綜合性實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究

摘要：本文論述了綜合性實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新實(shí)踐，課題的選擇原則和方案設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：綜合性實(shí)驗(yàn) 創(chuàng)新設(shè)計(jì) 硬件 軟件

《微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)及應(yīng)用》是一門理論性、實(shí)踐性、應(yīng)用性都很強(qiáng)的課程。她緊密結(jié)合工程實(shí)際，解決工程實(shí)際中許多重要應(yīng)用問題。學(xué)生在系統(tǒng)學(xué)習(xí)完本門課程，做完各個(gè)專題實(shí)驗(yàn)后（如8253定時(shí)計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)、DMAC控制器實(shí)驗(yàn)、8259A中斷控制器實(shí)驗(yàn)、8255并行接口實(shí)驗(yàn)、串行接口實(shí)驗(yàn)、數(shù)/模轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)等），已經(jīng)有了一定的理論和實(shí)踐認(rèn)識，特別是在實(shí)際工程中有著廣泛的應(yīng)用。在工程實(shí)踐應(yīng)用中，需求往往不是單一的，而是多方面綜合性的問題。因此要結(jié)合工程實(shí)際做一個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)，以全面掌握本課程的技術(shù)應(yīng)用問題，為日后科研和創(chuàng)新設(shè)計(jì)工作奠定扎實(shí)的理論和技術(shù)實(shí)踐基礎(chǔ)。

綜合性實(shí)驗(yàn)的選題除了體現(xiàn)課題的綜合性，同時(shí)注重課題的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。經(jīng)過綜合性比較，確定了一個(gè)綜合性、實(shí)踐性、應(yīng)用性都很強(qiáng)的題目：《交通燈的應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)及管理》。城市路口交通燈，學(xué)生都見過，只要一上街，都會碰到，并不陌生。它是怎樣設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)的呢？學(xué)生很感興趣。首先，硬件要涉及到：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器8253/8254接口芯片、并行接口芯片8255、數(shù)碼管、80x86CPU微處理器、總線、外圍電路等內(nèi)容。軟件涉及到：對各接口芯片的編程初始化，時(shí)間控制、延時(shí)、對數(shù)碼管的刷新、DOS功能調(diào)用、BIOS功能調(diào)用等內(nèi)容。

在設(shè)計(jì)題目時(shí)，充分考慮課題的綜合性的同時(shí)，還要考慮到它的靈活性和彈性。即解決問題的方案和措施的多樣性。給學(xué)生較多的思考空間。例如：定時(shí)問題，可用8253/

8254定時(shí)器/計(jì)數(shù)器接口芯片，作為硬件電路與系統(tǒng)進(jìn)行連接，也可用系統(tǒng)時(shí)鐘提供的時(shí)鐘電路，通過DOS功能調(diào)用，解決定時(shí)問題。還可以利用中斷技術(shù)，BIOS功能調(diào)用解決定時(shí)問題。并行接口芯片的應(yīng)用也是多種多樣的。方式0、方式1、方式2都可選用。A口、B口、C口的分工及搭配，怎樣更合理、高效？在設(shè)計(jì)時(shí)既要考慮它的功能實(shí)現(xiàn)，又要節(jié)約開支、降低成本，即考慮它的經(jīng)濟(jì)性。

在老師的指導(dǎo)和具體要求下，學(xué)生認(rèn)真思考、查閱資料、獨(dú)立提出方案設(shè)計(jì)。

硬件方案設(shè)計(jì)：只用了并行接口芯片，采用0方式工作。3個(gè)數(shù)據(jù)口都用于數(shù)據(jù)的輸出，用于連接數(shù)碼顯示管。省去了定時(shí)/計(jì)數(shù)接口芯片8253，利用系統(tǒng)提供的定時(shí)/計(jì)數(shù)器8253。用它作為定時(shí)、延時(shí)的依據(jù)。

軟件方案設(shè)計(jì)：對8255并行口初始化編程是重點(diǎn)。用于控制數(shù)碼管的點(diǎn)亮與熄滅。定時(shí)與延時(shí)，利用DOS功能調(diào)用實(shí)現(xiàn)，即利用系統(tǒng)時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)定時(shí)與延時(shí)功能。數(shù)碼顯示管的刷新設(shè)計(jì)：利用系統(tǒng)時(shí)鐘即DOS功能調(diào)用實(shí)現(xiàn)。

學(xué)生從硬件設(shè)計(jì)到軟件設(shè)計(jì)，再到調(diào)試，幾人一組相互討論交流，經(jīng)過一周的設(shè)計(jì)實(shí)踐，終于獲得了理想的結(jié)果。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果觀察，和實(shí)際的十字路口的交通燈效果一樣。大家知道了十字路口交通燈的設(shè)計(jì)方法和實(shí)現(xiàn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用價(jià)值。同時(shí)也感受到實(shí)際工程的工作過程。這就是工程教育回歸工程的一個(gè)初步認(rèn)識。都感到收獲很大，受益匪淺。思考能力、分析問題的能力、解決問題的能力、創(chuàng)新能力都得到了很大的提高。達(dá)到了綜合設(shè)計(jì)應(yīng)用的目的。課題的實(shí)現(xiàn)，使學(xué)生非常興奮，有興趣。接下來，對學(xué)生進(jìn)行考核答辯。對每一個(gè)學(xué)生提出不同的問題，每一個(gè)同學(xué)都認(rèn)真思考，認(rèn)真回答。從實(shí)踐到理論，從理論到實(shí)踐，反復(fù)貫穿。使學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力和應(yīng)用水平及創(chuàng)新能力都得到了鍛煉和提高。

通過老師的辛苦努力，精心創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究，獲得了滿意的效果。同時(shí)也為今后的創(chuàng)新實(shí)踐教育積累了經(jīng)驗(yàn)。

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作者簡介：

鄭克忠（1951-），男，副教授，廣東科技學(xué)院計(jì)算機(jī)系，主要研究領(lǐng)域?yàn)橛?jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)安全。