综合性实验的创新设计研究

综合性实验的创新设计研究

本文论述了综合性实验的创新实践，课题的选择原则和方案设计。

标签：综合性实验创新设计硬件软件

《微型计算机接口技术及应用》是一门理论性、实践性、应用性都很强的课程。她紧密结合工程实际，解决工程实际中许多重要应用问题。学生在系统学习完本门课程，做完各个专题实验后（如8253定时计数实验、DMAC控制器实验、8259A中断控制器实验、8255并行接口实验、串行接口实验、数/模转换实验等），已经有了一定的理论和实践认识，特别是在实际工程中有着广泛的应用。在工程实践应用中，需求往往不是单一的，而是多方面综合性的问题。因此要结合工程实际做一个综合性实验，以全面掌握本课程的技术应用问题，为日后科研和创新设计工作奠定扎实的理论和技术实践基础。

综合性实验的选题除了体现课题的综合性，同时注重课题的创新设计，培养学生的创新意识和创新能力。经过综合性比较，确定了一个综合性、实践性、应用性都很强的题目：《交通灯的应用系统设计与实现及管理》。城市路口交通灯，学生都见过，只要一上街，都会碰到，并不陌生。它是怎样设计、实现的呢？学生很感兴趣。首先，硬件要涉及到：定时器/计数器8253/8254接口芯片、并行接口芯片8255、数码管、80x86CPU微处理器、总线、外围电路等内容。软件涉及到：对各接口芯片的编程初始化，时间控制、延时、对数码管的刷新、DOS功能调用、BIOS功能调用等内容。

在设计题目时，充分考虑课题的综合性的同时，还要考虑到它的灵活性和弹性。即解决问题的方案和措施的多样性。给学生较多的思考空间。例如：定时问题，可用8253/

8254定时器/计数器接口芯片，作为硬件电路与系统进行连接，也可用系统时钟提供的时钟电路，通过DOS功能调用，解决定时问题。还可以利用中断技术，BIOS功能调用解决定时问题。并行接口芯片的应用也是多种多样的。方式0、方式1、方式2都可选用。A口、B口、C口的分工及搭配，怎样更合理、高效？在设计时既要考虑它的功能实现，又要节约开支、降低成本，即考虑它的经济性。

在老师的指导和具体要求下，学生认真思考、查阅资料、独立提出方案设计。

硬件方案设计：只用了并行接口芯片，采用0方式工作。3个数据口都用于数据的输出，用于连接数码显示管。省去了定时/计数接口芯片8253，利用系统提供的定时/计数器8253。用它作为定时、延时的依据。

软件方案设计：对8255并行口初始化编程是重点。用于控制数码管的点亮与熄灭。定时与延时，利用DOS功能调用实现，即利用系统时钟实现定时与延

时功能。数码显示管的刷新设计：利用系统时钟即DOS功能调用实现。

学生从硬件设计到软件设计，再到调试，几人一组相互讨论交流，经过一周的设计实践，终于获得了理想的结果。从实验结果观察，和实际的十字路口的交通灯效果一样。大家知道了十字路口交通灯的设计方法和实现的计算机技术及应用价值。同时也感受到实际工程的工作过程。这就是工程教育回归工程的一个初步认识。都感到收获很大，受益匪浅。思考能力、分析问题的能力、解决问题的能力、创新能力都得到了很大的提高。达到了综合设计应用的目的。课题的实现，使学生非常兴奋，有兴趣。接下来，对学生进行考核答辩。对每一个学生提出不同的问题，每一个同学都认真思考，认真回答。从实践到理论，从理论到实践，反复贯穿。使学生的综合设计能力和应用水平及创新能力都得到了锻炼和提高。

通过老师的辛苦努力，精心创新设计研究，获得了满意的效果。同时也为今后的创新实践教育积累了经验。

参考文献：

[1]李继灿新编.16/32位微型计算机原理及应用[M].北京：清华大学出版社，2004.9.

[2]仇玉章.32位微型计算机原理与接口技术[M].北京：清华大学出版社，2000.8.

[3]刘乐善.微型计算机接口技术及应用[M].武汉：华中理工大学出版社，2000.4.

[4]唐先余，唐凯.实用DOS技术[M].成都：四川大学出版社，1996.5.

郑克忠（1951-），男，副教授，广东科技学院计算机系，主要研究领域为计算机应用技术，计算机网络技术安全。