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單片機原理及接口技術范文1
關鍵詞：單片機;教學做一體化;實踐教學
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）41-0145-03
《單片機原理及接口技術》是高校電氣類專業的一門專業必修課，具有很強的實踐性。該課程的教學目的不僅要求學生掌握單片機的結構原理和匯編語言源程序的編寫，更重要的是培養學生單片機的實際應用能力和系統綜合開發能力。傳統的教學模式是以教師為中心，以教科書為依據。教學內容上基本都是單片機的基本概念、硬件結構、指令系統、匯編語言、中斷系統、定時/計數器、串行口、存儲器的擴展、人機接口以及應用系統設計。學生在學習專業理論知識時，由于對單片機內部結構不了解，缺乏必要的感性認識，對抽象的理論知識只能死記硬背。學生在理論知識學習結束后仍然不了解單片機開發的完整過程，甚至不清楚編程器和仿真器的概念，很難做到對系統的深入理解和充分掌握。理論教學與實踐教學相分離，造成學生的專業興趣得不到激發，學習積極性難以調動，結果是越學越乏味，從而產生厭學情緒。為了提高學生的學習積極性，提升學生的綜合應用及系統開發能力，我院在機電類專業的《單片機原理及接口技術》課程教學上嘗試了“教、學、做”一體化教學模式的研究與實踐，取得了較好的效果。
一、教、學、做一體化教學模式特點
“教、學、做”一體化教學是指在同一空間和時間內同步進行的教學，理論和實踐交替進行，直觀和抽象交錯出現，沒有固定的先實后理或先理后實順序，而是教師的教和學生的學有機結合，邊教邊做，邊學邊做，這就是“教、學、做”一體化概念。一體化教學符合學生的認知規律，能夠把復雜的知識直觀化，項目化。這種教學模式可使理論知識的學習與實際操作的訓練緊密結合，使教學內容更具有針對性，使學生真正做到知行合一?！敖?、學、做”一體化教學模式可以較好地激發學生的學習興趣，增強學生的動手能力，同時也使教學內容更具有針對性，使學生真正做到知行合一，對于學生零距離就業有極大的好處?！敖?、學、做”一體化教學方法具有以下特點：①實踐性。在真實或仿真的環境下利用實物、模型或仿真視頻，在“做”的過程中“教”，在“做”的過程中“學”，整個過程在實踐中進行。②實用性。教學做一體化教學內容可根據職業崗位能力需求設定，即學即用。③自主性。學生能自主、自由地學習，激發了學生的學習興趣，促進了學生自主創新能力的發展。④注重綜合素質的培養。在教學實施過程中，可以最大限度地培養學生的思維能力、觀察能力和動手能力，同時形成良好的職業素養。
二、“教、學、做”一體化教學模式實施方案
1.以項目為載體，以實訓為手段，融“教、學、做”為一體。將項目驅動法引入單片機教學，就是要結合具體項目，把所要講授的各項理論知識和實踐技能按由淺入深、現學現用的原則分解到一個個具有明確應用目標的任務中。讓學生在理論知識的學習中，時刻聯系自己的項目所需要的知識點，學習的目的性更加明確，學習更加積極主動。教師選擇項目要以理論知識為依據，注重實用性、創新性和前瞻性，既能進一步鞏固理論知識，又能訓練學生的實踐操作，增強學生解決實際問題的能力。引導學生掌握提出問題、分析問題和解決問題的方法，最終讓學生通過自己的努力和教師的指導，完成任務。在傳統的單片機實驗室即可進行單片機項目教學，還可以構建基于Proteus和Keil軟件的虛擬單片機實驗室，不需額外增加大量的硬件設備。項目教學可分以下幾個環節：①分配任務，收集資料階段。在學期初始，將項目的難易等級分為A、B、C三級，保證每個學生都能真正參與到項目中，并有所收獲，如銀行自動取款機、交通燈、電子萬年等。學生可根據自己的能力差異和興趣愛好，加入不同等級的項目團隊，并到任課老師處填寫項目任務書，領取項目。學生根據領取的項目查閱相關資料，選取合適的單片機型號和相關部件。如智能交通燈，硬件包括單片機、發光二極管、數碼管或液晶顯示器等，選擇硬件材料考慮的諸多因素由學生自行解決。②硬件電路搭建。整個項目進程要求學生本著“先硬后軟”的思想，先搭建硬件電路圖。根據普通教材的教學內容安排，第二章將講授單片機的內部結構、外部引腳以及構成小型控制系統的設計方法。這一時期引導學生進行硬件電路搭建。③軟件編程。當教材內容進入匯編語言指令和編程階段，具體的軟件指令被學生熟知并應用。項目組應進行相應的主功能程序設計。之后是中斷、定時計數等內容，再進行相應的輔助功能程序設計。隨后進入軟件編程。④完成設計進行虛擬仿真。虛擬仿真階段要利用Proteus和Keil兩個仿真軟件。在硬件與軟件設計過程結束后，先用Proteus軟件畫出項目原理圖，再用Keil C51編寫項目驅動源程序并進行編譯，產生一個擴展名為.hex的可執行文件。最后把該可執行文件嵌入Proteus軟件中的虛擬單片機中去，學生就可以進行仿真調試，從而形成一個基于Proteus和Keil的虛擬單片機實驗室。⑤實驗室軟硬件調試驗證。最后重要環節是在實驗室進行軟硬件調試驗證。根據Proteus軟件仿真通過的項目電路，在單片機實驗箱或實驗平臺上進行實物連接，并利用下載器或仿真器驗證器件功能。若出現故障，小組討論、查找并排除。實際操作使學生熟悉各種器件的規格、型號及性能，并提高了學生的動手能力。
2.利用課程設計，進一步提高學生的系統開發能力和綜合應用能力。課程設計是一種課程形式，也是一種教學方法，其基本教學目的是加深學生對課程基礎理論和基本知識的理解與掌握，培養學生綜合運用基礎理論和技能分析與解決實際問題的實踐能力以及勇于探索的創新精神。課程設計內容的設立應與時俱進，注重先進性和開放性，并與學科的前沿技術相結合。突出學生的自主性、主動性，激發學生的創新意識，注重學生設計能力的培養和工程能力的訓練。在課程設計的綜合性、設計性環節給予學生更多的選擇。選題沒有固定的要求，只是給出一些提示，學生可以根據自己的設想進行硬件選擇、軟件設計，達到自己的設計目標。極大地發揮了學生的主觀能動性和創新性。
3.以電子設計競賽為契機開設第二課堂。為了培養學生獨立工作能力和實踐能力，在人力、物力上積極支持學生開展課外科技活動。實驗室開放是開設第二課堂的前提條件。將學?，F有的實驗室在管理制度上開放，為學生自主實驗提供場所及設備。第二課堂的開設以學生的興趣為出發點，以電子設計競賽為目標，將第二課堂分為日?；顒蛹案傎悳蕚鋬煞N。日常活動鼓勵學生自主設計一些小發明小制作，自行制作印刷電路板。引導學生申請大學生創新項目（UIT）立項，自己找方向、寫材料、定方案、開展項目研究。鼓勵學生積極參與各種電子設計競賽，提高創新能力。電子設計競賽準備階段要專門抽調教師進行專業指導，以減少學生的盲目性，提高學生的體系化、目標化及競賽能力，在賽前還組織了參賽隊員的集訓。
4.與企業建立緊密合作關系，共建實習基地。建設校內生產性實訓基地，由學校提供場地和管理，企業提供設備、技術和師資支持，以企業為主組織實訓，構建校企聯盟，實現學校培養目標與企業需求對接，全面提高學生綜合技術應用能力。對某些小型產品，可以帶到學校進行組裝，既加強學生應用技能的培養，又可為學生勤工儉學創造條件。此外，學院在師資選擇方面，突破傳統的全職教師模式，廣納社會精英，積極引進企業有經驗的“雙師型”教師，現任課教師中“雙師型”教師已超過20%。單片機原理及應用課程就聘請了某研究所的高級工程師來承擔，不僅傳授給學生許多實用知識與實踐技能，還幫、帶、教出了一批中青年教師，極大地提升了這些專職教師的專業技術能力。
5.通過“預就業”，使學生提前進入生產現場?！邦A就業”培養模式是一種與就業相結合，校企聯合培養的開放式教育模式。近年來，學院與山西本省及一些外省企業建立了廣泛的合作關系。學生前兩年半在學校學習基礎課、專業基礎課及部分專業課，從第六學期以“預就業”的形式分批進入用人單位，邊學習邊實習，同時接受學校教師的網上授課與考查。學校的專業課教師借助網絡平臺，給“預就業”學生提供專業學習指導與考核。經過幾年的摸索與實踐，現已形成一種較為成熟的培養模式，并且與眾多企業建立了緊密合作關系。目前，我院畢業生除了在山西省的企業廣泛就業，還有很多學生進人到上海、北京、江蘇、內蒙古等多家大型企業。
三、建立綜合評價機制
在“教、學、做”一體化教學模式下，需改變傳統考核方式，建立綜合評價機制，構建能力評價體系。對學生的考核，從注重分數轉變成注重能力。期末總成績由理論考試成績、實驗實訓成績、項目設計完成情況成績等幾個方面共同組成。理論考核仍采用試卷考試形式，但考試內容應體現以能力為本的理念，題型以靈活的選擇、判斷題為主。不同的實訓內容制訂不同的考核評價方案。實驗實訓考核在實訓內容的基礎之上模仿企業的真實情況進行模擬情景練習，注重過程，按步驟打分。項目設計及完成情況重在除考核個人能力和團隊協作能力。
四、結論
“教、學、做”一體化教學模式符合學生的認知規律，能夠把復雜的知識直觀化、項目化。實踐證明，近幾年在學校開展項目教學法、第二課堂，改革課程設計的內容和形式，融“教、學、做”三個環節為一體，不僅極大地激發了學生的學習興趣，縮短了理論教學與實際應用之間的差距，同時也提高學生的綜合應用能力和單片機系統開發能力，為學生實現零距離就業創造了良好的條件。
參考文獻：
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單片機原理及接口技術范文2
［論文摘要］文章分析了電子信息工程專業單片機原理與接口技術課程教學的現狀，認為提高設計性實驗開設的質量是教學改革的重點，指出設計性實驗開設中要注意理論與實驗的銜接、驗證性實驗與設計性實驗的銜接、課堂與課外的銜接，并不斷完善適合設計性實驗的評價體系，提高人才培養的質量。
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?，F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?？己酥幸浞止膭詈涂隙▽W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
單片機原理與接口技術課程是電子信息工程專業至關重要的專業核心課程之一，必須更加重視設計性實驗教學的改革，提高設計性實驗開設的質量，做好理論與實驗的銜接，驗證性實驗與設計性實驗的銜接，課堂與課外的銜接，完善設計性實驗的評價體系，才能培養出符合社會發展需要的高素質人才。
單片機原理及接口技術范文3
關鍵詞:微機原理;接口技術;優化;多媒體教學
中圖分類號:G642文獻標識碼:A文章編號: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
《微機原理與接口技術》是電氣信息類專業的一門重要的專業技術基礎課[1],也是電子、自動化等專業學生的研究生考試課程。該課程的主要任務是使學生從理論和實踐上掌握微型計算機的基本組成、工作原理、匯編語言程序設計方法、接口電路及硬件電路的連接,建立微機系統的整體概念,為今后進一步學習打好基礎,同時該課程又是后續課程如單片機原理及應用、DSP技術、ARM嵌人式系統等課程的基礎。由于這門課的教學內容與后續課程尤其是單片機原理及應用有較多相似的地方,因此,一些高職院校的做法常常是用單片機原理及應用來取代這門課,作為本科院校,還有必要開設這門課嗎?如果要開的話,其教學內容如何確定才不至于與后續課程有較多的交叉?本文從如何提高微機原理課程教學質量、增強教學效果,談談在教學上的一些體驗和認識。
1 優化教學內容,突出教學重點
由于總的學時的不斷壓縮,使得我們對一些專業基礎課的課時則不斷壓縮,對于不繼續開設《單片機原理及應用》這門專業課的學生來說,《微機原理與接口技術》的內容需要全部開出來,而對于有單片機原理及應用這門課的專業學生來說,可以只開設微機原理與匯編語言方面的內容,而接口技術則留到單片機原理及應用里面講,把省下的課時加到電子技術和單片機原理及應用的課程設計里,這兩門課的課程設計時間都延長了一周,即由原來的2周延長到3周。另外在每一章節講授之前,先指出重點和難點,重點部分精講[2],要求學生全面掌握。例如,在講8086/8088結構一節時,存儲器地址分段是本章的重點和難點,講課時應配以大量圖表形式進行重點闡述并輔以例題和練習題加深理解,而關于計算機硬件一節,學生在前修課程中已經學過,只是粗略復習一下即可。其他章節也采用類似的方法。這樣,學生知道每一章節的重點、難點,學習有了目標,大大提高了學習效率,增加了學習本課程的積極性。
由于《微機原理與接口技術》課程內容多、 細、 零散、 前后內容交錯且涉及到的知識面又廣,學生初次接觸時往往覺得難學,特別是隨著教學進度的推進,學生感覺所接收到的知識比較散,很能理清頭緒,更談不上好好理解并加以運用了。所以在教學中可利用圖表法[3]對課程內容進行科學地歸納組合,即將相關的內容組合到同一個模塊中,然后抓住課程內容的主動脈用連線將模塊之間的聯系標識出來并加以說明,從而使課本上那些分散、 零碎的知識點一一串起來,形成一個層次清晰、結構明朗、聯系緊密的圖表。有了這結構清晰的圖表,學生即可以對相關內容進行總體上的把握又可對某一個具體的知識點進行縱向的擴展和橫向的比較,學生學習起來也不會感到混亂,且會激發學習的興趣。
2 恰當應用多媒體教學,提高教學效果
《微機原理與接口技術》課程中微機的工作原理部分是很抽象的、看不見的、摸不著的,學生覺得難以理解。若使用多媒體教學,讓關鍵部分具體化、形象化,讓重點凸出、顯示出來,可以促進學生的理解和記憶。這就要求多媒體課件制作必須根據課程的相關知識,用最合適的應用軟件,制造高標準、高質量的多媒體課件。為加強課堂教學的效果,我們可以采用理論教學和實驗演示同時進行的方法,使學生在輕松有趣的學習(氛圍)中掌握所學知識。例如,在講解芯片引腳圖和芯片的內部結構圖時,可在課件中通過點擊相應文字或按鈕來控制這些圖片的顯示或隱藏,并在圖片旁邊顯示文字說明或語音提示,從而增強圖片的可讀性,如圖1所示;又如,匯編語言指令和數據尋址方式是課程的基礎,可在課件中用FLASH動畫來模擬原本無法看到的指令執行過程和數據流動方向。在此課程中,類似的情況還有很多,采用多媒體教學一方面可以加快教學速度,彌補教學時的不足;另一方面圖文并茂,動感演示,無疑會激起學生的學習興趣,課后閱讀時容易產生聯想。
3 實踐效果
根據新的培養方案與所采取的改革措施,我們已經實施了兩年,從實際的效果來看,課程內容教學改革是非常成功的。通過微機原理及匯編語言的學習,然后再學習單片機,90%的學生覺得單片機易學易懂,達到了我們的預期效果。
4 結束語
我院《微機原理與接口技術》已被列為2009年湖南省精品課程,我們將以此為契機,認真扎實地開展教學研究,一定要把這門課程建成合格的省級精品課程。
參考文獻:
[1] 周明德.微型計算機系統原理與應用[M].4版.北京:清華大學出版社,2004.
單片機原理及接口技術范文4
但是由于該課程的特殊性，在傳統的教育教學過程中存在不同專業對該課程的要求不同，教學目標定位與實際教學過程存在差異，教學難點與重點處理，8086芯片在實際使用中的局限性等諸多問題。面對這些問題，對該課程的教學改革探討就顯得尤為重要。尤其是定位為應用型本科院校，對該課程的思考可能更加緊迫。
《微機接口技術》是工程學科教學的一門非常重要的專業基礎課程，在學生的知識體系構建過程中承擔了計算機底層工作原理與應用的知識體系支撐，為學生在將來的工作過程中利用微型計算機或者單片機解決相關領域的應用問題奠定了基礎[1]。但是由于該課程的特殊性，在傳統的教學過程中也存在一些需要深入思考的問題。
一、微機接口技術的現狀分析
由于《微機接口技術》課程的教學內容通常是講述Intel公司的8086芯片及外圍接口技術，教學重點隨著教學目標和教學對象的不同而存在差異，比如：通常本科院校與高職高專校學生都會學習該課程，但是由于學生知識的結構性差異，講授內容的基本相同的情況下，學生對該課程中解決問題的方法和系統構建的思路掌握程度相差較大。再比如，某些重點高校學生與應用型本科院校學生同樣會安排改課程的學習，盡管一些院校課程名稱是《微機原理》，但是教學內容基本一致。
通過作者調研發現，這兩類院校相同專業學生安排課時數基本相同，但是由于學生的培養目標不同，學生基礎差異性決定了學習該課程之后，對知識的掌握程度差別較大。因此，該課程在教學過程中存在較多的問題[2]。尤其是在聆聽了國防科技大學鄒逢興教授關于該課程的理解后，認為該課程的教學需要改進和思考的地方較多。
1.計算機基礎教學的定位。計算機基礎教學通常情況下是指為計算機專業或者非計算機專業學生提供計算機基礎知識的教學。具體情況因專業不用而設置課程有別，這里主要是強調非計算機專業的計算機基礎教學工作。
一般來說，非計算機專業的計算基礎教學從大學一年級的《大學計算機信息技術基礎》開始，學習計算機基本知識。并且通過學習一種計算機編程語言，掌握計算機程序設計的基本思路和方法，為學生將來在實際工作中的應用打下基礎。通常情形下，在大學三年級開設《微機接口技術》或者《微機原理》課程，使學生對計算機的理解深入到芯片級的底層。
2.非計算機專業學生對該課程的要求。通常情況下，對非計算機專業的學生來說，該課程的目標是通過8086底層芯片的和外圍接口技術的原理學習，理解微型計算機在搭建控制系統時的思路和方法。由于不同的專業，對計算機技術的基礎程度不同，比如非計算機專業的近電專業通常情況下會學習較扎實的電工學知識或者類似的課程，而某些學科專業則相關課程的學習相對較少，因此這兩個不同專業的同學在學習《微機接口技術》這門課程的時候，接收知識的速度和思維方式的轉變過程差異較大，學生對待該課程的要求和出發點也不會相同，這樣就要求教師在教學前需要詳細的分析學生的實際情況和不同專業的學科特點與該課程之間的聯系。
3.學以致用。學習的目的一方面是為了提高學習者自身的素質和能力，另一方面從工程角度出發則是為了實際工作中的應用。目前就該課程的開設情況，各高校也不盡相同，就是同一所高校，不同的專業所開設的內容也存在區別，比如：某些高校的非計算機專業開設《微機接口技術》課程，主要講解Intel公司的8086和8088系列CPU及外圍芯片。但是在實際的工程應用背景下，8086已經很難買到，取而代之的則是大量使用的單片機，于是基于實際的使用需求，一些高校的非計算機專業已經開始開設《單片機原理與應用》課程，代替原先的《微機接口技術》，使學生從一開始就從實際使用角度出發，解決問題。但是這類學校的學生在學習了《單片機原理與應用》后又會面臨其他問題，如：在計算機三級偏硬的考試中，涉及到單片機的內容較少，而大量的是8086的相關內容。再如：一些學校的研究生入學考試會考《微機接口技術》，但是開設《單片機原理與應用》課程學校的學生必須要自學該課程，這就帶來了很多問題，由于《微機接口技術》實踐性很強，因此，自學的效果可想而知。
另外一些學校的解決方法是：在大三第一學期開設《微機接口技術》，大三第二學期開設《單片機原理》，但是在課時數非常緊張的情況下，對相似的體系結構重復上課無疑會帶來巨大的浪費。
正如國防科技大學的鄒逢興教授所言，無論是開設《微機接口技術》還是《單片機原理》，他們的體系結構是類似的，解決問題的方法也是類似的，思路是相同的，只學習其中一門課程即可。對于類似體系結構教學內容的選擇，無論是從實際的工程應用角度出發，還是從理解底層系統的搭建方法出發，或者是從實際問題出發，只要授人以漁，應該說都可以達到教學目標。
4.該課程的實踐性特點?！段C接口技術》課程的教學內容是講解芯片的使用方法，講解底層系統的建立方法。因此具有很強的實踐性，從學習的角度，理解了書本上面的內容還需要在實際的動手過程中消化知識，只有這樣才能變為學生自己的知識能力[3]。
由于該課程的實踐性特點決定了在課程的實踐環節中，教師應該予以足夠的重視，通過設計多種試驗方法，盡量減少驗證性試驗，增加設計性試驗和綜合性試驗，通過在試驗中反復遇到問題—思考問題—查找資料—解決問題這個過程，學生最終才能夠深入理解這部分內容。這里也可以借鑒的做法還有教師先做一些預先有錯誤的試驗，讓學生通過實際動手來找出錯誤，并且最終解決問題，提高動手能力和分析問題解決問題的能力[4]。
5.課程的重點與難點。該課程的難點較多，但是重點與難點重合度隨著不同的專業要求有差異。在課時數相對有限的前提下，重要的是解決重點問題，解決思路和方法問題，理解結構和使用方法問題，對于較復雜的原理性知識點，比如分頁存儲等學生不容易理解的難點，可以適當的引導，或者點到即可，不必花費太多寶貴的時間。但是某些既是重點又是難點的方面，最好能夠利用多種方法進行講解，甚至可以在實驗室通過學生自己動手理解知識點[5]。
6.該課程的考核方式。該課程的考核不同的學校也不相同，通過調研發現，相對較好的方法是：試題中課后習題占15%左右，實驗占15%，其余試題約占70%左右，平時成績由于考核的標準不同，差異較大，因此平時成績反應在課后習題的試題上面。
二、教學改革的再思考
1.培養定位思考。從學生進入不同的院校開始接受高等教育階段開始，不同的培養目標決定了培養過程的和培養結果。因此立足于自身的教學要求，按照培養目標開設和改革相應的課程已經勢在必行。落實到《微機接口技術》課程中，一定要從學生的培養定位出發，只有這樣才能有的放矢。
2.學生學習習慣思考。不同專業的學生由于受到專業相關知識的引導，對問題的思考方式不會完全相同，甚至相同專業的不同學生也有不同的學習習慣。想講好這門課程，需要從學生的思維方式開始，了解教學對象的思考方法，才能事半功倍。
3.教學內容與實際應用的思考。教學過程中往往存在著教學內容與實際應用過程存在差異的問題，這主要是因為教學過程突出基本原理和基本方法的講授，而實際工程中往往是多種復雜情況的組合。但是無論是基本原理還是實際工程應用，問題的分析方法是一致的，這就要求教師在講解過程中，突出的是解決問題的思路，解決問題的步驟，遇到問題后的分析思路和解決方法。一般來說，如果教師能夠具有相關的工程背景，就會大大增強課堂上的說服力，教給學生更多的解決問題的技巧，往往這樣的教師深受學生的愛戴。
4.課程定位再討論。該課程與其他技能性課程類似，在許多地方性本科院校面臨轉型的機遇中，需要對服務于學生能力與知識構成起到支撐作用的教學內容，教學體系和課程定位做出相應的變革。目前眾多高校在探索高職加本科對接過程。其中面臨了諸多需要解決的難題，類似于《微機接口技術》類的技能性課程的定位與教學方法、教學定位的改革也迫在眉睫。
單片機原理及接口技術范文5
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單片機原理及接口技術范文6
關鍵詞:課堂教學演示;初始化;讀寫操作
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
不論是單片機接口技術課程還是CPU為8086類的接口技術課程,均要涉及接口類芯片(如并行接口芯片8255)的講解。這一部分的講解通常都是根據其技術文檔進行理論講解,如對8255A并行芯片,先對芯片的控制口、PA口、PB口中、PC口和數據口與A0、A1和讀(RD)寫(WR)操作等的關系進行表格化介紹。然后便是講解6種方式下,8255與單片機或8086等微處理器連接下所進行的匯編語言操作。這一講解,由于缺乏更加形象化的描述,學生在這種純理論化教學中被動地接收知識,造成對8255的工作過程不能真正的理解和接收。
為將與接口相關芯片的工作過程講解清楚,不少教師采用了許多方法,如傅籬[1]采用“工程實例”法將8255與8086CPU及其他芯片一起做成一個可演示的硬件產品便于教學;采用實踐教學方式加強對芯片的理解[2-3];結合多媒體在教學時使芯片的進出信號動起來[4-6]等等。所有這些方式和方法在對8255A這類典型接口芯片進行課堂教學時,一方面是操作演示上的不方便,另一方面仍然不能很好地將8255A這類芯片的工作過程給學生清晰的演示出來。Proteus軟件的引入,給這一教學過程帶來了機遇,由于該軟件可形象地將部分CPU芯片(如單片機8051系列、微處理器8086等)與接口芯片進行硬件組合才能完成的功能進行了軟件化仿真,既給電路儀器設計帶來了高效率、低成本,同時又給這類的教學帶來了更加形象化的形式。
本文介紹應用proteus軟件在課堂上仿真8255A的工作過程。
1 演示仿真原理
利用proteus軟件講解8255A的工作過程時,按照表1所列對8255A進行仿真模擬操作,可以較清晰地分析其工作過程。對8255A的操作基本上按兩個步驟進行:先利用控制口對8255A進行初始化處理,設定PA、PB、PC口的工作和輸入輸出方式;然后再對PA口、PB口、PC口進行讀寫操作。上述操作均是8255A的引腳A1A0和WR、RD對應邏輯值下進行,具體的設置和操作方式見表1。
2 演示仿真過程及分析
2.1 8255A初始化
仿真時,根據表1,先設置A1A0=11(即設置對應的S17、S18),假設將PB口設為輸入,PA口設為輸出。則可設方式控制字為“10000010”,對應將S9-S16進行相應設置。在引腳WR輸入有效(即為0,K1按下)的情況下,電路仿真結果如圖1所示。
2.2 8255A讀寫操作
2.2.1 讀操作
仿真8255A讀操作,先將數據口對應的S9-S16開關撥到浮空位(見圖2),即相當于電路的高阻狀態,當A1A0=01時,RD有效(即為0,K2按下)時可將PB口數據讀入數據總線D0-D7,此時圖中的PB口數據為11010001,對應讀入D0-D7的數據也為11010001,其上對應的指示如圖2中D0-D7的邏輯指示所示。
2.2.2 寫操作
仿真8255A寫操作時,是將讀操作時讀入的數據(即D7～D0=11010001)寫入PA口,使對應的指示燈點亮。此時需要A1A0=00,且引腳WR有效(即為0,也即K1再次按下)。數據總線上的數據D7～D0便輸出到PA口上。作相應操作后仿真的結果見圖3所示。
3 結論
通過以上的仿真表明:利用Proteus軟件中的一些器件模型可以很好地仿真微機接口技術中的典型器件,給課堂教學帶來清晰演示效果。根據上述模擬方法還可仿真如8253、8279等教學用的典型接口器件。
參考文獻:
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