導(dǎo)言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇接口技術(shù)論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

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    1.2 課程設(shè)計的預(yù)備知識 1

    1.3 課程設(shè)計任務(wù) 1

    1.4 課程設(shè)計要求 1

    第2章 總體方案設(shè)計 1

    2.1 數(shù)字溫度計設(shè)計方案論證 1

    2.2 設(shè)計方案的總體框圖 2

    第3章 各部分電路的實現(xiàn) 2

    3.1 傳感器電路 2

    3.2 A/D轉(zhuǎn)換器MAX197 4

    3.3 8279驅(qū)動顯示器 6

    第4章 各個部分流程圖及設(shè)計 9

    4.1 A/D轉(zhuǎn)換器MAX197的流程圖 9

    4.2 8279 的程序及框圖 11

    4.3 數(shù)字式溫度計的整體程序 12

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（1）行電平轉(zhuǎn)換和功率放大。一般微機的I/O芯片都是TTL電平，而控制設(shè)備則不一定，因此必須進行電平轉(zhuǎn)換；另外，在大負載時還需要進行功率放大；

（2）抗干擾隔離。為防止干擾信號的串入，可以使用光電耦合器、脈沖變壓器或繼電器等把微機系統(tǒng)和控制設(shè)備在電器上加以隔離；

（3）進行A/D或D/A轉(zhuǎn)換。當被控對象的檢測和控制信號為模擬量時，必須在微機系統(tǒng)和被控對象之間設(shè)置A/D和D/A轉(zhuǎn)換電路，以保證微機所處理的數(shù)字量與被控的模擬量之間的匹配。

1、模擬信號輸入接口。在機電一體化系統(tǒng)中，反映被控對象運行狀態(tài)信號是傳感器或變送器的輸出信號，通常這些輸出信號是模擬電壓或電流信號（如位置檢測用的差動變壓器、溫度檢測用的熱偶電阻、溫敏電阻、轉(zhuǎn)速檢測用的測速發(fā)電機等）計算機要對被控對象進行控制，必須獲得反映系統(tǒng)運行的狀態(tài)信號，而計算機只能接受數(shù)字信號，要達到獲取信息的目的，就應(yīng)將模擬電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的接口——模擬信號輸入接口。

2、模擬信號輸出接口。在機電一體化系統(tǒng)中，控制生產(chǎn)過程執(zhí)行器的信號通常是模擬電壓或電流信號，如交流電動機變頻調(diào)速、直流電動機調(diào)速器、滑差電動機調(diào)速器等。而計算機只能輸出數(shù)字信號，并通過運算產(chǎn)生控制信號，達到控制生產(chǎn)過程的目的，應(yīng)有將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬電信號的接口——模擬信號輸出接口。任務(wù)是把計算機輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬電壓或電流信號，以便驅(qū)動相應(yīng)的執(zhí)行器，達到控制對象的目的。模擬信號輸出接口一般由控制接口、數(shù)字模擬信號轉(zhuǎn)換器、多路模擬開關(guān)和功率放大器幾部分構(gòu)成。

3、開關(guān)信號通道接口。機電一體化系統(tǒng)的控制系統(tǒng)中，需要經(jīng)常處理一類最基本的輸入/輸出信號，即數(shù)字量（開關(guān)量）信號包括：開關(guān)的閉合與斷開；指示燈的亮與滅；繼電器或接觸器的吸合與釋放；電動機的啟動與停止；閥門的打開與關(guān)閉等。這些信號的共同特征是以二進制的邏輯“1”和“0”出現(xiàn)的。在機電一體化控制系統(tǒng)中，對應(yīng)二進制數(shù)碼的每一位都可以代表生產(chǎn)過程中的一個狀態(tài)，此狀態(tài)作為控制依據(jù)。

（1）輸入通道接口。開關(guān)信號輸入通道接口的任務(wù)是將來自控制過程的開關(guān)信號、邏輯電平信號以及一些系統(tǒng)設(shè)置開關(guān)信號傳送給計算機。這些信號實質(zhì)是一種電平各異的數(shù)字信號，所以開關(guān)信號輸入通道又稱為數(shù)字輸入通道（DI）。由于開關(guān)信號只有兩種邏輯狀態(tài)“ON”和“OFF”或數(shù)字信號“1”和“0”，但是其電平一般與計算機的數(shù)字電平不相同，與計算機連接的接口只需考慮邏輯電平的變換以及過程噪聲隔離等設(shè)計問題，它主要由輸入緩沖器、電平隔離與轉(zhuǎn)換電路和地址譯碼電路等組成。

（2）輸出通道接口。開關(guān)信號輸出通道的作用是將計算機通過邏輯運算處理后的開關(guān)信號傳遞給開關(guān)執(zhí)行器（如繼電器或報警指示器）。它實質(zhì)是邏輯數(shù)字的輸出通道，又稱為數(shù)字輸出通道（DO）。DO通道接口設(shè)計主要考慮的是內(nèi)部與外部公共地隔離和驅(qū)動開關(guān)執(zhí)行器的功率。開關(guān)量輸出通道接口主要由輸出鎖存器、驅(qū)動器和輸出口地址譯碼電路等組成。

二、人機接口

人機接口是操作者與機電系統(tǒng)（主要是控制微機）之間進行信息交換的接口。按照信息的傳遞方向，可以分為輸入與輸出接口兩大類。機電系統(tǒng)通過輸出接口向操作者顯示系統(tǒng)的各種狀態(tài)、運行參數(shù)及結(jié)果等信息；另一方面，操作者通過輸入接口向機電系統(tǒng)輸入各種控制命令，干預(yù)系統(tǒng)的運行狀態(tài)，以實現(xiàn)所要求的功能。

1、輸入接口。

（1）撥盤輸入接口。撥盤是機電一體化系統(tǒng)中常見的一種輸入設(shè)備，若系統(tǒng)需要輸入少量的參數(shù)，如修正系數(shù)、控制目標等，采用撥盤較為方便，這種方式具有保持性。撥盤的種類很多，作為人機接口使用最方便的是十進制輸入、BCD碼輸出的BCD碼撥盤。BCD碼撥盤可直接與控制微機的并行口或擴展口相連，以BCD碼形式輸入信息。

（2）鍵盤輸入接口。鍵盤是一組按鍵集合，向計算機提供被按鍵的代碼。常用的鍵盤有：

1）編碼鍵盤，自動提供被按鍵的編碼（如ASCII碼或二進制碼）；

2）非編碼鍵盤，僅僅簡單地提供按鍵的通或斷（“0”或“1”電位），而按鍵的掃描和識別，則由設(shè)計的鍵盤程序來實現(xiàn)。前者使用方便，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高；后者電路簡單，便于設(shè)計。

2、輸出接口。在機電一體化系統(tǒng)中，發(fā)光二極管顯示器（LED）是典型的輸出設(shè)備，由于LED顯示器結(jié)構(gòu)簡單、體積小、可靠性高、壽命長、價格便宜，因此使用廣泛。常用的LED顯示器有7段發(fā)光二極管和點陣式LED顯示器。7段LED顯示器原理很簡單，是同名管腳上所加電平高低來控制發(fā)光二極管是否點亮而顯示不同字形的。點陣式LED顯示器一般用來顯示復(fù)雜符號、字母及表格等，在大屏幕顯示及智能化儀器中有廣泛應(yīng)用。

結(jié)語：

接口技術(shù)是研究機電一體化系統(tǒng)中的接口問題，使系統(tǒng)中信息和能量的傳遞和轉(zhuǎn)換更加順暢，使系統(tǒng)各部分有機地結(jié)合在一起，形成完整的系統(tǒng)。接口技術(shù)是在機電一體化技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，隨著機電一體化技術(shù)的發(fā)展而變得越來越重要；同時接口技術(shù)的研究也必然促進機電一體化的發(fā)展。從某種意義上講，機電一體化系統(tǒng)的設(shè)計，就是根據(jù)功能要求選擇了各部分后所進行的接口設(shè)計。接口的好與壞直接影響到機電一體化系統(tǒng)的控制性能，以及系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性，因此接口技術(shù)是機電一體化系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

參考文獻：

[1]費仁元，張慧慧，鄭剛。機電接口技術(shù)的內(nèi)涵和發(fā)展。北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報。2003.（4）

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首先，機電接口被應(yīng)用在機電一體化系統(tǒng)中能夠作為模擬信號的輸入接口而存在，通常在機電一體化系統(tǒng)的運行過程中，對于機械系統(tǒng)的運行狀態(tài)信號的傳遞是由傳感器或者變送器負責(zé)，而接收并且模擬機械系統(tǒng)的輸出信號的則是機電接口。其原因是由于運行狀態(tài)的信號多為模擬的電壓或者電流信號，而電子系統(tǒng)對這些信號無法做到有效的識別和控制，只有通過機電接口對這些信號進行接收以及模擬，才能通過電子系統(tǒng)對這些信號進行有效的分辨，達到將機械系統(tǒng)和電子系統(tǒng)兩者有效結(jié)合形成一個整體的目的。其次，機電接口被應(yīng)用在機電一體化系統(tǒng)中能夠作為模擬信號的輸出接口而存在，在機電一體化系統(tǒng)的正常運行過程中，不僅電子系統(tǒng)對于機械系統(tǒng)的輸出信號無法有效的識別和控制，機械系統(tǒng)對于直接由電子系統(tǒng)的輸出信號也無法做到有效的識別和控制，智能有機電接口來實現(xiàn)兩者之間的有效連接，機電接口能夠?qū)τ嬎銠C的輸出信號轉(zhuǎn)換成機械系統(tǒng)能夠識別的模擬電壓信號或者模擬電流信號，幫助電子系統(tǒng)實現(xiàn)對機械系統(tǒng)的智能化和信息化控制，完成機電一體化系統(tǒng)正常運行的目的。最后，機電接口能夠作為機電一體化系統(tǒng)中的開關(guān)信號通道接口而存在。在機電一體化系統(tǒng)的有效運轉(zhuǎn)過程中，不僅要對機械系統(tǒng)和電子系統(tǒng)的實時連接做好接口設(shè)置工作，還有許多需要需要處理的開關(guān)閉合和斷開信號、指示燈的顯示與熄滅信號、繼電器和接觸器的吸合與釋放信號等等需要處理，這些信號的模擬、輸入以及輸出同樣需要用到機電接口。因此機電接口也能夠作為保證機電一體化系統(tǒng)中的開關(guān)信號的正常運轉(zhuǎn)的開關(guān)信號通道接口而存在。

2人機接口在機電一體化系統(tǒng)中的運用

人機接口在機電一體化系統(tǒng)中的作用主要是負責(zé)將技術(shù)人員的指令翻譯成相關(guān)的信號輸送到機電系統(tǒng)中，進行控制指令與動作指令之間的信息交換，保證機電一體化系統(tǒng)能夠在工作人員的控制和管理下正常運轉(zhuǎn)。因此人機接口在機電一體化系統(tǒng)中的運用主要是作為拔盤輸入接口、鍵盤輸入接口以及鍵盤輸出接口而存在。其中撥盤輸入接口的功能主要是負責(zé)機電一體化系統(tǒng)中系統(tǒng)參數(shù)的修正與控制作用，能夠幫助工作人員對機電一體化系統(tǒng)中的諸多參數(shù)信息完成相關(guān)的調(diào)整工作，而鍵盤輸入接口則是作為向電子技系統(tǒng)中的計算機鍵盤輸入和輸出接口而存在，其能夠幫助電子系統(tǒng)中計算機與鍵盤之間的有效連接，其中電子系統(tǒng)的鍵盤又可以分為編碼鍵盤和非編碼鍵盤，兩者分別具有不同的優(yōu)勢和劣勢，然而總體都能夠滿足電子系統(tǒng)中計算機正常運轉(zhuǎn)的諸多功能上的要求。

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2計算機軟件數(shù)據(jù)接口的應(yīng)用

實際數(shù)據(jù)接口并不是體現(xiàn)單一的形式，其包含多樣化模式，例如：函數(shù)、API，或者是格式數(shù)據(jù)包，在此基礎(chǔ)上，針對數(shù)據(jù)接口的應(yīng)用做如下分析：

2.1函數(shù)模式應(yīng)用

數(shù)據(jù)接口的函數(shù)模式，屬于特性程序，由開發(fā)商在軟件出廠時，設(shè)定一套函數(shù)，預(yù)測、評估用戶可能進行的行為操作，全部輸入到數(shù)據(jù)接口內(nèi)，促使函數(shù)接口的方式表現(xiàn)出多樣化，封裝后投入使用。此類函數(shù)基本由技術(shù)人員控制，僅限于軟件開發(fā)商，其在出廠時已經(jīng)完成函數(shù)的封閉工作，所以只有單方人員知曉，屬于密閉的數(shù)據(jù)接口。此類模式，保持數(shù)據(jù)接口程序的完整性，如果用戶使用函數(shù)模式，由開發(fā)商提供，無需進行二次書寫[2]。函數(shù)模式的數(shù)據(jù)接口技術(shù)含量較高，保密性和穩(wěn)定性明顯，在現(xiàn)代軟件開發(fā)中，屬于常用數(shù)據(jù)接口。

2.2中間數(shù)據(jù)庫模式應(yīng)用

數(shù)據(jù)庫模式，主要依賴于具有公共特性的數(shù)據(jù)庫，本身則屬于數(shù)據(jù)類型，需要借助授權(quán)途徑。此模式局限性較高，用戶在使用軟件時，只能根據(jù)數(shù)據(jù)庫規(guī)模的數(shù)據(jù)接口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)庫。其在開發(fā)時，較為簡單，適用于小型軟件。雖然在特定數(shù)據(jù)接口的處理上，效率明顯，但是相對其他數(shù)據(jù)庫，可能會出現(xiàn)配置問題，特別是復(fù)雜的類型，會增加數(shù)據(jù)接口的處理難度，限制數(shù)據(jù)接口的工作范圍。

2.3文件交換模式應(yīng)用

此模式應(yīng)用具備一定的特殊性，必須借助特性數(shù)據(jù)，才可支持數(shù)據(jù)接口應(yīng)用。一般數(shù)據(jù)包括兩類，第一是TXT文件，由windows自主配置，在現(xiàn)代計算機系統(tǒng)內(nèi)比較常見，屬于通用格式，例如：程序開發(fā)基本都會支持TXT，在文本內(nèi)記錄html代碼、編程，可以迅速轉(zhuǎn)化為可讀模式，供軟件讀取，實現(xiàn)靈活轉(zhuǎn)換。目前，大部分技術(shù)員習(xí)慣利用TXT編寫代碼，完成軟件開發(fā)，應(yīng)用便捷，不僅可以實現(xiàn)簡單語言的書寫，同時對特殊符號的識別能力明顯，體現(xiàn)常規(guī)特性[3]。第二是INI文件，屬于系統(tǒng)內(nèi)配，系統(tǒng)內(nèi)直接配置INI函數(shù)，適應(yīng)于普遍軟件，在INI約束下，軟件自主記錄自身信息，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，INI文件具備自主特性，應(yīng)用規(guī)模逐漸擴大。綜上所述，數(shù)據(jù)接口應(yīng)用為計算機軟件發(fā)展提供可靠、穩(wěn)定的空間，簡化軟件開發(fā)流程，提高開發(fā)效率，保障軟件開發(fā)質(zhì)量，推進軟件迅速投入使用。

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中圖分類號：G420文獻標識碼：A文章編號：16727800（2011）012019302

基金項目：湖南省光電課程組教學(xué)團隊項目，衡陽師范學(xué)院教研課題（Jykt201007）；湖南省科技計劃項目（2011FJ3097）

作者簡介：龍祖強（1974-），男，湖南湘鄉(xiāng)人，博士，衡陽師范學(xué)院副教授，研究方向為模糊控制理論及應(yīng)用；張登玉（1962-），男，湖南祁陽人，博士，衡陽師范學(xué)院教授，研究方向為量子光學(xué)與量子信息；許岳兵（1962-），男，湖南岳陽人，碩士，衡陽師范學(xué)院講師，研究方向為嵌入式系統(tǒng)開發(fā)；劉燦（1984-），女，山東菏澤人，碩士，衡陽師范學(xué)院講師，研究方向為自助控制技術(shù)。

1教學(xué)現(xiàn)狀

微機接口技術(shù)是一種硬件軟件相互交錯且互為基礎(chǔ)的應(yīng)用技術(shù)，其教學(xué)內(nèi)容枯燥抽象，課時數(shù)量不足，教師的教學(xué)難度較大，普遍存在有勁使不上的感覺。同時，學(xué)生對于這門課程的學(xué)習(xí)目的不明確，多數(shù)認為沒有什么實際用途，對自己今后就業(yè)沒有幫助。另外，本門課程要求學(xué)生對匯編語言有一定的基礎(chǔ)，在當前浮躁的社會氣氛下，急功近利的學(xué)生也不在少數(shù)，認為該課程不象高級語言程序課程那樣立竿見影地解決許多應(yīng)用問題。實際上，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防，以及日常生活中涉及到微機接口技術(shù)的實例很多，比如自動稱量包裝系統(tǒng)，自動種子培育系統(tǒng)，自動火炮瞄準系統(tǒng)，智能電梯控制系統(tǒng)等等，這就要求教師在理論教學(xué)過程中，結(jié)合當今信息科技的新技術(shù)，引導(dǎo)學(xué)生對該課程有正確的認識，增加學(xué)生對科技的興趣。在實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，教師可以嘗試使用一些簡單實用的案例作為實踐教學(xué)的切入點，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機，增強學(xué)生的求知欲，盡可能的改變學(xué)生學(xué)習(xí)主動性差，學(xué)習(xí)興趣較低的現(xiàn)象。

學(xué)校現(xiàn)有的實驗教學(xué)硬件系統(tǒng)老化，大多數(shù)是一些箱式實驗系統(tǒng)。并且，實驗系統(tǒng)能夠提供給學(xué)生的實驗項目一般是使用單個接口芯片（例如8255、8251、74LS273），實驗過程中一些偷懶的學(xué)生不愿意親自動手編寫程序，只是簡單地連接導(dǎo)線并調(diào)用固化程序來完成實驗，從而導(dǎo)致實驗設(shè)計過于簡單，達不到實驗?zāi)康摹Ａ硗?，教學(xué)設(shè)計不合理，部分院校在制定教學(xué)大綱的過程中理論和實踐比例安排失調(diào)，實踐教學(xué)安排過少，導(dǎo)致學(xué)生不能夠充分利用資源進行有效學(xué)習(xí)。

2教學(xué)改革

2.1改革實驗內(nèi)容和方法

傳統(tǒng)的實驗教學(xué)是從屬于理論教學(xué)的，改革的思路是就要提高實驗教學(xué)的地位。為了實現(xiàn)這個目標必須對原有的實驗內(nèi)容進行整編與更新。既要保證實驗課與理論課的銜接，又要達到培養(yǎng)學(xué)生實際工程設(shè)計能力的目的。經(jīng)多年的教學(xué)實踐，我們決定繼續(xù)選用8255、8279、8253、8259、A/D及D/A等通用接口芯片作為實驗接口芯片，其中包括基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗、設(shè)計性與研究性實驗，并且循序漸進地加大綜合性實驗和設(shè)計性研究性實驗的比例。在此基礎(chǔ)上，引入EDA技術(shù)是非常必要的。這樣可以使得實驗擴展為兩部分，即常規(guī)的微機原理與接口實驗和基于CPLD/FPGA硬件描述語言的微機原理與接口實驗，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣與愛好安排自己的實驗，在實驗設(shè)計上有更大空間發(fā)揮自己的想象力與創(chuàng)造力。具體的方法如下：

（1）要求學(xué)生做好實驗課程預(yù)習(xí)。實驗預(yù)習(xí)對如質(zhì)如量在規(guī)定的時間里完成規(guī)定的實驗內(nèi)容是非常必要的，因此我們每次實驗課結(jié)束前就安排下一次實驗內(nèi)容。要求學(xué)生根據(jù)實驗教學(xué)目的和要求，結(jié)合課堂教授的理論知識，亦可通過互聯(lián)網(wǎng)查閱相關(guān)資料，做好實驗的準備工作，做到實驗?zāi)康拿鞔_、實驗原理明晰，實驗內(nèi)容充實。

（2）在實驗開始前不再簡單地給學(xué)生提供實驗電路和接口程序，只提出具體的實驗要求和實驗?zāi)繕?，讓學(xué)生通過實驗預(yù)習(xí)以及對實驗?zāi)康?、實驗要求的理解和分析，自行設(shè)計實驗方案、電路和編寫實驗程序，以培養(yǎng)學(xué)生的獨立設(shè)計能力。

（3）實驗課時增設(shè)師生互動環(huán)節(jié)、增加學(xué)生之間的交流與討論，改變以教師為中心的傳統(tǒng)教學(xué)模式，建立“以學(xué)生為主體、教師啟發(fā)為輔導(dǎo)”的實驗教學(xué)新模式。

2.2整編實驗教材

實驗內(nèi)容的更新必須反映到實驗教材上。對于新實驗教材的編寫，我們應(yīng)該摒棄舊的教材模式，更新的實驗內(nèi)容，且將重點內(nèi)容放在接口芯片和實驗器材的功能介紹上。為此，我們?nèi)∠司唧w的實驗步驟、實驗連接線圖及實驗程序，取而代之的是實驗?zāi)康摹嶒炘?、實驗?nèi)容、實驗教學(xué)要求、實驗程序設(shè)計流程圖及實驗思考提問等內(nèi)容。

2.3改進考核方法

對學(xué)生實驗成績科學(xué)合理的考核評定，可以有效地促進學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)興趣，是改進實驗教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)。為提高學(xué)生的實驗?zāi)芰驮O(shè)計能力，我們應(yīng)該根據(jù)接口實驗教學(xué)的特點，建立一種多元化的考核方法，即不同的實驗內(nèi)容，考核的側(cè)重點不同，綜合地評定學(xué)生實驗成績。

（1）基礎(chǔ)性實驗考核方式。主要觀察學(xué)生在實驗中的基本操作能力，同時考察學(xué)生對實驗原理的掌握程度和對實驗儀器的使用能力。學(xué)生實驗成績由實驗操作考核成績( 60% ) 和實驗原理知識考核成績(20%) 、實驗發(fā)揮部分考核成績(20% )組成。實驗操作考核成績由實驗設(shè)計方案、實驗電路、實驗程序、實驗結(jié)果和實驗報告構(gòu)成。實驗理論考核由學(xué)院統(tǒng)一組織，采用筆試考核確定成績。實驗發(fā)揮部分考核成績主要考查選做部分的完成情況。不必每次實驗對每個學(xué)生進行考核，可以采用抽查的方式，只要保證每個學(xué)生在一個學(xué)期內(nèi)至抽到三次即可。

（2）綜合性實驗考核方式。綜合性實驗往往包括了若干個實驗原理，考核目標應(yīng)該考查實驗原理的合理性，實驗操作的正確性和可行性。學(xué)生實驗成績由實驗方案設(shè)計、實驗操作過程、結(jié)論與數(shù)據(jù)分析和實驗報告組成，由指導(dǎo)教師根據(jù)實際情況以抽查的方式進行考核。

（3）設(shè)計性和研究性實驗考核方式。對于這類實驗，應(yīng)該重點考查學(xué)生分析與解決問題的能力和創(chuàng)新的能力。學(xué)生實驗成績采用小論文答辯方式進行考核，學(xué)生要將選題綜述、設(shè)計方案、實驗過程、結(jié)果與分析整理成論文，由指導(dǎo)教師評閱后組織答辯并給分。

3結(jié)束語

“微機原理與接口技術(shù)”是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，目前正面臨著諸如教師難教學(xué)生難學(xué)的困境，也存在實驗儀器老化實驗內(nèi)容陳舊的問題。經(jīng)過幾年的教學(xué)改革與實踐，我們深化了課程改革和建設(shè)，提升了實驗教學(xué)水平和質(zhì)量?，F(xiàn)有實驗課程內(nèi)容與方法、實驗教材、實驗考核方式比以前均有明顯的改進，極大地調(diào)動了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，增強了他們對實驗學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的綜合設(shè)計能力和實踐能力。

參考文獻：

[1]楊翠微.電子信息類專業(yè)微機原理與接口實驗教學(xué)探討[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報,2005(27).

[2]管希萌.關(guān)于微機原理課程改革的幾點思考[J].揚州教育學(xué)院學(xué)報,2004(22).

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1　引言

激光具有波長單一和良好的方向性，所以和傳統(tǒng)的探測方法相比，激光探測具有精度高，抗干擾能力強等特點，在激光測距、激光雷達、激光告警、激光制導(dǎo)、目標識別等軍事領(lǐng)域，都得到了廣泛應(yīng)用。針對不同武器系統(tǒng)的需求，激光探測系統(tǒng)接口呈現(xiàn)出多樣性。

近年來，隨著應(yīng)用需求和集成化度的增加，激光探測系內(nèi)部、激光探測系統(tǒng)和各武器平臺之間集成了不同廠商的硬件設(shè)備、數(shù)據(jù)平臺、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等，由此帶來的異構(gòu)性給探測系統(tǒng)的互操作性、兼容性及平滑升級能力帶來了問題。

對激光探測系統(tǒng)而言，接口技術(shù)的設(shè)計是整個系統(tǒng)集成的關(guān)鍵技術(shù)。一個激光探測系統(tǒng)的設(shè)計、實施，有很大的工作量是在接口的處理上，好的接口設(shè)計可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、運行效率、升級能力等，本文以激光探測系統(tǒng)接口技術(shù)為研究對象，著重分析其接口技術(shù)類型、設(shè)計考慮因素和驗證方法。

2　激光探測系統(tǒng)幾種主要接口技術(shù)

接口是多要素或多系統(tǒng)之間的公共邊界部分，對激光探測系統(tǒng)的接口包括機械接口、電氣接口、電子接口、軟件接口等，本文著重討論電子接口。按物理電氣特性劃分，常用的激光探測系統(tǒng)接口類型可分為以下幾類：

1　TTL電平接口：最通用的接口類型，常用做系統(tǒng)內(nèi)及系統(tǒng)間接口信號標準。驅(qū)動能力一般為幾毫安到幾十毫安，在激光探測系統(tǒng)中主要應(yīng)用是作為長距離的總線數(shù)據(jù)和控制信號的傳輸

2　CMOS電平接口：速度范圍與TTL相仿，驅(qū)動能力要弱一些。

3　ECL電平接口：為高速電氣接口，速率可達幾百兆，但相應(yīng)功耗較大，電磁輻射與干擾與較大。

4　LVDS電平接口：在標準中推薦的最大操作速率是655Mbps，電流驅(qū)動模式，信號的噪聲和EMI都較小。

5　GTL接口電平：低電壓，低擺幅，常用作背板總線型信號的傳輸，雖然使用頻率一般在100MHz以下，但上升沿一般都比較陡，特別是對沿敏感的信號，如時鐘信號。

6　RS-232電平接口：為低速串行通信接口標準，電平為±12V，用于DTE與DCE之間的連接。RS-232接口采用不平衡傳輸方式，收、發(fā)端的數(shù)據(jù)信號是相對于信號地的電平而言，其共模抑制能力低，傳輸距離近，多用于點對點接口通訊。

7　RS-422/RS-485接口：采用平衡方式傳輸，采用差分方式，使其在通訊速率、抗干擾性和傳輸距離較RS-232接口有較大改善。多用于多點接口通迅。RS485電平接口可驅(qū)動32個負載，忍受-7V到12V共模干擾。

9　光隔離接口：能實現(xiàn)電氣隔離，更高速率的器件價格較昂貴。

10　線圈耦合接口：電氣隔離特性好，但允許信號帶寬有限

11　以太網(wǎng)：經(jīng)常采用的是10Base-T和100Base-T兩種主流標準，主要應(yīng)用激光探測系統(tǒng)和分系統(tǒng)之間的接口通訊和數(shù)據(jù)傳輸。以太網(wǎng)接口具有性價比高、數(shù)據(jù)傳輸速率高、資源共享能力強和廣泛的技術(shù)支持等眾多優(yōu)點。

12　USB接口：USB總線接口是一種基于令牌的接口，USB主控制器廣播令牌，總線上的設(shè)備檢測令牌中的地址是否與自身相符，通過發(fā)送和接收數(shù)據(jù)對主機作出響應(yīng)，其最大的優(yōu)點是安裝配置簡單。

3　激光探測系統(tǒng)接口方案設(shè)計考慮因素

隨著大規(guī)模數(shù)字處理芯片和高速接口芯片的迅猛發(fā)展，激光探測系統(tǒng)也呈現(xiàn)出智能化、小型化、模塊化的趨勢。在激光探測系統(tǒng)中，信息接口的設(shè)計逐漸向標準化、網(wǎng)絡(luò)化、多節(jié)點、高速等方向展

3.1　接口信號傳輸中的干擾噪聲

3.1.1　接口信號傳輸中的主要干擾形式

a)串模干擾：雜散信號通過感應(yīng)和輻射的方式進入接口信道的干擾。串模干擾的產(chǎn)生原因主要是傳輸中插件等所產(chǎn)生的接觸電勢、熱電勢等噪聲引起的。

b) 共模干擾：干擾同時作用在兩根信號往返線上，而且幅指相同。共模干擾產(chǎn)生的原因，主要是傳輸線路較長，在發(fā)送端和接收端之間存在著接地的電位差。

3.1.2　接口信號傳輸中的抗干擾措施

a)傳輸線的選擇

為了抑制由于雜散電磁場通過電磁感應(yīng)和靜電感應(yīng)進入信道的干擾，接口傳輸線應(yīng)盡量選用雙絞線和屏蔽線，并將屏蔽層接地，而且屏蔽層的接地要于激光探測系統(tǒng)一端浮地的結(jié)構(gòu)形式配合，不要將屏蔽線層當作信號線和公用線。

b)傳輸線的平衡和匹配

采用平衡電路和平衡傳輸結(jié)構(gòu)是抑制共模干擾的有力措施。目前廣泛使用的是差分式平衢性線電路，例如RS-422/RS-485標準串口電路。

接口信號傳輸時還要考慮與傳輸線特性阻抗的匹配問題。一般長線傳輸?shù)尿?qū)動器接收器都適用于驅(qū)動特性阻抗為50Ω—150Ω的同軸電纜和雙絞線，一般接口接收器的輸入阻抗要比傳輸線的特性阻抗大，因此要設(shè)法將兩者匹配，最好將發(fā)送端和接收端匹配。

控制信號線的具體配置：控制信號線要和強電、數(shù)據(jù)總線、地址總線分開，盡量選用雙絞線和屏蔽線，并將屏蔽層接地。

c)隔離技術(shù)：電位隔離是常用的抗干擾方法，接口信號采用光電隔離和電磁隔離可以切斷接口內(nèi)外線路的電氣連接，從而減弱露流、地阻抗耦合等傳導(dǎo)性干擾的影響。

3.2　接口硬件的選擇原則：

3.2.1　為各類接口選擇合適的總線接口芯片、接口總線，并設(shè)計具體的接口電路。

3.2.3　選擇接口芯片時應(yīng)根據(jù)激光探測系統(tǒng)CPU/MPU類型，總線類型／寬度和系統(tǒng)所完成的功能并按照高效、經(jīng)濟、可靠，方便、簡單的原則來確定。

3.2.4　設(shè)計具體的接口電路應(yīng)具體考慮電源問題

3.2.5　數(shù)據(jù)／命令的鎖存和驅(qū)動

激光探測系統(tǒng)內(nèi)部及激光探測系統(tǒng)和其他系統(tǒng)間實施數(shù)據(jù)／命令傳輸時，一般采用數(shù)據(jù)鎖存技術(shù)來適應(yīng)雙方讀寫的時間要求。

3.3　接口的實時性

由于激光探測系統(tǒng)對數(shù)據(jù)處理和傳輸?shù)膶崟r性要求很高，設(shè)計時要使時鐘抖動、通道間時延、工作周期失真以及系統(tǒng)噪聲最小化，所以設(shè)計接口時盡量選用高通訊速率和同步工作方式。

接口軟件的設(shè)計原則

同步通訊系統(tǒng)軟件設(shè)計要充分考慮數(shù)據(jù)流量的控制，最好在數(shù)據(jù)發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)時每隔一段時間插入一段空閑時間，從而保證數(shù)據(jù)同步傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

異步通訊系統(tǒng)軟件設(shè)計要充分考慮合理的數(shù)據(jù)校驗方式，可以根據(jù)系統(tǒng)要求選擇冗余校驗、校驗和、冗余校驗的方法。

4　激光探測系統(tǒng)接口方案設(shè)計驗證

構(gòu)建高速有效的激光探測系統(tǒng)接口是非常有挑戰(zhàn)性的，并且設(shè)計者需要在設(shè)計接口前后就考慮多個因素，詳細的系統(tǒng)級的驗證都是必須的。

4.1　設(shè)計前的驗證

基于指令集模擬器和硬件模擬器軟硬件模擬技術(shù)是一種高效、低代價的系統(tǒng)驗證方法。接口設(shè)計軟件采用匯編，C，C++等語言編寫，用戶編寫的接口源程序經(jīng)過交叉編譯器和連接器編譯，輸入到軟件指令集模擬器進行軟件模擬。而接口硬件驗證則采用硬件描述語言如VHDL設(shè)計，經(jīng)過編譯后由硬件模擬器模擬。但設(shè)計前的驗證也有一定的局限性，比如只能驗證數(shù)字接口和驗證環(huán)境理想化等缺點。這些都需要設(shè)計后的驗證

4.2　設(shè)計后的驗證

最常見的驗證方法是制作模擬激光探測系統(tǒng)內(nèi)部接口和系統(tǒng)間外部接口的通用信號源，通用信號源可以模擬探測系統(tǒng)內(nèi)部的如主回波、時統(tǒng)、顯示、鍵盤等信號，也可以模擬輸入外部操控命令，并將激光探測系統(tǒng)狀態(tài)、測量數(shù)據(jù)等信息顯示輸出。

篇7

Research and Practice on Microcomputer Principle and Interface Technology in Independent College

Yu Guiling

【Abstract】Operating system course of computer science major is not only a main course of this specialty，but also it’s one of the important contents in Machinery and electronics，Numerical Control，electromechanical and so on. The course is an integrated curriculum， content is complex， involving a wide range of. It’s theoretical， practical， many concepts and algorithms are rather abstract， for beginners is not easy to understand. In this paper Independent College students' characteristics， on the basis of application type talents training target， combined with their own teaching practice， the teaching of the course a useful exploration and research.

【Key words】independent college；Microcomputer Principle and Interface Technology；application talent；teaching research and practice

隨著IT技術(shù)的飛速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)日益成熟，微處理器的大量發(fā)展將計算機技術(shù)滲透嵌入到了各種儀表和控制系統(tǒng)中，特別是嵌入式技術(shù)的廣泛應(yīng)用，智能化、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)更是融合了傳感技術(shù)、通信技術(shù)、計算機技術(shù)及微電子技術(shù)、控制技術(shù)等，使得《微機原理與接口技術(shù)》課程的地位越來越重要。《微機原理與接口技術(shù)》課程本身就是一門綜合性課程，內(nèi)容繁雜、知識點多，涉及面廣；其理論性、實踐性、應(yīng)用性都較強，且軟硬件相結(jié)合，對培養(yǎng)學(xué)生在微型計算機基本構(gòu)成與外界聯(lián)系（廣義輸入/輸出）的應(yīng)用方面，建立微機系統(tǒng)的整機概念，具備微機系統(tǒng)軟硬件開發(fā)和應(yīng)用的基本能力，提高分析問題、解決問題的思維能力和實際動手能力、工程設(shè)計能力、創(chuàng)新能力等，都具有極其重要的意義。因此越來越多的專業(yè)，如計算機應(yīng)用、自控類、機電類、電子類、通信類等專業(yè)都將此課程列為必修的專業(yè)課或?qū)I(yè)基礎(chǔ)課。該課程的先修課程有《電力與電子學(xué)》《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計》《匯編語言程序設(shè)計》《計算機組成原理》《操作系統(tǒng)原理》等，并為《單片機原理及應(yīng)用》《EDA技術(shù)》《嵌入式系統(tǒng)及應(yīng)用》《計算機控制技術(shù)》《DSP器件原理及應(yīng)用》《可編程器件原理及應(yīng)用》《多媒體技術(shù)》等不同專業(yè)的后續(xù)課程打好基礎(chǔ)。

盡管本門課程如此重要，但是對于三本院校學(xué)生來說學(xué)好它實屬不易。首先，學(xué)生自身特點：基礎(chǔ)知識薄弱，自學(xué)能力欠缺；其次，高校中普遍存在“重軟輕硬” 的現(xiàn)象產(chǎn)生的影響，只注重軟件程序設(shè)計，針對硬件的設(shè)計開發(fā)很少；第三，針對三本院校應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標，硬件課程學(xué)時也在不斷壓縮，造成學(xué)生對硬件課程的學(xué)習(xí)沒有熱情，動手能力差，出現(xiàn)只會讀書不會動手的局面。

基于上述原因，有必要在應(yīng)用型人才的培養(yǎng)方案下對本課程的理論教學(xué)和實驗教學(xué)改革進行探索和實踐。

1 教學(xué)中存在的問題

《微機原理與接口技術(shù)》是計算機技術(shù)的硬件課程之一，通過該課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生從理論和實踐上掌握微型計算機的工作原理和基本組成，熟悉微機的匯編指令體系及匯編程序設(shè)計方法，以及常用接口技術(shù)及其軟硬件設(shè)計方法，建立微機系統(tǒng)的整體概念，達到初步具有微機應(yīng)用系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計、開發(fā)能力。

本課程呈現(xiàn)的特點：內(nèi)容繁雜，缺乏系統(tǒng)性，更新速度快，軟硬件相結(jié)合；這就要求我們要不斷調(diào)整理論教學(xué)和實踐方案，以適應(yīng)新形勢的需要，促進學(xué)生學(xué)習(xí)，培養(yǎng)出合格的應(yīng)用型人才。本課程的講授與學(xué)習(xí)的過程中存在以下的問題：

（1）教學(xué)方法方面：“灌輸式”的教學(xué)方法，以課堂講授為主，將學(xué)生置于被動接收知識的地位，忽略了學(xué)生主體地位的作用，對啟發(fā)式、討論式和研究式的教學(xué)方法采用得比較少。這樣的教學(xué)模式不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，學(xué)生缺少自己動手分析、設(shè)計具體系統(tǒng)接口實例的過程，導(dǎo)致他們只顧記憶知識點，忽略了對問題實質(zhì)的理解和掌握，忽略了對各部分知識內(nèi)容之間關(guān)系的把握。

（2）教學(xué)內(nèi)容方面：本課程內(nèi)容繁雜理論性強，看似缺少系統(tǒng)性，但又跟其他課程緊密相關(guān)，涉及到許多硬件技術(shù)和軟件實現(xiàn)技術(shù)，如計算機組成原理中的存儲器部分、總線I/O接口部分、中斷技術(shù)等，匯編語言的編程等，這些技術(shù)又往往交織在一起，是在原有基礎(chǔ)上再深入，這就要求處理好微機原理與接口技術(shù)課程和計算機組成原理、匯編語言程序設(shè)計、操作系統(tǒng)原理等課程之間的關(guān)系。

（3）實踐環(huán)節(jié)方面：大多數(shù)高校采用的是集成性實驗箱，對芯片功能進行驗證性實驗，即實驗箱提供一個集成環(huán)境，通過軟件將實驗箱上的芯片與PC機通訊，芯片接口及線路都是固定好的并封閉在實驗箱內(nèi)；實驗中用到的全部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、電路連線和代碼都有提供，學(xué)生真正自己動手設(shè)計的實驗很少，課程設(shè)計環(huán)節(jié)幾乎沒有，缺少課程學(xué)習(xí)小論文，學(xué)生參與研究性學(xué)習(xí)的機會少，不利于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

（4）學(xué)生方面：學(xué)生本身基礎(chǔ)知識薄弱，學(xué)習(xí)主動性不強，計算機組成原理等前繼課程基礎(chǔ)不牢，加上集成性實驗箱的提供、電路連線和代碼的提供一定程度上助長了學(xué)生的惰性，影響了學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新欲望。

（5）社會需求方面：高等院校尤其國家計算機專業(yè)一級學(xué)科過分強調(diào)了培養(yǎng)軟件大師，忽視了教給學(xué)生扎實的基礎(chǔ)知識，以及硬件開發(fā)能力的培養(yǎng)，以至于現(xiàn)在不論企業(yè)、社會還是學(xué)生本人多數(shù)只希望學(xué)習(xí)技術(shù)前沿的東西，即便是軟件編程也忽視了像匯編語言這樣的底層語言的學(xué)習(xí)。這實際上也是個體的當前利益和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的長遠利益之間的矛盾。

2 理論課程改革的具體實施

微機原理與接口技術(shù)課程的主要內(nèi)容包括微處理器基本概念、工作原理和硬件結(jié)構(gòu)；匯編語言指令系統(tǒng)和程序設(shè)計方法與技巧；中斷系統(tǒng)、定時器/計數(shù)器和串行通訊的工作原理和應(yīng)用；微機系統(tǒng)擴展、人機交互、A/D和D/A等接口技術(shù)，以及微機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計實例。理論課程改革首先從優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改變教學(xué)方法入手。

2.1 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改變教學(xué)方法：由于微機原理與接口技術(shù)課程知識點多理論性強，所以在授課時，結(jié)合學(xué)生比較熟悉的身邊實例來進行講解，把原理知識與實際應(yīng)用相結(jié)合，形成了新的教學(xué)方法：

（1）案例教學(xué)法：課程內(nèi)容所涉及的基礎(chǔ)知識結(jié)合生活中的實例進行講解。采用實例教學(xué)，可以把我們身邊常見到的家用電器、智能交通、公共汽車報站系統(tǒng)、門鈴等常見設(shè)備展示給學(xué)生，通過比較實用又不太復(fù)雜的產(chǎn)品作為實例講解設(shè)計過程，把相對繁雜的課程內(nèi)容變得相對有趣，從而啟發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的欲望，認識到只要掌握相關(guān)的軟硬件知識，自己也能開發(fā)出實用的電子產(chǎn)品。例如，對于8086/8088系統(tǒng)原理采用原理性案例教學(xué)；對于8253、8255A等芯片接口采用樣例學(xué)習(xí)法的設(shè)計性案例教學(xué)；對于芯片的實際應(yīng)用，采用結(jié)合性案例教學(xué)，如十字路通燈的設(shè)計、出租計價器的設(shè)計等。通過這種方式增強了學(xué)生的動手能力，充分調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，將學(xué)生置于主要地位，提高學(xué)生自我學(xué)習(xí)的能力。

（2）互動式教學(xué)：培養(yǎng)學(xué)生的參與意識、動手能力和思維能力，并激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，是一種良好的教學(xué)方式。例如，“存儲器的連接”中的擴展方式在計算機組成原理課程中已經(jīng)詳細講過，本課程中增加了總線連接、地址分配的問題。在講授這部分時，重新做了調(diào)整：首先回顧關(guān)于該內(nèi)容的一些主要問題如擴展的方法有哪些，如何進行擴展、總線如何連接等.讓學(xué)生在上課前利用業(yè)余時間，帶著問題認真看書，然后回答；在開始上課時，先抽查學(xué)生答題情況，再讓學(xué)生提問；解答問題后，進行總結(jié)，引出存儲器內(nèi)部地址如何分配、與CPU管腳如何連線。這樣學(xué)生是整個教學(xué)的主體，學(xué)習(xí)主動性強，課堂效率高。

（3）類比法教學(xué)：采用比喻的方法將抽象的、難以理解的知識點變得具體、易懂。如在講解存儲器及尋址方式時，首先說明指令操作要先尋找操作對象的操作數(shù)，為提高CPU的運行速度，CPU中設(shè)有寄存器可暫存數(shù)據(jù)，而大量數(shù)據(jù)主要存在存儲器中。若操作數(shù)在寄存器中可直接找到，就是直接尋址；若操作數(shù)在存儲器中不能直接找到，可通過寄存器中的有關(guān)信息找到，即寄存器間接尋址。我們可用去宿舍找學(xué)生作比喻，若知道學(xué)生的具體房間號，可以直接去找（直接尋址），不知道可以去宿舍值班室詢問，得知學(xué)生房間號后再找到學(xué)生，這就類似于寄存器的間接尋址。

又如中斷的引入解決了高速CPU與低速外設(shè)信息的交換問題，CPU由被動變?yōu)橹鲃?，采用分時操作，從而大大提高了效率。如何使學(xué)生理解中斷的執(zhí)行過程，我們可用優(yōu)秀售貨員或以教學(xué)講課中學(xué)生有問題舉手提問作比喻，教師允許學(xué)生提問并解答，即為響應(yīng)中斷和執(zhí)行教學(xué)中斷服務(wù)的程序過程。

（4）直觀教學(xué)法和啟發(fā)式教學(xué)法：課程中有很多難懂的知識點，講解時間較長。如果按照常規(guī)思路一步一步講解，學(xué)生很難長時間緊跟教師思路，勢必影響效果。若適當采用直觀教學(xué)法，利用圖片、動畫等進行直觀教學(xué)，就可以縮短學(xué)生學(xué)習(xí)時間，便于理解知識點；若適當采用啟發(fā)式教學(xué)法，就可以很好地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。例如對于寄存器、存儲單元內(nèi)容，由于微機內(nèi)部芯片的高度集成化的結(jié)果，看不見、摸不著，傳統(tǒng)的教學(xué)方式效果不理想，我們可利用多媒體進行輔助教學(xué)，將抽象、復(fù)雜的內(nèi)容采用直觀、形象的多媒體課件進行演示，化抽象為具體、化難為易，以利于學(xué)生理解和掌握，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

教材中各種圖比較多，如原理圖、時序圖以及流程圖等，采用傳統(tǒng)的教學(xué)方式，既費時又不規(guī)范；運用多媒體課件輔助教學(xué)，可很快直觀地展示給學(xué)生，對重點內(nèi)容可用不同的顏色標注，需強調(diào)的內(nèi)容可用閃爍方式顯示，F(xiàn)LASH動畫顯示漸變的過程進行啟發(fā)式教學(xué)，使學(xué)生緊跟老師的思路，既省去了大量的板書時間，又以整齊、美觀和可重現(xiàn)等方式展現(xiàn)課程內(nèi)容，提高了教學(xué)效率。實踐證明，采用現(xiàn)代化的教學(xué)手段，可以把原本枯燥的硬件課程講解得生動易懂，加深學(xué)生對理論知識的理解，達到事半功倍的效果。

（5）項目教學(xué)法：將原有傳統(tǒng)學(xué)科體系中的知識進行整合，并轉(zhuǎn)化為若干個典型項目，教師作為指導(dǎo)者把相對獨立的項目交給學(xué)生，學(xué)生作為主體直接參與項目實踐過程，包括信息的收集、方案的設(shè)計、項目實施及最終評價等。項目教學(xué)法不再把教師掌握的現(xiàn)成知識技能傳遞給學(xué)生作為追求的目標，而是在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生去尋找得到這個結(jié)果的途徑，最終得到這個結(jié)果，并進行展示和自我評價。項目教學(xué)通常安排在課堂、作業(yè)、實驗三個環(huán)節(jié)之后，以學(xué)生動手操作、完成項目為目標，分為項目選題、項目設(shè)計、項目實施、項目總結(jié)等環(huán)節(jié)。學(xué)習(xí)的重點在學(xué)習(xí)過程而非學(xué)習(xí)結(jié)束，通過這種方式學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中鍛煉各種能力，把學(xué)習(xí)課程時的被動聽課轉(zhuǎn)化為主動探索課程內(nèi)容，不僅使學(xué)生掌握了課程知識，而且鍛煉了學(xué)生的實際工程應(yīng)用能力，加強了綜合運用所學(xué)知識解決實際問題的能力，同時也調(diào)動了自我學(xué)習(xí)的積極性、主動性和創(chuàng)造性。

2.2 注重知識的連貫性：加強書本知識與新知識的聯(lián)系，加強理論知識與應(yīng)用的聯(lián)系；加強本課程與其他課程相關(guān)知識的聯(lián)系。

（1）對教材中學(xué)生不易理解的內(nèi)容，換成學(xué)生熟悉的知識，不僅可以鞏固學(xué)生所學(xué)的知識，而且有益于學(xué)生對新知識的學(xué)習(xí)和理解。如在講解匯編語言編程時，與C語言編程相結(jié)合，與C語言描述對比講解，先講解程序框架，再將用C語言編寫的程序用匯編語言實現(xiàn)，學(xué)生更易理解和接受。

（2）注意課程之間知識點的聯(lián)系，通過舉一反三，使學(xué)生對知識掌握得更牢固，并能靈活應(yīng)用。如對于存儲器擴展、地址分配、中斷及其實現(xiàn)等知識點，都是在原有基礎(chǔ)上擴展和加深，既對學(xué)過知識溫故知新，又有新的擴展和提高，為后續(xù)課程做好鋪墊。

2.3 在有限的課堂教學(xué)中突出重點，增大信息容量：根據(jù)教育部有關(guān)精神，結(jié)合學(xué)分制的特點，近幾年來，經(jīng)過幾次調(diào)整，本課程的課堂教學(xué)時數(shù)進行了壓縮，并將匯編語言課程撤銷，融入到本課程中。對于前繼后續(xù)課程需要做到理清相關(guān)課程之間的關(guān)系，與相關(guān)課程的教師溝通，劃分好各課程的邊界關(guān)系，掃清盲點，減少重復(fù)。要求教師在有限的課堂教學(xué)中，突出課程重點、講清課程難點、保證教學(xué)質(zhì)量，精心制作電子課件，以增大課堂教學(xué)的信息量，拓展學(xué)生的知識范圍，是教師必須認真對待的重要課題。要求學(xué)生在課堂教學(xué)中掌握基本概念、基本思路、基本方法的基礎(chǔ)上，對重點的問題進行分析，對疑難點進行剖析，加強學(xué)生課前的預(yù)習(xí)和課后的復(fù)習(xí)，結(jié)合作業(yè)聯(lián)系、實驗等環(huán)節(jié)把握教學(xué)的要點。

2.4 充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)：我們采用了moodle平臺，一個通用的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺是澳大利亞教師 Martin Dougiamas開發(fā)的基于因特網(wǎng)的課程管理系統(tǒng)，目前在各國已廣泛應(yīng)用。Moodle平臺依據(jù)社會建構(gòu)主義的教學(xué)思想，即教育者（老師）和學(xué)習(xí)者（學(xué)生）都是平等的主體，在教學(xué)活動中，他們相互協(xié)作，并根據(jù)自己已有的經(jīng)驗共同建構(gòu)知識，可以實現(xiàn)課程管理、作業(yè)模塊、測驗?zāi)K、資源模塊、論壇模塊、問卷調(diào)查模塊等功能。

充分應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)信息化教學(xué)手段，在網(wǎng)絡(luò)平臺上向?qū)W生提供教學(xué)要求、電子教案、遠程答疑、應(yīng)用資料等網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源；建立網(wǎng)上題庫，便于學(xué)生更好地消化書本知識；通過網(wǎng)絡(luò)進行專題討論、網(wǎng)絡(luò)釋疑、學(xué)生意見反饋等教學(xué)輔助工作。通過上傳一些最新的有關(guān)本課程的相關(guān)信息，讓學(xué)生對本專業(yè)以及與本專業(yè)有關(guān)知識的了解，擴大視野，豐富知識；打破傳統(tǒng)實踐教學(xué)在時間和空間上的限制，可以在任何時間、任何地點，通過網(wǎng)絡(luò)進行自主學(xué)習(xí)、交流討論。

3 實踐課程改革的具體實施

微機原理與接口技術(shù)課程是一門實踐性較強的技術(shù)基礎(chǔ)課，課堂講授的內(nèi)容大都較為抽象，難于立即消化，掌握起來有一定的難度，這種情況迫切需要將理論和實踐結(jié)合起來，進一步加強實踐環(huán)節(jié)的教學(xué)。本課程的實驗環(huán)節(jié)是課程教學(xué)的重要方面，通過對實踐教師隊伍加強管理與培訓(xùn)，讓實驗室老師參與指導(dǎo)學(xué)生實驗，任課教師參與實驗課程的編排、參與實驗課程的討論、指導(dǎo)，既有效地促進了實驗環(huán)節(jié)，又進一步提高了課堂教學(xué)的效果，保證了實驗教學(xué)的質(zhì)量。

3.1 重視課程教學(xué)實踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生動手能力：本課程實驗包括兩部分：匯編語言程序上機調(diào)試和接口芯片的編程。實驗教學(xué)內(nèi)容以單元實驗為主，緊跟理論教學(xué)進程，即在相關(guān)章節(jié)的課堂教學(xué)結(jié)束時進行上機調(diào)試、驗證。實驗內(nèi)容分為認知階段、提高階段、創(chuàng)新階段三個層次，分別對應(yīng)于驗證性實驗、設(shè)計性試驗和綜合性實驗。相對而言驗證性實驗難度不大，學(xué)生完全有能力靠自己去完成實驗，設(shè)計性和綜合性實驗需要自行設(shè)計硬件連線圖和軟件程序。通過實驗不僅可以鞏固所學(xué)的理論知識，還可以培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。在實驗中給學(xué)生適當?shù)闹笇?dǎo)，其余部分由學(xué)生自己動手進行硬件電路的連接，獨立完成實驗。做到學(xué)以致用，培養(yǎng)學(xué)生的開發(fā)能力。課程設(shè)計也是本課程整個教學(xué)過程中的一個重要的實踐環(huán)節(jié)，是面向?qū)嶋H應(yīng)用而進行的一種設(shè)計，是對設(shè)計性和綜合性實驗的創(chuàng)新。本課程目前暫未安排課程設(shè)計，但作為重要環(huán)節(jié)，一旦條件成熟，它應(yīng)獨立或與其它相關(guān)課程進行綜合設(shè)計，既實現(xiàn)“理論――驗證――實踐創(chuàng)新”的教學(xué)目標，還能讓學(xué)生感受到操作系統(tǒng)的實用性和趣味性，從而達到良好的教學(xué)效果，起到了理論指導(dǎo)實踐，實踐驗證理論的目的。

3.2 實踐教學(xué)開放化，開展多種形式的實踐活動：在系、院的統(tǒng)一安排下，逐步建立針對開放式實驗教學(xué)的教學(xué)環(huán)境，形成一套開放實驗室管理制度、教學(xué)指導(dǎo)方法和教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控保證體系，使開放實驗教學(xué)不僅僅有形式，更有實質(zhì)性內(nèi)容，確保開放實驗教學(xué)的效果。學(xué)院建立了學(xué)生創(chuàng)新實驗環(huán)節(jié)，安排教師指導(dǎo)學(xué)生的實踐活動，以項目申報的形式、審批的方式確定選題，選拔學(xué)生參加電子設(shè)計小課題，而這與本課程的內(nèi)容有密切的關(guān)系，也為課程的教學(xué)提供了提高的環(huán)節(jié)。

另外在開設(shè)本課程的各系之間，組織學(xué)生參加不同層次的電子設(shè)計競賽、各種創(chuàng)新競賽、畢業(yè)論文等環(huán)節(jié)，有針對性地提出一些題目，加強學(xué)生對有關(guān)硬件設(shè)計、接口技術(shù)方面的能力培養(yǎng)。

3.3 通過校企合作模式強化實踐教育，提高學(xué)生的實踐能力：盡管作為微機接口技術(shù)實驗平臺，集成實驗箱有完善的編程及調(diào)試環(huán)境、開放的系統(tǒng)擴展總線以及優(yōu)越的系統(tǒng)擴展性能等，但是隨著計算機硬件技術(shù)的飛速發(fā)展，微機原理與接口技術(shù)課程的教與學(xué)都發(fā)生了質(zhì)的變化。傳統(tǒng)的計算機接口技術(shù)課程著重介紹計算機各組成芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，初始化編程命令和在PC/AT機中的基本應(yīng)用，并沒有系統(tǒng)的介紹各組成芯片的關(guān)聯(lián)工作情況以及和CPU系統(tǒng)的工作情況。當今Pentium PC機廣泛使用的并行接口標準IEEE 1394、通用串行接口標準USB、圖形顯示總線標準AGP、高速硬盤標準Ultra 100MB等等，都是最新接口技術(shù)應(yīng)用的具體成果，實驗設(shè)備不可能跟上技術(shù)更新的步伐，讓學(xué)生感覺不到這門課的實際應(yīng)用價值。

我們的做法是“請進來，走出去”，以人才需求為導(dǎo)向，充分利用校企合作，即學(xué)校和企業(yè)雙方共同參與人才培養(yǎng)過程，利用學(xué)校和企業(yè)不同的教育資源和教育環(huán)境，采用“課堂教學(xué)”和“學(xué)生參加實際工作”有機結(jié)合的教育模式，定期組織企業(yè)技術(shù)主管到學(xué)校進行講座，組織學(xué)生到實習(xí)基地或?qū)嵙?xí)單位進行鍛煉，加強學(xué)生動手能力的培養(yǎng)，提高分析問題解決問題的能力，更好地培養(yǎng)應(yīng)用型人才，以適合不同用人單位對人才的需求。

通過多渠道、多形式地建設(shè)校內(nèi)外實習(xí)實訓(xùn)基地，目前我院除了建有7個實驗教學(xué)中心，中心下設(shè)實驗室，全院共有公共實驗室、專業(yè)實驗室47個，其中工程教育訓(xùn)練中心、數(shù)字媒體實驗教學(xué)中心先后被評為“北京高等學(xué)校實驗教學(xué)示范中心”；還建成了5個院級綜合實習(xí)實訓(xùn)基地，59家校外實習(xí)實訓(xùn)基地，其中1家被評為北京市高等教育校外人才培養(yǎng)基地，由企業(yè)的資深工程師授課和指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計（論文），不僅提高了學(xué)生的動手能力、分析問題解決問題的能力，而且向?qū)W生傳授了企業(yè)文化，提升了學(xué)生的職業(yè)化程度，增強了學(xué)生就業(yè)的競爭力。

4 其他輔手段的具體實施

微機原理與接口技術(shù)課程的教學(xué)改革應(yīng)該說是多方面的，除了對其教育理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與教學(xué)實踐等進行改革外，同時還在師資隊伍建設(shè)、教材選用、考核方式等方面進了相應(yīng)的改革。

4.1 注重師資隊伍建設(shè)：針對中青年教師人數(shù)較多的情況，制定相應(yīng)的培訓(xùn)計劃；與課程建設(shè)規(guī)劃相結(jié)合，要求青年教師每年走進企業(yè)實習(xí)；實行老教師傳幫帶、教師集體備課、評講教案、教師聽課等制度，促使中青年教師迅速成長。課程組進行定期或不定期的教研討論，形成良好的教學(xué)氛圍。

4.2 選用合理的教材：一本好的教材，是決定教學(xué)質(zhì)量高低的重要因素之一。目前，微機原理與接口技術(shù)教材模式單一，大多數(shù)都分為8086微處理器、存儲器技術(shù)、8086指令系統(tǒng)、匯編語言程序設(shè)計、I/O接口芯片等五個部分，存在重基本原理、輕應(yīng)用實例的問題。通常教材中都是先介紹產(chǎn)品的功能部件、存儲器，再介紹指令系統(tǒng)、程序設(shè)計，最后是一些常用接口部件的外部擴展等內(nèi)容，特別是實驗教材跟不上新技術(shù)、新硬件的發(fā)展，使得初學(xué)者感到理論與實踐脫節(jié)，內(nèi)容繁雜缺少系統(tǒng)性，無法形成微機應(yīng)用的完整概念，更談不上能力的鍛煉和提高。因此我們計劃對教材內(nèi)容進行重新整合，使其各知識點由淺入深、由易到難，緊密結(jié)合，順理成章。

4.3 考核方式的改革：微機原理與接口技術(shù)是一門理論聯(lián)系實際、實踐性很強的專業(yè)基礎(chǔ)課，它與一般的基礎(chǔ)理論課程特點不同，是以學(xué)生理論聯(lián)系實際能力、動手能力、綜合分析問題能力及創(chuàng)新能力為培養(yǎng)目標的。考試作為教學(xué)的一個重要環(huán)節(jié)，是對學(xué)生學(xué)習(xí)狀況進行必要檢查的手段，因此在考試環(huán)節(jié)中應(yīng)該體現(xiàn)課程的培養(yǎng)目標。實際教學(xué)中，針對微機原理與接口技術(shù)課程的特點，對考試形式、考試內(nèi)容進行了相應(yīng)的改革，對考核模式也有相應(yīng)調(diào)整，學(xué)期成績由平時成績和期末成績兩部分組成，其中平時成績占40%，包含出勤、筆記、作業(yè)、上課的狀況、實驗和小論文的完成情況、實驗報告、期中測試等；期末成績占60%，來自期末考試的卷面成績（閉卷筆試），做到全面、綜合考察學(xué)生對本課程的掌握和理解情況，利用理論知識分析問題、設(shè)計問題并解決問題的能力。

目前我們針對課程的教學(xué)大綱制定考試大綱，對教學(xué)體系進行系統(tǒng)化說明，對各知識點在章節(jié)中所占比例進行分配，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，建設(shè)試題庫，難易程度分為簡單、一般、復(fù)雜，題型做到多樣化，有填空、選擇、判斷、讀程序、編程、接口設(shè)計等，為后續(xù)考教分離做準備，從根本上改變學(xué)生的“要我學(xué)”為“我要學(xué)”的狀態(tài) ，全面調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高學(xué)生的動手能力、理論聯(lián)系實際能力及應(yīng)用所學(xué)理論分析問題和解決問題的能力。

5 結(jié)束語

通過微機原理與接口技術(shù)課程的教學(xué)改革與實踐，我們深刻認識到只有不斷進行教學(xué)改革才能不斷提高教學(xué)質(zhì)量，教學(xué)改革是一個長期的不斷探索，不斷完善的過程。本文通過作者自身的教學(xué)實踐，提高了教學(xué)質(zhì)量，改善了教學(xué)效果，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率，充分調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性、創(chuàng)新性，培養(yǎng)應(yīng)用型的高素質(zhì)人才，保證本課程持續(xù)不斷地向前發(fā)展，也為后續(xù)精品課程的建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。

參考文獻

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篇8

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(shù)（含匯編）》是電類專業(yè)的一門專業(yè)平臺課程，其主要任務(wù)是使學(xué)生從理論和實踐的層面掌握現(xiàn)代微型計算機的基本組成、工作原理及典型接口技術(shù)，建立微機系統(tǒng)的整體概念，使學(xué)生具有運用現(xiàn)代微機技術(shù)進行軟、硬件開發(fā)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(xué)生感覺難理解、難掌握，因些在精品課程建設(shè)中需要對傳統(tǒng)的教學(xué)方式進行改革，精選教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)新教學(xué)方法，利用網(wǎng)絡(luò)平臺，構(gòu)建實踐教學(xué)體系，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，適應(yīng)教學(xué)改革的整體要求。

1 教學(xué)內(nèi)容改革

1.1 理論教學(xué)改革

本課內(nèi)容以80x86、匯編語言、可編程接口芯片等內(nèi)容為主，很少結(jié)合計算機硬件近10年來新技術(shù)和新產(chǎn)品的發(fā)展。在改革時應(yīng)注意：

1）制定合理教學(xué)大綱。教學(xué)大綱是教學(xué)計劃、學(xué)科任務(wù)、學(xué)生知識水平及素質(zhì)培養(yǎng)的目標要求。例如，針對我院計算機專業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)分別設(shè)置了該課程的任務(wù)、教學(xué)目標、學(xué)時分配、教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)措施與評價手段。

2）教學(xué)內(nèi)容詳略得當。在教學(xué)過程中應(yīng)注重學(xué)科體系的完整和前后內(nèi)容的有機銜接，突出應(yīng)用、詳略得當，減少過多、過深的原理性分析。在教學(xué)中要做到：

① 基本概念解釋清楚，重點突出；

② 理論教學(xué)與實踐教學(xué)結(jié)合，現(xiàn)實微機舉例與理論內(nèi)容結(jié)合起來，增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；

③ 引進項目案例，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計能力；

④ 及時選擇典型的習(xí)題或作業(yè)分析、講解，鞏固所學(xué)知識；

⑤ 補充微機方面的新技術(shù)、新動向，適應(yīng)微機接口方面的發(fā)展。

3）教材和題庫建設(shè)。教材和實驗儀器內(nèi)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(nèi)容和編寫題庫。

1.2 實驗教學(xué)改革—構(gòu)建實踐教學(xué)體系

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

該課程的實踐教學(xué)改革著重研究構(gòu)建實踐教學(xué)體系，推進實踐教學(xué)內(nèi)容調(diào)整、整合，形成多層次、相對獨立的實踐教學(xué)體系。加大實驗課學(xué)時比例，本課程傳統(tǒng)的實驗安排包括兩部分：第一部分是匯編語言程序的調(diào)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(shè)定參數(shù)，按照步驟驗證結(jié)果，得到仿真或屏幕顯示數(shù)據(jù)，實驗易操作，易實現(xiàn)，但是缺乏創(chuàng)新性，不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。在我校校企合作的基礎(chǔ)上，該課程的實踐教學(xué)采取多種方法：

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

2）項目實例驅(qū)動實驗。在教學(xué)實驗中，針對8255或8253等接口芯片的內(nèi)容和學(xué)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(xué)生認識項目。學(xué)生通過團隊合作以小組形式參與實例項目開發(fā)，完成從硬件電路圖設(shè)計到匯編語言編程，再到系統(tǒng)調(diào)試實現(xiàn)系統(tǒng)功能的全過程。提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鍛煉了學(xué)生的動手能力。

3）開放實驗室。教師、項目研究人員或?qū)W生可以在業(yè)余時間到實驗室，利用已有實驗箱或?qū)W校下?lián)艿膶嶒灮鹳徺I部分實驗器材，自主完成一些綜合性、設(shè)計性、甚至創(chuàng)想性實驗；還可以將一些微機或者單片機、實驗教學(xué)常用的開發(fā)板、仿真器或者各種芯片發(fā)放給感興趣的學(xué)生，讓學(xué)生在宿舍就能形成興趣小組搭建自己設(shè)計的系統(tǒng)開發(fā)平臺。

4）加強畢業(yè)論文硬件設(shè)計。為喜歡硬件的畢業(yè)生設(shè)置與微機系統(tǒng)相關(guān)的選題，學(xué)生根據(jù)自己的情況確定題目，通過分析選題、查閱資料，設(shè)計系統(tǒng)方案和總體結(jié)構(gòu)，最終完成電路設(shè)計、編寫程序和調(diào)試運行，總結(jié)完成畢業(yè)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(xué)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(shè)計性實驗和綜合性實驗，不僅節(jié)省硬件資源，還有助于提高教學(xué)質(zhì)量，改善實踐教學(xué)效果。

6）利用校園網(wǎng)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)建構(gòu)遠程實驗教學(xué)平臺。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境實驗平臺使教師可以通過網(wǎng)絡(luò)交互指導(dǎo)學(xué)生實驗過程、解答問題及處理實驗報告等。學(xué)生可以利用課余時間設(shè)計或驗證實驗，節(jié)約了實驗成本和課堂時間。

7）強化專業(yè)課的教育實習(xí)。利用本課程所學(xué)知識，安排優(yōu)秀學(xué)生到校企合作的生產(chǎn)實習(xí)基地研發(fā)或設(shè)計實際項目，提高他們的技術(shù)應(yīng)用能力。

2 教學(xué)方法改革

2.1 傳統(tǒng)板書與多媒體相結(jié)合

使用傳統(tǒng)板書方式，教師將解題過程逐行書寫在黑板上的過程是向?qū)W生展示解題思路的過程，易于引起學(xué)生注意和幫助學(xué)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(xué)內(nèi)容變得生動，活潑，能夠加強學(xué)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(xué)生可以清楚地看到電路內(nèi)部連接及I/O接口連線，不僅加深了印象，而且可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。另外，動畫教學(xué)真實而直觀地將程序的流程、指令的執(zhí)行過程或者微機內(nèi)部功能部件的工作原理呈現(xiàn)在學(xué)生面前時，在視覺上吸引了學(xué)生的注意力，幫助學(xué)生將教學(xué)內(nèi)容化難為易、化繁為簡。

2.2 建立課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺

隨著網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的開展，建立一個課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，給學(xué)生提供豐富的、滿足需求的教學(xué)資源，給學(xué)生創(chuàng)造一個自學(xué)環(huán)境。通過網(wǎng)站學(xué)生可以獲取包括大綱、課件、視頻、題庫和實驗項目等教學(xué)資料，同時還提供自測考試系統(tǒng)以及交流平臺，通過章節(jié)測試，學(xué)生可以及時將自己對所學(xué)知識的掌握情況、存在的疑問到網(wǎng)絡(luò)上，教師也可以通過網(wǎng)絡(luò)及時解答學(xué)生的問題，并根據(jù)學(xué)生的反饋信息調(diào)整教學(xué)手段與教學(xué)進度，不斷提高學(xué)生對課程學(xué)習(xí)的積極性。

2.3 教學(xué)過程三步法

1）概括與比較：每章內(nèi)容講解前，可以先圖或表的形式描述該章主要內(nèi)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(jīng)學(xué)過的知識的關(guān)系，使計算機的多門課程中相關(guān)的內(nèi)容很好地融合在一起，幫助同學(xué)們學(xué)會知識的融會貫通。

2）提問與交流：在教學(xué)過程中，適當?shù)靥岢鰡栴}，采用提問式、對比式、誘導(dǎo)式、演講式和討論式等教學(xué)方式，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生積極參與到學(xué)習(xí)過程中，投入到問題的分析討論中，充分發(fā)揮自身的主動性，激發(fā)靈感。加強與學(xué)生的交流，包括情緒、思維方式的交流，有助于啟發(fā)式教學(xué)。

3）總結(jié)與測試：為了鞏固所學(xué)知識和對知識的承上啟下，在每章結(jié)束時有必要對章節(jié)內(nèi)容進行總結(jié)和小測。一方面可以及時反饋學(xué)生對知識的掌握情況，及時答疑解惑；另一方面可以督促學(xué)生的學(xué)習(xí)，重視平時的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生學(xué)到專業(yè)知識，而不只是為了應(yīng)付考試。

3 師資隊伍建設(shè)

對師資隊伍的建設(shè)，課程建設(shè)團隊制定了師資隊伍建設(shè)規(guī)劃，建設(shè)一支學(xué)科基礎(chǔ)扎實、實踐經(jīng)驗豐富、長期保持穩(wěn)定的實驗隊伍。

1）課程負責(zé)人定期組織精品課程的教研活動，針對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段的改革與創(chuàng)新等主題進行教學(xué)研討活動。在教研活動中，課程建設(shè)團隊的教師各抒己見，將自己在教學(xué)實踐中新的創(chuàng)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(xué)習(xí)。邀請專家或設(shè)備研發(fā)工程師進校為教師作相關(guān)技術(shù)的培訓(xùn)或指導(dǎo)；定期到外?？疾鞂W(xué)習(xí)、培訓(xùn)、進修，以便及時掌握新技術(shù)、新知識。

3）構(gòu)建多層人才團隊。通過內(nèi)部培養(yǎng)和外部引進方式，保證課程師資隊伍在學(xué)歷、年齡、職稱、知識結(jié)構(gòu)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(jié)合、理論與實踐結(jié)合，所以應(yīng)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(yīng)從閉卷考試成績、平時上課、作業(yè)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(xué)生真正掌握知識為根本任務(wù)，竭力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、自學(xué)能力和實踐能力。

5 結(jié)束語

本課程的建設(shè)在教學(xué)內(nèi)容上，重點研究如何提高課堂內(nèi)的教學(xué)信息量的有效方案，協(xié)調(diào)好理論與實驗的關(guān)系；在教學(xué)手段上，有效使用教學(xué) CAI 課件和優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)資源；在師資隊伍建設(shè)上，構(gòu)建實踐教學(xué)體系專業(yè)人才培養(yǎng)。通過本課程改革，學(xué)生不僅為進一步學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程做好準備，而且也為將來從事工程設(shè)計、設(shè)備安裝及維修、系統(tǒng)調(diào)試等方面的工作打下堅實的基礎(chǔ)。當然，本課程的教學(xué)改革將是長期的工作，這需要我們不斷地探索，不斷地總結(jié)經(jīng)驗，從而不斷地完善課程的建設(shè)。

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篇10

電子信息工程專業(yè)作為實踐性、應(yīng)用性非常強的理工科專業(yè)，學(xué)生必須具備扎實的基礎(chǔ)理論知識，具有較強的實驗技能，今后才能順利地從事電子設(shè)備和信息系統(tǒng)的維護和研發(fā)。要實現(xiàn)這個目標，必須十分重視相關(guān)課程的建設(shè)，搞好實驗教學(xué)改革。而單片機原理與接口技術(shù)課程作為電子信息專業(yè)的一門專業(yè)主干課程，其應(yīng)用性非常強，設(shè)計性實驗開設(shè)質(zhì)量對于學(xué)生今后就業(yè)、工作至關(guān)重要。

一、教學(xué)現(xiàn)狀

單片機原理與接口技術(shù)課程是電子信息工程專業(yè)核心課程之一，理論的重要性不言而喻，但在實驗教學(xué)方面大都還是停留在傳統(tǒng)的實驗?zāi)Ｊ缴希x培養(yǎng)學(xué)生實踐動手能力和創(chuàng)新精神還有差距。很多學(xué)生反映，課程學(xué)習(xí)下來理論基本掌握了，驗證性實驗也能順利完成，但要真正完成一個實際項目時，卻無從入手。出現(xiàn)這種現(xiàn)象原因是多方面的，筆者認為主要有：

1.教學(xué)模式方面的原因。傳統(tǒng)教學(xué)方式中，教師主要注重于理論的完整性和知識結(jié)構(gòu)的完備性。理論上從單片機的結(jié)構(gòu)講起，然后講匯編指令和C語言編程，再講硬件接口及相關(guān)的程序編寫，最后講一兩個實例，課時也就差不多用完了，再想講其他東西就沒有時間了。實驗也注重基本原理和基本方法的訓(xùn)練，為了讓學(xué)生認識單片機的基本組成和基本指令，所開出的實驗就占了大部分實驗課時，最后只能做幾個綜合性實驗或做一個簡單的設(shè)計，這樣就結(jié)束了整個課程的學(xué)習(xí)。

2.教師方面的原因。自從高校擴招以后，學(xué)生的數(shù)量劇增，而教師并沒有同比例增長，教師承擔(dān)的課時量太大，教學(xué)壓力過重。具體到單片機原理與接口技術(shù)這類專業(yè)性和實驗性都非常強的課程，存在著精力投入不夠的問題。如果要改革實驗教學(xué)的模式，以設(shè)計性實驗為主的話，教師就要投入非常多的精力。

3.評價體系方面的原因。就評價體系而言，目前通行的仍然是以分數(shù)的高低來評價學(xué)生學(xué)習(xí)成績的好壞。一般采用平時成績、實驗成績、考試成績各占總成績的一定比例來得到學(xué)生課程的最后得分。對有些課程來說這種方法是比較科學(xué)的，但對單片機原理與接口技術(shù)課程，就會存在這些問題：學(xué)生成績不低，但一旦面臨實際問題時，無從入手，沒有達到本課程的教學(xué)目標。

二、解決對策

為提高單片機原理與接口技術(shù)課程教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力，筆者認為，提高設(shè)計性實驗開設(shè)的質(zhì)量是教學(xué)改革的重點，應(yīng)該從以下幾點來改革：

1.教學(xué)模式。提出和采用新的教學(xué)模式，實驗開設(shè)要特別注重開出的設(shè)計性實驗質(zhì)量。新的教學(xué)模式主要包含理論教學(xué)和實驗教學(xué)兩個方面。在理論教學(xué)中，單片機的結(jié)構(gòu)和基本指令講解要精，應(yīng)通過實例來將相關(guān)的知識串起來，力求通過具體實例的講解達到以較少的理論課時就讓學(xué)生真正掌握單片機的結(jié)構(gòu)和指令的目的。在實驗方面，則采用以開設(shè)設(shè)計性實驗為主、驗證性實驗為輔的方法，并提高實驗課的課時數(shù)。適量開設(shè)驗證性實驗，在課堂內(nèi)只做1～2個，而將大部分實驗內(nèi)容放在課堂外，由學(xué)生通過開放實驗室單獨完成。增加較多的設(shè)計性實驗，供學(xué)生選做，在教師精心指導(dǎo)下，讓學(xué)生在課外準備，課內(nèi)完成，切實提高學(xué)生的實戰(zhàn)技能。

2.教師自身的定位。教師應(yīng)自覺提高自身做項目的能力，并保證足夠的精力投入到教學(xué)中去。教師要注重平時積累，一方面，要自己動手，精心制作好幾個作品。另一方面，也可以通過提出選題，指導(dǎo)學(xué)生去做，將完成后的作品及文檔全部存檔。只要通過2～3年的積累，就可以形成難度、層次區(qū)分較為合理的項目選題庫和作品庫，既為后續(xù)班級的教學(xué)創(chuàng)建了良好的條件，對后續(xù)學(xué)生的實驗起到示范和引領(lǐng)作用，又為今后的教學(xué)工作減輕了負擔(dān)。要做好這些，就要求教師充分明確自身職責(zé)，牢固樹立以教學(xué)為中心的觀念，保證有足夠的精力投入教學(xué)中。

3.評價體系。作為評價體系，要改變傳統(tǒng)的基本是以分數(shù)論英雄的模式。單片機原理與接口技術(shù)課程如果只是掌握了一些理論知識而沒有實戰(zhàn)能力，分數(shù)再高都不能算是學(xué)好。作為對學(xué)生的評價，筆者認為一定確立以實踐能力為主體的評價體系，通過對學(xué)生做的項目難易程度、項目完成的效果等驗收情況來給出合適的評價。

三、設(shè)計性實驗開設(shè)與評價體系建立中要注意的幾個問題

想搞好單片機原理與接口技術(shù)課程建設(shè)，提高學(xué)生的實戰(zhàn)能力，就要以設(shè)計性實驗的開設(shè)為重點來進行整體設(shè)計。筆者認為需要特別注意抓好以下四個銜接：

1.理論與實驗的銜接。理論教學(xué)是單片機原理與接口技術(shù)課程教學(xué)中必不可少的組成部分，但其開設(shè)方式不能采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，而應(yīng)設(shè)計出一種項目教學(xué)或稱為專題講授的形式來進行。首先，要講透基礎(chǔ)部分，筆者認為可以分成單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、單片機的指令系統(tǒng)、程序編寫的基本思想、硬件接口構(gòu)建等四個專題進行。其次，要針對課程特點，做好五個簡單項目，如外部中斷的使用、定時器中斷的使用、并口的擴展、串口通信、AD和DA轉(zhuǎn)換。最后，要對相關(guān)知識點全面整合，綜合演練，實戰(zhàn)2～3個較為復(fù)雜的綜合性項目，進行原理圖分析、算法設(shè)計和程序分析，并制作出作品進行演示。按這種思路設(shè)計，理論教學(xué)大致課時數(shù)為36～48個課時，實驗課時數(shù)為24～36個課時。

據(jù)此分析，實驗教學(xué)則應(yīng)充分重視設(shè)計性實驗的開設(shè)。與理論教學(xué)相對應(yīng)，每講完一個項目，就要依托該項目開設(shè)一個設(shè)計性實驗，每個實驗3～5個課時。通過簡單的5個項目和較復(fù)雜的2～3個項目的訓(xùn)練后，學(xué)生能掌握單片機開發(fā)和設(shè)計與實物制作的基本方法和技能。當積累了2～3年后，有了很多已成功的項目可參照時，不同的學(xué)生就可以選做不同的設(shè)計性項目。在進行單片機原理與接口技術(shù)的課程設(shè)計時，則應(yīng)要求學(xué)生在設(shè)計性實驗的基礎(chǔ)上進一步深化，將多個部分綜合在一起設(shè)計制作一個更復(fù)雜、具有較完備功能的實際系統(tǒng)。這是一個由理論出發(fā)，通過基礎(chǔ)實驗、簡單的設(shè)計性實驗、復(fù)雜的設(shè)計性實驗，最后完成復(fù)雜的課程設(shè)計過程，符合循序漸進的教學(xué)規(guī)律，實現(xiàn)了該課程理論與實踐的完美結(jié)合。在此過程中，設(shè)計性實驗的開設(shè)基本覆蓋了單片機原理與接口技術(shù)課程的所有知識點，使學(xué)生牢固掌握基本理論，熟練掌握基本設(shè)計思路，綜合應(yīng)用基本設(shè)計方法，從而達到學(xué)以致用的根本目的。

2.驗證性實驗與設(shè)計性實驗的銜接。驗證性實驗是指為驗證已經(jīng)學(xué)習(xí)過的理論知識所設(shè)置的實驗；設(shè)計性實驗是指給定實驗?zāi)康囊蠛蛯嶒灄l件，由學(xué)生自行設(shè)計實驗方案并加以實現(xiàn)的實驗。驗證性實驗作為一種傳統(tǒng)的教學(xué)方法，在現(xiàn)在的實驗教學(xué)中也還有一定的作用，可為設(shè)計性實驗的開設(shè)提供一些必要的基礎(chǔ)?，F(xiàn)在的驗證性實驗一般是在相應(yīng)的實驗箱上完成，通過開設(shè)1~2個驗證性實驗可讓學(xué)生了解單片機的基本構(gòu)成和基本工作原理，所以在開設(shè)設(shè)計性實驗前開設(shè)驗證性實驗是非常必要的。同時，一些設(shè)計性實驗的開設(shè)可在實驗箱上對驗證性實驗進行改造而成，特別是對于開始的簡單的設(shè)計性實驗更是如此。比如一些驗證性實驗，所有的電路硬件在實驗箱中是現(xiàn)成的，同時給出相應(yīng)的實驗程序范例，學(xué)生就可以在實驗箱上進行驗證，對所做實驗的功能進行分析。教師只需要在理論教學(xué)時將程序流程圖和涉及的算法講述清楚，最后要求學(xué)生去編寫程序，然后再進行功能驗證即可。采用這么一種由驗證性實驗作為基礎(chǔ)并進行改造的方法對于以基本原理的掌握為目標的簡單的設(shè)計性實驗具有很強的可操作性，有利于驗證性實驗到設(shè)計性實驗的自然銜接。

3.課堂與課外的銜接。設(shè)計性實驗開設(shè)要做好課堂與課外的銜接。因為設(shè)計性實驗是要學(xué)生自行設(shè)計實驗方案并加以實現(xiàn)的實驗，所有的實驗方案不可能僅在幾個課時的實驗課上完成，主要工作要在課外完成。一方面，實驗方案的制訂、原理圖的設(shè)計、實物的制作等主要在課外完成，實驗課中主要是在教師的指導(dǎo)下進行調(diào)試和測試。另一方面，設(shè)計性實驗很難一次性成功，往往需要多次嘗試、反復(fù)修正才行，這些必須在課外完成。要使設(shè)計性實驗真正達到較好的效果，除了在理論教學(xué)中要注重和實驗教學(xué)銜接外，課外的銜接尤其重要，要做好實驗室開放，讓學(xué)生在課外能夠較方便地利用實驗室的資源，也應(yīng)鼓勵學(xué)生采購一些比較簡單的單片機開發(fā)工具，如簡易開發(fā)版、燒錄器等。

4.評價標準的再定位與評價體系建立的思路。驗證性實驗往往只涉及一門課程的一個章節(jié)或一個知識點的內(nèi)容，學(xué)生通過驗證性實驗，可以使所學(xué)理論知識具體化和形象化，加深對所學(xué)知識的理解與掌握，培養(yǎng)基本動手能力。設(shè)計性實驗突出它的自主設(shè)計性，可以是單一知識的運用，也可以是多知識點的綜合運用，給出實驗?zāi)康?、要求和實驗條件，由學(xué)生自行設(shè)計實驗方案并加以實現(xiàn)，所以設(shè)計性實驗帶有試探性、研究性，在時間上也需要課內(nèi)與課外相結(jié)合。

由于驗證性實驗與設(shè)計性開設(shè)的目標不同，所以最終的考核方式也不同。對于驗證性實驗，教師可以直接根據(jù)學(xué)生所做的實驗報告評判其實驗成績。傳統(tǒng)的做法是百分制。一般每個實驗成績包括三個部分：實驗預(yù)習(xí)（20分）、實驗操作（40分）、實驗報告（40分）。使用傳統(tǒng)的百分制，可以評價學(xué)生是否掌握了基本理論和設(shè)計方法。但設(shè)計性實驗所涉及的知識點數(shù)量不同，綜合運用的效果不同，設(shè)計方案是否得當，步驟是否簡易可行，實驗的成本、效率是否令人滿意等等，都不能一概而論，因此需要結(jié)合各方面進行綜合的評定。設(shè)計性實驗的考核要貫穿這樣一個原則：淡化結(jié)果，注重過程。對于設(shè)計性實驗我們更重視學(xué)生在整個設(shè)計過程中的表現(xiàn)，而測定結(jié)果只作為考核的次要因素。學(xué)生在設(shè)計方案中是否有獨到新穎的想法，整個實驗思路邏輯是否清楚，實驗過程是細節(jié)嚴密還是顧此失彼，結(jié)果是否可信等都是評定設(shè)計實驗成績的重要因素?？己酥幸浞止膭詈涂隙▽W(xué)生在設(shè)計過程中所表現(xiàn)出的敢于挑戰(zhàn)、主動學(xué)習(xí)、大膽創(chuàng)新的精神，以及由此帶來的思維水平和實踐水平的全面提高。

因此，設(shè)計性實驗不宜采用傳統(tǒng)的百分制，筆者認為，宜采用優(yōu)、良、中、及格、不及格5個檔次來進行評定。首先明確“優(yōu)”和“及格”的標準，在“優(yōu)”的標準下，適當下降一點作為“良”的標準，“及格”標準高一點作為“中”，達不到“及格”標準的就判定為“不及格”。比如，每一個項目都設(shè)定多個指標，完全達到指標并有所創(chuàng)新的評為“優(yōu)”；完全達到指標而無創(chuàng)新的可評為“良”；實現(xiàn)主要指標可評為“中”；實現(xiàn)部分指標，能體現(xiàn)設(shè)計者掌握了基本相關(guān)基礎(chǔ)知識則可評為“及格”；沒有實現(xiàn)任何指標，或沒有做的評定為“不及格”。這樣就應(yīng)在設(shè)定實驗指標上著手，針對具體的實驗進行不同的設(shè)定，才能比較準確地定性評價學(xué)生的實驗?zāi)芰?，這一點仍需在實踐中不斷探索和改進。

四、結(jié)語