淺談微機原理的應用與教學

劉奧林?李朋陽?陳鵬沖

摘 要：隨著現在科技的迅猛發展，有關計算機電子科學技術方面的知識也越來越健全，隨之微機原理的應用在我們生活中也越來越多。本文對微機原理的內容和應用作了一些介紹，并且針對微機原理課程提出兩點教學建議。

關鍵詞：微機原理；應用；教學

微機原理這門學科在現代社會生活中，所涉及的范圍己經十分廣泛，與人們的工作生活也密不可分。現在的許多智能家電都是有關微機原理的應用，微機原理將成為越來越重要的一門學科。然而學生們在學習這門課上也有一定的難度，在這里提出兩點教學建議，希望有助于學生能更好的學習這門課程。

1 微機原理的主要內容

《微機原理》作為一門專業基礎課程，它的主要內容包括微型計算機體系結構、8086微處理器和指令系統、匯編語言設計以及微型計算機各個組成部分介紹等內容。要求學生對微機原理中的基本概念有較深入的了解，能夠系統地掌握微型計算機的結構、8086微處理器和指令系統、匯編語言程序設計方法、微機系統的接口電路設計及編程方法等，并具有綜合運用所學知識分析問題和解決問題的能力。

2 微機原理在生活中的應用

微機原理是一門先進卻又復雜的科目，對我們的工作生活有極大的影響。在我們學習和了解微機原理之后，就必須要學以致用，所以接下來就主要淺談一下.微機原理在生活工作中的具體應用。

我們生活中應用最多的就是單片機，又稱單片微控制器，它不是完成某一個邏輯功能的芯片，而是把一個計算機系統集成到一個芯片上。概括的講：一塊芯片就成了一臺計算機。它的體積小、質量輕、價格便宜、為學習、應用和開發提供了便利條件。同時，學習使用單片機了解計算機原理與結構的最佳選擇。

我們知道二十世紀跨越了三個“電”的時代，即電氣時代、電子時代和現己進入的電腦時代。不過，這種電腦，通常是指個人計算機，簡稱PC機。它由主機、鍵盤、顯示器等組成。其中還有另一類計算機，大多數人都不熟悉的。這種計算機就是把智能賦予各種機的單片機，也稱之微控制器。顧名思義，這種計算機的最小系統只用了一片集成電路，即可進行簡單運算和控制。由于它體積小，通常都藏在被控機械的“肚子”里。它在整個裝置中，起著有如人類頭腦的作用，一旦出了毛病，整個裝置就會癱瘓了。目前，這種單片機的使用領域己十分廣泛，如在智能儀表、實時工控、通訊設備、導航系統、家用電器等中得到大范圍應用。各種產品一旦用上了單片機，就能起到使產品升級換代的功效，常在產品名稱前冠以形容詞一一“智能型”，如智能型洗衣機等。現在有些工廠的技術人員或其它業余電子開發者搞出來的某些產品，不是電路太復雜，就是功能太簡單且極易被仿制。其中的原因，可能就在于產品未使用單片機或其它可編程邏輯器件上。并且實時控制系統中可及時處理現場的參數、信息，實現實時處理，同時計算機又可自行處理運行過程中出現的諸如電源突變、運算溢出等故障，提高了計算機的可靠性。

目前單片機滲透到我們生活的各個領域，幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡。導彈的導航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網絡通訊與數據傳輸，工業自動化過程的實時控制和數據處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統，錄象機、攝象機、全自動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。尤其是在自動控制領域的機器人、智能儀表、醫療器械些重要的領域中，起作用顯得更加關鍵。

3 微機原理教學方式的改進

微機原理與應用的教學內容抽象、信息量大、圖表豐富，如果還是采用傳統的板書加掛圖的力一式進行課堂教學力一式，很不利于學生系統性地理解相關內容，甚至連基本概念的理解都會有偏差。為此，教師應注意結合具體實物去講解，同時允分發揮多媒體教學的優勢，將抽象概念具體化。教師應在在課堂上帶一些與課程有關的實物，比如CPU芯片，從實驗室找些PC/XT機的主板和PentiumPC機主板，告訴學生主板上各接口的位置和功能以及各種主板的不同之處，讓學生對計算機整個硬件系統有比較直觀的認識，講解概念時就容易接受，同時讓學生感到這門課與自己是密切相關的，自然愿意努力學習了。

在講課時善用比喻，將抽象問題具體化，復雜問題簡單化。將存儲器單元的地址形象地比喻為門牌號碼，存儲器中的數據比喻為住戶，像要找到某個人須知道他家的門牌號碼一樣要訪問某個存儲器單元，必須要給出該存儲單元的地址。指令隊列與堆棧的區別，就像排隊打飯和疊放光盤，前者先進先出，后者先進后出，讓學生覺得計算機的某些工作過程其實和我們日常生活很相似，并不那么神秘不測。

還有一點就是需要教師重視輔導答疑。輔導答疑是教師和學生課后交流的重要環節，通過答疑，教師可以發現班級學生存在的問題，自檢授課的漏洞，不斷地修正授課內容。輔導答疑往往是在寬松自然的環境下進行，容易啟發學生創造性地思維。

4 加強微機原理實踐教學

微機原理作為一門課程，在我國已整整歷時50年，它基本形成了獨特科學的知識體系，繼承這一體系是培養高素質人才的需要。但是如果教師仍按傳統教學方法教學，不講究創新，科學技術就不會發展，我們培養的人才就難以超越前人。因此，為了提高教學水平就要求教師在消化、吸收、繼承的基礎上不斷開拓創新。

傳統的實驗教學是教師把一切準備好，學生照著實驗步驟按部就班來做，學生缺乏自主性和獨立性，極大地限制了學生的創新能力的提高，開放式實驗教學是讓學生自己根據實驗任務書的要求，獨立設計實驗電路，擬定實驗方案，完成實驗過程，實驗指導教師在實驗過程中給予必要的啟發與引導，實驗完成以后對實驗結果和報告進行評價。實驗中心還采用開放式管理模式，對于那些學有余力，對動手實驗有濃厚興趣的在校本科生，提供開放式實驗室，實驗教師負責組織并培訓這些學生參加科技制作、小發明和各類競賽，為學生實現自己的想法提供環境和條件。可以將一些微機或者單片機實驗教學常用的開發板、仿真器或者各種芯片發放給感興趣的學生，讓學生在宿舍就能形成興趣小組搭建自己想要的微機最小系統開發平臺。這樣，學生所掌握的知識就不是教師硬灌的或者是課本上寫的死知識，而是通過學生自己實踐、探索，發現的活知識，抽象的內容變得具體了，難懂的內容在實踐指導下易于理解了，學生學習興趣就大大提高了。

5 結束語

微機原理的應用非常廣泛，機械的控制系統、智能家電的操控系統、計算機軟件的開發等都離不開微機原理。簡而言之，微機原理的應用己經滲透到我們生活的方方面面。也正因如此，學生們如果掌握好這門學科，將會給自身帶來很大的幫助。本文提出的兩點教學措施能使學生們提高學習微機原理的興趣，并從實踐中更好的掌握這門學科，從而培養一批微機原理應用型人才，為社會發展做出一定的貢獻。