淺談微機(jī)原理的應(yīng)用與教學(xué)

劉奧林?李朋陽(yáng)?陳鵬沖

摘 要：隨著現(xiàn)在科技的迅猛發(fā)展，有關(guān)計(jì)算機(jī)電子科學(xué)技術(shù)方面的知識(shí)也越來(lái)越健全，隨之微機(jī)原理的應(yīng)用在我們生活中也越來(lái)越多。本文對(duì)微機(jī)原理的內(nèi)容和應(yīng)用作了一些介紹，并且針對(duì)微機(jī)原理課程提出兩點(diǎn)教學(xué)建議。

關(guān)鍵詞：微機(jī)原理；應(yīng)用；教學(xué)

微機(jī)原理這門(mén)學(xué)科在現(xiàn)代社會(huì)生活中，所涉及的范圍己經(jīng)十分廣泛，與人們的工作生活也密不可分。現(xiàn)在的許多智能家電都是有關(guān)微機(jī)原理的應(yīng)用，微機(jī)原理將成為越來(lái)越重要的一門(mén)學(xué)科。然而學(xué)生們?cè)趯W(xué)習(xí)這門(mén)課上也有一定的難度，在這里提出兩點(diǎn)教學(xué)建議，希望有助于學(xué)生能更好的學(xué)習(xí)這門(mén)課程。

1 微機(jī)原理的主要內(nèi)容

《微機(jī)原理》作為一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，它的主要內(nèi)容包括微型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、8086微處理器和指令系統(tǒng)、匯編語(yǔ)言設(shè)計(jì)以及微型計(jì)算機(jī)各個(gè)組成部分介紹等內(nèi)容。要求學(xué)生對(duì)微機(jī)原理中的基本概念有較深入的了解，能夠系統(tǒng)地掌握微型計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)、8086微處理器和指令系統(tǒng)、匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)方法、微機(jī)系統(tǒng)的接口電路設(shè)計(jì)及編程方法等，并具有綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

2 微機(jī)原理在生活中的應(yīng)用

微機(jī)原理是一門(mén)先進(jìn)卻又復(fù)雜的科目，對(duì)我們的工作生活有極大的影響。在我們學(xué)習(xí)和了解微機(jī)原理之后，就必須要學(xué)以致用，所以接下來(lái)就主要淺談一下.微機(jī)原理在生活工作中的具體應(yīng)用。

我們生活中應(yīng)用最多的就是單片機(jī)，又稱(chēng)單片微控制器，它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片，而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。概括的講：一塊芯片就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開(kāi)發(fā)提供了便利條件。同時(shí)，學(xué)習(xí)使用單片機(jī)了解計(jì)算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。

我們知道二十世紀(jì)跨越了三個(gè)“電”的時(shí)代，即電氣時(shí)代、電子時(shí)代和現(xiàn)己進(jìn)入的電腦時(shí)代。不過(guò)，這種電腦，通常是指?jìng)€(gè)人計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱(chēng)PC機(jī)。它由主機(jī)、鍵盤(pán)、顯示器等組成。其中還有另一類(lèi)計(jì)算機(jī)，大多數(shù)人都不熟悉的。這種計(jì)算機(jī)就是把智能賦予各種機(jī)的單片機(jī)，也稱(chēng)之微控制器。顧名思義，這種計(jì)算機(jī)的最小系統(tǒng)只用了一片集成電路，即可進(jìn)行簡(jiǎn)單運(yùn)算和控制。由于它體積小，通常都藏在被控機(jī)械的“肚子”里。它在整個(gè)裝置中，起著有如人類(lèi)頭腦的作用，一旦出了毛病，整個(gè)裝置就會(huì)癱瘓了。目前，這種單片機(jī)的使用領(lǐng)域己十分廣泛，如在智能儀表、實(shí)時(shí)工控、通訊設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)、家用電器等中得到大范圍應(yīng)用。各種產(chǎn)品一旦用上了單片機(jī)，就能起到使產(chǎn)品升級(jí)換代的功效，常在產(chǎn)品名稱(chēng)前冠以形容詞一一“智能型”，如智能型洗衣機(jī)等。現(xiàn)在有些工廠的技術(shù)人員或其它業(yè)余電子開(kāi)發(fā)者搞出來(lái)的某些產(chǎn)品，不是電路太復(fù)雜，就是功能太簡(jiǎn)單且極易被仿制。其中的原因，可能就在于產(chǎn)品未使用單片機(jī)或其它可編程邏輯器件上。并且實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中可及時(shí)處理現(xiàn)場(chǎng)的參數(shù)、信息，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)處理，同時(shí)計(jì)算機(jī)又可自行處理運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的諸如電源突變、運(yùn)算溢出等故障，提高了計(jì)算機(jī)的可靠性。

目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒(méi)有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車(chē)的安全保障系統(tǒng)，錄象機(jī)、攝象機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開(kāi)單片機(jī)。尤其是在自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械些重要的領(lǐng)域中，起作用顯得更加關(guān)鍵。

3 微機(jī)原理教學(xué)方式的改進(jìn)

微機(jī)原理與應(yīng)用的教學(xué)內(nèi)容抽象、信息量大、圖表豐富，如果還是采用傳統(tǒng)的板書(shū)加掛圖的力一式進(jìn)行課堂教學(xué)力一式，很不利于學(xué)生系統(tǒng)性地理解相關(guān)內(nèi)容，甚至連基本概念的理解都會(huì)有偏差。為此，教師應(yīng)注意結(jié)合具體實(shí)物去講解，同時(shí)允分發(fā)揮多媒體教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，將抽象概念具體化。教師應(yīng)在在課堂上帶一些與課程有關(guān)的實(shí)物，比如CPU芯片，從實(shí)驗(yàn)室找些PC/XT機(jī)的主板和PentiumPC機(jī)主板，告訴學(xué)生主板上各接口的位置和功能以及各種主板的不同之處，讓學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)整個(gè)硬件系統(tǒng)有比較直觀的認(rèn)識(shí)，講解概念時(shí)就容易接受，同時(shí)讓學(xué)生感到這門(mén)課與自己是密切相關(guān)的，自然愿意努力學(xué)習(xí)了。

在講課時(shí)善用比喻，將抽象問(wèn)題具體化，復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化。將存儲(chǔ)器單元的地址形象地比喻為門(mén)牌號(hào)碼，存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)比喻為住戶(hù)，像要找到某個(gè)人須知道他家的門(mén)牌號(hào)碼一樣要訪(fǎng)問(wèn)某個(gè)存儲(chǔ)器單元，必須要給出該存儲(chǔ)單元的地址。指令隊(duì)列與堆棧的區(qū)別，就像排隊(duì)打飯和疊放光盤(pán)，前者先進(jìn)先出，后者先進(jìn)后出，讓學(xué)生覺(jué)得計(jì)算機(jī)的某些工作過(guò)程其實(shí)和我們?nèi)粘Ｉ詈芟嗨疲⒉荒敲瓷衩夭粶y(cè)。

還有一點(diǎn)就是需要教師重視輔導(dǎo)答疑。輔導(dǎo)答疑是教師和學(xué)生課后交流的重要環(huán)節(jié)，通過(guò)答疑，教師可以發(fā)現(xiàn)班級(jí)學(xué)生存在的問(wèn)題，自檢授課的漏洞，不斷地修正授課內(nèi)容。輔導(dǎo)答疑往往是在寬松自然的環(huán)境下進(jìn)行，容易啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性地思維。

4 加強(qiáng)微機(jī)原理實(shí)踐教學(xué)

微機(jī)原理作為一門(mén)課程，在我國(guó)已整整歷時(shí)50年，它基本形成了獨(dú)特科學(xué)的知識(shí)體系，繼承這一體系是培養(yǎng)高素質(zhì)人才的需要。但是如果教師仍按傳統(tǒng)教學(xué)方法教學(xué)，不講究創(chuàng)新，科學(xué)技術(shù)就不會(huì)發(fā)展，我們培養(yǎng)的人才就難以超越前人。因此，為了提高教學(xué)水平就要求教師在消化、吸收、繼承的基礎(chǔ)上不斷開(kāi)拓創(chuàng)新。

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是教師把一切準(zhǔn)備好，學(xué)生照著實(shí)驗(yàn)步驟按部就班來(lái)做，學(xué)生缺乏自主性和獨(dú)立性，極大地限制了學(xué)生的創(chuàng)新能力的提高，開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)是讓學(xué)生自己根據(jù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)書(shū)的要求，獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路，擬定實(shí)驗(yàn)方案，完成實(shí)驗(yàn)過(guò)程，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中給予必要的啟發(fā)與引導(dǎo)，實(shí)驗(yàn)完成以后對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和報(bào)告進(jìn)行評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)中心還采用開(kāi)放式管理模式，對(duì)于那些學(xué)有余力，對(duì)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)有濃厚興趣的在校本科生，提供開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)教師負(fù)責(zé)組織并培訓(xùn)這些學(xué)生參加科技制作、小發(fā)明和各類(lèi)競(jìng)賽，為學(xué)生實(shí)現(xiàn)自己的想法提供環(huán)境和條件。可以將一些微機(jī)或者單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)常用的開(kāi)發(fā)板、仿真器或者各種芯片發(fā)放給感興趣的學(xué)生，讓學(xué)生在宿舍就能形成興趣小組搭建自己想要的微機(jī)最小系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)。這樣，學(xué)生所掌握的知識(shí)就不是教師硬灌的或者是課本上寫(xiě)的死知識(shí)，而是通過(guò)學(xué)生自己實(shí)踐、探索，發(fā)現(xiàn)的活知識(shí)，抽象的內(nèi)容變得具體了，難懂的內(nèi)容在實(shí)踐指導(dǎo)下易于理解了，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣就大大提高了。

5 結(jié)束語(yǔ)

微機(jī)原理的應(yīng)用非常廣泛，機(jī)械的控制系統(tǒng)、智能家電的操控系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)軟件的開(kāi)發(fā)等都離不開(kāi)微機(jī)原理。簡(jiǎn)而言之，微機(jī)原理的應(yīng)用己經(jīng)滲透到我們生活的方方面面。也正因如此，學(xué)生們?nèi)绻莆蘸眠@門(mén)學(xué)科，將會(huì)給自身帶來(lái)很大的幫助。本文提出的兩點(diǎn)教學(xué)措施能使學(xué)生們提高學(xué)習(xí)微機(jī)原理的興趣，并從實(shí)踐中更好的掌握這門(mén)學(xué)科，從而培養(yǎng)一批微機(jī)原理應(yīng)用型人才，為社會(huì)發(fā)展做出一定的貢獻(xiàn)。