三個環節進行。

1)精簡部分驗證性實驗內容，使保留部分起到拋磚引玉的作用。目前保留的驗證性實驗內容有：

①并行接口電路8255實驗；

②定時/計數器8253實驗；

③鍵盤/顯示控制器8279實驗；

④中斷控制器8259實驗；

⑤D/A0832、A/D0809變換器實驗；

⑥串行通信控制器8251或8250實驗。

2)在驗證性實驗內容的基礎上增加設計性內容。

3)最后進行一個綜合性大實驗題目。

3設計性實驗選題

3.1緊密結合理論教學內容使學生可以下手設計

在具體實施對傳統實驗內容與方法的改進過程中，重點是做好規劃、設計以及對其可行性進行實際制作驗證。首先每個設計性實驗的題目必須緊密結合理論教學的內容和進度。另外設計內容在實現上要具有一定的伸縮性，對于能力弱一些的學生通過努力可以達到和完成基本的設計要求。而對于能力強的學生又可以讓他們感覺到有充分的發揮余地。

設計性實驗的目的是為了培養學生靈活運用所學知識解決實際問題的能力，激發學生潛意識中的創造性。因此在具體選題上應注意：1)緊密配合理論課的教學內容和進度，主要設計內容應是已學過或正在學習的內容，不致使學生感到無從下手；2)設計不用實驗器進行，擺脫學生對實驗器的依賴；3)設計分基本要求部分和發揮部分?；静糠忠蟛豢蛇^高，要讓大多數學生經努力在較短的時間內都可實現，樹立學生的成就感和自信心；4)設計內容緊密結合理論教學且循序漸進，后面的設計內容緊密結合前面的設計內容。下面是部分設計內容：

①8088最小模式（或最大模式）硬件核設計（結合80X86微處理器一章的內容）。

②基于以上硬件核之一的最小系統設計（結合存儲器和外設地址譯碼章節的內容）。

③在上述最小系統基礎上實現的8255控制4×4鍵盤和4位數碼管顯示電路（結合8255內容）或：在上述最小系統基礎上實現的8255控制16×16點陣漢字顯示電路。

④在上述最小系統基礎上實現的8253和單級8259及應用電路（結合8253和8255內容）。

⑤在上述最小系統基礎上實現的8250串行接口電路（結合串行通信內容）。

⑥在上述最小系統基礎上實現的ADC0809及DAC0832A/D和D/A電路（結合A/D、D/A內容）。

在學生設計過程中還要注意補充一些硬件設計的知識和經驗，以及元器件選型方面的常識，甚至包括元器件當前的市場參考價格。另外為了使學生容易下手，開始的設計題目要給出較為詳細的電路原理圖。但是當學生掌握了設計原理和設計過程后，鼓勵學生在滿足電路要求基礎上突破原理圖的限制，在電路結構或元器件選型等方面進行大膽創新，按自己的思路進行設計。

例圖1所示是設計性實驗“基于8088最小模式硬件核的最小系統設計”所給出的原理電路。該設計的目的是結合“80X86微處理器”一章的教學內容，使學生掌握8088CPU的最小工作模式及外圍電路的設計，包括地址鎖存器74LS373、數據收發器74LS245和時鐘發生器8284的實際運用和電路連接關系。另外存儲器電路設計和外設接口電路設計都只提出了最基本的要求。

3.2給學生留有充分發揮的余地

為了在設計實驗過程中激發同學的創新性，實驗中鼓勵同學突破所給的設計原理圖大膽進行創新設計（采用不同的實現方法，選用不同的器件，提供更高的性能），或者在功能電路設計的基礎上進行應用設計，并且在成績上給以體現。例如在A/D、D/A設計題目中鼓勵學生在以下三方面進行大膽發揮和創新。

1)提升數據采集電路的性能(如提高數據分辨率、提高數據采集速度、采用較大規模的EPLD器件實現接口電路等)，或增加數據采集電路的功能(如增加數據顯示功能、增加隔離保護功能等)。

2)將該系統構成一溫度控制系統。溫度傳感器采用AD590，輸出采用可控硅和燈泡模擬?？刂扑惴捎肞ID、PI、PD或模糊算法。

3)將電路制作成印制電路板并調試通過?；蛘卟捎梅抡孳浖抡嫱ㄟ^。

4綜合性實驗的選題

綜合性實驗的目的是要將學過的主要功能部件有機地組合起來，形成一個具有一定實際意義的整體，使學生掌握微機系統整合的基本方法。為此我們針對實驗器提供的功能部件，設計了綜合性實驗題目，該題目將主要的實驗功能模塊綜合為一個數據采集與處理系統。實驗原理圖如圖2所示。

綜合實驗有：洗衣機的程序控制；交通燈控制電路；按鍵式電話；數字式密碼鎖；鐘控裝置；智力測驗搶答器；彩色音樂演奏器；反應速度測試儀；照相機自拍指示；流水線監視器；程控信號發生器；信號的重現；存儲器的應用等。

5實踐與體會

第11篇

考試

1.考場設置：由各州、市辦考部門確定，需在縣城以外設考場的，須報省招考院批準?！皬V告”?？浦辉诶ッ髟O考點。

2.考生應試時，須帶準考證、考試通知單和居民身份證(或其他能證明身份的有效證件)，三證不全者不得進入考場?？忌仨殗栏褡袷乜紙鲆巹t，不得以任何形式作弊。凡違反考場紀律者，按2011年教育部第33號令及我省有關規定嚴肅查處。

3.考試成績以百分計，六十分為及格，及格者發給單科合格證書，不及格者可參加該門課程的下一次考試?？荚嚦煽児荚凇霸颇鲜≌锌碱l道”上，考生自行登錄網站ynzk.cn查詢?？忌鷮Τ煽冇匈|疑的可在成績公布之日起10個工作日內到各州(市)招生考試機構辦理查分申請，由各州(市)招生考試機構匯總后統一到省招考院查分，查完后通知考生。省招考院不直接對考生查分。

4.考生考試時間及臨考復習假的占用問題，按原省自考委、人事廳、財政廳、教育廳一九八七年發文《關于對參加自學考試的考生給應考假、復習假和發放自學考試獎學金的規定》執行。

5.考試時，除“高等數學”考生不得使用計算器外，其他科目的考生可攜帶使用計算器，但不能有程序存儲功能，也不得互相借用。不準使用有存儲、接收、發射功能的電子工具?？忌M入考場考試嚴禁攜帶任何通訊工具，否則將視同作弊。

6.同一考試時間段，一名考生只能參加一門課程的考試，不得考兩科。

7.全國計算機等級考試(NCRE)成績在自考系統中的使用：

根據全國考委辦函[2004]148號文件規定：

(1)NCRE課程暫與高等教育自學考試的部分?？普n程進行銜接。

(2)凡獲得NCRE一級合格證書者，可以免考高等教育自學考試中的《計算機應用基礎》(0018)或《計算機應用技術》(2316)課程(包括理論考試和上機考試兩部分)。

(3)凡獲得NCRE二級C語言程序設計(筆試和上機)合格證書者，可以免考高等教育自學考試中的《高級語言程序設計》(0342)課程(包括理論考試和實踐考核兩部分)。

(4)凡獲得NCRE三級PC技術(筆試和上機)合格證書者，可以免考高等教育自學考試中的《微型計算機及其接口技術》(2319)和《微型計算機原理及應用》(2277)課程(包括理論考試和實踐考核兩部分)。

8.全國公共英語等級考試成績在自考系統中的使用：

高等教育自學考試的考生參加PETS二級或PETS三級考試，筆試合格者的成績可直接替代自考有關專業大?；虮究乒灿⒄Z〈即英語(一)、英語(二)〉的考試成績，并可獲得相應的學分(PETS二級替代?？朴⒄Z(一)成績，PETS三級替代本科英語(二)成績，英語專業不能替代)?？忌欠駞⒓酉鄳谠?，則根據考生是否要求獲得PETS等級證書或高等教育自學考試的相關專業來定。

第12篇

考試時間

云南2020年4月自學考試時間安排在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）舉行。

考試須知

（一）考場設置：由各州（市）招生考試機構確定。需在縣城以外設考場的，須報省招考院批準?！皬V告”?？浦辉诶ッ髟O考點。

（二）考生應試時，須帶準考證、考試通知單和居民身份證(或其它能證明身份的有效證件)，三證不全者不得進入考場?？忌仨殗栏褡袷乜紙鲆巹t，不得以任何形式作弊。凡違紀違法者，按2011年教育部第33號令和《刑九修正案》嚴肅查處。

（三）考試成績以百分計，六十分及格，不及格者可參加該門課程的下一次考試?？荚嚦煽児荚凇霸颇鲜≌锌碱l道（ynzs.cn）”網站上，考生自行登錄查詢?？忌鷮Τ煽冇匈|疑的可在成績公布之日起10個工作日內到各州（市）招生考試機構辦理查分申請，由各州（市）招生考試機構匯總后統一到省招考院查分，查完后通知考生。省招考院不直接對考生查分。

（四）考試時，對需要使用計算器的科目，考生可攜帶沒有存儲功能的計算器，并且不得互相借用。不準使用有存儲、接收、發射功能的電子工具?？忌M入考場考試嚴禁攜帶任何通訊工具，否則將視同作弊。

（五）同一考試時間段，一名考生只能參加一門課程的考試。

（六）全國計算機等級考試（NCRE）成績在自考系統中的使用：

根據全國考委辦函［2004］148號文件規定：

1.NCRE課程暫與高等教育自學考試的部分?？普n程進行銜接。

2.凡獲得NCRE一級合格證書者，可以免考高等教育自學考試中的《計算機應用基礎》（課程代碼：00018）或《計算機應用技術》（課程代碼：02316）課程（包括理論考試和上機考試兩部分）。

3.凡獲得NCRE二級C語言程序設計（筆試和上機）合格證書者，可以免考高等教育自學考試中的《高級語言程序設計（一）》（課程代碼：00342）課程（包括理論考試和實踐考核兩部分）。

4.凡獲得NCRE三級PC技術（筆試和上機）合格證書者，可以免考高等教育自學考試中的《微型計算機及其接口技術》（課程代碼：02319）和《微型計算機原理及應用》（課程代碼：02277）課程（包括理論考試和實踐考核兩部分）。

（七）全國公共英語等級考試成績在自考系統中的使用：

高等教育自學考試的考生參加PETS二級或PETS三級考試，筆試合格者的成績可直接替代自考有關專業大?；虮究乒灿⒄Z〈即英語（一）（課程代碼：00012）、英語（二）（課程代碼：00015）〉的考試成績，并可獲得相應的學分(PETS二級替代?？朴⒄Z（一）成績，PETS三級替代本科英語（二）成績，英語專業不能替代)?？忌欠駞⒓酉鄳谠?，則根據考生是否要求獲得PETS等級證書或高等教育自學考試的相關專業來定。

（八）漢語言文學本科專業的畢業論文答辯定于每年的5月和11月，分兩次舉行，考生可與云南師范大學文學院聯系進行答辯事宜。英語本科的“口譯與聽力”，?？频摹奥犃Α?、“口語”考試時間由云南師范大學外語學院安排，請考生與學校聯系。

（九）已取得自考專業全部課程合格證書的考生，如該專業有實踐、實習、設計、畢業論文等考核要求的，應及時和主考院校聯系實習考核事宜，待取得合格成績后，方可辦理畢業證書。

第13篇

關鍵詞：高速數據傳輸；FPGA；LVDS；DMA；PCI-E總線；DDR3

中圖分類號：TP274.2 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）04-0164-01

1 系統總體設計和模塊設計

多通道高速數據傳輸系統組成模塊主要包括：LVDS收發模塊、FPGA控制模塊、DDR3 SDRAM緩存模塊[1]。系統的傳輸板卡是傳輸系統的核心模塊，其作用是控制實現數據的接收與發送功能，通過FPGA控制高速多通道LVDS接口對外部數據的接收和發送，并通過對DDR3 SDRAM 的控制實現高速數據的大容量緩存；傳輸系統與計算機之間通過調用硬核實現PCI-E總線通信[2]。傳輸系統中傳輸板卡的連接方式：通過兩個連接器連接到背板，其中通過兩個ERNI公司的ERmet ZD 高速連接器連接到背板，而且還通過背板轉接實現與計算機COM-E載板PCI-E物理連接；傳輸板卡的供電模式是標準ATX電源供電，通過連接背板上的ERNI公司的標準CPCI J1連接器實現[3]。

2 系統邏輯控制

系統以Xilinx Kintex-7 XC7K325T-2 FPGA為主控芯片，通過合理配置高速收發器、IO資源實現對8通道LVDS數據收發、DDR3大容量數據緩存、高速PCI-E通信等模塊的邏輯控制。使用VHDL硬件語言編寫FPGA邏輯程序代碼，運用自頂向下的設計思路編程，設計對應的邏輯控制實現各模塊功能，并且使用ISE14.7軟件進行設計、編譯、仿真[4]。

2.1 FPGA控制數據收發

根據DS90CR484A芯片手冊進行邏輯控制，將接口芯片PRE、/PD、PLLSEL引腳對應接到高電平設置為可正常工作狀態，通過接收芯片串并轉化后的48位數據，按照數據幀格式獲取有效數據。在編程過程中，FPGA以LVDS接收器芯片內部經數據時鐘恢復獲取的Rxclkout為時鐘標準進行數據解析，其中RPDL為傳輸延遲時間。

2.2 FPGA控制DDR3數據緩存

DDR3控制器的核心模塊采用MIG，系統中模塊以多通道形式、利用高速總線互聯對接TX FIFO和RX FIFO。該總線具有仲裁特性，既能支持數據通道和PCI-E DMA通道，同時也能申請讀寫DDR3存儲設備?；贒DR3的VFIFO寫操作流程圖，VFIFO邏輯主要由寫控制邏輯（VFIFO_WR_CON）、讀控制邏輯（VFIFO_RD_CON）、仲裁邏輯（ARBITRATION）、MIG控制器（MIG_CONTROLER）、初始地址產生邏輯（INIT_ADDR_GEN）組成。VFIFO邏輯中有寫緩沖FIFO和讀緩沖FIFO，用來對讀寫數據進行緩沖。

3 系統測試及結果分析

3.1 測試平臺搭建

用來對系統進行性能的測試與驗證的平臺，該平臺由計算機平臺、高速轉接背板、核心傳輸板卡和外部接收機幾部分組成。其中算機選用研華公司的第三代CPU核心板Express-IB、COM-E載板Express-BASE6作為COM-E模塊，該模塊具有 PCIe×16（第三代）用于顯示或通用x8/4/2/1高速接口插槽，操作系統環境為64位Windows 7系統，FPGA程序下載調試、測試結果顯示都在該計算機平臺實現。在測試過程中該板卡與計算機的PCI-E插槽的物理鏈接通過高速轉接背板實現，FPGA邏輯控制程序通過JTAG下載盒下載，計算機通過安裝PCI-E設備驅動程序建立起核心傳輸卡與測試應用程序之間連接，這樣才能使系統PCI-E通信正常工作。同時，通過LVDS接口實現外部接收機與核心傳輸板卡數據收發通信。

3.2 計算機數據文件分析

本課題測試應用軟件基于VC++在Microsoft Visual Studio 2012編譯系統環境下完成。該測試應用的程序具有讀寫寄存器、DMA TLP測試、DMA 測試和LVDS測試等功能，而且程序也能實時計算接收/發送的數據總量和占用時間，使數據傳輸速率同步顯示。

4 結語

文中詳細介紹了基于LVDS的多路高速數據傳輸系統的設計，并且通過大量可靠的試驗對系統性能、傳輸完整性、速率進行測試測試，最終驗證了設計的系統可以實現多通道、高速、大容量信號的發送與接收，同時也在某數據記錄儀中取得成功應用。

參考文獻

[1]劉黎平，曹俊武，莫月琴，等.雷達遙感新技術及其在災害性天氣測中的應用[J].熱帶氣象學報，2006（22）：1～9.

[2]王懷俠，王 永，王守浩.基于DSP+FPGA數字傳輸系統的實現[J].電子測量技術，2013，36（11）：98-100.

第14篇

關鍵詞：分層教學；階段性考核；計算思維；抽象分解

中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）10-2299-02

隨著信息科學技術的飛速發展和軍隊對人才專業素質及信息素養要求的不斷提高，軍隊院校人才培養方案被重新規劃定位，基礎學科課程標準也被要求與時俱進，能夠更加精準的體現人才培養目的。

微機原理課程不僅是本院某專業士官層次必修課，也是本科電子類、自動化相關專業開設的硬件基礎主要組成部分。其主要任務是使學員從理論和實踐的層面掌握現代微型計算機的基本組成、工作原理及典型接口技術，建立微機系統的整體概念，使學員具有運用現代微機技術進行軟、硬件開發的初步能力[1]，逐步培養分析、解決實際問題的能力和創新意識。但本門課程信息量大、內容抽象難懂等特點使其成為學員反映最難學課程之一，如何在有限的學時里，使本門課程達到良好的教學效果并通過學習使學員具備相應能力，一直是本門課程改革的目標。

近年來“計算思維”概念的提出既有利于以類比形式開展教學，也有利于特定學科知識的拓展與深化[2]，計算思維中倡導的抽象與分解、關注分離、啟發推理、協調同步、并行處理等與微機原理中技術緊密相關，將計算思維的理念與微機原理課程相結合，不僅可以降低該課程學習難度，提高學員學習興趣和教學效率，使學員掌握微機系統核心原理與設計方法，而且通過學習過程以及多元教學方法激發學員計算思維能力，提高學習能力，促進終身學習，為學員今后利用計算機處理信息，更好地適應工作崗位奠定基礎。

1 微機原理課程教學現狀及存在問題

“微機原理”課程是電子類專業最重要的基礎課之一。不僅理論性強，而且還具有較強的工程實踐特征。目前高校開設的微機原理課程普遍存在以下問題：

1）課程自身信息量大，知識點較多，兼顧軟硬件兩個方面，內容抽象，學生難于理解掌握，加之課時壓縮、實驗室資源有限等原因，使學員對課程的學習和理解上具有一定難度。

2）微機原理課程是一門不斷發展的科學，涵蓋的新應用領域、新技術也不斷涌現。而實際課堂授課內容往往滯后于實際應用，容易造成教學和實際的脫節。

2 微機原理課程教學改革

2.1 創新教學方法

“微機原理”課程內容抽象難理解，因此教師如何采用高效率的教學方法，調動學員學習的主動性和積極性非常重要。

針對課程的硬件、軟件和接口三部分內容，采用不同的教學方法。硬件部分和指令部分由于知識點眾多，有些概念比較抽象，主要借助多媒體、網絡等輔助教學，激發和吸引學員興趣；軟件部分主要采用“案例式教學”，擯棄對指令格式及用法的枯燥記憶，而是通過有所指向編程實例像學員展示匯編語言指令的魅力；接口部分則以典型接口應用實驗為主體，制定詳細任務及步驟規劃，以完成實驗任務為目標，通過實踐體驗使學員具備相應能力。

根據內容靈活應用啟發式、互動式、討論式等多種教學方法對于活躍課堂氣氛，提高教學效率起到積極作用。

2.2 課程考核方式改革

考核方式不僅能調動學生學習主動性和積極性，而且也是檢驗教學效果，保證教學質量的重要措施，傳統考試中筆試主導的考試模式，不能體現學員創新與實踐能力，所以改革考核方式應更注重過程考核，以學生真正掌握知識為根本任務，注重學習過程和對學員的綜合素質與能力的培養?！拔C原理”課程的考核方法要遵循：“理論與實踐相結合、能力與素質齊開放”的原則，具體考核措施包含以下三個方面：

1）閉卷筆試。弱化傳統筆試占主導的思想，減少筆試在總成績中的比例。做為結課考核，從全局考察學員技能性知識的掌握情況；題型的設置方面，適當增加分析題和設計題比例，考核學員應用所學解決問題能力。

2）平時成績考核。平時成績是對學習過程的一種量化體現，有效地避免了學員臨時抱佛腳的僥幸心理。平時成績主要包括課堂問答成績、習題作業完成情況。為了促進養成預習和復習的習慣，提高學員學習的積極性，教員通過課堂授課，增加與學員互動，鼓勵學員回答，答錯或不知道的學員不處罰，而對能正確回答問題的學員會適當增加他們的平時成績以資鼓勵。

3）階段性考核。根據課程內容劃分知識模塊，利用答疑輔導的時間，鼓勵學員對前一階段某一知識模塊做總結，架構知識體系，總結知識要點，由教員針對總結的知識點出題并組織小型模擬考試，答題正確率達到90%即為合格。階段性考核重點在于促進學員自主學習，更利于培養學員自主學習能力。

3 微機原理課程與計算思維培養的關系

3.1 計算思維內涵

作為計算機學科發展的自然產物，計算思維（Computational Thinking）這一概念在2006年由美國卡內基梅隆大學周以真（Jeannette M. Wing）教授提出。她認為，計算思維是運用計算機科學的基礎概念去求解問題、設計系統和理解人類的行為[3]。計算思維最根本的內容，即其本質（Essence）是抽象（Abstraction）和自動化（Automation）。

計算思維本身是人類科學思維固有的活動過程，它汲取了問題解決所采用的一般數學思維方法，現實世界中巨大復雜系統的設計與評估的一般工程思維方法，以及復雜性、智能、心理、人類行為的理解等的一般科學思維方法。計算思維建立在計算過程的能力和限制之上，由人通過機器執行，計算方法和模型使我們敢于去處理那些原本無法由個人獨立完成的問題求解和系統設計，更簡單一點說，計算思維就是通過約簡、嵌入、轉化和仿真等方法，把一個看似困難的問題重新闡釋成一個我們知道怎樣解決的問題的方法[3]。

3.2 微機原理與計算思維培養之間的關系

計算思維不僅反映了計算機學科本質的特征和核心的方法，也反映了計算機學科的三個不同領域（理論、設計、實現）。因此，培養基于計算機解題思路和方法的計算思維能力十分必要，這也是當前計算機教育研究的重要課題。如何在現代計算機教育中引入計算思維或者說學科形態如何體現計算思維的方式成為目前計算學科最大的問題，筆者認為核心是要轉變教育觀念，所有對課程的教學改革都要圍繞著新的教學理念，切實將計算思維融入到課程教學中，潛移默化地培養學員思維能力、學習能力和研究能力。

微機原理課程包含硬件、軟件、接口應用三大部分，與計算思維涵蓋的理論、實踐、設計相得益彰，無論是從知識體系架構的連貫性、完整性，還是學習知識點的方式方法上，都用到了計算思維，用計算思維的方式深入理解和學習微機原理中的匯編語言、CPU 結構原理，存儲器擴展、并/ 串行口擴展、總線等重要內容，對于后續開設的課程如“單片機原理與接口”、“計算機控制”、“可編程控制器PLC”、“DSP 數字信號處理”奠定扎實基礎。

4 微機原理教學改革中計算思維的培養

4.1 基于計算思維的教學過程

教員對原有教材再開發，即在原有課程中選擇適當的內容設置課題，對內容拓展或深化，教員在開展教學過程中運用基于計算思維的方法，將教與學的過程有機地連接起來，使學員能夠自覺利用計算思維方法（ 遞歸，關注點分析，抽象和分解，保護、冗余、容錯、糾錯和恢復，學習和調度等）達到學習目標，當學員掌握了知識點，懂得如何運用計算思維的方法之后，再通過反思評價自己的學習過程和學習方法，自主建構屬于自己學習的框架和方式[4]，也就培養了學員計算思維能力，具體教學過程的實施步驟如下：

1）有的放矢。以某個知識模塊為研究對象，通過計算思維的方法來獲取或應用，由實踐建構自己的知識結構。

2）確立課題。師生針對課題開展分析論證，深入挖掘課題內涵及可行性，共同確立研究課題。

3）團結協作。以自愿結合兼顧優勢互補的原則組建課題研究小組，成員明確職責，分工協作。

4）研究方案。成員要以計算思維方法為前提，結合本小組的課題制定研究方案，在保證研究活動的連續性和明確化的前提下，合理分工，各負其責。

5）實施方案。將確定的研究方案具體落實。教員在整個過程中的作用是在偏重計算思維培養的思路下研究方法的指導和科學態度與精神的滲透和示范。

6）形成結論。課題小組通過研究學習將結果進行匯總，從中找出規律性的東西，得出結論，給出建議。

7）評價交流。將研究成果以小論文、多媒體演示、實驗報告等不同的形式提交或展示出來。并對研究過程中用到的研究方法、研究成果、得失體驗感受等進行全方位的總結， 以獲得更深一步的理性認識，完善認知結構。

4.2 計算思維導向的課堂教學設計

將抽象分解、啟發推理等計算思維的理念引入微機原理教學的課堂設計，可以簡化問題，使學員獲取知識從點到面，深入理解和記憶。以尋址方式內容的講解為例，順藤摸瓜， 從面到點逐個解密.首先提出疑問： 為什么要有尋址方式呢？ ，根據先驗知識，微機工作總是對”數”操作，而”數”在哪里？可以提問學員，讓他們來回答， ”數”可能在不同的地方，要找到他們，要根據地址來尋覓，所以就有了”尋址方式”，“面”就被首先提出來了。進一步引導學員，具體”數”在哪些地方呢？可能在指令中，所以“立即數尋址”、可能存放在通用寄存器中，所以就是“寄存器尋址”、也可能存放在存儲器中，那么就是“存儲器尋址”，至此“線”也給出來了，有了“面”和“線”，教員進一步引導， 在存儲器中的 “數”必定有個存放的地址吧？ 按照之前存儲器存取數，先找到段基址，然后確定偏移地址就能確定在存儲器中地址，由于“數”的存放地址的表達有很多種方式，因此，“存儲器尋址”就引申到其他具體尋址方式，如“寄存器間接尋址”、“相對尋址”、“變址尋址”等，至此“點”也給出，縱觀“面”、“線”、“點”一氣呵成，順藤摸瓜，學員既明白了尋址的概念和用途，也明白了各種尋址之間的聯系和區別[5]。學員對這部分內容更容易理解和記憶。

將計算思維引入課堂教學設計不僅需要教員對內容非常熟悉，而且對知識結構有著系統把握。既要能站著全局高度，指引解決問題的思路、步驟和方法， 以突出教學內容的重點，幫助學員樹立系統的概念，又要能啟發引導學員尋求解決問題途徑，深入細節、逐步探索。

5 結束語

微機原理課程教學融入計算思維的元素，不僅指明了課程的教學目標，提高了教學效率，而且對培養軍事人才創新思維能力、綜合實踐能力都起到了積極的作用。隨著融入計算思維的新教學體系的逐步完善，教學不再是枯燥的講授，晦澀的抽象，而是幫助學員打開思維空間，激發探索求解欲望的金鑰匙。

參考文獻：

[1] 焦純，盧虹冰，等.論“微機原理與接口技術”的課程設置和改革[J].價值工程，210-211.

[2] 李曉明，蔣宗禮，王志英，等.積極研究和推進計算思維能力的培養[J].計算機教育，2012（5）：1.

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

第15篇

關鍵詞：獨立學院嵌入式課程設置課程改革優化

中圖分類號：G423.04

引言

以我校（武漢長江工商學院）為例，電子信息工程專業主要培養能在信息通信、電子技術、智能控制、計算機與網絡等領域和行政部門從事各類電子設備和信息系統的科學研究、產品設計、工藝制造、應用開發和技術管理的應用型工程技術人才，因此，我們以培養應用型人才為目標制定了培養方案。

課程設置現狀

在我們的培養方案中，除了專業基礎課程（C語言程序設計、電路分析、電工基礎、數字電路、模擬電路）外，有兩條主線：嵌入式方向與信號處理方向。其它方向如微電子、射頻、無線電等方向，考慮到我們學生的基礎以及培養方案總課時的要求，最終選擇了嵌入式與信號處理兩個方向，當然，隨著社會的不斷發展，以后的培養方案可能會考慮微電子等較新的方向。

之所以選擇嵌入式硬件方向為我們的一條主線是因為嵌入式系統是當前很熱門而且很有發展前景并且對于學生而言也是比較好就業的應用領域之一。嵌入式系統在智能化家居、家電，汽車電子、醫療、交通等各個方面都有應用，我們的生活已經離不開嵌入式系統。嵌入式系統是軟硬結合的技術，我們以硬件設計為主設置了我們的課程如下：

表1：嵌入式方向的課程設置

圍繞ARM嵌入式技術這門課，還有微機原理、單片機、EDA、DSP等課程及相關實驗。

學習了微機原理和單片機這兩門課后再學習嵌入式，學生更容易入門，因為嵌入式本身是從單片機發展而來，并且在微機原理與單片機這兩門課程中，我們以匯編指令為主，主要是考慮到做嵌入式系統除了了解ARM處理器工作原理和接口技術還要了解ARM的匯編指令系統。

考慮到嵌入式開發的發展方向與相關領域，我們還設置了EDA技術與DSP技術兩門課。數字圖像壓縮技術是嵌入式的應用領域之一，主要是掌握MPEG編解碼算法和技術和DSP技術，另外，為追求更高速的信號處理速度，現在一些速度要求較高場合，有不少公司是將一些DSP算法用硬件來實現，這就涉及到HDL數字電路設計技術及其FPGA/IP核實現技術。這也是我們將EDA技術與DSP技術這兩門課作為這個方向的專業課程的原因。

課程改革思路

首先是微機原理與單片機這兩門課，目前我們開設《微機原理與接口技術》理論課54課時，實驗課18課時，《單片機原理及其應用》理論課54課時，實驗課18課時，課程設計36課時。微機原理課程主要是幫助學生理解一款微型計算機的工作原理、結構、匯編語言編程及其接口電路，為以后的進一步學習不同的CPU以及計算機應用打下基礎。目前我們的教學還是以8086/8088作為微機原理主講芯片，其難度較大，與實驗教學和學生在課外的實際應用（如參加電子設計系列競賽、制作小作品、畢業論文、課程設計等）脫節，教學效果不理想。

隨著半導體技術的進步，處理器從單核時代進步到了多核時代，并且將來處理核的數目將會越來越多。隨著多核技術的發展，可能不久的將來大多數的軟件開發都將以多核芯片為基礎硬件平臺，隨之而來的是編程語言、數據結構、算法理論、軟件工程等都將隨著多核的出現而進行修訂，對我們專業而言，要考慮的主要是計算機硬件方向的課程設置要進行調整以適應多核時代的到來。經過調研與研討，我們決定將上述兩門課整合優化為《單片機原理與接口技術》54課時及《多核架構與編程技術》54課時。前瞻性的將多核架構及編程技術引入到獨立學院電子信息工程本科培養方案中，將培養方案中的專業基礎知識進行綜合與升華，幫助學生，順應市場格局變化，接受新技術新理念，建立系統、完整的專業基礎理論體系，培養學生綜合應用能力與創新型思維，提高動手實踐能力，開拓學生的專業學術視野。使我們的學生能順應時代的變化，在硬件、軟件方面能夠更好地了解多核思想及編程技術，以適應高新技術的飛速發展的需要。

其次是EDA技術與數字電路的整合。目前我們開設《EDA技術》理論課34課時，實驗課18課時，課程設計18課時，《數字電路》理論課54課時，實驗課18課時，課程設計36課時。這兩門課在實驗和課程設計的內容上有一定的重復。我們可以將這兩門課整合成一門課《數字電路與VHDL》，理論課72，實驗課18，課程設計36課時，改變原有的教學模式和教學內容，建立新的實驗體系，讓學生感受2種不同的設計方法，擺脫傳統的人工設計方法與思維模式，提高學生的創新意識與競爭能力，適應市場的需要。

最后是ARM嵌入式技術，目前我們以ARM7進行理論教學，以LPC2000系列ARM7微控制器及ADS1.2集成開發環境進行實驗，理論課36學時，實驗課18學時，只能滿足低端教學任務。在最初制定教學計劃，大部分ARM系統都是基于ARM7處理器，但是隨著更多應用在嵌入式系統中的實現，嵌入式系統設計向著更高級、更復雜的方向發展，現在基于ARM9處理器的產品越來越多，我們的教學要與時俱進，教學內容也要進行升級為以ARM9進行教學。從ARM體系結構的教學內容上看，ARM9的指令集完全兼ARM7，教學上沒有任何區別。并且學生們面對的編程模型和架構基礎也保持一致。

總結

本校電子信息工程專業實行3+1培養模式，所有課程安排在大一到大三完成，大四學生全部參加實習，現有培養方案中，專業基礎課排在第三、四學期，專業課基本壓縮在第五、六學期，比如上面提到的微機原理安排在第五學期，單片機、EDA技術、ARM嵌入式技術安排在第六學期。通常在第六學期，一部分學生忙于考研，一部分學生忙于找工作，精力沒有全部用于學習專業知識上，但是，經過上面的整合后，我們可以將單片機以及ARM嵌入式技術提前一個學期，再將EDA技術提前兩學期，讓學生們在整個大學的學習過程中，盡早的接觸到專業課程，提高學生們的學習興趣，這不僅可以讓一部分想參加電子設計系列競賽的同學可以盡早的進行系統學習，也可以讓準備考研和找工作的同學投入更多精力學習專業知識。

參考文獻