微机原理实验报告

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微机原理实验报告范文第1篇

微机原理与接口技术是电子信息类等工科专业普遍开设的一门专业基础课，课程包括理论教学和实验教学，内容涵盖微机原理、汇编语言程序设计及接口技术，兼顾软件和硬件两个方面，具有实践性强、知识面广且抽象的特点。此外，由于课时压缩，教师教学信息量增大，学生普遍感觉难学，因此对学生在理论知识掌握不足的情况下进行实践性教学，效果更是欠佳。长期以来，微机原理与接口技术实验教学作为微机原理与接口技术教学重要组成部分，却普遍存在一些问题，制约着实验教学质量的提高。

1 目前微机原理与接口技术实验教学现状

笔者学校微机原理与接口技术实验课选用的实验设备是众友THTWK-2型32位微机原理与接口实验箱，它是一套基于PC机PCI总线的32位实验系统。实验系统可支持8位、16位和32位的总线宽度。用户在PC机上用汇编、C等工具对实验对象进行操作。实验系统可供实验的项目丰富，为学生和老师实验提供了很多方便，但是经过几年的教学实践，仍存在一些问题。

（1）微机原理与接口技术课程以理论讲解为主，实验教学课时少，难免造成对实验课程不够重视。有的学生上实验课就是走走过场，敷衍了事，没有很好地投入精力到实验过程中，造成实验效果不明显。

（2）学生虽然先修了汇编语言程序设计这门课，但是普遍理解掌握得不是很深入，有些同学甚至连基本指令和程序规范都不清楚，这直接影响了实验操作的教学。

（3）目前该校实验室的微机原理实验箱使用频繁，加之学生操作不规范，硬件老化严重，实验箱损坏率高，这也影响了学生的动手积极性。

（4）目前该校开设微机原理实验课的实验项目基本上是对每一个接口芯片的基本应用和设计实验，以验证性为主，缺少创新性、开放性的综合性实验项目，这很不利于学生独立思考和动手能力的培养，不利于开发学生的聪明才智。

（5）目前该校购买的实验系统平台集成度高，需要学生动手连接的导线较少，程序也基本是可以从硬盘中直接调用。因此对于很多学生来说，实验只照着电路图连线，调用源程序编译、链接、运行，在实验箱上观察实验结果，这就算完成了任务。这样的实验学生基本不需要学生动脑筋，不能真正达到实验的目的。

（6）目前实验课成绩的考核方式，主要是以“实验报告+考勤”作为依据，但是这样的考核方式并不能真正反映学生的学习情况。因为实验报告基本可以照抄实验指导书，涉及到的实验数据很少，同学之间抄袭实验报告的现象也比较严重，教师很难区分哪位同学是原创的。

（7）由于资金原因，实验设备没有及时更新，实验系统与目前微机发展使用现状相距甚远，造成实验教学内容与实际脱节的现象，不能培养学生理论联系实际及解决问题的能力和创新能力。

2 对微机原理与接口技术实验教学进行改革的探讨

针对目前该校微机原理与接口技术实验教学中存在的各种问题，笔者对改革传统微机原理与接口技术实验教学方式进行了探讨。

2.1 改革实验教学内容

（1）学时少，学生对实验课不重视，教师可以将课堂延伸到课外，实验课并不局限在课堂上的时间。学校建立了微机原理与接口技术虚拟实验平台，教师将一些基础性的验证性实验到平台上，实验课上安排一些综合性设计实验，这样一来学生在宿舍完成平台上的基础性虚拟实验，来实验室做真实的硬件实验时就不至于摸不着?^脑，也为难度较高的设计性综合实验打下基础。教师要求学生只有完成了平台上的实验才能到实验室完成硬件上的实验，这样无形中也督促了学生课前预习。虚拟实验平台的使用不仅扩展了实验内容也能提升学生实验的兴趣。

（2） 针对学生汇编语言基础不好的问题，教师在基础性实验项目中安排了汇编语言软件编程项目，使学生能巩固汇编指令、语法规则，更能巩固汇编语言程序设计的学习。

（3） 由于采用的实验箱比较陈旧，在实验系统里面开发新的设计性实验难度较大，因此只能在实验系统原有的设计性实验基础上做些改动。如：在D/A转换实验中，要求学生根据产生锯齿波的原理自行设计产生等腰三角波，或者实现方波和正弦波交替产生。

（4） 除了尽力发挥原有实验箱的功能外，利用PROTEUS软件对8086进行仿真，可以利用PROTEUS做一些综合性和设计性的实验，这样学生不仅能够利用微机原理与接口技术实验课学习PROTEUS软件的使用，为以后学习单片机等课程的仿真应用打下基础，可以增强学生对微机系统的整体概念的理解，提升设计能力和创新能力。

2.2 改革实验教学方法

传统的实验教学方式，课堂上老师实验任务，讲解实验原理，做演示实验，接着学生依据指导书上的步骤连线，调用芯片固化的源程序或者直接敲好老师给的程序，编译、链接、运行，课后完成实验报告，就算完成实验任务，整个过程中学生基本不用动脑筋思考。因此，我们的改革思路要将实验整个过程延展到课前的预习、课中的操作过程，以及课后的思考总结。

首先，要求学生做好实验预习工作，因为课堂上安排的大部分是综合设计性实验，有一定的难度，要想在有限的课堂时间内很好地完成实验任务，必须做好预习工作，教师会提前布置下次课堂实验的内容，要求学生在虚拟实验平台上完成与此次实验相关的预习实验和作业。

其次，课堂中也要改变以往授课方式，以往教师采取的方式是直接给出实验硬件原理图和源程序，仔细讲解电路和源代码。整个授课过程中知识是老师灌输给学生的，他们没有自己独立思考、开动脑筋的过程。改进后，课堂上教师布置的基本是综合设计性实验，需要学生自行完成硬件接口和程序的设计。然而学生的知识水平不同，同一个实验又可能有多种实现方法，这就要求教师必须认真检查学生的设计，并进行细心指导。对于一些差一点的学生，教师也要积极引导他们思考，尽最大的能力帮助他们自己完成实验。在微机实验教学中，鼓励学生大胆想象与创新，鼓励不同意见者阐述自己的观点，积极争论。这样才能发现自己的不足，深入思考，达到最佳的实验效果。

最后，采取分组实验，将动手能力强成绩较好的学生与相对较差的学生分成一组，两人一组，分组实验的做法营造和实现了学生之间的好带差、中向上、差转好的学习氛围。在实验中，根据每个小组实验进程，教师不时向各个小组提出有关问题，引导学生自己根据实验的过程及现象归纳实验结论，这样才能通过实验充分锻炼学生的思维能力。

2.3 改革实验考核方式

课程考核的目的主要是检验学生的学习效果和教师的教学效果，进而促进教学内容的完善和教学方法的改进。同时，科学的考核制度也是引导学生改进学习方法的有效途径。微机原理与接口技术实验课程考核在原有的“实验报告+考勤”模式的基础上，增加实验过程、实验结果考核以及虚拟实验完成情况的考核。实验过程考核：课堂实验过程中，学生对老师提出的实验相关问题的回答情况进行考核，占本次实验成绩的20%；实验结果考核：对学生本次实验的结果现象或者数据进行考核，占本次实验成绩的20%；虚拟实验考核：对学生在虚拟实验平台上完成的预习实验情况进行考核，占本次实验成绩的20%。学生每次实验成绩构成及比例为：每次实验成绩=考勤×10%+虚拟实验×20%+实验过程×20%+实验结果×20%+实验报告×30%。学生最终期末成绩取8次实验成绩的平均值。这样评定实验课的成绩虽然相对增加了教师的工作量，但是考核方式更加科学，更加公平合理地反映学生的学习情况。

微机原理实验报告范文第2篇

《微机原理及接口技术》是生物医学工程专业的一门重要的专业基础课程，具有承上启下的作用，是学习《单片机原理》的先导课程，能为学生后续课程的学习奠定基础[1]。通过对本门课程的学习，要求学生全面了解微型计算机的内部结构、原理和接口应用，并能够掌握典型机的工作原理，具备简单的微机应用系统设计及开发能力。《微机原理及接口技术》课程的特点是理论联系实际，软硬件相结合，理论概念抽象，内容涵盖多，记忆起来较困难。教学中一般采用理论为主、实验为辅的授课方式，但由于实验条件的限制，学生很难理解抽象的概念，并难以达到教学目标。因此，在日常的教学工作中存在两个突出问题，一是教师难教，二是学生难学[2]。为了解决这些问题我校对《微机原理及接口技术》课程改革进行了初步探讨。

1《微机原理及接口技术》课程教学中存在的问题

1.1教学内容与所学专业脱节

该课程目前的主要教学内容以80X86CPU和其组成的微型计算机系统为重点，包括微机原理和外部接口两大部分内容，并且已经形成了相对稳定的课程体系。但是，伴随着计算机技术的日益发展，以80X86CPU组成的微型计算机已经逐步退出了常见应用领域。因此，存在着教学内容相对陈旧的问题，并且缺少与学生所学专业相联系的实际案例，加之实验条件有限等诸多问题，不能很好地激发学生学习的积极性，更难以调动学生的主观能动性。因此，需要进一步调整教学内容，以适应学生就业的需要。

1.2教学方法过于陈旧

本课程的第一部分主要以微型计算机的原理为重点，抽象的概念较多，各个章节的名词术语和知识点多且复杂，并且各部分内容前后交叉。传统教学主要采用理论讲解为主的授课方式，教学方法单一陈旧，致使学生学习起来枯燥难懂、兴趣不高，学生学习的积极性差，课堂气氛较沉闷，导致教学效果欠佳。因此，教学方法亟需改进。

1.3实践教学环节薄弱

本门课程的实践性很强，其实验课程由软件部分和硬件部分组成。所开设的实验大部分属于验证性实验，只要学生按照实验指导编写的程序连接电路图就能得到结果，整个实验过程自主创新少，学生缺少自主学习与思考;并且，书写实验报告时存在袭现象。目前的《微机原理及接口技术》实验课程难以达到让学生自主学习、提高动手能力的目标。

1.4考查方式单一

现行的考查方式是期末一卷定终身。这种考查方式容易使学生出现期末考试前突击复习、背书应付考试，考后遗忘的现象。因此，需要改革这种单一的考查方式，以达到全面评价学生学习过程和学习效果的目的。

2教改措施

2.1优化教学内容，与本专业相联系

合理制定教学大纲，不断更新教学内容，补充与生物医学工程专业相关的实际案例，突出课程特色。以增强课程的实用性为原则，以微型计算机的基本原理和概念为主线，确保课程的系统性、完整性和应用性。授课时可将课程分为三大部分:基本概念、汇编指令、接口技术，以这三部分为重点，着重培养学生利用计算机技术的基本思想去发现、分析、解决问题的能力。以加强与所学专业联系为原则，在生物医学工程专业的基础上介绍微型计算机新的应用领域和发展趋势，帮助学生解决本专业要求的实际应用问题，以提高学生的学习兴趣，唤醒他们主动学习的潜能。

2.2采用多种教学模式，加强网络资源建设

为了获得好的教学效果，在《微机原理及接口技术》授课过程中采用了MOOC、翻转课堂、任务驱动法与传统教学方法相结合的多种教学方法，在一定程度上充分调动了学生学习的积极性，并培养了他们团队协作的能力[3]。结合我校多媒体网络课程复习互动中心(以下简称课程中心）的建设，将教学课件、网络课件以及一些其他教学资源到网站上，学生们可以登录学校的网站学习、观看、下载，不但方便了学生自主学习，并能帮助学生理解和消化课堂内容。在课程中心的网站上，学生们还能在线与教师和其他同学交流，不仅方便了学生学习，而且丰富了教师与学生的沟通方式。除开展网上课程中心的建设外，还开展了试题库的建设，主要题型包括选择、填空、判断、简答与编程等题型。

2.3加强实践教学环节

《微机原理及接口技术》是实用性非常强的一门专业基础课程，因此，非常有必要加强实践教学环节。由于学校的硬件条件有限，授课时将计算机仿真技术和网络平台引入到实践教学中，教会学生使用可视化软件Proteus、multisim，并鼓励学生用它们完成实验，以此来弥补仪器设备和经费的不足[4]。这样，不仅帮助学生掌握了微机原理的基本知识，也让他们对电工电子技术有了更为深刻的认识。

2.4改革考核模式

为达到检验教学效果的目标，应改变传统的考核模式，采用形成性评价的考核模式，以全面、客观、公正的反应学生的学习情况[5]。考核分两个部分，理论部分和实验部分。理论部分考试，采用期末试卷成绩占70%、平时成绩占30%的方式，平时成绩包括出勤、作业、提问、随堂测验等，每次课前公布上次课的平时成绩，可制定考核表贴于班级教室内或发至班级公共邮箱；实验部分考试从实验态度、操作能力、创新性和实验报告四个部分进行考核，考核方式和成绩公布同理论课平时成绩的公布方式。

3小结

近两年来，为了提高学生的学习兴趣，进一步改善教学效果，我校对《微机原理及接口技术》的课程改革进行了初步探索，并取得了一些成效。学生学习的积极性得到了明显提高，利用计算机思维提出问题、分析问题和解决问题的能力得到明显改善，对堆栈、指令队列、时序等抽象概念能够正确理解，基本能够完成简单的程序编写。但是还存在一些问题，如学习态度功利化，遇到问题容易浮躁、习惯性的去网上查找等，这些还有待继续探讨、改善。

【参考文献】

高敏.微机原理课程改革初探[J].电脑知识与技术，2014，10(33):7912-7913.

舒秀兰，李骁龙，叶伟慧.“微机原理与接口技术”实践教学改革与探索[J].科技视界，2015，(11):63，141.

蒋翀，费洪晓.面向MOOC的新型教学模式探索[J].计算机教育，2014，(9):17-20.

谢春祥，陈龙.基于Proteus的8086和8255A接口实验仿真[J].蚌埠学院学报，2013，2(4):12-14.

微机原理实验报告范文第3篇

摘要：“微机接口技术”课程教改的突破点是实验教学，本文介绍了我院在实验内容、实验组织方法等方面进行的一些尝试。

关键词：教学改革；实验教学；创新能力

中图分类号：G642

文献标识码：B

“微机接口技术”是高等院校计算机专业的主要专业基础课，是“汇编语言”、“计算机组成原理”课程的后继专业课，也是该专业与其他专业区分的一门主干课程。但学生普遍感到这门课概念抽象难懂，学完这门课程后，对于接口芯片的工作原理及其在计算机中的实际应用仍然很模糊。本课程目前的教学中存在着以下几个方面的问题：

(1) 教材陈旧。计算机硬件技术日新月异，因此本课程的教学内容也应该跟上形势。传统教学内容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，而没有系统地介绍各组成芯片的关联工作情况以及与CPU系统工作的情况。当今PC机广泛使用的并行接口标准IEEE 1394、通用串行接口标准USB、图形显示总线标准AGP以及更新一代的PCIE总线标准、高速硬盘标准Ultra 100以及更新一代的SATA标准等等，都是最新接口技术应用的具体成果，但这些在现有教材中很少涉及。并且现有教材中的很多内容在“微机原理”课程中已经讲过，因此学生更是觉得这门课程没有实用价值。

(2) 理论与实验脱节。实验课程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) 实验教学方式落后。目前本课程的实验大都采用实验箱，对芯片功能进行简单的验证性实验。同样，在课程设计阶段中，学生按照教师给出的步骤连接好线路，再把教师给出的程序录入、调试、运行、观察结果并写出实验报告就行了。这种方式的结果就是所有学生的实验报告都是一个样子。

鉴于上述问题，必须在实验内容和实验组织方法等方面进行一系列的改革。

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，而各种芯片在学习过程中是分开讲解的，所以应该在实验中将之综合在一起，这样才能让学生真正地掌握这些芯片的作用。例如，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，老师就要引导学生进行创新设计。本课程内容在实际生活中的应用有很多，比如工业控制、智能仪器仪表、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、家电智能控制芯片等等。可以选择一个不太复杂的产品作为实例，由浅入深地讲解，引导学生开发出类似的产品，从而激发本课程的学习兴趣。

对于实验内容的学习，笔者在教学中采用了三阶段法逐步加深学生的理解。

(1) 认知阶段

这一阶段主要是让学生从理论角度转变到从硬件角度认识芯片的外观和基本工作原理，熟悉汇编语言在接口芯片控制中的编程方式。这一阶段基本上是依照实验讲义的指导去做。这时学生刚刚接触到具体的硬件芯片，对引脚的定义还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让学生有一个感性认识，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初步了解，对系统有初步的认识。

(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，这些小改动的成功对学生有很大的鼓励，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，因此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？因此在讲解这部分内容时，笔者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。然后让学生设计一个实验：利用8255A的A口以方式0与微型打印机相连，将内存缓冲区BUFF中的字符打印输出。由于学生已经清楚知道了各自的工作原理，教师稍加引导，学生就可以容易地就设计好硬件连线图。有了硬件连线图，相应的控制程序就很简单了。然后再将上例中8255A的工作方式改为方式1，采用中断方式将BUFF缓冲区中开始的100个字符从打印机输出。在教学中发现，只要学生能够顺利完成前一个实验，这个实验也会很容易完成。通过一系列类似的提高实验，树立学生学习的自信心和成就感。

(3) 创新阶段

学生经过了认知、解惑的阶段后，就产生了自我创新的欲望。这时学生已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。这是实验的高级阶段，对学生动手能力的提高有较大的帮助。这一阶段可以要求学生完成一些创新实验，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，从而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，并在实验系统上调试通过。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。电路连接方式不同，芯片不同，结果就可能不同。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。很多学生为了设计出更好的设计方案，主动补充大量的课外知识，这样不仅锻炼了学生的综合应用能力，还培养了学生主动学习的精神。

2实验组织方式

在实验时笔者采用了分级组织形式。通过基础实验，将完成较好的学生与一个完成较差的学生组成一组，可让两类学生自由选择组合。实验结束时要求由原来较差的学生向实验教师进行实验总结，这样就顾及了所有层次的学生，同时也锻炼了学生的表达能力和团队合作精神。

3结束语

另外，我院采用了多元的教学手段，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。并且在教学中补充了大量较新的接口技术，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。

微机原理实验报告范文第4篇

Abstract： Hardware experiment teaching plays an important role in the cultivation of talents in Colleges and universities. It emphasizes on cultivating students' practical ability and innovative ability， which is a necessary part of teaching. In view of the traditional hardware experiment teaching concepts， teaching system， experimental conditions， experimental teachers and evaluation etc.， combined with their years of computer hardware experimental teaching experience， this paper puts forward measures hoping to improve experimental teaching and enhance the quality of teaching.

Key words： computer hardware； experimental teaching； teaching system； laboratory construction； teaching staff

1 概述

硬件实验教学是计算机实验教学的重要组成部分，是计算机专业培养学生动手能力、实践与创新能力的必需环节。不断改进计算机硬件实验教学体系、更新实验教学内容、改革实验教学方法，以适应计算机硬件技术的不断发展[1]。以下结合自身多年来的计算机硬件实验教学经验，谈谈自己的看法。

2 硬件实验教学方式与特点

硬件实验教学具有理论性强、难度大、软硬件结合紧密等特点。与理论教学一样，具有一套完整的科学教学体系，同时又有区别于理论教学的一些特点[2]。计算机硬件实验一般需要用到的软硬件有微机、配套软件、实验设备、测量仪器仪表及各种线缆等，使用设备多、综合性强、复杂度高。实验成功与否涉及因素多，操作方式、软硬件结合等方面都会影响实验结果，实验时需要综合考虑。

实验课前，教师会要求学生进行实验预习。实验时，教师讲解实验目的、原理和电路，布置内容与要求。学生根据实验内容，结合硬件实验箱，进行电路连接、编写程序、运行并观看结果。若结果有出入或者错误，则需要进行排查，直到实验结束。实验完成后，记录数据，进行分析判断并填写实验报告。以单片机AD转换实验为例，讲授理论知识后布置实验预习；实验前教师讲解AD转换工作原理、电路并布置实验内容；实验时，学生按照要求将单片机硬件实验箱相关电路模块用导线连接，在上位机端使用KEIL软件进行编程，完成后进行调试验证。使用数字万用表观察模拟电压量以及实验箱上八段数码管显示的数字量，对比模拟量与数字量的对应关系，若模拟量与数字量都能正常同步增加与减小，实验基本成功；若不能，则需要检查硬件电路连接是否正确、软件编写是否到位；实验完成后，需要记录数据完成实验报告并分析结果。

3 存在的问题

3.1 观念滞后

国内的教育思想中存有“重理论，轻实践”的传统观念，实验教学仍处于理论教学的从属地位，被视为是单纯理论教学的验证和延伸[1]。及时转变观念，认识实验教学的重要性，就显得尤为重要。一般高校只重视学生的软件教学，轻视了硬件教学，存在“重软轻硬”现象。由于硬件实验的特殊性，学生也只对软件感兴趣，害怕硬件实验与操作。比如有的专业，学过单片机技术课程，却只懂得一点单片机理论知识，做起实验来，芯片控制与编程、电路连接，无从下手，更别说学以致用。同时，系部与教师对硬件实验也不够重视，这样对高校人才培养是不利的 。

3.2 实验教学体系缺乏系统性和科学性

计算机体系结构有很强的系统性。但硬件课程之间没有形成一个系统整体，缺乏系统性和完整性的实验教学体系，基本以演示性、验证性的实验为主，缺少综合性、设计性实验。大多高校一般都开设有数字逻辑电路、计算机组成原理、微机原理与接口、单片机技术、嵌入式系统等硬件课程，各门课各自按课程要求安排实验，实验内容之间缺乏相互联系。另外，课程开设有先后顺序关系，可能存在如“微型计算机原理与接口”与“单片机技术”同一学期进行教学的情况。同时，存在硬件实验在学时学分上的设置不合理、学时偏少、实验课程无学分、课程结束后无课程设计环节等情况。

3.3 实验条件不完善

近年来， 高校的软硬件设施建设有了很大提高，积极更新实验室设备、建设虚拟仿真实验室等。但是，一般高校在实验室建设更新上更侧重于软件类实验室的建设更新，比如计算机机房。造成了硬件实验条件的不足、设备老旧、更新不及时等问题。还存在实验场所不足，硬件实验室设置不全，相关课程只上理论、没有硬件实验的情况；有的实验室存放多套实验设备，实验室利用率高，却出现单套设备使用率较低的情况，这样给实验室增加使用学时、实验室开放、开设课程设计等方面增加了困难。

3.4 实验教师队伍相对薄弱

稳定的教师队伍，对高校的发展与人才培养至关重要。实验教师作为实验教学的设计者和执行者，对实验教学起到了关键的作用，其能力和素质的高低直接影响了学生学习的积极性和学习效果[3]。相对于公办高校，独立学院存在师资队伍不稳定、人员流动率高等问题。造成许多硬件课程是新老师任教、非专业教师上专业课程，以及一位教师任教多门专业课程等情况，这样不管是理论还是实验教学，都是不利的。另外，还缺乏专业的实验员，而硬件实验一般是由教师和实验员一块配合进行的。由于独立学院的特殊性，一位实验员需负责管理多间实验室，既要管理机房又要负责硬件实验室，还管理着网络实验室。而且硬件实验设备维护难度大，对专业技术要求高，实验室管理往往会套用计算机机房的管理方式，容易造成管理不足或“虚位”管理。

3.5 实验内容与考核方式需要改进

受旧的教学模式影响，以教师为中心，学生按照老师要求和步骤进行实验，缺乏主动性，这种模式影响学生创新精神和创造力的发挥。硬件理论教材陈旧，实验教材单调，或没有实验教材，多年使用同一本教材，不能与时俱进。一般来说，实验教材是各高校自行编写，实验电路、操作步骤、表格等都已经准备好，只需按照教材进行实验与验证、数据填写、完成报告后就算完成实验。这束缚了学生的思维，影响了创新能力的培养。有的设备配套实验教材，使用方便，但存在教材简单、错误多，不能完全满足实验要求。而且，实验教材上基本只有演示性和验证性实验，缺少设计性、综合性的实验内容。另外，在实验考核方法上，也有不足。一般硬件实验是依附于理论教学的，没有独立设课，学生对实验重视度不够，只注重于期末的考试，实验过程、数据记录和报告应付性完成，影响了教师对学生的量化考核，也影响学生学习的积极性。

4 改进措施

4.1 建立和改进硬件教学体系

培养学生创新能力和综合素质为出发点，以调动学生学习的主动性和创造性为目标，提高学生综合实践能力和应用能力为结果，做到实验教学融会贯通的模块化、实验教学体系的多层次、实验教学类型的多样化、实验教学内容的系统化[4]。根据计算机硬件知识结构，将硬件实验教学体系分为四层：入门层、基础层、拓展应用层和提高层，如图1所示。

入门层实验让学生熟悉常见的模拟电路、数字逻辑电路原理，具有设计一定功能电路的实践能力；基础层的“计算机组成原理”主要完成运算控制器、存储器、CPU等器件的原理与控制实验，熟悉简单的计算机原型组成与原理；微机原理接口培养使用与硬件紧密结合的汇编语言编程、CPU与外围部件的接口设计等，使学生对计算机软硬件系统有更进一步理解；拓展应用层实主要完成单片机、嵌入式系统的软硬件设计，使学生能熟悉应用系统的软硬件开发，提高实际应用能力；提高层的综合设计与应用创新，要求学生将所学专业知识进行综合运用，进行应用系统开发和新技术的研究应用，提升学生科研和开发能力。比如参与教师课研、毕业设计，参加各种电子设计竞赛等活动。

在实验教学内容层次上，可以将部分计算机硬件课程的实验内容分为4类，即验证型、设计型、综合型、探索型，实验内容由浅入深，循序渐进[5]。验证型实验强化理论知识的理解；设计型实验培养电路设计和调试能力；综合型实验使学生掌握综合应用软硬件的技能；探索性实验培养学生分析、判断和解决实际问题方法和能力。在改进实验教学体系和教学内容层次上，还需要根据硬件实验课程情况，在实验学时、课程设计和实验课程学分等方面做出改进，以加强学生从基础到应用、从探索实践到创新能力的层次化培养全过程。

4.2 加强建设，改善实验室环境

改善实验环境，从硬件和软件建设两方面入手。

1）硬件设备是保障实验正常开展的前提条件。微机与硬件实验箱使用3～5年就会出现设备老化、运行速度和设备可靠性下降等情况，一些常用仪器仪表，比如万用表、示波器之类的仪器，也需要及时更新换代，否则无法满足实验教学需求。因此，在硬件实验室建设上，根据教学内容的需要及新技术的发展来定期制定设备购置计划，及时让学生用上最先进的产品来适应社会的发展[6]。另外，尽量避免出现过多套数的硬件实验设备共用一间实验室情况，预留足够的空间和时间来进行实验室的开放。

2）在加强硬件建设基础上，也需加强软件方面建设。第一，及时安装更新当前主流系统软件和应用软件，使学生能够熟悉使用比较当前主流的应用软件，做到与时俱进。由于硬件实验箱存在硬件电路或芯片的不足，安装虚拟仿真软件进行实验，如数字逻辑电路、单片机技术实验课程使用PROTUES仿真软件，弥补硬件实验箱的短板，做到能实不虚、虚实结合的实验环境。第二，要加强实验室管理与维护，形成良好的实验环境，完善规章制度，保障实验室正常高效使用。第三，相对于理论授课，硬件实验在学时上明显偏少，导致学生动手能力不足。一种途径是增加实验学时数，也可以在课余时间进行硬件实验室的开放，开展有偿使用实验室服务工作，满足学生在课余时间使用设备做实验的要求。

4.3 加强师资队伍，提升水平

加强师资队伍建设，是培养高质量学生的前提条件。如何培养出一批既要有知识，又要有能力，更要具有使知识和能力得到充分发挥的高素质人才，对教育工作者而言是一大挑战[7]。硬件师资队伍建设，需要将理论教师与实验员队伍建设一起抓，两者不可或缺。除了留住在职教师之外，招聘有丰富经验的专业教师加入计算机硬件教学队伍，提高专业水平。同时，要加强对教师和实验员专业素质的培养，组织参与校内外的教学研讨交流，参加计算机硬件有关的学术会议、厂家举办的各种软硬件培训、与企业开展横行课题合作及带领学生参加各种计算机硬件类的竞赛等活动，以提升专业水平。

4.4 改进实验考核机制

硬件实验在增加实验学时、课程设计环节等内容之外，还需要改进实验考核机制，引起学生对硬件实验的重视，提高学习积极性。适当增加学时，让学生在学习理论知识后，有时间在硬件实验室完成实验，也可以让教师更好的进行实验成绩综合评定。增加课程设计、硬件实验课程设置学分，让学生提高动手能力之外，也可以提高学生对实验的重视程度。同时，为了实验成绩评定的公平性，实验时要求每位学生独立操作和完成实验报告。实验课程单独设置学分，意味着理论与实验的考核分开，让学生在学到相关理论知识外，能够独立完成实验，提高动手能力。

微机原理实验报告范文第5篇

 

研究性教学是种需要教师将讲授与实验、引导与自学、教材与扩展阅读有机结合，并达到完整、和谐、统的新型教学方法。对大学期间逐步培养学生的研究兴趣和能力具有十分重要的作用⋯。课程实验作为研究性教学个非常重要的环节，有不可替代的作用。尤其是在HDL所占教学比例很小的情况下，学生的知识掌握和能力提高需要靠实验环节和课程实践来实现。

 

本文根据教学实践，通过研究研究性教学方法中实验课的特点，针对语言在数字电路课程中的具体特点，提出了种数字电路课程中语言的实验方法，并给出了具体的例子。

 

1 研究性教学中的实验课特点

 

传统的实验教学模式通常是根据教学大纲，设定些固定的实验项目，学生必须在课程规定的学时内完成这些实验。对实验方法和实验仪器的使用，实验前指导教师进行讲解，实验指导书上也有这些实验的原理、电路及步骤等。这种以教师为主导的教学模式，使学生养成了做实验只动手而不动脑的习惯，严重制约学生的创新思维，不利于培养学生独立思考、分析问题和解决问题的能力。而且只注重实验结果的传统考核方式也影响学生创新能力和动手能力的培养。

 

具备研究性教学性质的实验课应具备以下些特点：

 

(1)实验题目的研究性。实验题目应具备一定的研究性质。学生应通过对课程的研究自己解决问题，综合地利用所学知识才能完成实验。

 

(2)实验课前研究的必要性。学生必须在实验课前准备实验，进行研究，才能完成实验。

 

(3)教师的引导性。教师起引导作用而不是大包大揽。教师在实验的过程中起到指导和纠错的作用，而不是给出全部的解决方案。

 

(4)验成绩的综合性。实验成绩不仅要根据最终的结果，还要依据学生的设计开发过程。

 

2 硬件描述语言的实验特点

 

实验是教学基础上的实验。HDL语言不止一种 其中常用的有Verilong HDL和VDL,我校选择了Verilong HDL。相比较，由于我校在大一 上学期开设了C语言课程，学生对语法类似C的Verilong HDL比 VDHL更容易掌握。

 

而在64个学时的数字电路课程中留给进行教学的时间不超过个学时。因此，课堂上的知识传授只能是初步的基础知识’实验和课后课程设计环节就占据了重要的地位。

 

我校数字逻辑课程中 教学具体目标定位为在学生遇到复杂的数字电路设计时，可 以 使用 语言编写代码对 FPGA等器件进行合理的硬件编程，编程并通过下载实现逻辑。 通过整个数字电路课程的学习，学生应该知道采用HDL编程实现的硬件的基本结构。因此，HDL在数字电路教学中绝对不是孤立的，与其他章节是相辅相成的关系，这和单独学习一门Verilog HDL 或VHDL是不同的。

 

针对 的实验题目， 应具备以下 种特点：

 

(1)应结合学生所学内容，难度由浅人深，并能引导学生进行研究。实验的内容不能脱离开教学大纲的要求，在课程设计中可以有定比例的内容是教材中没有的。教师在过程中要起到积极引导的作用。

 

(2)仿真和实际硬件操作相结合。根据HDL的开发工具，很容易实现波形仿真，波形仿真能验证设计的真确性，给学生一个直观的人士。在这个基础上

再过渡到硬件的下载和运行，辅助以示波器等设备观察波形和仿真结果进行比较。

 

(3)学生的实验过程要有自己的开发设计。如果抄写代码进行实验，实验的效果就打了折扣，也不利于学生能力的提高，不符合研究性教学的要求。学生的实验题目需要自己在实验之前进行设计和开发，査找资料，进行讨论，包含足够的研究性学习过程。

 

3 实验环节设计

 

3.1给出实验题目

 

选题是重要的环节，题目的复杂性和难度对实验的结果起了决定性的作用。应该在相关课程和书上或参考资料上例题雷同，但又和教学内容紧密结合。

 

题目与普通习题相比较，还要具备一定的复杂性，应能实现比较复杂的功能。否则太简单也起不到效果。

 

在学生学习了基本的Verilong HDL 和组合逻辑中的译码器74X138之后，我们可以拟以下2种题目。

 

(1) 题目：在Quartus 下，使用Verilog HDL 编写硬件描述语言，实现74X138 的功能，并进行波形仿真和下载到硬件进行功能验证。

 

(2)题目： 在Quartus 下， 使用 Verilog HDL

编写硬件描述语言，设计实现 个有 个裁判的仲裁电路使用 实现组合逻辑)， 并进行波形仿真和下载到硬件进行功能验证。

 

很明显， 题目(1)过于简单， 学生可以抄写书上代码， 没有研究性过程，不利于知识的巩固和能力的培养。题目(2) 实际上要用到使用74X138 实现逻辑函数功能这常考的知识点， 需要学生从真值表做起’ 一步一步完成设计。表1 列出两种题目 的主要区别。

 

学生开发过程对于题目，学生应在课后进行设计开发，最终编写出代码。这过程对培养学生解决问题的育巨力是不可低估的。在这过程中，教师应对学生的设计结果(代码)进行查看和指导。学生的层次不，如果終验之前不能完成设计，实验的过程也将失败。因此另外，将学生编队为几个人个研究组也是种可行的方法。学生在团队中协作，互相帮助取长补短，培养团队的协作能力。波形仿真虽然教师可以査看代码的正确性，但仿真结果更能说明问题。在实验课上首先介绍开发工具，然后引导学生创建工程，新建 文件，最后将编写好的代码输人，直到编译无误。之后建立波形仿真文件，引导学生设置输入波 形。 如个裁判设置为输人端口即 的值为 查看输出f。

 

波形仿真结果以图形方式直观地显示了结果，并如实地展现了毛刺现象。波形仿真正确后，即可进入下一阶段。

 

下载到开发板运行与测试 仿真成功之后， 在教师的指导下，通过设定芯片类型、管脚定义等过程，对整个工程重新进行编译。需要注意将管脚配置为 上连接 了指示灯的引脚以便于观察。学生可以在 将译好 件载到 ? 就可以观察指示灯的现实规律和使用示波器等设备进行测试。整个过程如图所示。 设置芯片类型 餅

 

验报告除包含以往实验报告的基本内容外，还应在实验报告的开头增加学生设计部分的内容，以体现学生的设计过程。并在结尾增加项总结。该设计和实验的过程学生可写成篇小论文。教师应制定严格的评分标准，根据学生实验的设计过程和实验报告的完成情况给出综合评分。