重点:微处理器的外部引脚信号、接口芯片的应用与编程、地址译码技术。
难点:指令的工作流程、存储器的分段技术、某些指令及伪指令的用法、CPU的时序、地址译码、中断、串行通信、可编程芯片的编程和应用系统结构设计等。
教学内容以8086微处理器为核心,在课堂教学中采用如下组织方式:
(1)采用案例教学,重点讲授输入/输出技术、中断系统与中断实现技术、定时/计数技术、并行I/O接口技术、串行通讯技术、数/模和模/数转换接口技术,使学生掌握微型计算机接口和汇编语言程序设计的关键技术;
(2)对于理解上的难点,制作了多媒体课件以帮助理解,充分运用动画效果,采用交互式教学方式,增加教学的感性与理性学习效果,培养学生的主动学习兴趣,提高课堂学习效率,如指令的执行,通过程序范例的单步运行投影演示,极大地提高了软件的直观性和生动性。
(3)结合实际科研介绍基于微计算机的应用系统设计方法。在课堂教学中指定相应的参考教材,安排适量的课外作业使学生巩固教学内容,拓宽视野,扩大知识面。
(5)通过开放性实验、课外实践,由课程小组全体成员、实验老师和高年级研究生现场跟班指导,培养学生微型计算机应用系统的研发与设计能力,使学生在系统的总体结构、软件设计与调试等各个方面的能力得到提高和加强,培养学生计算机测控系统的整体设计观念,提高系统分析能力。
(6)发现、遴选理论基础扎实、动手能力较强、创新意识强烈的学生参加各类学科竞赛培训,参与教师的科研课题,进行创新性毕业设计研究,进一步培养学生的微机应用与系统设计能力。这种新模式取得了良好效果,同学积极参与创新训练和学科竞赛,取得了可喜成绩,近三年来,有100余人次参加了陕西省“电子竞赛”、全国“挑战杯”科技竞赛、全国“飞思卡尔”杯智能小车大赛、校“粉体杯”和“中星杯”科技竞赛,获得各项奖励20余项,激发了广大同学的学习热情和科研热情,也为课程教学改革的进一步深入探索了可行途径。
四、实践教学的设计思想与效果(不含实践教学内容的课程不填)
1.实践教学设计思想
为适应教学改革和教学内容不断更新与发展,加强理论联系实际,提高学生的实验、实践技能,培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,本课程的实践教学内容由验证性、综合性和开放性三个实验模块组成。每个模块分为基础和选作两种学时安排方式,其中基础学时是各专业必须保证的实验学时数,而选作学时是各专业根据教学要求加强的实验学时数。验证性实验加深对理论知识的巩固与理解,培养基本的硬件动手能力和目标代码级软件调试能力;综合性实验仅给出实验设计要求与设计提示,主要培养学生的实际操作技能、微机应用系统的设计能力。开放性实验是学生利用课余时间,根据自己的爱好、兴趣和设想提出实验项目,在老师的指导下自主完成系统的设计和开发。
通过设置验证性、综合性和开放性实验环节,构建了“原理及技术级实验(验证实验)→系统与芯片级实训(综合实验)→工程应用(开放实验)”三个层次的课程实践体系:其中验证性实验采用成套实验设备为平台,对微机芯片和系统的工作原理进行验证,综合性实验采用具二次开发功能的实验平台为支撑,通过教师指导设计具有一定应用背景的小型系统来加深对微机系统和接口技术的理解和掌握;开放性实验则采用校企联建的开放实验室作为学生的实训平台,根据学生的兴趣和创新能力,自主设计应用系统,加强系统理解和应用能力。
整个实践教学设计为学生提供了一个从“原理→验证→设计→制作→调试” 的微机系统和微机应用技术完整周期的展示、验证、设计与体验的过程。
2.实践环节内容
实验项目表
| 实验内容 | 基础实验 | 选做实验 |
验证性实验 | a. 指令系统及程序设计实验; b. 数码转换编程及程序调试; c. 中断特性及8259应用编程实验; d. 8255 并行接口应用编程实验; e. 8253 定时/计数器接口应用编程实验 f. 串行通信与串行接口8251功能实验; | 2学时 2学时 2学时 2学时 | 2学时 2学时 2学时 2学时 2学时 2学时 |
综合性实验 | a. 多通通道温度采集系统设计; b. 电子钟模拟综合实验 c. PC机模拟实现简易电子琴 d. 交通灯控制器设计 | 4学时 | 4学时 2学时 2学时 |
开放性实验 | a. Intel 双核处理器校企联合实验室开放实验平台; b. Sonix MCU校企联合实验室开放实验平台; c. 凌阳MCU校企联合实验室开放实验平台; | | |
3.实践教学效果
学生对实验产生浓厚兴趣,由“要我做”变为“我要做”,由“以教师教为主”变为“以学生学为主”,显著提高了学生的学习热情、操作效率和实验效果。
学生通过由易到难、由简单到复杂、由验证到综合的一系列实践环节,实现了程序运行结果验证、接口技术应用、小型微机系统设计等多个实验,普遍感到实践内容“新颖、易懂、实用”,对理解理论课程的重点和难点有很大帮助。实验平台和实践环节增强了学生的自主学习意识,能将自己的想法付诸实践,进行自我锻炼,加强了实践创新能力的培养。通过本课程实践环节的全面参与和体验,学生能更加深入和全面地掌握本课程的相关知识点和在实际工作中所需要的专业知识和技能,后续课程老师对学生的课程学习和实践能力评价良好,增加了学生在行业内的就业竞争力,缩短了毕业生工作岗位适应期。达到了课程教学目标。