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单片机原理及接口技术范文1
关键词：单片机;教学做一体化;实践教学
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）41-0145-03
《单片机原理及接口技术》是高校电气类专业的一门专业必修课，具有很强的实践性。该课程的教学目的不仅要求学生掌握单片机的结构原理和汇编语言源程序的编写，更重要的是培养学生单片机的实际应用能力和系统综合开发能力。传统的教学模式是以教师为中心，以教科书为依据。教学内容上基本都是单片机的基本概念、硬件结构、指令系统、汇编语言、中断系统、定时/计数器、串行口、存储器的扩展、人机接口以及应用系统设计。学生在学习专业理论知识时，由于对单片机内部结构不了解，缺乏必要的感性认识，对抽象的理论知识只能死记硬背。学生在理论知识学习结束后仍然不了解单片机开发的完整过程，甚至不清楚编程器和仿真器的概念，很难做到对系统的深入理解和充分掌握。理论教学与实践教学相分离，造成学生的专业兴趣得不到激发，学习积极性难以调动，结果是越学越乏味，从而产生厌学情绪。为了提高学生的学习积极性，提升学生的综合应用及系统开发能力，我院在机电类专业的《单片机原理及接口技术》课程教学上尝试了“教、学、做”一体化教学模式的研究与实践，取得了较好的效果。
一、教、学、做一体化教学模式特点
“教、学、做”一体化教学是指在同一空间和时间内同步进行的教学，理论和实践交替进行，直观和抽象交错出现，没有固定的先实后理或先理后实顺序，而是教师的教和学生的学有机结合，边教边做，边学边做，这就是“教、学、做”一体化概念。一体化教学符合学生的认知规律，能够把复杂的知识直观化，项目化。这种教学模式可使理论知识的学习与实际操作的训练紧密结合，使教学内容更具有针对性，使学生真正做到知行合一。“教、学、做”一体化教学模式可以较好地激发学生的学习兴趣，增强学生的动手能力，同时也使教学内容更具有针对性，使学生真正做到知行合一，对于学生零距离就业有极大的好处。“教、学、做”一体化教学方法具有以下特点：①实践性。在真实或仿真的环境下利用实物、模型或仿真视频，在“做”的过程中“教”，在“做”的过程中“学”，整个过程在实践中进行。②实用性。教学做一体化教学内容可根据职业岗位能力需求设定，即学即用。③自主性。学生能自主、自由地学习，激发了学生的学习兴趣，促进了学生自主创新能力的发展。④注重综合素质的培养。在教学实施过程中，可以最大限度地培养学生的思维能力、观察能力和动手能力，同时形成良好的职业素养。
二、“教、学、做”一体化教学模式实施方案
1.以项目为载体，以实训为手段，融“教、学、做”为一体。将项目驱动法引入单片机教学，就是要结合具体项目，把所要讲授的各项理论知识和实践技能按由浅入深、现学现用的原则分解到一个个具有明确应用目标的任务中。让学生在理论知识的学习中，时刻联系自己的项目所需要的知识点，学习的目的性更加明确，学习更加积极主动。教师选择项目要以理论知识为依据，注重实用性、创新性和前瞻性，既能进一步巩固理论知识，又能训练学生的实践操作，增强学生解决实际问题的能力。引导学生掌握提出问题、分析问题和解决问题的方法，最终让学生通过自己的努力和教师的指导，完成任务。在传统的单片机实验室即可进行单片机项目教学，还可以构建基于Proteus和Keil软件的虚拟单片机实验室，不需额外增加大量的硬件设备。项目教学可分以下几个环节：①分配任务，收集资料阶段。在学期初始，将项目的难易等级分为A、B、C三级，保证每个学生都能真正参与到项目中，并有所收获，如银行自动取款机、交通灯、电子万年等。学生可根据自己的能力差异和兴趣爱好，加入不同等级的项目团队，并到任课老师处填写项目任务书，领取项目。学生根据领取的项目查阅相关资料，选取合适的单片机型号和相关部件。如智能交通灯，硬件包括单片机、发光二极管、数码管或液晶显示器等，选择硬件材料考虑的诸多因素由学生自行解决。②硬件电路搭建。整个项目进程要求学生本着“先硬后软”的思想，先搭建硬件电路图。根据普通教材的教学内容安排，第二章将讲授单片机的内部结构、外部引脚以及构成小型控制系统的设计方法。这一时期引导学生进行硬件电路搭建。③软件编程。当教材内容进入汇编语言指令和编程阶段，具体的软件指令被学生熟知并应用。项目组应进行相应的主功能程序设计。之后是中断、定时计数等内容，再进行相应的辅助功能程序设计。随后进入软件编程。④完成设计进行虚拟仿真。虚拟仿真阶段要利用Proteus和Keil两个仿真软件。在硬件与软件设计过程结束后，先用Proteus软件画出项目原理图，再用Keil C51编写项目驱动源程序并进行编译，产生一个扩展名为.hex的可执行文件。最后把该可执行文件嵌入Proteus软件中的虚拟单片机中去，学生就可以进行仿真调试，从而形成一个基于Proteus和Keil的虚拟单片机实验室。⑤实验室软硬件调试验证。最后重要环节是在实验室进行软硬件调试验证。根据Proteus软件仿真通过的项目电路，在单片机实验箱或实验平台上进行实物连接，并利用下载器或仿真器验证器件功能。若出现故障，小组讨论、查找并排除。实际操作使学生熟悉各种器件的规格、型号及性能，并提高了学生的动手能力。
2.利用课程设计，进一步提高学生的系统开发能力和综合应用能力。课程设计是一种课程形式，也是一种教学方法，其基本教学目的是加深学生对课程基础理论和基本知识的理解与掌握，培养学生综合运用基础理论和技能分析与解决实际问题的实践能力以及勇于探索的创新精神。课程设计内容的设立应与时俱进，注重先进性和开放性，并与学科的前沿技术相结合。突出学生的自主性、主动性，激发学生的创新意识，注重学生设计能力的培养和工程能力的训练。在课程设计的综合性、设计性环节给予学生更多的选择。选题没有固定的要求，只是给出一些提示，学生可以根据自己的设想进行硬件选择、软件设计，达到自己的设计目标。极大地发挥了学生的主观能动性和创新性。
3.以电子设计竞赛为契机开设第二课堂。为了培养学生独立工作能力和实践能力，在人力、物力上积极支持学生开展课外科技活动。实验室开放是开设第二课堂的前提条件。将学校现有的实验室在管理制度上开放，为学生自主实验提供场所及设备。第二课堂的开设以学生的兴趣为出发点，以电子设计竞赛为目标，将第二课堂分为日常活动及竞赛准备两种。日常活动鼓励学生自主设计一些小发明小制作，自行制作印刷电路板。引导学生申请大学生创新项目（UIT）立项，自己找方向、写材料、定方案、开展项目研究。鼓励学生积极参与各种电子设计竞赛，提高创新能力。电子设计竞赛准备阶段要专门抽调教师进行专业指导，以减少学生的盲目性，提高学生的体系化、目标化及竞赛能力，在赛前还组织了参赛队员的集训。
4.与企业建立紧密合作关系，共建实习基地。建设校内生产性实训基地，由学校提供场地和管理，企业提供设备、技术和师资支持，以企业为主组织实训，构建校企联盟，实现学校培养目标与企业需求对接，全面提高学生综合技术应用能力。对某些小型产品，可以带到学校进行组装，既加强学生应用技能的培养，又可为学生勤工俭学创造条件。此外，学院在师资选择方面，突破传统的全职教师模式，广纳社会精英，积极引进企业有经验的“双师型”教师，现任课教师中“双师型”教师已超过20%。单片机原理及应用课程就聘请了某研究所的高级工程师来承担，不仅传授给学生许多实用知识与实践技能，还帮、带、教出了一批中青年教师，极大地提升了这些专职教师的专业技术能力。
5.通过“预就业”，使学生提前进入生产现场。“预就业”培养模式是一种与就业相结合，校企联合培养的开放式教育模式。近年来，学院与山西本省及一些外省企业建立了广泛的合作关系。学生前两年半在学校学习基础课、专业基础课及部分专业课，从第六学期以“预就业”的形式分批进入用人单位，边学习边实习，同时接受学校教师的网上授课与考查。学校的专业课教师借助网络平台，给“预就业”学生提供专业学习指导与考核。经过几年的摸索与实践，现已形成一种较为成熟的培养模式，并且与众多企业建立了紧密合作关系。目前，我院毕业生除了在山西省的企业广泛就业，还有很多学生进人到上海、北京、江苏、内蒙古等多家大型企业。
三、建立综合评价机制
在“教、学、做”一体化教学模式下，需改变传统考核方式，建立综合评价机制，构建能力评价体系。对学生的考核，从注重分数转变成注重能力。期末总成绩由理论考试成绩、实验实训成绩、项目设计完成情况成绩等几个方面共同组成。理论考核仍采用试卷考试形式，但考试内容应体现以能力为本的理念，题型以灵活的选择、判断题为主。不同的实训内容制订不同的考核评价方案。实验实训考核在实训内容的基础之上模仿企业的真实情况进行模拟情景练习，注重过程，按步骤打分。项目设计及完成情况重在除考核个人能力和团队协作能力。
四、结论
“教、学、做”一体化教学模式符合学生的认知规律，能够把复杂的知识直观化、项目化。实践证明，近几年在学校开展项目教学法、第二课堂，改革课程设计的内容和形式，融“教、学、做”三个环节为一体，不仅极大地激发了学生的学习兴趣，缩短了理论教学与实际应用之间的差距，同时也提高学生的综合应用能力和单片机系统开发能力，为学生实现零距离就业创造了良好的条件。
参考文献：
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单片机原理及接口技术范文2
［论文摘要］文章分析了电子信息工程专业单片机原理与接口技术课程教学的现状，认为提高设计性实验开设的质量是教学改革的重点，指出设计性实验开设中要注意理论与实验的衔接、验证性实验与设计性实验的衔接、课堂与课外的衔接，并不断完善适合设计性实验的评价体系，提高人才培养的质量。
电子信息工程专业作为实践性、应用性非常强的理工科专业，学生必须具备扎实的基础理论知识，具有较强的实验技能，今后才能顺利地从事电子设备和信息系统的维护和研发。要实现这个目标，必须十分重视相关课程的建设，搞好实验教学改革。而单片机原理与接口技术课程作为电子信息专业的一门专业主干课程，其应用性非常强，设计性实验开设质量对于学生今后就业、工作至关重要。
一、教学现状
单片机原理与接口技术课程是电子信息工程专业核心课程之一，理论的重要性不言而喻，但在实验教学方面大都还是停留在传统的实验模式上，离培养学生实践动手能力和创新精神还有差距。很多学生反映，课程学习下来理论基本掌握了，验证性实验也能顺利完成，但要真正完成一个实际项目时，却无从入手。出现这种现象原因是多方面的，笔者认为主要有：
1.教学模式方面的原因。传统教学方式中，教师主要注重于理论的完整性和知识结构的完备性。理论上从单片机的结构讲起，然后讲汇编指令和C语言编程，再讲硬件接口及相关的程序编写，最后讲一两个实例，课时也就差不多用完了，再想讲其他东西就没有时间了。实验也注重基本原理和基本方法的训练，为了让学生认识单片机的基本组成和基本指令，所开出的实验就占了大部分实验课时，最后只能做几个综合性实验或做一个简单的设计，这样就结束了整个课程的学习。
2.教师方面的原因。自从高校扩招以后，学生的数量剧增，而教师并没有同比例增长，教师承担的课时量太大，教学压力过重。具体到单片机原理与接口技术这类专业性和实验性都非常强的课程，存在着精力投入不够的问题。如果要改革实验教学的模式，以设计性实验为主的话，教师就要投入非常多的精力。
3.评价体系方面的原因。就评价体系而言，目前通行的仍然是以分数的高低来评价学生学习成绩的好坏。一般采用平时成绩、实验成绩、考试成绩各占总成绩的一定比例来得到学生课程的最后得分。对有些课程来说这种方法是比较科学的，但对单片机原理与接口技术课程，就会存在这些问题：学生成绩不低，但一旦面临实际问题时，无从入手，没有达到本课程的教学目标。
二、解决对策
为提高单片机原理与接口技术课程教学质量，培养学生解决实际问题的能力，笔者认为，提高设计性实验开设的质量是教学改革的重点，应该从以下几点来改革：
1.教学模式。提出和采用新的教学模式，实验开设要特别注重开出的设计性实验质量。新的教学模式主要包含理论教学和实验教学两个方面。在理论教学中，单片机的结构和基本指令讲解要精，应通过实例来将相关的知识串起来，力求通过具体实例的讲解达到以较少的理论课时就让学生真正掌握单片机的结构和指令的目的。在实验方面，则采用以开设设计性实验为主、验证性实验为辅的方法，并提高实验课的课时数。适量开设验证性实验，在课堂内只做1～2个，而将大部分实验内容放在课堂外，由学生通过开放实验室单独完成。增加较多的设计性实验，供学生选做，在教师精心指导下，让学生在课外准备，课内完成，切实提高学生的实战技能。
2.教师自身的定位。教师应自觉提高自身做项目的能力，并保证足够的精力投入到教学中去。教师要注重平时积累，一方面，要自己动手，精心制作好几个作品。另一方面，也可以通过提出选题，指导学生去做，将完成后的作品及文档全部存档。只要通过2～3年的积累，就可以形成难度、层次区分较为合理的项目选题库和作品库，既为后续班级的教学创建了良好的条件，对后续学生的实验起到示范和引领作用，又为今后的教学工作减轻了负担。要做好这些，就要求教师充分明确自身职责，牢固树立以教学为中心的观念，保证有足够的精力投入教学中。
3.评价体系。作为评价体系，要改变传统的基本是以分数论英雄的模式。单片机原理与接口技术课程如果只是掌握了一些理论知识而没有实战能力，分数再高都不能算是学好。作为对学生的评价，笔者认为一定确立以实践能力为主体的评价体系，通过对学生做的项目难易程度、项目完成的效果等验收情况来给出合适的评价。
三、设计性实验开设与评价体系建立中要注意的几个问题
想搞好单片机原理与接口技术课程建设，提高学生的实战能力，就要以设计性实验的开设为重点来进行整体设计。笔者认为需要特别注意抓好以下四个衔接：
1.理论与实验的衔接。理论教学是单片机原理与接口技术课程教学中必不可少的组成部分，但其开设方式不能采用传统的教学方法，而应设计出一种项目教学或称为专题讲授的形式来进行。首先，要讲透基础部分，笔者认为可以分成单片机的内部结构、单片机的指令系统、程序编写的基本思想、硬件接口构建等四个专题进行。其次，要针对课程特点，做好五个简单项目，如外部中断的使用、定时器中断的使用、并口的扩展、串口通信、AD和DA转换。最后，要对相关知识点全面整合，综合演练，实战2～3个较为复杂的综合性项目，进行原理图分析、算法设计和程序分析，并制作出作品进行演示。按这种思路设计，理论教学大致课时数为36～48个课时，实验课时数为24～36个课时。
据此分析，实验教学则应充分重视设计性实验的开设。与理论教学相对应，每讲完一个项目，就要依托该项目开设一个设计性实验，每个实验3～5个课时。通过简单的5个项目和较复杂的2～3个项目的训练后，学生能掌握单片机开发和设计与实物制作的基本方法和技能。当积累了2～3年后，有了很多已成功的项目可参照时，不同的学生就可以选做不同的设计性项目。在进行单片机原理与接口技术的课程设计时，则应要求学生在设计性实验的基础上进一步深化，将多个部分综合在一起设计制作一个更复杂、具有较完备功能的实际系统。这是一个由理论出发，通过基础实验、简单的设计性实验、复杂的设计性实验，最后完成复杂的课程设计过程，符合循序渐进的教学规律，实现了该课程理论与实践的完美结合。在此过程中，设计性实验的开设基本覆盖了单片机原理与接口技术课程的所有知识点，使学生牢固掌握基本理论，熟练掌握基本设计思路，综合应用基本设计方法，从而达到学以致用的根本目的。
2.验证性实验与设计性实验的衔接。验证性实验是指为验证已经学习过的理论知识所设置的实验；设计性实验是指给定实验目的要求和实验条件，由学生自行设计实验方案并加以实现的实验。验证性实验作为一种传统的教学方法，在现在的实验教学中也还有一定的作用，可为设计性实验的开设提供一些必要的基础。现在的验证性实验一般是在相应的实验箱上完成，通过开设1~2个验证性实验可让学生了解单片机的基本构成和基本工作原理，所以在开设设计性实验前开设验证性实验是非常必要的。同时，一些设计性实验的开设可在实验箱上对验证性实验进行改造而成，特别是对于开始的简单的设计性实验更是如此。比如一些验证性实验，所有的电路硬件在实验箱中是现成的，同时给出相应的实验程序范例，学生就可以在实验箱上进行验证，对所做实验的功能进行分析。教师只需要在理论教学时将程序流程图和涉及的算法讲述清楚，最后要求学生去编写程序，然后再进行功能验证即可。采用这么一种由验证性实验作为基础并进行改造的方法对于以基本原理的掌握为目标的简单的设计性实验具有很强的可操作性，有利于验证性实验到设计性实验的自然衔接。
3.课堂与课外的衔接。设计性实验开设要做好课堂与课外的衔接。因为设计性实验是要学生自行设计实验方案并加以实现的实验，所有的实验方案不可能仅在几个课时的实验课上完成，主要工作要在课外完成。一方面，实验方案的制订、原理图的设计、实物的制作等主要在课外完成，实验课中主要是在教师的指导下进行调试和测试。另一方面，设计性实验很难一次性成功，往往需要多次尝试、反复修正才行，这些必须在课外完成。要使设计性实验真正达到较好的效果，除了在理论教学中要注重和实验教学衔接外，课外的衔接尤其重要，要做好实验室开放，让学生在课外能够较方便地利用实验室的资源，也应鼓励学生采购一些比较简单的单片机开发工具，如简易开发版、烧录器等。
4.评价标准的再定位与评价体系建立的思路。验证性实验往往只涉及一门课程的一个章节或一个知识点的内容，学生通过验证性实验，可以使所学理论知识具体化和形象化，加深对所学知识的理解与掌握，培养基本动手能力。设计性实验突出它的自主设计性，可以是单一知识的运用，也可以是多知识点的综合运用，给出实验目的、要求和实验条件，由学生自行设计实验方案并加以实现，所以设计性实验带有试探性、研究性，在时间上也需要课内与课外相结合。
由于验证性实验与设计性开设的目标不同，所以最终的考核方式也不同。对于验证性实验，教师可以直接根据学生所做的实验报告评判其实验成绩。传统的做法是百分制。一般每个实验成绩包括三个部分：实验预习（20分）、实验操作（40分）、实验报告（40分）。使用传统的百分制，可以评价学生是否掌握了基本理论和设计方法。但设计性实验所涉及的知识点数量不同，综合运用的效果不同，设计方案是否得当，步骤是否简易可行，实验的成本、效率是否令人满意等等，都不能一概而论，因此需要结合各方面进行综合的评定。设计性实验的考核要贯穿这样一个原则：淡化结果，注重过程。对于设计性实验我们更重视学生在整个设计过程中的表现，而测定结果只作为考核的次要因素。学生在设计方案中是否有独到新颖的想法，整个实验思路逻辑是否清楚，实验过程是细节严密还是顾此失彼，结果是否可信等都是评定设计实验成绩的重要因素。考核中要充分鼓励和肯定学生在设计过程中所表现出的敢于挑战、主动学习、大胆创新的精神，以及由此带来的思维水平和实践水平的全面提高。
因此，设计性实验不宜采用传统的百分制，笔者认为，宜采用优、良、中、及格、不及格5个档次来进行评定。首先明确“优”和“及格”的标准，在“优”的标准下，适当下降一点作为“良”的标准，“及格”标准高一点作为“中”，达不到“及格”标准的就判定为“不及格”。比如，每一个项目都设定多个指标，完全达到指标并有所创新的评为“优”；完全达到指标而无创新的可评为“良”；实现主要指标可评为“中”；实现部分指标，能体现设计者掌握了基本相关基础知识则可评为“及格”；没有实现任何指标，或没有做的评定为“不及格”。这样就应在设定实验指标上着手，针对具体的实验进行不同的设定，才能比较准确地定性评价学生的实验能力，这一点仍需在实践中不断探索和改进。
四、结语
单片机原理与接口技术课程是电子信息工程专业至关重要的专业核心课程之一，必须更加重视设计性实验教学的改革，提高设计性实验开设的质量，做好理论与实验的衔接，验证性实验与设计性实验的衔接，课堂与课外的衔接，完善设计性实验的评价体系，才能培养出符合社会发展需要的高素质人才。
单片机原理及接口技术范文3
关键词:微机原理;接口技术;优化;多媒体教学
中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1009-3044(2009)36-10351-02
Research on the Reform in Teaching Contents of the Principles of Micrcomputer & Interfaces
CHENG Yun, XIE Si-lian, ZHAO Zhi-gang
(Department of communication and control Engineering, Hunan University of Humanities and Science and Technology, Loudi 417000, China)
Abstract: By integrating with the course characteristic of "The Principles of Microcomputer & Interfaces", this paper puts forward the reform measures such as optimization teaching contents, proper utilization of multimedia. Teaching practice showed that this reform had achieved good results.
Key words: microcomputer principle;interface technique;optimization;multimedia teaching
《微机原理与接口技术》是电气信息类专业的一门重要的专业技术基础课[1],也是电子、自动化等专业学生的研究生考试课程。该课程的主要任务是使学生从理论和实践上掌握微型计算机的基本组成、工作原理、汇编语言程序设计方法、接口电路及硬件电路的连接,建立微机系统的整体概念,为今后进一步学习打好基础,同时该课程又是后续课程如单片机原理及应用、DSP技术、ARM嵌人式系统等课程的基础。由于这门课的教学内容与后续课程尤其是单片机原理及应用有较多相似的地方,因此,一些高职院校的做法常常是用单片机原理及应用来取代这门课,作为本科院校,还有必要开设这门课吗?如果要开的话,其教学内容如何确定才不至于与后续课程有较多的交叉?本文从如何提高微机原理课程教学质量、增强教学效果,谈谈在教学上的一些体验和认识。
1 优化教学内容,突出教学重点
由于总的学时的不断压缩,使得我们对一些专业基础课的课时则不断压缩,对于不继续开设《单片机原理及应用》这门专业课的学生来说,《微机原理与接口技术》的内容需要全部开出来,而对于有单片机原理及应用这门课的专业学生来说,可以只开设微机原理与汇编语言方面的内容,而接口技术则留到单片机原理及应用里面讲,把省下的课时加到电子技术和单片机原理及应用的课程设计里,这两门课的课程设计时间都延长了一周,即由原来的2周延长到3周。另外在每一章节讲授之前,先指出重点和难点,重点部分精讲[2],要求学生全面掌握。例如,在讲8086/8088结构一节时,存储器地址分段是本章的重点和难点,讲课时应配以大量图表形式进行重点阐述并辅以例题和练习题加深理解,而关于计算机硬件一节,学生在前修课程中已经学过,只是粗略复习一下即可。其他章节也采用类似的方法。这样,学生知道每一章节的重点、难点,学习有了目标,大大提高了学习效率,增加了学习本课程的积极性。
由于《微机原理与接口技术》课程内容多、 细、 零散、 前后内容交错且涉及到的知识面又广,学生初次接触时往往觉得难学,特别是随着教学进度的推进,学生感觉所接收到的知识比较散,很能理清头绪,更谈不上好好理解并加以运用了。所以在教学中可利用图表法[3]对课程内容进行科学地归纳组合,即将相关的内容组合到同一个模块中,然后抓住课程内容的主动脉用连线将模块之间的联系标识出来并加以说明,从而使课本上那些分散、 零碎的知识点一一串起来,形成一个层次清晰、结构明朗、联系紧密的图表。有了这结构清晰的图表,学生即可以对相关内容进行总体上的把握又可对某一个具体的知识点进行纵向的扩展和横向的比较,学生学习起来也不会感到混乱,且会激发学习的兴趣。
2 恰当应用多媒体教学,提高教学效果
《微机原理与接口技术》课程中微机的工作原理部分是很抽象的、看不见的、摸不着的,学生觉得难以理解。若使用多媒体教学,让关键部分具体化、形象化,让重点凸出、显示出来,可以促进学生的理解和记忆。这就要求多媒体课件制作必须根据课程的相关知识,用最合适的应用软件,制造高标准、高质量的多媒体课件。为加强课堂教学的效果,我们可以采用理论教学和实验演示同时进行的方法,使学生在轻松有趣的学习(氛围)中掌握所学知识。例如,在讲解芯片引脚图和芯片的内部结构图时,可在课件中通过点击相应文字或按钮来控制这些图片的显示或隐藏,并在图片旁边显示文字说明或语音提示,从而增强图片的可读性,如图1所示;又如,汇编语言指令和数据寻址方式是课程的基础,可在课件中用FLASH动画来模拟原本无法看到的指令执行过程和数据流动方向。在此课程中,类似的情况还有很多,采用多媒体教学一方面可以加快教学速度,弥补教学时的不足;另一方面图文并茂,动感演示,无疑会激起学生的学习兴趣,课后阅读时容易产生联想。
3 实践效果
根据新的培养方案与所采取的改革措施,我们已经实施了两年,从实际的效果来看,课程内容教学改革是非常成功的。通过微机原理及汇编语言的学习,然后再学习单片机,90%的学生觉得单片机易学易懂,达到了我们的预期效果。
4 结束语
我院《微机原理与接口技术》已被列为2009年湖南省精品课程,我们将以此为契机,认真扎实地开展教学研究,一定要把这门课程建成合格的省级精品课程。
参考文献:
[1] 周明德.微型计算机系统原理与应用[M].4版.北京:清华大学出版社,2004.
单片机原理及接口技术范文4
但是由于该课程的特殊性，在传统的教育教学过程中存在不同专业对该课程的要求不同，教学目标定位与实际教学过程存在差异，教学难点与重点处理，8086芯片在实际使用中的局限性等诸多问题。面对这些问题，对该课程的教学改革探讨就显得尤为重要。尤其是定位为应用型本科院校，对该课程的思考可能更加紧迫。
《微机接口技术》是工程学科教学的一门非常重要的专业基础课程，在学生的知识体系构建过程中承担了计算机底层工作原理与应用的知识体系支撑，为学生在将来的工作过程中利用微型计算机或者单片机解决相关领域的应用问题奠定了基础[1]。但是由于该课程的特殊性，在传统的教学过程中也存在一些需要深入思考的问题。
一、微机接口技术的现状分析
由于《微机接口技术》课程的教学内容通常是讲述Intel公司的8086芯片及外围接口技术，教学重点随着教学目标和教学对象的不同而存在差异，比如：通常本科院校与高职高专校学生都会学习该课程，但是由于学生知识的结构性差异，讲授内容的基本相同的情况下，学生对该课程中解决问题的方法和系统构建的思路掌握程度相差较大。再比如，某些重点高校学生与应用型本科院校学生同样会安排改课程的学习，尽管一些院校课程名称是《微机原理》，但是教学内容基本一致。
通过作者调研发现，这两类院校相同专业学生安排课时数基本相同，但是由于学生的培养目标不同，学生基础差异性决定了学习该课程之后，对知识的掌握程度差别较大。因此，该课程在教学过程中存在较多的问题[2]。尤其是在聆听了国防科技大学邹逢兴教授关于该课程的理解后，认为该课程的教学需要改进和思考的地方较多。
1.计算机基础教学的定位。计算机基础教学通常情况下是指为计算机专业或者非计算机专业学生提供计算机基础知识的教学。具体情况因专业不用而设置课程有别，这里主要是强调非计算机专业的计算机基础教学工作。
一般来说，非计算机专业的计算基础教学从大学一年级的《大学计算机信息技术基础》开始，学习计算机基本知识。并且通过学习一种计算机编程语言，掌握计算机程序设计的基本思路和方法，为学生将来在实际工作中的应用打下基础。通常情形下，在大学三年级开设《微机接口技术》或者《微机原理》课程，使学生对计算机的理解深入到芯片级的底层。
2.非计算机专业学生对该课程的要求。通常情况下，对非计算机专业的学生来说，该课程的目标是通过8086底层芯片的和外围接口技术的原理学习，理解微型计算机在搭建控制系统时的思路和方法。由于不同的专业，对计算机技术的基础程度不同，比如非计算机专业的近电专业通常情况下会学习较扎实的电工学知识或者类似的课程，而某些学科专业则相关课程的学习相对较少，因此这两个不同专业的同学在学习《微机接口技术》这门课程的时候，接收知识的速度和思维方式的转变过程差异较大，学生对待该课程的要求和出发点也不会相同，这样就要求教师在教学前需要详细的分析学生的实际情况和不同专业的学科特点与该课程之间的联系。
3.学以致用。学习的目的一方面是为了提高学习者自身的素质和能力，另一方面从工程角度出发则是为了实际工作中的应用。目前就该课程的开设情况，各高校也不尽相同，就是同一所高校，不同的专业所开设的内容也存在区别，比如：某些高校的非计算机专业开设《微机接口技术》课程，主要讲解Intel公司的8086和8088系列CPU及外围芯片。但是在实际的工程应用背景下，8086已经很难买到，取而代之的则是大量使用的单片机，于是基于实际的使用需求，一些高校的非计算机专业已经开始开设《单片机原理与应用》课程，代替原先的《微机接口技术》，使学生从一开始就从实际使用角度出发，解决问题。但是这类学校的学生在学习了《单片机原理与应用》后又会面临其他问题，如：在计算机三级偏硬的考试中，涉及到单片机的内容较少，而大量的是8086的相关内容。再如：一些学校的研究生入学考试会考《微机接口技术》，但是开设《单片机原理与应用》课程学校的学生必须要自学该课程，这就带来了很多问题，由于《微机接口技术》实践性很强，因此，自学的效果可想而知。
另外一些学校的解决方法是：在大三第一学期开设《微机接口技术》，大三第二学期开设《单片机原理》，但是在课时数非常紧张的情况下，对相似的体系结构重复上课无疑会带来巨大的浪费。
正如国防科技大学的邹逢兴教授所言，无论是开设《微机接口技术》还是《单片机原理》，他们的体系结构是类似的，解决问题的方法也是类似的，思路是相同的，只学习其中一门课程即可。对于类似体系结构教学内容的选择，无论是从实际的工程应用角度出发，还是从理解底层系统的搭建方法出发，或者是从实际问题出发，只要授人以渔，应该说都可以达到教学目标。
4.该课程的实践性特点。《微机接口技术》课程的教学内容是讲解芯片的使用方法，讲解底层系统的建立方法。因此具有很强的实践性，从学习的角度，理解了书本上面的内容还需要在实际的动手过程中消化知识，只有这样才能变为学生自己的知识能力[3]。
由于该课程的实践性特点决定了在课程的实践环节中，教师应该予以足够的重视，通过设计多种试验方法，尽量减少验证性试验，增加设计性试验和综合性试验，通过在试验中反复遇到问题—思考问题—查找资料—解决问题这个过程，学生最终才能够深入理解这部分内容。这里也可以借鉴的做法还有教师先做一些预先有错误的试验，让学生通过实际动手来找出错误，并且最终解决问题，提高动手能力和分析问题解决问题的能力[4]。
5.课程的重点与难点。该课程的难点较多，但是重点与难点重合度随着不同的专业要求有差异。在课时数相对有限的前提下，重要的是解决重点问题，解决思路和方法问题，理解结构和使用方法问题，对于较复杂的原理性知识点，比如分页存储等学生不容易理解的难点，可以适当的引导，或者点到即可，不必花费太多宝贵的时间。但是某些既是重点又是难点的方面，最好能够利用多种方法进行讲解，甚至可以在实验室通过学生自己动手理解知识点[5]。
6.该课程的考核方式。该课程的考核不同的学校也不相同，通过调研发现，相对较好的方法是：试题中课后习题占15%左右，实验占15%，其余试题约占70%左右，平时成绩由于考核的标准不同，差异较大，因此平时成绩反应在课后习题的试题上面。
二、教学改革的再思考
1.培养定位思考。从学生进入不同的院校开始接受高等教育阶段开始，不同的培养目标决定了培养过程的和培养结果。因此立足于自身的教学要求，按照培养目标开设和改革相应的课程已经势在必行。落实到《微机接口技术》课程中，一定要从学生的培养定位出发，只有这样才能有的放矢。
2.学生学习习惯思考。不同专业的学生由于受到专业相关知识的引导，对问题的思考方式不会完全相同，甚至相同专业的不同学生也有不同的学习习惯。想讲好这门课程，需要从学生的思维方式开始，了解教学对象的思考方法，才能事半功倍。
3.教学内容与实际应用的思考。教学过程中往往存在着教学内容与实际应用过程存在差异的问题，这主要是因为教学过程突出基本原理和基本方法的讲授，而实际工程中往往是多种复杂情况的组合。但是无论是基本原理还是实际工程应用，问题的分析方法是一致的，这就要求教师在讲解过程中，突出的是解决问题的思路，解决问题的步骤，遇到问题后的分析思路和解决方法。一般来说，如果教师能够具有相关的工程背景，就会大大增强课堂上的说服力，教给学生更多的解决问题的技巧，往往这样的教师深受学生的爱戴。
4.课程定位再讨论。该课程与其他技能性课程类似，在许多地方性本科院校面临转型的机遇中，需要对服务于学生能力与知识构成起到支撑作用的教学内容，教学体系和课程定位做出相应的变革。目前众多高校在探索高职加本科对接过程。其中面临了诸多需要解决的难题，类似于《微机接口技术》类的技能性课程的定位与教学方法、教学定位的改革也迫在眉睫。
单片机原理及接口技术范文5
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基金项目：广东省自然科学基金（项目编号：No. S2011010002144）；省部产学研结合项目（项目编号：No.2012B091100497，No.2012B091100191，No.2011B090400269，No.2012B091100383，No.2011A091000028）；广东省重大科技专项项目（项目编号：No.2012A080103010，2012A080107007）；广东省企业重点实验室建设项目（项目编号：No. 2011A091000046）。
单片机原理及接口技术范文6
关键词:课堂教学演示;初始化;读写操作
The Simulation Demo of 8255A Work in Classroom Teaching
WANG Zhong-you
(The School of Computer Science and Technology of Xianning University, Xianning 437100, China)
Abstract: This article introduced the Simulation-process of classroom demonstration of interface-chip 8255A in the Proteus software. The demonstrations of this software show clearly the 8255A's work processes and set-up. The classroom-teaching shows: It is very helpful to clearly explain the work-process of 8255A in classroom for this demonstration.
Key words: classroom demonstration; initialization; read & write operations
不论是单片机接口技术课程还是CPU为8086类的接口技术课程,均要涉及接口类芯片(如并行接口芯片8255)的讲解。这一部分的讲解通常都是根据其技术文档进行理论讲解,如对8255A并行芯片,先对芯片的控制口、PA口、PB口中、PC口和数据口与A0、A1和读(RD)写(WR)操作等的关系进行表格化介绍。然后便是讲解6种方式下,8255与单片机或8086等微处理器连接下所进行的汇编语言操作。这一讲解,由于缺乏更加形象化的描述,学生在这种纯理论化教学中被动地接收知识,造成对8255的工作过程不能真正的理解和接收。
为将与接口相关芯片的工作过程讲解清楚,不少教师采用了许多方法,如傅篱[1]采用“工程实例”法将8255与8086CPU及其他芯片一起做成一个可演示的硬件产品便于教学;采用实践教学方式加强对芯片的理解[2-3];结合多媒体在教学时使芯片的进出信号动起来[4-6]等等。所有这些方式和方法在对8255A这类典型接口芯片进行课堂教学时,一方面是操作演示上的不方便,另一方面仍然不能很好地将8255A这类芯片的工作过程给学生清晰的演示出来。Proteus软件的引入,给这一教学过程带来了机遇,由于该软件可形象地将部分CPU芯片(如单片机8051系列、微处理器8086等)与接口芯片进行硬件组合才能完成的功能进行了软件化仿真,既给电路仪器设计带来了高效率、低成本,同时又给这类的教学带来了更加形象化的形式。
本文介绍应用proteus软件在课堂上仿真8255A的工作过程。
1 演示仿真原理
利用proteus软件讲解8255A的工作过程时,按照表1所列对8255A进行仿真模拟操作,可以较清晰地分析其工作过程。对8255A的操作基本上按两个步骤进行:先利用控制口对8255A进行初始化处理,设定PA、PB、PC口的工作和输入输出方式;然后再对PA口、PB口、PC口进行读写操作。上述操作均是8255A的引脚A1A0和WR、RD对应逻辑值下进行,具体的设置和操作方式见表1。
2 演示仿真过程及分析
2.1 8255A初始化
仿真时,根据表1,先设置A1A0=11(即设置对应的S17、S18),假设将PB口设为输入,PA口设为输出。则可设方式控制字为“10000010”,对应将S9-S16进行相应设置。在引脚WR输入有效(即为0,K1按下)的情况下,电路仿真结果如图1所示。
2.2 8255A读写操作
2.2.1 读操作
仿真8255A读操作,先将数据口对应的S9-S16开关拨到浮空位(见图2),即相当于电路的高阻状态,当A1A0=01时,RD有效(即为0,K2按下)时可将PB口数据读入数据总线D0-D7,此时图中的PB口数据为11010001,对应读入D0-D7的数据也为11010001,其上对应的指示如图2中D0-D7的逻辑指示所示。
2.2.2 写操作
仿真8255A写操作时,是将读操作时读入的数据(即D7～D0=11010001)写入PA口,使对应的指示灯点亮。此时需要A1A0=00,且引脚WR有效(即为0,也即K1再次按下)。数据总线上的数据D7～D0便输出到PA口上。作相应操作后仿真的结果见图3所示。
3 结论
通过以上的仿真表明:利用Proteus软件中的一些器件模型可以很好地仿真微机接口技术中的典型器件,给课堂教学带来清晰演示效果。根据上述模拟方法还可仿真如8253、8279等教学用的典型接口器件。
参考文献:
[1] 傅篱.微机原理与接口技术”教学改革探讨与实践[J].中国电力教育,2009(4):92-93.
[2] 王会林.《微机接口技术》课程改革对学生创新能力培养的探索[J].电脑知识与技术:学术交流,2009,5(4):2784-2785.
[3] 朱红萍,吴新开.电气专业“微机原理及接口技术”课程实践改革[J].湘潭师范学院学报:自然科学版,2009,31(2):202-203.
[4] 胥素芳.微机原理与接口技术教学方法探讨[J].科教文汇,2009(10):102-102.
