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摘 要本文首先阐述了研制32位微型计算机技术实验设备的目的和意义,然后指出了需要解决的关键技术并给出了解决方法,最后通过样机在学生实验中的使用,说明了使用效果及发现的问题,明确了进一步改进和完善的方向.
关 键 词微型计算机技术实验设备；研制；32位微机
中图分类号TP3-4文献标识码A文章编号1673-9671-（2013）012-0134-01
当今理工科高校计算机或相关专业都开设了《微型计算机技术》课程.这门课程除了理论教学外,一般还有10～12学时的实验教学.本门课程结束之后,还会安排一到两周的课程设计,通过课程设计,提高学生综合应用微型计算机技术的能力.不论是本门课程的实验教学还是课程设计,都需要相应的实验设备支持.本文首先阐述了研制32位微型计算机技术实验设备的目的和意义,然后指出了需要解决的关键技术并给出了解决方法,最后通过样机在学生实验中的使用,说明了使用效果及发现的问题,明确了进一步改进和完善的方向.
1研制32位微型计算机技术实验设备的目的和意义
1.116位、准32位和32位微型计算机技术实验设备的区别
16位实验设备的特点是使用MA5.0或以下版本编写程序,运行在DOS下,目前已被淘汰.准32位实验设备的特点是使用MA6.X版本编写程序,运行在Windows16下,大多实验设备都处于这个阶段.32位实验设备的特点是使用MA32编写程序,运行在Windows32下.目前还没有这样的实验设备.
1.2研制32位微型计算机技术实验设备的目的和意义
当今《微型计算机技术》课程的教学已经严重滞后于现场技术的发展.计算机技术发展之快,迫使高校教育要不断改革和提高.从8位、16位到32位机的转换都是历史的必然.研制32位实验设备的目的和意义就在于使教学和现场接轨,使学生所学知识尽快适应市场需求,因此研制该设备迫在眉睫.
2研制该设备需要解决的关键技术
16位或准32位机一般是利用串行或总线方式的接口连接微机和实验设备,当今的微机除非特别需要,已不再配置串行接口；总线方式的接口需要在微机的主板扩展槽上插一块接口版,增加了研制成本,且不具稳定性.通用串行接口USB现已成功替代串口、并口和总线,成为当今计算机必配的主流接口.基于USB的诸多优点,可以预计USB将是32位实验设备的标准接口方式.所以研制该设备首先要确定用USB接口代替串行或总线方式的接口.但带来的问题是怎样把来自USB接口的各种实验所用信号分离出来,这是研制该设备需要解决的关键技术.
332位微型计算机技术实验设备的研制思路及方法
3.1汇编语言更新换代
MA6.11以下版本只能用来写DOS程序,从6.11版才开始支持Windows16下编程.自Windows32环境出现以后,对16位汇编语言编程做了一些限制,如禁止用户直接访问外设端口.MA32解决了如何在Windows32下32位汇编语言编程的问题.MA32既有汇编语言的优点,如实时处理、目标码短、执行效率高.又可以像VB、VC、DELPHI一样编写出良好的显示和操作界面.最关键的是能充分发挥32位微机的强大功能.因此,32位实验设备首选的汇编语言编程环境应该是MA32.
3.2分离来自USB的信号
设计一个信号分离电路,将来自USB线的各种信号分离出来供实验板使用,见图1.
3.3研制实验板
设计一个实验板,把《微型计算机技术》课程实验分为若干模块,每个模块焊接使用的芯片,将芯片的一部分引脚连接分离信号,另一部分引脚连接到芯片的插孔上供实验者使用.电源和地线为实验板提供电源,主要是+5V.地址总线信号主要应用于存储器实验、地址译码电路的输入、并行接口和定时器等实验.数据总线主要应用于存储器实验、数/模和模/数转换、并行接口和定时器等实验.读写信号主要应用于并行接口和定时器等实验.复位信号应用于并行接口实验.时钟信号主要应用于定时器实验.地址译码电路主要应用于并行接口和定时器等实验.中断请求信号应用于中断实验.一般一个实验需要使用多种信号,在此不再详细叙述.
4研制该设备的效果及发现的问题
部分同学用样机测试了《微型计算机技术》课程实验,结果表明,该样机基本达到了32位微型计算机技术实验设备的设计要求.但也发现了下面一些问题：
1）MA32的学习需要更多的时间,需要增加理论学时.
2）教材急需更新,保证理论和实践同步.
3）信号分离电路是用传统方式实现的,考虑用可编程逻辑器件实现,降低成本和防.
4）除基本实验外,还应考虑课程设计需要,在实验板上增加一块面包板,学生可以做扩展实验.
5）考虑到扩展实验的需要,还应利用信号分离电路得到-5V、+12V和-12V信号.
5结语
汇编语言更新换代和以USB作为32位微型计算机技术实验设备的标准接口方式,这两点关键技术革命必将提高实验设备的档次,这样设计可以满足未来相当长时间该领域的需要.综合考虑各种因素,得出的结论是16位和准32位实验设备在不久的将来肯定被淘汰,32位实验设备必将马上走上历史舞台.