微机接口技术的新教学体系探讨

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1、从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果微机接口技术的新教学体系探讨微机接口技术课程主要含三个方面的内容：由微控制器或CPU构建总线；接口芯片与总线的连接；常用接口芯片介绍。笔者以为是重点，故该文中接口技术一词专指。要学生对接口技术的掌握直接影响其构建计算机硬件平台的能力。笔者较为青睐接口技术教学独立于CPU的观点，以此为基础，笔者提出基于图1和图2的新的教学体系。1计算机系统一般工作过程归纳图2中的异常指的是中断、DMA等。此处我们先讨论没有异常请求发生的情况(即图2的第步工作不发生)，对于接口技术

2、而言这并不失一般性。定义图1中CPU为主器件，其他为从器件。定义AB、DB、CB的上信号为总线信号。定义主器件CPU发出的总线信号为激励信号，从器件发出的总线信号为响应信号。激励信号有四种：存储器读信号；存储器写信号；输入(读接口)信号；输出(写接口)信号。激励信号源于图2：第步将产生信号。第步中，当执行读或写存储器指令将产生信号或信号；执行输入或输出指令将产生信号或信号。图1计算机系统工作过程归纳为1）CPU依图2工作，取指令或执行某些指令时产生激励信号。2）激励信号对应的某从器件产生相应的响应信号。3）在两种总线信号的激励与响应中计算机系统完成工作。2新教学体系简介接口技术教学目的是使学生

3、有能力将图1抽象硬件平台具体化。笔者提出新的教学体系如下：以图1为平台，依图2的工作过程分析产生的激励信号，依激励信号、完成存储器与总线的连接；依激励信号、完成I/O接口与总线的连接。该教学体系具体结构如下1）引出激励信号在AB、DB、CB出现的顺序(依CPU技术资料获悉)。2）归纳出激励信号和响应信号的关系(依CPU技术资料获悉)。3）依1）实现某从器件与总线的连接：概括出激励信号可能的地址范围并依此连接某从器件与总线。4）引出总线信号时序。5）比较总线信号时序与对应从器件时序(依从器件技术资料获悉)考察CPU与该从器件的速度匹配性。下面以程序存储器与总线的连接为例来具体介绍本教学体系：程序

4、存储器是只读存储器，CPU对它的操作通过激励信号完成：1）CPU对总线输出激励信号：AB上输出地址：当源于图2第步时，地址来源于PC；当源于图2第步(执行读存储器的指令)时，地址来源于指令。(AB上可能的地址构成图1的程序存储器地址空间。这是连接AB与程序存储器的依据.)CB之输出0。DB悬空。延时(此时激励信号保持)：等待与AB地址对应的存储单元数据上DB (此即从器件响应信号)。CPU从DB上采取数据入指令寄存器(当激励信号源于图2第步时)或入累加器A(激励信号源于图2第步时).2）激励信号和响应信号的关系体现在上述第步。3）依1）实现程序存储器与总线的连接如图3。图3虽是抽象的连接图，但

5、“抽象”仅译码器而已。具体连接图可由图3推出：概括出激励信号可能的地址范围并依此设计出译码器。图3程序存储器与总线接口4）引出总线信号时序。考察CPU与存储器的速度匹配性。时序是顺序的细化。时序细述了1）之、步彼此间的时间关系。的延时是留给从器件的响应时间，可由从器件工作时序了解这个响应时间是否与自己的时序匹配。具体的判断依总线时序(即CPU时序)和相应从器件时序进行。限于篇幅，此处从略。图1的其他从器件与总线的连接可以仿照此例完成。3结束语新的教学体系将接口技术中重要概念有机组织起来，便于由整体到局部，由浅入深，由表及里地编写教材和组织教学。整个教学过程是由图1到图3，突出图2的作用，一切概念由图2获得解释。这种教学体系有利于学生高屋建瓴的学习本课，一切接口技术概念的来龙去脉，非常清楚，了然于胸。有利于尽快尽好接受本课内容，掌握开发计算机应用系统和嵌入式系统的能力。课题份量和难易程度要恰当，博士生能在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实验条件等要有恰当的估计。