微机原理课程

微机原理课程（共12篇）

微机原理课程 篇1

《微机原理及应用》是高校计算机及其相关专业的一门重要的专业基础课, 也是一门综合性和实践性都非常强的课程。本门课程内容抽象, 知识点多, 并具有理论与实践、硬件与软件相结合等特点;因此, 课程教学难度大, 学生学习兴趣差, 再加上计划课时有限, 导致教师很难在有限课时内很好地完成教学任务。根据本人多年来的教学实践经验和学生反馈信息, 并结合该课程理论性、应用性强的特点, 在教学过程中, 对其理论教学方法、实践教学环节等多方面进行了一些深入地探索。

1.《微机原理及应用》课程现状分析

《微机原理及应用》课程的教学内容包括:计算机信息的表示、8086/8088结构与寄存器、8086/8088引脚功能及应用方法、总线与时序、存储器及其扩展、指令系统、汇编语言程序设计和常用接口芯片及扩展技术等。在计算机技术迅速发展的今天, 新技术、新理论和新知识的实际应用周期大大缩短, 如何在有限的教学时间内, 讲清基本知识, 并将新知识有机的融合进本课程的教学中, 使学生能利用其基本原理解决在学习过程中遇到的各种问题, 以增强学生的学习兴趣, 使他们感到学有所用, 这也是微机原理课程的教学目的之所在[1]。

2. 理论教学方法探讨

2.1 利用基础知识、调动学生学习兴趣

兴趣是最好的老师, 浓厚的学习兴趣能调动学生的学习积极性, 开发学生的智力潜能, 从而激发他们强大的学习动力。《微机原理及应用》这门课程比较抽象, 微机的结构、汇编语言的指令和汇编语言编程等知识, 学生在刚接触的时候很难入手。为了培养学生的信心和兴趣, 必须从学生已掌握的知识入手, 循序渐进、巧妙引导, 才会收到事半功倍的效果。例如:利用数字电路课程中学过的算术逻辑运算单元74LS381构成一个逻辑电路, 其输出信号F与输入信号A和B的关系为F=f (A, B) , 由控制信号S2S1S0的编码确定, 当S2S1S0=000时F=0, S 2 S 1 S 0=0 1 1时F=A+B, S2S1S0=010时F=A-B三个功能为例, 介绍用S2S1S0编码进行控制实现对输入数据A和B的处理功能。编码预先编好并按顺序保存起来, A和B的数据也预先按顺序保存好, 在需要时再按序自动取出S2S1S0编码送往控制端, 按序取出数据送A和B端, 这个电路就可自动完成对数据的处理。使用S编码就相当于是计算机指令, 按顺序安排的一组编码就是计算机程序。通过该电路讲解可以使学生对计算机程序有一个比较直观的认识, 从而提高信心, 增强学习兴趣[2]。

2.2 改革教学方法、丰富教学手段

好的教学方法是保证教学质量的前提, 教学手段的灵活多样化是提高教学质量的根本。在教学过程中, 本人在这两方面做了大量的尝试。例如讲8253A接口芯片时, 如果采用传统方法进行讲授, 学生对8253A接口芯片的六种工作方式及其各自不同的输出时序、输出结果难以掌握。为了改变这种情况, 采取先实验后理论的教学方法, 以课本上的例题为案例, 首先完成一个与之相同的实验, 让学生自己动手, 观察实验结果。然后在此基础上改变8253A的工作方式, 让学生自己编程序实现。做完实验后再进行理论教学, 结合案例重申8253A接口芯片六种工作方式的相同点、不同点、优缺点、适用的前提条件及场合等问题。这样一来学生对8253A接口芯片的功能、特点就理解的比较清楚透彻, 加深了对理论知识的认识, 收到了良好的教学效果[3]。

2.3 抽象概念生活化、使课程内容简单化

《微机原理及应用》课程中的许多内容都可以从生活中找到与之类似的实例进行类比。例如:在讲述抽象的存储器管理这一部分内容时, 就可以将微机的整个存储空间比喻成一座教学大楼, 把大楼的每一个房间看做是存储器的每一个存储单元, 房间编号就与微机的内存地址相似, 楼层号类似于存储器的段地址, 房间号类似于存储器的偏移地址, 二者的组合就相当于存储器的物理地址。要在教学大楼中找到自己的教室, 只要知道教室编号就很容易找到。同理, 每一个存储单元也有一个唯一的编号称为物理地址, 由段地址和偏移地址构成, 访问存储器时只要知道了物理地址就可以找到该存储单元。类似的抽象实例如介绍堆栈时, 就可以把堆栈比喻成一个装物品的桶, 桶底就是栈底, 给桶里装东西就如同入栈, 先装入的东西在桶底, 后装入的东西在上面, 取出物品时必须从上面开始, 这就是“先进后出”的原则。形象的实例, 恰当的比喻, 不但让课程中抽象的、难以理解的内容变得简单、生动, 还易于被学生理解、接受, 而且还提高了学生们学习知识的思维能力[4]。

3. 实验教学模式改革

3.1 树立新的教学理念、重视学生能力培养

《微机原理及应用》课程是一门实践性很强的课程, 实验教学环节举足轻重;然而传统的实验课是在讲完相应的理论内容后, 采用“课前预习—课堂精讲—实验过程指导—课后报告”的教学模式, 其目的仅仅是为了配合理论教学环节, 其实验内容也主要是验证理论教学内容。在这种模式下, 学生总是跟着教师的指导, 按教学指导书所列的项目、试验方法和实验步骤, 在规定的时间内按统一的模式做相同的实验, 因此达不到实验的目的和效果。在当今以大力提倡素质教育和创新能力培养为目标的教学理念引导下, 必须重新认识实验课的作用, 探索新的实验课教学模式, 在传统的验证性实验基础上, 增加一些有针对性地设计类、综合类实验项目, 使实验课成为素质教育及创新能力培养的一个重要环节。

3.2 改革实验教学方法、创造条件做活创新实验

我院《微机原理及应用》课程目前使用的是D ais—958H+实验仿真系统, 试验系统提供的实验内容多为模块化组织形式, 每个功能模块内部的主要连线都是事先接好的。例如:用8255构成的交通灯实验, 学生只需连接A、B、C口与开关和LED显示器的连线, 8255的片选线。而8255与CPU的数据线、地址线和控制线都已事先接好, 所以学生对实验内容的理解和掌握具有片面性, 无法建立实际的系统概念。所以, 在实验时可按照实验指导书的内容安排, 结合教学进度先安排几个基础实验, 加强学生对所学知识的理解, 锻炼一下学生的实际动手能力。在学生有了自己想要动手做实验, 自己设计实验的意愿后, 教师要及时调整实验教学方法, 鼓励学生自己选题, 自己动手查阅资料, 结合自己所选题目去设计实验方案, 并给学生提供一些参考思路, 帮助学生解决试验中碰到的问题。这样可以给学生创建一个较宽松的实验环境, 允许学生结合课程学习及专业特点、时间安排或兴趣爱好提出实验设计题目、设计方案和构想, 并可在一个较宽松的实验环境中灵活地选择时间完成, 这对于他们的创新性思维、创新能力培养有很大的促进作用。

3.3 以课程设计为主导、培养学生的综合素质

《微机原理及应用》是一门应用型很强的专业技术课, 通常在基本知识讲授完后, 安排一个综合性的课程设计。课程设计是学生把知识综合起来加以运用的过程, 也是学生消化知识、升华知识、锻炼能力和提高能力的重要阶段。教师首先把课程设计任务书发下去, 同时向学生提供一些相关资料或推荐一些微机应用的优秀网站, 指导学生认真阅读思考。随着设计内容的不断扩展, 学生会通过课程设计的主线逐步把各块分散的知识点串接起来, 逐步形成设计的总体框架。另外, 在设计中要充分发挥学生的主观能动性, 教师可以提供一个意向性的设计思路, 鼓励学生通过自己的努力提出设计方案, 然后大家一起讨论方案的优劣和可行性, 结合实验室的具体情况, 通过评议评价, 确定一至二套具体设计方案。最后完成软件设计和硬件电路设计, 并通过设计分组, 顺利完成程序的调试。这样既培养了学生对所学知识的运用能力, 也培养了团队中的协作精神, 从一定程度上培养了学生的综合素质[5]。

结束语

《微机原理及应用》课程是一门理论与实践知识并重的课程, 在实际的教学过程中, 本人通过理论与实践相结合的方法, 在该课程教学中取得了良好的教学效果。学生通过本课程的理论学习和实验环节, 使他们的逻辑思维能力、理论联系实际能力和创新能力都得到了逐步地培养和提高。今后, 我们还将进一步探索, 加大教改力度, 让更多的学生热爱本课程, 热爱所学专业, 体会到科学研究的快乐。

参考文献

[1]荆忠亮, 黄永来.《微机原理及应用》教学改革与探索[J].科学之友.2009 (0 8)

[2]许青林, 解争龙等.《微机原理》课程教学改革探索[J].教育与职业.2007:118—119

[3]龚沛曾.案例教学法在“Visual Bsaic程序设计”课程中的应用[J].计算机教育.2004 (5) :62—63

[4]褚向前, 朱武.比喻法、类比法在《微机原理》教学中的应用[J].中国科技信息.2007 (08)

[5]梁绒香.微机原理与接口技术实验教学探索[J].中国成人教育.2006, (5) :34-35

微机原理课程 篇2

题目一 密码设置模拟

该程序可以进行密码的设置(第一次)和修改(已设置密码)。要求输入的密码不显示。题目二 计算器

编辑程序可以实现键盘输入数据与运算符，进行“加减乘除”运算。（提示：先输入数据与运算符，保存，再按照运算符选择对应的子程序；输入的数据是用字符表示的，需要转换；要有良好的界面（提示信息））

题目三工作周期判断程序

输入年、月、日，能够判断当日的星期数，并进行输出。（以校历为依照，可设某日为起点，根据相差的天数与7的关系进行判断）。

题目四 PC扬声器发声

利用8253驱动PC机内扬声器发声，PC结构参考相关文献资料。题目五 乐曲播放

利用PC机内8253实现乐曲播放。题目六 按键选择乐曲播放

利用按键选择播放不同乐曲。（★）（自制交互界面实现按键选择★★）题目七 实现闪烁文字效果 编程提示：

提示信息于屏幕中央显示出来，用光标定位子程序将光标定位于80*25显示方式的第8行第10列，然后输出一条提示信息，接着调用屏幕上卷子程序上卷一行，接着再定位光标，然后显示下一条提示信息，直到所有信息显示完毕，对于闪烁的信息，同样是定位光标，然后用BIOS功能调用13H来显示闪烁信息，当BL的高位为1时，字符闪烁。mov ah,00h mov al,03h ；设置显示方式为80*25，16色文本 int 10h 题目八

数字秒表

设计可以显示1～60秒的无存储功能的秒表，最小单位为毫秒。题目九

倒计时牌

设计日期倒计时牌界面，可输入设定日期，显示当前日期的统计天数，如奥运计时牌。题目十

数字时钟

编程实现时钟功能，按秒刷新，要求定位在屏幕右上角。

硬件设计题

总体要求：根据题意自行设计电路，编写相关汇编程序。题目一

交通灯控制系统

1．利用8253定时，8259中断及8255设计电路，实现十字路口交通灯模拟控制。2．实现能自动控制和手动应急控制。

3．实现能随时可以调整自动模式的绿灯和红灯时间。题目二 实现特定功能的键盘及LED显示

了解键盘及LED显示接口原理，设计实验电路图完成以下功能： 1.按1键显示年； 2.按2键显示月日； 3.按3键显示GOOD ；

4.按4键数码管由左到右字符“0”循环显示。5．自行设计特效显示功能。题目三

LED七段数码管数字钟

设计并完成LED七段数码管数字钟电路，数字钟显示格式为：HH：MM：SS。要求：具有通过键盘能够调整时、分、秒的功能。题目四

闪烁灯

利用8253和LED灯相结合实现闪烁灯效果。题目五

电子钟

利用8253定时器设计一个电子钟，并定义一个启动键。当按下该键时电子时钟从当前设定值开始走时。

微机原理课程 篇3

关键词：中职；微机原理；教学；困境

中图分类号：TP301-4 文献标识码：A 文章编號：1007-9599 (2012) 09-0000-02

微机原理是门十分特殊的课程，它既是计算机、通信、自动控制等专业必修的专业基础课，又是理论性很强，技术原理很抽象，教学内容繁多，教学难度很大的一门课程。如果教学处理方法不当就很容易陷入教学困境。如何有效避免出现教学困境，成了广大教师所关切的事情。本文针对这一棘手问题，结合笔者的教学实践经验，从课程目标、教学内容、教学策略、教学方法及教学资源等方面进行了有益的探讨，侧重点在于原则与方法的介绍。

一、教学中出现的困境及原因分析

不少教师反映微机原理这门课程比较难教，比较难学，在教学中或多或少出现过困境，所出现的困境概括起来说主要有这么几方面：1.学生学习兴趣前高后低，爱学习的学生数量前多后少，能学懂的学生数量前多后少，课堂学习气氛前浓后淡，教师课堂教学感受前乐后苦；2.教师想尽办法突破难点，可难点仍不能突破，教师吃力，学生痛苦；3.教师教得多学生学得少，教学目标难于实现。

之所以出现以上困境，究其原因，主要在于以下几点：1.学生知识基础和学习能力差异较大，部分学生逻辑、抽象思维能力还未提升起来；2.部分学生对课程作用、地位等认识不足，对学习目的认识不明确，学习态度不端正，学习目标含糊不清；3.学生怕吃苦，不愿动脑筋；4.教师对教学目标的定位不恰当，影响后续的教学工作，影响教学效果；5.教师的教学措施，教学方法不恰当，不能吸引学生注意力，不能化难为易；6.教学设施或教学资源的贫乏或运用不当，发挥不出良好效果；7.教师对待学生的态度、方式不恰当，提不起学生兴趣和积极性；8.缺乏或缺少实践环节，学生对理论学习感到枯燥无味；9.教师没能及时变换教学策略、方法、手段、形式，没能及时调整学习环境或学习气氛，没能持续吸引学生注意力，激发学生学习兴趣；10.部分学生学习成果没能得到同学和老师的及时肯定，没有提起学习的勇气，缺乏自信。

二、避免出现教学困境的教学建议

针对以上困境及所出现的原因，笔者根据自己的教学经验，提出以下几点建议，仅供讨论和参考。

（一）准确定位课程目标，恰当选择教学内容

课程教学目标是引领课程教学活动的指挥棒，准确定位课程教学目标，是实施课程教学的前提，也是避免出现教学困境必须解决的首要问题。教学目标定位不准确，直接导致教师在选择教学内容时出现难取难舍、取舍不当的现象，从而一起步就使教学走向困境。那么如何准确定位该门课程教学目标，又如何对教学内容进行恰当选择呢？这就要根据专业需求和教学层次两个主要因素来确定。专业需求是一种硬性指标，在设定课程教学目标时一定要明确、准确，不可模糊不清或模棱两可。教学层次决定了课程教学目标的深度和广度，在设定课程教学目标时一定要谨慎，一定要在生产、服务一线调研的基础上结合该课程在课程体系中的地位与作用来确定，切记尽量避免人为因素而使定位不准。一般来说，中职教学目标层次低于高职教学目标层次，相关性紧密的专业比相关性疏松的专业在教学目标层次上更高些。如自动控制、通信、硬件维修等专业教学目标层次应高于其它普通专业。

课程目标确定好了，就可以据此对教学内容进行恰当的取舍，取舍时既不能贪多、贪全，又不能删减过分，掌握好度和量，这将从起点上更加有利于后续教学。

（二）讲究教学策略，突出教学重点

课程目标明确了，教学内容选定了，接下来就要在选定的教学内容中提炼出教学重点，然后讲究教学策略，注重教学方法，突出教学重点，突破教学难点，确保教学目标的实现。教学必须突出重点，如果不能确立重点，突出重点，那么教学就会平均用力，就不能有效减轻学生学习负担，就会极易陷入教学两难的困境。教学必须讲究策略，如果不讲究策略，那么，教学过程就会很被动，很吃力，很徒然，教学效果就会大打折扣，无形中增加了教学难度，教学困境就会接踵而至。那么，什么样的教学策略才能有效减轻教学难度，避免出现教学困境呢？衡量一个教学策略是好是赖，关键看它的使用效果，看它能否有利于教师顺利实施教学，实现教学目标；看它能否适合学生学习口味，能否有效吸引学生注意力，能否有效调动学生学习积极性，能否充分发挥学生学习潜能，能否满足学生学习需求，能否满足学生对学习过程和学习结果的良好感受，一句话，就是要适用、好用，效果好。当然，各位教师所面临的具体学生情况不同，所采取的教学策略就会有所不同。尽管有一些共用性的策略，然而在实际教学中，个性化的教学策略实在是很关键，这就要看各位具体的发挥了。下面提几点共性的策略，借以激发各位教师的探索兴趣，找到自己独具特色的策略，开展特色教学。

1.尊重学生，肯定学生，鼓励信心，端正态度

微机原理这门课程教学难度很大，学生很容易产生畏难心理，丧失学习信心，失去学习兴趣，致使学习态度不端正，最终放弃该门课程的学习。因此教师应于开课之初就给学生介绍清楚这门课程的地位、作用、基本内容、基本特点、教学目标以及有效的学习策略、方法和成功经验，消除学生畏难心理，鼓励学生信心，激发学生兴趣，端正学习态度，并在后续的教学过程中采取有效措施，使教学工作顺利进行。众生平等，何况人呢。教师要尊重每位学生，尊重学生的个性，尊重学生的情感，肯定学生的价值，承认大家本性平等、习性迁异的现实情况，承认个人发展的不均衡性和互异性，用爱心进行感化，用耐心使其坚强，用恒心使其成熟。这是不成策略的策略，是基本的策略。

2.教学内容由简到繁，由易到难，深入浅出，弹性渐进

循序渐进原则是各级各类教学的基本原则，该门课程更应如此。对中职学生来说，如果专业需求不是很高，那么教师可以首先对布尔代数、二进制数及加法电路等相关的基础知识作以介绍或复习，其次重点介绍或复习触发器、寄存器、三态输出电路、总线结构、存储器等微机基本组成电路，接下来重点学习微机基本结构及原理，尤其重视对简化模型的学习。之后有选择性介绍一下8086CPU及它的指令系统，再概要介绍一下中断控制器、定时器、A/D及D/A等电路工作原理，并以一个极简单的实例介绍一下接口工作原理，最好能让学生做个实验。最后介绍一下微机在工业控制中使用情况。具体教学时，要把握好教学内容由简到繁，由易到难，深入浅出，弹性渐进的原则，给学生一个适应的机会，思考的余地，迁移的过程。

3.以基本硬件电路为基础，突出逻辑原理

微机原理以硬件电路原理为主，而电路大多是不可见的，逻辑原理大多是抽象的，这样教学难度急剧增加。如果我们以基本电路（如三态输出电路、总线、存储器）为基础，配以精美、生動的动画来重点介绍逻辑原理，那么就会大大降低教学难度，提高教学效果。以此为突破点，以此为铺垫，便于更进一步涉及更加复杂的电路及逻辑原理，教学会更加顺利些。

4.以微机结构的简化模型教学为重点，实现教学难点突破

清华大学出版社出版，郑学坚、周斌所著《微机原理及应用》一书中设计了一个很好的微机结构简化模型。它反映了微机最基本的结构原理，是十分理想的教学模型，通过它的教学，可以简化整个微机结构原理的教学，实现难点突破。对于需求不紧密的专业来说，只要把这个简化模型学习清楚了，剩下的内容可以选择性学习了。但对于需求紧密的专业来说，显然远远不够，还需进一步深入学习。

5.以实验装置和动画(仿真)软件为基础，结合理论介绍，进行开放性、互动式、探究式教学

微机原理这门课程内容十分抽象，没有实验装置或辅助教学软件，是很难进行有效教学的，尤其面对知识基础和学习能力比较薄弱的中职学生。有了这两个工具，配合开放性、互动式、探究式教学模式，就会大大降低教学难度，增强教学效果。目前微机实验仪、单片机实验仪等教学实验仪器已经设计得比较理想，而且部分仪器还配套了优秀的教学辅助软件。广大教师及科研工作者自主开发了不少多媒体教学课件及接口仪器。充分利用这些优质资源，将帮助教师提高教学效果，有效避免出现教学困境。

（三）灵活运用多种教学方法，提高教学质量

教学策略通过教学行为来实现，教学行为由教学方法来体现，教学效果在很大程度上由教学方法来决定。灵活恰当运用多种教学方法，可以提高教学质量。微机原理这门课的教学难点在于教学内容的抽象性，因此，在选择教学方法时就要考虑该方法能否增强直观性、生动性，降低抽象性。以下是几种比较有效的方法。

1.类比（推）法。微机中的结构原理和客观世界中的人或物具有某种相似性，存在可比性。通过类比的方法，把二者联系起来，由此及彼，由熟悉的结构类推到不熟悉的结构，增强了直观性、生动性，降低了理解难度。

2.模型实验法。通过实验，学生能切身体会知识，体验成功，对知识理解更深、更真，效果自然会更好。好的实验模型（或装置、仪器、设备）允许学生自主设计实验，验证实验，能够大大调动学生学习兴趣，对培养学生钻研精神和探索精神十分有益。

3.软件辅助法。现在的课件、教学资源开发技术和工具比较先进，所开发的课件、资源呈现方式多种多样，效果十分逼真，运用在教学上，效果十分理想。

4.简化、图示法。微机电路内容细节复杂，很难直观展示和介绍，如果用图示法将其简化，就能以简驭繁，从宏观、整体把握其原理，简化教学。

5.积极开展新方法、新模式的研究和探索，并在教学实践中进行检验，总结经验，改进教学。近年来大家所讨论的热点方法、模式很多，比如案例教学、项目教学、导学案教学等。

（四）加强教学资源开发，开辟教学研究新途径

教学资源是教学活动的支撑，有了好的资源支撑，微机原理的教学工作就会轻松些，容易些。比如复杂数据流动方式的演示，如果用手工方法效果不是很理想，如果用动画（仿真）软件来动态、逼真、反复演示，效果就会好很好。教学与科研是相辅相成的，互相促进的。教师如果能够在教学之余开展一些教学科研工作，有针对性研制一些微机原理接口实验装置，开发一些优秀实验项目，开发制作一些辅助教学软件，汇集整理一些优质教学资源，并将其拿来作为教学资源使用，效果再好不过了。建立微机原理学科教学网站，整合相关优质教学资源，提供理想教学平台，对于避免出现教学困境，提高教学效果也可发挥重要作用。

以上是笔者一点浅显的认识和经验的总结，希望对大家有所启发，并借此引发大家对此问题进行更加深入和广泛的研究与探讨，共同促进微机原理教学效果的提高。

参考文献：

微机原理与接口技术课程教学探索 篇4

微型原理与接口技术同时是一门理论与实践相结合的课程, 一般采用多元化的教学模式, 集理论教学、实践教学和网络教学为一体。理论教学大部分内容的讲授需要采用现代化教学手段来实施, 即需要教师制作多媒体课件并采用大屏幕投影方式进行实时教学, 以适应计算机教学的特殊性, 从而保证必需的教学效果与质量, 同时还要与上机操作相结合。但目前大部分院校的微机原理与接口技术的教学现状不容乐观, 出现了学生兴趣低下、教学内容枯燥以及实践教学环节薄弱等现象[1,2]。同时, 由于微机原理与接口技术与单片机原理与应用等课程的相似性, 出现了两门课在教学上内容重复性的尴尬。针对以上问题, 根据亲身实践对微机原理与接口技术的课程教学进行探讨。

1 相近课程的关系

微机原理与接口技术与单片机原理与应用有很多的相似之处, 微机原理与接口技术是首先介绍8086/8088的CPU及存储器扩展, 然后介绍接口技术。单片机原理与应用主要以51系列单片机为核心, 延伸到后面的外围电路的接口。相同之处在于都是讲解一块双列直插式的IC, 然后扩展到相近的接口应用, 不同之处在于IC内部的不同, 比如51系列单片机自带了定时器、中断控制等。

由于内容的相近, 特别是接口部分, 使得我们在教学中存在重复感的尴尬, 所以很多高校进行了改革, 最通常的做法就是砍掉其中一门课, 或者合并为一门课微机原理与单片机接口技术。如何有效的平衡两门课程的内容, 避免两门课程的冲突, 我们做了以下探索。

单片机接口功能强大、灵活, 可以完成很多相关硬件实验, 同时它是后续课程嵌入式系统等的基础。微机原理与接口技术在接口方面的功能确实不如单片机丰富, 所以往往成为砍掉的一门, 但本课程是理解微处理器的基础, 为学生后续的32位机、64位机等的深入学习打开了大门, 所以对于电子信息或计算机相关专业来讲砍掉欠妥。

从内容和实践来看, 两门课程都是理论与实践并重的课程。但上面提到, 8086接口方面的功能确实不如单片机丰富和灵活, 如果在接口部分过多的讲解, 一方面会浪费很多的时间, 最重要的是学生不好理解、吃不消。比较好的做法是将两门课理论与实践各有侧重。比如微机原理与接口技术可按3+1的模式安排课时。偏重微机原理理论部分的讲解, 在接口部分主要做一部分验证性和小的设计性实验帮助学生理解。而在单片机原理与应用中变为1+3的学时安排模式, 偏重接口部分的讲解。通过大量的实践实验来完成单片机接口部分的掌握。在实验中发现问题, 解决问题。两门课程的时间安排, 可安排在上下两个学期, 微机原理与接口技术先修, 单片机原理与应用后修。也可安排在同一个学期, 以教学周是16周为例, 微机原理与接口技术上前12周, 单片机原理与应用后4周集中实践。实践类的课程不适合搞分散的持久战, 所以在一段时间中加大课时量, 集中完成效果比较不错。

双方各有侧重, 就可以有效的协调好两门课程的关系。

2 理论教学探索

2.1 课程内容故事化

由于微型原理与接口技术知识点多而且杂, 枯燥, 难懂, 学生不重视、没兴趣。如何解决?这里可以采用故事方法来引导。

近年来机器人逐渐渗入到一些日常生活中, 由韩国的“我的机器人女友”及印度的“宝莱坞机器人之恋”等都是高票房之作, 学生也耳熟能详。可由这些引起学生的兴趣:今天也给大家介绍一个新的机器人朋友, 它是我们PC机的重要组成部分, 它有很多用处, 能帮助人们做很多的工作 (第一讲绪论) 。在使用它之前先了解他的大脑 (第二讲微处理器) , 学会与它的交流用到的单词 (第三讲指令系统) 之后, 学会与它的交流的语句 (第四讲汇编语言程序设计) 。有时需要它记住更多东西, 但是它的记忆空间有限怎么办? (第五讲存储系统及半导体存储器) , 在讲我们的机器人朋友如何控制外围设备及如何与外设通信 (接口部分) 之前, 先要了解它的神经系统 (第六讲总线结构) 。接口部分遵循的思路就是四大类芯片:并行接口类、串行接口类、中断类、定时计数器类、A/D、D/A转换类等。在这些芯片的讲解中, 同样可以把这些芯片虚化为机器人朋友的助手进行讲解。由此引起学生的兴趣, 使课程不再单调。

2.2 课程内容主线化

整个微机原理与接口技术分为两部分:微机原理 (8086CPU与汇编语言) 和接口技术 (四大类芯片) , 综合为一句话:我们使用汇编语言驱动CPU控制四大类芯片工作。这样学生在学习起来, 就有了一条很明确的主线。

2.3 课程内容网络化

前面提到微型原理与接口技术信息量大、知识点涵盖面广, 知识点多而且杂, 仅仅课堂教学是无法满足教学需求的, 网络教学平台应运而生。

网络教学平台通常是指在校园网上建立一个基于Web的网络教学与师生互相沟通的平台。可以通过网络平台开展各种网上教学活动, 例如:课堂教学视频、课程教学课件、实验教学资料和其它教学资源的上传浏览;作业的布置与批改;师生网上答疑解惑;学生课前课后预习等, 为教学提供全面支持服务[3]。

在本课程网络平台中, 不建议采用一成不变的教学资源, 比如往年的课件等, 虽然有一定作用, 但是每届甚至每班的学生特点是不一样的, 并且教学进度不一定一致。所以建议是最新的教师备课之后的教学资源。如:对于课程教学课件, 教师针对学生的特点提前备好课, 上课之前几天上传, 有利于学生提前预习;对于课堂教学视频, 教师当堂录好, 课后及时上传, 有利于学生的复习等。除了网上批改作业, 答疑释惑外, 教师还可以把微型计算机的一些新型技术资料上传, 如32位微机的主要技术等, 作为课外扩展学习之用, 拓宽学生的视野的同时, 满足一部分学生的自我提高。

3 实践教学

微机原理是技术性、工程实践性很强的课程, 因此实践教学在教学过程中占有非常重要的地位[4], 微机原理应用课程在设置上, 授课量大, 学时短, 课堂教学一般设置了32到40学时, 实验部分设置了8到16学时。如何在较短的时间内完成实验安排, 就对实践教学提出了挑战。

实验实践部分可采取分类化和层次化的方法。分类化指实验采取课内和课外两种方式, 层次化, 是指根据学生的不同层次采取不同的实验。

微机原理与接口技术中的接口部分实验, 我们目前使用的是DTHS-A。DTHS-A实验台支持NICE自主研发的集成开发环境, 并与KEIL/MPLAB/AVRStudio等主流开发环境无缝结合。对于课内实验, 我们主要采用了实验台常规实验区来验证我们的接口, 适当的进行实验的扩展设计。根据前面所讲, 接口部分的焊接实践和创新直接交给了单片机课程。微机原理部分的实验除了MASM汇编语言程序设计外, 采用口袋实验室, 完成一个简易CPU的设计。这些是大家的必修实验课程。验证性实验能满足学生理解课程内容的需要, 但某一程度上会扼杀部分学生的创新能力和创新欲望[5]。所以建议分层次实验教学。通过第二课堂, 高一层次的学生可以在此基础上完成CPU的扩展, 基本I/O设计与实现、定时/计数器设计、中断设计与实现及最后的SOC设计, 也就是前门所讲的课外实验。

4 课程考核

考核可加重实践及创新部分, 突出理论知识转化为实践实战的重要性。

考核分两部分:书面考试 (成绩占总成绩60-70%) 、平时考核 (成绩占总成绩40-30%) 。建议以60%+40%为佳, 其中的平时考核分为四部分:出勤, 作业, 实验, 创新四部分, 所占的比例可以为2:3:3:2。第二课堂是针对有学有余力的高层次的学生, 在成绩上以鼓励为主, 同时又不能打击一般学生的自信, 所以创新占一定比例, 但不能过大。在创新性实验验收时, 要求演示所设计的系统、回答教师所提出的问题、查看实验报告及创新情况。

5 结语

微机原理与接口技术是国内大多数理工科高等院校开设的一门专业基础课程, 其重要性不言而喻, 但教学状况一致不太乐观。随着课程教学改革的不断深入, 解决了一些问题, 也出现了新的问题。本文从其与相近课程的关系、理论教学、实践教学及考核等方面提出了一些方法和建议, 希望借此能使本课程在人才培养和提高学生综合能力和创新能力的过程中起到应有的作用。

摘要：针对微机原理与接口技术课程的教学中存在学生兴趣不高、实践教学环节薄弱等问题, 从与相近课程的关系、理论教学、实践教学、课程考核四个方面对该课程进行了教学改革与探索, 对于提高微机原理与接口技术的课程建设和教学效果有一定指导和借鉴意义。

关键词：微机原理与接口技术,理论教学,实践教学

参考文献

[1]刘民岷.微机原理及接口技术课程教学及实验改革实践[J].实验科学与技术, 2013, 01:64-66.

[2]张红民, 王艳.微机原理及应用教材与教学内容改革思考[J].理工高教研究, 2009, 05:105-108.

[3]金欣.高校网络教学平台建设初探[J].福建电脑, 2011, 03:16+53.

[4]王志军, 王克义, 杨延军.微机原理教学中几个问题的探讨[J].计算机教育, 2010, 07:64-66.

微机原理课程设计 篇5

单片机综合试验仪——计数/中断模块

二、功能及性能指标

显示计数，记到15就重新开始计数

三、设计目的 了解单片机综合实验仪基本构成和分模块设计方法。掌握PROTEUS下单片机综合实验仪的设计、绘制方法。通过本次实验，达到熟练掌握PROTEUS下单片机综合实验仪原理图绘制和模块划分调整的目的。

2通过单片机综合实验仪原理图转换为板图、制作出各模块实验板和下载程序和在实验板上调试、运行个实验项目，熟练掌握单片机综合实验仪线路板的设计制作过程；达到实现单片机综合实验仪各实验项目实际运行效果的目的。

3了解单片机综合实验仪各模块程序设计方法。掌握KEIL C51下单片机综合实验仪各模块程序设计和调式及PROTEUS下的系统仿真方法。通过本次课程设计，达到熟练掌握KEIL C51下和PROTEUS下单片机综合实验仪各模块程序设计、调试和仿真的目的。

四、意义

该实验通过单片机的最小系统的制作，设计简单系统，拥有控制其他模块的功能，在现实生活中应用广泛，具有现实意义。

五、本人所做工作

计数/中断模块部分 ①

原理图仿真：②

PCB版图设计（元件封装）与制作： 部分器件封装：中断、定时计数、串行通信电路部分器件封装：SW1(TRIGGER)(3)——SW-PUSH-AUTO-LOCK（按实物设计）D9(POWER_SHOW)(3)——LED需要设计封装器件外形图如下：

中断、定时计数PCB电路图

六、设计内容

依据单片机综合实验仪原理图各模块及其元器件的实物结构。在PROTEUS下设计制作单片机综合实验仪的设计、绘制方法。通过本次实验，达到熟练掌握PROTEUS下单片机综合实验仪原理图绘制和模块划分调整的目的。

1、在PROTEUS的智能原理图输入系统ISIS下，按本本课程设计课件要求，每位同学主攻单片机综合实验仪一个模块原理图设计和绘制。为后续实验本模块的板图设计做好准备。

2、自己制作的电路板图上焊接元件，完成实验板的制作。

3、对各电路模块和实验项目进行程序下载和实验项目的调试运行。

4、在KEIL C51下和PROTEUS下，对单片机综合实验仪一个模块的程序设计、调试和仿真。

5、运行PROTEUS的ARES软件，依据电路模块的元件实物，核对和设计封装图。3中断、定时计数、串行通信电路部分器件封装：SW1(TRIGGER)(3)——SW-PUSH-AUTO-LOCK（按实物设计）D9(POWER_SHOW)(3)——LED6、结合上次实验兼顾的单片机综合实验仪其它模块原理图设计和绘制。完成相对应的程序模块设计、调试和仿真。

七、设计思路及描述

设计思路及描述--该实验要求进行计时并在数码管上显示计数，则可利用swl单片机实验系统中的芯片AT89C51，中的P3.1做为时钟信号CLK输入的入口地址管脚做为外部按键输入，并实现各个按键的功能；将P3.2管脚做为外部中断0的入口地址，并实现“开始”按键的功能；将P3.3做为外部中断1的入口地址，并实现“清零”按键的功能；将P3.0做为数据信号DATA输入的入口地址；定时器T1作为“快加”键的定时器。其中“开始”按键当开关由1拨向0（由上向下拨）时开始计时；“清零”按键当开关由1拨向0（由上向下拨）时数码管清零，此时若再拨“开始”按键则又可重新开始计时。

八、原理图

九、程序流程

十、程序清单

十一、课程设计心得体会

经过了几周的努力，单片机终于完成了。通过这个实验，我真的学到了很多，也体会到了很多，体会到完成一个作品是多么的不容易，需要面对很多的困难，从一开始的上机使用专业软件制图，再然后画PCB图，打印墨纸，完成电路板，中间每一步都不能出错，错一步步步错。虽然这个过程很难但是单片机是一门教我们微机线路设计与制作的基本技能的课程，老师的谆谆教导，同学的融洽合作，以及这门课程自身所散发出的强大的实践性与趣味性一下子就深深的吸引住了我。

本学期的微机原理路课程，我收获了很多，也感悟到很多。微机原理课程，它已不仅仅是一门印在课程表上的课程，还是一次崭新、充满挑战的实践，是一段珍贵的体验。从中我学习到了画图、焊接以及其他零件的用途与方法，在焊接电路板时，也学到了很多东西，比如焊法、零件的形状和种类、元器件的基本常识等等。真是让人受益匪浅，终于能体会到不同零件的奇妙组合中展现的人类智慧的结晶。知识的重要性在我心中再次提升，电子产品知识产权的垄断，让我既看到了机遇又看到了挑战，学习是现在我们唯一的行动方针。

在做单片机的过程中，我们遇到了很多问题，如果不是自己亲自做，可能就很难发现自己在某方面知识的欠缺，对于我们来说，发现问题，解决问题，这是最实际的。当我们遇到难题时，在经过夏新恩老师等的帮助下，这些难题得以解决，设计也能顺利的完成。

微机原理课程，是我们大学里的一道大题，虽然这次的难度很大，看起来困难重重，但是当我们实际操作起来，又会觉得事在人为。只要认真对待，所有的问题也就迎刃而解。在上机操作之前，我们有一个熟悉原理图的过程，这是相对而言比较耗费精力的，也是最复杂的，做一个较大的设计，需要耐心，在这个过程中，耐力也就得到了一定的磨练。这也是也是为即将面临的课程打下一个良好的基础。

在这次微机原理课程中，我最终要做的是一个单片机。实习的过程中，首先需要复习使用电烙铁（焊枪），在练习焊接时，我时刻默念老师教的焊接步骤，遵循正确的步骤才是最简洁的方法。但尽管如此，我还是尝到很多挫败感。虽然我多次失败，虽然时常也不乏出现一些虚焊点或是东倒西歪的焊点，虽然对自己第一次的杰作说实话都有些厌恶，但是我仍然对此由衷的感谢。因为如果没有失败的练习哪里有现在值得骄傲的成功作品。与此同时，我还体会到合作的乐趣和同学间的友情。和同学一起合作，我们一起讨论电路原理、器件选择，也相互补充并发现漏洞，失败时相互鼓励着重新来做，有突破时一起开心的笑。当见到其他组的同学的进度比我们快，做的比我们好时，我内心也不由得着急起来，开始手忙脚乱，在这里我要感谢周围同学对我及时的帮助，让我感受到集体的温暖，让我重拾信心。当然我们组也不是一直都是最差的，我也会经常的去帮助其他组的同学，这让我时常能够感受到帮助他人的快乐，以及感受到自我能力价值的体现。

单片机完成后，我们都认为做PCB是最复杂的，这里遇到的问题也就最多。我们发现，只要完整地做好了一个设计，以后的也就大多“雷同”，所以这也算得上是其中的一个收获。

微机原理课程是一个过渡时期，我们从学生走向毕业的必经之路，在不长不短的设计过程中，我发现自己主要得到了以下收获：一.遇到什么疑惑的问题应该首先自己独立地解决，而不是未加思考就随便问，这样不仅无法切实的提高思考能力，而且也是一种消极态度的反映。在设计的过程中，我们当然要仔细聆听老师们的见解，可是自己的领悟更重要，只有这样才可以真正地理解各种原件的使用。理解各个设计中为什么会选择这个原件。而这些独立领悟的东西才是真正深入到我们的思维习惯和思维特性中去的内核部分。二.在焊接操作过程中要高度集中注意力，不应该心猿意马，三心二意。这样极为容易造成焊接原件错误，产生电路板短路。最后，通过了这次微机原理课程设计，我才了解到我们所学的只是原来是如此地贴近我们，其实他们就在我们身边，就在我们身边或大或小的地方，甚至是我们不能发现的地方，而并不是我原先所想象的那样遥不可及，总是好像在那种大房子里面的大机器才会用到这些东西，感觉那些是科学家做的事情，对于我们来说是天方夜谭。而如今，我才知道了这一切。我才会，并有这样的动力将我所学的知识来赋予实践。

虽然遇到了太多的麻烦，不过我最终完成了自己的作品，非常的欣喜！自己在这短短的一学期里学到了很多知识，锻炼了自己的很多能力。总的来说，我对这门课程是热情高涨的！第一，通过实践真正觉得自己可以做些什么了有点存在的小成就感；第二，通过微机原理课程，加强了我们的动手实践能力和设计创新精神，作为信息时代的大学生，基本的动手能力是一切工作和创造的基础和必要条件；第三，在微机原理课程的这些日子里，大家的团队精神得到了很大的加强。因此，非常感谢这不同以往的，习性工程教育改革的，具有很大的自主性的，使我们能够发挥主观能动性。

十二、参考文献

微机原理课程 篇6

一、《微机原理与应用》课程教学存在的问题

1.生源基础不同。高职院校不同于其他类型的高校，它的生源由两部分组成，即普通高中学生和职业高中学生，由于课程安排，教学重点的差异，计算机课的基础相差比较大，特别是普高学生在高中阶段没有接受过《微机原理与应用》课程的教育，而职业高中阶段计算机专业的学生已经学习了微机原理的基础课程。在教学中，有同学反映，有些内容没有听懂就讲过去了，而有的同学却说这部分在职高学过，可以一带而过。可见两种生源在同一班级学习，给《微机原理与应用》课程教学加大了难度。

2.大班授课。由于班级容量较大，如有些班级接近200人，许多学生反映听课效果不好，积极性不高，可见，大班授课严重影响了教学效果。

3.重理论，轻实践。《微机原理与应用》课程是一门实践性很强的课程，现有《微机原理与应用》课程的实验学时往往比较有限，但实验内容却涉及汇编语言的编程、计算机接口技术等众多内容，所以实验内容只能是按部就班的固定题目和模式，达不到训练学生分析问题、动手解决问题的能力的目的，有限的时间还使得实验中普遍存在抄袭现象，很难保证课程实验的质量。作者在教学过程中多次听到学生有这样的疑问，“学《微机原理与应用》有什么用”、“什么是《微机原理与应用》”等。计算机技术发展快，实践性强，应用面广，我们教育的目的是培养学生坚实的计算机软硬件基础，而更重要的是把所学的东西应用到实际的工作中，在实际工作中找到《微机原理与应用》的有用之处。因此在计算机专业教学过程中加强学生动手能力，培养其创新意识，应该是我们教学的基本指导思想。

4.硬件投入缺乏。《微机原理与应用》课程包括显示程序实验、中断特性及8259单一中断应用实验、可编程定时器/计数器8253实验、中断应用实验等诸多的实验。这些实验需要用到一些实验装置，可是由于相应的实验环境较差、实验设备缺乏，只能在机房让学生做一些汇编程序，这严重影响了学生实验学习效果。

5.师资不足。高职计算机教师队伍里从事计算机软件教学的较多，而由于《微机原理与应用》课程知识点众多、内容庞杂、课程枯燥，学生缺乏学习兴趣，往往教师出力不讨好，学生出不了好成绩，造成计算机教师普遍对计算机硬件，如微机原理与应用、接口技术、计算机硬件技术基础等课程缺少热情。所以，如何提高计算机教师硬件教学的热情是一个比较重要的问题。

二、高职院校《微机原理与应用》课程教学改革对策

1.分小班授課，因材施教。所谓分小班授课，即将原来的一百多人一班分成30～40人一班上课，把同一层次的分在一班，如：将普高学生和职高学生分别编班，以利于在教学过程中加强分类指导，分级教学，因材施教，使不同基础的学生都得到提高。

2.更新教学内容，优化教学模式。针对课程的硬件、软件和接口三部分内容，采用不同的教学模式。硬件部分和指令部分由于知识点众多，采用授课的教学模式；软件部分采用讲授和实践相结合的模式，通过编程实践使学生掌握汇编语言的指令和编程特点，而不是一味的死记指令格式；接口部分可采取讲授为主的教学模式，辅助以相关接口实验，提高学生在微机系统及综合应用方面的能力。这样通过转变教学模式，逐渐变成以学生为主体、教师为主导，改变了现有的教学方式。

3.采用先进的教学手段。采用现代化教学手段，采用大屏幕投影、电子教室、电子教案、CAI课件和机房授课的方法,利用现代化教学手段加大课程的信息量，同时辅以黑板教学，实物展示(如：讲到接口处可以拿一芯片)，使学生对所学知识产生直观映像，很快进入学习状态。

4.鼓励学生学习与实践相结合。对计算机专业而言，实验教学是教学过程中一个重要的实践性教学环节。为培养学生主动学习的意识，可以加上提前预习实验的环节，每次实验均应有相应的预习报告，以使学生不盲目地仅为完成实验内容而做实验，而是要求他们做完一个实验后便有一定的收获，得到一定的能力训练。每次实验，老师提出要求，而选题、设计、拟定实施方案、验证实验结果，最后给出具有一定见解的实验报告，这些都由学生自己独立完成。为保证实验教学质量，端正学生对实验课程的态度，调动学生对实验课程学习的积极性，应该加大实验考试成绩在课程总成绩中的比重，侧重考核学生的实际动手能力。这样可极大地提高学生对实验与实习的重视程度。

5.改善实验环境，配置实验设备。在实验教学实施中，只有拥有了良好的实验环境和齐全的实验设备才可以实践，才谈得上与实践相结合。为学生提供一流的实验环境是提高计算机专业教学质量的有力保证，其中包括设备的到位和设备的良好运转。

6.加强教师队伍建设。高职院校对计算机硬件技术教师队伍的建设问题进行规划，并列入日程。加大财力物力投入，放宽教师进修学习的政策，全面提高学历层次，加强教师终身学习的意识和能力，同时还要采取积极措施，多组织教师进行科研。

微机原理课程实验教学方法探讨 篇7

微机原理课程是普通高等学校计算机及电气信息类专业的一门重要的专业基础课程,涉及知识内容涵盖了CPU结构、汇编语言与接口技术等。该课程概念抽象,实践性很强[1]。实验教学在对学生理解汇编指令、掌握汇编语言程序设计和典型接口的应用上起着不可替代的作用。

目前高校微机原理课程实验主要采用在实验室使用固定实验平台方式。该方式主要存在两方面的问题:1)实验平台硬件电路已经固定,学生实验时仅需进行部件间的少量连线,缺乏深层次的电路原理设计;2) 实验室的教学资源比较紧张,实验设备受限,开放时间固定,导致学生不能非常方便的安排实验。

为了充分提高学生在微机原理课程实验中的自主性,切实提高实验效果,本文探讨了分别基于FPGA平台和Proteus平台进行实验教学的相关内容。

2 基于FPGA平台的实验教学方法

FPGA器件具有开发周期短、编程灵活、可靠性高等优点[2],片内有丰富的逻辑单元资源,可以满足设计复杂电路的需要。通过使用硬件描述语言VHDL或Verilog HDL进行编程,可在一片FPGA内配置实现各种功能的微机接口模块IP核,且能方便的扩展支持新型微机接口的设计。基于FPGA平台的实验教学较好的促使学生将理论知识与动手实验联系起来,有效的提高了学生的创新能力。

2.1 FPGA实验平台硬件设计

实验平台硬件部分采用模块化设计,主要包括FPGA核心板和实验扩展板两大模块。基于FPGA的实验平台硬件框图如图1所示。

本设计中 核心板选 用Altera公司的FPGA芯片EP3C10E144作为主芯片。该芯片包含有10320个逻辑单元,414Kbits的RAM,2个PLL,23个专用乘法器,可供用户使用的I/O有94个,资源丰富,可满足大容量、低成本需求的电子设计。选用4MB RAM的串行FLASH芯片EPCS,不仅作为配置芯片足够大,还可作为系统的外部程序存储器。

外围设备扩展板配置扩展模块提供了丰富的外围设备及各种常用外部设备,具体包括数码管、拨码开关、LED、LCD、蜂鸣器、RS232串口、红外遥控模块、A/D与D/A转换电路模块、实时时钟DS1302、温度传感器DS18B20、步进电机、直流电机及测速模块以及VAG接口等。

2.2 FPGA平台实验过程

针对实验要求,移植8086软核和相应接口芯片软核来搭建8086实验系统,并采用图形化界面进行芯片间的互连。8086最小系统软核可采用以HT-LAB所推出的开源8086核CPU86为基础,针对自身环境进行移植[3]。8086软核的外围接口主要由数据线、时钟线和基本的控制线构成。在8086软核的基础上扩展8255 I/O口核、8253定时器核、8250 UART串行通信核、8237DMA控制核和8259中断控制核等即可构建8086片上系统。

由于8086和接口芯片软核的移植需要熟练掌握EDA技术,考虑到学生知识体系的不完整, 学生在完全自学的前提下想非常熟练的掌握接口片IP核的VHDL语言设计难度相当大[4],因此8086最小系统软核的设计由教师预先提供,并给出相关接口芯片的IP核参考设计,由学生结合实验平台的原理图和实验要求设计完整的实验系统,逐步引导学生独立完成实验系统的搭建。例如针对8255A并行IO口扩展实验,该实验具体要求使用8255A作为接口,由PA口采集一个开关的状态,然后由PB口输出信号给数码管显示。要求开关闭合时数码管显示数字,断开时数码管熄灭。该实验在8086最小系统软核的基础上,仅需扩展8255A芯片软核,并连接好相应的开关与数码管引脚。参考的设计原理如图2所示。

实验系统建立好后,根据具体实验要求编写应用程序。将编写好的程序在8086编译器上编译生成.hex文件,并嵌入到8086系统的IP软核的RAM存储器模块中。最后将编译生成的FPGA配置文件.sof下载到FPGA,完成实验系统的验证。

3 基于Proteus平台的实验教学方法

3.1 实验教学内容

Proteus是由英国Labcenter公司开发的EDA工具软件,可以仿真、分析各种模拟器件和集成电路,支持许多型号的单片机仿真。从Proteus 7.5 SP3版本开始,支持8086微处理器与8255、8253、8259和8251等接口芯片的仿真功能[5]。

Proteus平台几乎支持微机原理课程的全部教学内容[6]。基于Proteus仿真的典型单元实验项目设计如图l所示,在此基础上可进一步设计出综合型课题。

3.2 Proteus平台实验过程

以下结合2.2节中的8255并行IO口扩展实验为例,介绍基于Proteus虚拟平台的实验过程。

1)电路设计

按照实验要求,进行功能分析和地址分析后可以在Proteus软件中绘出仿真电路图,其中地址锁存器使用74HC373,地址译码电路采用74HC138,具体电路如图3所示。

2)程序设计与调试

实验程序主要通过读取8255A端口PA7的数据,判断开关状态,向PB端口输出相应的字符显示码。调试时,将程序文件加载到8086模型中,即在Proteus软件界面中双击8086模块,设置8086模型的Program File项为生成的com文件,点击运行键,仿真电路即开始运行。仿真过程中,打开Proteus的各种调试窗口:观察窗口,存储器窗口,寄存器窗口,源代码窗口和变量窗口,可直观实时的显示出8255A和8086内部寄存器以及存储器单元等的内容。

4 结论

近两年来的实践表明,基于FPGA实验平台和Proteus平台的微机原理实验教学方法,充分激发了学生的学习主动性和创造力,促使学生对微机技术的掌握和应用程度有较大的提高,且对后续设计开发能力和创新能力的培养起了较大的促进作用。基于FPGA实验平台和Proteus平台的实验教学方法可扩展到其他微机系列课程实验中,诸如单片机原理、ARM系统原理等。

摘要：《微机原理》是普通高校电子信息类专业的一门重要专业基础课。针对课程所采用的传统实验方式中存在的问题,探讨了基于FPGA平台和Proteus平台的微机原理课程实验教学方法,结合实例介绍了相应的实验过程。通过近几年的实践表明,基于FPGA实验平台和Proteus平台的微机原理实验教学方法,充分利用了EDA技术和虚拟仿真技术的优势,有效提高了学生的微机系统软硬件开发的综合能力。

微机原理课程 篇8

一、教学内容

“微机原理及接口技术”涉及的知识面较广, 包含计算机预备知识、微处理器、指令系统、汇编语言程序设计、存储系统、输入/输出技术、常用接口芯片及应用等几大部分。[1]在对教学内容的把握上, 坚持循序渐进的原则, 从微机的基本概念、基本原理入手, 逐渐过渡到汇编语言、微机接口, 并在内容上把微机系统软硬件技术有机结合起来。整个教学内容分为七大章。

1.预备知识。本章重点讲授二进制、十进制、十六进制的相互转换及符号数的补码表示, 强调“溢出”这一概念及其判断方法。使学生通过本章的学习深刻地认识到计算机内部所有信息都以二进制数的形式表示, 从而为指令系统及汇编语言的学习打下基础。

2.微型计算机概述。本章重点讲授微型计算机内部的基本结构、8086CPU的外部引线及14个内部寄存器、存储器寻址。由于后续章节均以8088CPU为例讲授CPU与存储器、接口芯片的连接, 因此在本章最后简要介绍了8088CPU系统总线结构。

3.指令系统。本章重点介绍操作数寻址方式以及七大类基本指令———传送指令、算术运算指令、逻辑运算和移位指令、串操作指令、程序控制指令、处理器控制指令、输入/输出指令。在讲授过程中和第2章结合, 强调CPU内部14个寄存器的特殊用途。

4.汇编语言程序设计。本章重点讲授汇编语言源程序的结构及程序设计的基本方法, 介绍顺序、分支及循环三种程序形式, 并进行程序设计举例。

5.存储系统。本章重点介绍存储器的分类和基本性能指标, 并以SRAM 6264为例介绍存储器芯片的连接使用, 使学生掌握全地址译码方式下存储器与系统总线的连接方法。

6.输入输出技术。本章介绍接口的编址方式及无条件传送、查询传送、中断、DMA四种数据传输方式。其中, 重点介绍中断传输方式。

7.常用接口芯片及应用。本章介绍三态门、锁存器等简单接口芯片及8255、8253等可编程接口芯片, 重点讲授接口芯片的引线功能、工作方式、控制字、寻址及连接、初始化和应用。

由于计算机技术发展迅速, 需要在原有教材基础上及时补充新的实用技术, 如现代微机系统的总线技术、高速缓存技术、流水线技术、并行技术、虚拟存储器技术、闪存技术等。整个教学过程既注重基本知识和技术的讲解, 又注重新技术、新芯片的发展动向和应用介绍, 这样的教学内容既具有学科教学的完整性、系统性, 又具有项目教学的目的性、实用性, 设置得先进、合理。

二、教学方法

该课程使学生接触到较多硬件方面的知识, 汇编语言的编程也直接与系统硬件相关, 指令多且烦琐, 容易给学生造成难学、枯燥的感觉, 因此需要对教学方法进行改进完善, 以提高学生的学习兴趣。针对上述问题, 主要采取以下措施。

1.注重基本原理、方法的介绍。挖掘知识点背后涵盖的基本原理和方法, 使学生深刻理解并掌握所学内容。计算机知识涉及不少英文缩写, 如芯片引脚、指令系统等, 在介绍时需让学生了解英文全称, 从而记住引脚或指令的含义。如芯片引脚中, R通常为读 (Read) , W通常为写 (Write) , E通常为使能 (Enable) , A通常为地址 (Address) , D通常为数据 (Data) , CS为片选 (Chip Selection) , 等等。如此一 来 , 学生在学 习8086/8088CPU、存储器、接口等不同硬件芯片时, 能根据引线名称推测出其含义, 了解其作用。在介绍操作数的不同寻址方式时, 不要求学生记住每种寻址方式的具体名称, 而是让学生掌握操作数可能存放的几种位置。在介绍A/D变换芯片时, 重点介绍芯片的输入动态范围及转换精度等性能指标, 让学生知道怎样根据不同需求选择合适的A/D变换芯片。此外, 芯片的工作时序在8086 CPU、接口技术部分均有涉及, 需要重点介绍, 理解时序才能真正理解计算机硬件的工作方式, 才有可能针对具体芯片进行编程。

2.重视课程内容间的横向比较和纵向连贯性。在介绍指令系统时, 重点强调8086CPU内部14个寄存器的特殊用途, 使学生在编程时能正确、灵活运用不同的寄存器。在介绍常用接口芯片及应用时, 结合前章输入输出技术, 将8255可编程并行接口与三态门、锁存器等构成的接口电路进行比较, 让学生直观感受可编程芯片使用的便捷性。在介绍接口技术时, 详细讲解查询这一数据传输方式的软件实现, 便于学生加强对时序的理解, 并学会正确运用输入输出指令。

3.利用学生求知欲, 激发学习兴趣。大学电脑普及程度高, 在教学中要有效利用学生对于计算机软硬件的求知欲望, 激发他们的学习兴趣。例如, 为了使学生理解计算机内部所有数据都以二进制数的形式表示, 以图像为例, 采用画图工具打开一幅图像, 每个像素点的颜色可分解为红、绿、蓝三个值, 取值范围均是0~255, 在计算机内部用8位二进制数表示。又例如, 在介绍微型计算机内部基本结构时, 采用提问法, 让学生说说他们买电脑时会考虑哪些方面, 从而引出CPU、内存、接口、系统总线等微型计算机基本组成模块。

4.化解知识难点, 变抽象为具象。[2]在讲授较难理解的内容时, 可采用类比法, 将其与生活实例相结合, 化抽象为具象。在介绍补码时, 将其与时钟系统类比, 调整时间可采用正拨、反拨两种方法, 正如补码运算能将减法化为加法。介绍存储器寻址时, 以小区门牌号为例, 假设小区有10栋楼, 每栋楼有10个住户, 为能够识别每一个住户, 需要100个门牌号。若直接分配门牌号, 则需用一个二位数 (0~99) 表示;若以“楼号+楼内门牌号”的方式分配, 则只需要两个一位数。此外, 介绍存储器芯片连接使用时, 可把高位地址与存储器芯片片选芯号间的译码电路看作是单元门上的门铃系统, 按下一个门牌号, 对应房间内的门铃就会响。

5.完善电子教案, 重视多媒体课件研发。通过将多媒体技术引入课堂, 把抽象、枯燥、难以理解的知识点变为形式活泼、生动形象的动画演示, 实现了互动教学, 解决了传统教学中无法表现的问题。例如, 在讲解移位指令时, 通过动画可将移位过程反映出来, 加深学生对不同移位指令用途的理解。在多媒体课件研发过程中, 避免泛, 力求精, 控制每页字数和字体大小, 注意提炼关键知识点, 对难点做出直观讲解。

三、实验环节

笔者所在的自动化系统为该课程分配6学时实验, 需要最大化利用这6学时, 培养学生编程兴趣, 通过实验对理论知识有更深刻的认识。笔者在教学过程中发现, 由于该课程需要记忆的知识点太多, 单纯的书本讲授无法让学生将这些知识点完全联系起来, 因此, 大部分学生在一开始接触时对该门课程比较感兴趣, 但到了学期中间, 有一部分学生因为难以跟上教学进度, 没有学习成就感, 学习兴趣就逐渐丧失了。通过与学生交流, 向有经验的教师请教, 以及个人体验等三个途径, 笔者发现实验环节的内容和时间安排起着非常重要的作用。为了激发学生的学习积极性, 教师应将实验课程适时穿插进理论教学当中, 帮助学生熟悉实验的硬件和软件环境, 引导学生在实验过程中验证课堂上讲授的理论知识, 掌握程序阅读和编写的方法和技巧, 指导学生举一反三、触类旁通地去学习并掌握实验内容, 进而巩固理论知识。此外, 为了在实验中培养学生分析问题和解决问题的能力, 教师在实验检查时不能只关注实验结果, 而是应该重视实验过程。为了解学生对实验的理解程度, 可人为设置故障, 让学生分析故障产生原因, 提出解决方案, 对程序进行修改和调试。为实现上述目标, 笔者设计了三个实验。[3]

1.编程实现求最大数。通过该实验, 学生能掌握汇编语言源程序的结构, 会进行汇编程序的简单查错和调试, 能正确使用传送指令、算术运算指令、程序控制指令以及循环程序结构。在该实验基础上, 可让学生编程实现求最小数, 也可改变数据格式, 如将8位数换成16位数, 将无符号数换成有符号数, 通过这些变化加强学生对算法的理解。

2.8255可编程并行接口实验。该实验以8255为接口芯片, 要求学生编程实现若干开关对若干LED的控制。通过该实验, 让学生掌握8255工作方式。同时, 为了让学生灵活运用不同指令, 可改变开关的控制策略, 如部分开关拨上对应LED亮, 反之灭;部分开关拨下对应LED亮, 反之灭。

3.8253可编程定时器实验。通过该实验让学生掌握8253的编程原理, 同时, 学会用示波器观察不同模式下的输出波形。

摘要：“微机原理及接口技术”是大学工科专业的一门重点课程, 本文从教学内容、教学方法、实验环节等方面对该课程进行教学探讨, 提高学生对微型计算机基本原理和接口技术的认识和理解, 培养学生的应用能力和实践能力。

关键词：微机原理,接口技术,教学改革

参考文献

[1]李伯成, 侯伯亨, 等.微型计算机原理及应用[M].第2版.西安电子科技大学出版社, 2008.

[2]农正, 韦文山, 等.微机原理与接口技术多媒体教学系统的设计与应用[J].实验技术与管理, 2011, 28 (4) :91-94.

微机原理及应用课程教学改革探索 篇9

关键词：微机原理,教学改革,实验

1教学现状

微机原理课程的内容比较抽象, 主要是系统地介绍了微型计算机的工作原理、硬件的组成, 以及用汇编语言做接口技术与应用。这门课程主要是培养学生对计算机系统的认识和软硬件的设计能力。但是课程中所学的知识都是要求把软硬件的知识结合起来, 所以学生在学习的过程中往往会感觉有一定的难度, 从而也会使得课堂变的枯燥无味, 所以针对学生在学习微机原理的过程中, 要求教师必须改变现有的教学模式, 对现有的教学方式和方法进行改革。而在教授微机原理这门课程也出现过许多问题, 比如:

教学过程中, 传授的对象难以把握清楚, 教学方法也已经不符合要求, 缺乏人性化。而学生掌握计算机知识的程度是不同的, 这首先就给教学带来很大的困难。在微机原理的教授过程中, 仍然是以“大满贯”的灌输式思想来进行的。这种教学方法严重影响到了课堂的教学质量和对学生素质的培养。

微机原理与其他课程不能配套, 专业课程设置不一致等。往往所有专业课程的结合才能使课程理论与实践操作得到完美的发挥。事实上, 微机原理是一门理论性和实践性很强的课程, 涉及范围广。目前, 高校的微机原理课程都是采用通用的教材与统一的教学大纲, 在实际操作过程中, 学生使用的方法与所学的知识脱节, 导致许多学生认为学的微机原理没多大用处。

2教学改革探索

2.1制定合理教学大纲, 优选教学内容

教学大纲是教学计划、学科任务、学生知识水平及素质培养的目标要求, 以纲领的形式规定了课程的性质、任务、教学目标、学时分配、教学内容以及教学措施与评价手段等内容;是教师选编教材、实施教学、组织教学评价的基本依据。因此, 结合具体实际, 在多年教学实践的基础上, 经反复讨论修改教学大纲, 结合教学实际和教师们教学经验来选择和优化教学内容, 制订出符合实际的教学大纲、教学基本要求以及教学实施细则。在理论教学上既要强调实用性、实践性和实效性, 以够用为准则;在实践上又要注重实验实践环节教学。具体做法是对微机原理中其他课程已讲过的和以后不用的不讲或少讲;应重点放在实际应用中需要涉及的原理、通用性较强的接口电路及编程应用上。课堂上教师多演示, 学生多做实验。在学时分配上, 增加实践教学量, 另外还应增加微机原理科研性综合开发设计。

2.2加强教材建设, 改进教学方法

教学改革, 应突出专业的特点, 体现以能力培养为主的原则。所以应结合学生的实际知识的层次结构和能力, 加强教材建设, 使用的教材应是打破学科体系, 注重理论与实践的结合, 使用的教材应是着重应用实例或案例教学, 重视实验实训教学, 并能把目前已成熟的最新技术成果、方法等编入的教材。目前, 在微机原理的教学中, 牵涉到许多微机的内部结构, 接口电路图。这些结构图、电路图, 如果采用传统的教学方法和手段, 呆板, 机械, 给人以枯燥乏味之感, 既不形象, 也不利于新内容的补充和修改。因此, 我们在教学过程中, 采用情景教学法以及多媒体教学手段, 避免“满堂灌”的传统方法。因此教师不仅要把教师丰富的教学经验和知识应用于制作多媒体课件, 提高课堂教学的信息量, 而且还要采用计算机仿真技术、实验教学用机演示, 使生硬、难懂的微机原理知识又生动、形象, 又讲得透砌, 这样学生学习兴趣提起来了, 知识就更容易掌握。这样就能突出学生的教学主体地位。只有理论教学是不行的, 同时还要注重在实验、实训环节中提高教学质量、培养学生的自我获取知识的能力。

2.3加强实践教学, 培养创新意识

应用型人才主要是实际动手能力的培养。因此既要会“动手”, 还要会“动脑”, 使学生具备较扎实的理论知识, 科学的思维方式和较强的动手能力。因此实践教学中我们应该着重从以下几个方面考虑。

(1) 加强实验教学用机演示教学

微机系统的内部结构对于学生而言, 只能靠想象, 不能看到实物, 因此我们应该多通过使用实验教学用机来演示, 并通过编写与硬件结构相关的小程序来加深学生的印象, 让学生知道微机系统不是什么神秘的东西。让少量的学生上讲台来操作, 以证明微机系统还是能被自己掌握的, 以便提高学生的学习兴趣和学习热情。考虑到学生在实验中独立完成一个完整程序有一定的难度, 因此实验指导书里必须附有一些参考程序, 供学生阅读、理解。

(2) 加强实践教学

微机原理的实践教学过程中, 必须将课程内容知识融于教学中, 立足于难点、课程内容的联系、立足于设备使用的注意事项的讲解, 因此实验教学要多讲多练。通过汇编语言的上机调试、验证例题, 来提高对微机系统的运用。对于微机系统接口电路这部分知识, 光靠理论上讲解学生很难听懂, 也很难理解实际的电路。因此可让学生多动手, 把常用的接口电路连接一遍, 加深对微机系统接口电路感性认识和理性知识。在基础实验训练完成后, 就可以开展较为复杂的、实用的综合实验训练。如模拟交通灯控制, 直流电机驱动、步进电机驱动、LCD显示、利用汇编语言唱歌曲等实验。课堂教学内容也作了相应的修改, 可以将讲课、习题与实验教学内容等有机地结合, 使学生在实验时有似曾相识之感, 从而将可能的难点分解成两个台阶以增强教学效果。

(3) 加强开发性训练

独立分析和解决问题能力, 是目前大部分学生缺乏的。因此提高学生独立开发微机系统应用系统的能力是当务之急。学生可以自拟题目或者通过教师推荐题目, 在教师的指导下, 学生自己设计方案采购硬件器材。让学生了解科研活动中的选题、调研、制定设计方案、采购元器件、硬件软件设计、最后调试检测程序等整个设计过程。在整个学习、开发活动中活跃了思想, 调动了学生的主动性。这样的安排让学生知道科研活动并不是非常神秘高深的工作, 自己也能进行革新、创造。减轻了学生的心理负担, 使学生增强了学习的自信心, 学生能在轻轻松松的科研活动中掌握知识, 提高了自主开发和实际动手的能力。最终, 通过理论设计和实验程序调试, 学生的理论知识、实践能力得到提高, 动手能力得到进一步加强。通过一系列仿真、实验和实训, 让学生积极参入整个教学活动, 调动了学生的主观能动性, 激发了学生的想象力, 活跃学生思维。在实践过程中, 这种坚持对知识再发现再探索式的学习, 避免了盲目接受和被动记忆课本内容或老师传授的知识, 把学习过程变成一种再发现人类以往积累知识的参与式活动;把人类求知发现问题解决问题的情趣、经验、经历注入学生的机体内, 激发学生的潜在的创新意识和创造力;把现存知识按照新方式或模式重新组合的创新思想灌注给学生。从根本上培养了学生的探索精神和综合能力。

2.4制定科学的考核方法

学生掌握知识的好坏, 教师教学质量的好坏, 必须有一套行之有效的考核办法。考核的方法应该多种多样。我们尝试了闭卷考试、常规编程和上机调程和测试以及论文等考核方法。不应以一种考试成绩作为最终成绩, 可将几种成绩综合来考核学生, 这样一定会取得较好的效果。让学生学起来没有全部的闭卷考试的压力, 学得轻松, 学得自在。

3结束语

通过对微机原理课程教学的现状, 微机原理课程教改的思路, 以及就建立微机原理课程体系、优选教学内容、强化实践教学等方面进行的探析。我们都了解到微机原理及应用课程教学改革的紧迫性和重要性。通过引入新的教学内容, 改革过于陈旧的教学方法和教学内容, 让学生全面系统地掌握微型计算机原理的基本理论, 对提高学生的实践动手能力和创新能力有着很大的作用。通过课程的教学改革, 将注重知识传授转变到培养实践动手能力和创新能力上来, 从而培养出大批适应社会需求的高素质应用型人才。

对《微机原理及应用》这门课程的教学改革我们做了一点力所能及的工作。但教学改革是一项长期而系统的工程, 需要在不断的探索与实践教学过程中提高认识, 改善教学条件, 提高教师素质, 改进教学方法的过程中逐步得到完善;还需要我们不断地付出大量的艰苦劳动。

参考文献

[1]李智慧.利用现代化手段, 提高微机原理课程教学质量[J].软件学报, 2007 (4) .

[2]王华, 傅彦, 崔金钟.微机原理与接口课程实验教学改革的实践[J].实验科学与技术, 2007 (1) .

[3]邵坚婷.在实践教学改革中培养学生创新能力的探索[J].机械管理开发, 2008 (3) .

微机原理课程 篇10

一、网站制作软件的选取

1. 网页制作软件—Front Page 2003

Microsoft公司出品的Front Page是制作表单式网页的常用工具。Front Page 2003是微软公司最新推出的面向2 1世纪网络办公自动化时代的大型套装软件0ffice 2003中新增的一个重要组件,也是0ffice2 0 0 3注重网络与I n t e r n e t应用的一个重要体现。Front Page 2003是目前最常用的中文版网页制作工具之一,简单易学。Front Page 2003相对于前面的版本在网页向导、网页编辑、表单与框架页技术、音频与视频插件、动态HTML技术、数据库连接等方面进行了重大的改进,从而增强了网页制作的功能。

Front Page 2003在网页的可读性,结构性方面以及网站制作的发布、动态效果等方面有着一定的优势,故采用Front Page 2003作为微机原理教学网站的网页制作软件。

2. 动态图片制作软件—Flash 8.0

Flash 8.0是Macromedia公司专为网络及演示应用设计的一个交互性矢量动画设计软件。设计者可以使用Flash为演示文稿设计各种动态Logo动画、导航条以及全屏动画,还可以加入动感音乐,完全具备多媒体的各项功能。由其制作而成的F l a s h功能强大,制作简便,生成文件小,具有矢量性质;既可独立播放又可嵌入其他软件中,或直接制成网页形式,同时可以配置背景音乐,并具有较强的交互性等特点,广受动画制作者欢迎。这次在网站中制作的Flash能配合图片,详细地展示了8086程序的运行方式与过程,更直观的表现教学内容,相对只以文字图片组成的传统课件,具有一定的教学优势。

二、网站的设计模块

目前,建构主义理论已成为当今国际教育教学改革的一种新的主流思想。建构主义认为,学习具有自主性、情境性、协作性和探索性等特点。从这一角度出发,《微机原理及应用》课程教学网站的主要设计模块为:主页,师资队伍,教学模块,强化训练,留言板。下面将具体介绍各模块的设计。

1. 主页的设计

在主页中设计了《微机原理及应用》课程的各个学习模块的导航,登陆的学生可以很容易找到自己需要的教学资源。同时还加入了校园新闻、通知以及课程相关网站的链接,用于显示授课计划、课程安排、实验时间和地点、答疑考试等信息,使学生能及时了解课程有关的最新情况。

2. 师资队伍

在师资队伍中,介绍了课程各位主讲教师的信息,加深学生对任课教师的了解。

3. 教学模块

教学模块分为理论教学和实践教学两个部分。

理论教学模块中提供了《微机原理及应用》课程理论教学大纲以及课程的网页教案。与书本相比,网页教案的结构性更强,通过导航和链接,既能将各个章节的知识点细化,又让它们之间紧密地联系起来。网页教案中还提供了各种芯片的结构、原理图,由于使用了Flash 8.0编辑图形,使得芯片图形可以任意放大缩小,不易失真,让学生能更好地理解各个芯片的工作原理。网页教案还有着可以及时更新的优势,微机技术正在不停发展,书本教材上的知识常常跟不上最新的技术,但网页教案可以通过及时更新信息,将最新的知识传授给学生。

实践教学模块中提供了《微机原理及应用》课程实验教学大纲以及所有需要掌握的实验的详细信息。《微机原理及应用》是一门实践性很强的学科,仅仅掌握书本理论知识是远远不够的。必须通过实验的方法来强化记忆并将实践与理论结合,实现真正的学以致用。但在实验中,常常会出现学生对实验准备不充分,从而导致实验达不到预期的效果。通过实践教学网页的建立,可以让学生清楚的认识到实验需要准备的工作、实验中的疑难以及实验的最终目标,做到有的放矢,更合理的做好实验准备。同时,实践教学模块中对于需要自主设计的实验也给出了程序的参考流程图,可以帮助学生思考,让学生自主学习。

4. 强化训练

强化训练模块中对各章知识点进行了归纳,同时提供了相应的练习。让学生能够通过练习及时发现自己的不足,进行强化,也让学生了解各种题型的变换,为考试做好充分的准备。除了习题,教学网站还设计了在线测试的功能。利用Flash 8.0的强大功能,可以实现在线测试,学生在网站上答题后会由系统自动评分,让学生了解自己的学习情况和效果,更有针对性地开展学习。网站中的强化训练给了学生自主练习、自主思考的平台,不同的学生可以选择适合自己的训练,不再像传统教学中,所有学生的课后训练都由教师给出,缺乏针对性。

5. 留言板

留言板功能是为师生交流互动而设计的。留言板由于涉及ASP动态网页的开发,故直接选用外网已构建好的成熟的论坛模板(如教师BLOG),大大减少了维护工作量,同时作为非计算机专业的学生,相关知识有限,对论坛的维护工作可以通过其他成熟的网站论坛服务器实现,这无疑是一个最好的选择。留言板页面可以让登陆网站的学生留言,向任课教师提出问题或建议,同样,教师也可以通过留言板回答学生的提问。由于互联网的便利,这种方法使得师生之间的交流不受到时间和地点的限制,方便了教师对学生的指导。同时,学生之间也可以通过留言板网页进行课题的探讨,锻炼了学生之间在学习中的相互协作能力。留言板中所有的内容都将长期保存,供任课教师查阅。教师也可以通过留言中学生提出的问题了解学生学习本课程时的难点内容,从而促进教师的教学,实现教学相长。

三、网站制作的技术手段

《微机原理及应用》课程的网站的网页均使用Front Page 2003进行制作,网页中的动画元素使用Flash 8.0进行绘制,网站的图标与所有非教学性图片均为原创,使用F l a s h 8.0进行初期绘制,采用Photoshop CS 2.0进行后期加工处理。下面介绍《微机原理及应用》课程网站建设中的几个关键技术手段。

1. 网页布局

网页的布局均由表格实现,这样可以避免在读者分辨率发生变化时导致网页元素的位置变化而使显示质量达不到预期效果。为了简化网页的代码量,本次设计中省去了大量的脚本语言(用来产生过渡效果和各种特效的Java Script语言),这些全部在Flash动画制作中加以实现,本网站的设计引入了框架网页的概念,每章标题动画引入该章对应的各个章节,分别将各知识点罗列在标题动画左下方,读者选择点击所需查看的章节按钮便可在右下处的框架中显示出对应的具体内容。使读者像看书一样浏览网页,既便于阅读,也可以提高读者对所学课程的兴趣。

2. 网页中的一些动态特效

本站为教学型网站,为了使本站的主页更加简洁化,故每个板块均采用类似纸张的风格,其均由表格搭建而成,边框元素均用Photoshop制作而成。本站的图标直接使用Photoshop加工生成,利用“磁性套索”工具选取裁剪出照片中的键盘素材,加入数字“1”与“0”形成雏形,之后便通过“涂抹工具”、“基底凸现”、“高斯模糊”等图形渲染特效加工为成品。

超链接文字使用CSS样式,触发鼠标“OVER”事件时文字变色,使网页更具动感,对于目前的校园焦点新闻本站采用图片链接,更为直观,并采用可选择性跑马灯形式(按钮与帧场景相结合),同一动画可切换显示多条新闻,节省页面空间,使信息集中化。

为了实现一些特殊效果,比如说在页面中加入章节切换悬浮菜单,使页面文字显示更加自然化等,我们还在网页中引入了“层”,一方面可以简化表格的划分,另一方面又可以自由移动层的内容来给所需显示的元素进行定位,便于操作与今后的修改。

3. 网站的结构设计和导航

为了使网站各个模块能够相互紧密地联系,需要对网站的结构进行设计并在各独立网页中设置导航,方便用户在各独立网页之间转换。

这一工作是通过Front Page 2003中的导航功能实现的。使用Front Page 2003打开所建立的网站的主页(index.htm),将会打开所建设的网站,这时在设计窗口上方的标签中选中“网站”,进入网站整体编辑界面,再点击设计屏幕下方的导航按钮,即可进行网站的导航结构设计。右击设计窗口中index图标,在对话框中选择新建或导入已有的网页,按预先设计好的网站结构依次建立或导入网页,完成网站的结构化。建立了网站的总体结构后返回每一个网页,点击“插入”→“导航”,进入插入导航的对话框,之后按照需要选择导航的层,并且合理安排导航表的位置,使其与网页融合美观。

4. 网站中Flash动画的制作

网站中大量使用了Flash动画来丰富网页,其中重要模块在线测试也是由Flash制作完成,下面以在线测试的制作为例,详细介绍本网站中F l a s h动画制作方法。

打开Flash 8.0软件,选择创建新项目中的“从模板创建”→“测验”,选择相关模板,点击“测验选项”然后选择菜单“窗口”→“组件检查器”,在参数中可以设置测试中题目的数量,在模板的第七帧是本次制作的单项选择题样本,将不需要的帧删除,插入帧,将所样本帧的格式复制到新建帧中,在每一帧中输入相关内容,修改选项参数,完成后点击“修改”→“分离”。按上述方法依次制作每一帧的习题,完成后导出动画即可完成在线测试的动画编辑。这样,完成后的Flash在线测试可以实现自动评分功能:既可以判断当前题目的正确与否,也可以实现所有题目完成后最终评分。

四、结束语

近年来随着网络技术的不断发展,网络课程逐渐成为教学的一个新方式,它具有广阔的开发潜力。网络教学模式越来越显示出其优越性,但这也离不开教师自身对教学网站投入大量的精力进行维护。有鉴于此,可以成立大学生课外网络课程开发小组协助教师进行网站的开发和维护工作,一方面可减少教师的工作量,另一方面也可提高学生的知识水平和实践能力,并可以充分体现教学以人为本的理念。我们相信,随着计算机技术的不断进步,教师与学生不断的努力,课程网站的建设必将更加完美。

摘要：本文主要介绍了电气工程及其自动化专业《微机原理及应用》课程教学网站的建设。课程教学网站的建设有助于师生间的交流,加强学生学习的自主性和探索性,充分体现了网络教学模式的优势。

微机原理课程 篇11

关键词：微机原理；立体化教学模式；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）11-0034-02

微机原理与接口技术课程是高校电类专业重要的专业基础课。该课程的教学目的要求学生能够根据需要设计出应用系统[1]。因此，我校建立了集“教、学、做”为一体的新型教学模式，从教学内容、教学方法、实践教学等几方面对该课程进行了改革，并取得了初步成效。

一、多元化教学内容

1.机型的选择。微型计算机技术发展到今天，在高校已形成三大内容体系：以传统的8086/8088为模型机的内容体系，以Pentium为模型机的内容体系和以单片机、嵌入式系统为内容的课程体系。以8086/8088芯片讲授，方法和内容都是比较成熟的，但问题是目前的芯片及接口几乎见不到了，也没有相应的应用。采用以Pentium为模型机的内容课程体系，内容和技术很新，但有关微型计算机工作的基本概念、工作原理讲授的较少，跳过最基本的内容，对学生在计算机方面的知识结构欠完整性，学生会有知识架空的感觉。以嵌入式芯片讲解微机原理与接口技术内容上是比较新颖的，对学生来讲也是较为实用的，但嵌入式芯片的更新太快，接口种类多，导致教材内容多等[2]。所以需要结合计算机的新技术、新成果改革教学内容、方法，尽量使讲课内容突出基本原理，突出原理的普遍性。我院从2008级机电及自动化专业学生开始改用《单片机原理及接口技术》教材，在授课经验、教材、实验等方面取得了一定的经验，但仍然没有解决知识的完整性与新颖性之间的矛盾，今后在教材及教学内容上仍需探讨。

2.将Keil uVision2及Proteus纳入教学内容。在使用汇编语言或C语言编程后都需要编译，将原程序生成HEX可执行文件装入单片机中才能执行。因此我们在教学中引入KEIL，每讲授一条语句就在编译器中软件仿真，使学生可直接观察程序的运行过程和结果，提高学习兴趣和学习效率。

二、构建立体化教学资源库

通过整合多媒体及网络教学资源，形成一个集教学、自学、自测、答疑、讨论为一体的网络化教学平台，使课堂教学、实践教学、课外学习等环节彼此连贯，实现教育资源共享。

1.建设共享的PPT课件与CAI课件。PPT课件用PowerPoint软件开发，以幻灯片的形式展现给使用者。提高直观性和趣味性，培养学生的学习兴趣，为该课程的多媒体教学提供一个共享思想与共享资源的信息平台，减轻教师制作课件的工作强度，使教师将主要精力放在深入研究教学法上面。

2.建设网上试题库。试题库包括课后练习题，自测题和模拟试题。既可以让学生进行在线练习、自测，也作为期末试卷的题库，通过试题管理系统进行随机组卷。

三、多形式教学方法

中国的高等教育長期以来一直延续着传统的“填鸭式”教学方法，教学过程普遍采用单一的教师独占讲台形式。只注重知识的单向传授与灌输，缺少师生的互动，没有充分发挥学生的主体地位。为此，我院尝试了以学生为主体、老师为主导的多形式教学方法，并取得了一定的效果。

1.把课堂的主动权还给学生，充分发挥学生的主体作用。课堂教学以“问题引导式”与“讨论式”为主，增加学生的参与性与师生的互动性。选择适当的内容让学生讲授，老师总结。这样既能调动学生的学习主动性，还能锻炼学生的语言组织能力、口头表达能力。

2.把课堂搬进实验室。对于某些内容的讲授可以在实验室进行，让学生体会在“做中学”和“学中做”的乐趣。比如对于循环程序的讲解，可以先做一个简单的“拉幕灯”实验，用实验结果激发起学生的好奇心，进一步调动起学生的学习兴趣与学习主动性，让学生变“要我学”为“我要学”，取得事半功倍的效果。

3.充分发挥多媒体技术的优越性。多媒体教学是信息技术与教育教学相结合的产物。其形象逼真的动画，图文并茂的效果，真景实物的动态影像使得它一经出现就受到师生的普遍欢迎。

四、集“教、学、做”为一体的多层次实践环节

学生的动手能力、综合应用能力和创新思维能力必须通过相应的实践教学环节训练而获得。按照学生的认知规律和新的教学内容与培养模式，构建集“教、学、做”为一体的多层次实践教学体系。

1.基本技能层。通过课堂讲授、实验室实验与Proteus软件仿真共同完成，以验证性实验为主。近年我院与某教仪生产企业联合开发了单片机实验系统。可完成灯光类实验、显示模块实验、温度控制实验、电机类实验、A/D与D/A转换实验及串行通信类实验等20多个实验。Proteus软件是可以进行实物仿真的软件。利用Proteus软件无须建立物理原型就能完全进行单片机系统的设计和测试，其最大的优点是成本低，而且芯片的选择范围大，可以做到与时俱进地选择最新元件，提高了开发效率。

2.综合应用能力层。通过课程设计完成。课程设计是把学生所学的知识加以综合运用的过程，是学生消化知识、升华知识、锻炼能力、提高能力的重要手段。

3.初步设计能力及创新能力层。尝试案例教学，在学期初始布置下案例作业，在教学过程中以案例为轴线，贯穿学期始末。具体案例可以真正实现“教、学、做”一体，可以进一步增加学生对相关功能电路及典型芯片的认知，使学生更加注重在一个完整的系统构建过程中各元件的具体选择原则及功用，同时使整个知识点的学习过程既符合一般的认知规律，又具有更强的目的性与实用性。

实践证明，通过多形式的教学方法和多层次实践环节，采用理论与实践相结合、传统与现代相融合、虚拟与现实相补充的教学模式，能够全面提高教学质量，达到“教、学、做”为一体的真正效果。只有不断探索，不断创新才能达到与时俱进。

参考文献：

[1]朱敏杰，罗珩，余亚东.改革单片机教学，培养应用型人才[J].实验室研究与探索，2012，31（2）：144-147.

[2]田辉，徐惠民.“微机原理与接口技术”课程体系与内容探[J].中国大学教学，2010，（4）：35-36.

[3]高惠芳，杨翠容，胡冀.单片机课程教学的改革与探索[J].杭州电子科技大学学报（社会科学版），2010，6（3）：75-78.

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[5]朱向庆，胡均万，王小增，杨冬涛.单片机原理及应用课程立体化实践教学体系的建设[J].黑龙江教育（高教研究与评估），2012，（4）：45-47.

[6]刘国荣.刍议工程应用型本科实践教学改革与创新[J].中国高教研究，2009，（5）：57-58.

微机原理课程 篇12

随着微电子技术和计算机技术的飞速发展, 微型计算机产品正以超常的速度推陈出新, 新型微处理芯片不断产生, 新技术、新的应用领域不断的涌现出来。社会信息化迅猛发展, 计算机和计算机网络普及到千家万户, 微型计算机已经广泛的应用到各行各业、方方面面, 这给社会生产生活注入了强大的动力和活力, 也不断给微型计算机技术提出了新的课题, 同时也给计算机教育提出新的要求, 不但要养计算机的专业人才, 而且要培养更多的计算机应用型人才。然而目前微机原理与接口技术的教学活动却存在诸多不尽人意的地方, 对课程的教学改革势在必行。

(二) 现状与弊端

微机原理与接口技术作为电子信息类专业的一门重要的基础课, 内容包括计算机的硬件体系结构、汇编语言程序设计和接口技术等, 学习的目的在于让学生在理论和实践上掌握微型计算机的体系结构、工作原理, 并建立微型计算机系统的整体概念, 为往后的深入学习打下坚实的基础。但是由于受课程理论性强、概念抽象、技术更新速度快等诸多因素的影响, 导致了在实际的教学中效果并不理想。另外由于近些年来随着计算机技术的飞速发展, 大量高性能、采用新技术的微处理芯片的面世, 给传统的86系列和51系列芯片带来了很大的冲击。目前在微机原理与接口技术的教学中存在的问题:首先教学的模式, 依然是以教师讲授为主, 学生大都是被动接受, 依然有点灌输的模式;其次, 该课程概念多、内容抽象, 学生入门难;另外, 汇编语言是该课程所使用的介于微机与接口设备之间的编程语言, 指令丰富繁多, 编程复杂, 给人以枯燥无味的感觉;还有, 课程的内容往往是微型计算机的体系结构、汇编语言程序设计以及接口电路等, 概念抽象难懂、内容枯燥, 而且由于计算机技术的快速发展, 各种高档微机在社会上的各个领域应用得越来越广泛, 目前在应用领域处于主流地位的主要有ARM、DSP、FPGA等高级处理器, 然而所使用的教材却是基于intel的80×86芯片, 给学生一种知识落后于时代的感觉, 让学生一接触就有一种厌学或学无所用的感觉;再者, 课程的逻辑性和完整性强, 各部分知识之间衔接紧密, 环环相扣, 如果没有掌握好微机的内部结构, 就无法理解指令的运行情况, 进而给编程带来更大的困难;最后, 课程对先修课程要求较高, 如数字逻辑、软件工程等没有学好, 也会给学习带来很大的难度, 难于理解掌握。

(三) 教改的内容

1. 更新教学观念。

由于教学培养的目标规定了教学活动发展的方向, 并会影响到教学效果, 因此在进行教学改革之初必须首先对培养目标有正确的定位。目前的大学生, 都将走上不同的工作岗位, 有一部分人将从事基础理论研究, 有一部分人会从事应用研究, 更多的人则是直接对微型计算机进行操作应用, 为此教学活动的过程中就不能是千篇一律的一个模式, 而应该适应社会的需求培养不同层次的人才。作为一所研究型与应用型综合的大学, 在培养目标上应结合实际情况, 兼顾研究型人才与应用型人才的培养, 并且在授课的过程中老师应该做好基础理论教学, 并在教学的过程中, 启发学生的创新性思维, 鼓励有潜力有兴趣的学生向创新性方向发展, 注重学生的实验动手能力的锻炼, 加强实际操作方面的教学指导内容, 激励学生动手动脑完成实验任务。

2. 教学内容、方法和手段。

(1) 教学内容。微机原理与接口技术课程的教学效果不理想原因是多方面的, 其中有一个重要的因素就是因为课程讲授知识体系落后于现实, 致使学生产生了学而无用或厌学的情绪, 进而影响到了学习的效果。为了解决这个问题, 课程的教学应该以8086/8088为例讲授微型计算机的体系结构和接口电路的功能设计及汇编语言编程, 同时需要考虑到目前微型计算机更新换代频繁, 新产品和新技术不断涌现, 应以课本为主线讲授基本的原理, 并将课本知识拓展开去, 介绍32位机甚至目前的主流计算机中的64位处理器芯片, 而且可以介绍目前社会上企业所使用的新的ARM、DSP、FPGA等技术, 这将让学生感觉所学知识与现实生活紧密相关, 并为学生今后学习指明方向, 有益于学生将来的就业与发展, 能极大的激发学生的学习兴趣。 (2) 多媒体教学。多媒体技术是把声音、文字、图像和计算机紧密结合在一起的一种技术, 能提供多种信息, 包括文字、数字、图像、视频、动画等, 不仅可以节省教师板书的大量时间, 而且可以大大的增加知识量, 让学生在课堂有限的时间里获得更多的知识和信息, 而且优秀的多媒体课件可以使得本来枯燥的内容变得生动形象, 更具趣味性, 从而提高学生的学习兴趣。目前微机原理与接口技术已经实现了多媒体教学, 很多老师花费了大量的精力和心思去制作多媒体课件, 在课件中采用颜色对比鲜明的背景和文字, 达到重点强调提醒的作用。在简洁且视觉感舒适的课件中, 使用动画来演示公式的推导、过程的演算, 使得教学过程减少了沉闷感。在抽象概念的讲授上, 引入大量的实物、实例、动态演示, 从而把本来抽象、枯燥、难于清楚表述的概念生动形象具体的展示给学生, 不但增加了课堂的趣味性, 也容易给学生留下深刻的印象, 提高学习效果达到事半功倍的成效。在讲解程序的时候, 可以在多媒体课件中利用仿真软件, 在窗口显示出程序执行的详细过程及运算结果, 用动画清晰的标识出程序指针的变化、寄存器的变化的等, 在讲授的过程中先分析程序, 再观看程序执行的过程, 从而让学生有了感性的认识, 也加深了对程序的理解, 巩固对知识的掌握程度。优秀的多媒体课件, 不仅将抽象难懂的概念和知识点讲解的生动形象、简单直观, 而且可以加深学生的感性认识, 提高学习的兴趣和质量, 达到很好的教学效果。 (3) 教学网站建设。校园网建设得非常完善, 而且校园网上也有不少课程的多媒体课件, 当然也有微机原理与接口技术的教学课件, 鼓励任课老师将自己制作的具有特色且效果不错的多媒体课件放在网上, 提供给学生学习浏览, 也可以提供给自己的同事作为参考交流之用。在网站上可以开辟论坛、留言板等板块, 可以在论坛上探讨问题、请求解答等, 老师可以参与其中, 负责解答学生的问题。可以开辟对芯片的动态新闻, 介绍目前社会上企业所使用的主流芯片, 所使用的主流工具, 企业招聘所需要具备的条件等, 可以介绍微处理器的发展历程、最新技术、最新产品、最新应用领域, 帮助学生把握目前学术前沿, 拓展视野和知识面。教学网站的建立, 可以增加师生间交流的机会和次数, 可以得到更多老师或者同学的帮助和意见, 可以提供一个对知识认识理解各抒己见的交流平台。同时, 教学网站上的教学课件可以使得学生在更多自由支配的时间里去主动学习

3. 教学实践。

实验的目的是为了让学生通过实验环节来更好的掌握课堂教学的内容, 更好的掌握汇编语言程序设计、调试方法、接口电路的功能及其应用, 通过典型的综合性小设计实验达到对所学知识的全面了解应用。为了鼓励学生参与实验活动, 激发学生的创造力, 在实践教学过程中进行了一些探索。首先, 逐步建立开放性实验室。第一, 规范实验室操作, 要求所有进入实验室的学生必须掌握所要进行的实验的正确的仪器操作规范, 在进入实验室前, 做好实验计划, 将每一个实验的步骤都清晰明白的反映在实验计划里面, 实验前交给实验老师审阅, 并由实验老师对其中错误的地方提出修改建议, 重点提醒实验注意事项, 籍此减少由错误操作引起的不必要的损失。第二, 将实验室开放时间大大的增加, 允许学生在实验室开放的任何时段进入实验室, 在对实验仪器规范操作完全掌握的情况下进行自由实验。第三, 可以选派一些动手能强、有责任心、正确熟练掌握实验仪器操作规范的学生来管理实验室, 以此来补偿专职实验老师不能全天在实验室的时间差, 从而达到可以全天开放实验室的目的, 给学生更多进行实验的机会。其次, 改革实验的内容。把实验课引入教学课堂, 在讲授完一些知识点后, 可以安排相应的验证实验, 把理论的习题作业改成实践的验证实验。把实际生活、课堂教授内容和实验验证结合起来, 这样既不让学生觉得自己所学的知识过时, 也会让本来枯燥的理论知识多一些新鲜感, 当学生能应用所学的知识完成实验需要达到的要求时, 也会给学生一种乐趣、一种成就, 进而激励学生学习的兴趣。

4. 考核。

采用更为合理的科学的方式, 考察学生对知识的掌握情况并评价教学效果, 是改进教学工作的重要环节和根本依据。鉴于微机原理与接口技术的课程性质是一门融合软件硬件的课程, 是一门理论与实践并重的课程, 所以仅仅凭书面笔试来确定一个学生对该课程掌握的情况是不全面的, 也会影响一部分学生学习的积极性。在考核成绩中相应的提高实验成绩的比重, 增加激励性的创新性的分数和体现学生学术活跃程度的分值, 将在一定程度上激发学生的学习积极性和创造性, 并且也是合理评价一个学生的标准。另外, 考虑到即便是专业人员在设计过程中也可以去翻阅技术文档手册, 所以笔试可以采取开卷的方式, 但是题目要少一些记忆性的问题, 多一些综合性的应用性的题型, 可以体现学生对该门课程是否真正的掌握了。再者, 考试无常, 总会有一些平时成绩突出的学生在考试的时候由于种种原因, 没有能正常发挥出水平, 为了不抹煞这样的学生的努力和成绩, 平时成绩也应该给予足够的重视, 对于平时努力学习, 独立完成作业、课程设计的学生应该给予鼓励, 同时也要对于那些学术上的小偷给予打击。

通过在教学活动的检验, 微机原理与接口技术的多媒体教学广泛应用, 并且在校园网上开通了本课程的网络课件, 获得了广大师生的普遍好评;开放性实验室的逐步建立, 增加了学生实验的机会, 大大提高了学生学习的积极性和学习的热情;通过对考核成绩的调查统计, 课程的教学改革取得了显著的成效。

参考文献

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[2]傅娟.电子信息类专业微机原理与应用实践教学探讨[J].教改研究, 2006, 04.

[3]陈裕国.微机原理与接口技术课程教学方法探索与实践[J].科技信息, 2007.25.

[4]王克义.非计算机专业微机原理课程改革实践与研究[J].计算机教育, 2005.11.