導言：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，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

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    1.2 課程設計的預備知識 1

    1.3 課程設計任務 1

    1.4 課程設計要求 1

    第2章 總體方案設計 1

    2.1 數字溫度計設計方案論證 1

    2.2 設計方案的總體框圖 2

    第3章 各部分電路的實現 2

    3.1 傳感器電路 2

    3.2 A/D轉換器MAX197 4

    3.3 8279驅動顯示器 6

    第4章 各個部分流程圖及設計 9

    4.1 A/D轉換器MAX197的流程圖 9

    4.2 8279 的程序及框圖 11

    4.3 數字式溫度計的整體程序 12

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（1）行電平轉換和功率放大。一般微機的I/O芯片都是TTL電平，而控制設備則不一定，因此必須進行電平轉換；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和控制設備在電器上加以隔離；

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

1、模擬信號輸入接口。在機電一體化系統中，反映被控對象運行狀態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、轉速檢測用的測速發電機等）計算機要對被控對象進行控制，必須獲得反映系統運行的狀態信號，而計算機只能接受數字信號，要達到獲取信息的目的，就應將模擬電信號轉換為數字信號的接口——模擬信號輸入接口。

2、模擬信號輸出接口。在機電一體化系統中，控制生產過程執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速、直流電動機調速器、滑差電動機調速器等。而計算機只能輸出數字信號，并通過運算產生控制信號，達到控制生產過程的目的，應有將數字信號轉換成模擬電信號的接口——模擬信號輸出接口。任務是把計算機輸出的數字信號轉換為模擬電壓或電流信號，以便驅動相應的執行器，達到控制對象的目的。模擬信號輸出接口一般由控制接口、數字模擬信號轉換器、多路模擬開關和功率放大器幾部分構成。

3、開關信號通道接口。機電一體化系統的控制系統中，需要經常處理一類最基本的輸入/輸出信號，即數字量（開關量）信號包括：開關的閉合與斷開；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；閥門的打開與關閉等。這些信號的共同特征是以二進制的邏輯“1”和“0”出現的。在機電一體化控制系統中，對應二進制數碼的每一位都可以代表生產過程中的一個狀態，此狀態作為控制依據。

（1）輸入通道接口。開關信號輸入通道接口的任務是將來自控制過程的開關信號、邏輯電平信號以及一些系統設置開關信號傳送給計算機。這些信號實質是一種電平各異的數字信號，所以開關信號輸入通道又稱為數字輸入通道（DI）。由于開關信號只有兩種邏輯狀態“ON”和“OFF”或數字信號“1”和“0”，但是其電平一般與計算機的數字電平不相同，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計問題，它主要由輸入緩沖器、電平隔離與轉換電路和地址譯碼電路等組成。

（2）輸出通道接口。開關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信號傳遞給開關執行器（如繼電器或報警指示器）。它實質是邏輯數字的輸出通道，又稱為數字輸出通道（DO）。DO通道接口設計主要考慮的是內部與外部公共地隔離和驅動開關執行器的功率。開關量輸出通道接口主要由輸出鎖存器、驅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（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。機電系統通過輸出接口向操作者顯示系統的各種狀態、運行參數及結果等信息；另一方面，操作者通過輸入接口向機電系統輸入各種控制命令，干預系統的運行狀態，以實現所要求的功能。

1、輸入接口。

（1）撥盤輸入接口。撥盤是機電一體化系統中常見的一種輸入設備，若系統需要輸入少量的參數，如修正系數、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，則由設計的鍵盤程序來實現。前者使用方便，但結構復雜，成本高；后者電路簡單，便于設計。

2、輸出接口。在機電一體化系統中，發光二極管顯示器（LED）是典型的輸出設備，由于LED顯示器結構簡單、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用。

結語：

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

參考文獻：

[1]費仁元，張慧慧，鄭剛。機電接口技術的內涵和發展。北京工業大學學報。2003.（4）

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首先，機電接口被應用在機電一體化系統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的運行過程中，對于機械系統的運行狀態信號的傳遞是由傳感器或者變送器負責，而接收并且模擬機械系統的輸出信號的則是機電接口。其原因是由于運行狀態的信號多為模擬的電壓或者電流信號，而電子系統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，才能通過電子系統對這些信號進行有效的分辨，達到將機械系統和電子系統兩者有效結合形成一個整體的目的。其次，機電接口被應用在機電一體化系統中能夠作為模擬信號的輸出接口而存在，在機電一體化系統的正常運行過程中，不僅電子系統對于機械系統的輸出信號無法有效的識別和控制，機械系統對于直接由電子系統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兩者之間的有效連接，機電接口能夠對計算機的輸出信號轉換成機械系統能夠識別的模擬電壓信號或者模擬電流信號，幫助電子系統實現對機械系統的智能化和信息化控制，完成機電一體化系統正常運行的目的。最后，機電接口能夠作為機電一體化系統中的開關信號通道接口而存在。在機電一體化系統的有效運轉過程中，不僅要對機械系統和電子系統的實時連接做好接口設置工作，還有許多需要需要處理的開關閉合和斷開信號、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中的開關信號的正常運轉的開關信號通道接口而存在。

2人機接口在機電一體化系統中的運用

人機接口在機電一體化系統中的作用主要是負責將技術人員的指令翻譯成相關的信號輸送到機電系統中，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能夠在工作人員的控制和管理下正常運轉。因此人機接口在機電一體化系統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機電一體化系統中系統參數的修正與控制作用，能夠幫助工作人員對機電一體化系統中的諸多參數信息完成相關的調整工作，而鍵盤輸入接口則是作為向電子技系統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中計算機與鍵盤之間的有效連接，其中電子系統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勢和劣勢，然而總體都能夠滿足電子系統中計算機正常運轉的諸多功能上的要求。

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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。

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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團隊項目，衡陽師范學院教研課題（Jykt201007）；湖南省科技計劃項目（2011FJ3097）

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

1教學現狀

微機接口技術是一種硬件軟件相互交錯且互為基礎的應用技術，其教學內容枯燥抽象，課時數量不足，教師的教學難度較大，普遍存在有勁使不上的感覺。同時，學生對于這門課程的學習目的不明確，多數認為沒有什么實際用途，對自己今后就業沒有幫助。另外，本門課程要求學生對匯編語言有一定的基礎，在當前浮躁的社會氣氛下，急功近利的學生也不在少數，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用問題。實際上，在工業、農業、國防，以及日常生活中涉及到微機接口技術的實例很多，比如自動稱量包裝系統，自動種子培育系統，自動火炮瞄準系統，智能電梯控制系統等等，這就要求教師在理論教學過程中，結合當今信息科技的新技術，引導學生對該課程有正確的認識，增加學生對科技的興趣。在實驗教學環節，教師可以嘗試使用一些簡單實用的案例作為實踐教學的切入點，激發學生的學習動機，增強學生的求知欲，盡可能的改變學生學習主動性差，學習興趣較低的現象。

學?，F有的實驗教學硬件系統老化，大多數是一些箱式實驗系統。并且，實驗系統能夠提供給學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生不愿意親自動手編寫程序，只是簡單地連接導線并調用固化程序來完成實驗，從而導致實驗設計過于簡單，達不到實驗目的。另外，教學設計不合理，部分院校在制定教學大綱的過程中理論和實踐比例安排失調，實踐教學安排過少，導致學生不能夠充分利用資源進行有效學習。

2教學改革

2.1改革實驗內容和方法

傳統的實驗教學是從屬于理論教學的，改革的思路是就要提高實驗教學的地位。為了實現這個目標必須對原有的實驗內容進行整編與更新。既要保證實驗課與理論課的銜接，又要達到培養學生實際工程設計能力的目的。經多年的教學實踐，我們決定繼續選用8255、8279、8253、8259、A/D及D/A等通用接口芯片作為實驗接口芯片，其中包括基礎性實驗、綜合性實驗、設計性與研究性實驗，并且循序漸進地加大綜合性實驗和設計性研究性實驗的比例。在此基礎上，引入EDA技術是非常必要的。這樣可以使得實驗擴展為兩部分，即常規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，學生可以根據自己的興趣與愛好安排自己的實驗，在實驗設計上有更大空間發揮自己的想象力與創造力。具體的方法如下：

（1）要求學生做好實驗課程預習。實驗預習對如質如量在規定的時間里完成規定的實驗內容是非常必要的，因此我們每次實驗課結束前就安排下一次實驗內容。要求學生根據實驗教學目的和要求，結合課堂教授的理論知識，亦可通過互聯網查閱相關資料，做好實驗的準備工作，做到實驗目的明確、實驗原理明晰，實驗內容充實。

（2）在實驗開始前不再簡單地給學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目標，讓學生通過實驗預習以及對實驗目的、實驗要求的理解和分析，自行設計實驗方案、電路和編寫實驗程序，以培養學生的獨立設計能力。

（3）實驗課時增設師生互動環節、增加學生之間的交流與討論，改變以教師為中心的傳統教學模式，建立“以學生為主體、教師啟發為輔導”的實驗教學新模式。

2.2整編實驗教材

實驗內容的更新必須反映到實驗教材上。對于新實驗教材的編寫，我們應該摒棄舊的教材模式，更新的實驗內容，且將重點內容放在接口芯片和實驗器材的功能介紹上。為此，我們取消了具體的實驗步驟、實驗連接線圖及實驗程序，取而代之的是實驗目的、實驗原理、實驗內容、實驗教學要求、實驗程序設計流程圖及實驗思考提問等內容。

2.3改進考核方法

對學生實驗成績科學合理的考核評定，可以有效地促進學生對課程的學習興趣，是改進實驗教學中的重要環節。為提高學生的實驗能力和設計能力，我們應該根據接口實驗教學的特點，建立一種多元化的考核方法，即不同的實驗內容，考核的側重點不同，綜合地評定學生實驗成績。

（1）基礎性實驗考核方式。主要觀察學生在實驗中的基本操作能力，同時考察學生對實驗原理的掌握程度和對實驗儀器的使用能力。學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%) 、實驗發揮部分考核成績(20% )組成。實驗操作考核成績由實驗設計方案、實驗電路、實驗程序、實驗結果和實驗報告構成。實驗理論考核由學院統一組織，采用筆試考核確定成績。實驗發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生進行考核，可以采用抽查的方式，只要保證每個學生在一個學期內至抽到三次即可。

（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，考核目標應該考查實驗原理的合理性，實驗操作的正確性和可行性。學生實驗成績由實驗方案設計、實驗操作過程、結論與數據分析和實驗報告組成，由指導教師根據實際情況以抽查的方式進行考核。

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

3結束語

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

參考文獻：

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

[2]管希萌.關于微機原理課程改革的幾點思考[J].揚州教育學院學報,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、目標識別等軍事領域，都得到了廣泛應用。針對不同武器系統的需求，激光探測系統接口呈現出多樣性。

近年來，隨著應用需求和集成化度的增加，激光探測系內部、激光探測系統和各武器平臺之間集成了不同廠商的硬件設備、數據平臺、網絡協議等，由此帶來的異構性給探測系統的互操作性、兼容性及平滑升級能力帶來了問題。

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

2　激光探測系統幾種主要接口技術

接口是多要素或多系統之間的公共邊界部分，對激光探測系統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，常用做系統內及系統間接口信號標準。驅動能力一般為幾毫安到幾十毫安，在激光探測系統中主要應用是作為長距離的總線數據和控制信號的傳輸

2　CMOS電平接口：速度范圍與TTL相仿，驅動能力要弱一些。

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、發端的數據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電平接口可驅動32個負載，忍受-7V到12V共模干擾。

9　光隔離接口：能實現電氣隔離，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：經常采用的是10Base-T和100Base-T兩種主流標準，主要應用激光探測系統和分系統之間的接口通訊和數據傳輸。以太網接口具有性價比高、數據傳輸速率高、資源共享能力強和廣泛的技術支持等眾多優點。

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，總線上的設備檢測令牌中的地址是否與自身相符，通過發送和接收數據對主機作出響應，其最大的優點是安裝配置簡單。

3　激光探測系統接口方案設計考慮因素

隨著大規模數字處理芯片和高速接口芯片的迅猛發展，激光探測系統也呈現出智能化、小型化、模塊化的趨勢。在激光探測系統中，信息接口的設計逐漸向標準化、網絡化、多節點、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：雜散信號通過感應和輻射的方式進入接口信道的干擾。串模干擾的產生原因主要是傳輸中插件等所產生的接觸電勢、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。共模干擾產生的原因，主要是傳輸線路較長，在發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和靜電感應進入信道的干擾，接口傳輸線應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一端浮地的結構形式配合，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構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。一般長線傳輸的驅動器接收器都適用于驅動特性阻抗為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，因此要設法將兩者匹配，最好將發送端和接收端匹配。

控制信號線的具體配置：控制信號線要和強電、數據總線、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：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外線路的電氣連接，從而減弱露流、地阻抗耦合等傳導性干擾的影響。

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，并設計具體的接口電路。

3.2.3　選擇接口芯片時應根據激光探測系統CPU/MPU類型，總線類型／寬度和系統所完成的功能并按照高效、經濟、可靠，方便、簡單的原則來確定。

3.2.4　設計具體的接口電路應具體考慮電源問題

3.2.5　數據／命令的鎖存和驅動

激光探測系統內部及激光探測系統和其他系統間實施數據／命令傳輸時，一般采用數據鎖存技術來適應雙方讀寫的時間要求。

3.3　接口的實時性

由于激光探測系統對數據處理和傳輸的實時性要求很高，設計時要使時鐘抖動、通道間時延、工作周期失真以及系統噪聲最小化，所以設計接口時盡量選用高通訊速率和同步工作方式。

接口軟件的設計原則

同步通訊系統軟件設計要充分考慮數據流量的控制，最好在數據發送方發送數據時每隔一段時間插入一段空閑時間，從而保證數據同步傳輸的可靠性。

異步通訊系統軟件設計要充分考慮合理的數據校驗方式，可以根據系統要求選擇冗余校驗、校驗和、冗余校驗的方法。

4　激光探測系統接口方案設計驗證

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

4.1　設計前的驗證

基于指令集模擬器和硬件模擬器軟硬件模擬技術是一種高效、低代價的系統驗證方法。接口設計軟件采用匯編，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設計，經過編譯后由硬件模擬器模擬。但設計前的驗證也有一定的局限性，比如只能驗證數字接口和驗證環境理想化等缺點。這些都需要設計后的驗證

4.2　設計后的驗證

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

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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技術的飛速發展，互聯網技術日益成熟，微處理器的大量發展將計算機技術滲透嵌入到了各種儀表和控制系統中，特別是嵌入式技術的廣泛應用，智能化、物聯網技術的出現更是融合了傳感技術、通信技術、計算機技術及微電子技術、控制技術等，使得《微機原理與接口技術》課程的地位越來越重要?！段C原理與接口技術》課程本身就是一門綜合性課程，內容繁雜、知識點多，涉及面廣；其理論性、實踐性、應用性都較強，且軟硬件相結合，對培養學生在微型計算機基本構成與外界聯系（廣義輸入/輸出）的應用方面，建立微機系統的整機概念，具備微機系統軟硬件開發和應用的基本能力，提高分析問題、解決問題的思維能力和實際動手能力、工程設計能力、創新能力等，都具有極其重要的意義。因此越來越多的專業，如計算機應用、自控類、機電類、電子類、通信類等專業都將此課程列為必修的專業課或專業基礎課。該課程的先修課程有《電力與電子學》《數字電路與邏輯設計》《匯編語言程序設計》《計算機組成原理》《操作系統原理》等，并為《單片機原理及應用》《EDA技術》《嵌入式系統及應用》《計算機控制技術》《DSP器件原理及應用》《可編程器件原理及應用》《多媒體技術》等不同專業的后續課程打好基礎。

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

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

1 教學中存在的問題

《微機原理與接口技術》是計算機技術的硬件課程之一，通過該課程的學習使學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計方法，以及常用接口技術及其軟硬件設計方法，建立微機系統的整體概念，達到初步具有微機應用系統的軟硬件設計、開發能力。

本課程呈現的特點：內容繁雜，缺乏系統性，更新速度快，軟硬件相結合；這就要求我們要不斷調整理論教學和實踐方案，以適應新形勢的需要，促進學生學習，培養出合格的應用型人才。本課程的講授與學習的過程中存在以下的問題：

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

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

（3）實踐環節方面：大多數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；實驗中用到的全部數據結構、電路連線和代碼都有提供，學生真正自己動手設計的實驗很少，課程設計環節幾乎沒有，缺少課程學習小論文，學生參與研究性學習的機會少，不利于創新能力的培養。

（4）學生方面：學生本身基礎知識薄弱，學習主動性不強，計算機組成原理等前繼課程基礎不牢，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生的惰性，影響了學生的創新能力和創新欲望。

（5）社會需求方面：高等院校尤其國家計算機專業一級學科過分強調了培養軟件大師，忽視了教給學生扎實的基礎知識，以及硬件開發能力的培養，以至于現在不論企業、社會還是學生本人多數只希望學習技術前沿的東西，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習。這實際上也是個體的當前利益和產業發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課程的主要內容包括微處理器基本概念、工作原理和硬件結構；匯編語言指令系統和程序設計方法與技巧；中斷系統、定時器/計數器和串行通訊的工作原理和應用；微機系統擴展、人機交互、A/D和D/A等接口技術，以及微機應用系統設計實例。理論課程改革首先從優化教學內容，改變教學方法入手。

2.1 優化教學內容，改變教學方法：由于微機原理與接口技術課程知識點多理論性強，所以在授課時，結合學生比較熟悉的身邊實例來進行講解，把原理知識與實際應用相結合，形成了新的教學方法：

（1）案例教學法：課程內容所涉及的基礎知識結合生活中的實例進行講解。采用實例教學，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、門鈴等常見設備展示給學生，通過比較實用又不太復雜的產品作為實例講解設計過程，把相對繁雜的課程內容變得相對有趣，從而啟發學生學習的欲望，認識到只要掌握相關的軟硬件知識，自己也能開發出實用的電子產品。例如，對于8086/8088系統原理采用原理性案例教學；對于8253、8255A等芯片接口采用樣例學習法的設計性案例教學；對于芯片的實際應用，采用結合性案例教學，如十字路通燈的設計、出租計價器的設計等。通過這種方式增強了學生的動手能力，充分調動了學生學習的積極性，將學生置于主要地位，提高學生自我學習的能力。

（2）互動式教學：培養學生的參與意識、動手能力和思維能力，并激發學生的學習興趣，是一種良好的教學方式。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，重新做了調整：首先回顧關于該內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.讓學生在上課前利用業余時間，帶著問題認真看書，然后回答；在開始上課時，先抽查學生答題情況，再讓學生提問；解答問題后，進行總結，引出存儲器內部地址如何分配、與CPU管腳如何連線。這樣學生是整個教學的主體，學習主動性強，課堂效率高。

（3）類比法教學：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，為提高CPU的運行速度，CPU中設有寄存器可暫存數據，而大量數據主要存在存儲器中。若操作數在寄存器中可直接找到，就是直接尋址；若操作數在存儲器中不能直接找到，可通過寄存器中的有關信息找到，即寄存器間接尋址。我們可用去宿舍找學生作比喻，若知道學生的具體房間號，可以直接去找（直接尋址），不知道可以去宿舍值班室詢問，得知學生房間號后再找到學生，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與低速外設信息的交換問題，CPU由被動變為主動，采用分時操作，從而大大提高了效率。如何使學生理解中斷的執行過程，我們可用優秀售貨員或以教學講課中學生有問題舉手提問作比喻，教師允許學生提問并解答，即為響應中斷和執行教學中斷服務的程序過程。

（4）直觀教學法和啟發式教學法：課程中有很多難懂的知識點，講解時間較長。如果按照常規思路一步一步講解，學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法，利用圖片、動畫等進行直觀教學，就可以縮短學生學習時間，便于理解知識點；若適當采用啟發式教學法，就可以很好地調動學生的學習積極性。例如對于寄存器、存儲單元內容，由于微機內部芯片的高度集成化的結果，看不見、摸不著，傳統的教學方式效果不理想，我們可利用多媒體進行輔助教學，將抽象、復雜的內容采用直觀、形象的多媒體課件進行演示，化抽象為具體、化難為易，以利于學生理解和掌握，提高學生學習的興趣。

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

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

2.2 注重知識的連貫性：加強書本知識與新知識的聯系，加強理論知識與應用的聯系；加強本課程與其他課程相關知識的聯系。

（1）對教材中學生不易理解的內容，換成學生熟悉的知識，不僅可以鞏固學生所學的知識，而且有益于學生對新知識的學習和理解。如在講解匯編語言編程時，與C語言編程相結合，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，學生更易理解和接受。

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

2.3 在有限的課堂教學中突出重點，增大信息容量：根據教育部有關精神，結合學分制的特點，近幾年來，經過幾次調整，本課程的課堂教學時數進行了壓縮，并將匯編語言課程撤銷，融入到本課程中。對于前繼后續課程需要做到理清相關課程之間的關系，與相關課程的教師溝通，劃分好各課程的邊界關系，掃清盲點，減少重復。要求教師在有限的課堂教學中，突出課程重點、講清課程難點、保證教學質量，精心制作電子課件，以增大課堂教學的信息量，拓展學生的知識范圍，是教師必須認真對待的重要課題。要求學生在課堂教學中掌握基本概念、基本思路、基本方法的基礎上，對重點的問題進行分析，對疑難點進行剖析，加強學生課前的預習和課后的復習，結合作業聯系、實驗等環節把握教學的要點。

2.4 充分利用網絡資源，實現網絡化教學：我們采用了moodle平臺，一個通用的網絡教學平臺是澳大利亞教師 Martin Dougiamas開發的基于因特網的課程管理系統，目前在各國已廣泛應用。Moodle平臺依據社會建構主義的教學思想，即教育者（老師）和學習者（學生）都是平等的主體，在教學活動中，他們相互協作，并根據自己已有的經驗共同建構知識，可以實現課程管理、作業模塊、測驗模塊、資源模塊、論壇模塊、問卷調查模塊等功能。

充分應用網絡信息化教學手段，在網絡平臺上向學生提供教學要求、電子教案、遠程答疑、應用資料等網絡教學資源；建立網上題庫，便于學生更好地消化書本知識；通過網絡進行專題討論、網絡釋疑、學生意見反饋等教學輔助工作。通過上傳一些最新的有關本課程的相關信息，讓學生對本專業以及與本專業有關知識的了解，擴大視野，豐富知識；打破傳統實踐教學在時間和空間上的限制，可以在任何時間、任何地點，通過網絡進行自主學習、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課程是一門實踐性較強的技術基礎課，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，這種情況迫切需要將理論和實踐結合起來，進一步加強實踐環節的教學。本課程的實驗環節是課程教學的重要方面，通過對實踐教師隊伍加強管理與培訓，讓實驗室老師參與指導學生實驗，任課教師參與實驗課程的編排、參與實驗課程的討論、指導，既有效地促進了實驗環節，又進一步提高了課堂教學的效果，保證了實驗教學的質量。

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

3.2 實踐教學開放化，開展多種形式的實踐活動：在系、院的統一安排下，逐步建立針對開放式實驗教學的教學環境，形成一套開放實驗室管理制度、教學指導方法和教學質量監控保證體系，使開放實驗教學不僅僅有形式，更有實質性內容，確保開放實驗教學的效果。學院建立了學生創新實驗環節，安排教師指導學生的實踐活動，以項目申報的形式、審批的方式確定選題，選拔學生參加電子設計小課題，而這與本課程的內容有密切的關系，也為課程的教學提供了提高的環節。

另外在開設本課程的各系之間，組織學生參加不同層次的電子設計競賽、各種創新競賽、畢業論文等環節，有針對性地提出一些題目，加強學生對有關硬件設計、接口技術方面的能力培養。

3.3 通過校企合作模式強化實踐教育，提高學生的實踐能力：盡管作為微機接口技術實驗平臺，集成實驗箱有完善的編程及調試環境、開放的系統擴展總線以及優越的系統擴展性能等，但是隨著計算機硬件技術的飛速發展，微機原理與接口技術課程的教與學都發生了質的變化。傳統的計算機接口技術課程著重介紹計算機各組成芯片的內部結構，初始化編程命令和在PC/AT機中的基本應用，并沒有系統的介紹各組成芯片的關聯工作情況以及和CPU系統的工作情況。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，都是最新接口技術應用的具體成果，實驗設備不可能跟上技術更新的步伐，讓學生感覺不到這門課的實際應用價值。

我們的做法是“請進來，走出去”，以人才需求為導向，充分利用校企合作，即學校和企業雙方共同參與人才培養過程，利用學校和企業不同的教育資源和教育環境，采用“課堂教學”和“學生參加實際工作”有機結合的教育模式，定期組織企業技術主管到學校進行講座，組織學生到實習基地或實習單位進行鍛煉，加強學生動手能力的培養，提高分析問題解決問題的能力，更好地培養應用型人才，以適合不同用人單位對人才的需求。

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

4 其他輔手段的具體實施

微機原理與接口技術課程的教學改革應該說是多方面的，除了對其教育理念、教學內容、教學方法與教學實踐等進行改革外，同時還在師資隊伍建設、教材選用、考核方式等方面進了相應的改革。

4.1 注重師資隊伍建設：針對中青年教師人數較多的情況，制定相應的培訓計劃；與課程建設規劃相結合，要求青年教師每年走進企業實習；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，形成良好的教學氛圍。

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

4.3 考核方式的改革：微機原理與接口技術是一門理論聯系實際、實踐性很強的專業基礎課，它與一般的基礎理論課程特點不同，是以學生理論聯系實際能力、動手能力、綜合分析問題能力及創新能力為培養目標的?？荚囎鳛榻虒W的一個重要環節，是對學生學習狀況進行必要檢查的手段，因此在考試環節中應該體現課程的培養目標。實際教學中，針對微機原理與接口技術課程的特點，對考試形式、考試內容進行了相應的改革，對考核模式也有相應調整，學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、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、綜合考察學生對本課程的掌握和理解情況，利用理論知識分析問題、設計問題并解決問題的能力。

目前我們針對課程的教學大綱制定考試大綱，對教學體系進行系統化說明，對各知識點在章節中所占比例進行分配，充分利用網絡資源，建設試題庫，難易程度分為簡單、一般、復雜，題型做到多樣化，有填空、選擇、判斷、讀程序、編程、接口設計等，為后續考教分離做準備，從根本上改變學生的“要我學”為“我要學”的狀態 ，全面調動學生學習的積極性，提高學生的動手能力、理論聯系實際能力及應用所學理論分析問題和解決問題的能力。

5 結束語

通過微機原理與接口技術課程的教學改革與實踐，我們深刻認識到只有不斷進行教學改革才能不斷提高教學質量，教學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實踐，提高了教學質量，改善了教學效果，提高學生的學習興趣和學習效率，充分調動了學生學習的積極性、主動性、創新性，培養應用型的高素質人才，保證本課程持續不斷地向前發展，也為后續精品課程的建設奠定了基礎。

參考文獻

[1] 何珍祥主編.微機原理與接口技術[M].北京：機械工業出版社，2011

[2] 劉乃琦.計算學科CC2004與本科教育知識體系[J].計算機教育，2004，（8）：31～35

[3] 馬兆敏，胡波.《微機原理及接口技術》中存儲器教學方法的研究[J].科技信息，2008，（26）

[4] 張雪征.微機原理與接口技術課程教學方法探討[J].高度教育研究.2011，（03）

[5] 金微.微機原理與接口技術實驗教學方法探討[J].無線互聯科技.2012，（09）

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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；定期到外校考察學習、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：

[1] 曹建芳.《微機原理》課程教學方法改革的探討與研究[J].現代計算機，2010（2）.

[2] 錢曉捷.16/32位微機原理、匯編語言及接口技術教程[M].機械工業出版社，2012.

[3] 鄭學堅，周斌.微型計算機原理及應用[M].清華大學出版社，2008.

[4] 焦純，虹冰.論“微機原理與接口技術”的課程設置和改革[J].價值工程，2013（23）：210-211.

[5] 徐紅梅，姜欣欣.“微機原理及應用”課程教學改革研究[J].科技信息，2011（15）：147.

[6] 張欣，馮雷.《微機原理及接口》課程實踐教學內容的優化與改革[J].才智，2011（32）：291.

篇9

參考文獻:

[1] 胡漢才,單片機原理及接口技術[M]. 北京,航空工業出版社,1998:145-200.

篇10

電子信息工程專業作為實踐性、應用性非常強的理工科專業，學生必須具備扎實的基礎理論知識，具有較強的實驗技能，今后才能順利地從事電子設備和信息系統的維護和研發。要實現這個目標，必須十分重視相關課程的建設，搞好實驗教學改革。而單片機原理與接口技術課程作為電子信息專業的一門專業主干課程，其應用性非常強，設計性實驗開設質量對于學生今后就業、工作至關重要。

一、教學現狀

單片機原理與接口技術課程是電子信息工程專業核心課程之一，理論的重要性不言而喻，但在實驗教學方面大都還是停留在傳統的實驗模式上，離培養學生實踐動手能力和創新精神還有差距。很多學生反映，課程學習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。出現這種現象原因是多方面的，筆者認為主要有：

1.教學模式方面的原因。傳統教學方式中，教師主要注重于理論的完整性和知識結構的完備性。理論上從單片機的結構講起，然后講匯編指令和C語言編程，再講硬件接口及相關的程序編寫，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練，為了讓學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計，這樣就結束了整個課程的學習。

2.教師方面的原因。自從高校擴招以后，學生的數量劇增，而教師并沒有同比例增長，教師承擔的課時量太大，教學壓力過重。具體到單片機原理與接口技術這類專業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的模式，以設計性實驗為主的話，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的高低來評價學生學習成績的好壞。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生課程的最后得分。對有些課程來說這種方法是比較科學的，但對單片機原理與接口技術課程，就會存在這些問題：學生成績不低，但一旦面臨實際問題時，無從入手，沒有達到本課程的教學目標。

二、解決對策

為提高單片機原理與接口技術課程教學質量，培養學生解決實際問題的能力，筆者認為，提高設計性實驗開設的質量是教學改革的重點，應該從以下幾點來改革：

1.教學模式。提出和采用新的教學模式，實驗開設要特別注重開出的設計性實驗質量。新的教學模式主要包含理論教學和實驗教學兩個方面。在理論教學中，單片機的結構和基本指令講解要精，應通過實例來將相關的知識串起來，力求通過具體實例的講解達到以較少的理論課時就讓學生真正掌握單片機的結構和指令的目的。在實驗方面，則采用以開設設計性實驗為主、驗證性實驗為輔的方法，并提高實驗課的課時數。適量開設驗證性實驗，在課堂內只做1～2個，而將大部分實驗內容放在課堂外，由學生通過開放實驗室單獨完成。增加較多的設計性實驗，供學生選做，在教師精心指導下，讓學生在課外準備，課內完成，切實提高學生的實戰技能。

2.教師自身的定位。教師應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，指導學生去做，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、層次區分較為合理的項目選題庫和作品庫，既為后續班級的教學創建了良好的條件，對后續學生的實驗起到示范和引領作用，又為今后的教學工作減輕了負擔。要做好這些，就要求教師充分明確自身職責，牢固樹立以教學為中心的觀念，保證有足夠的精力投入教學中。

3.評價體系。作為評價體系，要改變傳統的基本是以分數論英雄的模式。單片機原理與接口技術課程如果只是掌握了一些理論知識而沒有實戰能力，分數再高都不能算是學好。作為對學生的評價，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、設計性實驗開設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課程建設，提高學生的實戰能力，就要以設計性實驗的開設為重點來進行整體設計。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。理論教學是單片機原理與接口技術課程教學中必不可少的組成部分，但其開設方式不能采用傳統的教學方法，而應設計出一種項目教學或稱為專題講授的形式來進行。首先，要講透基礎部分，筆者認為可以分成單片機的內部結構、單片機的指令系統、程序編寫的基本思想、硬件接口構建等四個專題進行。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轉換。最后，要對相關知識點全面整合，綜合演練，實戰2～3個較為復雜的綜合性項目，進行原理圖分析、算法設計和程序分析，并制作出作品進行演示。按這種思路設計，理論教學大致課時數為36～48個課時，實驗課時數為24～36個課時。

據此分析，實驗教學則應充分重視設計性實驗的開設。與理論教學相對應，每講完一個項目，就要依托該項目開設一個設計性實驗，每個實驗3～5個課時。通過簡單的5個項目和較復雜的2～3個項目的訓練后，學生能掌握單片機開發和設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，不同的學生就可以選做不同的設計性項目。在進行單片機原理與接口技術的課程設計時，則應要求學生在設計性實驗的基礎上進一步深化，將多個部分綜合在一起設計制作一個更復雜、具有較完備功能的實際系統。這是一個由理論出發，通過基礎實驗、簡單的設計性實驗、復雜的設計性實驗，最后完成復雜的課程設計過程，符合循序漸進的教學規律，實現了該課程理論與實踐的完美結合。在此過程中，設計性實驗的開設基本覆蓋了單片機原理與接口技術課程的所有知識點，使學生牢固掌握基本理論，熟練掌握基本設計思路，綜合應用基本設計方法，從而達到學以致用的根本目的。

2.驗證性實驗與設計性實驗的銜接。驗證性實驗是指為驗證已經學習過的理論知識所設置的實驗；設計性實驗是指給定實驗目的要求和實驗條件，由學生自行設計實驗方案并加以實現的實驗。驗證性實驗作為一種傳統的教學方法，在現在的實驗教學中也還有一定的作用，可為設計性實驗的開設提供一些必要的基礎。現在的驗證性實驗一般是在相應的實驗箱上完成，通過開設1~2個驗證性實驗可讓學生了解單片機的基本構成和基本工作原理，所以在開設設計性實驗前開設驗證性實驗是非常必要的。同時，一些設計性實驗的開設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成的，同時給出相應的實驗程序范例，學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時將程序流程圖和涉及的算法講述清楚，最后要求學生去編寫程序，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計性實驗具有很強的可操作性，有利于驗證性實驗到設計性實驗的自然銜接。

3.課堂與課外的銜接。設計性實驗開設要做好課堂與課外的銜接。因為設計性實驗是要學生自行設計實驗方案并加以實現的實驗，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下進行調試和測試。另一方面，設計性實驗很難一次性成功，往往需要多次嘗試、反復修正才行，這些必須在課外完成。要使設計性實驗真正達到較好的效果，除了在理論教學中要注重和實驗教學銜接外，課外的銜接尤其重要，要做好實驗室開放，讓學生在課外能夠較方便地利用實驗室的資源，也應鼓勵學生采購一些比較簡單的單片機開發工具，如簡易開發版、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或一個知識點的內容，學生通過驗證性實驗，可以使所學理論知識具體化和形象化，加深對所學知識的理解與掌握，培養基本動手能力。設計性實驗突出它的自主設計性，可以是單一知識的運用，也可以是多知識點的綜合運用，給出實驗目的、要求和實驗條件，由學生自行設計實驗方案并加以實現，所以設計性實驗帶有試探性、研究性，在時間上也需要課內與課外相結合。

由于驗證性實驗與設計性開設的目標不同，所以最終的考核方式也不同。對于驗證性實驗，教師可以直接根據學生所做的實驗報告評判其實驗成績。傳統的做法是百分制。一般每個實驗成績包括三個部分：實驗預習（20分）、實驗操作（40分）、實驗報告（40分）。使用傳統的百分制，可以評價學生是否掌握了基本理論和設計方法。但設計性實驗所涉及的知識點數量不同，綜合運用的效果不同，設計方案是否得當，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，因此需要結合各方面進行綜合的評定。設計性實驗的考核要貫穿這樣一個原則：淡化結果，注重過程。對于設計性實驗我們更重視學生在整個設計過程中的表現，而測定結果只作為考核的次要因素。學生在設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，實驗過程是細節嚴密還是顧此失彼，結果是否可信等都是評定設計實驗成績的重要因素。考核中要充分鼓勵和肯定學生在設計過程中所表現出的敢于挑戰、主動學習、大膽創新的精神，以及由此帶來的思維水平和實踐水平的全面提高。

因此，設計性實驗不宜采用傳統的百分制，筆者認為，宜采用優、良、中、及格、不及格5個檔次來進行評定。首先明確“優”和“及格”的標準，在“優”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，每一個項目都設定多個指標，完全達到指標并有所創新的評為“優”；完全達到指標而無創新的可評為“良”；實現主要指標可評為“中”；實現部分指標，能體現設計者掌握了基本相關基礎知識則可評為“及格”；沒有實現任何指標，或沒有做的評定為“不及格”。這樣就應在設定實驗指標上著手，針對具體的實驗進行不同的設定，才能比較準確地定性評價學生的實驗能力，這一點仍需在實踐中不斷探索和改進。

四、結語