关键词： 接口
接口实验（精选十篇）
接口实验 篇1
“微机原理与接口技术”是计算机等工科专业的一门传统的重点课程,目的在于让学生对于微型计算机硬件工作原理有所了解,提高对于计算机硬件接口的应用,为计算机接口部件的开发打下理论基础。但目前该课程的普遍现状是,课时安排上重理论、轻实践,教学内容上重软件、轻硬件。其根本原因还是实验设备有限、维护困难。虚拟实验的出现逐步缓解了这个问题,它将计算机技术、软件技术以及网络技术和传统实验仪器结合起来,改变实验系统的构建模式,提升实验仪器的整体性能,突破实验操作的时空限制,是传统实验方法的变革,是继理论研究和实验研究之后的第三种科学研究方法[1]。讨论研究如何构建微机接口虚拟实验,并将其合理地应用于微机原理与接口技术教学对于推动该课程实验教学改革,促进该课程的发展具有重要意义。
二、虚拟实验及课程特点分析
当前国内外对于虚拟实验问题的解决方案主要有四种思路:模拟演示实验、远程设备控制实验、基于虚拟仪器的虚拟实验和基于web的虚拟实验[2]。
1、模拟演示实验
网络条件下的演示实验主要有视频演示和动画演示两种方式。视频演示是指将演示实验的过程完全拍摄下来,经过编辑和处理后放到服务器上供学生和教师在教学过程中使用。动画演示是指采用动画制作软件对实验过程进行演示。
2、远程设备控制实验
远程设备控制是指实验者通过与网络连接的计算机输入数据,这些数据通过网络传送到服务器,服务器对这些数据进行处理以控制相关实验设备工作,再收集实验数据传送到实验者的计算机上。.其优点是技术比较成熟,难度较小,容易实现,而且关于计算机与可编程设备的通讯己经有了规范的协议IEEE488.2,但网络传输量大,延迟比较大,还必须存在真实的实验设备。在现在的网络条件下,多用于局域网内部。
3、基于虚拟仪器的虚拟实验
在网络教学的条件下,理工科实验要使用的大量的专业实验仪器无法被实验者使用,而使用虚拟仪器技术可以在屏幕上提供给实验者多种专业仪器来完成实验。虚拟仪器技术具有高效、易用、开放、灵活、更新快、功能强大、性价比高、用户定义等优点。
4、基于we b的虚拟实验
基于web的虚拟实验可在web中创建一个可视化的虚拟环境,其中每一个可视化的虚拟物体代表一种实验对象。用户可以使用系统提供的交互手段对这些虚拟物体进行操作。虚拟实验环境可以针对不同的实验科目分别设计具体的实验环境。
微机接口技术的实验有以下特点:(1)涉及的实验器件较多如定时器8253,DMA控制器8237,中断控制器8259,串行并行接口芯片8251、8255,数模转换接口芯片等[3]。(2)器件均为可编程芯片,需要与汇编语言的编译器相结合。(3)要实现任意器件的组合实验,虚拟难度大。
三、基于虚拟仪器的Web虚拟实验方案
从以上分析可以看出,基于虚拟仪器的虚拟实验技术具有灵活高效的特性,较适合用于微机原理与接口技术实验。但由于其器件模拟编程难度相对较高,普遍采用单机版或C/S模式。学生或教师在不同的地点使用时必须根据操作系统来安装相应的客户端程序。而基于web的虚拟实验则可以在任何能浏览网页的计算机上运行,具有跨地域跨平台的优势,但目前的基于web的虚拟实验受到网页技术的限制往往都是面向实验环境的简单虚拟,能做到器件级的web虚拟实验少之又少。
随着Flash的Action Script技术及动态网页技术的不断发展,网页上的人机交互和数据库的读取已经可以接近单机水平[4]。Flash内嵌于网页中,通过Action Script脚本语言完成和使用者的交互,同样通过脚本语言通过动态网页技术,实现对服务器端数据库的读写操作。结构如图1所示。
虚拟器件的属性、方法的参数放在服务器端数据库中,器件的通用方法则存于Flash文件中。一旦用户开始实验,Flash交互程序根据已选取的实验器件,通过动态网页连接到数据库,读出该器件的属性及参数后调用Flash程序内部存放的通用方法虚拟出实验现象。在教学过程中教师或学生通过交互界面选取实验器件,组合成实验环境观察实验结果。
四、可编程芯片虚拟实验
可编程芯片的初始化可通过参数方式设置,或在服务器上编译执行汇编代码。其中参数设置方式无需通过服务器,直接在交互界面填好执行。若使用汇编方式初始化芯片,可把源代码传送到服务器,编译执行后把执行结果以参数方式传回给Flash,然后通过通用方法调用参数显示实验结果,其结构如图2所示。
比较两种方式,通过参数设置初始化由于在本机浏览器中直接运行,速度快而且服务器负担小,但与真实的汇编指令控制可编程芯片有所不同。服务器编译方式则可完全虚拟真实操作,同时也增加了服务器的负荷,特别是多个用户同时提交汇编代码时,多线程编译执行会增加CPU使用率。一个较好的解决方法是设置最大线程数,超出的提交请求采用队列的方式等待资源。这样一定程度上会降低实验开始前的响应速度,一旦服务器返回参数后,实验的速度则和本机执行完全一样。
五、结语
这种基于虚拟仪器的Web虚拟实验首先解决了微机接口实验中的实验器件级的虚拟问题,各种器件像导线、开关、小灯泡、数码管、可编程芯片、脉冲发生器等均可通过数据库扩充和修改,方便实验器件的管理和扩充。其次把Flash交互界面替代C/S模型中的客户端程序,实现了B/S的跨平台特性,使得在任何可以浏览网页的地方均可做实验,如笔记本、手机等移动产品。
参考文献
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[2]朱刚.微机接口虚拟实验的研究[D].华中科技大学图书馆.2004.硕士学位论文.
[3]雷晓平,屈莉莉,罗海天.微机原理与接口技术[M].北京:人民邮电出版社,2006:280-311.
微机接口技术课程实验考核 篇2
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。
接口实验 篇3
[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.
微机接口虚拟中断实验的研究和实现 篇4
实验是教学中一个必不可少的重要环节,是培养学生创新精神、科学素质和设计能力的重要途径。目前大部分高校的微机接口实验必须借助于专门硬件实验设备才可以进行,而这种实验模式有着以下一些缺点:
(1) 由于受到经费的限制,学校所能提供的实验设备有限,在目前学生人数日益增多的情况下,很难满足每个学生拥有一台设备的要求。
(2) 实验设备易损坏、老化,而且由于微型计算机发展迅速,实验设备更新换代往往跟不上微型计算机发展的速度,导致实验内容陈旧、不全面。如目前大多数高校该课程的使用教材和授课内容已经是以32位微处理器为背景,讲授32位微型计算机原理和接口技术,但配套的32位实验设备却鲜见。
(3) 微机接口实验通常是软件和硬件相接合,学生平时对计算机硬件的实践操作机会很少,初次涉及较多的接插线和元器件常出现错误,造成实验时间过长,学生排查错误困难,而且一旦出现差错易造成器件或设备的损坏和故障危险,影响了学生学习的主动性和积极性。
(4) 随着互联网的发展,基于网络的远程教学在教育领域中的影响越来越大。由于教学机构与学生在空间上分离,学生无法到学校实验室做具体的实验,这成为了制约远程教育质量的一个重要因素[1,2]。
鉴于以上情况,虚拟实验已成为当今研究的热点[3,4,5,6,7]。所谓虚拟实验是指在计算机系统中采用虚拟现实技术实现的各种虚拟实验环境,实验者可以像在真实的环境中一样完成各种预定的实验项目,所取得的学习或训练效果等价于甚至在某些情况下优于在真实环境中所取得的效果。近年来,虚拟实验得到了快速发展,但大部分集中在物理、化学类等学科,而微机接口等可编程类虚拟实验由于受技术的限制,发展相对缓慢。本文针对微机接口实验的具体特点,对微机接口虚拟实验的设计思想和实现原理进行了深入研究,重点讨论了虚拟中断实验的具体实现。
1 微机接口虚拟实验的设计思想
根据微机接口实验的特点,接口实验虚拟化应采用虚实接合的设计思想,以最大限度地模拟真实的实验环境。“实”即原有的实验程序和开发工具、开发环境保持不变,不需要做任何改动。学生不需要重新熟悉专门的编程语言、新的开发环境,一切开发过程和真实环境中的相同。“虚”即将微机接口实验需要的专门实验设备虚拟化,以“软”代“硬”,编写程序对硬件实验设备的实验结果进行仿真,以此来构建一个虚拟实验设备。虚拟实验设备包含8254、8255、8250等虚拟接口芯片以及数码管、开关、发光二级管等虚拟外设。
微机接口实验涉及到对特定的可编程接口芯片的编程[8],互动性是虚拟实验中的最大难点。如果仅仅让学生运行给定的实验程序和观察预先设置的实验结果,而不让他们自己亲自动手编程、调试和执行实验程序,通过程序运行控制设备工作,察看运行效果来检验程序正确性,根本达不到预想的实验效果,也不能提起学生对接口实验的兴趣。因此实现虚拟可编程实验必须根据实验程序执行后产生的指令流,虚拟实验设备实时动作以仿真真实设备。
如果对实验程序执行后产生的所有指令、每个操作序列给出相应的系统反馈,由于编程代码的不可预测性,用户最终的操作序列集合的元素数量太大,是很难实现的。通过对接口实验仔细分析,可发现在微机接口实验中,大部分都是要求用户编写程序通过指令序列去控制硬件设备,从而检验用户程序的正确与否。而接口是CPU和外设之间的数据交换的中转站,用户对外设的控制完全是通过对接口芯片的编程实现的。PC系列机中,CPU对I/O端口的访问又是通过IN/OUT指令完成的,因此可截获用户程序运行中对端口的操作序列(即IN/OUT指令流),然后根据这个端口操作序列让虚拟实验设备实时动作,对真实设备的真实运行结果进行模拟仿真。可以看出,构造虚拟实验的关键是让虚拟实验设备程序实时获得实验程序执行后的I/O指令流,即输入、输出指令的截获。
2 微机接口虚拟实验的实现原理
由于Windows 2000/XP操作系统中,普通应用程序对端口是不能直接用IN/OUT指令进行访问的,也不能使用STI、CLI中断允许和禁止指令[9],因此目前各高校微机接口实验程序的编程格式基本上仍是DOS格式,程序运行在Windows的虚拟86模式,即DOS虚拟机(VDM)环境中。应用程序运行在实模式DOS环境和运行在DOS虚拟机中,尽管指令代码相同,但是运行的机制完全不同。在实模式DOS环境下,应用程序和硬件的关系非常密切,另外由于DOS驱动程序和应用程序拥有相同的特权,从软件的角度来截获用户的I/O操作是不可能的。虚拟86模式是保护模式下的一种特殊工作模式,实模式DOS程序可以不经任何修改地运行在此模式中。但DOS程序中任何对硬件访问的特权操作都会被系统截获,并被传送到内核模式设备驱动,以使这些操作能在不危及系统完整性的情况下执行。
Windows 2000/XP操作系统提供了两种拦截方式[10],一种是基于应用程序的拦截;另一种是基于VDM的截获。基于应用程序的拦截需要修改应用程序,而本文的设计目标是不需要对接口实验程序作任何改动,保持虚拟实验程序和真实实验程序的一致性,因此采用了基于VDM的截获,其原理由图1所示。
基于VDM的截获不需要对DOS实验程序做任何修改。VDM会将截获的DOS实验程序中对端口的I/O操作,路由到虚拟设备驱动程序(VDD),VDD再根据每种具体的操作来进行转发,可以直接访问硬件设备;也可以脱离实际的硬件,转发给虚拟实验设备程序,虚拟实验设备会根据用户的指令实时反馈,对真实设备的真实运行结果进行模拟仿真,例如发出声音、屏幕的显示发生变化等。
3 虚拟中断实验的实现
中断系统是微机系统的重要组成部分,中断的虚拟是虚拟实验的重点也是难点,本文给出了虚拟中断实验的实现方法。由图1所示,整个虚拟实验需开发的程序由以下三部分组成:
(1) DOS中断实验程序
该程序和真正硬件实验程序相同,不需要实验者对原有的实验程序做任何修改。中断程序通常由主程序和中断服务程序组成,其流程图分别如图2(a)、(b)所示。
(2) 虚拟实验设备程序
虚拟实验设备程序是开发的普通Win32应用程序,完成对真实硬件设备的仿真,在界面上是对真实设备的外观模拟,在内部逻辑处模块上是对真实设备的功能仿真。
(3) VDD驱动程序
VDD是实现虚拟实验最重要的一个部分。VDD是一种特殊的驱动程序,是一个运行在操作系统用户模式下的32位动态链接库DLL。它通过一个截获-转发机制,将DOS实验程序和虚拟实验设备联系起来,而又使得实验者感觉不到VDD的存在,认为是在直接控制虚拟实验设备,从而获得与控制真实设备同样的体验。VDD不仅可以截获DOS程序的I/O操作,即IN/OUT指令以及对内存的读写操作,另外还支持DMA操作、CPU寄存器的读写和硬件中断模拟。VDD编写时必须符合Windows SDK中定义的Win32 DLL函数的规则形式,可分为如下三个部分:
① 初始化函数 它是VDD驱动运行的入口,主要完成初始化所需截获的端口地址列表,安装回调函数,以及创建并启动等待线程用于和Win32应用程序(即虚拟实验设备程序)进行通信。当初始化模块被成功载入后,DOS实验程序中对端口地址列表中的端口读写指令都会被成功截获,并且调用相应的回调函数。
② 端口写操作回调函数 它将截获的OUT指令中的端口地址和端口值传递到Win32应用程序, 实现对物理可编程实验设备的仿真,包括功能仿真、界面仿真。功能部分真实地模拟了具体可编程实验设备的功能特性,界面部分则是以图形化的形式再现了真实可编程实验设备的运行效果,如数码管的显示等。端口读操作回调函数,在截获到实验程序中的IN指令时,将虚拟的端口值返回给实验程序。
③ 等待线程 它实现和Win32应用程序,即虚拟实验设备的通信,以及中断的触发。虚拟实验的设计目标一方面是必须根据实验程序执行后产生的指令流,虚拟设备实时动作以仿真真实设备;另外还必须检验实验程序的正确与否。因此触发中断之前,应从以下几个方面来检测实验程序的正确性。
VDD中断触发流程如图3所示。
① 检测CPU是否处于开中断状态 在真实的中断实验中,中断信号通常是由硬件实验台的硬件设备产生。该中断信号作为可屏蔽中断由8259接口芯片进行管理,CPU只有处于开中断状态,才能响应可屏蔽中断,暂停现行程序的执行转而执行中断服务程序。因此DOS实验主程序在置换中断向量之后必须有一条STI开中断指令,否则实验结果是不正确的。但是VDD的中断模拟技术允许VDD向VDM模拟一个硬件中断申请信号,VDM接收到该中断申请信号,无论 CPU是否处于开中断状态,一定会执行相应的中断服务程序,从而可得到的正确运行结果。为了能得到和真实实验设备相同的实验结果,VDD程序在中断触发之前必须利用VDD的寄存器读函数getIF,检测CPU是否处于开中断状态,即CPU的I标志位是否为1。
② 检测8259相应通道是否开放 在真实的中断实验中,硬件中断信号接到主从8259的IR7-IR0,只有没有被8259屏蔽寄存器屏蔽的中断申请信号才能通过 8259向CPU提请中断。DOS实验主程序必须开放8259程序中断,例如硬件中断信号接到PC系列机中从8259的IR1,则程序段如下:
IN AL,21H
AND AL,11111011B
OUT 21H,AL ;主8259的屏蔽字的D2置0,开放主8259的IR2
IN AL,0A1H
AND AL,11111101B
OUT 0A1H,AL ;从8259的屏蔽字的D1置0,开放从8259的IR1
同样,VDM接收到VDD发送的模拟中断信号,无论当前8259是否开放,都会执行相应的中断服务程序,因此VDD程序在中断触发之前必须检测8259屏蔽字相应位是否置0。本文采用的检测方法如下:首先VDD初始化函数中截获的端口地址应包括主从8259屏蔽寄存器口地址,其次在端口写操作回调函数中,判断截获的端口地址是否为8259屏蔽寄存器口地址,若是则判断对应的端口值即屏蔽字相应位是否为1。
③ 检测中断向量的正确置换及中断结束命令字 对于可屏蔽硬件中断,在中断服务程序中断返回之前,应向8259送中断结束命令字20H,将8259中断服务寄存器相应位置0,否则CPU不能响应新的中断申请。实验证明中断结束命令字对VDD发送的模拟中断申请信号的作用相同,如果DOS中断服务程序在中断返回前没有向8259送中断结束命令,则中断服务程序不能正确地执行,得到正确的仿真结果。因此对于中断向量的是否正确置换及是否写中断结束命令字,不需要软件编程,而是从程序的运行结果就可以检测。
4 结 论
实验结果表明,通过对实际的接口硬件设备的软件模拟,虚拟设备能够做出与实际硬件完全类似的动作,实验的效果明显。基于VDM所截获的微机接口虚拟实验不仅比较有效地解决目前微机接口实验存在的一些问题和不足,在某些方面甚至优于真实的硬件实验,如不占用系统硬件资源、共享度高、成本低、可以不断增加新的实验内容等。硬件的虚拟化排除了实验中硬件故障的影响,学生通过虚拟实验可以更方便地检查出程序的错误,编写出正确的实验程序,提高了学习兴趣,获得更好的课程教学效果。
参考文献
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[9]坎特.Windows WDM设备驱动程序开发指南[M].北京:机械工业出版社,2007.
微机原理与接口技术 实验报告一 篇5
阅
微机原理与接口技术
实验报告一
姓名
匡越
学号
1715211016
时间
地点
实验题目
一、实验目的1.熟悉Keil软件使用
2.熟悉MCS-51指令
3.学习简单程序的调试方法
二、实验说明
通过实验了解单片机内部存储器的结构和分配及读写存储器的方法，熟悉MCS-51指令同时，学习单片机程序编程、调试方法。
三、实验内容及步骤
1.启动PC机，打开Keil软件，软件设置为模拟调试状态。在所建的项目文件中输入源程序1，进行编译，如有错误按提示找到该行并纠错，重新编译直到通过。
2.编译无误后，打开CPU窗口，选择单步或跟踪执行方式运行程序，观察CPU窗口各寄存器的变化并将观察到的结果记录到预习报告。
3.新建另一个项目输入源文件2，打开CPU窗口，选择单步或跟踪执行方式运行程序，观察存储块数据变化情况记录到预习报告。点击复位按钮，改变存储块数据，点击全速执行快捷按钮，点击暂停按钮，观察存储块数据变化情况，记录到预习报告。点击复位按钮，改变存储块数据，分别LOOP、LOOP1设置断点，点击全速执行快捷按钮，在断点处观察寄存器及存储块数据变化情况。
WAVE软件使用方法参考其帮助文件。
四、实验程序流程框图、实验程序
1、源程序1
ORG
0000H
AJMP
MAIN
ORG
0030H
MAIN：
MOV
R0,#30H；
(R0)=
(00H)=
MOV
A,#40H；
(A)=
MOV
R6,A；
(A)=,(R6)=
MOV
A,@R0；
(R0)=
(A)=
MOV
40H,A；
(A)=
(40H)=
MOV
30H,40H；
(30H)=
(40H)=
MOV
R1,#40H；
(R1)=
MOV
@R1,#0AAH；(R1)=
(40H)=
MOV
SP,#60H；
(SP)=
PUSH
ACC；
(SP)=
(61H)=
PUSH
30H;
(SP)=
(62H)=
MOV
A,#0FFH；
(SP)=
(A)=
MOV
30H,#30H；
(SP)=
(30H)=
POP
ACC；
(SP)=
(A)=
POP
30H；
(SP)=
(30H)=
ADD
A,30H；
(30H)=
(A)=
Cy=
SUBB
A,#10；
(A)=
Cy=
MOV
R4,#00100100B；
(R4)=
H
MOV
A,#39H；
(A)
=
ADD
A,R4；
(A)
=
(R4=)
DA
A；
(A)
=
Cy=
MOV
28H,#55H；(28H)
=
Cy=
MOV
C,40H；
(PSW)
=
Cy=
MOV
26H,#00H；(26H)
=
Cy=
MOV
30H,C；
(30H)
=
(26H.1)
=
SJMP
$
j点击project，选择下拉式菜单中的New
project；
k选择所要的单片机，这里我们选择常用的Ateml
公司的AT89C51；
l新建一个File，输入源程序；
m将新建文件保存为text.asm的格式；
n鼠标在屏幕左边的Source
Group1
文件夹图标上右击弹出菜单，在这里可以做在项目中增加减少文件等操作。选“Add
File
to
Group
‘Source
Group
1’”弹出文件窗口，选择刚刚保存的文件；
o对程序进行编译运行；
使程序一得：
ORG
0000H
AJMP
MAIN
ORG
0030H
MAIN:
MOV
R0,#30H
;
(R0)=
0x30
(00H)=
0x0000
MOV
A,#40H
;
(A)=
0x40
MOV
R6,A
;
(A)=
0x40,(R6)=
0x40
MOV
A,@R0
;
(R0)=
0x30
(A)=
0x16
MOV
40H,A
;
(A)=0x16
(40H)=
0x0040
MOV
30H,40H
;
(30H)=
0x0030
(40H)=
0x0040
MOV
R1,#40H
;
(R1)=
0x40
MOV
@R1,#0AAH;(R1)=
0x40
(40H)=
0x0040
MOV
SP,#60H;
(SP)=
0x60
PUSH
ACC;
(SP)=
0x61
(61H)=
0x0061
PUSH
30H;
(SP)=
0x62
(62H)=
0x0062
MOV
A,#0FFH;
(SP)=
0x62
(A)=
0xff
MOV
30H,#30H;
(SP)=
0x62
(30H)=
0x0030
POP
ACC;
(SP)=
0x61
(A)=
0x16
POP
30H;
(SP)=
0x60
(30H)=
0x0030
ADD
A,30H;
(30H)=
0x0030
(A)=
0x2a
Cy=
0
SUBB
A,#10;
(A)=
0x20
Cy=
0
MOV
R4,#00100100B;
(R4)=
0x24
H
MOV
A,#39H;
(A)
=
0x39
ADD
A,R4;
(A)
=
0x5d
(R4=)
0x24
DA
A;
(A)
=
0x63
Cy=
0
MOV
28H,#55H;(28H)
=
0x0028
Cy=
0
MOV
C,40H;
(PSW)
=
0x80
Cy=
MOV
26H,#00H;(26H)
=
0x0026
Cy=
MOV
30H,C;
(30H)
=
0x0030
(26H.1)
=
0
SJMP
$
2、源程序2
设(30H)=4,(31H)=1,(32H)=3,(33H)=5,(34H)=2,(35H)=6
ORG
0000H
AJMP
MAIN
ORG
0030H
MAIN:
MOV
R0,#30H；30H→R0
MOV
R2,#6；6→R2
SORT:
MOV
A,R0;30H→A
MOV
R1,A；30H→R1
MOV
A,R2；6→A
MOV
R5,A；6→R5
CLR
F0；
状态标志位清零
DEC
R5；寄存器R5减一
MOV
A,@R1；R1→A
LOOP:
MOV
R3,A；A→R3
INC
R1
；寄存器R1增1
CLR
C
；进位标志位清零
MOV
A,@R1；31H→A
SUBB
A,R3；累加器内容减去寄存器内容
JNC
LOOP1；仅为标志位为1，则进行LOOP1
;以下代码完成数据交换
SETB
F0；状态标志位置1
MOV
A,@R1；31H→A
XCH
A,R3；将A于与R3的数据交换
MOV
@R1,A；将4赋值给寄存器R1(31H)
DEC
R1；寄存器减一
MOV
A,R3；1→A
MOV
@R1,A；将1赋值给寄存器R1(30H)
INC
R1;寄存器R1增一
LOOP1:
MOV
A,@R1；4→A
DJNZ
R5,LOOP；寄存器R5减一，不为零则回到LOOP
JB
F0,SORT；状态标志位为零，则回到SORT
SJMP
接口实验 篇6
关键词:教学改革;理论教学;创新能力;虚拟实验平台
中图分类号:H191 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2010) 04-0000-01
Reform of Course Theory &Experimental Teaching on《Microcomputer Principles and Interface Techniques》
Chen Ke,Zhang Qi
(Sichuan Vocational&echnology College,Suining629000,China)
Abstract:As a fundamental major course of relative majors of electrical and information in higher vocational colleges,the course Microcomputer Principles and Interface Techniques is of great practice. The breakthroughs of the course reform lie in enhancing cultivating the students’ originality and bringing their initiatives into full play.In the aspect of theoretic teaching,the cultivation of the students’ comprehensive analytic ability should be emphasized enable them to have the ability of certain microcomputer hardware interface design.In the aspect of experimental teaching,the virtual experiment platform of microcomputer interface is established, the restriction of traditional experiments targeting time and space is broken,the integration of experimental teaching is realized.
Keywords:Teaching reform;Theoretic teaching;Originality;Virtual experiment platform
《微机原理与接口技术》课程是高职院校电气信息类专业的主要专业基础课程之一。很多学生在该课程的学习过程中,对接口芯片的工作原理与接口电路的设计思路及其在微机控制系统中的应用难以形成一个系统的概念,更谈不上创新设计能力的培养。因此,积极地对《微机原理与接口技术》课程进行教学改革,有效提高教学质量是当前该门课程教学的首要任务。
一、转变教学指导思想,实现以能力为本
当前很多高职院校对该课程的教学大多采用验证教学模式,尤其是在实验教学中普遍采用实验箱,仅对接口芯片功能进行相应的工作方式验证性实验,忽略了对学生的自主思维空间进行拓展,从而阻碍了创新能力的形成,使该课程在学生的整个专业知识体系结构中的作用得不到应有的体现[1]。因此,学生对该门课程的学习重点必须在教师的引导下从“是什么,如何工作”转变到“如何思考,如何设计”这个层面上来,这也更符合当前高职教育所强调的“以能力为本”这个全新的教学指导思想。
二、优化理论教学内容,推行实验教学改革
《微机原理与接口技术》课程教学改革以突出实用为目的,并结合高职院校学生实际特点,重点阐述与接口应用相关指令及编程基础,加大微机接口应用技术知识方面的阐述。内容取材上,力求反映微型计算机接口技术的最新成果和新知识,对现有理论教学内容进行适当的优化。课程通过课堂教学和一定量的实验教学相结合,使学生建立起“程序存储和程序控制”的牢固概念,教学改革的宗旨是要全面培养学生进行微机系统扩展的应用能力和独立分析问题、解决问题的创新能力。
在《微机原理与接口技术》课程教学中,实验教学是一个很重要的环节。传统的接口实验一般采用实验箱来完成,成本较高,并且能够扩展的实验项目有限,通常是验证性实验居多,很多能拓展学生创新思维的实验项目无法开展。因此,建立“微机接口虚拟实验平台”,是当前很多高职院校对该课程实验教学改革的目标所在。
传统的接口实验设备包括两部分:“微机”和与其连接的“专用实验台”两个部分。“微机接口虚拟实验平台”则采用以“软”代“硬”和“虚”、“实”结合的设计思路,强调系统的实用性和可扩展性,最大限度地仿真真实的实验环境。
“虚拟实验平台”包含虚拟接口电路和虚拟实验操作台。虚拟接口电路是实验程序和虚拟实验操作台的连接通道,包含了实验中常用的I/O接口芯片,有8253、8255A、、A/D、D/A等,与实际芯片功能相同,并与实际的微机实现了“连接”,能够被实际的实验程序所访问,也即对调试程序而言与真实的存在几乎没有什么差别。虚拟实验操作台主要包括常用的外围单元电路,如指示灯、数码管、键盘、开关、传感器等,它是一个交互性较强的可视化界面,不仅可以指示或反映出实验的结果,同时学生可以通过拖动鼠标来模拟连线和使用虚拟的测试仪器进行检测等操作[2]。
下图展示的是“虚拟实验平台”上8255A芯片与4×4键盘的虚拟接口实验操作台界面。
8255A芯片与4×4键盘的虚拟接口实验操作台界面
与传统的实验相比,“虚拟实验平台”作为一种新型的实验类型,在很多方面优于传统的硬件实验平台,具有比传统实验更为灵活多样的表现形式,在培养学生创新能力,促进实验教学技术手段创新发展等方面将发挥重要的作用。
三、结束语
《微机原理与接口技术》的课程教学与实验改革是一个长期的过程,本文通过作者自己的教学实践,合理优化教学内容,灵活组织教学模式,适时设计教学场景,通过建立“虚拟实验平台”,提高了教学质量,改善了教学效果,全面拓展了学生的创新思维,培养了学生的创新能力。
参考文献:
[1]陈友宣.微机接口技术实验课程教学改革探讨[J].企业教育,2007,03下:7-8
[2]王青.微机接口网上虚拟实验室的研究设计[D].中国海洋大学,2004
作者简介:
陈科,男,四川职业技术学院电子电气工程系,助教,硕士,研究方向:电气自动化技术。
接口实验 篇7
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。
摘要：《微机原理与接口技术》实验教学应该突破传统的理论验证教学模式。在实验内容、实验组织方法上进行一些有益的改革尝试, 可以有效提高教学质量。实验教学的改革应该加强对学生创新能力的培养, 充分发挥学生学习的主动性。
关键词：教学模式,实验教学,创新能力
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.
接口实验 篇8
关键词：微机原理,接口技术,实验教学改革
1 微机原理与接口技术实验教学现状
《微机原理与接口技术》是计算机科学与技术, 通信工程, 电子信息工程, 自动化等专业必修的一门专业基础课。是学习相关专业后续课程的基础。微机原理与接口技术是一门软硬件相结合的课程。教学内容抽象枯燥, 理论性、实践性强, 教师的教学难度较大。
《微机原理与接口技术》实验教学作为微机原理与接口技术教学重要的一个组成部分, 却普遍存在着一些问题, 这制约了微机原理与接口技术实验教学质量的提高。
目前在实验教学中存在的问题主要集中在这几个方面:
1.1 微机原理与接口技术课程以理论讲解为主, 对实验教学不够重视
实验教学课时不足。一学期的大部分时间都是老师在讲理论知识, 学生虽然也能听懂, 但是往往是一知半解, 学完以后还是对微机系统的整体概念很模糊, 对汇编语言程序设计掌握的也不好。
1.2 实验设备陈旧, 硬件系统老化
目前实验室中使用的实验设备大多数是实验箱。并且实验箱提供给学生可做的实验项目有限, 不能提高学生的学习兴趣。
1.3 实验教学内容和方法不合理
目前高校中开设微机原理实验课做的实验内容基本上是以验证性的接口实验为主。学生按照电路图做好连线工作, 然后直接将老师给的源代码输入电脑, 直接编译链接运行程序看硬件的演示效果就算完成任务, 并没有很好的进行自己的思考和学习。
1.4 实验考核方法缺乏科学性
现在实验课考核的方法主要是以学生上交的实验报告和平时的出勤考核作为成绩的依据。但是这样的考核缺乏科学性, 并不能真正的反映学生学习的情况。因为很多学生都是抄袭别的学生的实验报告, 并没有自己认真的做实验, 而教师也很难分辨实验报告的原创性, 所以成绩的评定存在很多问题。
2 对微机原理与接口技术实验教学改革的思考
针对目前高校微机原理与接口技术实验课程教学中存在的各种问题, 我们要探索如何对传统的实验教学方式进行改革。
2.1 传统的微机原理与接口技术教学分为理论课和实验课两部分
一般院校都是重视理论课的教学, 而对实验课的教学重视程度不够。例如一学期安排理论课68课时, 而实验课课时只有17课时, 所以教学效果不是很理想。有很多学生学习完还是对微机系统的概念搞不清楚, 更不用说进行综合性和设计性的实验了。所以我们将实验课时增加到34课时, 将增加的一倍课时量分别投入到基础汇编程序设计和综合性设计性实验的教学中来。
2.2 在现有的实验室条件的基础上, 尽力发挥原有实验箱的功能, 利用实验箱做基础的汇编程序设计实验和基础的接口实验内容
在此基础上我们利用了PROTEUS软件对8086进行仿真, 可以利用PROTEUS做一些综合性和设计性的实验, 这样不仅可以使学生能够做一些综合性设计性的实验内容, 而且还能利用微机原理实验课的时间学会PROTEUS软件的使用, 为以后学习单片机等课程时仿真的应用提供了帮助。这样在并没有增加太多硬件投入的基础上, 可以增强学生的学习兴趣, 提高设计能力, 提高对微机系统的整体概念的认识。
【参考文献】
2.3 目前的实验内容还是以基础的接口程序学习为主, 并没有做到由浅入深, 形成一个合理高效的体系
为了更好的与理论课所学知识相结合, 并且能够很好的培养学生的设计能力和工程实践能力。经过多年的实验教学积累, 我们将微机原理与接口技术实验课内容分为两大部分来教学。首先, 第一部分为基础的汇编程序设计和基础接口程序的内容, 紧密结合理论课所学内容, 使学生打下一个良好的基础。在此基础上, 第二部分就是综合性和设计性的实验内容。这一部分的内容为提高内容, 是对理论基础知识的升华, 目的是培养学生的自主设计能力。同时也可以提高学生的学习兴趣。具体的教学方法如下:
1) 首先要求学生做好预习工作。因为实验内容有一定的难度, 想要在有限的实验课时间内很好的完成实验任务, 必须做好预习工作。在每次实验课上要求教师布置好下次实验内容, 要求学生课下时间进行阅读和查找资料的工作, 做到有的放矢, 掌握实验内容。
2) 其次在实验课中也改变以往的直接给出硬件原理图和直接讲解源代码的方式, 而是由学生根据教师布置的实验内容, 自主设计实验, 完成硬件接口和程序的设计。在最后的讲解讨论环节, 可以由不同的学生来讲解他完成的实验, 别的学生进行讨论, 最后由教师点评讲解, 使学生真正的投入到实验课中。
3) 最后在实验报告的环节中, 要求学生根据自己的实验内容撰写, 避免出现互相抄袭的现象。要求每个学生在实验报告中写实验的设计思路和程序设计方法, 以及这个实验的总结。
通过以上的教学方法, 可以使学生更好的投入到实验课的学习中来, 使理论和实践结合的更紧密。最终达到培养学生自主设计和创新实践能力的目的。
2.4 科学的实验考核方法可以更好的检验学生的学习效果和教师的教学效果, 而且可以促进教学内容的完善和教学方法的改进
在原有的利用实验报告和出勤评定实验成绩的基础上, 我们采取了新的考核方法。在期末考试周中, 拿出一节课设计好一个实验题目内容, 要求学生在一节课的时间完成, 以此评定学生的学习和设计能力。此考核部分占到50%的成绩, 而平时出勤和实验报告各占25%。这样评定实验课的成绩更加科学, 也能更加公平合理的反应学生的学习情况。也为教师做了一个很好的反馈, 教师通过对考核成绩的分析, 进一步提高自己的教学质量。
3 结束语
我们在微机原理与接口技术实验这门课程的教学中, 本着培养学生的工程实践能力和创新精神, 提高教学质量, 做了一些研究和探索。改革后的教学效果明显, 学生的学习兴趣有了很大的提升, 教学质量得到了提高。达到了我们培养优秀的技术人才的目的。S
参考文献
[1]顾晖, 等.微机原理与接口技术:基于8086和Proteus仿真[M].电子工业出版社, 2011.
[2]李继灿.微机原理与接口技术[M].清华大学出版社, 2011.
接口实验 篇9
《微机原理与接口技术》是计算机专业的一门重要的理论与实践结合的课程。随着现代化教学手段的逐步普及,各高等院校都装备有多媒体教室。传统的教学方法是利用电子教案授课,由于电子教案缺乏交互性,学生不能实际看到CPU内部的结构及操作变化过程,教学效果仍然不够理想。考虑到本课理论教学讲的是微机原理及其软硬件结构,多媒体教室目前就有一台微机,该微机连接投影仪供电子教案授课使用。我们设计了在使用电子教案教学的同时,利用多媒体教室的微机进行隨堂演示实验。使用DEBUG调试工具直接进入微机CPU内部结构展示及内部操作过程演示,对于充分利用多媒体教学资源,发掘电子教室的潜力,提高教学效果,具有非常重要的意义。
课堂演示实验与实验室实验课不同,实验室实验课主要进行芯片或功能部件的设计、搭建、测试、编程、调试,需要有实验设备的支持。课堂演示实验是课堂理论课的补充,例如课堂上讲中断系统组织、中断向量、中断服务程序等概念,学生可能听不系统或概念不够清晰。通过现场进入微机的内存,直接观看中断向量表、中断服务程序、中断响应、中断处理、中断返回的过程,能极大的引起学生的兴趣,实际感觉到操作的过程与作用效果,有了系统、完整、形象、准确的理解,印象会非常深刻。
2 课堂演示实验教学方法
课堂演示实验由理论课教师随堂进行。我院《微机原理与接口技术》课课堂验证演示实验共开10个实验项目,一般穿插在理论教学内容中同时进行演示实验,每个演示实验不超过15分钟。
下面以中断系统原理、中断向量表、中断管理机制章节教学为例,介绍课堂验证演示实验方法。由于本节课讲了中断系统,可以利用DEBUG软件进入内存,实际查看中断向量表,实际写一段中断调用主程序,实际写一段中断服务程序,填写上中断向量,然后用单步执行方式一步一步执行主程序及中断服务程序,实现中断的转出、保护现场、执行中断服务程序及中断返回。使学生当堂观察到程序的执行顺序,切实搞懂中断调用主程序、中断服务程序与中断向量的关系。
具体实验步骤为:
(1)利用DEBUG调试工具进入微机实模式状态。
(2)用D 0000:0000命令显示中断向量表,讲解中断向量表的结构。
(3)讲解向量表中每4个字节的顺序,计算中断号与中断向量存放的单元对应关系。计算9#中断对应的向量表偏移地址是9x4=36=24H,用D命令查看0000:0024单元的4字节,例如是87 E9 00 F0,告诉学生9#中断服务程序就在F000:E987处。
(4)用U F000:E987命令查看9#中断服务程序本身。
(5)如果是讲到8259芯片工作原理,介绍微机键盘与键盘接口的关系,介绍9#中断就是键盘中断。讲解键盘按下A键、接口缓存键代码41H及扫描码1EH、接口向8259申请中断(请求信号连接到8259的1号中断请求输入端)、8259向CPU申请中断、CPU响应、8259送出中断号8+1=9、CPU取回9乘4得到向量表的偏移地址0024、CPU从0000:0024H单元取出中断服务程序首地址F000:E987、CPU转到F000:E987去执行中断服务程序的全过程。
(6)如果是演示中断服务程序的转入及返回过程,可以写一段短小的中断调用主程序,写一段中断服务程序,填写上中断向量,然后用单步执行方式一步一步执行主程序及中断服务程序,具体步骤及举例程序如下:
(1)用D 0:0 3FF命令查看中断向量表,找一个可以使用的中断号,例如80H号。
(2)在1234:5678单元写一段显示一个DL中的字符的中断服务程序。例如:
(3)给该中断服务程序一个中断类型号,设为80号中断,80H x 4=200H,在0000:200H单元写上80号中断服务程序首地址1234:5678。
(4)在当前代码段100单元处写一个主程序,该主程序调用80号中断服务程序。
(5)用T=100命令单步执行主程序。单步显示程序的执行过程(执行到INT 21指令时,用P命令执行,避免单步进入INT 21中断服务程序),注意让学生查看堆栈指针的变化及栈顶存放的是什么内容。
通过以上课堂演示实验,学生深刻理解了中断系统的组织、中断向量表、中断服务程序,达到了理论教学的实际验证演示的目的。
3 课堂验证演示实验教学内容
受多媒体电子教室一台连接投影仪的微机的限制,课堂演示实验只能因地制宜,充分展示这台微机的全部资源。经几年的教学实践,我们设计了《微机原理与接口技术》课课堂验证演示实验方案,具体的实验项目有:
(1)8086CPU内部寄存器实验
实验目的加深对8086CPU内部寄存器的印象,加深对CPU内部状态标志位的印象,理解控制标志的意义。
(1)利用DEBUG的R命令显示内部寄存器的值,介绍各寄存器,修改寄存器的值。
(2)执行加、减、与、或指令,验证状态标志位的变化。
(3)通过单步执行串操作指令REPZ,MOVSB指令,分别设置DF标志为0或1,查看SI、DI是递增或递减,验证控制标志的意义。
(2)段地址展示实验
(1)DEBUG进入后,查看段寄存器的值。
(2)设当前代码段为12B0H,分别设置DS=2000H,ES=2100H,SS=2200H,并将2000:0单元开始的1000H个单元清0。
(3)在代码段写几条分别向DS段、ES段写数据的程序,执行后查看数据存在。
(4)在代码段写几条压栈、弹出堆栈的指令,单步执行后看SS:SP处的变化,掌握堆栈的应用。
(5)在ES段0单元写一个数,从DS段1000H单元取,看到是同一个数。进一步演示一个物理单元可以对应不同的段地址,例如在1000:1234H单元写一个数,到1100:234H、1120:34H、1123:4H单元去看,是同一个物理单元。
(3)中断向量表实验
实验目的是观看微机的中断向量表,计算某个向量对应的地址,填写中断,编写中断服务程序,演示中断进入、返回的过程。
(1)察看中断向量表。
(2)编写、运行中断服务程序(前面已经详细介绍)。
(4)端口地址展示实验
实验目的是加深对几个端口地址的印象,知道在哪里去找几个端口地址。
(1)查看一些系统使用的端口地址,例如40:0开始的COM口口地址03F8、2F8、03E8、02E8等,40:8开始的并行口地址03BC、0378、0278等。
(2)演示通过直接对端口70H、71H的设置,清除CMOS口令。
(5)8255应用演示实验
本实验直接操作8255的PB0、PB1引脚,使扬声器发出不同频率的声音,加深对8255应用的印象。
(6)定时器8253应用演示实验
本实验直接操作8255的PB0引脚和8253的定时器0,使扬声器发出不同频率的声音,加深对8253分频的理解。验证8253的通道0产生的周期为55ms的定时计数,查看40:6c单元的值的变化,可以发现,每55ms该单元+1。
(7)8251应用演示实验
本实验直接操作8251的发送器发送字符,直接从接收器接收字符,加深对8251工作原理的理解。
(1)通过一个9针的D型RS232插座,将它的2-3脚直接连接。便于实现自发自收。
(2)用O 3F8,41命令从串行口的发送器发送一个“A”字符。
(3)用I 3FD命令接收从串行口的状态寄存器的内容,请学生分析各位的意义。
(4)用I 3F8命令从串行口的接收器接收一个字符,验证是刚才发送的字符。
(5)编一段小程序,自发自收一段数据。
(8)微机内存空间区域展示实验
实验目的是观看微机实模式下的内存空间使用情况。例如中断向量表空间。系统数据区空间,DEBUG程序区空间,当前用户程序区,堆栈区,基本内存最后的扩展内存区,磁盘缓存区,显示缓存区,BIOS程序区,系统开机启动时第一条指令位置等。
(9)键盘缓冲区展示实验
实验目的是观看微机的键盘缓冲区使用情况。查看内存40:1A-3E键盘缓冲区,40:1A键盘缓冲区首指针,40:1C键盘缓冲区尾指针,后面32个单元可以缓冲15个键码。每2个字节为一个键码,即键的ASCII码+键扫描码,例如数字键1的ASCII码是31H,扫描码是2。在键盘上输入几个字母,例如ABCDEFG,用D40:0命令看缓冲区,可以看到那几个字母及命令。
(10)显示缓冲区与显示属性字节演示实验
实验目的是展示显示缓冲区的位置,演示显示缓冲区的使用及显示缓冲区与屏幕的对应关系,验证显示属性字节的意义。
(1)DEBUG进入后,查看B800:0-17F单元的内容(不同的系统显示缓冲区位置可能有变,一般都在B800:0处),应该是42 07 3807等,介绍42是屏幕左上角第1个字符B的编码,07是该字符的属性字节。
(2)通过修改显示缓冲区中的显示码和显示属性字节,在屏幕上立即观察到显示效果。例如想在屏幕上第10行第1列位置显示一个红色的字母A,已知屏幕每行80字符,每个字符占显示缓冲区2字节,80x9x2=1440=5A0H,只需要将字符的ASCII码41和显示属性字节04写到B800:5A0处即可。使用E B800:5A0命令写入41后看到屏幕第10行第1列位置显示了一个字母A,隨后写入04,看到该字母变成红色。
4 结束语
利用多媒体教室的微机进行微机内部展示、功能验证演示,将课堂理论与微机实际结构完美的结合起来,为学生提供了多样化的教学形式和手段,激发了学生学习兴趣与自己动手实验兴趣,对消化、理解理论课的教学内容起到非常积极的作用。学生反映课堂演示实验形象、直观、连贯、实用,百闻不如一见,印象非常深刻。进行课堂演示实验要注意三点:一是教师应熟悉实验内容,根据理论课教学进度,灵活分解实验项目,把握实验时机穿插进行演示实验;二是演示时要与学生多交流、互动,让学生指定实验数据,想象实验效果。三是提出讨论问题,请学生课后自己在微机上实验。
摘要：利用多媒体教室的微机,在理论课教学的同时,进行相关教学内容的计算机内部实际展示,进行课堂现场芯片编程演示,给出了设计的课堂实验教学内容,介绍了相应的实验教学方法。
关键词：微机原理与接口,课堂演示实验,演示方法,演示内容
参考文献
[1]戴梅萼.微型计算机技术及应用[M].北京:清华大学出版社.2003.
[2]陈裕国.微机原理与接口技术课程教学方法探索与实践[J].科技信息(学术研究).2007,(25):210-212.
[3]王华,傅彦,崔金钟.微机原理与接口课程实验教学改革的实践[J].实验科学与技术.2007,(2):78-80.
接口实验 篇10
(一) 现状分析
单片机的出现是近代计算机技术发展史上的一个重要里程碑, 其诞生标志着计算机正式形成了通用计算机系统和嵌入式计算机系统两大分支。但目前的理工科教育存在着重知识传授而轻能力与素质培养、重理论讲述而轻实践环节训练等众多问题。这些问题的产生可能是因为不具备可以提高自主开发能力的训练条件或已开设的相关课程教学内容陈旧、广度及深度不够等造成的。传统的单片机教学实验系统存在的缺点, 有些直接影响初学者对整个系统开发过程的理解, 有些功能繁多, 使用很不方便, 而且只能做一些实验系统提供的固定实验, 不利于开发初学者的思维及提高应用水平。
(二) 实验教学的改革
对单片机实验进行改革, 结合单片机原理课程的特点, 依照以学生为本的理念, 设计一种具有自开发功能的实验系统, 使实验课程不受时间和地点的限制, 学生可以先进行一些简单程序的开发、再靠循序渐进的积累, 从而提高学生学习的主动性, 有利于对单片机开发过程的全面理解和应用。
1. 具有自开发功能实验系统
系统组成如图1所示, 主要包括计算机与单片机实验系统两大部分。单片机实验系统采用ATMEL公司的AT89S52单片机, 以8051为内核, 它在存储器容量、中断源和16位定时/计数器都较AT89S51有所增加, 还具有在线下载功能, 可实现下载和在线编程功能, 所以只要有了计算机和AT89S52最小系统板就可开始实验。
图2是下载线的原理图。学生可以把实验室“搬”到宿舍, 自己动手设计单片机最小系统, 通过下载线的下载和在线编程功能, 使单片机软硬件组合调试十分方便。
图3是AT89S52最小系统板框图。目前大多数学生在宿舍都有自己的计算机, 学生可以自己做单片机最小系统板, 在宿舍或开放实验室里进行连线安装后就可以开始实验, 彻底使得学生不再受限于课程的时间和空间、局限在课堂上做实验。
2. 学习兴趣的培养
在实验教学改革过程中, 课题组通过组建电子兴趣小组, 吸引大学新生加入, 然后有组织有计划地对他们进行培训, 让他们在开放实验室学习基本理论知识, 掌握一些基本技能。还开设了综合开放实验室, 在课余、双休日及寒暑假对学生开放。
具有自开发功能实验系统可以使学生合理的安排自己的实验时间和学习进度。对理论知识掌握一般的学生可通过加强练习和思考的方式来加深理解, 而对已具备较深层次理论的学生则可进行电子产品设计技能的训练。学生在使用该实验系统过程中, 要求遵循单片机系统的开发应用过程, 由浅入深的完成学习任务。图4为单片机系统开发过程。
广西大学物理学院从2000年就开始对电子技术专业兴趣和能力的培养进行了探索, 并在2007-2009年全区电子设计竞赛中共获4项一等奖, 5项二等奖和3项三等奖, 获奖学生总数达36人。实践表明, 经常进行系统开发训练的学生, 其对单片机的兴趣能够一直保持, 其独立思考、分析问题、解决问题的能力也得到了培养, 动手能力及创新能力更是得到了很大地提高, 在制作产品、参加各类学术竞赛等方面都有明显的优势。
参考文献
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