微机原理与接口技术课程建设与Proteus软件应用分析.docVIP

微机原理与接口技术课程建设与Proteus软件应用分析 　　摘要：结合微机原理与接口技术教学设计与重点，采用启发式、互动式和对比式等方法实现微机原理与接口技术的教学，对课程建设的方法进行了探讨。利用网络教学与传统教学相结合的方法，阐述了定时器与并行接口芯片的Proteus软件应用以及实践环节综合训练的项目。应用Proteus软件，不仅利用8253定时实现了波形显示，还利用8255A实现了按键值送数码管显示的功能。 　　关键词：教学设计；Proteus；定时器；课程建设 　　作者简介：艾红（1962-），女，重庆人，北京信息科技大学自动化学院，副教授。（北京 100192） 　　基金项目：本文系北京信息科技大学微机原理与接口技术课程建设的研究成果。 　　中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）35-0101-02 　　微机原理与接口技术课程是伴随着微处理器的诞生而出现的，同时又伴随着微处理器的发展而发展，课程内容从早期的以Z80微处理器为主进展到以X86微处理器为主。由于X86微处理器在应用市场中的绝对主导地位，虽然X86微处理器不断更新，但由于新的处理器始终保持了对以前处理器的兼容，所以在处理器的结构原理上，特别是构成微机系统的原理上维持了许多共性的特征，使微机原理与接口技术这门课程在内容上相对稳定。学生对这门课程学习感到有一定难度，因为计算机是个复杂系统，无论先讲哪一部分，都要联系到其它部分，又不可能把所有相联系的部分同时讲清楚。学生每次课学到一些新知识，理解了一些原来有疑问的问题，又有一些理解不透彻的新问题产生。因此微机原理与接口技术的课程建设力争形成结构紧凑、知识连贯、内容先进实用和信息量大的课程。[1，2] 　　一、教学设计与重点 　　采取学生易于接受的表述方法深入浅出地讲透，对于具有共性的疑难问题，给予重点讲授。随着课程的进行会多次反复涉及到重点内容，使学生加深理解并能熟练应用。微处理器、存储器和I/O接口电路等各部件是由超大规模集成电路制成，应注意其内部结构、外部连接和外部应用特性。微型机的运行是软硬件相互结合，在讲解接口电路工作的同时，与程序的运行联系起来。讲述I/O接口电路的编程和应用时，必须跟实际应用例子相结合。微型机在总线上的操作有着严格的时序特性，讲授存储器、I/O接口电路连接和读/写操作时，必须密切结合CPU和外部设备的操作时序配合问题。由于时序配合对于学生来说较难理解，所以采用动画讲解的方式效果会更好。在存储器章节中介绍Cache含义：Cache用在CPU与内存之间，在交换信息时起缓冲作用；讲解存储器与8086 CPU的硬件连接电路和存储器实际可访问的地址空间范围；可以根据已知的存储体芯片容量计算需要的芯片和每块芯片需要的寻址线；存储器芯片片选端的译码采用全译码、部分译码和线选法；说明芯片的地址分配，画出端口译码电路说明每块芯片的端口地址范围。 　　重点突出三个专用接口芯片8253、8259A、8255A的不同功能、工作过程及芯片的外部应用特性。编程及应用实例应偏重在8253、8259A与8255A的基本应用，课程实验的综合应用环节是8253、8259A与8255A这三个芯片的综合应用。难点是中断接口芯片使用与中断服务程序设计，例如接口芯片8259A的自动中断结束方式与非自动中断结束方式。优先级设置方式有全嵌套方式、特殊全嵌套方式、优先级自动循环方式和优先级特殊循环方式。为了使学生容易理解并使用8259A芯片，讲解时按照常用工作方式设计编程，如采用全嵌套方式，非自动中断结束方式，按照顺序设置初始化命令字，按照工作需要设置操作命令字。 　　二、课程建设方法探讨 　　1.多种方式采用提高学生学习兴趣 　　采用启发式、互动式和对比式等方法实现微机原理与接口技术的教学。微机原理中许多概念和数字电路课程、系统设计密切相关。比如讲授总线分时复用时，启发学生既让地址信息、数据信息及时而准确传送，又能减少芯片管脚数，使得芯片更小，引导学生从分时过渡到复用，让学生体会系统设计的精心构思和设计巧妙所带来的乐趣。在课堂教学中，除了板书和讲述外，灵活运用配套的电子课件，在课堂上通过点击鼠标，显示文字和简明的图表，既可对教材的重点和难点深刻理解，又能够看到动态的信息流动过程，使学生能生动形象地了解各种接口电路的工作原理，增强学生对课程的学习兴趣。多媒体用精彩的画面、生动形象的动画、优美的音乐等提高了学生的学习兴趣。对于一些抽象的不可见概念和知识，应用计算机变抽象为形象，变不可见为可见，有利于学生对问题的理解。采用多媒体教学显示抽象的内部结构和数据流向，也可以节约了许多画图的时间。讲解程序设计等重要内容时，配合板书编写程序，将一条条语句带着学生在黑板上写下来，使得