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緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發表網為您精選了8篇接口技術論文，愿這些內容能夠啟迪您的思維，激發您的創作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
（一）內涵
機電接口主要就是機電一體化產品中機械裝置與控制微機之間的接口，其是基于機電一體化而產生的。機電接口根據信息傳輸方向的不同，可以分為信息采集接口、輸出接口[1]。在機電一體化產品中，傳感器是一種較為常用的設備，在輸出信號的時候，一般采用模擬量方式進行檢測，時刻掌握發電機轉速，并且檢測差動變壓器位置。然而，在輸出控制量的時候，存在一個比較特殊的形式，就是數字系統。機電接口技術主要就是研究機電系統各項組成技術與子系統連接問題的綜合技術，其主要包括電子技術、信息技術、機械技術等，共同構成了一個綜合系統，在實際應用中，實現了信息的交互與融合，在機電系統設計中發揮了至關重要的作用。機電接口主要是由硬件與軟件共同構成，在機電系統運行中，與環境及操作者之間成立一種有效連接，在物理通道中展開信息與能量的輸入、轉換及傳輸。在信息轉換的過程中，需要進行有效的交互與調整，實現機電一體化技術的協調與綜合，保證各系統的有效運行，充分發揮系統功能，實現預期的工作目標。
（二）分類
目前，機電接口主要包括以下幾種：智能接口、動力接口、機電接口、人機接口[2]。智能接口應用較為復雜，不同技術形式產生的信息形式也不同，并且在使用過程中，可以根據不同要求展開相應的改變。在各種信息轉換與傳輸的過程中，智能接口可以確保不同技術與子系統的有機結合，構成一個完整系統。動力接口可以有效連接動力源與機電系統，之后給予機電系統相應的驅動動力。在機電系統中，動力類型有很多種，主要包括直流電、交流電、液壓等，在系統中運用不同動力類型的時候，需要選用不同的接口形式，確保系統可以正常運行。機電接口的作用就是實現各種驅動系統的有效連接，并且將驅動信號轉變成執行信號，在轉變的過程中滿足傳感器運行要求。人機接口是機電系統與操作者之間存在的接口，通過這一接口，可以在操作者眼前呈現系統運行狀態，并且有效監控系統運行，實現人性化操作目標。
二、機電一體化發展及其發展趨勢
（一）機電接口技術對機電一體化發展的影響
近些年來，隨著社會經濟的快速發展，人們生活水平的不斷提高，對一些事物的要求也在明顯提高。經濟的快速發展離不開科學技術水平的提高，傳統機械技術已經無法滿足現代人們日益增長的技術需求，需要對其進行改進與完善。從而在此形勢下，機電一體化技術應運而生，其主要包括電子技術、信息技術、機械技術等，充分滿足了現代社會發展的技術要求。在機電一體化技術初始發展中，只是將電子技術與機械技術進行融合，接口十分簡單、便捷[3]。然而，隨著科學技術的不斷發展與進步，機電一體化技術水平也在不斷提升。目前，機電一體化技術不再是簡單的機電一體化產品，逐漸形成了一個復雜的系統，其系統內部接口也日益復雜。現階段，機電一體化技術研究越來越深入、成熟，然而，簡單的技術研究已經無法滿足系統的運行需求，需要充分重視其復雜性研究。針對機電一體化技術而言，其復雜性較強，如果只是單純研究系統設計及其集成理論，根本無法充分實現系統的作用，為此，需要加深對機電接口技術的研究，在設計方面，加強對有關理論的融合，確保機電一體化系統的全面實施。在機電一體化技術發展過程中，越來越向智能化、系統化、微型化、網絡化方向發展，其系統內部接口要求越來越高，不僅要確保接口技術與系統技術的有效融合，還要確保信息傳輸的順暢。
（二）機電一體化發展歷程及趨勢
機電一體化發展主要經歷3個階段。一是，在20世紀50年代，電子技術發展越來越成熟，人們嘗試在機械工業中應用電子技術，進而刺激了機械產品與電子技術的融合，初步產生機電一體化概念。二是，在20世紀80年代，機電一體化已經發展了30來年，不管是技術還是產品性能都得到了很大的提升，技術更加成熟，產品性能更加健全。三是，在20世紀90年代末，微細加工技術、電子通信技術、光學技術等得到了快速發展，并且逐漸融入發到了機電一體化當中，使得機電一體化技術越來越成熟。我國機電一體化起步比較晚，現今已經取得了一定的成績，在機械工業中得到了廣泛應用。隨著信息技術的快速發展，人工智能機電一體化建設取得了很大的進步，在數控機床和機器人制造中得到了廣泛運用，促進了機械工業的進一步發展。系統化發展使機械系統更加開放，為多子系統的協調發展與綜合管理提供了可靠依據。同時，在綠色生產概念下，機械綠色化也是工業發展的必然趨勢，是人類保護生態環境資源的重要手段[4]。
關鍵詞：計算機接口技術；教學改革；proteus
1引言
《計算機接口技術》課程是計算機科學與技術專業的一門專業主干課程，是大學本科生掌握計算機硬件基礎知識和常用接口技術的入門課程[1]。課程由微型計算機工作原理和微處理器、匯編語言程序設計、常用接口技術三個部分組成。該課程目的使學生通過本門課程的學習，掌握計算機系統的構成，建立起整機概念，并培養學生具有一定的獨立分析和解決問題的能力，為后續課程的學習以及將來的工作奠定堅實的基礎。但由于本門課程是一門實踐性很強的課程，并且具有知識點多、概念抽象、理論性強等特點，學生掌握起來并非易事，就以往學生的反應，此門課程學習難度大，知識不易理解，普遍存在“重軟件、輕硬件”的現象，大大降低了學生的學習熱情，動手實踐能力的培養也受到很大的限制，如何能夠提高學生學習熱情，激發學生的學習欲望，是需要解決的問題，筆者結合多年的教學經驗和教學實踐，在實驗教學過程中進行了一些教學改革的初步探索。
2引用
proteus仿真軟件Proteus嵌入式系統仿真與開發平臺是英國labcenterelec⁃tronics公司開發，是目前世界上最先進、最完整的嵌入式系統設計與仿真平臺。它包括原理圖編輯與仿真軟件包isis和布線編輯軟件包ares兩部分組成。Proteus7.5SP3及其以上版本新增對8086CPU及其相關接口芯片的仿真。硬件實驗設備由于結構固定、資源有限且成本高、損耗大以及壽命低等缺點，pro⁃teus的引用對于改善教學實驗環境，激發學生學習知識的求知欲，以及學習興趣，提高教學效果，是一個不錯的選擇，此外，學生只要在自己的電腦上安裝proteus軟件后，可以不受時間和空間的限制，進行設計仿真操作，既節約了成本，又能充分發揮學生自己的思維和想象，對實驗教學來說是一個課堂的延伸[2]。對于8086來說，將其編寫好的源程序可通過外加EMU8086編譯器生成.exe文件，然后在proteus上進行仿真，達到教學目的。Proteus的引用不僅可在實驗教學上使用，也可在理論教學中使用，教師可以在課堂上邊講理論知識，邊進行教學演示，直觀形象，使學生對生澀難懂的知識進行有效的消化、吸收，是教學的有力的輔助工具。實踐證明，引用proteus，達到了提高教學效果的目的，更加利于學生學習興趣的培養。Proteus是教學的一個有利的補充，但它只是一個仿真軟件，不能完全代替實物實踐，仿真實驗和實驗箱上的實驗還是有區別的，由于實際電路運行時表現的各種電氣特性等，使在proteus上調通的，在硬件上不一定能夠成功的實現，基于以上認知，采取proteus仿真實驗和實物實驗相結合的方法進行教學。要求學生先課下通過proteus軟件進行仿真，模擬實驗效果，再到實驗室進行實際硬件電路的操作，查看實驗效果，這種教學搭配，充分利用proteus仿真軟件的形象直觀性，增強學生好奇心，激發學生學習熱情，同時提高學生的學習效率，達到更好的學習效果。
3課時安排
計算機接口技術課程主要分為微機原理、匯編語言程序設計和接口技術三大模塊，共64學時，為兼顧各個模塊之間的承上啟下以及知識的連續性，主要分配學時如下表1：微機原理主要講授微機基本知識，如微處理器、微型計算機、微機系統的概念以及微機的結構和工作原理、時序知識、指令系統等，匯編語言程序設計涉及內容有匯編語言源程序的格式、變量屬性、分支結構、循環結構和子程序設計，接口技術涉及內容有存儲器、輸入輸出接口、常用I/O接口芯片等。實踐教學在整個課程中起著重要作用，通過實踐，對理論知識進行消化和理解，同時學生的動手能力能夠得到很好的鍛煉，培養學生分析解決問題的能力，做到理論與實踐有效的結合，實踐教學總學時16學時，具體分配如下表2，其中匯編語言程序設計部分安排4學時，由于此部分上機實踐只需計算機即可，不需其他硬件，學生在課上學習好程序的設計和調試方法后，可以利用課下時間在圖書館或宿舍完成作業和上機實踐，節約課上學時，為其他內容的講授提供充足的時間。接口技術實驗共分為6次實驗，分別為proteus的使用、8259中斷控制器、8255并行接口芯片、8253定時計數器以及A/D、D/A轉換。每次實驗安排2學時，要求學生課下提前預習，為下次實驗做充分的準備，保證每次實驗順利地進行，完成相應的實驗任務。其中proteus的使用這一實驗安排1次，是因為在本門課程學習之先，學生已學習過《電路制圖與仿真》這門課程，此門課程主要介紹proteus軟件的使用，因此在proteus的實驗主要介紹EMU8086編譯器的使用，學會使用proteus進行8086的仿真。常用接口芯片部分的5次實驗均設置了基本實驗部分和提高部分兩個層次，其中基本部分要求每一個學生必須完成，按照電路原理圖進行連線，編寫實驗程序，完成實驗效果。提高部分要求學生在完成基本部分后，有余力的學生可對電路進行設計并編寫相應的程序改善接口的性能。每一個層次的實驗，要求學生進行現場演示。
4實驗考核
實驗評分標準分為實驗操作部分、現場提問環節以及實驗報告三個部分組成。學生抽簽決定實驗考核內容，并進行現場演示，教師根據學生實驗操作過程、結果以及對現場的提問回答情況等形式進行現場評分，以激勵學生學習主動性，達到教學目的。實驗操作部分占實驗總成績的比例為50%，現場提問環節所占比例為30%，實驗報告占20%，其中實驗報告要求學生重點報告在實驗過程中遇到什么問題，以及解決此問題的思路和方法以及實驗的心得體會，避免抄襲和實驗報告的形式化。
5充分利用多媒體
在進行實驗教學過程中，充分利用多媒體，提升教學效果。為提高學生學習的熱情，對于在實驗過程中難懂的知識點，可以采用動畫進行直觀形象的演示，使學生更加能夠領會實驗的內容和目的，便于理解和記憶。
6結論
《計算機接口技術》是一門理論性和實踐性都很強的課程，對于此門課程的教學也是一個不斷學習和探索的過程。對于本門課程的改革實踐，實驗教學效果有了很大改善，學生主動性、學習熱情有所提高。此課程是一門公認的教師難教、學生難學的課程[3]。隨著時代的發展，計算機接口技術課程也應與時俱進，需要不斷完善教學體系，更新教學內容，尋求新的教學方法，提高教學效果，充分調動學生的學習積極性和主動性，提高學生的綜合能力、科學素質，為社會培養更多高素質的復合型人才。本課程的改革是一項長期艱巨的任務，需要不斷探索和完善。
作者:鄢艷紅 單位:廣州中醫藥大學醫學信息工程學院
參考文獻：
[1]王志軍,楊延軍,王道憲.微機原理實驗課程內容的層次化設計[J].實驗室研究與探索,2012,31(1):105-106.
由于機械系統與微電子系統在性質上有很大差別，兩者間的聯系須通過機電接口進行調整、匹配、緩沖，因此機電接口起著非常重要的作用：
（1）行電平轉換和功率放大。一般微機的I/O芯片都是TTL電平，而控制設備則不一定，因此必須進行電平轉換；另外，在大負載時還需要進行功率放大；
（2）抗干擾隔離。為防止干擾信號的串入，可以使用光電耦合器、脈沖變壓器或繼電器等把微機系統和控制設備在電器上加以隔離；
（3）進行A/D或D/A轉換。當被控對象的檢測和控制信號為模擬量時，必須在微機系統和被控對象之間設置A/D和D/A轉換電路，以保證微機所處理的數字量與被控的模擬量之間的匹配。
1、模擬信號輸入接口。在機電一體化系統中，反映被控對象運行狀態信號是傳感器或變送器的輸出信號，通常這些輸出信號是模擬電壓或電流信號（如位置檢測用的差動變壓器、溫度檢測用的熱偶電阻、溫敏電阻、轉速檢測用的測速發電機等）計算機要對被控對象進行控制，必須獲得反映系統運行的狀態信號，而計算機只能接受數字信號，要達到獲取信息的目的，就應將模擬電信號轉換為數字信號的接口——模擬信號輸入接口。
2、模擬信號輸出接口。在機電一體化系統中，控制生產過程執行器的信號通常是模擬電壓或電流信號，如交流電動機變頻調速、直流電動機調速器、滑差電動機調速器等。而計算機只能輸出數字信號，并通過運算產生控制信號，達到控制生產過程的目的，應有將數字信號轉換成模擬電信號的接口——模擬信號輸出接口。任務是把計算機輸出的數字信號轉換為模擬電壓或電流信號，以便驅動相應的執行器，達到控制對象的目的。模擬信號輸出接口一般由控制接口、數字模擬信號轉換器、多路模擬開關和功率放大器幾部分構成。
3、開關信號通道接口。機電一體化系統的控制系統中，需要經常處理一類最基本的輸入/輸出信號，即數字量（開關量）信號包括：開關的閉合與斷開；指示燈的亮與滅；繼電器或接觸器的吸合與釋放；電動機的啟動與停止；閥門的打開與關閉等。這些信號的共同特征是以二進制的邏輯“1”和“0”出現的。在機電一體化控制系統中，對應二進制數碼的每一位都可以代表生產過程中的一個狀態，此狀態作為控制依據。
（1）輸入通道接口。開關信號輸入通道接口的任務是將來自控制過程的開關信號、邏輯電平信號以及一些系統設置開關信號傳送給計算機。這些信號實質是一種電平各異的數字信號，所以開關信號輸入通道又稱為數字輸入通道（DI）。由于開關信號只有兩種邏輯狀態“ON”和“OFF”或數字信號“1”和“0”，但是其電平一般與計算機的數字電平不相同，與計算機連接的接口只需考慮邏輯電平的變換以及過程噪聲隔離等設計問題，它主要由輸入緩沖器、電平隔離與轉換電路和地址譯碼電路等組成。
（2）輸出通道接口。開關信號輸出通道的作用是將計算機通過邏輯運算處理后的開關信號傳遞給開關執行器（如繼電器或報警指示器）。它實質是邏輯數字的輸出通道，又稱為數字輸出通道（DO）。DO通道接口設計主要考慮的是內部與外部公共地隔離和驅動開關執行器的功率。開關量輸出通道接口主要由輸出鎖存器、驅動器和輸出口地址譯碼電路等組成。
二、人機接口
人機接口是操作者與機電系統（主要是控制微機）之間進行信息交換的接口。按照信息的傳遞方向，可以分為輸入與輸出接口兩大類。機電系統通過輸出接口向操作者顯示系統的各種狀態、運行參數及結果等信息；另一方面，操作者通過輸入接口向機電系統輸入各種控制命令，干預系統的運行狀態，以實現所要求的功能。
1、輸入接口。
（1）撥盤輸入接口。撥盤是機電一體化系統中常見的一種輸入設備，若系統需要輸入少量的參數，如修正系數、控制目標等，采用撥盤較為方便，這種方式具有保持性。撥盤的種類很多，作為人機接口使用最方便的是十進制輸入、BCD碼輸出的BCD碼撥盤。BCD碼撥盤可直接與控制微機的并行口或擴展口相連，以BCD碼形式輸入信息。
（2）鍵盤輸入接口。鍵盤是一組按鍵集合，向計算機提供被按鍵的代碼。常用的鍵盤有：
1）編碼鍵盤，自動提供被按鍵的編碼（如ASCII碼或二進制碼）；
2）非編碼鍵盤，僅僅簡單地提供按鍵的通或斷（“0”或“1”電位），而按鍵的掃描和識別，則由設計的鍵盤程序來實現。前者使用方便，但結構復雜，成本高；后者電路簡單，便于設計。
2、輸出接口。在機電一體化系統中，發光二極管顯示器（LED）是典型的輸出設備，由于LED顯示器結構簡單、體積小、可靠性高、壽命長、價格便宜，因此使用廣泛。常用的LED顯示器有7段發光二極管和點陣式LED顯示器。7段LED顯示器原理很簡單，是同名管腳上所加電平高低來控制發光二極管是否點亮而顯示不同字形的。點陣式LED顯示器一般用來顯示復雜符號、字母及表格等，在大屏幕顯示及智能化儀器中有廣泛應用。
結語：
接口技術是研究機電一體化系統中的接口問題，使系統中信息和能量的傳遞和轉換更加順暢，使系統各部分有機地結合在一起，形成完整的系統。接口技術是在機電一體化技術的基礎上發展起來的，隨著機電一體化技術的發展而變得越來越重要；同時接口技術的研究也必然促進機電一體化的發展。從某種意義上講，機電一體化系統的設計，就是根據功能要求選擇了各部分后所進行的接口設計。接口的好與壞直接影響到機電一體化系統的控制性能，以及系統運行的穩定性和可靠性，因此接口技術是機電一體化系統的關鍵環節。
參考文獻：
[1]費仁元，張慧慧，鄭剛。機電接口技術的內涵和發展。北京工業大學學報。2003.（4）
[2]佘明輝。基于機電一體化系統接口技術的研究。江西電力職業技術學院學報。2006.（4）
片上網絡借鑒了大規模并行計算機的網絡互連結構，以數據包的形式進行處理器核間通信，圖1以3×3的mesh網絡為例示意了其基本結構，主要包括如下組件：1）處理單元（ProcessElement，PE）：處理單元負責具體的計算及數據包的發起和接收，其中可包含處理器核（Core），協處理器（CP），存儲器（Mem）及I／O等資源；2）路由器（Router，R）：路由器通過數據鏈路相互連接組成特定的網絡，并按照一定的路由算法和交換策略實現數據包的轉發；3）網絡接口（NetworkInterface，NI）：網絡接口負責處理單元和路由器之間的數據交互，根據雙方的協議完成數據包的打包和解包工作；4）數據鏈路（Link）：數據鏈路連接相鄰的路由器，是信號傳輸的載體。當處理器間需要進行通信時，數據包首先通過源節點的網絡接口進入路由器的輸入隊列，路由器再根據數據包中的路由信息計算其輸出方向，并將其轉發到相鄰的路由器，然后重復該過程直到數據包到達其目的節點。最后，數據包被目的節點的網絡接口接收，經過解析之后，其數據被存放到處理單元的存儲器中供計算使用。
2單邊通信協議
根據蟲孔（Wormhole）交換策略［5］，一個數據包被劃分為若干個微片（flit），其中位于數據包最前端和最尾端的微片分別被稱為頭微片（headflit，HF）和尾微片（tailflit，TF），中間部分的微片則被稱為體微片（bodyflit，BF），這三種微片可進一步通過微片類型編碼進行區分。數據包的頭微片主要包含相關的路由信息，如源節點坐標（src＿x和src＿y）、目的節點坐標（dst＿x和dst＿y），以及數據包長度、冗余校驗碼等信息，尾微片和體微片則包含了具體待傳輸的數據。此外，在具有多個虛通道的片上網絡中，微片中還包含了其所屬的虛通道號（vcid），以使不同數據包的微片可以在數據鏈路上混合傳輸，從而提高數據鏈路的帶寬利用率。為了減少處理器的干預、提高數據傳輸效率，本文對片上網絡采用單邊通信協議，其主要思想是在數據包中顯式地包含數據的目的地址。圖2示意了本文使用的數據包格式：一個數據包由至多16個微片組成，每個微片的數據負荷為32位；第一個微片為頭微片，包含了路由信息及數據包長度信息；第二個微片包含了一個32位的目的地址，該地址指定了后續數據在目的節點中應被存放的位置；后續微片則包含了具體傳輸的數據。這種將目的地址包含在數據包中的單邊通信方式使網絡接口能直接將接收到的數據存入存儲器，而無需處理器進行干預，因此有助于提升網絡接口的數據接收能力。
3網絡接口設計
網絡接口（NI）負責數據包的發送和接收工作，是處理單元與片上網絡通信的接口。一方面，NI監聽從網絡到達該節點的微片，組裝成完整的數據包，然后通知DMA控制器根據接收到的目的地址將數據存放到存儲器中；另一方面，NI從處理器接收數據，將數據進行打包后傳入片上網絡。因此，NI的處理器端和網絡端需分別滿足嵌入式總線協議（本文采用AHB總線［6］）和基于信用量（credit）的流控協議。以具有兩個虛通道（分別用VC0和VC1表示）的片上網絡為例，圖3示意了本文設計的網絡接口結構，其中上半部為網絡接收部分，下半部為網絡發送部分。在網絡接收部分，每個虛通道都對應了一個接收隊列、數據包隊列、目的地址寄存器和DMA寫控制器（wDMA）。數據包的解析和接收是由接收控制狀態機和wDMA控制器協同實現的，圖4示意了兩者的狀態轉換關系與協同工作方式。一方面，接收控制狀態機對接收隊列中的微片進行解析，剝離vcid和微片類型等信息后，將有效數據存入數據包隊列；接收控制狀態機檢測到一個完整的數據包后，就通知相關的wDMA控制器直接將接收到的數據搬移到存儲器中。另一方面，DMA寫控制器（wDMA）接收到DMA傳輸請求之后，首先從數據包隊列中讀取出第一個微片，并將其記錄為后續數據的目的地址；然后，wDMA控制器向AHB仲裁器發送總線請求信號，申請對總線的所有權；接下來，wDMA控制器發起AHB總線傳輸操作，將數據包隊列中的數據按照先前記錄的目的地址連續地存入存儲器中；等到數據包隊列為空之后，接收控制狀態機和wDMA控制器均返回空閑狀態。在網絡發送部分，處理器將待發送數據的起始地址（針對發送節點而言）和數據長度寫入相關的DMA讀控制器（rDMA）中，再由rDMA將數據從存儲器搬移到發送端的數據包隊列。發送控制狀態機再將數據包的目的地址（針對目的節點而言）與數據包隊列中的數據進行打包后傳入網絡。另外，由于VC0和VC1可能同時發送數據包，因此在發送控制狀態機中還進行了虛通道間的仲裁，仲裁的結果用于選擇相應的數據進入網絡。為了簡化接收控制狀態機對完整數據包的探測過程，規定網絡中數據包的長度不能大于NI中數據包隊列的深度，以使數據包隊列可以存放一個完整的數據包。在本文中，NI接收部分和發送部分的數據包隊列深度均被設置為16，因此網絡中的數據包最長不能超過16個微片。
4驗證及性能分析
4.1驗證及測試環境為了對設計的片上網絡傳輸接口進行驗證及性能測試，本文將網絡接口集成到了一個4×4mesh片上多處理器驗證環境中，圖5示意了該多處理器的結構：每個節點均為一個基于AHB總線的小型系統，其中包含了一個小型RISC處理器（μP）、私有SRAM存儲器、片上網絡路由器及網絡接口。為了對網絡接口的性能進行對比分析，本文選取了并行FFT計算［7～10］作為應用案例來對該16核系統進行性能測試。其中，測試組采用本文設計的網絡接口，數據在存儲器和網絡接口間的搬移采用DMA方式實現；而對比組采用非DMA操作的網絡接口，數據的搬移是以中斷的方式通知處理器μP干預實現。
4.2案例測試圖6給出了在16核系統中進行單精度浮點FFT計算的結果，其中橫軸表示輸入序列長度的對數，縱軸為計算過程所消耗的時鐘周期。從圖5可以看出，對比采用CPU干預型網絡接口的16核系統，采用DMA傳輸型網絡接口的16核系統具備了更高的并行計算性能。當FFT序列長度為1024時，本文設計的網絡接口使FFT計算耗時降低了20％左右，且隨著FFT序列長度的增加，DMA傳輸型網絡接口對16核系統并行計算性能的提升更加明顯。導致FFT計算性能提升的原因主要有兩點。1）由于本文設計的網絡接口通過DMA方式實現數據負荷的搬移，而非通過CPU進行顯式的搬移，因此縮減了數據包的發送和接收延時，減低了處理器核間通信帶來的性能損耗；2）網絡接口采用的DMA傳輸方式減少了CPU對數據包的干預，使得CPU能更加專注地進行數據運算，因此應用程序的并行計算性能得到了提升。
5結語
一、前言
微機原理與接口技術是電子信息類理工科的一門重要專業基礎課。內容涵蓋微機原理、匯編語言程序設計及微機接口技術，兼顧硬件和軟件2個方面，該課程的特點是概念抽象，實踐性強。實踐教學對于學生理解課程內容，培養學生動手能力是十分重要的。
二、《微機原理與接口技術》實踐教學現狀
隨著高等教育正在由知識型教育向能力培養為中心的教育進行轉變，電子信息類課程的實踐教學環節都大大加強。但由于受到硬件實驗環境與實驗內容制約，特別是《微機原理與接口技術》實踐教學只發生了量變而非質變，仍處于滯后的位置。
在目前的教學中，《微機原理與接口技術》實踐教學存在以下幾個方面的問題：
（1）實驗內容固定陳舊，大都是些傳統接口芯片功能的驗證實驗，由于實驗臺上的芯片資源有限，不具備進行多芯片組合的綜合型實驗的條件。大部分學校進行的還都是8位接口芯片的實驗，而現在常用的大部分是32位64位的接口，實驗內容過時。同時一些多核處理器，pci—express總線，sata接口技術等一些新技術根本沒有涉及[1]。
（2）實驗平臺落后，實驗平臺芯片資源少，擴展性差，只能進行一些簡單的功能驗證實驗，實驗內容也因芯片種類和實驗臺架構固定而不易調整，不能發揮學生的創新能力。平臺外設簡單，無法激發學生的興趣。
（3）實驗技術落后，很多學校還采用的是搭積木式的設計方法進行教學[2]，學生的實驗靈活性小，大都是按圖連線，下載程序的操作，限制了學生的設計創新能力的培養。WWW.133229.cOm實驗簡單抽象，大都是些芯片功能上的驗證，啟發性小。
（4）重軟輕硬，實驗重點大都集中在匯編語言的編寫，學生很少能自主的設計電路，也無法了解芯片的結構以及時序，更不能自己設計芯片，大大限制了學生動手能力的培養[3]。
微機接口技術被廣泛應用于電子信息各個領域，因此《微機原理與接口技術》是門應用性很強的課程，學生通過學習達到在掌握理論的基礎上，能運用所學知識解決一些實際問題的能力。但因為在實踐教學中存在以上問題，學生在學完這門課程后，大都停留在了解幾個常用接口芯片的常用工作方式的層面上。這和高等教育“培養應用型創新人才”的目標是不相符的。
三、將fpga技術與《微機原理與接口技術》實踐教學相結合
fpga（現場可編程邏輯陣列）技術[4，8]，用戶可以通過硬件編程語言重新配置芯片內部的電路，同時fpga芯片中有豐富的邏輯單元，可以滿足設計復雜電路的需要，用fpga技術對微機接口實驗平臺進行改進，正好彌補了現有平臺，芯片資源少，擴展性差，電路設計受限的缺點。配上usb，sata接口，液晶屏等新型外設以及相應ip核，學生便可以進行一些新的接口技術的實驗，增強了實驗的趣味性，也加強了學生動手能力的培養。同時由于fpga技術的廣泛應用，很多大學也開設了相關課程，但大都從硬件語言和sopc(可編程片上系統)兩方面作手[5]，知識跨度大，而且學生缺少復雜邏輯與接口設計的實踐機會，將fpga教學引入《微機原理與接口技術》實踐教學正好彌補了這一空缺。在熟練掌握電路設計的基礎上，學生可以運用微機接口，組成原理，體系結構，數字邏輯等知識設計多模塊的系統，使學生通過實踐教學將計算機多門硬件基礎課程融合成一個有機的整體。
四、基于fpga的《微機原理與接口技術》實踐教學方法
1.改進實驗硬件環境
我們學校《微機原理與接口技術》是一門重要的計算機專業基礎課，多年來一直努力探索實踐教學的改革方法。我們與xilinx(賽靈思)公司建立了聯合實驗室，并自主研發了基于fpga的微機接口實驗平臺[6]。該平臺采用多模塊“樂高”思想分為：芯片組板、fpga擴展板、外設板等三個部分并且可以靈活組合，便于調整與維護。芯片組板可以用來進行傳統的接口實驗，fpga板可以用來學習硬件編程，同時還有配套的用verilog實現8255，8253，8251接口芯片的邏輯，將其下載到fpga中可以代替相應的接口芯片。因為fpga中豐富的邏輯資源，學生可以在fpga中配置多個接口芯片，并且可以用fpga實現16位、32位接口芯片，從而設計復雜的接口電路。fpga中還可以配置多種cpu架構如80x86，8051的ip核，可以建立多種系統架構。pc機與實驗平臺是采用fpga邏輯配合橋接芯片實現pci總線接口轉isa總線接口，支持硬件在線編程與調試，同時提供相應的實驗供學生學習pci總線接口與isa總線接口。外設板上在傳統外設的基礎上還提供了液晶屏，usb接口，ddrⅱ接口，spi接口，傳感器等新型外設，實驗結果的驗證方法將更加豐富有
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趣，大大提供了學生的興趣，并且可以根據實驗和開發的需要，組裝成新的io外設板。總體上因為fpga技術與新型外設的引入大大增強了實驗平臺的擴展型，而且實驗平臺功能豐富可用于學生畢業設計，電了競賽等綜合型實驗中。
2．改進實踐教學的內容
在以前的實驗內容基礎上，用ise軟件仿真接口芯片，簡化以前芯片功能驗證的實驗，學生通過軟件仿真可以很清楚的了解接口芯片和總線接口的工作時序，不用硬件連線便可以得到接口芯片各方式下的波形，從而縮短芯片功能驗證實驗的時間，將更多的時間用在接口芯片電路的設計上。在學生了解各接口芯片的工作方式后，便可用fpga仿真的接口芯片與板載芯片配合設計一些多芯片電路，解決一些實際問題，如車輛計數系統，點歌系統等，可讓學生自由發揮，極大發揮創造性，鍛煉學生的動手能力。在學生熟練的掌握硬件編程語言的情況下，學生可以自己編寫接口邏輯，實現與外設的通信。增加pci總線接口，isa總線接口，8051架構，usb，ddr接口驅動的實驗，擴展學生的視野，將學生的知識與現實應用緊密聯系起來。鼓勵有興趣的，學有余力的學生充分利用實驗臺上的外設擴展進行綜合性實驗，為電子競賽與畢業設計打基礎。
3.新實踐教學方法的推進
在教學方法的推廣上，采用以點帶面的方式，為有興趣的同學開展微機及接口技術的實訓培訓，由學生自愿報名擇優參加。由于實驗內容貼近應用，且有趣新穎，學生報名踴躍。經過兩期實訓班，實訓成果明顯，已有多名同學開始自主申請科研項目并獲得校級基金資助（例如正在進行的項目有：數控直流穩壓電源（立項編號：kycx110403z）和基于壓電傳感器和個人計算機構成的體溫信號實時監測系統（立項編號：kycx110411z）），同時在期刊上公開發表科技論文[7,8]。同時教學中采用“以競賽促學習”的模式，在實訓班之外成立興趣小組，組織同學們參加挑戰杯、全國和省級電子設計大賽、xilinx openhw等相關比賽，調動學生的積極性，在比賽中培養學生的團隊能力，增強同行業內的交流。通過一系列新型實踐教學方法的運用，學生動手解決問題的能力大大加強，畢業學生的能力得到用人單位的認可和好評。
我們有針對性開發的微機接口技術教學實驗平臺，對實驗內容的調整方便組裝靈活，教師通過學術交流、互聯網等手段快速了解相關技術動態后，可快速調整教學內容，指導學生開展創新行技術實踐活動。接下來，準備在現有實驗平臺的基礎上建立相關網絡平臺，加強課堂和課外聯系，使微機原理和接口技術實驗對廣大學生真正做到完全開放。
關鍵詞：原機原理，實驗教學，接口技術
中圖分類號：G420文獻標識碼：A文章編號：16727800（2011）012019302
基金項目：湖南省光電課程組教學團隊項目，衡陽師范學院教研課題（Jykt201007）；湖南省科技計劃項目（2011FJ3097）
作者簡介：龍祖強（1974-），男，湖南湘鄉人，博士，衡陽師范學院副教授，研究方向為模糊控制理論及應用；張登玉（1962-），男，湖南祁陽人，博士，衡陽師范學院教授，研究方向為量子光學與量子信息；許岳兵（1962-），男，湖南岳陽人，碩士，衡陽師范學院講師，研究方向為嵌入式系統開發；劉燦（1984-），女，山東菏澤人，碩士，衡陽師范學院講師，研究方向為自助控制技術。
1教學現狀
微機接口技術是一種硬件軟件相互交錯且互為基礎的應用技術，其教學內容枯燥抽象，課時數量不足，教師的教學難度較大，普遍存在有勁使不上的感覺。同時，學生對于這門課程的學習目的不明確，多數認為沒有什么實際用途，對自己今后就業沒有幫助。另外，本門課程要求學生對匯編語言有一定的基礎，在當前浮躁的社會氣氛下，急功近利的學生也不在少數，認為該課程不象高級語言程序課程那樣立竿見影地解決許多應用問題。實際上，在工業、農業、國防，以及日常生活中涉及到微機接口技術的實例很多，比如自動稱量包裝系統，自動種子培育系統，自動火炮瞄準系統，智能電梯控制系統等等，這就要求教師在理論教學過程中，結合當今信息科技的新技術，引導學生對該課程有正確的認識，增加學生對科技的興趣。在實驗教學環節，教師可以嘗試使用一些簡單實用的案例作為實踐教學的切入點，激發學生的學習動機，增強學生的求知欲，盡可能的改變學生學習主動性差，學習興趣較低的現象。
學校現有的實驗教學硬件系統老化，大多數是一些箱式實驗系統。并且，實驗系統能夠提供給學生的實驗項目一般是使用單個接口芯片（例如8255、8251、74LS273），實驗過程中一些偷懶的學生不愿意親自動手編寫程序，只是簡單地連接導線并調用固化程序來完成實驗，從而導致實驗設計過于簡單，達不到實驗目的。另外，教學設計不合理，部分院校在制定教學大綱的過程中理論和實踐比例安排失調，實踐教學安排過少，導致學生不能夠充分利用資源進行有效學習。
2教學改革
2.1改革實驗內容和方法
傳統的實驗教學是從屬于理論教學的，改革的思路是就要提高實驗教學的地位。為了實現這個目標必須對原有的實驗內容進行整編與更新。既要保證實驗課與理論課的銜接，又要達到培養學生實際工程設計能力的目的。經多年的教學實踐，我們決定繼續選用8255、8279、8253、8259、A/D及D/A等通用接口芯片作為實驗接口芯片，其中包括基礎性實驗、綜合性實驗、設計性與研究性實驗，并且循序漸進地加大綜合性實驗和設計性研究性實驗的比例。在此基礎上，引入EDA技術是非常必要的。這樣可以使得實驗擴展為兩部分，即常規的微機原理與接口實驗和基于CPLD/FPGA硬件描述語言的微機原理與接口實驗，學生可以根據自己的興趣與愛好安排自己的實驗，在實驗設計上有更大空間發揮自己的想象力與創造力。具體的方法如下：
（1）要求學生做好實驗課程預習。實驗預習對如質如量在規定的時間里完成規定的實驗內容是非常必要的，因此我們每次實驗課結束前就安排下一次實驗內容。要求學生根據實驗教學目的和要求，結合課堂教授的理論知識，亦可通過互聯網查閱相關資料，做好實驗的準備工作，做到實驗目的明確、實驗原理明晰，實驗內容充實。
（2）在實驗開始前不再簡單地給學生提供實驗電路和接口程序，只提出具體的實驗要求和實驗目標，讓學生通過實驗預習以及對實驗目的、實驗要求的理解和分析，自行設計實驗方案、電路和編寫實驗程序，以培養學生的獨立設計能力。
（3）實驗課時增設師生互動環節、增加學生之間的交流與討論，改變以教師為中心的傳統教學模式，建立“以學生為主體、教師啟發為輔導”的實驗教學新模式。
2.2整編實驗教材
實驗內容的更新必須反映到實驗教材上。對于新實驗教材的編寫，我們應該摒棄舊的教材模式，更新的實驗內容，且將重點內容放在接口芯片和實驗器材的功能介紹上。為此，我們取消了具體的實驗步驟、實驗連接線圖及實驗程序，取而代之的是實驗目的、實驗原理、實驗內容、實驗教學要求、實驗程序設計流程圖及實驗思考提問等內容。
2.3改進考核方法
對學生實驗成績科學合理的考核評定，可以有效地促進學生對課程的學習興趣，是改進實驗教學中的重要環節。為提高學生的實驗能力和設計能力，我們應該根據接口實驗教學的特點，建立一種多元化的考核方法，即不同的實驗內容，考核的側重點不同，綜合地評定學生實驗成績。
（1）基礎性實驗考核方式。主要觀察學生在實驗中的基本操作能力，同時考察學生對實驗原理的掌握程度和對實驗儀器的使用能力。學生實驗成績由實驗操作考核成績( 60% ) 和實驗原理知識考核成績(20%) 、實驗發揮部分考核成績(20% )組成。實驗操作考核成績由實驗設計方案、實驗電路、實驗程序、實驗結果和實驗報告構成。實驗理論考核由學院統一組織，采用筆試考核確定成績。實驗發揮部分考核成績主要考查選做部分的完成情況。不必每次實驗對每個學生進行考核，可以采用抽查的方式，只要保證每個學生在一個學期內至抽到三次即可。
（2）綜合性實驗考核方式。綜合性實驗往往包括了若干個實驗原理，考核目標應該考查實驗原理的合理性，實驗操作的正確性和可行性。學生實驗成績由實驗方案設計、實驗操作過程、結論與數據分析和實驗報告組成，由指導教師根據實際情況以抽查的方式進行考核。
（3）設計性和研究性實驗考核方式。對于這類實驗，應該重點考查學生分析與解決問題的能力和創新的能力。學生實驗成績采用小論文答辯方式進行考核，學生要將選題綜述、設計方案、實驗過程、結果與分析整理成論文，由指導教師評閱后組織答辯并給分。
3結束語
“微機原理與接口技術”是一門重要的專業基礎課，目前正面臨著諸如教師難教學生難學的困境，也存在實驗儀器老化實驗內容陳舊的問題。經過幾年的教學改革與實踐，我們深化了課程改革和建設，提升了實驗教學水平和質量。現有實驗課程內容與方法、實驗教材、實驗考核方式比以前均有明顯的改進，極大地調動了學生自主學習的積極性，增強了他們對實驗學習的興趣，培養了學生的綜合設計能力和實踐能力。
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論文關鍵詞：微機原理與接口技術；教學計劃；課堂教學方法；實驗教學改革
20世紀70年代大規模集成電路技術的發展促生了第一臺微型計算機，至今，微型計算機技術在短短三四十年的時間里已不可動搖地發展成為計算機技術領域的一個重要的分支，廣泛深入地滲透到工業控制、儀器儀表、消費產品、汽車、辦公自動化和通信等領域，從微控制器的品種、結構、功能、性能、價格、生產工藝到開發方式等都以迅猛的勢頭快速發展。這無疑對微型計算機人才的適應性提出了更高的要求。高校開設的“微機原理與接口技術”是電子、自動化、通信、計算機相關專業一門理論與實踐聯系很強的專業基礎課程，具有很高的實用價值，起到承上啟下的重要作用，其教學質量的好壞直接影響著學生綜合能力的培養與提高。為了更好地滿足社會和企業對具有高技能應用型人才的要求，減輕教師教學的壓力，結合自身教學和實踐，談幾點體會和改革的新思路。
一、安排好合理的教學計劃
“微機原理與接口技術”課程一般安排在大學二年級下學期或三年級上學期，由于內容多、難度大，初次接觸微機的大多數學生對其缺乏正確的認知，其心理上對之有一定的畏懼，所以制訂的授課計劃應重點突出、層次分明、由淺入深循序漸進。
1.重點突出、層次分明
從目前的教學培養方案來看，“微機原理與接口技術”課程的學時一般為60～70學時。在課時這么少的情況下要完成相對較多的內容，安排講授的重點就應放在實用性的理論知識上。為此應遵循以下兩個原則：首先是可行性。根據學生現有的理論儲備、企事業現階段對微機人才的要求和學院相應的設備條件等基礎環境，將有實用價值的內容合理地有重點地安排進課程或適度加強。其次是拓展性。為達到實用性強的特點，在教學計劃安排過程中，加入對知識縱向和橫向的延伸，引導學生積極思考，鼓勵學生對所學習內容在實際的應用中討論，進行更深層次的研究。只有這樣，書本上的知識才能真正成為自己的知識。
2.由淺入深、循序漸進
在“微機原理與接口技術”課程之前學生已進行了大學物理和電子技術的學習。為了更好地銜接，教師在制訂教學計劃時應從學生已經學習過的數制轉換、編碼、存儲器等知識入手逐漸深入到微機原理其他未知的領域，由淺入深地安排好課程計劃，慢慢地培養學生興趣。如此安排易于學生接受知識，起到了很好的承接作用。經過在集美大學信息工程學院、理學院和誠毅學院的實踐教學表明，這樣的課程安排很受學生歡迎。
二、選擇合適的課堂教學方法
理工學科的課程內容相對枯燥又難以理解，所以就更加要求理論教學應該針對性地尋求靈活的教學方法。適合“微機原理與接口技術”的課堂教學方法很多，如啟發式教學法、漸進式教學法、比較式教學法、歸納式教學法等。這些方法綜合應用在課堂教學中，對教學質量有很好的保證。但針對不同的學生也必須有各自的側重方法，才能達到最佳效果。下面以前兩種方法為例進行探討。
1.啟發式教學
理工課程內容的嚴謹性很容易造成課堂氛圍沉悶，形成填鴨式的教師一言堂。例如信息工程學院的學生特點是入學成績好，基礎知識比較扎實，但缺點是思維不夠活躍，最容易形成死氣沉沉的課堂。如何在教學中調動學生積極性，是改善課堂氛圍、提高學生學習效果的重要環節。所以針對信息工程學院的學生，更合適較多地采用啟發式教學，以調動學生學習熱情與興趣，促進學生個性發展。這就要求在教學中根據教學內容的鋪展由表及里循序漸進地不斷引出問題，啟迪學生去思考、分析問題，直到提出解決問題的方法或途徑。比如在教授算術運算指令時，首先引導學生回憶標志寄存器的結構和數制計算時的補碼運算，在此基礎上再仔細講解算術運算類指令的功能。有了良好的理論基礎，再舉一例題：十進制轉十六進制的轉換程序，用傳統的順序結構算法詳盡地講解轉換的過程。下一步就是引導學生思考傳統算法的不足，有的學生就提出計算太繁復、結構不合理，于是更深地引導如何解決這個問題，要求學生通過課堂練習、課后作業或上機實驗完成新的計算程序。反饋的結果是有的學生選擇使用循環結構、有的選擇過程調用，都大大地簡化了轉換程序，達到了預期的效果。最后引導學生應用后續的宏或中斷的知識完成相應的編程，進一步拓展學生思路，為學習后續的知識打下伏筆。
啟發式教學強調學生是教學的主體，調動學生的學習主動性。教師要淡化標準答案，鼓勵學生多向思維，弱化思維定勢。“微機原理與接口技術”教學中針對信息工程學院的學生采用啟發式教學，利用學生相對比較扎實的理論知識為基礎，對學生的疑問不作正面回答，啟發學生獨立思考，培養學生獨立解決問題的能力，發揚教學民主，用問題引導學生順應教師的思路不斷思考，主動分析問題，找到問題所在并最終找到解決辦法。
2.漸進式教學法
漸進式教學法是指利用已有的知識作為新知識的基礎和階梯，靈活利用知識點之問的橫向關聯和縱向層次，由淺入深、由易到難、循序漸進的教學方法。此方法在實踐中主要針對集美大學誠毅學院的學生，他們的特點是思維活躍、富有個性，但是基礎知識相對薄弱。例如在講解存儲器時先是從上學期學生剛剛學過的觸發器入手，進入到由觸發器構成的存儲器單元，將新知識鋪墊在學生已有的知識結構上，有了這個基礎再進一步講解CPU對存儲器的組織、如何尋址，學生自然而然進入所授新知識的環境中。這樣由淺入深，層層遞進，符合認知規律，有利于學生系統全面地理解學習內容。
三、改革傳統的實驗模式
在以往的實驗教學中，實驗內容往往以驗證理論知識為主要目的，這樣安排旨在讓學生通過實驗課程加深對理論知識的記憶和理解，使實驗教學成為課堂教學的有限延伸。在實驗課中，學生用統一的模式，無法將自己的創造性想法和實驗課程結合起來，也無法靈活地將所學的理論知識和實驗內容結合起來。由于實驗內容和課堂教學內容過多重復，無法激發學生對實驗課程的興趣；理論驗證性實驗過多，學生也很難去真正地思考、分析問題，失去了提高動手能力的機會。改變傳統實驗過程中以驗證性為主的實驗模式，以理論驗證為基礎，增加實驗的拓展性、挑戰性和綜合性，真正達到讓學生在實驗環節中提高動手能力、鍛煉思維能力的目的。
1.改驗證性實驗為引導性的試驗
教師僅提供實驗目的和要求，指出實驗的方向，學生提前到圖書館或者網上查閱相關資料，設計實驗方案，編寫相關的流程圖和預習程序。在實驗中的任務是發現問題并解決問題，最后得到實驗結果。學生應根據自己的實驗過程撰寫實驗報告，重要的環節是報告中一定要包括實驗中各自遇到的問題，解決方案是什么；如果最終也未能解決問題，要分析原因并考慮可能的解決方案。同時教師也可以組織學生交流，分組討論，對各組實驗結果與報告展開分析，從而提高學生的研究能力和科學實驗能力。
2.加強參與實踐的積極性
為了充分調動學生的積極性和主觀能動性，實踐中還引入激勵機制。每一個能提前完成實驗任務的學生都有機會從教師那里隨機的得到一道拓展性的題目，這個題目是教師根據學生前面完成任務的具體情況、遇到的問題和存在的不足或是希望其在某一方面有更深的思考而針對性地提出新任務，是本次試驗的鞏固和延伸。等學期結束后進行統計，完成拓展任務多的學生就有機會實驗考試免試。由于新任務是學生主動要求的，再加上激勵機制，故學生積極性非常高，解決問題的主動性很強，收獲也更大。
3.充分利用好課外時間
“微機原理與接口技術”課程的課外教學也是實踐教學中很重要的一個組成部分。學生往往對抽象的理論知識感覺枯燥難學，對實際動手比較有興趣。為此，可以通過組織興趣小組、參與教師的科研、參加各種講座、參與校內外組織的各種相關競賽活動等各種方式進行課外學習，激發學生的創新精神，開闊視野，增長才干，增強獨立解決實際問題的能力。逐步培養學生的研究能力、創新能力以及自我管理、相互學習、團隊合作等多方面的能力。
【關鍵詞】單片機及接口技術；應用型創新人才；學生主體；教學改革
1單片機及接口技術課程教學現狀
單片機及接口技術是高等學院計算機、通信等專業開設的一門重要的專業課，是一門面向應用、技術性和實踐性極強的專業課程。由于該門課程概念較多，內容抽象，學生在學習過程中，既要理解抽象的單片機的硬件組成和工作原理，又要掌握匯編語言指令，還要應用這些知識進行程序設計，才能完成一個完整的應用系統。以往的教學主要依靠理論課堂教學和有限的驗證性實驗，學生很少能夠有機會運用理論知識解決工程設計的實際問題，這種教學模式不利于培養學生獨立思考問題的能力和解決問題的能力，也不利于具有創新精神的高素質專業人才的培養。因此，盡管學生完成了該門課程理論與實驗學習任務，但在面對具體應用時仍然存在知識運用能力較差的現象[1]，其原因主要有：（1）授課方式單一，難提興趣目前單片機及接口技術教學仍然采用理論講授為主，實驗為輔的傳統授課方式，形式單一，枯燥，學生覺得知識理解不到位，只能靠硬背，造成學習缺乏主動性，難以建立學習興趣[3]。（2）教材偏重理論，工程知識不足目前大部分單片機及接口課程教材，偏重于理論知識的講解，很少提到在實際工程中的具體應用方法，學生很少有機會了解所學知識在實際中的作用，學習缺乏成就感，學生學習缺乏興趣。（3）實驗內容陳舊，缺乏創新課程配置的實驗以驗證性實驗為主，缺乏設計性和綜合性實驗，缺乏生動實例，且實驗內容陳舊、新意和趣味性不足，不利于學生動手能力和知識運用能力的培養。（4）學生個體意識強烈，缺乏團隊合作傳統教學過程中，學生都是以個體形式學習，教師很少組織學生開展團隊協作任務，導致學生缺乏團隊協作精神，難易建立良好的溝通交流能力。鑒于此，針對目前單片機及接口技術課程教學過程中存在的問題，在總結以往成功教學經驗的同時，全方位對單片機及接口技術課程進行教學改革，從理論課的授課方式、內容、手段到實驗課的設計，從自主學習網絡平臺的構建，到科學、合理的考核評價體系，讓學生從構思、設計、實施，開展多種形式的學習活動，注重學生運用新知識、新技術的能力，強調學生創新能力、交流溝通能力以及團隊合作能力的培養。通過該課程一系列改革實施，為推動其他相關課程改革，培養具有應用創新能力強、適應社會發展需要的高質量計算機專業技術人才，將具有十分積極的意義和作用。
2單片機及接口技術課程教學改革措施
以培養應用型創新人才為出發點，改革該課程傳統教學模式，積極探索新的教學方法和教學模式，堅持以教師為主導，以學生為主體，以培養學生應用創新能力和增強實踐能力為目標，以“夯實基礎、培養能力、開拓思維、注重創新、面向應用”為指導思想，強化理論教學與實踐教學相結合、實踐與科研相結合、科研與工程實際相結合，構建全新的單片機及接口技術教學改革新體系，下面，就提出的具體改革舉措進行詳細探討。（1）注重創新引導，構建一體化、靈活的教學新模式單片機及接口技術課程是一門應用性非常強的課程，應當重點突出對學生應用創新能力的培養，主要措施有：①建立以教師為主導、學生為主體的教學原則，增加學生課堂活躍時間，讓學生積極參與到課堂活動中，強烈的參與感能夠充分發揮學生學習主動性，建立學習興趣[2]。②引入靈活多樣的教學方法：引入先進的教學方法，如演示法、模仿法、對比法、項目驅動法、案例法、團隊協作法等，營造輕松和諧的課堂氣氛，激發學生學習興趣，從而增加教學效果。③優化課堂授課內容，通過引入實際工程項目，讓學生能夠了解如何運用所學的理論知識解決實際問題，注重學生實踐應用能力的培養。（2）實驗教學改革①建立三級實驗教學體系：按著基礎訓練型綜合設計型研究創新型三級層次組織實驗教學，注重培養學生動手能力與創新能力[3]。②引進科研項目：盡可能地將科研成果引入到實驗教學中，通過讓學生不同程度地介入科研課題，了解科研過程和科研方法，適應應用型創新人才培養的需要[4]。③培養團隊合作精神:設計團隊合作題目，采取組內合作模式完成題目，充分調動和發揮學生的主觀能動性，增強學生的參與感和自信心，培養學生的團隊協作能力與溝通能力。④實驗室全面開放：可以充分發揮實驗室的作用，調動學生通過實驗手段探索新知識的積極性。實驗室的開放應包括時間和內容的開放，不斷發揮學生學習的主動性、創造性。（3）搭建學生自主學習與課程管理網絡平臺該網絡平臺依托校園網，突破空間和時間的限制，不但可以實現學生自主學習以及教師對課程的信息化管理，更重要地是為師生之間、學生之間的實時討論和交流提供了一個互動平臺[5]。從理論知識的學習、課程安排、考勤、實驗過程控制、成績管理以及領域內最新的技術、新應用等前沿信息。（4）建立多元化的考核體系，突出綜合素質將理論考核、實踐能力考核以及系統設計、創新能力評價等多種方式結合起來[6]，對學生掌握知識、運用知識和創新能力做出綜合、科學、合理的評價。并通過開放實驗、競賽、科研活動、科技發明、論文寫作等多種途徑為學生提供更多的獲得創新實踐的機會，突出綜合素質培養[7]。
3結束語
通過基于應用型創新人才培養模式下的《單片機及接口技術》課程教學改革與實踐，取得了顯著的成果。首先，通過新的教學模式在教學實踐中的實施，幫助學生建立學習興趣，培養發現問題、解決問題的能力，培養學生的專業素養。其次，通過單片機及接口技術自主學習與課程管理網絡平臺的建設，不但可以使學生強化基礎知識，而且可以學到更多的專業新知識，有利于學生自主學習；再次，利用該課程網絡平臺可以加強學生與教師之間的溝通和聯系。
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