接口技术（精选8篇）
连接本地交换机（ＬＥ）和用户终端设备（ＴＥ）的用户环路无论从实现业务接入方面，还是从占用通信投资比重方面，都是通信网的一个很重要的组成部分。随着通信网的数字化，光纤和数字用户传输系统大量引入，这些都要求本地交换机提供数字用户接入的能力。目前ＩＴＵ已经定义的Ｖ１到Ｖ４接口都不够标准化，其中Ｖ１、Ｖ３和Ｖ４仅用于ＩＳＤＮ，Ｖ２接口虽然可以连接本地或远端的数字通信业务，但在具体的使用中其通路类型、通路分配方式和信令规范也难以达到标准化程度，影响了应用的经济性。Ｖ５接口正是为了适应接入网（ＡＮ）范围内多种传输媒介、多种接入配置和业务而提出的。根据速率的不同，Ｖ５接口分为Ｖ５ ．１和Ｖ５．２接口。鉴于这一新接口规范的重要性和迫切性，ＩＴＵ－Ｔ第１３组于１９９４年以加速程序分别通过了Ｖ５．１接口的Ｇ．９６４建议和Ｖ５．２ 接口的Ｇ．９６５建议。这些标准的制定，使业务提供者可以从多方获得产品来源，用户网络接口传输设备仅由交换机制造商提供的局面将会结束。
Ｖ５接口的技术特点及基本功能： 1．Ｖ５接口的技术特点
Ｖ５作为一种标准化的、完全开放的接口，用于交换设备和接入网设备之间的配合。
Ｖ５．１接口由单个２０４８Kbit/s链路构成，用于支持下列接入类型：
模拟电话接入，基于６４Kbit/s的综合业务数字网（ＩＳＤＮ）基本接入和用于半永久连接的、不加带外信令信息的其它模拟接入或数字接入。这些接入类型都具有指配的承载通路分配，即用户端口与Ｖ５．１接口内承载通路有固定的对应关系，在ＡＮ内无集线能力。
Ｖ５．２接口按需要可以由１～１６个２０４８Kbit/s链路构成，除了支持Ｖ ５．１接口提供的接入类型外，还可支持ＩＳＤＮ一次群速率接入。这些接入类型都具有灵活的、基于呼叫的承载通路分配，并且在ＡＮ内和Ｖ５．２接口上具有集线能力。对于模拟电话接入，既支持单个用户接入，也支持ＰＡＢＸ的接入，其中用户线信令可以是ＤＴＭＦ或是线路状态信令，并且对用户的补充（附加）业务没有任何影响。在ＰＡＢＸ接入的情况下，也可以支持ＰＡＢＸ的直接拨入（ＤＤＩ）功能。对于ＩＳＤＮ接入，Ｂ通路上的承载业务、用户综合（终端）业务以及补充 业务均不受限制，同时也支持Ｄ通路和Ｂ通路中的分组数据业务。
２．Ｖ５接口基本功能协议结构
Ｖ５接口功能特性如图１所示。它表示了通过Ｖ５接口需要传递的信息以及所实现的功能。图２显示了Ｖ５接口的协议结构。（１）Ｖ５接口的物理层
Ｖ５接口链路的电气和物理特性均符合Ｇ．７０３建议的规定，即采用ＨＤＢ３码。接口实现可以采用同轴７５Ω接口方式和平衡１２０Ω接口方式。允许在Ｌ Ｅ和ＡＮ之间介入附加的透明数字链路来增加接口的应用范围。接口输入抖动应符合建议Ｇ．８２３对低Ｑ时钟恢复的要求，输出抖动则应符合Ｇ．８２３对高Ｑ时 Ｖ５接口可以提供比特传输、字节识别和帧同步必要的定时信息。这种定时信息用于ＬＥ和ＡＮ之间的同步。另外，Ｖ５接口还具有循环冗余检验（ＣＲＣ）功能，在ＣＲＣ复帧中将Ｅ比特用作ＣＲＣ差错报告，并符合ＩＴＵ－Ｔ建议Ｇ．７０４ 和Ｇ．７０６中规定的规程。每个２０４８ｋｂｉｔ／ｓ链路由３２个时隙组成，其中时隙ＴＳ０用作帧定位和ＣＲＣ－４规程，时隙ＴＳ１５、ＴＳ１６和ＴＳ３ １可以用作通信通路（Ｃ通路），运载ＰＳＴＮ信令信息、控制协议信息、链路控制协议信息、ＢＣＣ协议信息、保护协议信息以及ＩＳＤＮ Ｄ通路信息，并通过指配来分配。其余时隙，可用作承载通路，即用来为ＩＳＤＮ用户端口分配的Ｂ通路或为ＰＳＴＮ用户端口的ＰＣＭ ６４ｋｂｉｔ／ｓ通路提供双向的传输能力。（２）Ｖ５接口的第二层
Ｖ５接口的第二层仅对Ｃ通路而言（见图２），使用的规程称为ＬＡＰＶ５，其目的是为了允许灵活地将不同的信息流复用到Ｃ通路上去。ＬＡＰＶ５基于ＩＳ ＤＮ的ＬＡＰＤ规程，分为两个子层，即封装功能子层（ＬＡＰＶ５－ＥＦ）和数据链路子层（ＬＡＰＶ５－ＤＬ）。此外，ＡＮ的第二层功能中还应包括帧中继子层（ＡＮ－ＦＲ）），它用于支持ＩＳＤＮ Ｄ通路信息。（３）Ｖ５接口的第三层协议
Ｖ５接口内，支持不同的、面向消息的第三层协议有：ＰＳＴＮ协议、控制协议（公共控制和用户端口控制）、链路控制协议、ＢＣＣ协议和保护协议，后三个协议仅用于Ｖ５．２接口。下面将分别说明这几种协议的功能。
①ＰＳＴＮ协议
ＰＳＴＮ协议基本上是一个激励协议，它不控制ＡＮ中的呼叫规程，而是通过Ｖ５接口在ＡＮ用户端口和ＬＥ中的国内协议实体之间传送有关模拟线路状态的信息。然而，ＰＳＴＮ协议有一个相对小的功能部分，它与Ｖ５接口中路径的建立与释放、Ｖ５接口上的呼叫冲突解决有关，同时也与ＬＥ在过载条件下对新呼叫的处理有关。由于各国在ＬＥ中的国内协议实体功能上的差异，因此每个国家在制定本国Ｖ５接口规范时，都将提供适用于本国的ＰＳＴＮ信令信息单元全集以及适用于本国的国内ＰＳＴＮ协议映射规范技术要求。
②控制协议
控制协议的主要作用是：用于ＰＳＴＮ和ＩＳＤＮ用户端口阻塞／解除阻塞，实现维护目的；用于系统启动和重新启动处理的变量及接口ＩＤ核实、重新启动及重新启动的确认程序。
③链路控制协议
链路控制协议的主要作用是：用于维护目的接口链路的阻塞和协调解除阻塞； 通过链路身份标识来核实一特定链路的一致性。
④ＢＣＣ协议
ＢＣＣ协议用来把一特定２０４８Kbit/s链路上的承载通路基于呼叫分配给用户端口。ＢＣＣ协议也提供审计功能，用来检查ＡＮ内Ｖ５．２承载通路的分配和连接。另外，ＢＣＣ协议还可提供ＡＮ内部故障报告功能，用来通知ＬＥ有关ＡＮ 内部影响承载通路连接的故障。
⑤保护协议
保护协议只应用在Ｖ５．２接口存在多个２０４８Kbit/s链路的情况下。它的主要作用是：在一个２０４８Kbit/s链路发生故障时或应系统操作者（ＯＳ）的请求，实现Ｃ通路的切换。Ｖ５接口的优点及选用原则 1．Ｖ５接口的优点
Ｖ５接口的优点主要表现在以下几个方面：
（１）Ｖ５接口是个开放的接口
网络运营者可以选择最好的系统设备组合，可以选择多个交换设备供应商，可以自由选择接入设备供应商，同时可使各设备厂家在硬件、软件及功能各方面展开竞争，通过竞争，网络运营者可以得到最佳的网络功能。
（２）支持不同的接入方式
通过开放接口，本地交换机可以接纳各种接入网设备，从而使网络向有线／无线结合的方向发展。（３）提供综合业务
例如提供语声、数据、租用线等多种业务。（４）降低成本
通过ＡＮ的大批量生产，可以降低产品每线的成本；将ＰＣＭ链路延伸到用户附近，从而可以降低用户线的成本；同时，还可以减少维护操作（Ｏ＆Ｍ）费用。
（５）增加安全、可靠性
可以加快业务提供和增加网络的安全性和可靠性，提高服务质量（ＱＯＳ）。２．Ｖ５接口选用原则
如上所述，Ｖ５．１接口具有复用功能的特性，Ｖ５．２接口具有集线功能的特性。Ｖ５接口的选用原则主要取决于电信运营部门提供给用户的业务类型，以及享用各业务的比例。在选用Ｖ５接口类型时，从技术方面出发，还应考虑以下一些原则：
（１）对于全部是模拟电话业务（ＰＯＴＳ）的情形不必采用Ｖ５接口，可以使用现有的远端模块；但当引入ＩＳＤＮ业务时，需要增加复用器把ＰＯＴＳ／Ｉ ＳＤＮ业务分开，或者设置ＩＳＤＮ模块来提供ＩＳＤＮ业务，这些都将增加投资，从长远考虑，应该使用Ｖ５接口。
（２）对于数据租用线业务比例较高的用户地区，由于Ｖ５．１接口具有复用功能的技术特点，采用Ｖ５．１接口较为合理。
（３）Ｖ５．１／Ｖ５．２选用原则也应考虑网络的拓扑结构。对于用户业务密度比较高的区域，倾向于采用Ｖ５．２接口，发挥其集线功能；对于用户业务密度低的区域，则倾向于采用Ｖ５．１接口。
（４）Ｖ５．１／Ｖ５．２接口选用原则也应考虑接入网设备的技术因素。对 于ＨＦＣ接入设备和无线本地环路（ＷＬＬ））设备，倾向于采用Ｖ５．２接口。与Ｖ５接口相关的网管功能与Ｖ５接口相关的网管功能涉及ＡＮ和ＬＥ两侧。为了 协调操作，ＡＮ和ＬＥ必须具有相同的用户端口配置信息、承载通路及通信通路信息、２０４８ｋｂｉｔ／ｓ链路数目及身份标识。除此之外，由于ＡＮ和ＬＥ职责的分离，ＡＮ和ＬＥ还应具有其它不同的网管功能。１．对ＬＥ侧的网管功能要求
ＬＥ侧的网管还应包括以下一些功能要求：
（１）管理业务的指配
可以插入、删除、修改或读出经过Ｖ５接口的单个或多个用户接入，对于不同类型的Ｖ５接口，业务指配的内容也不同。（２）业务设施和补充业务的管理
记录用户申请的业务要求，并作为与一用户数据相关的用户数据。
（３）用户线路的管理
管理用户线路的特性，例如线路状态、话务量方向等。（４）配置或重新配置Ｖ５接口
插入、删除、修改或读出一Ｖ５接口信息。对于不同类型的Ｖ５接口，配置或重新配置Ｖ５接口要求的内容也不同。例如，插入一个Ｖ５接口信息时，对于Ｖ５ ．１接口，应提供以下相关的数据：Ｖ５接口身份标识；该接口上用于通信通路和承载通路的时隙；协议版本及当前指配的变量。对于Ｖ５．２接口，应提供以下相关的数据；Ｖ５接口身份标识；相关联接口的２０４８ｋｂｉｔ／ｓ链路数目；该接口上用于通信通路的时隙；协议版本及当前指配的变量。另外，对于Ｖ５．２接 口，还需增加以下功能要求：添加或移去部分２０４８ｋｂｉｔ／ｓ链路的控制管理功能；Ｖ５．１接口升级为Ｖ５．２接口的控制管理功能。
（５）检测、定位、报告和改正ＡＮ用户端口和Ｖ５接口故障。（６）监视和报告用户端口和Ｖ５接口的性能。２．对ＡＮ侧的网管功能要求
ＡＮ侧的网管还应包括以下一些功能要求：（１）负责与Ｖ５接口及用户端口都相关的配置要求
①负责用户端口与Ｖ５接口的关联；
②负责指配的所有数据；
③负责ＡＮ与ＬＥ配置的兼容性；
④在Ｖ５．１接口情况下，负责承载通路的配置。（２）负责与Ｖ５接口相关的配置要求
①规定Ｖ５接口身份标识和链路身份标识；
②规定当前指配的变量；
③完成该接口上通信通路的配置，并作为指配数据的一部分；
④负责Ｖ５接口与ＬＥ之间的关联；
⑤设置用于差错检测的持续检查规程的参数，如定时器值等；
⑥支持ＰＳＴＮ协议参数的指配，负责处理诸如模拟信号识别时间、时长、计 费脉冲的电压和频率、铃流或一个信令序列的特定细节（国内协议实体的ＡＮ部分）等与协议相关的接入特定参数。（３）负责与用户端口相关的配置要求
①负责规定用户端口处于非工作状态的一些参数门限；
②规定某些用户端口是否可以用于紧急或非紧急维护的阻塞；
③分配用户端口地址；
④分配用户端口类型；
⑤对于ＩＳＤＮ接入，规定ＮＴ１是否综合在ＡＮ内；
⑥支持端口一些特定参数的指配等。（４）激活／解除激活线路测试和测量。
（５）检测、定位、报告和改正用户端口和ＡＮ接口故障。（６）监视和报告用户端口及ＡＮ接口的性能。国内外Ｖ５接口研究和使用情况 １．国内外Ｖ５接口规范研究情况
美国Ｂｅｌｌｃｏｒｅ在８０年代后期提出了Ｖ５接口的概念，并于９０年代初制订出北美企业技术标准，称为ＴＲ３０３。它类似Ｖ５．２接口规范，最多可 以提供２８个Ｔ１（１５４４ｋｂｉｔ／ｓ）链路，而且ＬＥ可以通过接口中的一个专用的嵌入操作通路（ＥＯＣ）来管理接入网设备。ＥＴＳＩ于１９９３年颁布 了Ｖ５．１和Ｖ５．２的技术标准，目前还在不断地完善和补充。与Ｖ５接口相关的标准涉及Ｖ５．１和Ｖ５．２接口的测试规范、具有Ｖ５接口的ＡＮ／ＬＥ设备的配置管理、故障管理和性能管理等方面。１９９４年ＩＴＵ－Ｔ通过了Ｇ．９６ ４建议和Ｇ．９６５建议后，有关Ｖ５接口的标准也在不断地补充，与Ｖ５接口相关的标准涉及具有Ｖ５接口的设备的配置管理、故障管理和性能管理等方面。到目前为止，Ｖ５接口的国际标准已基本成熟，并可以提供商业开发应用。我国自１９９４年就已开始跟踪研究Ｖ５接口技术规范，目前正在制定Ｖ５．１和Ｖ５．２接口技术规范，当在１９９６年第３季度内完成。我国的Ｖ５接口技术规范是在ＩＴＵ－Ｔ的Ｖ５接口技术规范基础上制订的，同时根据我国电信网络的现状，进一步明确了部分可选参数，指明了适用于我国的ＰＳＴＮ协议消息和协议信息单元，并 提供适合我国网情的Ｖ５接口国内ＰＳＴＮ协议映射规范技术要求，从而可以保证不同设备提供者提供的接入网设备和交换机设备在使用Ｖ５接口时的兼容性和互操作性。
２．Ｖ５接口的开发和使用
在Ｖ５接口问世之初，一些交换机厂家持不积极或观望态度。随着电信运营部门对采用Ｖ５接口呼声的增高，以及各种可应用于接入网的传输技术的成熟，目前国外一些主要交换机厂家如西门子、LUCENT、北电、爱立信、富士通、ＮＥＣ和阿 尔卡特等在开发接入网设备的同时，也在开发Ｖ５接口，可望在１９９６年年内提 供Ｖ５．２接口，并陆续提供商用。国内一些主要交换机厂家如华为、大唐、中兴和巨龙集团等都在积极开发Ｖ５接口，进展迅速，可望在１９９６年年内提供Ｖ５接口。德国是Ｖ５接口的主要倡导者，在１９９４年就已开展Ｖ５接口技术的试验工作，目前已开始商业性使用。在德国，使用Ｖ５接口的交换机主要有西门子的Ｅ ＷＳＤ和阿尔卡特的Ｅ－１０，接入网设备厂家有Ｌｕｃｅｎｔ、爱立信等，使用德国的Ｖ５接口技术规范进行互连，网管独立，合同订数已超过１００万线，主要应用在原东德地区。澳大利亚、新加坡等国亦已开始用Ｖ５接口向用户提供业务。此外，还有许多国家，如芬兰、俄罗斯、英国、瑞典、西班牙和南非等，都看到接入网对发展电信业务的推动作用，同时也意识到还缺少接入网的运行经验，已在或正在准备进行接入网技术的试验工作。目前我国Ｖ５接口方面的工作基本与其它国家同步，处于研究试验阶段。接入网试验在中国电信的统一指导下，正在有条不紊 地开展之中，其中Ｖ５接口是试验网的一个重点。参加试验的地区有北京、天津、上海、江苏、广东等十几个省市，参加试验的交换机和接入网产品由国内外多家厂商提供。接入方式包括有线和无线接入。通过试验，可以有利于我国Ｖ５测试规范的制订和其它相关标准的制订，也可以探索总结我国发展接入网的经验。
一、提高学生对该课程的重视程度
近年来，由于就业形势不太乐观，很多学生，尤其是高职学生非常关注专业技能的提高，以加强进入社会的竞争力。目前国内计算机硬件人才严重缺乏，很多学生“重软件，怕硬件”，说明了硬件课程是难点，也表明硬件方面的就业竞争没有软件行业那么激烈。《接口技术》课程是计算机硬件应用的一个主要方向，在各类数码产品、工业控制、智能家电等领域有着极其广泛的应用，未来市场非常需要此类人才，这也是该门课程最重要的实际意义。
教师通过对课程的介绍，能让学生充分认识到该门课程的特点和在本学科中的地位，增强学习的动力和兴趣。在教学过程中教师可安排学生进行校外参观，这样能使学生了解当前微机在工业生产控制中的作用，又能增加学生的好奇心。教师还可结合参观讲述微机技术在目前社会的需求就业的前景等。在教学的过程中教师要不时地关注、培养学生学习《微机原理与接口技术》课程的兴趣，这是学好该课程的关键。
《微机接口技术》主要讲述微机原理，汇编语言，典型的接口芯片三部分内容。第一部分内容的学习有利于学生对微机工作原理有深入的了解，直接应用在嵌入式计算机、自动控制等方面;第二部分介绍的汇编语言程序设计是我们和计算机沟通最直接的方式，如果学生想从事计算机科学方面的工作的话，汇编语言的基础是必不可缺的，它能够很好地扬长避短，最大限度地发挥硬件的性能;第三部分学习了中断控制器、并口串口、定时器、数模模数转换芯片、键盘显示器等工作原理、工作方式。教师只有让学生认识到本课程的学习确实能对就业和未来发展有用，才能激起学生学习的兴趣和动力，提高其主动学习的热情。
二、运用现代教学手段，改进教学方法，优化教学内容
1. 选择合适的参考教材。
教材是决定教学质量的重要因素之一。目前，《微机接口技术》课程的教材很多，多数存在重基本原理、轻应用实例的问题，或者应用的过时器件多，有实用价值的内容少，不能与时俱进。在教学过程中教师可以加入一些当今Pentium PC机广泛使用的并行接口标准IEEE 1394、通用串行接口标准USB、图形显示总线标准AGP、高速硬盘标准Ultra 100MB等知识内容，以及一些当前工业自动化实例来充实教材内容，拓宽知识面，为学生就业打下基础。教师可使用多本教材，互为参考，必要时可以对教材内容进行重新整合，使其各知识点由浅入深、由易到难、紧密结合、顺理成章。
2. 针对学生心理，循序渐进，合理安排教学内容及进度。
《微机接口技术》这门课程分章节讲述了构成微机的工作原理和一些典型的接口芯片。微机是一个有机的整体，教师要讲清楚任何一个部件的工作原理都不可能只单独将这一部件拿出来讲，必然涉及其它新部件，这就造成了学生学习知识的难度。另外，各种类型的接口芯片的引脚数目较多，每个引脚信号的含义、功能与正常电压或者信号各有差异，有些芯片的工作方式达6种之多，每种之间的差异很难区分。还有就是汇编程序的编写，涉及指令系统的使用语法、程序结构设计等问题，可能因为很多小瑕疵导致程序无法正常运行。上面几个主要的难点可能给刚接触该课程的学生带来较大的压力，使学生容易产生放弃的思想。因此教师在学期开始一定要注意循序渐进，对知识点可以穿插传授，适当的时候进行知识铺垫和知识点的复习，恰当地改变知识点的学习顺序;对一些繁杂的内容可以使用比较、区别等方法。教师要不断鼓励学生：学习中存在问题是很正常的，随着进一步的学习问题自然会得到解决。
3. 精心设计安排每堂课，使知识更容易被学生接受。
课堂教学是使学生获得知识最有效、最快捷的方式。精心的构思，合理的安排、有效的教学组织可以极大地提高课堂效率。例如关于8086CPU的学习，正常的教学顺序是：先讲CPU内部寄存器，后讲存储器分段。但讲CPU内部寄存器时肯定会涉及存储器分段的知识点，这样一来知识点前后交叉多，学生会听不清楚。如果换一种教学顺序：先介绍存储器分段，讲清楚四种段、段地址和偏移地址，以及物理地址的形成，再介绍CPU内部寄存器，4个段寄存器分别存放4个段的段地址，地址指针寄存器和指令指针寄存器用来存放偏移地址。这样会更符合学生接受知识的规律，用时少且效果更好。
另外，教师可使用图表的方法提高教学效率。《微机接口技术》中关于典型接口芯片介绍了8259A、8255A、8253、DAC0832、ADC0809、8250, 8086CPU、PCI总线等内容。每种芯片内又包含了多种工作方式和几十条引脚。所以该课程涉及内容多、细、散、前后内容交错且涉及的知识面广，学生初次接触时往往觉得难学，特别是随着所学内容的增多，学生感觉所接收到的知识比较散，没有系统性，更谈不上好好理解并加以运用了。因此教师可以在教学中使用图表法对课程内容进行科学的归纳组织，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，从而将那些分散、零碎的知识点一一串起来。此外，教师可建立一张二维表格，将有关的芯片(或者工作方式)写入其列，比较的项目(方式X)写入其行，这样就可以使学生清晰地对它们的共同点和不同点有一个直观的认识。
4. 采用多媒体教学手段，更高效地完成课堂教学任务。
对于一些重、难点，比如CPU指令的执行过程、芯片实例的运行过程，教师如果只是使用板书和语言讲述的话，教学效果会很不理想。这时，教师可以使用现代化的教学手段，比如多媒体课件、仿真软件、二维或者三维动画等形式来进行知识的传递。这些图文并茂的讲课方式，对学生有很大的吸引力，使得教学内容形象生动，富有感染力，知识不再抽象，消除了学生的畏难情绪，使学生化被动学习为主动求知，更容易理解吸收相关知识。比如存储器分段的知识点，教师采用多媒体动画的形式将存储器分段进行演示，能够直观形象地让学生看出段与段之间的重叠关系：某个存储单元既属于A段又属于B段，从而得出这一存储单元逻辑地址不唯一。这样可以使学生既记住结论，又很好地理解结论推导的整个过程。
在教学过程中，教师可以组织立体教学模式。这样既能制作微机接口技术的电子教案，又能使用仿真实验软件，利用多种辅助教学手段完成课堂教学。电子教案可以加大课堂教学的信息量，仿真软件可以直观地将各部件内部每一步的信息流动过程以逼真生动形象的方式展示在学生面前，使学生具有身临其境的感觉。比如：在讲授CPU的指令执行过程(包含控制器的微操作步骤)时，教师可以使用仿真工具做一个动态的执行过程，这样可以使学生明确执行过程中相关硬件的工作和配合情况。
三、注重能力培养和动手能力，合理组织实践教学
高职教育的培养目标是重点培养面向基层的中高级工程技术人才，所以加强实践教学具有重要意义。因为本课程的实践性和应用性非常强，所以教师只有通过实践教学才能真正地达到教学目标。
1. 各类接口芯片在实验中应该集合起来学习。
比如：接口芯片8255是并行传输接口芯片，三个端口的每个引脚都可以独立地产生一个有用信号;芯片8253是定时器/计数器，可定时产生一个信号，而这个信号和8255A的PB口协作可以作为扬声器的控制信号。所以学生应该先熟悉8255的性能，再熟悉8253的性能，最后将两者结合在一起进行实验。这样学生才能真正掌握计算机扬声器的工作原理。
2. 结合实例促进学习。
这门课程的应用案例很多，比如：火车站、大屏幕显示系统、红绿灯控制、工业控制、智能仪器仪表、超市收银机、公共汽车报站系统、计时器、记分器、电子考勤机、门铃报警电话、步进电机控制系统、交通收费系统、家电领域的智能控制芯片等。教师可以选择一个实用且不太复杂的产品作为事例，给学生由浅入深地讲解。另外，图书市场中也有很多这样的案例教学书籍供选择。
3. 避免验证式的实验。
在传统的实验课中，学生只需输入现成的程序，连接较少的导线，结果实验虽然做了，学生却没有多少收获。教师可以根据实验情况，设计实验思考题，使学生需通过仔细思考，并对实验程序和连接线作出一定的修改后才能得到实验结果。学校也可以组织学生参加各种接口技术的竞赛，使学生通过竞赛的培训和比试，能更深入理解课本知识，锻炼其动手能力。
4. 学校可以开放实验室，增加学生的实践机会。
在保证正常教学的前提下，实验室可以考虑在课余时间实行开放式管理。这样，学习兴趣较浓的学生就可以利用课余时间在实验室反复实践，加深对课堂内容的理解，或者进行一些创新课题的实验。这既能提高实验装置的利用率，又能满足学生的实践需求。
《微机接口技术》课程的教学改革是一个长期的不断探索、不断完善的过程，我们应该在师资队伍建设尤其是“双师型”教师的培养，建立并完善丰富网络教学资源，建设各具特色的实验室和学生实习基地上加大力度。教师应合理安排理论教学内容，灵活组织教学模式，增加创新实验环节，以增强学生的学习兴趣，进而提高教学质量。
摘要：本文作者紧抓《微机接口技术》课程特点, 突破传统教学模式, 在教学手段和实践教学等方面提出大胆的创新措施, 激发了学生的学习兴趣, 提高了对接口技术的动手实践能力, 更加深了对知识内容的理解和培养了学生的科学思维和研究方法, 取得了较好的教学效果。
关键词：《微机接口技术》,教学改革,创新教学
参考文献
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关键词：高速AD采集 高速数据处理 交替采集 数据格式
中图分类号：TP274 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）05（c）-0041-02
随着高速的数字信号处理器和高速A/D转换器的飞速发展，使对激光雷达信号、高分辨率微波雷达信号、红外图像信号，激光陀螺信号等模拟信号的直接采样成为可能。
高速A/D接口直接采样简化了信号源端的多级处理，将会有效的提高信号处理的实时性和可靠性，但高速A/D直接采样必然导致大流量的高速采样数据。这就对计算机的数据采集，数据处理和传输能力提出了更高的要求。高速数据采集的关键技术是高速ADC技术、数据存储与传输技术和抗干扰技术。对高速采样数据存储的性能要求：一是高速性，现在高速数据采集中所用的ADC已达到几十、几百MSPS甚至GSPS的水平，这就要求采样数据存储器的速度也要与之匹配，也就是采用高速缓存；二是大容量，其原因是高速数据采集甚至是多通道高速数据采集会产生巨大的数据流。一个2通道100 MHz采样率、8位分辨率的数据采集电路并行采样0.1s将产生20MB的數据量，所以，通常需要大容量缓存来存储采样数据。
1 技术的实现（高速AD采集）
高速AD采集系统接收路径都是采用模拟/数字转换器，这是接收路径中最重要的模拟元件，这类模拟/数字转换器必须具备高取样速率、高模拟输入带宽及低功耗的特点。高速AD采集具体构成包括前端电路、AD控制器、存储电路以及时钟电路。具体结构如图1所示。
1.1 前端调理电路
在高速采集系统中，ADC的前端电路设计是重要环节，由于模拟/数字转化器的转换速率、分辨率、失真度以及输入通道、输入结构、电源要求方面的差异，因此我们在设计当中根据特定的ADC前端必须充分考虑阻抗匹配、电荷注入、噪声抑制、输出精度和输出驱动能力等诸多因素。ADC08D1000的模拟输入端为全差分结构，差分等效输入电阻为100欧姆，差分等效输入电容为0.02pF。在实际电路设计中，首先要把单端的输入信号变换为差分信号，同时必须满足信号输入阻抗和ADC输入阻抗的匹配。
1.2 AD控制器
AD转换电路的核心器件是超高速ADC-ADC08D1000芯片，该芯片是一款高性能的模/数转换芯片。它具有双通道结构，每个通道的最大采样率可达到1.6 GHz，并能达到8位的分辨率；采用双通道“互插”模式时，采样速率可达2 GSPS；采用128脚LQFP封装，1.9 V单电源供电；具有自校准功能，可通过普通方式或扩展方式对其进行控制；可工作在SDR，DDR等多种模式下。ADC08D1000的结构主通道由输入多路模拟开关、采样保持电路、8位ADC和1：2分离器/锁存器组成。它共有两路相同的通道。控制逻辑由普通方式或扩展方式进行配置，对整个芯片进行控制。
1.3 时钟控制电路
触发AD芯片的时钟可以是外部时钟源，也可以是内部时钟源，通过时钟驱动器MC100LVEP14芯片来选择。
当MC100LVEP14的“CLK_SEL”管脚接高时，选择外部时钟，接低时，选择内部时钟。
其中内部时钟源直接选用SILICON LABS的i531AB1000MOODG晶振产生，输出范围10 MHz～1.4 GHz，支持LVDS输出，可以满足使用要求，选用此款晶振的优点是外围电路少，节省空间。
1.4 数据高速接收模块
1.4.1 FPGA
底层硬件系统的编程利用Xilinx公司 Virtex-5 FPGA来实现。FPGA作为硬件系统的核心控制和管理设备。在FPGA平台上主要实现对ADC数据的采集，对ADC 工作状态的控制，以及对处理器内存模组的读写等。Virtex-5系列FPGA是全球著名的可编程逻辑器件领导厂商Xilinx推出的一款高性能的器件，采用1v 65nm 三栅极氧化层工艺提升了性能，而动态功耗降低了35%。Virtex-5逻辑单元高达330000个、I/O管脚高达1200个，带有24个低功耗RocketIO串行收发器、内置式PCI Express端点和以太网MAC模块以及其它增强型IP。
在高速FPGA内包含的BlockRam具有3.3ns的访问速度，我们用FPGA内部包含的BlockRam级联合并，构建了一个双端口RAM。四个双端口RAM为一组缓冲存储区，共两组缓冲存储区。因此双口RAM也能达到该访问速度，并且具有随机存取的优点。
1.4.2 FPGA数据输出的格式
高速AD控制系统主要是通过可编程逻辑器件在系统中实现对外围器件的控制和对模数转换器高速数据流的采集和存储，其工作速率最高必须达到ADC数据流速度。模拟信号经过AD模板采样后转入FPGA进行数据处理，并传输到DSP，FPGA的内部构建了一个DPRAM，用于接收ADC采集的数据。DPRAM 为64bit输入，32bit输出，每一个输出的32bit数据由同一个AD通道的4个8bit采样数据组成。AD的Q通道和I通道数据间隔输出。
DQ0、DQ1分别为ADC从 Q通道采到的第一组和第二组数据，DI0、DI1分别为 ADC从I通道采到的第一组和第二组数据，依此类推，Q通道和 I通道就以这样的顺序从DPRAM交替输出。从DPRAM输出的数据，每个32bit的4个8bit按照采样先后顺序直接放置于每个单独的RAM区域。最后直接以32bit数据的方式读取。
2 结论
在高速AD设计方面，我们采用ADC08D1000（National 8位 高速AD 芯片），以Virtex-5 FPGA 可编程器件作为高速数据流输入输出控制及存储，构建了一个高速数据采样系统，实现了高速AD动态数据流采集。在内时钟下采集的200M正弦波，当其信噪比为44.93db时，其转换位数可以达到7.1bit。本系统中的高速采集控制器相较于同类设计具有更高的采样速率和分辨率，且具备良好的扩展和配置特性，目前系统实时采样速率已达1GSPS，可以满足具有不同实时性需求的嵌入式系统。这样一个高速AD采集板的设计，为进一步应用于数字雷达、数字射频等领域，实现动态高速数据采样分析搭建了一个平台。
参考文献
[1]James Catt.Clocking High-Speed A/D Converters[J].National Semiconductor，Inc，2007（1）.
[2]Ian King.High-Performance Analog Front Ends[J].ANALOG edge Vol.IV.Issue 1 National Semiconductor，Inc，2006.
11107108
徐寒黎
一、实验内容以及设计思路
1、①试编写一程序，比较两个字符串STRING1、STRING2 所含字符是否相同，若相同输出“MATCH”,若不相同输出 “NO MATCH”。设计思路：定义一个数据段，在数据段中定义两个字符串作为STRING1、STRING2以及几个用于输入提示的和输出所需内容的字符串，定义一个堆栈段用于存放，定义代码段。关键步骤以及少量语句：第一步将STRING1和STRING2都实现用键盘输入，方法是
MOV DX,OFFSET STRING2 MOV AH,0AH INT 21H 并且显示在显示器上，显示方法将0AH改成09H，语句与上面类似。然后进行比较第一个单元，MOV AL,[STRING1+1] CMP AL,[STRING2+1] JNZ NOMATCH 若字符串长度不等，则直接跳转，输出输出 “NO MATCH”； 若长度相等再逐个比较 LEA SI,[STRING1+2] LEA DI,[STRING2+2] MOV CL,[STRING1+1] MOV CH,0 CLD REPE CMPSB JCXZ MATCH，意思是全部相同就跳转MATCH，输出“MATCH”；不然进入下面的NOMATCH。退出。
②试编写求级数1^3+2^3 +3^3 …..前几项和刚大于10000的程序。
设计思路：原先编写的程序，设定和为10000，结果是14。但要求高一点的话，可以自己设置，实现用键盘输入和的值。
一个难点是将输入的ASCII码字符串，转换成与之相同的十进制数的数值。关键的思路部分是：从1开始求级数，将和的值存在AX里，要加下一项级数前，比如这时已经加到4，PUSH一下AX，然后将5乘三遍，将乘积MOV到BX里，再POP AX，然后将BX的值加到AX里，然后将AX与N比较，如果比N小就继续上述步骤，知道刚比N大就输出数字。
③试编写一程序，完成字符串中各字符出现频度的统计，统计结果在屏幕上输出。
设计思路：因为这个程序需要统计所有的字符，所以首先要定义一个存储区，用来存放26个字符以及每个字符出现的个数。用键盘控制输入字符串以后，将字符串的第一个字符与这二十六个字符逐个比较，若有相同，在存放相应次数的存储单元的值上加1。然后比较第二个字符，依次类推，将字符串里的字符全部比较完。将个数大于1的字符以及字符的个数都输出到屏幕上。退出语句。缺点和不足：这样需要定义一个非常繁的存储区。可以根据输入的字符，然后进行比较和统计。
④设计一个动画程序。
设计思路：这个程序参考了网上的资料，没有什么新意，是小鸟的图形，可以用上下左右键进行移动，可以退出。
步骤：首先设置堆栈段，数据段，代码段，设置显示方式等一些属性，设置背景色，设置小鸟的初始位置以及写出小鸟图形的像素的点。功能性的语句是，用键盘接受一个输入，将其与1bh比较，用JZ语句跳转到退出。若不是便与48h比较，看是否为向上，是则跳转到相应语句，不是则继续与50h比较;，看是否向下，是则跳转到关于向下移动的相关语句，否则再与4bh比较，看是否向左，依次类推，根据键盘输入的上下左右跳转到不同的语句。再将小鸟的位置进行与上下左右键的输入相应的移动。
最后编写好退出语句。
2、硬件接口主要是了解8255与8253的功能，以及控制字。①I/O地址译码
只要对硬件概念清晰，很简单的。基本上没有什么创造性。收获：熟悉实验箱结构，了解每部分元件和标注的意义。掌握I/O地址译码电路的工作原理。②可编程定时器8253 1，对照实验电路图，将计数器0设置为方式0，即数初值设为N(N<0fh)，用手动逐个输入单脉冲，编程使计数值在屏幕上显示，并用逻辑笔观察OUT0点平变化。
2，将计数器0、计数器1分别设置为方式3，计数初值设为1000用逻辑笔观察out1输出电平的变化。
收获：掌握8253的基本工作原理和编程方法
③并行接口8255 1，试验电路如图所示，8255C口接逻辑电平开关K0~K7，A口接LED显示电路L0~L7。3，数码管静态显示：按下图接好电路，将8255A口PA0~PA6分别与七段数码管的段码驱动输入端a~g相连，位码驱动输入端S1接5V（选中），S0和dp接地（关闭）。编程从键盘输入一位十进制数（0-9），在七段数码管上显示。
4，数码管动态显示：按下图接好电路，七段数码管的连接不变，位码驱动输入端S1、S0接8255 C口的PC1和PC0。编程在两个数码管上显示“56”。
动态显示时，先送“5”的段码送A口，再送02h到C口为位码；经一定延时后，送“6”的段码送A口，再送01h到C口为位码。循环完成，可以显示数码。5，数码管动态显示（选做）：同图接好电路，编程在两个数码管上显示循环显示“00-99”。只要搞清楚各个口的地址，以及选择适当的控制字，其实很简单的。
收获：掌握8255的基本工作原理和编程方法，对方式0的认识加深了。
二、试验中遇到的问题 1在编写程序时，我深深体会到，画程序框图的重要性，每一步跳转的条件一定要搞清楚，Y和N不能搞反了，否则就错了。
2实验2，里面涉及的寄存器很多，很容易就会用乱了，还是很需要注意的。3比如那个小鸟动画的题目，当时在控制左右移动的时候，选择的起始位置的语句没写对位置，每次按一个移位的键以后，都从最初的初始位置向某个方向移动。
4硬件方面的，一开始没搞懂地址什么意思，所以连线时很懵懂，后来清楚了，发现就没什么了。
三、心得感受
微机原理与接口技术的课程实验历时大半个学期，通过自己编写、运行程序，不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。以前对于编程工具的使用还处于一知半解的状态上，但是经过一段上机的实践，对于怎么去排错、查错，怎么去看每一步的运行结果，怎么去了解每个寄存器的内容以确保程序的正确性上都有了很大程度的提高。
前四个简单程序设计，加深了我们对初学的汇编语言指令的熟悉和理解，汇编语言直接描述机器指令，比机器指令容易记忆和理解。通过学习和使用汇编语言，向上为理解各种软件系统的原理，打下技术理论基础；向下为掌握硬件系统的原理，打下实践应用基础。不仅巩固了书本所学的知识，还具有一定的灵活性，发挥了我们的创造才能。
后面几个实验是并行输入输出接口8255和计数器8253的功能的操作，加深了我们对硬件的熟悉，锻炼了动手能力，发挥创造才能。
1.试分析 8255A方式0、方式1和方式2的主要区别，并分别说明它们适合于什么应用场合。
答：方式0是基本的输入/输出，端口A、B、C都可以作为输入输出端口。适用于CPU与非智能I/O设备的数据传输；
方式1是有联络信号的输入/输出，端口A、B都可以设定成该方式，此时三个端口的信号线分成了A、B两组，PC7~PC4用作A组的联络信号，PC3~PC0用作B组的联络信号。适用于高速CPU与低速I/O设备的数据传输；
方式2是双向传输，只有A组端口可以设定成该方式，PC6~PC7用作输出的联络信号，PC4~PC5用作输入的联络信号，PC3用作中断请求信号。适用于双机之间数据的并行传送。
2.8255A的A组设置成方式1输入,与CPU之间采用中断方式联络,则产生中断请求信号INTRA的条件是 STBA=
,IBFA=
,INTEA=。
3.如果8255A的端口地址为300H～303H，A组和B组均为方式0，端口A为输出，端口B为输入，PC3～PC0为输入，PC7～PC4为输出，写出8255A的初始化程序段；编程实现将从端口C低4位读入的值从高4位送出。解： MOV DX,303H
MOV AL,10000011B OUT DX,AL MOV DX,302H IN AL,DX MOV CL,4 SHL AL,CL OUT DX,AL 4.在实际应用中经常需要检测设备的状态，并进行指示。在8086最小方式系统下，有一片8255A，其分配的端口地址为8F00H～8F07H中的奇地址，外部设备产生的状态有16个（K15～K0），要求采用4个发光二极管来指示开关量中“1”的个数。（1）画出8255A － 0 － 的连接图；（2）编写程序段实现连续检测并显示。解：（1）
8086D8~D158255D0~D7RDRDWRA2A1M/IOBHEA15A11A10A9A8A0A14A13A12A7A6A5A4A3PA0PA1......WRA1PA716位开关量(K15~K0)A0PB0PB1PB7......VCCCSPC3PC2PC1PC0
(2)MOV DX,8F07H
MOV AL,10010010B;端口A、B方式0输入，端口C方式0输出 OUT DX,AL NEXT:
L2:
MOV DX,8F03H;从端口B读取高8位开关量 IN AL,DX XCHG AL,AH MOV DX,8F01H;从端口A读取低8位开关量 IN AL,DX MOV BX,AX XOR AL,AL MOV CX,16 CLC SHL BX,1
－ 1 －
L1:
JNC L1 INC AL LOOP L2 MOV DX,8F05H;从端口C送出 OUT DX,AL JMP NEXT;进行下一次检测
5.利用IBM PC系统机的总线槽，开发由一片8255A构成的子系统，8255A端口地址为260H～263H，编程实现产生如图10.20所示的8个信号(各个信号的节拍不必严格相等)。
Y0Y1Y7„
图10.20 要求产生的信号波形
解：8355A与IBM PC机总线的连接框图如下：
可将8255A的端口A作为要产生的信号的输出端口，设定为方式0输出，端口B和端口C不做使用，均设定为方式0输出。程序段如下：
MOV
DX,263H
;设定8255A的工作方式
－ 2 －
MOV
AL,10000000B
OUT
DX,AL
MOV
DX,260H
;产生指定信号
XOR
AL,AL
OUT
DX,AL REP:
MOV
AL,80H
MOV
CX,7 REP1:
OUT
DX,AL
SAR
AL,1
LOOP REP1
MOV
CX,8 REP2:
SHL
AL,1
OUT
DX,AL
LOOP REP2
JMP
REP
6.在实际应用中，经常会遇到要求输入多个数据量，这时需要用到多路开关，如图10.21表示八选一的逻辑框图及其真值表。现有8组16位开关量数据（无符号数），要求通过一片8255A（端口地址为260H～263H）分时输入到CPU（8088最小方式系统）中，并找出它们中的最大值，并通过4个发光二极管指示其序号（灯亮表示“1”）。画出8255A的连接图，并编程实现。
解：由于开关量是16为数据，故可以将8255A的PA端与PB端设定为方式0，分别读取开关量的低八位和高八位，以PC低三位端口的控制八选一电路的输出依次从X0到X7，－ 3 －
八选一x0x1x2x3x4x5x6x7ys0s1s2s2s1s00 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1yx0x1x2x3x4x5x6x7图10.21 八选一逻辑电路使用PC端口的高八位输出最大开关量的序号（该序号为1~8）,控制发光二极管的亮灭以码指示序号。连接图如下：
程序段如下：
MOV DX,263H
MOV AL,10011010B;设定工作方式，PA,PB均工作于方式0，PA、PB为输入，PC为输出
OUT
DX,AL
MOV
CX,8
XOR
BX,BX
MOV
SI,0
;SI表示输入开关量的序号 ST1:
MOV
DX,262H
OUT
DX,SI
MOV
DX,260H
;将开关量数据的低八位写入AL
IN
AL,DX
MOV
DX,261H
;将开关量数据的高八位写入AH
IN
AH,DX
－ 4 －
CMP
BX,AX
JA
NEXT
MOV
BX,AX
;将当前最大值保存在BX中
INC
SI
PUSH
SI
;将当前最大值的序号压栈 NEXT:
INC
SI
LOOP
ST1
POP
SI
XOR
AX,AX
MOV
AX,SI
MOV
CL,4
ROL
AL,CL
MOV
DX,262H
OUT
DX,AL
;最大值的序号出栈
;将最大值的序号（4位）移至AL的高四位 的高四位输出最大值序号 － 5 －
课程设计名称：
微机原理与接口技术课程设计
课程设计题目：
微机打印口外接交通灯模拟LED显示器
学
院
名
称：
信息工程学院
专业：
计算机科学与技术
班级：
学号：
姓名：
评分：
教师：
年
X
月
X
日
设计选题及功能说明
设计选题：微机打印口外接交通灯模拟LED显示器。
课题要求及功能说明：
通过微机打印插座(25D)设计，用微机编程可实现对打印口外接12个路口交通灯(红、绿、黄)的控制显示等。
设有一个十字路口，1、3为南北方向，2、4为东西方向，初始为四个路口的红灯全亮，之后，1、3路口的绿灯亮，2、4路口的红灯亮，1、3路口方向通车；
延时一段时间后，1、3路口的绿灯熄灭，而1、3路口的黄灯开始闪烁，闪烁若干次后，1、3路口红灯亮，而同时2、4路口的绿灯亮，2、4方向通车；
延时一段时间后，2、4路口的绿灯熄灭，而黄灯开始闪烁，闪烁若干次后，再切换到1、3路口方向，之后重复上述过程。
硬件电路设计
硬件电路采用Protel
Technology公司的CAD工具Protel
99进行设计。
2.1
8255A芯片选择
按照课题设计要求，我们选择通过8255A并口来控制LED发光二极管的亮灭，8255A具有3个通道3种工作方式的可编程并行接口芯片。使用前要写入一个方式控制字选择A、B、C三个端口各自的工作方式，共有三种;
方式0
：基本的输入输出方式，即无须联络就可以直接进行的I/O方式。其中A、B、C口的高四位或低四位可分别设置成输入或输出。
方式1
：选通I/O,此时接口和外围设备需联络信号进行协调，只有A口和B口可以工作在方式1，此时C口的某些线被规定为A口或B口与外围设备的联络信号，余下的线只有基本的I/O功能，即只工作在方式0.方式2：
双向I/O方式，只有A口可以工作在这种方式，该I/O线即可输入又可输出，此时C口有5条线被规定为A口和外围设备的双向联络线，C口剩下的三条线可作为B口方式1的联络线，也可以和B口一起方式0的I/O线。
8255A引脚信号如右图
2.2电路设计
本设计用DB25
连接8255控制12个LED亮灭
电路原理图如图1：
图1
交通灯原理图
2.3印刷电路图设计
制作pcb印刷电路板，采用的是自动布线的方法。即利用正确的原理图制作网络表，然后新建CAM
output
configuration文件，在设定好印刷板得规格大小后导入刚才生成的网络表，然后再调整各元件的位置，等待其自动布线。经过多次设计修改，本交通灯模拟LED显示器的PCB图如图2所示
图2
交通灯模拟LED显示器
测试程序
用汇编语言编写对交通灯的测试程序要根据交通灯原理图，主机与8255A连接：从交通灯原理图可以看出，低电平有效/CS选择8255A，通过对A0、A1控制选择8255A的PBPC端口，低电平有效/WR控制输入；8255A与交通灯连接：8255A的端口PB高4位分别与交通灯的四个方向的绿灯相连，PC端口的低4位与四个方向的红灯相连，PC端口的高4位与四个方向的黄灯，从交通灯原理图可看出一下特点（1）相对方向的灯保持一致，如1、3,方向，2、4方向。那么在设计程序时，1、3方向的一样，2、4方向的一样（2）四个方向的交通灯可能出现的组合：红绿、红黄，不会出现绿黄。既不能出现端口PB高4位与PC端口的高4位同时有效的情况。根据以上所述程序可以设计为如下
DATAPT
EQU
378H
CTRLPT
EQU
37AH
INTCNT
EQU
GDURA
EQU
YDURA
EQU
RDURA
EQU
GSTATE
EQU
0
Y1STATE
EQU
Y2STATE
EQU
RSTATE
EQU
Y3STATE
EQU
Y4STATE
EQU
DSEG
SEGMENT
OLD1CH
DD
?
LTSTATE
DB
?
YBLKCNT
DB
0
DSEG
ENDS
CSEG
SEGMENT
ASSUME
CS:
CSEG,DS:
DSEG
START:
MOV
DX,CTRLPT
MOV
AL,11101100B
OUT
DX,AL
MOV
DX,DATAPT
MOV
AL,10000000B
OUT
DX,AL
MOV
AX,351CH
INT
21H
MOV
WORD
PTR
OLD1CH,BX
MOV
WORD
PTR
OLD1CH
+
2,ES
MOV
DX,OFFSET
NEW1CH
MOV
AX,251CH
CALL
GREEN
INT
21H
MOV
AH,0
INT
16H
LDS
DX,OLD1CH
MOV
AX,251CH
INT
21H
MOV
AH,4CH
INT
21H
NEW1CH:
CMP
CX,0
JZ
NEXT
DEC
CX
IRET
NEXT:
CMP
LTSTATE,GSTATE
JZ
GRN
CMP
LTSTATE,Y1STATE
JZ
YLW1
CMP
LTSTATE,Y2STATE
JZ
YLW2
CMP
LTSTATE,RSTATE
JZ
RD
CMP
LTSTATE,Y3STATE
JZ
YLW3
CMP
LTSTATE,Y4STATE
JZ
YLW4
GRN:
CALL
GREEN
IRET
YLW1:
CALL
YELLOW1
IRET
YLW2:
CALL
YELLOW2
IRET
RD:
CALL
RED
RET
YLW3:
CALL
YELLOW3
IRET
YLW4:
CALL
YELLOW4
IRET
GREEN
PROC
;
;绿灯
PUSH
AX
PUSH
DX
MOV
DX,CTRLPT
MOV
AL,11101000B
OUT
DX,AL
MOV
DX,DATAPT
MOV
AL,11110000B;1、3方向的绿灯，2、4方向的红灯亮30秒
OUT
DX,AL
MOV
DX,MOV
AL,11100100B
OUT
DX,AL
MOV
DX,DATAPT
MOV
AL,10100101B
OUT
DX,AL
MOV
CX,GDURA
*
INTCNT
MOV
LTSTATE,Y1STATE
POP
DX
POP
AX
RET
GREEN
ENDP
YELLOW1
PROC
;黄灯
PUSH
AX
PUSH
DX
MOV
DX,CTRLPT
MOV
AL,11100100B
OUT
DX,AL
MOV
DX,DATAPT
MOV
AL,11110101B
;
1、3方向的黄灯亮0.5秒（黄灯一共闪烁3次，即亮灭各3次）
OUT
DX,AL
MOV
DX,CTRLPT
MOV
AL,11101000B
OUT
DX,AL
MOV
DX,DATAPT
MOV
AL,10100000B
OUT
DX,AL
MOV
CX,INTCNT
/
MOV
LTSTATE,Y2STATE
POP
DX
POP
AX
RET
YELLOW1
ENDP
YELLOW2
PROC
PUSH
AX
PUSH
DX
MOV
DX,CTRLPT
MOV
AL,11101000B
OUT
DX,AL
MOV
DX,DATAPT
MOV
AL,11110000B;
1、3方向的黄灯灭0.5秒（黄灯一共闪烁3次，即亮灭各3次）
OUT
DX,AL
MOV
CX,INTCNT
/
INC
YBLKCNT
CMP
YBLKCNT,YDURA
JZ
CHGRED
MOV
LTSTATE,Y1STATE
JMP
Y2RET
CHGRED:
MOV
LTSTATE,RSTATE
MOV
YBLKCNT,0
Y2RET:
POP
DX
POP
AX
RET
YELLOW2
ENDP
RED
PROC
;红灯
PUSH
AX
PUSH
DX
MOV
DX,CTRLPT
MOV
AL,11100100B
OUT
DX,AL
MOV
DX,DATAPT
MOV
AL,01011010B;
1、3方向的红灯，2、4方向的绿灯亮30秒
OUT
DX,AL
MOV
CX,RDURA
*
INTCNT
MOV
LTSTATE,Y3STATE
POP
DX
POP
AX
RET
RED
ENDP
YELLOW3
PROC;
PUSH
AX
PUSH
DX
MOV
DX,CTRLPT
MOV
AL,11100100B
OUT
DX,AL
MOV
DX,DATAPT
MOV
AL,11111010B
;
2、4方向的黄灯亮0.5秒（黄灯一共闪烁3次，即亮灭各3次）
OUT
DX,AL
MOV
DX,CTRLPT
MOV
AL,11101000B
OUT
DX,AL
MOV
DX,DATAPT
MOV
AL,01010000B
OUT
DX,AL
MOV
CX,INTCNT
/
MOV
LTSTATE,Y4STATE
POP
DX
POP
AX
RET
YELLOW3
ENDP
YELLOW4
PROC
PUSH
AX
PUSH
DX
MOV
DX,CTRLPT
MOV
AL,11101000B
OUT
DX,AL
MOV
DX,DATAPT
MOV
AL,11110000B
;
2、4方向的黄灯灭0.5秒（黄灯一共闪烁3次，即亮灭各3次）
OUT
DX,AL
MOV
CX,INTCNT
/
INC
YBLKCNT
CMP
YBLKCNT,YDURA
JZ
CHGGRN
MOV
LTSTATE,Y3STATE
JMP
Y4RET
CHGGRN:
MOV
LTSTATE,GSTATE
MOV
YBLKCNT,0
Y4RET:
POP
DX
POP
AX
RET
YELLOW4
ENDP
CSEG
ENDS
END
START
小结
通过本次关于微机打印口外接交通灯模拟LED显示器的课程设计，我了解了交通灯的工作原理，而在此基础上设计原理图和硬件电路板，则让我对课本上的知识进行了实际的应用，例如DB25
25帧的打印机接口，8255A芯片，对他们的功能及作用都有了较深的理解。完成本次实验的工具软件是protel99，这是一款电子工程师设计电路原理图和PCB的行业软件。不过值得注意的是，本软件的汉化版经常出现问题，特别是对制作pcb图的影响很大。所以建议使用protel99的英文版。通过主机打印口和8255A接口的连接，对db25各个针脚功能有了更深入得了解，拓展了课本上的知识。因为在整个小组中我主要负责制作pcb这一块，所以觉得确定印刷电路板的尺寸大小，定印刷电路层次和元器件布局很重要。实验的最后一部分是编写程序，增强了我的汇编语言能力。
参考文献
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史嘉权
微型计算机技术及应用（第4版）
清华大学出版社
2008年2月
Protel
99SE电路设计基础与工程范例
赵景波
王臣业编著
清华大学出版社2008年5月
Protel
99SE
电路设计与制板
朱云芳
江桦
翟旭等编著
机械工业出版社
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汇编语言程序设计教程
(第二版)
卜艳萍编著
清华大学出版社
2007
胡景春
实践优秀作品选编
东南大学出版社
2010年2月
胡景春
刘洪
微机原理＼单片机应用实验指导（第二版）
南昌航院计算机系
2004
附录一
电路原理图
附录二
PCB图
附录三
25针并行口打印机口的针脚功能表
随着科学技术的不断发展, 计算机技术的应用越来越普遍, 它被广泛应用到各种系统控制、故障检测等中, 为生产技术提供了强有力的支持。为满足技术需求, 愈复杂的功能所需要的计算机软件愈复杂, 系统的可靠性也必将会受到影响。
2 软件开发时保障软件的可靠性
2.1 开发计划及需求分析阶段
在做软件开发之前需要经历一个计划阶段, 在此阶段, 要制定出满足工程产品需求的计划, 包括弄清楚开发的目的, 调查其运行环境和条件, 所要求的产品需要满足什么性能, 以及规划好设计过程中人员分配问题, 最后还需要预估所开发产品是否可靠。需求分析阶段是建立在开发计划的基础之上的, 要确定出软件开发的任务, 设计开发的基本流程并要初步设计出软件的基本构架、接口数据结构等内容, 另外, 在此阶段还需要对产品的可靠性做更精确地判断, 并建立好具体指标。
2.1.1 确定功能概图
这是产品工作在不同的条件下其每个功能正常使用的概率大小问题, 要确定功能概图, 就必须确定产品功能的标准。这不仅仅涉及产品需要实现的目标, 还包括其运行的环境因素。
2.1.2 对失效进行定义和分类
不能用设计者的角度, 而需要用使用者的角度来看待失效问题, 需要将硬件和软件的失效区域分开, 同时也要把操作过程的失效分开, 并依据是否严重来划分等级。
2.1.3 确定用户的可靠性要求
用户提出的可靠性要求并不是由软件设计人员单独确定, 而是需要设计人员 (包括软件设计和系统设计) 、分析员和用户共同确定的, 所以必须是一个商定的结果。
2.1.4 进行平衡关系研究
在可靠性和软件功能、开发费用以及开发周期之间寻找一个平衡点, 因为高的可靠性要求软件的功能不会复杂, 同时高的可靠性会增加开发周期和开发费用。所以, 如何平衡这几者之间的关系能达到最大利益, 是前期需要考虑的问题。
2.1.5 建立可靠性指标
对于系统中可能出现的每种失效都要建立对应的可靠性指标, 然后将指标分配给软件和硬件。
2.2 软件设计和功能实现阶段
软件设计在开发设计和需求分析阶段之后的细化阶段, 在此阶段, 需要对设计的各个功能模块具体化, 确定好系统的体系。对各个接口要进行说明, 具体表达各模块的输入输出及处理过程, 也就是在开发设计的基础上详细化、具体化。
2.2.1 在模块间分配可靠性指标
在确定系统体系的过程中, 需要把系统分成若干模块, 以方便设计检查, 与此同时, 还应该确保系统可靠性指标在可接受范围之内。系统分解成若干模块时, 要对各模块可靠性进行要求, 除了可靠性分配外还要依据所分配的值来验算系统是否可靠, 否则需要再次调整。
2.2.2 按可靠性指标设计
这可以有多种方法:设计恢复策略顾名思义就是只要重启系统就可以消除系统出现的失效;使用冗余软件单元是指不仅仅使用原来软件的单元, 而且还使用其他冗余的软件单元来增加系统的可靠性。
2.3 系统的维护阶段
在产品已经研发完成之后为了改善产品性能或者更正产品所出现的问题, 需要系统进行维护。在这个阶段, 需要检测产品在现场是否能可靠运行, 还要将可靠性与预期相比较, 以便改善系统性能, 为后续开发做准备。
3 接口技术
电子系统与传统机械系统是两个不同的系统, 所以要实现他们的融合, 就必须采用接口的方式将两者相联系。所以, 接口技术在电子机械的传递中有着十分重要的作用。首先, 可以利用接口将微机输入输出芯片的TTL电平转化成控制设备可以识别的其他电平, 并在需要时可以放大其功率, 以便能承受较大的负载。其次, 接口能将微机系统和控制系统之间的干扰信号隔离掉, 从而使机电系统具有抗干扰的能力。最后, 当检测信号和控制信号是计算机不能正确识别的模拟信号时, 就必须通过信号转换器对信号进行转换, 即A/D或D/A转换。
3.1 模拟信号输入接口
在控制系统中, 检测得到的输出信号一般是模拟电压或电流信号, 这些信号不能被计算机直接读入, 需要经过转换器转换成计算机可以识别的二进制码才能让计算机读入。当读入的信号叫微弱时, 需要经过功率放大后再计算。
3.2 模拟信号输出接口
在控制系统中, 执行器 (如电机调速) 往往需要模拟信号来进行控制, 而控制执行器的计算机只能给出执行器无法识别的数字信号, 这时必须采用采用模拟信号输出接口将计算机的数字信号转化成执行器能接受的模拟电压或电流信号, 从而实现计算机对执行器的控制。
3.3 开关信号通道接口
一些开关或继电器的打开与关闭需要二进制的“1”和“0”信号来控制, 所以, 这新信号需要有开关信号通道接口的转化得到才能输入给开关或继电器, 或者, 将开关或继电器的信号转化后输出给计算机。
4 结语
有效利用软件编程和接口技术, 对于提高系统的可靠性能具有十分重要的作用, 同时对于提高系统的质量也有重要意义。然而, 这也是一项涉及面十分广泛的工作, 需要与具体的系统结合起来才能获得更好的研究成果。
参考文献
[1]周荷琴, 吴秀清.微型计算机原理与接口技术[M].北京:中国科学技术大学出版社, 2008.
[2]刘建宁.探析小容量自动化检测软件编程设计与应用[J].科学时代, 2010 (1) :30-31.
［关键词］微机接口技术课程 教学改革
［作者简介］孙莉(1959- )，女，山东平度人，贵州广播电视大学理工教学部计算机教研室主任，副教授，从事计算机教学和研究工作。（贵州 贵阳 550004）
［中图分类号］G642.3［文献标识码］A［文章编号］1004-3985（2007）26-0145-02
微机接口技术课程是在职成人教育的计算机应用专业的学生必须学习和掌握的专业课程。我们应该根据课程的特点和在职学生的特殊性，从教学内容、教学模式、教学方法等方面，探讨一种可行的课程教学模式，以培养学生的创新精神和实践能力。
一、微机接口技术课程的特点和学生的基本情况
微机接口技术是一门在理论指导下，偏重于实际应用的课程。课程内容与工程实际紧密联系，实用性较强。它要求学生在学好理论的前提下，还要训练一定的动手操作能力。课程各部分内容既相对独立又交叉联系，且多数有关本课程的参考教材不易自学，对初学者具有一定的难度。而成人教育的学生绝大部分是在职学习，时间紧、工作忙、居住分散是他们存在的共同问题。另外，部分学生过分依赖教师的讲授和辅导，自主学习能力不强。也有不少学生忽视理论与实践的结合，只重书本，轻视实验，造成理论与实践环节脱节。
二、微机接口技术课程的教学目标
微机接口技术课程的主要内容包括：微机接口技术概述、微型计算机的总线、中断控制、并行I/O接口、定时器/计数器、数/模及模/数转换、人机接口、串行I/O接口。学生在学习本课程之前应当具有《模拟电路》《数字电路》《微型计算机原理》以及《计算机操作系统》方面的预备知识。根据课程的特点和在职学生的实际情况，微机接口技术课程教学的目标包括以下几个方面：理解接口的概念，掌握课程介绍的各类接口芯片的基本结构和功能，能根据实际需要正确地选择接口芯片，对于给定较为简单的常用接口原理图及接口控制程序，能够读懂该接口电路的作用；掌握常用的简单接口电路的设计；通过查找资料能读懂较为复杂的接口原理图及编写相应的接口控制程序，能进行实验。这些课程教学目标的制定和实现，能科学地培养学生综合运用知识的能力，有利于学生在扎实、系统的基础知识和能力的支持下进行创新。
三、微机接口技术课程的教学方式
根据微机接口技术课程的目标和在职学生的特点，我们应采取以下几种有效的教学方式：
1.进行启发引导式教学。教师在组织教学时，要按照教学目标制作每章（节）的电子课件，将每章（节）的学习目标、知识点、重点和难点进行详细的分析和讲解。例如，在学习向量中断内容时，采用PPT电子文稿，图文并茂，生动直观地将中断的组织和中断处理过程进行详细讲解，启发学生思考向量中断中向量表的组织。然后提出为什么要采用向量中断的问题，让学生通过认真思考和分析进一步理解中断的组织和处理过程以及采用向量中断的方式来组织中断的好处。同时，结合具体的应用处理中断，理解其他非向量中断的组织和中断处理过程，从而激发学生进行探索研究的兴趣，提高学生的自主学习意识，增强学生学习的主动性、积极性。
2.进行互动式教学。互动式教学就是在教学过程中加入学生的因素而完成教学的方式。这样不仅能培养学生的参与意识、交流能力和思维能力，还能激发学生的学习兴趣，符合素质教育所提倡的“教为主导、学为主体”的教学思想，给学生以主动思考的空间，让学生主动发展。教师在尽量把现有内容讲具体、讲清楚、讲生动的前提下，可与学生大胆地讨论一些解决问题的创新性方法。例如，根据一个具体数据输入输出的实例，设定可编程并行接口的工作方式，启发学生提出各种工作方式，然后再分析各种工作方式的优、缺点，最后确定行之有效的工作方式。通过这样的师生交流和互动，能极大地活跃课堂气氛，使学生在上课时注意力能够保持相对集中，积极地参与到教学活动中来，较好地发挥他们的主观能动性，激发他们的创新意识，促使他们的知识、能力、态度等综合协调发展。
3.进行讨论式教学。主动是内在动力的外在表现，主动性是个体根据一定的目的，在主体意识的积极支配下探索的活动。所谓学习的主动性，是指学生在主体意识的支配下，有目的地、自愿地学习。培养学生学习的主动性，是以教师的科学指导作为前提条件的。在讨论式教学中，提倡学生主动参与、乐于探究、勤于思考，鼓励学生积极提出问题，并对学生提出的问题进行登记、汇总、归类，通过“问题讨论教学法”达到教与学的互动。由于教学媒体的不断丰富，在职成人学生普遍具有现代的学习媒体，因此讨论学习的形式不能仅仅局限于课堂集中讨论，可以通过网络（如BBS，QQ，E-mail等）和电话等形式进行远程讨论，教师对共同存在的问题可以通过组织课堂讨论、网上讨论，学习小组讨论进行解决。学生在自主学习的过程中遇到问题可以随时上网讨论，随时交流学习的经验体会。例如，在学习了各种典型的可编程接口芯片后，可通过不同形式的讨论，使学生在理解各种接口芯片的内部结构、外部引脚的功能的基础上对各种芯片的共同特点进行归纳、对比，最后得出结论，即可编程接口芯片通常包括控制逻辑、控制寄存器、与CPU连接数据、读写控制引脚、与外设连接的数据端口等主要组成部分。可见，以计算机网络等新技术为基本条件，充分利用计算机网络资源，采用不同形式和手段的讨论，能极大地调动学生的学习主动性和积极性，解决学习和工作的矛盾，符合在职成人学习的特点，使学生能在任何时间学习课程的任何章节并及时解决学习中遇到的问题。实践证明，讨论式教学能有效地培养学生的自学能力，受到在职成人学生的欢迎。
4.结合课程内容进行同步实验。培养学生的实际应用能力是微机接口技术课程教学的主要目标。学生在掌握基本的理论知识之后，接着就应该动手做实验，通过实验进一步加深对所学知识点的理解和运用。在实验中，要充分发挥学生的自主性，使学生通过不断地实践，自己发现问题、分析问题和解决问题。根据问题的实际需要设计实验，采用教师出题和学生自己选题相结合的方式，以发挥学生的创新意识和想象力。例如，学习了可编程并行接口芯片内容后，要求学生进行利用并行I/O口识别拨动开关，可先采用基本工作方式实现数据的输入输出（拨动开关输入数据和发光二极管显示输出数据），然后在教师的引导下，提出修改控制程序，改变有关控制信号线的连接，采用选通、中断等工作方式观察数据的输入输出，并模拟应用的情况，利用实验设备产生相应的输入输出控制信号等。通过实验进一步掌握并行I/O接口的结构功能，能灵活地编程使用该接口芯片，并能举一反三，用相应的方法学习其他的可编程接口芯片。在搞好基础实验的前提下，要求有条件的学生结合单位的实际进行应用设计，部分学生设计出如波形发生器、通用汽车电气开关压降测试仪等仪器。在设计过程中，教师应针对不同的设计方案和不同问题进行一些关键性的指导，形成一个以学生自己动手为主、教师引导与点评相结合的启发式教学模式。遇到问题时要更多地鼓励学生自己想办法解决，教师只提供解决问题的思路和方法。这样能激发学生的学习兴趣和创新意识，提高学生的动手能力、独立解决问题的能力和学习新知识的能力。
实践证明，以上论述的启发、提问、讨论、实验的教学方式在微机接口技术课程教学中是可行的。它以培养学生自主学习能力为宗旨，以实现课程教学大纲为目标，教师认真组织教学，利用丰富的教学媒体，开展课堂讨论、网上讨论、小组讨论等教学活动，注重实际操作，提高学生的应用能力。同时，它能够引导学生用不同的方法从不同角度去探讨问题，培养和提高学生分析问题、解决问题的能力。另外，承担微机接口技术课程教学的教师应该注意自身知识的不断更新和提高，这样才能很好地把握教学目标、领会教学内容，并能根据学生的特点和专业内容不断地探索更好的教学模式，从而培养学生的创新精神和实践能力，使学生在工作中有较强的适应力和竞争力。
［参考文献］
［1］孙琦.微机接口技术［M］.北京：中央广播电视大学出版社，2001.
［2］陆鑫，等.微机原理与接口技术［M］.北京：机械工业出版社，2005.
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