微机原理课程存储器扩展教学的改进

作者:未知

  摘   要:为了提高课堂教学效果,本文对微机原理课程中存储器扩展的教学进行改进。针对该部分内容教学的现状及存在的不足,提出了以追本溯源为出发点,由浅入深的教学改进方法。实践表明,改进之后的方法能极大地提升学生对问题的理解,教学效果显著提高。
  关键词:微机原理  存储器扩展  教学改进
  中图分类号:G712                                   文獻标识码:A                        文章编号:1674-098X(2019)11(c)-0191-02
  微机原理课程是一门理论联系实际的专业技术基础课,它涉及电、机、磁、光等多方面的知识,为设计微型计算机控制系统打基础,同时也为后续课程的学习做准备。具体而言,通过该门课的学习,要求学生掌握微型计算机的工作原理、中断系统、存储器和I/O端口结构,能够设计基本的接口电路及编写有关程序等。
  我院开设的微机原理课程主要面向信息类专业,主要有自动化、电气工程及其自动化、电子科学与技术、计算机科学与技术、通信工程、软件工程等专业。另外,对与非电专业,如机械,流体等专业,该课程的内容和学时会进行适当调整,以适应专业的需求。存储器扩展是课程的一个重要内容,这是因为8086/8088 CPU内部没有存储器,所以基于这类CPU的控制系统,必须构建一个存储器系统,以存放用户的指令代码和数据。由于该部分内容具有承上启下的作用,对课程的学习至关重要。因此,对其进行教学改进,这对提高学生对问题的理解,改善教学效果具有重要的意义。
  1  存储器扩展教学的现状及问题
  课程教材采用王忠民主编,西安电子科技大学出版的《微型计算机原理》(第二版)。这是普通高等教育“十一五”国家级规划教材,编写的内容和难度非常适合我校学生使用。教材主要为微机基础知识介绍、80×86微处理器、指令系统与编程、半导体存储器、输入/输出与中断,接口电路等。其中,半导体存储器内容安排在第6章,授课有随机读写存储器、只读存储器和存储器扩展三部分。总的来说,内容安排是较合理,采用的是循序渐进的方式。由于该部分内容对第3章的微处理器和后续的接口芯片电路有着承上启下的作用,掌握好它对学习该课程十分关键。但是从实际的教学看,不少学生感觉学习难度大,内容理解有待提高。究其原因,主要是直接用第6章的内容来进行存储器扩展是不够的,应该回顾或简要增加存储器结构知识,把问题的根源讲清楚。此外,在应用举例时,对于片选信号的产生,用逻辑电路居多,忽视了采用译码器情形,这与后续讲授接口电路联系不够。因此,对该部分内容的教学,需要进一步改进,以提高课堂的教学效果。
  2  基于追本溯源的存储器扩展教学改进
  针对微机原理课程存储器扩展教学中存在的问题,以提高教学质量为目的,探索教学改革与创新。以下针对不同的CPU系统存储器扩展问题,分别进行讨论。
  2.1 基于8088 CPU的存储器结构
  在此情形下,1M的存储空间为单一存储体,其地址线直接与CPU的20根地址线A0~A19连接,数据线与CPU的8根数据线D0~D7连接,此时的片选信号由控制信号经译码器产生。由于是单一存储体,加之数据线宽度为8位,因此,存储体与CPU连接相对简单,如图1所示。
  2.2 基于8088 CPU 的存储器扩展
  基于上一节介绍的存储器结构,某一存储器扩展如图2所示。图中对随机读写存储器进行扩展,采用的基本芯片是Intel 的6264,其容量是8K字节。在这里,片内地址线是A0~A12,直接与CPU的低13位地址线相连,片间地址线A13~A19连到译码器产生片选信号,其中A13~A15作为译码输入,译码输出为Y0与Y1。
  2.3 基于8086 CPU的存储器结构
  与8088 CPU系统相比,这时的存储器结构为两个库,如图3所示,每个库的容量为512K字节。这里特别要注意的是,片内地址线从A1开始,而不是A0。对于高位库来说,BHE作为片选信号,而A0作为低位库的片选信号。由于8086 CPU是16位机,这时高8位数据线D8~D15连到高位库,而地8位数据线D0~D7连到低位库。由于工程实际中,存储器容量通常小于512K,因此片选信号产生还得联合译码器共同产生,具体见图3。
  2.4 基于8086 CPU的存储器扩展
  这里进行只读存储器扩展,基本芯片是Intel的2732,容量是4K字节。与8088 CPU系统区别最大的是,片选信号由A0和BHE分别与译码器的输出进行逻辑或操作之后产生。
  3  结语
  针对微机原理课程中存储器扩展教学存在的问题,从其根源入手,介绍了基于8088 CPU和8086 CPU存储器扩展教学改进方法。所提出的改进方法,经多次教学证明,该法能抓住问题的根本,从源头上把问题讲清楚,从源头上给学生答疑解惑,使得学生能很好理解该部分内容,因此,课堂教学效果好。
  参考文献
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