接口技术范文10篇

接口技术范文篇1

论文摘要：本文论述了激光探测系统信息接口技术；讨论了激光探测接口的一般设计思想。

1引言

激光具有波长单一和良好的方向性，所以和传统的探测方法相比，激光探测具有精度高，抗干扰能力强等特点，在激光测距、激光雷达、激光告警、激光制导、目标识别等军事领域，都得到了广泛应用。针对不同武器系统的需求，激光探测系统接口呈现出多样性。

近年来，随着应用需求和集成化度的增加，激光探测系内部、激光探测系统和各武器平台之间集成了不同厂商的硬件设备、数据平台、网络协议等，由此带来的异构性给探测系统的互操作性、兼容性及平滑升级能力带来了问题。

对激光探测系统而言，接口技术的设计是整个系统集成的关键技术。一个激光探测系统的设计、实施，有很大的工作量是在接口的处理上，好的接口设计可以提高系统的稳定性、运行效率、升级能力等，本文以激光探测系统接口技术为研究对象，着重分析其接口技术类型、设计考虑因素和验证方法。

2激光探测系统几种主要接口技术

接口是多要素或多系统之间的公共边界部分，对激光探测系统的接口包括机械接口、电气接口、电子接口、软件接口等，本文着重讨论电子接口。按物理电气特性划分，常用的激光探测系统接口类型可分为以下几类：

1TTL电平接口：最通用的接口类型，常用做系统内及系统间接口信号标准。驱动能力一般为几毫安到几十毫安，在激光探测系统中主要应用是作为长距离的总线数据和控制信号的传输

2CMOS电平接口：速度范围与TTL相仿，驱动能力要弱一些。

3ECL电平接口：为高速电气接口，速率可达几百兆，但相应功耗较大，电磁辐射与干扰与较大。

4LVDS电平接口：在标准中推荐的最大操作速率是655Mbps，电流驱动模式，信号的噪声和EMI都较小。

5GTL接口电平：低电压，低摆幅，常用作背板总线型信号的传输，虽然使用频率一般在100MHz以下，但上升沿一般都比较陡，特别是对沿敏感的信号，如时钟信号。

6RS-232电平接口：为低速串行通信接口标准，电平为±12V，用于DTE与DCE之间的连接。RS-232接口采用不平衡传输方式，收、发端的数据信号是相对于信号地的电平而言，其共模抑制能力低，传输距离近，多用于点对点接口通讯。

7RS-422/RS-485接口：采用平衡方式传输，采用差分方式，使其在通讯速率、抗干扰性和传输距离较RS-232接口有较大改善。多用于多点接口通迅。RS485电平接口可驱动32个负载，忍受-7V到12V共模干扰。

9光隔离接口：能实现电气隔离，更高速率的器件价格较昂贵。

10线圈耦合接口：电气隔离特性好，但允许信号带宽有限

11以太网：经常采用的是10Base-T和100Base-T两种主流标准，主要应用激光探测系统和分系统之间的接口通讯和数据传输。以太网接口具有性价比高、数据传输速率高、资源共享能力强和广泛的技术支持等众多优点。

12USB接口：USB总线接口是一种基于令牌的接口，USB主控制器广播令牌，总线上的设备检测令牌中的地址是否与自身相符，通过发送和接收数据对主机作出响应，其最大的优点是安装配置简单。

3激光探测系统接口方案设计考虑因素

随着大规模数字处理芯片和高速接口芯片的迅猛发展，激光探测系统也呈现出智能化、小型化、模块化的趋势。在激光探测系统中，信息接口的设计逐渐向标准化、网络化、多节点、高速等方向展

3.1接口信号传输中的干扰噪声

3.1.1接口信号传输中的主要干扰形式

a)串模干扰：杂散信号通过感应和辐射的方式进入接口信道的干扰。串模干扰的产生原因主要是传输中插件等所产生的接触电势、热电势等噪声引起的。

b)共模干扰：干扰同时作用在两根信号往返线上，而且幅指相同。共模干扰产生的原因，主要是传输线路较长，在发送端和接收端之间存在着接地的电位差。

3.1.2接口信号传输中的抗干扰措施

a)传输线的选择

为了抑制由于杂散电磁场通过电磁感应和静电感应进入信道的干扰，接口传输线应尽量选用双绞线和屏蔽线，并将屏蔽层接地，而且屏蔽层的接地要于激光探测系统一端浮地的结构形式配合，不要将屏蔽线层当作信号线和公用线。

b)传输线的平衡和匹配

采用平衡电路和平衡传输结构是抑制共模干扰的有力措施。目前广泛使用的是差分式平衢性线电路，例如RS-422/RS-485标准串口电路。

接口信号传输时还要考虑与传输线特性阻抗的匹配问题。一般长线传输的驱动器接收器都适用于驱动特性阻抗为50Ω—150Ω的同轴电缆和双绞线，一般接口接收器的输入阻抗要比传输线的特性阻抗大，因此要设法将两者匹配，最好将发送端和接收端匹配。

控制信号线的具体配置：控制信号线要和强电、数据总线、地址总线分开，尽量选用双绞线和屏蔽线，并将屏蔽层接地。

c)隔离技术：电位隔离是常用的抗干扰方法，接口信号采用光电隔离和电磁隔离可以切断接口内外线路的电气连接，从而减弱露流、地阻抗耦合等传导性干扰的影响。3.2接口硬件的选择原则：

3.2.1为各类接口选择合适的总线接口芯片、接口总线，并设计具体的接口电路。

3.2.3选择接口芯片时应根据激光探测系统CPU/MPU类型，总线类型／宽度和系统所完成的功能并按照高效、经济、可靠，方便、简单的原则来确定。

3.2.4设计具体的接口电路应具体考虑电源问题

3.2.5数据／命令的锁存和驱动

激光探测系统内部及激光探测系统和其他系统间实施数据／命令传输时，一般采用数据锁存技术来适应双方读写的时间要求。

3.3接口的实时性

由于激光探测系统对数据处理和传输的实时性要求很高，设计时要使时钟抖动、通道间时延、工作周期失真以及系统噪声最小化，所以设计接口时尽量选用高通讯速率和同步工作方式。

接口软件的设计原则

同步通讯系统软件设计要充分考虑数据流量的控制，最好在数据发送方发送数据时每隔一段时间插入一段空闲时间，从而保证数据同步传输的可靠性。

异步通讯系统软件设计要充分考虑合理的数据校验方式，可以根据系统要求选择冗余校验、校验和、冗余校验的方法。

4激光探测系统接口方案设计验证

构建高速有效的激光探测系统接口是非常有挑战性的，并且设计者需要在设计接口前后就考虑多个因素，详细的系统级的验证都是必须的。

4.1设计前的验证

基于指令集模拟器和硬件模拟器软硬件模拟技术是一种高效、低代价的系统验证方法。接口设计软件采用汇编，C，C++等语言编写，用户编写的接口源程序经过交叉编译器和连接器编译，输入到软件指令集模拟器进行软件模拟。而接口硬件验证则采用硬件描述语言如VHDL设计，经过编译后由硬件模拟器模拟。但设计前的验证也有一定的局限性，比如只能验证数字接口和验证环境理想化等缺点。这些都需要设计后的验证

4.2设计后的验证

最常见的验证方法是制作模拟激光探测系统内部接口和系统间外部接口的通用信号源，通用信号源可以模拟探测系统内部的如主回波、时统、显示、键盘等信号，也可以模拟输入外部操控命令，并将激光探测系统状态、测量数据等信息显示输出。

4.3通过验证，发现问题，修改设计，然后再模拟，最终完成满足要求的软硬件接口设计。

接口技术范文篇2

关键词：微型弹药接口；AEIS；多路复用；隔离网络

现代战争大多为局部战争，且多发生在人口较为密集的城市之中。用于单兵或小分队作战的先进的侦查、监视和精确打击武器装备需求日益迫切。其中，微型灵巧弹药[1]及其小型化的无人运载系统技术迅猛发展。近年来，微小型无人机技术已日趋成熟。这些小型无人机在战术性能方面，大多具有10～15千米航程、60分钟以上续航能力、配备先进的数据链，战术型无人机还挂载智能微型灵巧弹药。小型无人机在多国已实现批产和装备部队。微型弹药发展的主要驱动力来自满足战术无人机精确打击的作战需求。目前，国外在研或装备的微型弹药主要供战术无人机使用，如美国的“短柄斧”微型制导弹药、“毒蛇出击”反坦克导弹。为了提高飞机与悬挂物的电气连接系统兼容性，降低武器系统的集成成本，美国颁布了MIL-STD-1760《飞机/悬挂物电气连接系统接口要求》，国内参照该标准颁布了GJB1188[2]。借鉴上述两项标准发展的经验和教训，随着微型弹药及作为其运载平台的无人机系统的种类及数量的不断增多，开展微型弹药接口标准及其应用技术的研究工作需求迫切且意义重大。

1飞机/悬挂物电气连接系统标准簇

不同重量级别的悬挂物的体积、功耗和成本需求相差很大。因此，需要制定多样化的飞机/悬挂物电气连接系统（Aircraft/StoreElectricalInterconnectionSystem，AEIS）接口标准。微型弹药是指一种悬挂物，其典型特征是重量不超过25千克，且外径不小于38毫米。微型弹药接口标准就是为了适应微型灵巧弹药及小型化运载平台的迅猛发展而产生的。20世纪80年代初，美国机动车工程师协会（SocietyofAutomotiveEngineers，SAE）编制了MIL-STD-1760，截止目前，最新版本已发展到E版[3]。为了满足小型及微型武器及运载平台的应用需求，SAE又补充了AS5725《小型任务悬挂物接口》标准[4]（最新版本为B版）和AS5726《微型弹药接口》标准[5]（最新版本为A版）。三项标准共同组成常规、小型和微型互相搭配的飞机/悬挂物电气连接系统标准簇。三项标准相应规定的三种标准电气接口信号规模依次减小，既有继承也有演进。三项标准分别应用于指导不同级别的悬挂物和运载系统的开发与验证[6]。图1三种标准接口信号组演变过程Fig.1Processofevolvementonthreestandardizedinterfacesignalset如图1所示，从电气接口信号功能的角度分析，信号组规模不断缩小。微型弹药接口在满足微型武器使用需求的前提下，使信号数量尽可能地最小化。

2微型弹药接口组成及要求

2.1接口组成。处于运载系统一侧的电气接口称为微型弹药运载系统接口（MicroMunitionsHostInterface，MMHI）。处于微型弹药一侧的电气接口称为微型弹药接口（InterfaceforMicroMunitions，IMM）。AS5726定义了两类IMM接口：I类接口的工作电源为直流28V；II类接口的工作电源为直流56V。这两类使用相同型号的连接器。AS5726中的微型弹药接口信号定义部分继承了AS5725中的小型任务悬挂物接口。IMM主要包括数字数据总线、离散量和电源三种信号类型，具体的信号定义如图2所示。2.2工作电源图。Fig.3Isolationnetworkschematic/UFC接口功能及要求工作电源接口和上行光纤通道（UpFiberChannel，UFC）接口是复用的，为微型弹药提供工作用电源和上行数字数据总线接口。工作电源用于微型弹药内部电子设备基本操作和非安全关键性功能。I类接口通过工作电源接口提供28VDC±5%电源。II类接口通过该接口不仅能提供56VDC±5%电源，还能够提供28VDC。UFC满足AS5653B《MIL-STD-1760用高速网络》要求[7]。2.3安全允许电源。/DFC接口功能及要求安全允许电源接口和下行光纤通道（DownFiberChannel，DFC）接口是复用的，为微型弹药提供工作用电源和下行数字数据总线接口。安全允许电源用于微型弹药安全关键性功能，提供28VDC±5%电源。安全使能电源单次应用的最大持续时间不超过2秒。DFC满足AS5653B《MIL-STD-1760用高速网络》要求。2.4匹配状态接口功能及要求。匹配状态接口用于运载系统和微型弹药确认彼此的电气接口匹配状态。当匹配状态接口与工作电源回线之间的电压超过工作电源电压值的20%时，运载系统认为两者是匹配的。当微型弹药的工作电源接口和内部电源交叉点与匹配状态接口之间的电压超过工作电源电压值的80%时，微型弹药认为两者是不匹配的。2.5安全允许离散接口功能及要求。安全允许离散作为微型弹药的安全关键性功能联锁条件。当且仅当安全允许离散为有效状态时，微型弹药才能够执行来自DFC的安全关键性控制指令。

3微型弹药接口新特性分析

AS5726是飞机/悬挂物电气连接系统标准簇中时间最晚且适用对象更加强调小型化、低功耗和低成本的一项标准。因此，微型弹药接口与1760标准接口、小型任务悬挂物接口相比，呈现出以下几个独有的特点：1）直流功率信号与高频数字数据信号复用。为了减少信号线数量，采用频分复用的方式使得直流电源信号与高频的数字数据信号共用传输线对。每一对信号线两端通过图3所示的3端口隔离网络与光纤驱动器和工作电源接口连接。2）采用FC作为唯一的数字数据总线。在1760接口和小型悬挂物接口中，除了光纤通道还有专门的数字数据总线接口，如1553B总线和10Mb/s1553B总线。在微型弹药接口中，只能在光纤通道上使用FC-AE-1553协议传输命令和控制数据。由于取消了HB3和LB接口，光纤通道上还应能够使用FC-AV协议传输数字化的音频和视频数据。3）不同电源电压共用工作电源接口。在1760接口和小型悬挂物接口中，不同的电源均采用独立的接口。而在II类微型弹药接口中，28V和56V的工作电源是兼容的。当给II类接口提供28V工作电源时，II类微型弹药可当作I类微型弹药使用，可实现其全部或部分功能。当I类微型弹药连接到II类运载系统上时，应确保微型弹药不被损坏。这就要求微型弹药上做好过压保护。4）采用模拟信号实现匹配控制。在小型悬挂物接口中，使用两个不同方向的单向数字开关信号完成运载系统和悬挂物之间的匹配确认。而在微型弹药接口中，通过图4所示的两个串联电阻分压，运载系统和悬挂物分别采集匹配状态接口上的模拟电压值，完成匹配确认。减少了一根信号线且匹配起来更加简单。微型弹药接口的上述四个新特性均体现了接口规模最小化的设计原则，很好地契合了微型弹药和小型运载系统的设计需求。

4微型弹药接口应用技术

针对AS5726定义的标准微型弹药接口新的特性，相较于传统的悬挂物管理系统和悬挂物接口电路设计技术，应着重考虑以下几项特殊的设计问题。4.1隔离网络设计与分析。频分复用是一种典型的多路复用方式。直流电源信号作为低频分量，光纤数字信号作为高频分量，两者的复合信号采用铜缆传输。图3所示的隔离网络由高通滤波器和低通滤波器构成。内部电源端口处，低通滤波器将高频分量滤除，剩下的电源信号分量连接到DC电源或负载。内部FC端口处，高通滤波器将低频分量滤除，剩下的光纤数字信号分量连接到FC发送器或接收器。图3中的低通滤波器由一个高频扼流电感线圈组成，利用其通直流且阻交流的特性实现低通滤波。图3中的高通滤波器是一种工程中广泛应用的一阶RC无源滤波器[8]，其传递函数为()221jfHfjfπτπτ=+（1）式中，f为频率，τ=RC。其幅频特性公式为()()()2212fAfHffπτπτ==+（2）若A(f)=2/2，则截止频率为12cfπτ=（3）依据AS5726规定，高通滤波器的截止频率为10MHz。当R1=R1=75Ω时，由式（3）计算可得，C1=C2=212pF。此时，即可实现满足标准要求的截止频率为10MHz的高通滤波器。4.2匹配状态接口电路设计。当微型弹药与运载系统连接后，匹配状态接口对运载系统和微型弹药匹配电路均呈现的为模拟电压信号。可采用模/数转换采集电压或电压比较器两种设计方案。由于匹配状态接口的标准电压值偏高，故需要使用运放电路将电压比例衰减。匹配状态接口电路的主控制CPU采用飞利浦公司的ARM7架构微控制器芯片LPC2294。当采用模/数转换方案时，使用12位ADC芯片AD7892，控制CPU根据匹配状态接口上实际采集到的电压值与工作电源的20%作比较，即可获得匹配结果。当采用电压比较器方案时，使用电压比较器芯片LM393，控制CPU直接读取电压比较器的输出，获得匹配状态。4.3控制流程设计。在向微型弹药工作电源接口施加实际电源之前，标准中允许在工作电源接口暂时施加3～12VDC的低电压电源，该临时电源仅用作匹配状态的确认。一旦确认了匹配状态，即可施加正常的工作用电。之后，运载系统就可以完成微型弹药的识别、初始化、准备和发射/投放控制[9],[10]。图5给出了一种典型的微型弹药控制流程。

5结束语

接口技术范文篇3

关键词：单片机接口电路微机硬件

MSP430超低功耗微处理器是TI公司推出的一种新型单片机。它具有16位精简指令结构，内含12位快速ADC/SlopeADC,内含60K字节FLASHROM，2K字节RAM，片内资源丰富，有ADC、PWM、若干TIME、串行口、WATCHDOG、比较器、模拟信号，有多种省电模式，功耗特别小，一颗电池可工作10年。开发简单，仿真器价格低廉，不需昂贵的编程器。

MSP430其特点有：1.8V～3.6V低电压供电；高效16位RISCCPU可以确保任务的快速执行，缩短了工作时间，大多数指令可以在一个时钟周期里完成；6微秒的快速启动时间可以延长待机时间并使启动更加迅速，降低了电池的功耗。MSP430产品系列可以提供多种存储器选择，简化了各类应用中MSP430的设计；ESD保护，抗干扰力特强。与其它微控制器相比，带Flash的微控制器可以将功耗降低为原来1/5，既缩小了线路板空间又降低了系统成本。

MSP430具有如此多的优点，可以预测在今后会有广泛的应用。但是目前仍有许多5V电池的逻辑器件和数字器件在使用，因此在许多设计中3V（含3.3V）逻辑系统和5V逻辑系统共存，而且不同的电源电压在同一电路板中混用。随着更低电压标准的引进，不同电源电压逻辑器件间的接口问题会在很长一段时间内存在。本文讨论MSP430与单片机中最常用的LSTTL电路、CMOS电路及计算机HCMOS电路的3V和5V系统中逻辑器件间的接口方法。理解这些方法可避免不同电压的逻辑器件接口时出现问题，保证所设计的电路数据传输的可靠性。

1逻辑电平不同，接口时出现的问题

在混合电压系统中，不同电源电压的逻辑器件相互接口时会存在三个主要问题：第一是加到输入和输出引脚上的最大允许电压的限制问题；第二是两个电源间电流的互串问题；第三是必须满足的输入转换门限电平问题。器件对加到输入脚或输出脚的电压通常是有限制的。这些引脚有二极管或分离元件接到Vcc。如果接入的电压过高，电流将会通过二极管或分离元件流向电源。例如3V器件的输入端接上5V信号，则5V电源将会向3V电源充电，持续的电流将会损坏二极管和电路元件。在等待或掉电方式时，3V电源降落到0V，大电流将流到地，这使总线上的高电平电压被下拉到地。这些情况将引起数据丢失和元件损坏。必须注意的：不管是在3V的工作状态或是0V的等状态都不允许电流直接流向Vcc。另外用5V的器件来驱动3V的器件有很多不同情况，各种电路间的转换电平也存在不同情况。驱动器必须满足接收器的输入转换电平，并要有足够的容限保证不损坏电路元件。

2可用5V容限输入的3V逻辑器件

3V的逻辑器件可以有5V输入容限的器件有LVC、LVT、ALVT、LCX、LVX、LPT和FCT3等系列。此外，还有不带总线保持输入的飞利浦ALVC也是5V容限。

2.1ESD保护电路

3V器件可以有5V的输入容限。一般数字电路的输入端都有一个静电放电（ESD）保护电路。如图1（a）所示，传统的CMOS电路通过接地的二极管D1、D2对负向高电压限幅实现保护，正向高是则由二极管D3箝位。这种电路为了防止电流流向Vcc电源，最大输入电压被限制在Vcc+0.5V。对Vcc为3V的器件来说，当输入端直接与大多数5V器件输出端接口时允许的输入电压太低大多数3V系统加到输入端的电压可达3.6V以上。有些3V系统可以使用两个MOS场效应管或晶体管T1、T2代替二极管D1、D2，如图1（b）所示。T1、T2的作用相当于快速剂纳二极管对高电压限幅。由于去掉了接到Vcc的二极管D3，因此最大输入电压不受Vcc的限制。典型情况下，这种电路的击穿电压在7～10V之间，因此可以适合任何5V系统的输入电压。

由上述分析可知，改进后具有ESD保护电路的3V系统的输入端可以与5V系统的输出端接口。

2.2总线保护电路

总线保护电路就是有一个MOS场效应管用作上拉或下拉器件，在输入端浮空（高阻）的情况下保护输入端处于最后有效的逻辑电平。图2（a）中的电路为一LVC器件总线保护电路，采取改进措施而使其输入端具有5V的容限。其基本原理如下：P沟道MOS场效应管具有一个内在的寄生二极管，它连接在漏极和衬底之间，通常源极与衬底是连在一起的，这就限制了输入电压不能高于Vcc+0.5V。现在的措施是用常闭接点S1将源极与衬底相连，当输入端电压比Vcc高0.5V时，比较器使S2闭合，S1断开，输入端电流不会通过二极管流向Vcc而使输入具有5V的容限。图2（b）是LVT和LAVT器件总线保持电路的例子。这种电路用了一个串联的肖特基二极管D，消除了从输入到Vcc的电流通路，从而可以承受5V输入电压。对于3V的总体保持LVC、LVT和ALVT系列器件可以承受5V的输入电压。但对于3V的ALVC、VCX等系列器件则不能，它们的输入电压被限制在Vcc+0.5V。

图3是用于3VCMOS器件输出电路的简化形式。当输出端电压高于Vcc+0.5V（二极管压降）时，P沟道MOS场效应管的内部二极管会形成一条从输出端到Vcc的电流通路。这种电路在与5V器件相接时需要加保护电路。

图4是一种带保护电路的CMOS器件输出电路。当输出端电压高于Vcc时，比较器使S1开路，S2闭合，电流通路消失。这样在三态方式时就能与5V器件相接。

2.3biCMOS输出电路

LVT和ALVT器件的biCMOS输出电路如图5所示。它用双极NPN晶体管和CMOS场效应管来获得输出电压摆幅达到电源电压的要求。电流不会通过NPN双极晶体管回流到Vcc，但在P沟道MOS场效应管中的内在二极管仍然会形成一条从输出端到Vcc的电流通路（为了简化，图5中没有画出该二极管）。因此这种电路不能接高于Vcc的电压。

对图5电路所加的保护电路如图6所示。增加了反向偏置的肖特基二极管，用以防止电流从输出端流到Vcc。图6中的输出端与5V驱动器共用一条总线。在三态方式时，电路可以得到保护。当出现总线争夺即两个驱动器都以高电平驱动总线时，比较器将P沟道MOS场效应管断开。当3V器件处于等待方式而3V电源为0时，比较器和肖特基二极管可以起保护作用。

3接口电路的有关参数

了解了3V器件为什么具有5V容限后，在MSP430与LSTTL、HCMOS、CMOS电路实现相互联接之间，要先了解各种电路和器件的参数，如表1所示。

表1各种电路和器件参数

参数

电路电源电压范围输入电平输出电平

V（V）VIH（V）VIL（V）VOH（V）VOL（V）

LSTTL4.5～5.520.82.70.4

CMOS3～18（取Vcc=5）3.51.54.50.5

HCMOS2～63.515.20.4

MSP4301.83.60.8Vcc0.2VccVcc-0.60.6

ALVT系列3.3或2.51.70.82.00.2～0.55

LVC系列1.65～5.50.7Vcc0.3Vcc2.7～5.50.1～0.55

4接口实现

不同电源电压的逻辑器件相互接口时存在的主要问题是逻辑信号电平的配合问题，就是前级电路输出的电平要满足后级电路对输入电平的要求。此外还有负载电流的配合问题，即前级电路的输出电流应大于后级电路对输入电流的要求，同时不应造成器件损坏。还有就是在高速或有严重干扰的场合，必须考虑接口对系统和抗干扰性能带来的不良影响。这里主要讨论逻辑信号电平的配合问题。因为对于负载电流配合问题只是一个带负载能力。而抗干扰问题则用本文中提到的方法都可以忽略。

4.1LSTTL-MSP430

如表1所示，LSTTL电路的高电平输出电压VOH约为2.7V，MSP430的高电平输入约为0.8VCC，LSTTL电路的低电平输出电压VOL约为0.4V，MSP430的低电平输入电压VIL的0.2VCC。如果0.8Vcc小于2.7V且0.2Vcc大于0.4V时，不存在逻辑信号电平的配合问题，可以直接连接。如果0.8Vcc大于2.7V或0.2Vcc小于0.4V时，就出现了逻辑信号电平的配合问题。为了增大LSTTL电路的输出高电平，利用TI公司的LVC系列。从表1中可以看到LVC系列产品的高电平输出电压和低电平输出电压都符合要求。

4.2CMOS-MSP430

在接口时使CMOS和MSP430使用同一电源，例如3V电源可以直接驱动。如果实际情况不允许，则根据1表，通过ALVT系列的器件就可以实现CMOS驱动MSP430。

4.3HCMOS-MSP430

同上述CMOS分析一样，同样选用ALVT来驱动MSP430。

4.4MSP430驱动LSTTL、CMOS和HCMOS

MSP430的输出引脚（P0.x、P1.x、P2.x、P3.x、P4.x、Oy）都有规定的外接电阻。外接电阻的大小取决于电源电压Vcc的大小。如果输出电流比规定的要大，就需要输出驱动器。图7所示为限制MSP430输出电流的电阻最小值。设计以Vcc=3V，通过这些器件可以驱动需要大电流的LSTTL、HCMOS和CMOS电路接口。

5两种电平移位器件

5.1双电源电平移位器74LVC4245

74LC4245是一种双电源的电平移位器，如图8所示。5V端用5V电源作为Vcc(A)，而3V端则用3V作为Vcc(B)。它的功能类似于常用的收发器74LVC245，所不同的是用两个电源而不是一个电源。74LVS4245的电平移位在其内部进行。双电源能保证两边端口的输出摆幅都能达到满电源幅值，并且有很好的噪声抑制性能。因此该器件用来驱动5VCMOS器件是很理想的。缺点是增加了功耗。

5.274LVC07

接口技术范文篇4

关键词：机电一体化；接口技术；人机接口；机电接口

机电一体化系统可分为机械和微电子系统两大部分，各部分连接须具备一定条件，这个联系条件通常称为接口。各分系统又由各要素（子系统）组成。本文以机电一体化控制系统（微电子系统）为例，将接口分为人机与机电接口两大类。

一、机电接口

由于机械系统与微电子系统在性质上有很大差别，两者间的联系须通过机电接口进行调整、匹配、缓冲，因此机电接口起着非常重要的作用：

（1）行电平转换和功率放大。一般微机的I/O芯片都是TTL电平，而控制设备则不一定，因此必须进行电平转换；另外，在大负载时还需要进行功率放大；

（2）抗干扰隔离。为防止干扰信号的串入，可以使用光电耦合器、脉冲变压器或继电器等把微机系统和控制设备在电器上加以隔离；

（3）进行A/D或D/A转换。当被控对象的检测和控制信号为模拟量时，必须在微机系统和被控对象之间设置A/D和D/A转换电路，以保证微机所处理的数字量与被控的模拟量之间的匹配。

1、模拟信号输入接口。在机电一体化系统中，反映被控对象运行状态信号是传感器或变送器的输出信号，通常这些输出信号是模拟电压或电流信号（如位置检测用的差动变压器、温度检测用的热偶电阻、温敏电阻、转速检测用的测速发电机等）计算机要对被控对象进行控制，必须获得反映系统运行的状态信号，而计算机只能接受数字信号，要达到获取信息的目的，就应将模拟电信号转换为数字信号的接口——模拟信号输入接口。

2、模拟信号输出接口。在机电一体化系统中，控制生产过程执行器的信号通常是模拟电压或电流信号，如交流电动机变频调速、直流电动机调速器、滑差电动机调速器等。而计算机只能输出数字信号，并通过运算产生控制信号，达到控制生产过程的目的，应有将数字信号转换成模拟电信号的接口——模拟信号输出接口。任务是把计算机输出的数字信号转换为模拟电压或电流信号，以便驱动相应的执行器，达到控制对象的目的。模拟信号输出接口一般由控制接口、数字模拟信号转换器、多路模拟开关和功率放大器几部分构成。

3、开关信号通道接口。机电一体化系统的控制系统中，需要经常处理一类最基本的输入/输出信号，即数字量（开关量）信号包括：开关的闭合与断开；指示灯的亮与灭；继电器或接触器的吸合与释放；电动机的启动与停止；阀门的打开与关闭等。这些信号的共同特征是以二进制的逻辑“1”和“0”出现的。在机电一体化控制系统中，对应二进制数码的每一位都可以代表生产过程中的一个状态，此状态作为控制依据。

（1）输入通道接口。开关信号输入通道接口的任务是将来自控制过程的开关信号、逻辑电平信号以及一些系统设置开关信号传送给计算机。这些信号实质是一种电平各异的数字信号，所以开关信号输入通道又称为数字输入通道（DI）。由于开关信号只有两种逻辑状态“ON”和“OFF”或数字信号“1”和“0”，但是其电平一般与计算机的数字电平不相同，与计算机连接的接口只需考虑逻辑电平的变换以及过程噪声隔离等设计问题，它主要由输入缓冲器、电平隔离与转换电路和地址译码电路等组成。

（2）输出通道接口。开关信号输出通道的作用是将计算机通过逻辑运算处理后的开关信号传递给开关执行器（如继电器或报警指示器）。它实质是逻辑数字的输出通道，又称为数字输出通道（DO）。DO通道接口设计主要考虑的是内部与外部公共地隔离和驱动开关执行器的功率。开关量输出通道接口主要由输出锁存器、驱动器和输出口地址译码电路等组成。

二、人机接口

人机接口是操作者与机电系统（主要是控制微机）之间进行信息交换的接口。按照信息的传递方向，可以分为输入与输出接口两大类。机电系统通过输出接口向操作者显示系统的各种状态、运行参数及结果等信息；另一方面，操作者通过输入接口向机电系统输入各种控制命令，干预系统的运行状态，以实现所要求的功能。

1、输入接口。

（1）拨盘输入接口。拨盘是机电一体化系统中常见的一种输入设备，若系统需要输入少量的参数，如修正系数、控制目标等，采用拨盘较为方便，这种方式具有保持性。拨盘的种类很多，作为人机接口使用最方便的是十进制输入、BCD码输出的BCD码拨盘。BCD码拨盘可直接与控制微机的并行口或扩展口相连，以BCD码形式输入信息。

（2）键盘输入接口。键盘是一组按键集合，向计算机提供被按键的代码。常用的键盘有：

1）编码键盘，自动提供被按键的编码（如ASCII码或二进制码）；

2）非编码键盘，仅仅简单地提供按键的通或断（“0”或“1”电位），而按键的扫描和识别，则由设计的键盘程序来实现。前者使用方便，但结构复杂，成本高；后者电路简单，便于设计。

2、输出接口。在机电一体化系统中，发光二极管显示器（LED）是典型的输出设备，由于LED显示器结构简单、体积小、可靠性高、寿命长、价格便宜，因此使用广泛。常用的LED显示器有7段发光二极管和点阵式LED显示器。7段LED显示器原理很简单，是同名管脚上所加电平高低来控制发光二极管是否点亮而显示不同字形的。点阵式LED显示器一般用来显示复杂符号、字母及表格等，在大屏幕显示及智能化仪器中有广泛应用。

结语：

接口技术是研究机电一体化系统中的接口问题，使系统中信息和能量的传递和转换更加顺畅，使系统各部分有机地结合在一起，形成完整的系统。接口技术是在机电一体化技术的基础上发展起来的，随着机电一体化技术的发展而变得越来越重要；同时接口技术的研究也必然促进机电一体化的发展。从某种意义上讲，机电一体化系统的设计，就是根据功能要求选择了各部分后所进行的接口设计。接口的好与坏直接影响到机电一体化系统的控制性能，以及系统运行的稳定性和可靠性，因此接口技术是机电一体化系统的关键环节。

参考文献：

接口技术范文篇5

由于机械系统与微电子系统在性质上有很大差别，两者间的联系须通过机电接口进行调整、匹配、缓冲，因此机电接口起着非常重要的作用：

（1）行电平转换和功率放大。一般微机的I/O芯片都是TTL电平，而控制设备则不一定，因此必须进行电平转换；另外，在大负载时还需要进行功率放大；

（2）抗干扰隔离。为防止干扰信号的串入，可以使用光电耦合器、脉冲变压器或继电器等把微机系统和控制设备在电器上加以隔离；

（3）进行A/D或D/A转换。当被控对象的检测和控制信号为模拟量时，必须在微机系统和被控对象之间设置A/D和D/A转换电路，以保证微机所处理的数字量与被控的模拟量之间的匹配。

1、模拟信号输入接口。在机电一体化系统中，反映被控对象运行状态信号是传感器或变送器的输出信号，通常这些输出信号是模拟电压或电流信号（如位置检测用的差动变压器、温度检测用的热偶电阻、温敏电阻、转速检测用的测速发电机等）计算机要对被控对象进行控制，必须获得反映系统运行的状态信号，而计算机只能接受数字信号，要达到获取信息的目的，就应将模拟电信号转换为数字信号的接口——模拟信号输入接口。

2、模拟信号输出接口。在机电一体化系统中，控制生产过程执行器的信号通常是模拟电压或电流信号，如交流电动机变频调速、直流电动机调速器、滑差电动机调速器等。而计算机只能输出数字信号，并通过运算产生控制信号，达到控制生产过程的目的，应有将数字信号转换成模拟电信号的接口——模拟信号输出接口。任务是把计算机输出的数字信号转换为模拟电压或电流信号，以便驱动相应的执行器，达到控制对象的目的。模拟信号输出接口一般由控制接口、数字模拟信号转换器、多路模拟开关和功率放大器几部分构成。

3、开关信号通道接口。机电一体化系统的控制系统中，需要经常处理一类最基本的输入/输出信号，即数字量（开关量）信号包括：开关的闭合与断开；指示灯的亮与灭；继电器或接触器的吸合与释放；电动机的启动与停止；阀门的打开与关闭等。这些信号的共同特征是以二进制的逻辑“1”和“0”出现的。在机电一体化控制系统中，对应二进制数码的每一位都可以代表生产过程中的一个状态，此状态作为控制依据。

（1）输入通道接口。开关信号输入通道接口的任务是将来自控制过程的开关信号、逻辑电平信号以及一些系统设置开关信号传送给计算机。这些信号实质是一种电平各异的数字信号，所以开关信号输入通道又称为数字输入通道（DI）。由于开关信号只有两种逻辑状态“ON”和“OFF”或数字信号“1”和“0”，但是其电平一般与计算机的数字电平不相同，与计算机连接的接口只需考虑逻辑电平的变换以及过程噪声隔离等设计问题，它主要由输入缓冲器、电平隔离与转换电路和地址译码电路等组成。

（2）输出通道接口。开关信号输出通道的作用是将计算机通过逻辑运算处理后的开关信号传递给开关执行器（如继电器或报警指示器）。它实质是逻辑数字的输出通道，又称为数字输出通道（DO）。DO通道接口设计主要考虑的是内部与外部公共地隔离和驱动开关执行器的功率。开关量输出通道接口主要由输出锁存器、驱动器和输出口地址译码电路等组成。

二、人机接口

人机接口是操作者与机电系统（主要是控制微机）之间进行信息交换的接口。按照信息的传递方向，可以分为输入与输出接口两大类。机电系统通过输出接口向操作者显示系统的各种状态、运行参数及结果等信息；另一方面，操作者通过输入接口向机电系统输入各种控制命令，干预系统的运行状态，以实现所要求的功能。

1、输入接口。

（1）拨盘输入接口。拨盘是机电一体化系统中常见的一种输入设备，若系统需要输入少量的参数，如修正系数、控制目标等，采用拨盘较为方便，这种方式具有保持性。拨盘的种类很多，作为人机接口使用最方便的是十进制输入、BCD码输出的BCD码拨盘。BCD码拨盘可直接与控制微机的并行口或扩展口相连，以BCD码形式输入信息。

（2）键盘输入接口。键盘是一组按键集合，向计算机提供被按键的代码。常用的键盘有：

1）编码键盘，自动提供被按键的编码（如ASCII码或二进制码）；

2）非编码键盘，仅仅简单地提供按键的通或断（“0”或“1”电位），而按键的扫描和识别，则由设计的键盘程序来实现。前者使用方便，但结构复杂，成本高；后者电路简单，便于设计。

2、输出接口。在机电一体化系统中，发光二极管显示器（LED）是典型的输出设备，由于LED显示器结构简单、体积小、可靠性高、寿命长、价格便宜，因此使用广泛。常用的LED显示器有7段发光二极管和点阵式LED显示器。7段LED显示器原理很简单，是同名管脚上所加电平高低来控制发光二极管是否点亮而显示不同字形的。点阵式LED显示器一般用来显示复杂符号、字母及表格等，在大屏幕显示及智能化仪器中有广泛应用。

结语：

接口技术是研究机电一体化系统中的接口问题，使系统中信息和能量的传递和转换更加顺畅，使系统各部分有机地结合在一起，形成完整的系统。接口技术是在机电一体化技术的基础上发展起来的，随着机电一体化技术的发展而变得越来越重要；同时接口技术的研究也必然促进机电一体化的发展。从某种意义上讲，机电一体化系统的设计，就是根据功能要求选择了各部分后所进行的接口设计。接口的好与坏直接影响到机电一体化系统的控制性能，以及系统运行的稳定性和可靠性，因此接口技术是机电一体化系统的关键环节。

参考文献：

[1]费仁元，张慧慧，郑刚。机电接口技术的内涵和发展。北京工业大学学报。2003.（4）

[2]佘明辉。基于机电一体化系统接口技术的研究。江西电力职业技术学院学报。2006.（4）

接口技术范文篇6

1机电接口在机电一体化系统中的运用

首先，机电接口被应用在机电一体化系统中能够作为模拟信号的输入接口而存在，通常在机电一体化系统的运行过程中，对于机械系统的运行状态信号的传递是由传感器或者变送器负责，而接收并且模拟机械系统的输出信号的则是机电接口。其原因是由于运行状态的信号多为模拟的电压或者电流信号，而电子系统对这些信号无法做到有效的识别和控制，只有通过机电接口对这些信号进行接收以及模拟，才能通过电子系统对这些信号进行有效的分辨，达到将机械系统和电子系统两者有效结合形成一个整体的目的。其次，机电接口被应用在机电一体化系统中能够作为模拟信号的输出接口而存在，在机电一体化系统的正常运行过程中，不仅电子系统对于机械系统的输出信号无法有效的识别和控制，机械系统对于直接由电子系统的输出信号也无法做到有效的识别和控制，智能有机电接口来实现两者之间的有效连接，机电接口能够对计算机的输出信号转换成机械系统能够识别的模拟电压信号或者模拟电流信号，帮助电子系统实现对机械系统的智能化和信息化控制，完成机电一体化系统正常运行的目的。最后，机电接口能够作为机电一体化系统中的开关信号通道接口而存在。在机电一体化系统的有效运转过程中，不仅要对机械系统和电子系统的实时连接做好接口设置工作，还有许多需要需要处理的开关闭合和断开信号、指示灯的显示与熄灭信号、继电器和接触器的吸合与释放信号等等需要处理，这些信号的模拟、输入以及输出同样需要用到机电接口。因此机电接口也能够作为保证机电一体化系统中的开关信号的正常运转的开关信号通道接口而存在。

2人机接口在机电一体化系统中的运用

人机接口在机电一体化系统中的作用主要是负责将技术人员的指令翻译成相关的信号输送到机电系统中，进行控制指令与动作指令之间的信息交换，保证机电一体化系统能够在工作人员的控制和管理下正常运转。因此人机接口在机电一体化系统中的运用主要是作为拔盘输入接口、键盘输入接口以及键盘输出接口而存在。其中拨盘输入接口的功能主要是负责机电一体化系统中系统参数的修正与控制作用，能够帮助工作人员对机电一体化系统中的诸多参数信息完成相关的调整工作，而键盘输入接口则是作为向电子技系统中的计算机键盘输入和输出接口而存在，其能够帮助电子系统中计算机与键盘之间的有效连接，其中电子系统的键盘又可以分为编码键盘和非编码键盘，两者分别具有不同的优势和劣势，然而总体都能够满足电子系统中计算机正常运转的诸多功能上的要求。

3结语

接口技术范文篇7

关键词：计算机接口技术；教学改革；proteus

1引言

《计算机接口技术》课程是计算机科学与技术专业的一门专业主干课程，是大学本科生掌握计算机硬件基础知识和常用接口技术的入门课程[1]。课程由微型计算机工作原理和微处理器、汇编语言程序设计、常用接口技术三个部分组成。该课程目的使学生通过本门课程的学习，掌握计算机系统的构成，建立起整机概念，并培养学生具有一定的独立分析和解决问题的能力，为后续课程的学习以及将来的工作奠定坚实的基础。但由于本门课程是一门实践性很强的课程，并且具有知识点多、概念抽象、理论性强等特点，学生掌握起来并非易事，就以往学生的反应，此门课程学习难度大，知识不易理解，普遍存在“重软件、轻硬件”的现象，大大降低了学生的学习热情，动手实践能力的培养也受到很大的限制，如何能够提高学生学习热情，激发学生的学习欲望，是需要解决的问题，笔者结合多年的教学经验和教学实践，在实验教学过程中进行了一些教学改革的初步探索。

2引用

proteus仿真软件Proteus嵌入式系统仿真与开发平台是英国labcenterelec⁃tronics公司开发，是目前世界上最先进、最完整的嵌入式系统设计与仿真平台。它包括原理图编辑与仿真软件包isis和布线编辑软件包ares两部分组成。Proteus7.5SP3及其以上版本新增对8086CPU及其相关接口芯片的仿真。硬件实验设备由于结构固定、资源有限且成本高、损耗大以及寿命低等缺点，pro⁃teus的引用对于改善教学实验环境，激发学生学习知识的求知欲，以及学习兴趣，提高教学效果，是一个不错的选择，此外，学生只要在自己的电脑上安装proteus软件后，可以不受时间和空间的限制，进行设计仿真操作，既节约了成本，又能充分发挥学生自己的思维和想象，对实验教学来说是一个课堂的延伸[2]。对于8086来说，将其编写好的源程序可通过外加EMU8086编译器生成.exe文件，然后在proteus上进行仿真，达到教学目的。Proteus的引用不仅可在实验教学上使用，也可在理论教学中使用，教师可以在课堂上边讲理论知识，边进行教学演示，直观形象，使学生对生涩难懂的知识进行有效的消化、吸收，是教学的有力的辅助工具。实践证明，引用proteus，达到了提高教学效果的目的，更加利于学生学习兴趣的培养。Proteus是教学的一个有利的补充，但它只是一个仿真软件，不能完全代替实物实践，仿真实验和实验箱上的实验还是有区别的，由于实际电路运行时表现的各种电气特性等，使在proteus上调通的，在硬件上不一定能够成功的实现，基于以上认知，采取proteus仿真实验和实物实验相结合的方法进行教学。要求学生先课下通过proteus软件进行仿真，模拟实验效果，再到实验室进行实际硬件电路的操作，查看实验效果，这种教学搭配，充分利用proteus仿真软件的形象直观性，增强学生好奇心，激发学生学习热情，同时提高学生的学习效率，达到更好的学习效果。

3课时安排

计算机接口技术课程主要分为微机原理、汇编语言程序设计和接口技术三大模块，共64学时，为兼顾各个模块之间的承上启下以及知识的连续性，主要分配学时如下表1：微机原理主要讲授微机基本知识，如微处理器、微型计算机、微机系统的概念以及微机的结构和工作原理、时序知识、指令系统等，汇编语言程序设计涉及内容有汇编语言源程序的格式、变量属性、分支结构、循环结构和子程序设计，接口技术涉及内容有存储器、输入输出接口、常用I/O接口芯片等。实践教学在整个课程中起着重要作用，通过实践，对理论知识进行消化和理解，同时学生的动手能力能够得到很好的锻炼，培养学生分析解决问题的能力，做到理论与实践有效的结合，实践教学总学时16学时，具体分配如下表2，其中汇编语言程序设计部分安排4学时，由于此部分上机实践只需计算机即可，不需其他硬件，学生在课上学习好程序的设计和调试方法后，可以利用课下时间在图书馆或宿舍完成作业和上机实践，节约课上学时，为其他内容的讲授提供充足的时间。接口技术实验共分为6次实验，分别为proteus的使用、8259中断控制器、8255并行接口芯片、8253定时计数器以及A/D、D/A转换。每次实验安排2学时，要求学生课下提前预习，为下次实验做充分的准备，保证每次实验顺利地进行，完成相应的实验任务。其中proteus的使用这一实验安排1次，是因为在本门课程学习之先，学生已学习过《电路制图与仿真》这门课程，此门课程主要介绍proteus软件的使用，因此在proteus的实验主要介绍EMU8086编译器的使用，学会使用proteus进行8086的仿真。常用接口芯片部分的5次实验均设置了基本实验部分和提高部分两个层次，其中基本部分要求每一个学生必须完成，按照电路原理图进行连线，编写实验程序，完成实验效果。提高部分要求学生在完成基本部分后，有余力的学生可对电路进行设计并编写相应的程序改善接口的性能。每一个层次的实验，要求学生进行现场演示。

4实验考核

实验评分标准分为实验操作部分、现场提问环节以及实验报告三个部分组成。学生抽签决定实验考核内容，并进行现场演示，教师根据学生实验操作过程、结果以及对现场的提问回答情况等形式进行现场评分，以激励学生学习主动性，达到教学目的。实验操作部分占实验总成绩的比例为50%，现场提问环节所占比例为30%，实验报告占20%，其中实验报告要求学生重点报告在实验过程中遇到什么问题，以及解决此问题的思路和方法以及实验的心得体会，避免抄袭和实验报告的形式化。

5充分利用多媒体

在进行实验教学过程中，充分利用多媒体，提升教学效果。为提高学生学习的热情，对于在实验过程中难懂的知识点，可以采用动画进行直观形象的演示，使学生更加能够领会实验的内容和目的，便于理解和记忆。

6结论

《计算机接口技术》是一门理论性和实践性都很强的课程，对于此门课程的教学也是一个不断学习和探索的过程。对于本门课程的改革实践，实验教学效果有了很大改善，学生主动性、学习热情有所提高。此课程是一门公认的教师难教、学生难学的课程[3]。随着时代的发展，计算机接口技术课程也应与时俱进，需要不断完善教学体系，更新教学内容，寻求新的教学方法，提高教学效果，充分调动学生的学习积极性和主动性，提高学生的综合能力、科学素质，为社会培养更多高素质的复合型人才。本课程的改革是一项长期艰巨的任务，需要不断探索和完善。

作者:鄢艳红 单位:广州中医药大学医学信息工程学院

参考文献：

[1]王志军,杨延军,王道宪.微机原理实验课程内容的层次化设计[J].实验室研究与探索,2012,31(1):105-106.

接口技术范文篇8

关键词：EPP增强并口uPSD323XPSDsoftEXPRESS

引言

在IBM公司推出PC机时，并行端口已经是PC机的一部分。并口设计之初，是为能代替速度较慢的串行端口驱动当时的高性能点阵式打印机。并口可以同时传输8位数据，而串口只能一位一位地传输，传输速度慢。随着技术的进步和对传输速度要求的提高，最初的标准并行端口即SPP模式的并行端口的速度已不能满足要求。1994年3月，IEEE1284委员会颁布了IEEE1284标准.IEEE1284标准提供的在主机和外设之间的并口传输速度，相对于最初的并行端口快了50～100倍。IEEE1284标准定义了5种数据传输模式，分别是兼容模式、半字节模式、字节模式、EPP模式和ECP模式。其中EPP模式、ECP模式为双向传输模式。EPP模式比ECP模式更简洁、灵活、可靠，在工业界得到了更多的实际应用。本文介绍的一种基于uPSD323X的EPP增强并口的设计核心是，使用uPSD323X内部的CPLD实现EPP接口。

1EPP接口协议介绍

EPP(EnhancedParallelPort,增强并行端口)协议最初是由Intel、Xirocm、Zenith三家公司联合提出的，于1994年在IEEE1284标准中。EPP协议有两个标准：EPP1.7和EPP1.9。EPP接口控制信号由硬件自动产品，整个数据传输可以在一个ISAI/O周期完成，通信速率能达到500KB/s～2MB/s。

EPP引脚定义如表1所列。

表1EPP接口引脚定义

对应并口引脚EPP信号方向说明

1nWrit输出指示主机是向外设写（低电平）还是从外设读（高电平）

2～9Data0～7输入/输出双向数据总线

10Interrupt输入下降沿向主机申请中断

11nWait输入低电平表示外设准备好传输数据，高电平表示数据传输完成

12Spare输入空余线

13Spare输入空余线

14nDStrb输出数据选通信号，低电平有效

15Spare输入空余线

16Ninit输出初始化信号，低电平有效

17nAStrb输出地址数据选通信号，低电平有效

18～25GroundGND地线

1.1EPP接口时序

EPP协议定义了4种并口周期：数据写周期、数据读周期、地址写周期和地址读周期。数据周期用于计算机与外设间传送数据；地址周期用于传送地址、通道、命令、控制和状态等辅助信息。图1是EPP数据写的时序图。图1中，nIOW信号实际上在进行EPP数据写时并不会产生，只不过是表示所有的操作都发生在一个I/O周期内。在t1时刻，计算机检测nWait信号，如果nWait为低，表明外设已经准备好，可以启动一个EPP周期了。在t2时刻，计算机把nWrite信号置为低，表明是写周期，同时驱动数据线。在t3时刻，计算机把nDataStrobe信号置为低电平，表明是数据周期。当外设在检测到nDataStrobe为低后读取数据并做相应的数据处理，且在t4时刻把nWait置为高，表明已经读取数据，计算机可以结束该EPP周期。在t5和t6时刻，计算机把nDataStrobe和nWrite置为高。这样，一个完整的EPP数据写周期就完成了。如果就图1中的nDataStrobe信号换为nAddStrobe信号，就是EPP地址写周期。

图2是EPP地址读周期。与EPP写周期类似，不同的是nWtrite信号置为高，表明是读周期，并且数据线由外设驱动。

从EPP读、写周期可以看出，EPP模式的数据传输过程是一个信号互锁的过程。以EPP写周期为例子，当检测到nWait为低后，nDataStrobe控制信号就会变低，nWait状态信号会由于nDataStrobe控制信号的变低为而高。当计算机检测到

nWait状态信号变高后，nDataStrobe控制信号就会变高，一个完整的EPP写周期结束。因此，EPP数据的传输以接口最慢的设备来进行，可以是主机，也可以是外设。

1.2EPP增强并口的定义

EPP增强并口模式使用与标准并口（SPP，StandardParalledPort）模式相同的基地址，定义了8个I/O地址。基地址+0是SPP数据口，基地址+1是SPP状态口，基地址+2是SPP控制口。这3个口实际上就是SPP模式下的数据、状态和控制口，保证了EPP模式和SPP模式的软硬件兼容性。

基地址+3是EPP地址口。这个I/O口中写数据将产生一个连锁的EPP地址写周期，从这个I/O口中读数据将产生一个连锁的EPP地址读周期。在不同的EPP应用系统中，EPP地址口可以根据实际需要设计为设备选择、通道选择、控制寄存器、状态信息等。给EPP应用系统提供了极大的灵活性。

基地址+4是EPP数据口。向这个I/O口中写数据将产生一个连锁的EPP数据写周期，从这个I/O口读数据将产生一个连锁的EPP数据写周期。基地址+5～+7与基地址+4一起提供对EPP数据口的双字操作能力。EPP允许主机在此个时钟周期内写1个32位双字，EPP电路再把32位双字拆为个字节依次从EPP数据口中送出去。也可以用其所长6位字方式进行数据传送。

由于EPP通过硬件自动握手，对EPP地址口和EPP数据口的读写操作都自动产生控制信号而无需软件生成。

2uPSD323X及其开发环境PSDsoftEXPRESS

ST公司的uPSD323X是带8032内核的Flash可编程系统器件，将于8032MCU、地址锁存器、Flash、SRAM、PLD等集成在一个芯片内。其主要特点如下：具有在线编程能力和超强的保密功能；2片Flash保存器，1片是128K或者256K的主Flash存储器，另一片是32K的从Flash存储器；片内8K的SDRAM；可编程的地址解码电路（DPLD），使存储器地址可以映射到8032寻址范围内的任何空间；带有16位宏单元的3000门可编程逻辑电路（CPLD），可以实现EPP接口等及一些不太复杂的接口和控制功能；2个异步串口、I2C接口、USB接口、5通道脉冲宽度调节器、50个I/O引脚等。由于uPSD323X采用的是8032内核，因此可以完全得到KeilC51编程器的PSDsoftEXPRESS是ST公司针对PSD系列产品（包括uPSD）开发的基于Windows平台的一套软件开发环境。经过不断升级，目前最新版是PSDsoftEXPRESS7.9。它提供非常容易的点击设计窗口环境用户不需要自己编程，也不需要了解HDL语言，只有点击鼠标即可完成对地址锁存器、Flash、可编程逻辑电路等外设的所有配置和写入。它支持所有PSD器件的开发，使用PSDsoftEXPRESS工具对uPSD323X系列器件的可编程逻辑电路的操作简单、直观。PSDsoftEXPRESS工具可以在ST网站（/psd）免费下载。

3用uPSD323X实现EPP接口设计

3.1硬件接口

EPP增强并口的速度最高可达到500KB/s～2MB/s,这对外设的接口设计提供了一个很高的要求，如果外设响应太慢，系统的整体性能将大大下降。用户可编程逻辑器件，系统的整体性能将大大降低。用户可编程逻辑器件，如FPGA（FieldProgrammableGatesArray,现场可编程门阵列）和CPLD（ComplexProgrammableLogicDevice,复杂可编程逻辑器件），可以实现EPP增强并口的接口设计，这种实现方案可以达到并口中的速度极限，并且保密性好。ST公司的uPSD323X内部集成了可编程逻辑电路（CPLD），因此使用uPSD323X可以很好地实现EPP增强并口的接口设计。

EPP接口（EPP1.7）外设硬件接口原理如图3所示。在本设计中，uPSD323X通过中断的方式接收PC机并口的数据，并且当外设准备好数据上传到PC机时，PC机采用的也是中断方式接收外设的数据。

在上述硬件电路的基于上实现EPP并口通信还需做两部分的工作：一部分工作是在PSDsoftEXPRESS工具中完成对CPLD的数据的锁存；另一部分工作是在KEILC51环境下编写中断服务程序，实现EPP数据的读取和发送。

图3

3．2对CPLD的编程及其实现数据锁存的过程

在PSDsoftEXPRESS工具中，将PA端口（EPPD0～EPPD7）配置成带有时钟上升沿触发的寄存器类型（PTclockedregister）的输入宏，PB0（nWait）配置成上升沿触发的D类型寄存器（D-typeregister）的输出宏，PB3（nWrite）、PB4(nDstrb)、PB2(nAstrb)配置成CPLD逻辑输入（logicinput）口。NDstrb信号和nAstrb信号各自取反再相与后的值作为输入宏单元和输出宏单元的时钟。上述对PA、PB端口的配置用方程式表示如下：

PORTAEQUATIONS：

=======================

！EPPD7_LD_0=nAstrb&nDstrb;

EPPD0.LD=EPPD3_LD_0.FB;

!EPPD3_LD_0=nAstrb&nDstrb;

EPPD1.LD=EPPD3_LD_0.FB;

!nWait_C_0=nAstrb&nDstrb;

EPPD2.LD=EPPD3_LD_0.FB;

EPPD3.LD=EPPD3_LD_0.FB;

EPPD4.LD=FPPD7_LD_0.FB;

EPPD5.LD=EPPD7_LD_0.FB;

EPPD6.LD=EPPD7_LD_0.FB;

EPPD7.LD=EPPD7_LD_0.FB;

PORTBEQUATIONS:

=======================

nWait.D:=1;

nWait.PR=0;

nWait.C=nWait_C_0.FB;

nWait.OE=1;

nDstrb.LE=1;

nAstrb.LE=1;

EPP数据的锁存过程如下：以计算机向外设传输数据（即EPP数据写周期）为例子，计算机首先检测nWait信号，如果nWait为低计算机把nWrite信号置为低，表明是写周期，同时将数据放到数据总线上，然后置低nDstrb信号。此时，nDstrb信号会出现一个上升沿，此上升沿会将PA端口的数据锁存到输入宏；同时，此上升沿使nWait信号变高，表示外设正忙阻计算机发数年。当计算机检测到nWait信号为高后就会将数据握手信号nDstrb变高，EPP数据写周期结束。上述EPP数据的锁存和nWait握手信号的产生都由硬件产生，因此数据传输速度快。整个数据传输过程可以在一个I/O周期内完成，锁存到输入宏的数据的读取和nWait信号的清除则在外部中断0服务程序软件完成。

3．3中断服务程序的功能描述及流程

由硬件原理图可以看出，EPP并口的nDstrb和nAstrb信号线分别连到uPSD323X的外部中断定和外部中断1引脚。当发生EPP数据读写时，nDstrb信号就会产生一个下降沿，引起外中断定中断。当发生EPP地址读写时，nAstrb信号就会产生一个下降沿，引起外中断1中断。外部中断0和外部中断1的中断服务程序的功能是相同的，只不过前者接收或发送的是数据而后者是地址、命令等。以外部中断0的中断服务程序为例，详细介绍数据正向传输（计算机向外设发送数据）和反向传输（外设向计算机传送数据）时中断服务程序的功能。外部中断0中断服务程序流程如图4所示。

（1）数据正向传输

当发生EPP数据写周期时，即数据正向传输时，计算机首先检测nWait信号。如果nWait为低，表示外设已准备好接收数据。计算机把nWrite信号置为低，表明是写周期，同时将数据放到数据总线上，然后置低nDstrb。NDstrb信号就会产生一个下降沿，此下降沿一方面将PA端口的数据锁存到输入宏并使nWait信号变高，表示外设正忙另一方面引起外部中断0中断，在外部中断0的中断服务程序中读取输入宏锁存的数据，然后将nWait信号清零通知计算机现在外设已经准备好可以再次接收数据了。

（2）数据反向传输

外设准备好数据需要上传到计算机时，uPSD323X就会将数据放到PA端口，同时置低Intr信号线，向计算机申请一个中断，计算机中由一个硬件驱动程序来处理并口的硬件中断。驱动程序在并口中断服务程序中，通过读取EPP数据口获得外设上传的数据。由于EPP接口的握手信号由硬件产生，当计算机读取EPP数据口时同样会检测nWait信号。如果nWait为低，计算机把nWrite信号置高，表明是读周期，然后置低nDstrb,nDstrb信号就会产生一个下降沿。此下降沿使nWait信号变高，同时引起uPSD323X外部中断定中断。在外部中断0的中断服务程序中，为确保计算机将PA端口的数据取走，需不断检测nDstrb是否为高。当nDstrb为高时，表示计算机已将PA端口听数据读走，然后中断服务程序将nWait置低，EPP数据读周期结束。

接口技术范文篇9

关键词：教学改革；实验教学；创新能力

1引言

《微机接口技术》课程作为高等院校计算机专业的主要专业基础课程之一，学生普遍感到《微机接口技术》这门课难学、难懂、概念抽象、感性认识差，再加上大量汇编语言编写的初始化程序和应用程序。学生学习完了这门课程后，对于接口芯片工作原理和在计算机中的实际应用模糊不清，更谈不上创新设计。该课程的教学现状总结起来，主要存在以下几个方面的问题。

1)教材相对陈旧

现在使用的教材大多数都存在东拼西凑的现象，而且教材的编写、出版有一个周期问题，即使基本理论讲清楚了，但是对芯片的应用现状和新技术发展却很少涉及，或者讲得不清楚。

2)理论教学和实验教学严重分离

理论教学主要靠老师在课堂上用电子教案分析讲解，这种单纯的理论分析，学生感觉枯燥乏味，没有参与思考的积极性；而最能吸引学生的实验课程却由实验教师自行组织，与理论教学脱节。学生的完整知识结构体系无法统一和完善。

3)验证性实验教学扼杀了学生的创新能力和创新欲望

现在高校中对于该门课程的实验都采用实验箱，对芯片功能进行验证性实验就算了。基本上学生没有自主的创新环节，在课程设计阶段，老师把程序编写好，学生照着老师的步骤连接好各种线路，再把程序录入、调试运行，观察结果写出实验报告就行了。最后导致所有学生的实验报告都是一个结论。

因此，积极地对《微机接口技术》课程进行教学改革，有效提高教学质量是当前该门课程的重要任务。因为该门课程作为汇编语言、计算机组成原理课程的后继专业课程，是计算机专业学生有效提高专业技能和动手、创性能力的一门重要课程，也是该专业与其它专业区分的一门主干课程。要达到有效提高该门课程教学质量，培养学生的动手能力和创新能力，就必须在教学指导思想、教学实验内容和实验组织方法等方面进行一系列改革，下面就这几个方面进行详细探讨。

2根据课程发展特点，转变教学指导思想

教学改革的目的是提高教学质量，要在有限的几十个学时中让学生真正掌握好一门课程的内容，在组织教学过程中就要做到“少而精”，要想做到这一点，就必须灵活地使用教学方法，不能千篇一律地纯理论教学，必须转变教学指导思想，根据课程的内容进行调整，对于《微机接口技术》这种纯硬件的专业课程，学习重点就要从“是什么，如何工作”继续深入到“是什么，如何工作，如何设计，现在的发展现状，以后的发展方向”。积极的鼓励学生思考。现在国内计算机专业教学模式普遍都是“重软件、轻硬件”，很多学生到了大学毕业做毕业设计时，连计算机主机箱内的部件都不认识，更谈不上发展研究了，这也是国内硬件人才严重缺乏的原因之一。因此教师的引导很重要，要给予学生充分的思考空间，“强调基础，注重实际能力”应该才是这门课程的新教学指导思路。

3优化教学内容

《微机接口技术》课程教学改革的首要任务应该是教材改革。选用教材应该是以学生能够学到知识为目的。

现在很多高校选用的理论教材还基本差强人意，但是实验指导教材却参差不齐，很多教材都只是列出了各芯片的连线示意图，并给出了相应的初始化程序，学生只需要按图索骥就行了，完全失去了实验课程的意义。这种验证式的教学模式导致了学生自我创新能力的丧失，一个实验结束，所有学生的实验报告都是一个结论。

随着计算机硬件技术的飞速发展，《微机接口技术》课程的教与学都发生了质的变化。传统的计算机接口技术课程着重于介绍计算机各组成芯片的内部结构，初始化编程命令和在PC/AT机中的基本应用，并没有系统的介绍各组成芯片的关联工作情况以及和CPU的系统工作状况。当今PentiumPC机广泛使用的并行接口标准IEEE1394、通用串行接口标准USB、图形显示总线标准AGP、高速硬盘标准Ultra100MB等等，都是最新接口技术应用的具体成果。但是在现有教材中很难包含所有的新技术，因为现有教材中的很多内容在微机原理课程中已经讲到，因此学生更是觉得这门课程没有实用价值。

针对这一系列情况，现有的教学内容就必须进行优化。因为这门课程的特殊性，其理论基础基本上都是围绕IBM/PC系列机进行讲解的，基本原理没有大的调整和变化，因此理论教学内容的优化主要是选择教材的问题，根据笔者经验，一般来讲正规出版社的理论教材都还可以，因此这门课程教学内容的优化就主要着眼在实验课程的实验内容和实验组织方式。根据笔者多年的教学实践经验进行以下探讨。

3.1实验内容的改革

微机接口实验的内容主要是有关接口芯片的学习和应用，各种芯片在学习过程中都是分开来讲解，其实在具体的应用上这些芯片是互相紧密联系的，在实验中应该集合在一起，才能真正的掌握这些芯片在计算机中的主要功用。比如：接口芯片8255是并行传输接口芯片，三个端口的每个引脚都可以独立地产生一个有用信号；而芯片8253是定时器／计数器，可定时产生一个信号，而这个信号和8255A的PB口协作可以作为扬声器的控制信号。所以在实验时，应该把8255A和8253A这两个实验结合在一起。实验时间是4个学时，在内容上，可以先熟悉8255的性能，然后熟悉8253的性能，最后将两者结合在一起进行实验，真正掌握计算机扬声器的工作原理。两种芯片互相联系，有助于对芯片更深入地了解，在此基础上，也可以将芯片8259和8253A结合在一起。这样逐步深入，不断提高学生的学习兴趣，学生有了兴趣后，老师就必须循循善诱的引导学生进行创新设计，实际上，这门课程的创新设计内容很多，比如：工业控制，智能仪器仪表，超市收银机，公共汽车报站系统，电子考勤机，门铃报警电话，步进电机控制系统，交通收费系统，家电领域的智能控制芯片等等。教师可以选择一个比较实用也不太复杂的产品作为事例，如足球场上的计时器、记分器等等，给学生由浅入深地讲解，鼓励学生只要掌握了相关的硬、软件基础知识，就能开发出同样的产品，从而激发他们对本课程的学习兴趣，增强了求知欲。

对于这门课程的实验内容，笔者在教学中一般分为这样几个层次进行。

3.1.1认知阶段

这一阶段

主要是让学生从理论角度转变到硬件角度认识真正的硬件芯片外观和基本工作原理，熟悉汇编语言在接口芯片编程控制中的上机过程。基本依照实验讲义的指导去做，这算是本课程学习的入门阶段。学生这时刚刚接触到具体的硬件芯片，对于很多引脚的定义不能从硬件接线的角度去理解，因此必须要求学生完全依照实验讲义的要求，一步一步进行程序调试、汇编、连接、装入、运行，观察输出，得出正确的实验结果。这一层次的实验目的主要是熟悉实验装置和实验步骤，对接口芯片各个引脚信号的实际接线方法有一个初步的体会，逐步提高做实验的兴趣，通过实验，学生对系统有一个初步的认识。这是实验的初级阶段，力求做到由浅入深、循序渐进。

3.1.2提高阶段

这一阶段主要是提高学生对芯片系统工作的认识。因为这时学生已经对芯片的硬件接线有了进一步的认识，有能力自己做一些修改和设计，并且对做实验有了一定的兴趣，在讲义给出的基本接线原理的基础上，自己深入一步，做一些局部的改动，这时实验的成功对学生的心理有较大的鼓励，可以激发学习的兴趣。比如：CPU利用8255A与打印机相连完成并行打印和打印机并行接口的学习是分成不同章节介绍的，弄得很多学生就搞不清楚，到底CPU用的是哪一种并行打印接口，而且打印接口标准和8255A到底有什么关系？因此笔者在讲解这部分内容时，首先分开讲清楚各自的工作原理，以及编程控制等基本内容。让学生深入了解CPU执行指令所产生的信号如何控制并行打印的输出过程。之后，在实验中，笔者让学生设计了这样一个实验：利用8255A的A口工作在方式0与微型打印机相连，将内存缓冲区BUFF中的字符打印输出。试完成相应的软硬件设计。由于学生已经清楚知道了各自的工作原理，老师稍加引导，学生很容易就设计好硬件连线图，如图1所示。

图1硬件连线图

有了这样一个硬件连线图，相应的控制程序就很简单了。然后让学生自己完成这个题目的硬件连线和控制程序：将上例中8255A的工作方式改为方式1，采用中断方式将BUFF开始的缓冲区中的100个字符从打印机输出。根据笔者经验，只要学生能够顺利完成前面的实验，这个实验也会很容易成功。通过一系列类似的提高实验，让学生切实清楚了各种芯片、接口标准与CPU的关联工作情况，可以激发学生的学习积极性和学习热情，树立学生学习的自信心和学习成就感。

3.1.3创新阶段

这个阶段是在前面两个阶段的基础上进行的，学生经过了认知、解惑的阶段后，就产生了自我创新的欲望。这时老师可以要求学生自己设计线路图、程序，进行调试，得出正确的结果，是学习的提高阶段。因为学生对芯片的学习和硬件接线有了深入的理解后，已经不满足于实验讲义上的现成方案，迫切希望自己动手设计一个综合性的实验方案，然后进行编程、调试，得出结果，最后写一个综合的设计报告。这是实验的高级阶段，对于学生动手能力的提高有较大的帮助。笔者就在这一阶段要求学生完成了一些创新实验，比如：交通信号灯控制系统、电子音乐播放器、电子时钟设计、转速测试系统设计、简易计算器系统设计等方案。尽可能多地提供具有实际用途的设计方案，使学生通过完成实用价值较高的电路设计的同时进一步加深对专业理论知识的认识和理解。

比如设计—套公共汽车报站系统，利用8255或8253、8259等接口电路均可。学生根据所选课题和所用的接口电路芯片设计出完整的接口电路，并在实验系统上完成电路的连接和调试通过即可。在设计过程中，不提供所谓的“标准答案”，而是鼓励学生充分发挥设计才能，大胆创新。接口电路接法不同，芯片选择不同，结果可能不同。鼓励持不同意见的同学充分阐述自己的观点，积极相互讨论。不乏有学生为了拟定一个良好的设计方案，为了调试出相应的指标，绞尽了脑汁，主动弥补自己知识的缺陷来完成课程任务。所以，通过创新阶段的训练能够真正反映学生掌握本课程的综合应用能力。

3.2实验组织方式

由于这门课程为计算机应用专业的必修课程，学生人数众多，组织实验时可以采用分级组织形式。通过前面的基础实验，完成较好的学生自己选择一个同学形成一组，每组不超过两人，以杜绝学生存在不做的侥幸心理，兼顾“一帮一”的原则，带动学习氛围。实验结束，要求学生进行讨论，并写出实验报告，对实验进行总结。学生通过创新、讨论、实践、再讨论、再实践、再创新的过程，个人动手能力得到了极大地提高。

4采用立体教学模式

除了抓好实验环节外，教学模式的多变也是必不可少的。现代教学方式的一个典型指标就是多媒体技术的应用。很多老师认为用了幻灯片就是使用多媒体了，其实不然，作为硬件技术专业基础课程，对于绝大多数学生来讲，《微机接口技术》课程中的很多知识都是抽象而难于理解的，如果采用Powerpoint做成的传统的静态幻灯片，学生肯定会觉得生涩难懂。比如我在教学过程中就组织了微机接口技术的立体教学模式，制作了微机接口技术的电子教案，应用了微机接口技术仿真实验软件，利用这些辅助的教学手段完成《微机接口技术》的课堂教学。因为电子教案可以加大课堂教学的信息量，仿真软件可以直观地将各部件内部每一步的信息流动过程以生动形象的方式展示在学生面前，使学生具有身临其境的感觉。比如：控制程序中指令执行过程以及涉及到的微操作步骤，如果就靠课堂上空洞的分析，学生是无法建立其完整的结构概念的，但是在教学过程中，我就用仿真工具做了一个动态的执行过程，学生看起来很直观，而且明确了执行过程中相关硬件的工作和配合情况。

通过教学实践证明，采用现代化的、多元的教学手段，可以把原本枯燥的硬件课程讲解得生动易懂，消除了学生的畏难情绪，化被动学习为主动求知。当然因为接口技术与设备都在不断的发展，教材上的内容，往往是对以往接口技术成型后的总结，实验也只是对教材上的芯片接口功能的验证，并不能真正与当前最新技术同步，有些甚至过于陈旧，所以应适时补充一部分当前微机接口技术中较新的内容，并给予重点介绍，如有条件的话可以给学生演示无盘系统启动芯片BOOT—RObl设备、USB设备等开发过程，包括选择控制器、硬件电路设计、软件设计、调试整个过程，使学生对现代微机接口技术与身边常见设备更紧密结合起来，真正做到学以致用。

5结束语

《微机接口技术》课程的教学改革是一个长期的过程，不可能一蹴而就，需要理论

教学内容、实验内容以及实验组织方式和教学模式等多因素结合，本文就教学的几个主要方面进行了探讨，主要分析了实验环节的问题并提出了改革方法，通过作者自己的教学实践，合理安排教学内容、灵活组织教学模式、加强教学实践、增加创新实验环节等，都有助于提高教学质量，改善教学效果，提高学生的学习兴趣，进而提高学生的学习效率，同时，通过这门课程的教学改革探讨也为今后更进一步的精品课程建设奠定了基础。

参考文献

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接口技术范文篇10

【论文摘要《微机原理和接口技术》是高职高专计算机及相关专业必修的一门专业基础课，同时也是一门实践性和应用性很强的课程。本文针对该课程在教学过程中存在的一些新问题，根据笔者多年的教学实践提出了一些改进的方法和建议，以期提高该门课程的教学效果。

《微机原理和接口技术》是高职高专计算机及相关专业必修的一门专业基础课，同时也是一门实践性和应用性很强的课程。经过理论和实验两方面的教学，使学生把握微型计算机的基本工作原理，汇编语言程序设计的基本方法，微机系统和输入输出设备的典型接口电路和接口技术，并能综合运用软、硬件技术分析实际新问题。《微机原理和接口技术》这门课程的学习涉及到很多先行课程，比如《模拟电子技术》、《数字电路》等，这些课程的学习效果往往对本课程的学习有一定影响，加之本课程的教学内容较多，各个知识点之间相互交叉又造成理解上的困难，需要学生记忆的内容太多，导致学生学起来较困难，从而失去了学习的信心，达不到预期的教学效果。针对这样的目前状况，作者结合自己的教学实践，谈谈对于该课程教学的思索。

一、让学生充分熟悉到该课程的重要性，提高学生的学习动力及喜好

随着高校的扩招，就业压力的增大，学生密切的关注所学的知识是否能够促进自己未来的就业和发展，高职学生尤是如此，所以在教学过程中经常有学生提问说《微机原理和接口技术》这门课程晦涩难懂，学习它有什么实际意义，对我今后的学习和发展有什么功能。对于学生的提问我思索摘要：其实在教学过程中第一节课是非常关键的，在第一节课里教师应该将本课程的内容进行整体的介绍并且要告诉学生学习该课程的意义。《微机原理和接口技术》主要讲述微型计算机的基本工作原理，汇编语言程序设计的基本方法，微机系统和输入输出设备的典型接口电路和接口技术三部分内容。第一部分内容的学习有利于学生对微机工作原理有深入地了解，直接地应用在嵌入式计算机、自动控制等方面，把握它也有利于对后续课程的学习，比如《操作系统》、《编译原理》等，并且这一部分内容中介绍到的计算机内部各部件的结构又是汇编语言程序设计的基础。第二部分介绍的汇编语言程序设计是我们和计算机沟通最直接的方式，假如我们想从事计算机科学方面的工作的话，汇编语言的基础是必不可缺的，因为我们的工作平台、探究对象都是机器，我们通过汇编语言和机器交流，尤其在和硬件关系非常密切的程序或要提高运算速度的程序，即使是C语言也会有些力不从心，而汇编语言则能够很好扬长避短，最大限度地发挥硬件的性能。由于汇编语言和硬件密切相关，所以第一部分内容的学习一定要打好基础。第三部分内容是一些常用且典型的芯片，使学生能深层次的理解微机系统，为以后学习其他芯片打下基础。只有让学生熟悉到本课程的学习确实能对自己的就业和未来发展有用，才能激起学生学习的喜好和动力，提高主动学习的热情。

二、改进教学方法，提高教学效果

《微机原理和接口技术》这门课程中有一些内容确实比较抽象，难于理解，又有很多知识点需要学生记忆，所以光有学习的热情还不够，正确的学习方法才能有事半功倍的学习效果。

1、在学生学习过程当中，要不断鼓励学生

《微机原理和接口技术》这门课程会分章节讲述构成微机的中心处理器，系统总线，存储器，输入输出设备和一些典型的接口电路以及它们的工作原理。我们知道微机是一个有机的整体，要讲清楚任何一个部件的工作原理都不可能只单独将这一部件拿出来讲，必然涉及到其他新部件，而其他新部件我们还没接触到，所以经常出现一个知识点还没讲清楚，又出现新的疑问，在整个课程的学习当中疑问会一直存在，直至该课程结束，也就是说只有到学期末所有的疑问才能搞清楚。还有这门课中最难的地方在第二章，本章知识理解起来困难，并且有大量内容（几乎全部内容）要求在理解的基础上记忆以便为后续的学习奠定基础，而这时学生刚刚开始接触这门课程便一下子觉得很难，轻易产生放弃的思想。所以教师在整个学期中非凡是学期初一定要不断鼓励学生摘要：学习中存在新问题是很正常的，随着进一步学习新问题会得到解决，关键是坚持，树立学习信心。

2、对于抽象的概念和工作原理，老师要精心设计课堂教学，使晦涩难懂的知识变得浅显易懂

课堂教学是使学生获得知识最有效最快捷的方式。在教学过程中，真正做到“以学生为本”，提高课堂效率，我的心得是精心的进行合理、有效的课堂教学设计。合理、有效的课堂教学设计可以在最短的时间得到最好的教学效果。比如，本课程的教学布置中，先讲cpu内部寄存器后讲存储器分段，讲cpu内部寄存器时就要涉及到存储器分段，这样一来知识点前后交叉多，学生听不明白，老师也会觉得讲不清楚。换种思路，重新调整一下次序，先介绍存储器分段，讲清楚四种段、段地址和偏移地址以及物理地址的形成，再介绍cpu内部寄存器，4个段寄存器分别存放4个段的段地址，地址指针寄存器和指令指针寄存器用来存放偏移地址，这样讲符合学生接受知识的规律，用时较少而且教学效果好。

3、采用多媒体教学手段，更高效地完成课堂教学任务

随着信息技术的发展，多媒体技术在课堂教学中得到了广泛的应用。多媒体计算机使图、文、声、像集于一体，使教学内容形象生动富有感染力，使抽象新问题形象化。一些抽象概念在单纯语言讲解的情况下，感性材料不足，说服力不强，通过多媒体可以把抽象的理论和抽象的模型具体形象地展示在屏幕上帮助学生理解。比如讲存储器分段时，说到存储单元物理地址唯一而逻辑地址不唯一时很多学生感到很困惑“逻辑地址不唯一”，传统教学手段凭教师一张嘴、一根粉笔、一块黑板有时很难讲清楚，这时采用多媒体动画的形式将存储器分段进行演示，它能够直观形象地让学生看出段和段之间的一种重叠关系，某个存储单元既属于A段又属于B段，从而得出这一存储单元逻辑地址不唯一，既记住了结论又很好的理解了结论推导的整个过程。

4、注重实践环节

首先，高职教育的培养目标是培养重点面向基层的中高级工程技术人才，因此，加强实践教学，具有重要意义。其次，本门课程的实践性和应用性非常强，对于大多学生来说，许多知识只有通过实践教学才能真正的理解，这就要求我们必须重视实践教学的功能，改进教学内容,把实践课教学放到和理论教学同等重要的位置。高职学生综合运用知识的能力较差，所以实验基本上以验证性的实验为主，学生只需输入现成的程序，连接较少的导线，客观上为缺乏自觉性的学生提供了偷懒的机会，结果实验虽然做了，学生却没有多少收获，所以指导教师的要求往往不能得到很好的落实。针对验证性实验许多学生完成以后不愿深入思索和理解的现象，教师根据实验情况，设计实验思索题，这些实验思索题需要仔细思索对实验程序和连接线作出修改后才能得到实验结果，从而引导学生去思索完成。通过这样的做法，在以后的实验和实训中逐步培养学生的分析能力、综合运用知识的能力。近些年来，学校每年要组织学生参加大学生挑战杯竞赛，竞赛的许多题目涉及到微机应用系统设计，学生通过参加竞赛的培训和参赛，能深入理解微机原理和接口技术的知识，并能将其运用到实际中去。