微机接口技术课程实验考核（共10篇）
设计题目：抢答器电路的设计
设计要求：
以51单片机为核心芯片，在其最小系统基础上通过8155并行接口扩展按键，扩展发光二极管，搭建抢答器电路，要求有一个总开关，五个选手抢答开关，五个发光二极管，一个蜂鸣器。
总开关优先权最高，关闭后所有开关无效，所有灯熄灭。
总开关打开后，五个选手开始抢答，谁先开谁先亮，蜂鸣器响，只可以亮一个，其他开关失效。
学生注意事项：
1．电路图要完整，包括51最小系统全部。
2．按键和发光二极管都是低电平有效。
3．设计报告书为主要考核方式，要求有设计题目，班级，学号，姓名，设计要求，原理接线图，程序流程图，汇编程序，心得体会。
4．设计报告书必须手写，电路图必须手画。
“微机原理”课程是我校工学院机电信息类专业本科生一门必修的专业基础平台课, 它在专业的人才培养方案中起着承前启后的作用, 为《单片机原理与应用》、《DSP原理及其应用》、《嵌入式系统原理与应用》、《计算机控制技术》、《可编程控制器应用》、《PLC原理与应用》等后续课程的学习打下重要的基础。通过该体系课程的学习, 主要培养学生的应用与创新实践能力。
作为一门实践性和工程性很强的技术基础课, 本课程不仅要重视理论教学, 还应注意实践技能的培养和训练。过去, 微机原理实验基本上就做一些基础性实验项目, 部分学生就按实验指导书的实验步骤做完实验, 根本不理解实验内容, 实验效果不明显。本课程组通过这两年的课程建设, 探讨出一套行之有效的实践教学方法, 把实验过程分为几个层次, 逐层深入。首先学生在较好完成验证性实验的基础上, 再引入综合设计性实验, 指导老师只提供基本的设计思想和设计方法, 不提供具体的、详细的电路与程序, 学生自己查阅有关资料, 自定设计方案, 自行设计、编制调试程序, 观察实验现象, 分析实验结果, 写出实验报告。学生通过综合设计性实验这一环节, 建立了系统控制的概念, 可以更加了解本课程在专业培养中的核心地位, 对后续课程的学习有很好的辐射作用。
1、实验原理
本文讨论的综合设计性实验为交通灯控制实验, 实验时数为6学时, 其目的是实现交通灯定时控制, 并实现数码管显示。本实验采用8086CPU芯片作为控制器, 其控制对象是该系统配置的数码管和红绿灯, 利用系统中的可编程定时器8253和可编程中断控制器8259实现定时和中断, 并利用并行I/O接口芯片8255实现数码管显示。系统框图如图1。
2、芯片设置
8255具有A、B、C三个8位并行接口和一个控制口, 其工作方式包括:方式0 (基本输入/输出) 、方式1 (选通输入/输出) 和方式2 (双向选通输入/输出) 。本实验用A口分别与4个红灯与4个绿灯相连, A口工作在方式0;用B口的与数码管相连, 显示红绿灯时间。B口工作在方式0, 且为输出, 其方式选择控制字为80 H (10000000B) , D7=1为方式选择控制字特征位, D6 D5=00设定A口工作于方式0 (基本输入/输出) , D4=0设定A口为输出端口, D3=0设定B口工作于方式0 (基本输入/输出) , D2=0设定B口为输出端口。此方式选择控制字必须在初始化时写入8255的控制口;8253计数定时器有3个计数定时通道, 可以工作于6种方式, 由于8253定时时间的限制, 用两个通道级连的方式进行定时设置, 工作于方式3;8259中断控制器主要提供定时中断信号, 控制较简单。
学生要根据不同的控制要求编写软件, 最终实现控制要求。图1是系统的实验流程图。主程序中进行系统初始化, 循环等待, 等待定时中断, 然后进行数码管和红绿灯的定时刷新。
3、定时中断流程
结合实验室试验箱条件, 有些硬件连线已固定, 不能更改, 例如各芯片的地址译码电路已确定, 初始化主要包括中断向量表、8255、8253、8259芯片的初始化, 还有数码管和灯状态的初始化。
3、结束语
通过交通灯控制实验, 使学生能够掌握可编程并行I/O接口芯片8255、计数定时芯片8253、中断控制芯片8259等芯片的使用, 掌握各I/O接口芯片之间以及与CPU的硬件连接。结合软件的编写和系统调试, 首先巩固了《微机原理与应用》课程所学知识, 而且也让学生建立起了微型计算机系统的概念, 培养了学生的综合应用能力, 为后续课程的学习打下基础。
摘要：微机原理与接口技术课程是一门实践性和工程性很强的技术基础课, 课程实验是其重要组成部分。本文以交通灯控制实验为例, 结合《微机原理与接口技术》硬件接口与软件知识, 主要培养学生的应用与创新实践能力。
关键词：微机原理,交通灯控制,设计性实验
参考文献
[1]周荷琴, 吴秀清.微型计算机原理与接口技术 (第四版) [M].合肥:中国科学技术大学出版社.2007.12
[2]陈甦欣.《微机原理及应用》课程综合性实验初探[J].中国科技信息.2006.18.
[3]左韬, 熊庆国.微机原理实践教学方法研究[J].科技信息.2007.34.
[关键词] 教学模式 实验教学 创新能力
《微机原理与接口技术》课程是大多数计算机及电子类专业学生的必修课程,同时也是一门动手性及实用性很强的计算机课程。在科学技术日益增长的今天,我国需要很多的既具备软件编程能力,又了解硬件知识的复合性人才。学好这门课程,将会为学生在后续的计算机开发应用中打下坚实的基础。这门课程是实践性很强的专业技术基础课程,学习过程中应充分重视实践环节,只有经过实践才能加深对理论课的学习和理解,提高分析问题和解决问题的能力。
在以往实验教学过程中,由于对实验课的重视程度不够及实验仪器的局限性,导致在实验课堂的组织及具体实施等方面都存在着某些问题。针对上述情况,我们在实验教学改革中做了如下尝试,取得了较好效果。
一、引导学生学习,提高学生学习积极性
很多学生在开始接触这门课程时会存在以下疑问,为什么学习这门课程?学了以后有什么用?汇编语言在编程过程中需要了解计算机底层的一些东西,加上繁琐的指令系统,因此很多学生在学习这门课的时候感觉很吃力,觉得无从下手,最后对该实验课程也引不起足够的重视。这就要求教师跟学生进行很好的沟通,消除学生的畏难情绪,化被动学习为主动求知。
本着由浅入深的教学思路,将实验内容分为验证性实验、设计性实验、综合性实验、创新性实验,其中又将这些实验分为必做和选作,因材施教,消除优秀生“吃不饱”,少数学生“吃不了”的现象,从而更好的满足不同学生的需求。
另外,教师在辅导实验过程中,也要注意营造交流沟通的氛围,在学生验证、修改实验的过程中,给予积极的引导,让学生真正成为“学习的主体”。当学生通过自己的努力完成了实验,他们不仅可以树立自信心,而且学会了主动接受知识、认真思考,学生的学习兴趣也得到很大的提高。
二、讨论性小组的开展
在某些实验中,教师可以组织同学讨论,从而提高学生的学习兴趣。例如,十字路口交通灯设计实验,交通灯是学生很熟悉的事物,这样可引起同学的讨论兴趣。教师可把学生分成3～5人的学习小组,充分发挥团队协作精神,从而更好更快地解决问题。在讨论过程中,教师可以发挥主导作用,提出问题让同学们来共同讨论解决。问题可以由易到难,逐层深入。如在交通灯实验中可以首先这样设置问题:东西、南北两方向各延时30秒,要求精确定时,如何来实现?
此时,同学们经过讨论,可以找到问题的突破口,确定选用前面实验中用到的8253、8259芯片,结合8255A控制发光二极管,来模拟十字路口交通灯。如此可以很好地巩固和加深对以前知识的消化和吸收。同学们经过反复实验,从中可以发现问题、共同解决。最终实现了对现实交通灯的模拟,相信对同学们自信心的加强会很有帮助。
此时教师可以进一步设置问题,如:如果使用七段数码管来显示交通灯时间的控制显示,如何实现?这样同学们可进一步学习到更多的知识。
最后教师可以指出:实际上不同时刻的车辆流通状况是复杂多变的,还经常受到人文因素的影响。采用定时控制会经常造成道路有效应用时间的浪费,如何更好的解决呢?这样的话会更大的激发学生的学习积极性,教师可以鼓励学生利用图书馆和网络资源,讨论小组可以分工合作,共同研究,相信同学们可以从中学到很多从理论课本上未曾接触的东西,并能从中享受学习的快乐,培养学生学习的积极性,增加同学们的沟通协调能力,使得同学们动手能力得到更好的锻炼。
三、增加实验室开放时间
实验室是学生锻炼和提高动手能力的良好场所,保证实验室开放时间,可以充分利用实验室资源,增加学生自主学习时间。如果没有实验环境,学生做预习一般采取预习下次要做的实验内容,写出实验程序,但是程序可不可以运行,学生只有等到上机调试后才知道,达不到预习的良好效果;如果实验室增加了开放时间,学生可对下一次的实验内容做更好的预习,有了实验调试环境,学生可对自己的程序先做初步的调试,遇到不能解决的问题可以做好记录,在课堂上可以与教师进行很好的沟通,学生的学习效果会更高,并可提升整个课堂学习效率。
一些能力强的同学可利用开放的实验室,做一些创新性实验的开发、研究。学生可增加对理论知识更加深刻的理解,学生的动手能力和创新能力会得到很好的培养。同时,在实验室开放时间内,学生之间可以进行很好的交流,达到互帮互学的目的,最终学生的整体科学素质会得到很好的提高。
四、结束语
《微机原理与接口技术》实验改革之路任重道远,还需要教师在今后的教学中探索新思路和新方法。接口技术与设备在不断的发展,教师应该密切关注当前最新技术,适时补充一部分当前微机接口技术中较新的内容,实验设备也应适当更新,从而培养出紧跟时代步伐的优秀学生。
参考文献:
[1]朱莹等.发现法在“汇编语言与接口技术”课程教学中的应用[J].计算机教育,2009,(8):134-135.
[2]陈静等.“微机原理及应用”实验教学改革[J].重庆工学院学报,2006,11(20):177-178.
[3]黄海萍.汇编语言与微机接口技术实验教程[M].国防工业出版社,2007.
《微机原理与应用》是计算机专业的主干专业课程，在专业知识结构和能力结构中有着举足轻重的地位，是计算机专业四大支柱课程之一。该课程的教学目的是使学生以一种具体的机器环境为背景，系统的掌握微型计算机系统及接口技术的基本原理、微型机区别于一般计算机的特点、具体背景中的实现等问题。
该课程具有理论性强、系统性强、抽象等特点，学生接受难度大，学习兴趣小。为了收到较好的教学效果，本人从事该课程教学几年来，进行了不断的探索和尝试。
一、教学内容改革
众所周知，计算机是当今各个技术领域中发展最快的领域，微型计算机从八位微处理机（如Z80）、十六位微处理机（如8086/8088）过渡到三十二位微处理机（高档X86系列）的变化仅仅经历了不到20年的时间。接口技术也从简单到复杂、从无标准到公司标准发展为工业通用标准，逐步走向开放、通用、标准化。
由于上述特点，在背景机的选择上，既要选择一种较为简单的机器为背景，避免学生一开始就坠入复杂晦涩的技术中，又要紧跟当前主流技术，避免学生学无所用。这就要求选择一种当前流行技术兼容的简单机型。这样，8086/8088正是一种桥梁机型。据此，我们改革了原有背景机，从原来的Z80 转变为8086/8088。从此带动了教学内容的第一次大换血。
在课程体系结构上，原来主要注重理论教学，其基本体系为：计
算机基础知识、微处理器的结构（包括内部结构和 外部结构）、时序、存储器的组织和结构、微机的指令系统、汇编语言程序设计、定时/计数器、中断技术、DMA技术、并行接口等。1998年起，为适应高职教学需求，按照“理论够用，重在能力”的原则，对教学内容进行了第二次大刀阔斧的改革：第一，考虑到计算机基础知识与其它先驱课程（如计算机导论、计算机文化基础）的重叠，在本课程中，该部分进行了必要的删减，与以往重复部分仅做复习性回顾，而对原来其它课程中虽然已经提及，但未进行深入探析的问题进行了加强。如：机器码特别是补码的运算及其在微型机中的应用。再如：BCD编码与运算，根据对大部分的同学调查，学生都能顺利掌握，但是，此编码到底有何用途，为什么要用BCD而直接使用二进制，绝大部分同学茫然不知。对此进行了实例性比较，实现了难点突破。第二，考虑到计算机专业单独开设汇编语言的实际，删除了汇编语言程序设计部分。第三，时序部分在原有体系中占有较大比重，但实际应用中用途较小，进行了必要的压缩，只进行一般性介绍。第四，总线是微型机中典型的技术，但原有体系中几乎没有介绍，新的体系中总线技术单独作为一章，进行了系统的阐述。第五，对定时/计数器、DMA技术、并行接口等部分进行了整合，归为一部分——接口技术，便于接口技术之间的比较与实现方法的相互补充。第六，跟踪当前主流，在相应部分，对当前普遍使用的技术、产品进行了介绍。主要体现在：主流总线技术、主流通用接口、主流芯片组、主流主板、主流处理器等。此部分内容几乎每年更新一次。
二、教材改革
教学内容的改革，需要及时的反映在教材的选取上。1998年以前，为配合当时的内容体系，选用的是清华大学编写的以Z80为核心的教材。1998年～2003年选用周明德编写的以8086/8088为核心的第二代教材。2002年起我院联合全国70多所高职高专院校编写了高职高专专用教材——《微型计算机原理与应用》，本教材系统的体现了我院第二次《微机原理与应用》课程内容改革的特点，在全国引起了强烈的反响。
三、教学方法改革
为达较好的教学效果，激发学生的学习兴趣，采用了国外高等职业教育成功的教学方法——“问题驱动”教学法。一改过去“以教师为中心，以讲台为中心，以讲授为中心，以满堂为中心”的教学模式，由教师提出问题要求学生寻求解决方法为先导，引出课堂内容，教师正向讲解后，由学生提出反问，同学讨论，教师总结。课堂气氛活跃，收效良好。其次，引入更多实例，以实例印证理论，增强教学效果。
在作业布置上，减少理论知识性题目，增加技能型探讨。
四、课程要求层次化
为了帮助学生准确掌握各章要点及复习重点，把教学内容分成了解、掌握、重点掌握、熟练掌握四个层次来要求。了解的内容主要是一些常识、技术发展历史概况和发展动态、产品次要性能、技术深层内幕等；掌握的内容主要是重要概念，主要技术；要求重点掌握和熟练掌握的主要是面向实际应用的内容。属于了解层次的，考查时所占
份量较轻；属于掌握层次的是考查的重点。
五、教学资源建设
98年以来，本课程逐步建立了：电子教案、多媒体课件、习题库等。为提高教学质量、加强教学效果奠定了良好的基础。
六、下一步改革措施
1、继续改革教材，出版第二版《微型计算机原理与应用》，进
一步改革内容，加大整合力度，加大技能内容的比重。
2、完善课件和电子教案，提高质量，增强感染力。
3、拟研制微机原理与接口技术演示系统，解决内容抽象问题。
1.(10分)(1)将十进制数+107/128化成二进制数、八进制数和十六进制数（3分）
(2)请回答什么是二--十进制编码?什么是有权码、什么是无权码、各举一个你熟悉的有权码和无权码的例子？（7分）
2.已知X=0.1101,Y=-0.0101,用原码一位乘法计算X*Y=?要求写出计算过程。(10分)3.说明海明码能实现检错纠错的基本原理?为什么能发现并改正一位错、也能发现二位错，校验位和数据位在位数上应满足什么条件？（5分）
4.举例说明运算器中的ALU通常可以提供的至少5种运算功能?运算器中使用多累加器的好处是什么?乘商寄存器的基本功能是什么?(5分)
二、(共30分)1.在设计指令系统时,通常应从哪4个方面考虑?(每个2分,共8分)2.简要说明减法指令SUB R3,R2和子程序调用指令的执行步骤(每个4分，共8分)3.在微程序的控制器中，通常有哪5种得到下一条指令地址的方式。(第个2分，共10分）4.简要地说明组合逻辑控制器应由哪几个功能部件组成？(4分）
三、（共22分）
1.静态存储器和动态存储器器件的特性有哪些主要区别？各自主要应用在什么地方？（7分）2.CACHE有哪3种基本映象方式，各自的主要特点是什么？衡量高速缓冲存储器（CACHE）性能的最重要的指标是什么？（10分）
3.使用阵列磁盘的目的是什么？阵列磁盘中的RAID0、RAID1、RAID4、RAID5各有什么样的容错能力？（5分）
四、（共18分）
1.比较程序控制方式、程序中断方式、直接存储器访问方式，在完成输入/输出操作时的优缺点。（9分）
2.比较针式、喷墨式、激光3类打印机各自的优缺点和主要应用场所。（9分）
答 案
一、（共30分）
1.(10分)(1)(+107/128)10 =(+1101011/10000000)2 =(+0.1101011)2 =(+0.153)8 =(+6B)16
(2)二-十进制码即8421码，即4个基2码位的权从高到低分别为8、4、2、1，使用基码的0000，0001，0010，……，1001这十种组合分别表示0至9这十个值。4位基二码之间满足二进制的规则，而十进制数位之间则满足十进制规则。
有权码是指一个十进制数位的4位基2码的每一位有确定的权。无权码是指一个十进制数位的4位基二码没有确定的权。前者的例子为二-十进制编码（BCD）码，后者的例子为余3码。
2.已知X=0.1101,Y=-0.0101,用原码一位乘法计算X*Y=?要求写出计算过程。(10分)
3.答案：
基本原理：k个数据之外加上r个校验位，从而形成k+r位的新的码字，使新的码字的码距均匀的拉大。把数据的每一个二进制位分配到几个不同的偶校验位的组合中，当一位出错，会引起相关的几个校验位的值发生变化，从而可能发现出错，还能指出是哪一位错，进而进行纠错。
校验位和数据位应满足条件 2 r-1>k+r 在此条件下，不但能发现并改进一位错，并能同时发现二位错。
4.答案：
运算器中的ALU通常至少可以提供算术加运算、算术减运算、逻辑或运算、逻辑与运算、逻辑异或运算5种功能。运算器采用多累加器可以简化指令的执行步骤。乘商寄存器的基本功能是在完成乘除运算时能自行左右移位。
二、(共30分)1.答：
（1）指令系统的完备性，常用指令齐全，编程方便；
（2）指令系统的高效性，程序占用内存空间少，运行速度快。
（3）指令系统的规整性，指令和数据使用规则统一简化，易学易记；
（4）指令系统的兼容性，同一系列的低档计算机的程序能放到新的高档机上直接运行。
2.答：（1）减法指令SUB R3,R2的执行步骤： ① AR←PC
② 读内存，IR←读出的内容，PC←PC+
1③ R3←R3—R2，保存状态信息
结束，检查中断请求，无中断请求，进入下一条指令的执行过程。
（2）子程序调用指令CALL执行流程；
① AR←PC
② 读内存，IR←读出的内容，PC←PC+1
③ AR←SP—1 ④ 写内存，PC内容进栈保存
⑤ PC←ZI程序入口地址
结束，检查中断请求，无中断请求，进入下一条指令的执行过程。
3.答：在微程序控制系统中，通常有以下5种得到下一条微指令地址的方式：（1）微程序顺序执行时，下地址为本条微地址加1。
（2）在微程序必定转向某一微地址时，可以在微指令中的相关字段中给出该地址值。
（3）按微指令（上一条或本条）的某一执行结果的状态，选择顺序执行或转向某一地址。
（4）从微堆栈中取出从微子程序返回到微主程序断点的返回地址，用于微子程序返回处理。
（5）依条件判断转向多条微指令地址中的某一地址控制。
4.答:组合逻辑控制器应由4 个功能部件组成：（1）程序计数器PC，用于保存一条指令在内存中的地址；
（2）指令寄存器IR，用于保存从内存读出的指令内容；
（3）脉冲源和启停控制逻辑、节拍发生器，前者向计算机各部件提供连续（单个）的主振脉冲，后者用于标记每个指令的执行步骤的相对次序关系。
（4）时序控制信号产生部件，用于形成并提供计算机各部件当前时刻要用到的控制信号。
三、（共22分）
1.答：静态存储器和动态存储器器件的特性有的主要区别见下表
静态存储器SRAM主要用于高速缓冲存储器Cache，动态存储器主要用于主存储器。
2.答：Cache有三种映像方式：全相联映像方式，直接映像方式，多路组相联映像方式。
全相联映像方式是指主存中任一个字（字块）可以写入Cache中的任何一个字（字块）中。其优点是有最大的灵活性。缺点是要确定读的信息是否在Cache中，必须用原本读主存的地址与整个Cacha每一个单元的标志字段比较，电路过于复杂，成本较高。
直接映像方式是指主存的一个字（字块）只能映像到Cache的字和字块中。优点是要确定读的信息是否在Cache中时原本读主存的地址与标志字段比较的线路简单，成本低；缺点是Cache的使用缺乏灵活性，影响命中率。
多路组相联映相方式是对全相联映相方式和直接映像方式的一种折中的处理方案。它与直接相联映像方式的区别在于每个主存字块可以从多个（例如2，4，8个，而不是一个）体中选择其一完成写入Cache的操作，它与全相联映像的类同之处是把一个主存字写进Cache时，可以在Cache的多个（而不是任何一个）个体中选择。既有较高的命中率，又使比较线路也不会太复杂。
衡量Cache性能的最重要的指标是命中率。
3.答：采用磁盘阵列技术的目的：
① 通过多个磁盘的并列操作来提高设备总体的性能和可靠性。
②通过合理在多个磁盘之间组织数据，得到比较理想的容错能力，即额外拿出一定的存储容量（冗余）用于保存检错纠错的信息。
RAID0模式（数据散放）只用于扩展容量，并发读写，提高数据输入/输出能力。没有容错措施，故没有容错能力。
RAID1模式（磁盘镜像）是实现两个磁盘互为备份的用法，把相同的数据分别写到配对使用的两个磁盘中。它用于备份数据，即使一个磁盘出现故障，还可以从另一磁盘读出数据。
RAID4模式（数据保护）提供了容错能力，N+1个磁盘中任一个出现故障，可用其余N个磁盘的内容计算出故障磁盘的正确数据。
RAID5模式（分布式数据保护）是对RAID4的改进。同RAID4一样，供了容错能力，N+1个磁盘中任一个出现故障，可用其余N个磁盘的内容计算出故障磁盘的正确数据。
四、（共18分）
1.答：程序直接控制方式在用户程序中直接使用I/O指令完成输入输出操作，它是由CPU通过查询设备的运行状态，来控制数据传送过程。其优点是控制简单，容易实现。缺点是CPU工作效率低，实时性差，计算机系统可靠性不高
程序中断方式是指由被读写的设备主动“报告”CPU它是否已进入准备好状态，CPU就不必花费时间去循环测试，而是在接收到外设的中断请求后转去进行输入输出处理的。其优点是实现CPU与外设并行工作，大大提高了CPU的工作效率，增强计算机系统的实时性，提高了计算机系统的可靠性。
直接存储器访问方式是一种由硬件执行I/O操作的传送方式。其优点是实现数据的高速传送，又减少了对CPU的打扰，提高了CPU的工作效率。
3、设串行异步传送的数据格式是7个数据位、1个起始位，1个停止位、1个校验位，波特率为2400，则每秒钟传送的最大字符数为()A、100个 B、120个 C、10个 D、240个
4、若8086 CPU主频为8MHz，则其基本总线周期为(C)。A、200ns B、500ns C、125ns D、250ns 5、8253工作在哪几种方式时，可输出1个时钟周期宽度(1 CLK)的负脉冲(B)。A、方式0，4，5 B、方式2，4，5 C、方式1，2，4 D、方式0，2，4
6.CPU响应INTR和NMI中断时，相同的必要条件是(D)。A、当前总线空闲 B、允许中断
C、当前访问内存结束 D、当前指令执行结束 7、8251A的操作命令字的作用是(D)。
A、决定8251A的数据传送格式 B、决定8251A实际操作
C、决定数据传送方向 D、决定8251A何时收/发数据 8、8086/8088中除()两种寻址方式外，其它各种寻址方式的操作数均在存储器中。A、立即寻址和直接寻址 B、寄存器寻址和直接寻址 C、立即寻址和寄存器寻址 D、立即寻址和间接寻址
9、设8259A当前最高优先级为IR5，若要使下一循环IR2为最低优先级，则OCW2应设为()。A、01100010 B、11100000 C、11000010 D、11100010
10、设置特殊屏蔽方式的目的是(C)。A、屏蔽低级中断 B、响应高级中断 C、响应低级中断 D、响应同级中断
11、设8255A的方式选择控制字为9BH，其含义是(B)。A、A、B、C口全为输出 B、A、B、C口全为输入 C、A、B口为方式0且输出 D、以上都不对 12、8086CPU的地址总线有（）位。
A、8 B、16 C、20 D、24
13、执行PUSH AX指令后,堆栈指针SP的内容（）。A、减1 B、减2 C、加1 D、加2
14、下列指令中,不影响进位的指令是（）。
A、ADD AX,BX B、MUL BL C、INC BX D、SUB AL,BH
15、下列指令语法有错的是（）。
A、MOV AX,1000H B、MOV AX,BXC、MOV [AX],[1000H] D、MOV AX,[1000H] 15.8086CPU从I/O端口地址 80H读字节数据应使用指令()A: IN AL, 80H B: IN AX, 80H C: IN 80H, AL D: IN 80H, AX 16.若要使寄存器AL中的高 4 位不变, 低 4 位全为 1 , 使用指令().1 A: AND AL, 0FH B: AND AL, 0F0H C: OR AL, 0FH D: OR AL, 0F0H 17.指令代码的地址存放在寄存器中。
A． DS和SI B．BX和BP C．ES和DI 18.8086CPU可寻址访问的最大I/O空间为。
D．CS和IP（A）1KB（B）64KB（C）640KB（D）1MB 19.8086CPU把1MB空间划分为若干逻辑段，每段最多可含的存储单元。A．1KB B．8KB C．16KB 20.8086CPU中指令指针寄存器(IP)中存放的是。
D．64KB（A）指令（B）指令偏移地址（C）操作数（D）操作数偏移地址 21.8086CPU中的SP寄存器的位数是。(A)8位(B)16位
(C)20位
(D)
24位
22.某数存于内存数据段中，已知该数据段的段基址为2000H，而数据所在单元的偏移地址为0220H，该数据在内存的物理地址为（）。
A.02220H B.20220H C.22200H D.04200H 23.8255PA口工作在方式2，PB口工作在方式0时，其PC口（）。A、两个4位I/O端口 B、一个8位I/O端口 C、部分作联络线 D、全部作联络线
24.定时与计数器8253的所有工作方式中，能产生周期方波的是方式（）。A.2 B.3 C.4 D.5 25.已知BX=2000H，DS=1000H，（12000H）=34H，端口（2000H）=45H，问执行完指令MOV AL，（BX）后AL的内容是（）。
A.34H B.45H C.34 D.2000H 26.8259A工作在8086/8088模式时，初始化命令字ICW2用来设置。
A.中断向量地址的高8 位
C.中断向量的高5位 B.中断类型号地址的高5位 D.中断类型号的高5位
27.CPU可以对8253计数器进行读操作，其读到的是（）。
A.工作方式字
B.计数初值
C.计数执行部件CE（减一计数单元）的当前值 D.0 28.8255的A口工作在方式1输入时，其中断允许控制位INTE的开/关是通过对的按位置位/复位操作完成的。
A.PC0 B.PC2
C.PC4
D.PC6
29.可编程通信接口芯片8251A()。
A.可用作并行接口 B.仅可用作异步串行接口 D.可用作同步、异步串行接口 C.仅可用作同步串行接口
30.异步串行通信中，收发双方必须保持（）。
A.收发时钟相同 B.停止位相同
C.数据格式和波特率相同
D.以上都正确
31.8251A的方式控制字（即模式字）的作用是()。
A.决定8251的数据格式 B.决定8251的数据格式和传送方向 C.决定8251何时收发 D.以上都不对 32.若8255A接口芯片的A口工作在方式2时，B口可以工作在（）。A.方式0 B.位控方式 C.方式2 D.方式0或方式1 33.由（）引脚的连接方式可以确定8255的端口地址。
A.RD、CSB.WR、A0C.A0、A1D.A0、A1、CS
34.I/O接口电路中，8255控制口可能使用的端口地址只能是（D）。A.00HB.01HC.04HD.07H 1．电子计算机主要由、、、和等五部分组成。2.总线按其功能可分、和三种不同类型的总线。
3.8086/8088系统中，可以有个段起始地址，任意相邻的两个段起始地址相距个存储单元。4.用段基值及偏移量来指明内存单元地址的方式称为。5.用BP作基址变址寻址时，操作数所在的段是当前。6.条件转移指令JNE的条件是ZF＝。
7.假设VAR为数据段中已定义的变量，则指令MOV BX，OFFSET VAR中源操作数的寻址方式是。8.CPU响应8259A中断，在引脚上输出个负脉冲，在第个负脉冲期间读入中断类型码。9.数据输入/输出的四种方式是、、和。
10.如果串行传输速率是2400波特，则数据位的时钟周期是秒。
11.设串行异步传送的数据格式是7个数据位、1个停止位、1个校验位，波特率为2400，则每秒钟传送的最大字符数为个。
12.为使传送过程更可靠，在串行异步通信接口中设立了三种出错标志，分别是、和奇偶错。13.串行通信根据其连接方式的不同可分为单工、和等三种。
14.8251A工作于异步方式，收发时钟频率为38.4KHz，波特率为2400。数据格式为7位数据位，1位停止位，偶校验，则8251A的方式字为。
15.8259A共有___个可编程的寄存器，它们分别用于接受CPU送来的______命令字和________命令字。
16.已知（BX）=7830H，CF=1，执行指令：ADC BX，87CFH之后，（BX）=__________,标志位的状态分别为CF=_____，ZF=_____，OF=_____，SF=______。
17.设8086系统中采用单片8259A，其8259A的ICW2=32H，则对应IR5的中断类型号为____________H.18.总线管理器8259占用个端口地址。8255有个8位的端口。8253有种工作方式。
19.某微型计算机测控系统有一DAC0832和一ADC0809芯片，DAC0832的作用为______________，ADC0809的作用为______________。
20.在8086CPU的寄存器组中，在对存储器单元进行间接寻址时，可作为基址寄存器的为、，用于变址寄存器有、；对I/O端口地址进行访问时，用到的间址寄存器为。21.在指令MOV AL，[SI+10H]中，源操作数采用的寻址方式为。
22.已知某内存单元的段地址和偏移地址分别为2010H和0130H，此内存单元的物理地址为___________。
23.已知：DS=1000H,BX=0200H,SI=02H,内存10200H～10205H单元的内容分别为10H，2AH，3CH，46H，59H，6BH。则CPU执行以下指令后：MOV AX，[BX+SI] ；所访问的存储单元的物理地址______________，AX寄存器的内容为______________。
24.8255A端口C按位置位复位控制字的_________位用来指定要置位或复位的端口C1的具体位置。25.8255A端口C按位置位复位控制字中的________位决定对端口C的某一位置位或复位。26.8255A的每个端口的数据寄存器的长度为____位。27.Intel 8255A是一个________________________接口芯片。
28.8255A的端口C按位置位复位控制字的_________位用来指定置位或复位的端口C的具体位置.29.8255A的端口A工作在方式2时，使用端口C的_________作为与CPU和外部设备的联络信号。30.8255A与CPU连接时，地址线一般与CPU的地址总线的_________连接。31.8255A控制字的最高位D7=_________时，表示该控制字为方式控制字。32.8255A的端口A的工作方式是由方式控制字的____位决定。33.8255A的端口B的工作方式由方式控制字的________位决定。
34.8255A的端口C的按位置位复位功能是由控制字中的D7=______来决定的。35.8255A内部具有_____个输入输出接口。
36.8255A的三个端口中只有端口____没有输入锁存功能。37.串行通信线路的工作方式有（）、（）和（）三种。38.在串行通信中，数据的收发可采用（）和（）两种基
本的工作方式。
39.用异步通信方式传输数据时，起始位为（）电平，它的宽度为（）位。40.用异步通信方式传输数据时，以（）电平作为起始位，以（）
电平作为停止位。
41.异步通信方式中的停止位为（）电平，宽度可选（）种形式。
42.假设用异步通信方式传输数据时，每个字符对应1个起始位、7个数据位、采用偶校验和1个停止位，如果波特率为9600 bps，则每秒钟能传输的最 大字符数为（）个。
43.在串行通信的同步通信方式中，面向比特型的数据格式, 每帧数据由（）
个部分组成。
44.串行接口芯片8251由（）引脚输入串行数据。45.串行接口芯片8251由（）引脚输出串行数据。46.可编程串行接口8251设置有（）个错误标志。47.8251A的方式选择控制字在（）之后写入。
近年来,微机技术发展异常迅猛,出现了很多应用广泛的新技术,如多核处理器、PCI-Express总线、SATA接口等[1],而这些新技术在原有的课程内容和教学实践中却没有反映出来。因此,有必要在课程内容中加入这些新技术并应用于教学实践。
对于机械专业的学生来说,电类基础课程较少,后续相关课程及毕业设计中涉及微机原理与接口技术内容的也较少,因而在有限的时间内,提高学生的学习兴趣和效果,更好地培养学生微机应用能力显得尤为重要。
1 重点突出与融入新技术
微机原理与接口技术是一门专业性很强的课程,需要记忆的内容较多,对于机械专业的学生来说比较抽象,不好理解。通过多年的教学经验,结合学生所反映的问题,根据本专业的特点,我要求学生在学习这门课时,首先要加强记忆,在记忆的基础上理解。在讲课过程中,先指出每一章节的重点和难点,重点部分精讲,配合图片、动画,便于学生记忆。比如在讲CPU组成时,在PPT上给学生展示出一幅CPU组成框图,对照图片讲解各部分的功能,同时指令和数据的流向用箭头动态的显示出来,使学生一提到CPU,脑海中就能反映出这样一张图,帮助学生记忆。
计算机技术发展迅速,知识更新很快,而现有的教材在新知识方面体现不足。以CPU为例,现在的教材多以Intel公司生产的8086/8088系列16位的微处理器为例来进行讲解,而我们在实际中使用的微处理器是32位或64位机。在课堂讲解过程中,以Intel8086为主讲解CPU的基础特点和工作原理,80286/386微处理器注重讲解相对8086的改进。然后讲解CPU的64位技术和多核技术概念和特点,让学生了解CPU的发展趋势。
例如在讲解总线知识模块时融合PCI-Express总线知识。微机原理与接口技术课程体系中,总线知识模块的主线是ISA、EISA、PCI、AGP,但是即使是AGP总线,也已经被PCI-Express总线所取代,PCI-Express基于串行技术,采用4根信号:2根差分信号用于接收,另2根差分信号用于发送。总线的带宽能达到8GB/S,支持热拔插和即插即用。因此在课程体系中融合PCI-Express总线是必要的。
2 用C语言教学
目前,微机原理及应用的教材基本上都采用汇编语言作为编程语言。汇编语言是最接近机器码的一种语言,其主要优点是占用资源少、程序执行效率高。但是学习汇编语言需要记忆大量的助记符,编写的程序不易读,学习起来需要较长时间。
而C语言是一种编译型程序设计语言,它兼顾了多种高级语言的特点,并具备汇编语言的功能。C语言有功能丰富的库函数、运算速度快、编译效率高、有良好的可移植性,而且可以直接实现对系统硬件的控制。目前常用的单片机、DSP、ARM等厂家一般都能提供C编译器。因此,使用C语言进行程序设计已成为软件开发的一个主流。
学生们在大一时已经开设了C语言课程,具有一定的C语言编程基础。在微机原理及接口技术课程中,需要讲的内容就是I/O接口语句(包括inportb和outportb两条语句)和中断语句。
例如8位A/D转换芯片ADC0809应用电路如图1所示,通过分析可知ADC0809的数据端口地址为78H,状态端口地址为79H,通道选择端口地址为7AH,采用C语言编写的查询方式数据采集程序如下:
程序只有8条语句,很清晰的反映出查询方式下A/D转换过程,程序简单、易懂,而这段程序采用汇编语言来写的话,大概需要30条语句[5],相比之下可以看出C语言编程的优势,尤其是对机械专业的学生来说,可以让学生们在大一学习C语言课程后,继续使用C语言编程,提高C语言的应用能力,也为学生今后学习单片机课程、毕业设计,以及今后读研究生、工作打下良好的编程基础。
3 理论和实际相结合
把知识点和日常生活联系起来。在讲解I/O接口芯片时,在讲清芯片工作原理、引脚定义、初始化编程后,重点讲芯片的应用,同时加强实验课与课堂知识的结合,在课堂上讲解芯片的应用例子,并给学生留有探索的内容,让学生在实验课中解决,提高学生接口设计、编程的能力。例如并行接口8255A是一个应用较多的芯片。在讲解8255A时,首先要讲清芯片的编程结构、功能、寄存器和初始化编程,然后结合实际讲应用举例。
如图2所示8255键控灯电路图,图中有3个按键接在8255端口A的PA0~PA2引脚,3个发光二级管接在8255端口B的PB0~PB2引脚,要求编程实现3个按钮分别控制3个发光二极管的亮灭。在讲解电路图时要讲清按键和发光二极管的连接电路:不但要讲清楚按键的状态与PA0~PA2引脚的对应关系、PB0~PB2引脚电平与发光二极管亮灭的对应关系,还要讲清楚电路中电阻上拉、限流的作用,由此分析出8255的工作方式,进而给出8255的控制字。根据题目要求画出程序流程图、写出程序。
给学生布置实验课的内容,可以让学生用8个按钮分别控制8个灯,也可以让学生模拟双控开关功能、模拟霓虹灯等等,通过实际动手操作,提高了学生学习的热情,获得了较好的学习效果。
4 结论
结合多年教学经验,针对机械专业学生的专业特点,探讨了微机原理与接口技术课程的教学改革,教学内容方面,在尊重原教学大纲的基础上,增添了微机技术的新知识,将C语言引入本课程,课程中的程序例程均采用C语言讲解,注重理论联系实际,注重实验教学,提高了学生学习热情,获得了较好的教学效果。
摘要：在微机原理与接口技术课程教学实践中,针对机械类专业学生特点和专业知识结构,对课程的教学内容进行分析和探讨。将计算机新技术和工程实践经验融合到课程中来,将C语言程序设计引入到课程的教学中。教学实践表明能够提高学生对课程的学习兴趣、微机应用能力,效果良好。
关键词：微机原理与接口技术,机械类专业,教学,C语言
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摘要：针对“微机原理”课程教学内容多、实践性强、技术更新快等特点，为了提高了教学质量，实现了良好的教学效果，从教学内容、教学手段、实验教学及考核方式等几个主要方面对“微机原理”课程建设进行了探讨，对提高教学质量和效果做了一些有益的尝试研究。
关键词：微机原理；全程式考核；PBL教学法
作者简介：张志伟（1977-），女，河北卢龙人，河北工业大学信息工程学院，讲师；马杰（1978-），男，回族，山东泰安人，河北工业大学信息工程学院，副教授。（天津?300410）
基金项目：本文系国家自然科学基金（项目编号：60972106）、天津市自然科学基金（项目编号：11JCYBJC00900）、河北工业大学2012年教研立项“模式识别双语教学平台建设”重点项目资助的研究成果。
中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）20-0055-02
“微机原理”是电子信息及计算机专业一门非常重要的专业基础课，该课程以Intelx86为主线，系统介绍了微型计算机的工作原理、硬件组成、汇编语言和接口技术等方面的内容，重点培养学生对微型计算机硬件系统的整体认识及软硬件的分析设计能力。学生学好这门课不仅能为后续课程打好坚实基础，更会提高他们的就业竞争力。
“微机原理”课程教学量大，实践环节多，在教学实践中学生普遍反映该门课程较难，因此，大力推进该课程的教学改革，着重培养学生的应用能力和创新能力，对于提高“微机原理”课程的教学质量和人才培养质量具有十分重要的意义。
一、教学中存在的问题
“微机原理与接口技术”是各高校电子信息、通信类专业的一门必修课程，也是一门具有近三十年历史的课程，同时是一门技术更新快、应用范围广、信息量大，对基础性、先进性和前沿性都有很高要求的课程。本课程以CPU为主线，系统介绍微型计算机的基本知识、汇编语言、存储器以及一些常用的微机接口芯片。学习这门课程，学生能了解微机的结构与工作流程，具备一定的软硬件开发能力。“微机原理”课程在整个专业课程中起到了承上启下的作用——它是计算机文化基础、计算机编程等先修课程的后续扩展，又是单片机、嵌入式系统、DSP等课程的必须基础。通过教学现状的分析和笔者多年的教学体会，该课程在实践教学过程中还存在如下问题：
1.教学内容众多，技术更新快，难以在有限的学时内完成全部教学内容的精讲
“微机原理与接口技术”是计算机测试与控制系统的重要技术基础，涵盖的内容十分广泛，且随着计算机技术、微电子技术和大规模集成电路技术的高速发展，课程内容的更新与扩展十分迅速，传统的教学方法和手段不可能在有限的课堂教学中对“微机原理与接口技术”讲透讲全，更不可能使学生透彻掌握与灵活运用。
2.缺乏具体应用和实践互动环节，学生学习积极性受挫
微机原理与接口技术工程实践性极强，然而传统的微机原理采用的是以理论讲解为主，实验教学为辅的授课方式，缺乏在实际中的具体应用，学生弄不清学习该课程的目的及在实际中应该如何应用，从而挫伤学习积极性，学生难以真正成为教学的主体。如何让学生在学习该课程过程中紧密结合工程实际，将枯燥的知识转换为学生感兴趣的工程实际问题，将成为该课程教学成败的关键。
3.课程考核方式不合理
建立起一套科学规范的课程考核评价体系有助于衡量教学效果，目前微机原理课程采用的是传统考核方式——?学生在规定的时间内完成一张考卷，教师根据得分判断学生的学习效果。这种考核方式容易把学生引导到过分追求结果而忽略其学习过程的错误方向，甚至部分学生平时不认真学习而在考前突击复习，极大地影响了教学效果。
二、教学改革的具体措施
针对上述问题，通过分析现有的课程培养体系，结合几年的教学实际，本文从课程规划、课堂授课、实验教学、考核方式四方面对微机原理课程进行了改革，重点培养学生的应用能力和创新能力。
“微机原理与接口技术”是一门理论性实践性都很强的专业基础课，在专业课程中起到承上启下的作用。拟从以下三个方面开展教学改革：调整教学大纲，构建基础+方向+前沿性三个不同层次的教学体系；以工程实际问题为导向，综合采用项目驱动式等多种课堂教学模式，激发学生的兴趣；打造模块化多层次的实验平台，提升学生综合实践能力；建立差异性、多方位的课程考核和评价体系，注重能力培养和素质考核。
1.教学内容的规划
本课程是面向计算机、电子信息、通信等专业开设的一门重要专业基础课程，课程紧扣通信与信息类专业的人才需求，在教学过程中遵循“必需、够用”的原则，在教学内容上采用了“基础+方向+前沿”的多层次结合的教学内容组织形式。
（1）基础内容部分。根据微机原理与接口技术的内在特点，将各专业人才必须掌握的微型计算机原理、汇编语言、存储器、I/O接口等计算机硬件知识作为基础内容。
（2）方向内容部分。针对通信类、电子信息类等不同专业方向设置相应的特色内容。如通信专业侧重于微机原理与接口技术在通信网络和设备开发中的应用，将接口技术、总线技术和嵌入式技术应用于3G终端中，并让学生参与开发3G无线上网卡；电子信息类专业侧重于硬件开发能力和汇编语言编程能力的培养，为后续的嵌入式系统开发等能力的培养奠定基础。
（3）前沿内容部分。随着微机新技术的进一步发展，课程组紧跟技术前沿，将多核技术、浮体单元技术等新技术及时补充到教学内容之中。同时，积极邀请国内外专家教授，以及HP、Intel、IBM等大型IT企业技术工程师开设课内外讲座，介绍硬件设计的新理念，新技术。
2.教学模式的改进
由于目前大部分高校微机原理教学都采用“自下而上”的教学方式，课程的重点都集中在微处理器及芯片的内部结构、工作原理及汇编语言程序设计等方面，这种教学模式不仅跟工程设计相违背，还导致学生在学习中只看到了树木，看不到森林——只看到芯片，看不到系统，因此教学应按照一个自顶向下的进程，按模块一次讲解体系架构和各个抽象层，采用“自上而下”的教学模式。另外在课堂教学中需要综合运用多种教学方法。
（1）启发式和互动式。对于新引入的知识点和内容，首先介绍其重要性及其在整个课程中的作用，以激发学生学习该内容的欲望，吸引学生的听课注意力和参与度。然后通过具体实例结合flash动画、板书等手段，讲解新内容，注重突出重点、深入浅出；并随时注意学生的表情，通过询问、反问等方式，反馈学生掌握情况，实时调整讲课进度。
（2）问题式和小结式。对于每章内容的教学以问题为引导，首先提出一些需要本章知识才能解决的问题，让学生带着问题听课、思考和学习；课程结束前几分钟进行已讲解内容的梳理和知识点的归纳总结，每章课件结束有2～3页总结和思考，帮助学生掌握和巩固阶段性学习内容。
（3）项目驱动式。对于一些和工程实践联系紧密的内容，要留给学生足够时间去思考实践，培养学生自主学习能力；对于知识的综合应用方面，采用项目驱动式教学，例如，课程组依托数据采集卡项目，讲解A/D及总线技术，使学生可以直观理解A/D的转换原理以及总线的使用方法；又如，以交通信号灯控制为案例，讲解可编程定时计数器芯片8253的原理与应用。
3.实验平台的搭建
为加强学生实践能力和创新能力的培养，在模块化多功能微机实验系统的基础上，设计了多层次递进式的实验内容；开展了课外实践活动、学科竞赛指导等多元化的实践活动，以此提升学生的实践能力和工程能力。
（1）实验系统模块化。将实验内容分解成基本单元，然后将单元功能模块化，最后形成实物化的功能模块。通过模块的取舍、更替，既满足了多层次实验内容的设计，同时也奠定了实验内容与教材内容同步低成本灵活配置的可能性。
（2）实验内容层次化。对每一类软硬件实验均设计了基础型、设计型和综合型三个层次、三个水平的实验内容，努力做到由浅入深，从基础知识理解到综合能力培养，并与时俱进地增加实验内容，更新实验项目。
1）验证性实验。在学习微机原理的初级阶段，学生还难以深入理解微机的内部结构，更别提利用汇编程序去控制微机系统了。验证性实验主要以具体内容的验证为主，实验的设计应该从学生的实践经验出发，在充分考虑学生理解、动手能力和专业特点的基础上，设计若干个对理解课程内容有利的、学生付出一定努力能够实现的实验，以帮助学生理解课程内容。实验时学生要去查阅资料，先设计硬件，再一步一步进行程序调试、汇编、连接、装入、运行，观察输出，得出正确的实验结果。这一层次的实验目的主要是熟悉实验装置和实验步骤，对接口芯片各个引脚信号的实际接线方法有一个初步的体会，逐步提高做实验的兴趣，通过实验，学生对系统有一个初步的认识。
2）设计性实验。设计性实验是指教师给出设计任务，提供基本设计思想，学生自主设计硬件电路、独立完成软件程序的实验。因为这时学生已经具备了一定的软硬件知识，有能力自己做一些修改和设计，并且对做实验有了一定的兴趣。
例如在这个阶段，给学生安排一个步进电机测速实验，要求学生利用计算机控制步进电机的启停、正反转及转速。此实验中，要求学生自己查找步进电机的相关资料，了解步进电机的工作原理和特性及应用场合，在查找资料的基础上，完成硬件选择、硬件电路的搭建及软件设计调试。
3）综合性实验。综合应用实验是在验证性和设计性实验的基础，让学生综合运用微机原理及其他相关课程所学知识，结合工程实际综合设计、独立完成的实验。综合应用实验由学生独立进行方案设计、编程、调试，观察实验现象，分析实验结果，写出实验报告。通过综合实验增强学生应用微机解决实际问题的能力、组装与调试能力，培养了学生的科研能力和综合应用能力。
（3）实践活动多样化。通过结合课外实践活动与学科竞赛，提升学生综合实践能力。近几年课程组老师参与了全国大学生电子设计大赛和其他电子竞赛等的指导工作，这些实践活动使本课程实践教学得以很好地延伸和发展，进一步全面提高学生的思维能力、动手能力和创新能力，并且令学生获得学以致用的成就感。
4.采用全程式考核方式
为实施差异性培养和贯彻多元化评价体系，提出了“优生免考”和“综合评价”两个举措。
（1）优生免考。针对课程教学过程中学生基础和学习能力的差异，课程组提出并实施了基于“项目学习”的PBL（Project Based Learning）优生免考举措，以研究性学习和项目实施的整个过程代替期末100分钟的考试，将考核贯穿于整个教学过程，体现了“以人为本”、“因材施教”的教学思想。也充分发挥了优秀学生的潜能和创造力。
（2）综合评价。采用过程和结果并重的评价体系，使学生注重学习过程和多方面能力的培养，有效避免了“期末考定终身”的情况，体现了过程重于结果的考核思想。课程学习成绩从平时作业和表现、实践环节、期中考试和期末考试几方面进行评定。学生的期末综合成绩中，考试成绩只占50%，其他为平时成绩占20%，实验成绩占30%，这种考核方式既减轻学生在期末的心理、身体负担，同时也督促他们注意平时对课程的复习，受到学生的欢迎。
三、结束语
实践表明，工科信息类专业的“微机原理”课程不再是一门单纯的理论课，课程的理论分析和应用意义并重，应该多强调理论对实际的指导作用，培养学生分析问题和解决问题的能力，激发学生的学习本课程的兴趣。“微机原理”课程的教学改革必须从转变教育观念、整合教学内容、改善教学方式和优化教学手段等方面出发，培养学生具有较深的基础理论和较强的综合运用能力，提高课程的教学质量，为信息社会培养更多有用人才。
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关键词：多媒体教学；比喻教学法；实践性教学；考核方法
中图分类号：TP301-4
《微机原理与接口技术》主要讲述微型计算机的工作原理，汇编语言程序设计，微型计算机的I/O接口技术三部分内容。第一部分内容的学习有利于学生对微机工作原理有深入地了解，熟悉进制转化和微机中数字的表示方法，掌握它也有利于对专业后续课程的学习，并且这一部分内容中介绍到的计算机内部的结构（比如寄存器的结构和存储器的原理结构）又是汇编语言程序设计的基础。第二部分介绍的汇编语言程序设计是我们人和计算机沟通最直接的方式，虽然机器语言速度更直接更快，但机器语言非常难于记忆和识别，不适合拿来编程使用，汇编语言是除了机器语言，最能直接控制硬件操作的编程语言，如果我们想从事计算机科学、数控、机电、通信信号方面的工作的话，汇编语言的基础是必不可缺的，因为我们的工作平台、研究对象都是机器，我们通过汇编语言和机器交流，在和硬件关系非常密切的程序或要提高运算速度的程序，即使是 C 语言也会有些力不从心，而汇编语言则能够很好的扬长避短，最大限度地发挥硬件的性能。由于汇编语言和硬件密切相关，所以这一部分内容的学习一定要打好基础。第三部分内容是一些常用且典型的芯片比如8259A（中断控制器）、8255A（可编程并行接口）和8253（计数/定时器）等，让学生掌握这些芯片的功能，引脚，内部结构，命令字的设置和编程应用，为以后学习其他芯片打下基础。作者结合自己多年的教学实践，想将自己的授课经验做一些总结、并探讨一些新的教学手段和方法。
1 采用多媒体教学方法
多媒体就是指能够同时获取、处理、编辑、存储和展示两个以上不同类型信息媒体的技术，这些信息媒体包括：文字、声音、图形、图像、动画、视频等。多媒体教学就是多媒体以其信息传递的快捷性，知识更新的便利性，媒体内容、形式的新颖性走进了课堂。这种教学方式称为多媒体教学。这里我们不仅仅局限于将课程的知识点以幻灯片的方式讲解这种简单的多媒体技术，《微机原理及汇编语言》课程中微机的工作原理部分是很抽象的，很多需要我们自行想象，比如说中断的处理过程，有中断请求的到来、中断的屏蔽、中断优先级别的判定、中断的响应、中断类型码的判定、中断矢量表的读取，中断服务子程序的实现、中断的返回，这些都是很抽象发生在CPU和芯片内部的，而且是有序的先后发生和进行的，学生会觉得非常难理解，那么我们就可以以多媒体教学的方式，将这个过程以动画的方式演示出来，让学生看到更具体、更形象的中断处理过程，学生就可以更快速准确地掌握这部分知识。所以制作出最适合本校课程开设情况和学生情况的多媒体教学软件，也是笔者的努力方向。
2 采用比喻教学法
比如在对内存储器存储结构的讲解过程中，可以采用比喻法，将内存储器的每个存储单元想象成中药铺装药的小抽屉，每个对应的物理地址就是小抽屉上的药名，我们寻找操作数的过程就是首先知道药名即物理地址，然后找到相应的药抽屉就是存储单元，将它打开，里面存储的就是我们要使用的数据。中药铺那大量的中药小抽屉和内存储的大量的存储单元有很多的相似性，只不过，中药铺的每个抽屉的区分是以药名区分，而内存单元的区分是以物理地址的编号数据区分。又比如在讲解中断控制器8259A或可编程接口芯片8255A的引脚片选信号时，可以比喻成芯片的开关，只有片选信号有效，该芯片才能进行正常的工作，如果片选信号无效，那么所有该芯片其他引脚的任何形式的接线和方式设置，都处于无效状态。
3 注重实践性教学，增加学生感兴趣的实例操作
汇编程序设计对于大多数的初学者来说都是有一定的难度的。在汇编语言实验设计方面，首先从调试汇编程序的过程来入手，摒弃过去三步的调试过程（汇编、连接、执行），采用目前适用于windows操作系统的汇编调试环境：Masm For Windows 集成实验环境，安装在单机之后，在输入源程序后，可以一步运行，很方便的调试结果。实验课中可以先把一些经典、趣味性比较强的的程序提供给学生，例如抽奖程序（分支结构）的设计、递归运算（循环结构）的设计等，慢慢累积经验，经过一短时间的训练，才能编写比较复杂的的程序，由于上机地点和上机时间有限，可以每次实践上机课之后布置一些题目供学生思考和练习，让学生课外设计练习这些程序，题目的类型可以更有挑战性和趣味性，比如水仙花数的计算，折纸多少次可以达到的珠穆朗玛峰高度等等，挑起学生的兴趣，让学生更愿意钻研下去，编写出各种不同结构的程序，达到熟练汇编语言的目的。
汇编语言有了一定的熟练度，并且学习了各个芯片的功能、初始化设置方法以及程序设计应用后，就可以开始使用清华同方股份有限公司生产的TPC-H通用微机接口实验系统实验箱，让学生完成I/O端口地址译码、中断、8253定时/计数器应用、交通灯控制实验、竞赛抢答器实验、可编程并行接口实验等多个个实验，使每个学生都能够做到程序设计与调试，电路连线，在程序控制下对芯片的应用，从真正意义上切实掌握汇编语言及其硬件芯片的使用操作。
4 建立完善的课程考核方法
考核是全面检验学生课程学习效果的一个手段，每门课程学习结束都需要对学生进行考核，在教学过程中，难免有些同学平时不爱学习，经常采取考试之前突击学习、圈化重点等临时抱佛脚的方法来应付，这样的学习方式有时也能侥幸通过考试，但很显然学到的知识扎实，不全面具体，考过之后很快就会忘记的。我们可以采用过程考核的方式，将学生平时的一举一动及学习情况都算入学生成绩。过程考核可采用的形式有：作业、平时表现、上机实践、随堂测试、期中考试、学习态度、期末考试等。一般来说课堂表现占总分比例不得超过10%，期末考试占总分比例范围为60%，上机实践占20%，其他的根据实际需要灵活选择。在这种考核方法下，那些考试抄袭或者突击的同学即便在期末考试中考了六七十分，但也会由于平时成绩不理想也无法通过该课程的考核，也就是说这种考核方法让学生不仅要注重期末考试结果，又要注重平时学习过程，因此那些原本平时不爱下功夫学习的同学在这样的课程考核制度下也不得不抓紧时间学习了。教学实践表明遵循以上课程考核方法可以在很大程度上促进学生学习。
5 结束语
作为一名高职院校的专任教师，思考教学内容的不断优化与精选，选择更适合学生的教学手段，保证教学目标的顺利实现，是我们职业生涯不断的追求。
本文是作者结合自己的教学经验，将自己在教学过程中如何激发学生学习兴趣，通过适当的方法和手段降低课程学习难度，重视和严格要求实践性教学，建立合理可行的课程教学考核方法，从而达到改善教学效果的一些方法做了初步探讨，作者深知要想取得更好的教学效果还需要我们付出更多的努力，进行广泛的交流和更多的探索，作者一定会在这条路上尽力走的更远，研究出更多行之有效的学习方法和手段。
参考文献：
[1]王成耀.80x86汇编语言程序设计[M].北京：人民邮电出版社，2008（第2版）.
[2]汪吉鹏.微机原理与接口技术[M].高等教育出版社2004年7月（第2次版）.
[3]朱定华.微型计算机原理及应用[M].电子工业出版社，2001年1月（第1版）.
[4]沈美明，温冬婵.80X86汇编语言程序设计[M].北京：清华大学出版社，2001，7.
《 微机原理与接口技术》 是高等院校工科专业计算机硬件课程体系中的一门专业选修课, 是我校机械电子教学模块中的主干课程之一。 它是一门综合性、应用性很强的课程, 涉及的知识面广, 对于培养机电专业人才具有重要的作用。为工科各专业学生学习后续机电类和控制类专业课程, 如《 单片机原理与应用》 、《 嵌入式技术》 、《 DSP技术》 、《 计算机测控技术》 等课程打好基础, 并且是毕业设计及今后工作的重要技术基础。 通过本课程的学习, 学生可以从理论和实践上掌握微型计算机系统的基本组成、工作原理、接口连接以及编程技术, 获得微机软硬件方面的基本理论知识和基本技能, 从而使学生具备软、硬件开发和应用的初步能力, 同时在此基础上学生能够了解当今计算机硬件的新技术、新理论和新方法, 为微型计算机在工程技术领域的应用打下坚实的基础。
但当前在“ 微机原理与接口技术”课程教学过程中还存在诸多问题。问题一, 本课程的理论教学内容比较多, 硬件方面涉及到微处理器CPU、存储器、输入和输出、中断处理、定时计数器, 并行通信、 串行通信、模数/数模转换芯片的结构和原理;软件方面涉及到可编程外围设备的汇编语言编程, 其中的概念多、专有名词多、接口芯片多, 包含的信息量非常大。 问题二, 微机与接口设备将的接口编程属于底层编程技术, 使用的是汇编语言, 它包含的指令系统丰富, 编程过程复杂, 课程的软硬件系统关系非常紧密, 使得大多数同学感觉该课程内容抽象、枯燥乏味、难学, 学习兴趣不高。 问题三, 硬件和软件学习具有一定的逻辑性和连贯性, 各部分知识前后紧密相连, 需将理论与实践紧密结合。 问题四, 该课程中包含的示意图多, 应用程序举例多, 其中包括各种芯片内部结构图、工作时序图、硬件连接图和应用程序流程图和源程序等等。 另外这么复杂难懂的课程, 分配的学时数却比较有限。
本文针对以上分析的课程教学过程中存在的问题, 为提高学生的学习积极性, 改善教学效果, 采用了理论教学, 实验实践, 上机实践三部分结合的教学方式, 准备从课堂教学内容组织、教学模式、考核方式等方面进行一系列有益的改革探索, 以达到开发学生潜能、培养创新思维和能力的最终目的。
1 课程教学模式的改革方案探索
1.1 案例教学
案例教学[1,2]是基于理论教师的指导, 根据教学目的要求, 组织学生对教学内容中现实案例进行调查、查阅、思考、分析、讨论和交流等活动, 教给他们分析问题和解决问题的方法或步骤, 进而提高分析问题和解决问题的能力, 加深学生对基本原理和概念的理解的一种特定的教学方法。“ 微机原理与接口技术”课程中有些重要的原理, 既复杂, 又难以讲解清晰, 而且有很多要点还在不断发展。 这样的课程内容如果结合案例教学将会达到事半功倍的效果。例如如何让学生真正理解存储器的工作原理和与CPU的连接是一个课程难点。 我们通过对存储芯片与CPU的数据线、地址线、片选端读写控制线的连接学习之后, 基于各种存储器不同的存储容量在实际应用中连线情况具体分析和讲解, 并让学生主动地学习分析和连线。 这种基于具体问题的案例教学将充分发挥学生的学习主动性, 经过细致的分析思考, 再结合实践中解决方案后加深了理解, 学会了在方案设计中能考虑更多的因素, 各种方案都具体分析比对, 逐步培养科研素质。
1.2 任务驱动教学
任务驱动[3,4]是指建立针对教学内容的学习任务来驱动学生自主学习。 任务驱动教学方法的目标是实现学生自己主动地学习, 在完成老师布置的任务的过程中发现所掌握的知识点不足并主动学习补充, 并通过该过程实现知识的熟练掌握和灵活应用, 同时能提高实践技能。在微机原理与接口技术课程中采用任务驱动方法对实验和上机两部分进行教学改革, 充分调动学生积极参与实验和上机实践。 例如上机实践主要是让学生掌握汇编语言程序架构、编程方法并能自行调试。我们会给每个同学都布置一道难度相似但执行结果不同的编程任务, 不提供完整的汇编语言源程序, 只是告知需要实现的目标。学生必须自己完成自己分配的程序的编写, 一个程序从无到有, 必须要设计程序的结构, 熟知编程的格式和各种汇编指令和伪指令, 调用各种有效的调试方法。 因此应用任务驱动法能能有效防止学生间相互抄袭, 有效地对学生进行考核, 培养学生查找问题及实际动手的能力。
1.3 多与学生交流
由于《 微机原理与接口技术》 这门课的内容繁多、前后连贯性强但又零散抽象的专业基础课, 仅靠课堂的有限的时间学习, 很难完全理解课堂教学的内容。 专业课教师在从事《 微机原理与接口技术》 教学时, 应加强课堂内外的与学生多方面的交流。 每周安排专门的课后答疑时间和地点, 方便学生主动和老师联系集中辅导相关知识点。 利用学校的教室都可上网的有利条件, 引导学生学会运用各种网络资源, 借鉴现有的成功方案, 拓宽自己的知识面, 充实和提高自己。如微机爱好者论坛、水木清华、白云黄鹤上的微机原理论坛等, 采取多种方式与学生交流, 不但巩固了教学效果, 还及时了解了学生的知识掌握、思维方式和基本能力等情况, 进一步提高了《 微机原理与接口技术》 的教学质量。 另外还需要注意和学生交流的方式, 多注意学生学习的心情状态, 调整教学方法, 多使用比喻的手法使教学中遇到的抽象内容形象化。 例如在讲解8088 系统中CPU的内部结果和工作原理时, 我们可以将其比喻成机械加工工厂, 将其分配为主要的三个部分:将“ BIU”总线接口部件比喻成原料间, 将“ EU”执行部件比喻成加工间, 将“ 指令队列”比喻成配料间, 这样就能形象地把其中的功能解释清楚。
1.4 考核方式改革
为培养学生自主学习的能力、创新精神和实践能力, 考核方式的改革从四个方面进行[5]: (1) 平时成绩的考核:一是上课的出勤情况, 另一方面为了拓展学生的知识面, 提高学生的前瞻性, 鼓励学生阅读与本课程相关的知识, 了解一些学科前沿知识, 教师在课堂上多与学生进行问答形式的互动, 并将答题情况作为平时成绩的一部分。 (2) 实验考试:一是, 实验课出勤情况和实验报告完成情况;二是, 实验技能的完成情况;三是, 考核学生的创新和分析问题、解决问题的综合设计应用能力。 (3) 上机考试:学生能在规定的时间内, 按照汇编语言的格式要求, 完成编程过程, 并且能得到需要的正确的执行结果。 (4) 闭卷考试:由于学生在“ 微机原理与接口技术”这门课程中呈现出不同程度的兴趣、观念、思维方式和知识结构, 考虑到学生们中存在这些差异性, 根据差异性培养原则设计考试内容, 考核学生对理论知识的理解程度。
我们的考核贯穿理论授课、实验和上机实践过程的始终, 学生可以在不同阶段提出授课过程中的不合理和不完善处, 教师可以根据学生实际操作能力和探究问题能力, 对理论授课和各实践环节做出相应的调整。 拟定考核方式为平时出勤占总成绩的20%, 课程实验占20%, 上机编程占20%, 理论考试占40%。
2 结束语
为了提高学生学习的自主性, 提高教学效果, 上海理工大学机械工程学院机电专业根据应用型创新性人才培养需要, 对微机原理与接口技术这门课进行了一系列的改革探索, 从理论教学、上机编程、实验实践三方面进行, 采用案例教学、任务驱动教学等多种教学改革方法, 通过不断的尝试, 教学质量和教学效果有了明显的改善。
参考文献
[1]王秀之.案例教学中需要研究的几个问题[J].中国高等教育, 2006 (12) :44-45.
[2]陈效兰.以案例教学调动学生学习的积极性[J].中国高等教育, 2006 (1) :35-36.
[3]李晓东, 吴永烽, 张济龙.任务驱动方法在微机原理与接口技术实验课程中的应用[J].西南师范大学学报, 2013, 2 (38) :133-137.
[4]李群, 廖丽.基于任务驱动模式在网络安全教学中的探究[J].北京电力高等专科学校学报, 2011, 28 (21) :112-112.
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