接口技术论文范文
时间：2023-03-21 01:09:06
导语：如何才能写好一篇接口技术论文，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
1.1 课程设计目的 1
1.2 课程设计的预备知识 1
1.3 课程设计任务 1
1.4 课程设计要求 1
第2章 总体方案设计 1
2.1 数字温度计设计方案论证 1
2.2 设计方案的总体框图 2
第3章 各部分电路的实现 2
3.1 传感器电路 2
3.2 A/D转换器MAX197 4
3.3 8279驱动显示器 6
第4章 各个部分流程图及设计 9
4.1 A/D转换器MAX197的流程图 9
4.2 8279 的程序及框图 11
4.3 数字式温度计的整体程序 12
第5章 15
篇2
规划用户需求，实行软件接口设计，为用户提供便捷[1]。根据软件内部的数据结构，设计数据接口，促使其与计算机系统形成统一整体，优化软件格式，排除格式差异所造成的制约，保障用户在系统内，直接实现软件操作。
2计算机软件数据接口的应用
实际数据接口并不是体现单一的形式，其包含多样化模式，例如：函数、API，或者是格式数据包，在此基础上，针对数据接口的应用做如下分析：
2.1函数模式应用
数据接口的函数模式，属于特性程序，由开发商在软件出厂时，设定一套函数，预测、评估用户可能进行的行为操作，全部输入到数据接口内，促使函数接口的方式表现出多样化，封装后投入使用。此类函数基本由技术人员控制，仅限于软件开发商，其在出厂时已经完成函数的封闭工作，所以只有单方人员知晓，属于密闭的数据接口。此类模式，保持数据接口程序的完整性，如果用户使用函数模式，由开发商提供，无需进行二次书写[2]。函数模式的数据接口技术含量较高，保密性和稳定性明显，在现代软件开发中，属于常用数据接口。
2.2中间数据库模式应用
数据库模式，主要依赖于具有公共特性的数据库，本身则属于数据类型，需要借助授权途径。此模式局限性较高，用户在使用软件时，只能根据数据库规模的数据接口，实现数据访问，针对性强，可操作性低。常见格式有：Access、Oracle，基本为访问频率比较高的数据库。其在开发时，较为简单，适用于小型软件。虽然在特定数据接口的处理上，效率明显，但是相对其他数据库，可能会出现配置问题，特别是复杂的类型，会增加数据接口的处理难度，限制数据接口的工作范围。
2.3文件交换模式应用
此模式应用具备一定的特殊性，必须借助特性数据，才可支持数据接口应用。一般数据包括两类，第一是TXT文件，由windows自主配置，在现代计算机系统内比较常见，属于通用格式，例如：程序开发基本都会支持TXT，在文本内记录html代码、编程，可以迅速转化为可读模式，供软件读取，实现灵活转换。目前，大部分技术员习惯利用TXT编写代码，完成软件开发，应用便捷，不仅可以实现简单语言的书写，同时对特殊符号的识别能力明显，体现常规特性[3]。第二是INI文件，属于系统内配，系统内直接配置INI函数，适应于普遍软件，在INI约束下，软件自主记录自身信息，实现数据交互，INI文件具备自主特性，应用规模逐渐扩大。综上所述，数据接口应用为计算机软件发展提供可靠、稳定的空间，简化软件开发流程，提高开发效率，保障软件开发质量，推进软件迅速投入使用。
3结语
篇3
【关键词】三本院校；微机原理与接口技术课程；应用型人才；教学研究
Research and Practice on Microcomputer Principle and Interface Technology in Independent College
Yu Guiling
【Abstract】Operating system course of computer science major is not only a main course of this specialty，but also it’s one of the important contents in Machinery and electronics，Numerical Control，electromechanical and so on. The course is an integrated curriculum， content is complex， involving a wide range of. It’s theoretical， practical， many concepts and algorithms are rather abstract， for beginners is not easy to understand. In this paper Independent College students' characteristics， on the basis of application type talents training target， combined with their own teaching practice， the teaching of the course a useful exploration and research.
【Key words】independent college；Microcomputer Principle and Interface Technology；application talent；teaching research and practice
随着IT技术的飞速发展，互联网技术日益成熟，微处理器的大量发展将计算机技术渗透嵌入到了各种仪表和控制系统中，特别是嵌入式技术的广泛应用，智能化、物联网技术的出现更是融合了传感技术、通信技术、计算机技术及微电子技术、控制技术等，使得《微机原理与接口技术》课程的地位越来越重要。《微机原理与接口技术》课程本身就是一门综合性课程，内容繁杂、知识点多，涉及面广；其理论性、实践性、应用性都较强，且软硬件相结合，对培养学生在微型计算机基本构成与外界联系（广义输入/输出）的应用方面，建立微机系统的整机概念，具备微机系统软硬件开发和应用的基本能力，提高分析问题、解决问题的思维能力和实际动手能力、工程设计能力、创新能力等，都具有极其重要的意义。因此越来越多的专业，如计算机应用、自控类、机电类、电子类、通信类等专业都将此课程列为必修的专业课或专业基础课。该课程的先修课程有《电力与电子学》《数字电路与逻辑设计》《汇编语言程序设计》《计算机组成原理》《操作系统原理》等，并为《单片机原理及应用》《EDA技术》《嵌入式系统及应用》《计算机控制技术》《DSP器件原理及应用》《可编程器件原理及应用》《多媒体技术》等不同专业的后续课程打好基础。
尽管本门课程如此重要，但是对于三本院校学生来说学好它实属不易。首先，学生自身特点：基础知识薄弱，自学能力欠缺；其次，高校中普遍存在“重软轻硬” 的现象产生的影响，只注重软件程序设计，针对硬件的设计开发很少；第三，针对三本院校应用型人才的培养目标，硬件课程学时也在不断压缩，造成学生对硬件课程的学习没有热情，动手能力差，出现只会读书不会动手的局面。
基于上述原因，有必要在应用型人才的培养方案下对本课程的理论教学和实验教学改革进行探索和实践。
1 教学中存在的问题
《微机原理与接口技术》是计算机技术的硬件课程之一，通过该课程的学习使学生从理论和实践上掌握微型计算机的工作原理和基本组成，熟悉微机的汇编指令体系及汇编程序设计方法，以及常用接口技术及其软硬件设计方法，建立微机系统的整体概念，达到初步具有微机应用系统的软硬件设计、开发能力。
本课程呈现的特点：内容繁杂，缺乏系统性，更新速度快，软硬件相结合；这就要求我们要不断调整理论教学和实践方案，以适应新形势的需要，促进学生学习，培养出合格的应用型人才。本课程的讲授与学习的过程中存在以下的问题：
（1）教学方法方面：“灌输式”的教学方法，以课堂讲授为主，将学生置于被动接收知识的地位，忽略了学生主体地位的作用，对启发式、讨论式和研究式的教学方法采用得比较少。这样的教学模式不利于学生创新能力的培养，学生缺少自己动手分析、设计具体系统接口实例的过程，导致他们只顾记忆知识点，忽略了对问题实质的理解和掌握，忽略了对各部分知识内容之间关系的把握。
（2）教学内容方面：本课程内容繁杂理论性强，看似缺少系统性，但又跟其他课程紧密相关，涉及到许多硬件技术和软件实现技术，如计算机组成原理中的存储器部分、总线I/O接口部分、中断技术等，汇编语言的编程等，这些技术又往往交织在一起，是在原有基础上再深入，这就要求处理好微机原理与接口技术课程和计算机组成原理、汇编语言程序设计、操作系统原理等课程之间的关系。
（3）实践环节方面：大多数高校采用的是集成性实验箱，对芯片功能进行验证性实验，即实验箱提供一个集成环境，通过软件将实验箱上的芯片与PC机通讯，芯片接口及线路都是固定好的并封闭在实验箱内；实验中用到的全部数据结构、电路连线和代码都有提供，学生真正自己动手设计的实验很少，课程设计环节几乎没有，缺少课程学习小论文，学生参与研究性学习的机会少，不利于创新能力的培养。
（4）学生方面：学生本身基础知识薄弱，学习主动性不强，计算机组成原理等前继课程基础不牢，加上集成性实验箱的提供、电路连线和代码的提供一定程度上助长了学生的惰性，影响了学生的创新能力和创新欲望。
（5）社会需求方面：高等院校尤其国家计算机专业一级学科过分强调了培养软件大师，忽视了教给学生扎实的基础知识，以及硬件开发能力的培养，以至于现在不论企业、社会还是学生本人多数只希望学习技术前沿的东西，即便是软件编程也忽视了像汇编语言这样的底层语言的学习。这实际上也是个体的当前利益和产业发展的长远利益之间的矛盾。
2 理论课程改革的具体实施
微机原理与接口技术课程的主要内容包括微处理器基本概念、工作原理和硬件结构；汇编语言指令系统和程序设计方法与技巧；中断系统、定时器/计数器和串行通讯的工作原理和应用；微机系统扩展、人机交互、A/D和D/A等接口技术，以及微机应用系统设计实例。理论课程改革首先从优化教学内容，改变教学方法入手。
2.1 优化教学内容，改变教学方法：由于微机原理与接口技术课程知识点多理论性强，所以在授课时，结合学生比较熟悉的身边实例来进行讲解，把原理知识与实际应用相结合，形成了新的教学方法：
（1）案例教学法：课程内容所涉及的基础知识结合生活中的实例进行讲解。采用实例教学，可以把我们身边常见到的家用电器、智能交通、公共汽车报站系统、门铃等常见设备展示给学生，通过比较实用又不太复杂的产品作为实例讲解设计过程，把相对繁杂的课程内容变得相对有趣，从而启发学生学习的欲望，认识到只要掌握相关的软硬件知识，自己也能开发出实用的电子产品。例如，对于8086/8088系统原理采用原理性案例教学；对于8253、8255A等芯片接口采用样例学习法的设计性案例教学；对于芯片的实际应用，采用结合性案例教学，如十字路通灯的设计、出租计价器的设计等。通过这种方式增强了学生的动手能力，充分调动了学生学习的积极性，将学生置于主要地位，提高学生自我学习的能力。
（2）互动式教学：培养学生的参与意识、动手能力和思维能力，并激发学生的学习兴趣，是一种良好的教学方式。例如，“存储器的连接”中的扩展方式在计算机组成原理课程中已经详细讲过，本课程中增加了总线连接、地址分配的问题。在讲授这部分时，重新做了调整：首先回顾关于该内容的一些主要问题如扩展的方法有哪些，如何进行扩展、总线如何连接等.让学生在上课前利用业余时间，带着问题认真看书，然后回答；在开始上课时，先抽查学生答题情况，再让学生提问；解答问题后，进行总结，引出存储器内部地址如何分配、与CPU管脚如何连线。这样学生是整个教学的主体，学习主动性强，课堂效率高。
（3）类比法教学：采用比喻的方法将抽象的、难以理解的知识点变得具体、易懂。如在讲解存储器及寻址方式时，首先说明指令操作要先寻找操作对象的操作数，为提高CPU的运行速度，CPU中设有寄存器可暂存数据，而大量数据主要存在存储器中。若操作数在寄存器中可直接找到，就是直接寻址；若操作数在存储器中不能直接找到，可通过寄存器中的有关信息找到，即寄存器间接寻址。我们可用去宿舍找学生作比喻，若知道学生的具体房间号，可以直接去找（直接寻址），不知道可以去宿舍值班室询问，得知学生房间号后再找到学生，这就类似于寄存器的间接寻址。
又如中断的引入解决了高速CPU与低速外设信息的交换问题，CPU由被动变为主动，采用分时操作，从而大大提高了效率。如何使学生理解中断的执行过程，我们可用优秀售货员或以教学讲课中学生有问题举手提问作比喻，教师允许学生提问并解答，即为响应中断和执行教学中断服务的程序过程。
（4）直观教学法和启发式教学法：课程中有很多难懂的知识点，讲解时间较长。如果按照常规思路一步一步讲解，学生很难长时间紧跟教师思路，势必影响效果。若适当采用直观教学法，利用图片、动画等进行直观教学，就可以缩短学生学习时间，便于理解知识点；若适当采用启发式教学法，就可以很好地调动学生的学习积极性。例如对于寄存器、存储单元内容，由于微机内部芯片的高度集成化的结果，看不见、摸不着，传统的教学方式效果不理想，我们可利用多媒体进行辅助教学，将抽象、复杂的内容采用直观、形象的多媒体课件进行演示，化抽象为具体、化难为易，以利于学生理解和掌握，提高学生学习的兴趣。
教材中各种图比较多，如原理图、时序图以及流程图等，采用传统的教学方式，既费时又不规范；运用多媒体课件辅助教学，可很快直观地展示给学生，对重点内容可用不同的颜色标注，需强调的内容可用闪烁方式显示，FLASH动画显示渐变的过程进行启发式教学，使学生紧跟老师的思路，既省去了大量的板书时间，又以整齐、美观和可重现等方式展现课程内容，提高了教学效率。实践证明，采用现代化的教学手段，可以把原本枯燥的硬件课程讲解得生动易懂，加深学生对理论知识的理解，达到事半功倍的效果。
（5）项目教学法：将原有传统学科体系中的知识进行整合，并转化为若干个典型项目，教师作为指导者把相对独立的项目交给学生，学生作为主体直接参与项目实践过程，包括信息的收集、方案的设计、项目实施及最终评价等。项目教学法不再把教师掌握的现成知识技能传递给学生作为追求的目标，而是在教师的指导下，学生去寻找得到这个结果的途径，最终得到这个结果，并进行展示和自我评价。项目教学通常安排在课堂、作业、实验三个环节之后，以学生动手操作、完成项目为目标，分为项目选题、项目设计、项目实施、项目总结等环节。学习的重点在学习过程而非学习结束，通过这种方式学生在学习的过程中锻炼各种能力，把学习课程时的被动听课转化为主动探索课程内容，不仅使学生掌握了课程知识，而且锻炼了学生的实际工程应用能力，加强了综合运用所学知识解决实际问题的能力，同时也调动了自我学习的积极性、主动性和创造性。
2.2 注重知识的连贯性：加强书本知识与新知识的联系，加强理论知识与应用的联系；加强本课程与其他课程相关知识的联系。
（1）对教材中学生不易理解的内容，换成学生熟悉的知识，不仅可以巩固学生所学的知识，而且有益于学生对新知识的学习和理解。如在讲解汇编语言编程时，与C语言编程相结合，与C语言描述对比讲解，先讲解程序框架，再将用C语言编写的程序用汇编语言实现，学生更易理解和接受。
（2）注意课程之间知识点的联系，通过举一反三，使学生对知识掌握得更牢固，并能灵活应用。如对于存储器扩展、地址分配、中断及其实现等知识点，都是在原有基础上扩展和加深，既对学过知识温故知新，又有新的扩展和提高，为后续课程做好铺垫。
2.3 在有限的课堂教学中突出重点，增大信息容量：根据教育部有关精神，结合学分制的特点，近几年来，经过几次调整，本课程的课堂教学时数进行了压缩，并将汇编语言课程撤销，融入到本课程中。对于前继后续课程需要做到理清相关课程之间的关系，与相关课程的教师沟通，划分好各课程的边界关系，扫清盲点，减少重复。要求教师在有限的课堂教学中，突出课程重点、讲清课程难点、保证教学质量，精心制作电子课件，以增大课堂教学的信息量，拓展学生的知识范围，是教师必须认真对待的重要课题。要求学生在课堂教学中掌握基本概念、基本思路、基本方法的基础上，对重点的问题进行分析，对疑难点进行剖析，加强学生课前的预习和课后的复习，结合作业联系、实验等环节把握教学的要点。
2.4 充分利用网络资源，实现网络化教学：我们采用了moodle平台，一个通用的网络教学平台是澳大利亚教师 Martin Dougiamas开发的基于因特网的课程管理系统，目前在各国已广泛应用。Moodle平台依据社会建构主义的教学思想，即教育者（老师）和学习者（学生）都是平等的主体，在教学活动中，他们相互协作，并根据自己已有的经验共同建构知识，可以实现课程管理、作业模块、测验模块、资源模块、论坛模块、问卷调查模块等功能。
充分应用网络信息化教学手段，在网络平台上向学生提供教学要求、电子教案、远程答疑、应用资料等网络教学资源；建立网上题库，便于学生更好地消化书本知识；通过网络进行专题讨论、网络释疑、学生意见反馈等教学辅助工作。通过上传一些最新的有关本课程的相关信息，让学生对本专业以及与本专业有关知识的了解，扩大视野，丰富知识；打破传统实践教学在时间和空间上的限制，可以在任何时间、任何地点，通过网络进行自主学习、交流讨论。
3 实践课程改革的具体实施
微机原理与接口技术课程是一门实践性较强的技术基础课，课堂讲授的内容大都较为抽象，难于立即消化，掌握起来有一定的难度，这种情况迫切需要将理论和实践结合起来，进一步加强实践环节的教学。本课程的实验环节是课程教学的重要方面，通过对实践教师队伍加强管理与培训，让实验室老师参与指导学生实验，任课教师参与实验课程的编排、参与实验课程的讨论、指导，既有效地促进了实验环节，又进一步提高了课堂教学的效果，保证了实验教学的质量。
3.1 重视课程教学实践环节，培养学生动手能力：本课程实验包括两部分：汇编语言程序上机调试和接口芯片的编程。实验教学内容以单元实验为主，紧跟理论教学进程，即在相关章节的课堂教学结束时进行上机调试、验证。实验内容分为认知阶段、提高阶段、创新阶段三个层次，分别对应于验证性实验、设计性试验和综合性实验。相对而言验证性实验难度不大，学生完全有能力靠自己去完成实验，设计性和综合性实验需要自行设计硬件连线图和软件程序。通过实验不仅可以巩固所学的理论知识，还可以培养学生的动手能力。在实验中给学生适当的指导，其余部分由学生自己动手进行硬件电路的连接，独立完成实验。做到学以致用，培养学生的开发能力。课程设计也是本课程整个教学过程中的一个重要的实践环节，是面向实际应用而进行的一种设计，是对设计性和综合性实验的创新。本课程目前暂未安排课程设计，但作为重要环节，一旦条件成熟，它应独立或与其它相关课程进行综合设计，既实现“理论――验证――实践创新”的教学目标，还能让学生感受到操作系统的实用性和趣味性，从而达到良好的教学效果，起到了理论指导实践，实践验证理论的目的。
3.2 实践教学开放化，开展多种形式的实践活动：在系、院的统一安排下，逐步建立针对开放式实验教学的教学环境，形成一套开放实验室管理制度、教学指导方法和教学质量监控保证体系，使开放实验教学不仅仅有形式，更有实质性内容，确保开放实验教学的效果。学院建立了学生创新实验环节，安排教师指导学生的实践活动，以项目申报的形式、审批的方式确定选题，选拔学生参加电子设计小课题，而这与本课程的内容有密切的关系，也为课程的教学提供了提高的环节。
另外在开设本课程的各系之间，组织学生参加不同层次的电子设计竞赛、各种创新竞赛、毕业论文等环节，有针对性地提出一些题目，加强学生对有关硬件设计、接口技术方面的能力培养。
3.3 通过校企合作模式强化实践教育，提高学生的实践能力：尽管作为微机接口技术实验平台，集成实验箱有完善的编程及调试环境、开放的系统扩展总线以及优越的系统扩展性能等，但是随着计算机硬件技术的飞速发展，微机原理与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系统的工作情况。当今Pentium 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、高速硬盘标准Ultra 100MB等等，都是最新接口技术应用的具体成果，实验设备不可能跟上技术更新的步伐，让学生感觉不到这门课的实际应用价值。
我们的做法是“请进来，走出去”，以人才需求为导向，充分利用校企合作，即学校和企业双方共同参与人才培养过程，利用学校和企业不同的教育资源和教育环境，采用“课堂教学”和“学生参加实际工作”有机结合的教育模式，定期组织企业技术主管到学校进行讲座，组织学生到实习基地或实习单位进行锻炼，加强学生动手能力的培养，提高分析问题解决问题的能力，更好地培养应用型人才，以适合不同用人单位对人才的需求。
通过多渠道、多形式地建设校内外实习实训基地，目前我院除了建有7个实验教学中心，中心下设实验室，全院共有公共实验室、专业实验室47个，其中工程教育训练中心、数字媒体实验教学中心先后被评为“北京高等学校实验教学示范中心”；还建成了5个院级综合实习实训基地，59家校外实习实训基地，其中1家被评为北京市高等教育校外人才培养基地，由企业的资深工程师授课和指导毕业设计（论文），不仅提高了学生的动手能力、分析问题解决问题的能力，而且向学生传授了企业文化，提升了学生的职业化程度，增强了学生就业的竞争力。
4 其他辅手段的具体实施
微机原理与接口技术课程的教学改革应该说是多方面的，除了对其教育理念、教学内容、教学方法与教学实践等进行改革外，同时还在师资队伍建设、教材选用、考核方式等方面进了相应的改革。
4.1 注重师资队伍建设：针对中青年教师人数较多的情况，制定相应的培训计划；与课程建设规划相结合，要求青年教师每年走进企业实习；实行老教师传帮带、教师集体备课、评讲教案、教师听课等制度，促使中青年教师迅速成长。课程组进行定期或不定期的教研讨论，形成良好的教学氛围。
4.2 选用合理的教材：一本好的教材，是决定教学质量高低的重要因素之一。目前，微机原理与接口技术教材模式单一，大多数都分为8086微处理器、存储器技术、8086指令系统、汇编语言程序设计、I/O接口芯片等五个部分，存在重基本原理、轻应用实例的问题。通常教材中都是先介绍产品的功能部件、存储器，再介绍指令系统、程序设计，最后是一些常用接口部件的外部扩展等内容，特别是实验教材跟不上新技术、新硬件的发展，使得初学者感到理论与实践脱节，内容繁杂缺少系统性，无法形成微机应用的完整概念，更谈不上能力的锻炼和提高。因此我们计划对教材内容进行重新整合，使其各知识点由浅入深、由易到难，紧密结合，顺理成章。
4.3 考核方式的改革：微机原理与接口技术是一门理论联系实际、实践性很强的专业基础课，它与一般的基础理论课程特点不同，是以学生理论联系实际能力、动手能力、综合分析问题能力及创新能力为培养目标的。考试作为教学的一个重要环节，是对学生学习状况进行必要检查的手段，因此在考试环节中应该体现课程的培养目标。实际教学中，针对微机原理与接口技术课程的特点，对考试形式、考试内容进行了相应的改革，对考核模式也有相应调整，学期成绩由平时成绩和期末成绩两部分组成，其中平时成绩占40%，包含出勤、笔记、作业、上课的状况、实验和小论文的完成情况、实验报告、期中测试等；期末成绩占60%，来自期末考试的卷面成绩（闭卷笔试），做到全面、综合考察学生对本课程的掌握和理解情况，利用理论知识分析问题、设计问题并解决问题的能力。
目前我们针对课程的教学大纲制定考试大纲，对教学体系进行系统化说明，对各知识点在章节中所占比例进行分配，充分利用网络资源，建设试题库，难易程度分为简单、一般、复杂，题型做到多样化，有填空、选择、判断、读程序、编程、接口设计等，为后续考教分离做准备，从根本上改变学生的“要我学”为“我要学”的状态 ，全面调动学生学习的积极性，提高学生的动手能力、理论联系实际能力及应用所学理论分析问题和解决问题的能力。
5 结束语
通过微机原理与接口技术课程的教学改革与实践，我们深刻认识到只有不断进行教学改革才能不断提高教学质量，教学改革是一个长期的不断探索，不断完善的过程。本文通过作者自身的教学实践，提高了教学质量，改善了教学效果，提高学生的学习兴趣和学习效率，充分调动了学生学习的积极性、主动性、创新性，培养应用型的高素质人才，保证本课程持续不断地向前发展，也为后续精品课程的建设奠定了基础。
参考文献
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篇4
［论文摘要］文章分析了电子信息工程专业单片机原理与接口技术课程教学的现状，认为提高设计性实验开设的质量是教学改革的重点，指出设计性实验开设中要注意理论与实验的衔接、验证性实验与设计性实验的衔接、课堂与课外的衔接，并不断完善适合设计性实验的评价体系，提高人才培养的质量。
电子信息工程专业作为实践性、应用性非常强的理工科专业，学生必须具备扎实的基础理论知识，具有较强的实验技能，今后才能顺利地从事电子设备和信息系统的维护和研发。要实现这个目标，必须十分重视相关课程的建设，搞好实验教学改革。而单片机原理与接口技术课程作为电子信息专业的一门专业主干课程，其应用性非常强，设计性实验开设质量对于学生今后就业、工作至关重要。
一、教学现状
单片机原理与接口技术课程是电子信息工程专业核心课程之一，理论的重要性不言而喻，但在实验教学方面大都还是停留在传统的实验模式上，离培养学生实践动手能力和创新精神还有差距。很多学生反映，课程学习下来理论基本掌握了，验证性实验也能顺利完成，但要真正完成一个实际项目时，却无从入手。出现这种现象原因是多方面的，笔者认为主要有：
1.教学模式方面的原因。传统教学方式中，教师主要注重于理论的完整性和知识结构的完备性。理论上从单片机的结构讲起，然后讲汇编指令和c语言编程，再讲硬件接口及相关的程序编写，最后讲一两个实例，课时也就差不多用完了，再想讲其他东西就没有时间了。实验也注重基本原理和基本方法的训练，为了让学生认识单片机的基本组成和基本指令，所开出的实验就占了大部分实验课时，最后只能做几个综合性实验或做一个简单的设计，这样就结束了整个课程的学习。
2.教师方面的原因。自从高校扩招以后，学生的数量剧增，而教师并没有同比例增长，教师承担的课时量太大，教学压力过重。具体到单片机原理与接口技术这类专业性和实验性都非常强的课程，存在着精力投入不够的问题。如果要改革实验教学的模式，以设计性实验为主的话，教师就要投入非常多的精力。
3.评价体系方面的原因。就评价体系而言，目前通行的仍然是以分数的高低来评价学生学习成绩的好坏。一般采用平时成绩、实验成绩、考试成绩各占总成绩的一定比例来得到学生课程的最后得分。对有些课程来说这种方法是比较科学的，但对单片机原理与接口技术课程，就会存在这些问题：学生成绩不低，但一旦面临实际问题时，无从入手，没有达到本课程的教学目标。
二、解决对策
为提高单片机原理与接口技术课程教学质量，培养学生解决实际问题的能力，笔者认为，提高设计性实验开设的质量是教学改革的重点，应该从以下几点来改革：
1.教学模式。提出和采用新的教学模式，实验开设要特别注重开出的设计性实验质量。新的教学模式主要包含理论教学和实验教学两个方面。在理论教学中，单片机的结构和基本指令讲解要精，应通过实例来将相关的知识串起来，力求通过具体实例的讲解达到以较少的理论课时就让学生真正掌握单片机的结构和指令的目的。在实验方面，则采用以开设设计性实验为主、验证性实验为辅的方法，并提高实验课的课时数。适量开设验证性实验，在课堂内只做1～2个，而将大部分实验内容放在课堂外，由学生通过开放实验室单独完成。增加较多的设计性实验，供学生选做，在教师精心指导下，让学生在课外准备，课内完成，切实提高学生的实战技能。
2.教师自身的定位。教师应自觉提高自身做项目的能力，并保证足够的精力投入到教学中去。教师要注重平时积累，一方面，要自己动手，精心制作好几个作品。另一方面，也可以通过提出选题，指导学生去做，将完成后的作品及文档全部存档。只要通过2～3年的积累，就可以形成难度、层次区分较为合理的项目选题库和作品库，既为后续班级的教学创建了良好的条件，对后续学生的实验起到示范和引领作用，又为今后的教学工作减轻了负担。要做好这些，就要求教师充分明确自身职责，牢固树立以教学为中心的观念，保证有足够的精力投入教学中。
3.评价体系。作为评价体系，要改变传统的基本是以分数论英雄的模式。单片机原理与接口技术课程如果只是掌握了一些理论知识而没有实战能力，分数再高都不能算是学好。作为对学生的评价，笔者认为一定确立以实践能力为主体的评价体系，通过对学生做的项目难易程度、项目完成的效果等验收情况来给出合适的评价。
三、设计性实验开设与评价体系建立中要注意的几个问题
想搞好单片机原理与接口技术课程建设，提高学生的实战能力，就要以设计性实验的开设为重点来进行整体设计。笔者认为需要特别注意抓好以下四个衔接：
1.理论与实验的衔接。理论教学是单片机原理与接口技术课程教学中必不可少的组成部分，但其开设方式不能采用传统的教学方法，而应设计出一种项目教学或称为专题讲授的形式来进行。首先，要讲透基础部分，笔者认为可以分成单片机的内部结构、单片机的指令系统、程序编写的基本思想、硬件接口构建等四个专题进行。其次，要针对课程特点，做好五个简单项目，如外部中断的使用、定时器中断的使用、并口的扩展、串口通信、ad和da转换。最后，要对相关知识点全面整合，综合演练，实战2～3个较为复杂的综合性项目，进行原理图分析、算法设计和程序分析，并制作出作品进行演示。按这种思路设计，理论教学大致课时数为36～48个课时，实验课时数为24～36个课时。
据此分析，实验教学则应充分重视设计性实验的开设。与理论教学相对应，每讲完一个项目，就要依托该项目开设一个设计性实验，每个实验3～5个课时。通过简单的5个项目和较复杂的2～3个项目的训练后，学生能掌握单片机开发和设计与实物制作的基本方法和技能。当积累了2～3年后，有了很多已成功的项目可参照时，不同的学生就可以选做不同的设计性项目。在进行单片机原理与接口技术的课程设计时，则应要求学生在设计性实验的基础上进一步深化，将多个部分综合在一起设计制作一个更复杂、具有较完备功能的实际系统。这是一个由理论出发，通过基础实验、简单的设计性实验、复杂的设计性实验，最后完成复杂的课程设计过程，符合循序渐进的教学规律，实现了该课程理论与实践的完美结合。在此过程中，设计性实验的开设基本覆盖了单片机原理与接口技术课程的所有知识点，使学生牢固掌握基本理论，熟练掌握基本设计思路，综合应用基本设计方法，从而达到学以致用的根本目的。
2.验证性实验与设计性实验的衔接。验证性实验是指为验证已经学习过的理论知识所设置的实验；设计性实验是指给定实验目的要求和实验条件，由学生自行设计实验方案并加以实现的实验。验证性实验作为一种传统的教学方法，在现在的实验教学中也还有一定的作用，可为设计性实验的开设提供一些必要的基础。现在的验证性实验一般是在相应的实验箱上完成，通过开设1~2个验证性实验可让学生了解单片机的基本构成和基本工作原理，所以在开设设计性实验前开设验证性实验是非常必要的。同时，一些设计性实验的开设可在实验箱上对验证性实验进行改造而成，特别是对于开始的简单的设计性实验更是如此。比如一些验证性实验，所有的电路硬件在实验箱中是现成的，同时给出相应的实验程序范例，学生就可以在实验箱上进行验证，对所做实验的功能进行分析。教师只需要在理论教学时将程序流程图和涉及的算法讲述清楚，最后要求学生去编写程序，然后再进行功能验证即可。采用这么一种由验证性实验作为基础并进行改造的方法对于以基本原理的掌握为目标的简单的设计性实验具有很强的可操作性，有利于验证性实验到设计性实验的自然衔接。
3.课堂与课外的衔接。设计性实验开设要做好课堂与课外的衔接。因为设计性实验是要学生自行设计实验方案并加以实现的实验，所有的实验方案不可能仅在几个课时的实验课上完成，主要工作要在课外完成。一方面，实验方案的制订、原理图的设计、实物的制作等主要在课外完成，实验课中主要是在教师的指导下进行调试和测试。另一方面，设计性实验很难一次性成功，往往需要多次尝试、反复修正才行，这些必须在课外完成。要使设计性实验真正达到较好的效果，除了在理论教学中要注重和实验教学衔接外，课外的衔接尤其重要，要做好实验室开放，让学生在课外能够较方便地利用实验室的资源，也应鼓励学生采购一些比较简单的单片机开发工具，如简易开发版、烧录器等。
4.评价标准的再定位与评价体系建立的思路。验证性实验往往只涉及一门课程的一个章节或一个知识点的内容，学生通过验证性实验，可以使所学理论知识具体化和形象化，加深对所学知识的理解与掌握，培养基本动手能力。设计性实验突出它的自主设计性，可以是单一知识的运用，也可以是多知识点的综合运用，给出实验目的、要求和实验条件，由学生自行设计实验方案并加以实现，所以设计性实验带有试探性、研究性，在时间上也需要课内与课外相结合。
由于验证性实验与设计性开设的目标不同，所以最终的考核方式也不同。对于验证性实验，教师可以直接根据学生所做的实验报告评判其实验成绩。传统的做法是百分制。一般每个实验成绩包括三个部分：实验预习（20分）、实验操作（40分）、实验报告（40分）。使用传统的百分制，可以评价学生是否掌握了基本理论和设计方法。但设计性实验所涉及的知识点数量不同，综合运用的效果不同，设计方案是否得当，步骤是否简易可行，实验的成本、效率是否令人满意等等，都不能一概而论，因此需要结合各方面进行综合的评定。设计性实验的考核要贯穿这样一个原则：淡化结果，注重过程。对于设计性实验我们更重视学生在整个设计过程中的表现，而测定结果只作为考核的次要因素。学生在设计方案中是否有独到新颖的想法，整个实验思路逻辑是否清楚，实验过程是细节严密还是顾此失彼，结果是否可信等都是评定设计实验成绩的重要因素。考核中要充分鼓励和肯定学生在设计过程中所表现出的敢于挑战、主动学习、大胆创新的精神，以及由此带来的思维水平和实践水平的全面提高。
因此，设计性实验不宜采用传统的百分制，笔者认为，宜采用优、良、中、及格、不及格5个档次来进行评定。首先明确“优”和“及格”的标准，在“优”的标准下，适当下降一点作为“良”的标准，“及格”标准高一点作为“中”，达不到“及格”标准的就判定为“不及格”。比如，每一个项目都设定多个指标，完全达到指标并有所创新的评为“优”；完全达到指标而无创新的可评为“良”；实现主要指标可评为“中”；实现部分指标，能体现设计者掌握了基本相关基础知识则可评为“及格”；没有实现任何指标，或没有做的评定为“不及格”。这样就应在设定实验指标上着手，针对具体的实验进行不同的设定，才能比较准确地定性评价学生的实验能力，这一点仍需在实践中不断探索和改进。
四、结语
单片机原理与接口技术课程是电子信息工程专业至关重要的专业核心课程之一，必须更加重视设计性实验教学的改革，提高设计性实验开设的质量，做好理论与实验的衔接，验证性实验与设计性实验的衔接，课堂与课外的衔接，完善设计性实验的评价体系，才能培养出符合社会发展需要的高素质人才。
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关键词：脑机接口；p300；预处理；特征提取；分类算法
1 引言
脑机接口（bci）是一个系统，允许用户与环境的沟通，只有通过大脑活动，而无需使用肌肉输出通道。它涉及了神经科学，信号检测，信号处理，模式识别等多种领域。要建立大脑和外界设备之间的联系，首先要测量大脑活动，然后进行处理分析信号数据，再进行机器学习（训练分类模型）实行分类，进而实现用户的意图。p300电位是当视觉受到外界特殊刺激时脑电信号出现一个波峰，其峰值大约出现在相关事件发生后的300ms。其优势特点是被试验之前不需要进行训练即可成功诱发出来。因此p300电位是脑-机接口常用的一种信号。文中所用数据是bci competition 2003的data set iib离线数据集。大致处理过程可以描述为：原始信号数据预处理特征选择与提取选择并训练分类模型分类结果测试分类算法效果根据效果调整分类模型得出理想的分类结果。
2 处理数据的算法步骤
2.1 单次样本提取：因为p300电位一般出现在刺激后的300ms左右，所以通过分类精度验证后，本文截取从每次闪烁开始后100ms到700ms长度的数据作为一个单次样本，这样将训练集的前30个trial的数据组成一个30×12×15×144×64维的原始特征空间。
2.2 数据预处理：由于采集到的原始数据中一般会含有眼电，肌肉以及外界干扰等因素（如测量仪器或环境干扰等）的噪音信号，以及p300电位的低频特性，所以需要对原始数据进行预处理，本文主要涉及数据精度的转化以及低通滤波。论文突出在打破了前人已有经验的限制，将p300电位的频带范围更加精确化，更是体现了p300电位的低频特征，文章选择采用matlab自带的信号处理工具箱设计了一个合适的滤波器，以带通替代低通设计了10阶butterworth（iir）带通滤波器，带宽为0.05hz～7.5hz。不同频带域对应的实验准确率如表1。其中10阶可以通俗理解为过滤次数，一般来说过滤次数越多滤波效果就越好，但是同时也加重了程序运行负担，因此选择适当的滤波阶数也是很关键的一步。
表1
2.3 特征选择与提取：首先对电极进行筛选，因为并不是所有电极都能明显体现p300特征，所以需要把那些p300特征比较明显的电极筛选出来。通过多次准确率比较论文选择了22个导联（用ne表示）作为特征电极，对应编号为：11，13，14，18，19，20，34，47，51-64。比较准确率时采用随机增加通道，能提高准确率的通道保留，反之舍弃的方法。其次，为了提高训练模型的速度，需要对特征空间进行降维处理，本文尝试过两种降维方式，一是将相邻6个采样点的平均值作为一个特征点，二是每隔6个采样点取一个特征点，事实证明后者的程序简单而且准确率并高于前者，所以采用后者的方法将预处理后的数据降维。再关于试验重复次数求平均，至此每个trial只剩24个特征点（用ne表示）。并将其特征电极与特征点结合考虑作为每个trial的特征向量。这样将得到前30个训练数据的特征空间为（30·12）×（ne·nt）即为360×528维的特征空间。
2.4 规范化特征空间：就是将特征空间向量投射到特定的小范围内，如-1.0～1.0或0.0～1.0。文章采用向量单位化的方法将其投射到0.0～1.0范围内。规范化可以消除数值型属性因为大小不一而带来的特征分类偏差。这个过程对于提高脑机接口信息传递效率很重要。
2.5 训练分类模型：将特征提取得到的已知目标字符的数据作为训练集，利用c-svc（c-支持向量分类）选择线性核函数u'*v对其进行训练，其中样本特征是属于二分类样本集，分别用-1和1标记两种样本类别。
3 分类结果
将训练出的分类器应用于等量的未知目标字符的测试数据集，推断出所选择的字符。并计算分类准确率：accuracy=■×100%。论文通过上述算法得到的最高准确率达90.00%。相应不同重复次数文章分别测试了对应准确率，见图1。
图1
4 结束语
文中选择了22个通道数据进行处理得到了很好的分类效果，但是否这22个特征电极就适用任何群体的实验数据，本文并未明确给出。但至少文中所用的通道及其筛选方
法可以为相关研究者提供参考。论文关于p300电位的低频特性到底低到什么程度也只是对文中所用数据作了验证，是不是普遍结论还有待这方面的研究者进一步探讨。总之本文所用的处理算法对提高整个bci系统的总体数据传输率起了积极作用。
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篇7
关键词：电子互感器 通信接口 监视及分析装置 软硬件设计
中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）03-0139-02
1 概述
近年来，随着智能变电站技术的不断发展及相关产品不断完善，电子互感器逐步在智能变电站中得到应有。但由于不同厂家生产的采集器与合并单元间的数据编码与传输标准存在着差异性，不利于系统的维护与升级。因此，研究智能变电站中采集器与合并单元之间的通信规约，研制用于测试和验证不同厂家生产的电子互感器数字通信接口的标准性、一致性、兼容性的测试及检验装置便具有十分重要的意义和工程价值。
针对此研究课题，国内已开展的相关研究工作主要包括：四川大学的张丽杰等对电子互感器采集器与合并单元通信规约进行了研究，提出使用4B5B码代替曼彻斯特码、BCH码代替CRC校验码的新的数据传输接口方案，并对新方案进行仿真[1]；湖南大学的高乐等对电子互感器接口通信模型设计进行了研究[2]；华中科技大学的谢佳君在其硕士论文中对基于FPGA的电子互感器数字接口合并单元进行了研究，从硬件和软件两个方面对同步、数据处理以及数据输出功能的实现进行了分析[3]；西南交通大学的常晓勇对基于IEC61850电子互感器数字接口硬件方案进行了研究[4]；另外，宁夏电科院和上海远景公司对智能变电站合并单元时间性能测试问题开展了研究[5]。
本文首先对国内主流电子互感器厂家数字通信接口规范进行汇总分析，提出了满足智能电网运行的电子互感器数字信号技术规范。依据此规范进行了电子互感器数字通信接口测试装置的软硬件设计，实现电子互感器数字通信接口协议的报文接收与解析，及兼容性分析，本装置可以对工程应用中，电子互感器三种常见信号传输形式信号进行测试分析，对其中传递的电力数据进行分析、计算、记录，能够显示电力实时波形。以直观、易懂的方式将FT3报文展现出来，自动分析其编码格式，并能够显示其速率。
2 电子互感器数字通信接口分析
电子互感器的二次输出分为数字输出和模拟输出两种，模拟输出是为了利用变电站现存的模拟接口二次设备，是一种过渡性的措施，数字输出是智能变电站对电子互感器提出的要求。虽然早在1999年就出台了电子电压互感器（Electronic Voltage Transformer）数字通信接口标准IEC60044-7，但当时受各种因素的限制，在此标准中，没有提出数字输出的概念。2002年出台了电子电流互感器（Electronic Current Transformer）标准IEC60044-8，首次提出了电子互感器数字输出的概念，并对其输出特性做出明确规定。我国国家电力公司在十五规划中将电子互感器的国家标准校验系统研制工作立项，交给国家互感器质检中心承担，已于2004年完成。2004年3月，我国互感器标准委员会正式成立了电子互感器标准制定工作组，2004年5月召开了工作组第一次会议，开始实施IEC标准转化成我国国家标准的工作。此项工作于2007年年底完成，并出台了国家标准GB/T20840.7（电子电压互感器）和GB/T20840.8（电子电流互感器）。但是此标准是只针对电子互感器本身的技术要求，未对电子互感器和合并器之间的通讯接口规范做出定义。
从时间上来看，现阶段我国针对电子互感器的数字输出研究处速发展阶段，所以制定电子互感器统一的输出标准是非常必要。
3 电子互感器数字通信接口规范
根据IEC60044-8标准，在电子互感器数字接口设计中，物理层应采用Manchester编码方案，并通过基于光纤或铜缆的传输系统来实现物理连接。在实现时，针对物理层与数据链路层的特性，有两种具体的技术方案。一种是IEC60044-8中描述的通讯方式，使用内插法或同步脉冲法得到输出信号，并按照IEC60870-5-1（远动设备及系统传输帧格式）规定的FT3数据帧格式封装，实现数据传输。另一种采用IEC61850-9-1描述的以太网接入方式，使用同步脉冲得到时间连续的一次电流和电压及抽样信号，按照ISO/IEC8802.3协议规定的帧格式进行数据封装，实现数据传输。
3.1 物理层规范
合并单元到二次设备的连接可以是光纤或铜线，标准传输采用通用帧格式，速率为2.5Mbps，采用曼彻斯特编码，最高有效位先送。对于采用光纤连接的传输系统，兼容的接口是合并单元上的光纤连接器。根据传送距离的不同，可以选用塑料光纤或者玻璃光纤。如果采用光纤传输，必须注意光驱动器和光接收器的性能。
3.2 链路层规范
链路层采用IEC60870-5-1规定的FT3帧格式。这种帧的优点是数据完整性好，可用于告诉多支路同步数据链。链接服务类是S1：发送/无应答，这样数据传输是连续的和同期性的，无需二次单元的确认和应答。帧内容由启动字符、数据段和CRC校验码组成。这一方法在技术上易于实现，通讯协议易于标准化，对于不同的一次电气连接具有高度的灵活性。
3.3 应用层规范
为了与IEC61850-9-1兼容，应定义若干标志符。数据帧包括数据块数、块长等，一帧数据有2个状态字，每个状态字占用2个字节。若某些电压、电流量没有使用，则在状态字中相应的位上要置位，并且在该数据域的值须为0000H。若电子互感器故障，则相应的无效标志和维修请求标志要置位。
3.4 数据标定规范
测量用电子互感器数字输出额定标准值是十六进制的2D41H（十进制11585），保护用电子互感器数字输出额定标准值是十六进制的0ICFH（十进制463）。分成测量和保护两个标准值是因为保护用电子互感器可以测量的电流/电压可达到额定一次值的40倍（0%偏移）或20倍（100%偏移）而不会过载，测量用电子互感器可以测量的电流/电压可达到额定一次值的2倍而不会过载。
电子互感器数据采样频率额定标准值有下面几种：80fr-48fr-20fr，fr为额定频率。对于较高的准确级，需选用高的数据采样频率。如果被供给的系统所需数据率大于数据采样频率，则在二级设备内使用IEC60255-24中描述的稀抽样技术。数字输出的电子互感器还定义了额定延时，它指数据处理和传输所需的额定值。在计算互感器的相位误差时，应从相位差中减去额定延时引起的偏移量。由于采用等距采样，因此两个采样点之间的间隔Ts是常量，且等于数据采样频率的倒数。额定延时的标准值有：2Ts，3Ts。
3.5 数据传输时间同步规范
数据同步问题是指智能变电站二次设备需要的采样数据是在同一个时间点上采得的，即采样序列的时间同步以避免相位和幅值产生误差。解决同步问题有插值计算法和同步脉冲法。
插值计算是由二次设备完成，根据互感器提供的若干个时间点上的采样值，插值计算得到需要的时间点上的电压、电流值。同步脉冲法则是使用统一的同步脉冲信号，电子互感器在送出的采样值中打上时标，提供给二次设备。同步脉冲可以通过主时钟获得，例如GPS接收机。为保证GPS接收机的正常工作，通常需要一个开放的整流输出器与站电池连接。对于长距离和高精度要求的情形，应采用光输入。在没有电磁干扰的环境下，低电压输入也是一个低成本高效的方案。
提供给合并单元的同步时钟输入可以是电气连接的，也可以是光学连接的，而且必须遵循以下规范：
（1）触发时刻：低电平到高电平的上升沿触发。
（2）时钟频率：每秒钟发出一个同步脉冲，无论输入脉冲是否异常，合并单元都需要对同步脉冲做真实性核查。
当同步时钟采用光学输入时，应遵循以下规范：
（1）触发水平：光强幅值的50%。
（2）应使用同样的光纤连接器件和光纤。
（3）脉冲持续时间th>10μs。
（4）脉冲间隙tl>500ms。
当同步时钟采用低电压输入时，应遵循以下规范：
（1）电压等级：10V或24V。
（2）触发电平：5V。
（3）脉冲持续时间th>30ms。
（4）脉冲间隙tl>500ms。
（5）输入电流范围：1mA-20mA。
实际应用中可将两种方案结合起来，平时采用GPS脉冲对时，当GPS接收机失效的时候，由二次设备进行插值计算得到需要的时间点上的采样值。当传统设备数据不具有GPS时标的时候，也必须进行插值计算，以满足系统测量和控制的需要。
4 通信接口监视及分析装置设计
电子互感器协议接收与解析装置由前端采集与后台分析两部分组成：前端采集负责ECT、EVT的编码识别、解码、封包及协议转换功能；后台分析完成ECT、EVT编码的分析、显示及电力数据的分析。
电子互感器监视与分析装置硬件原理总体结构框图如图1所示：
前置采集部分采用1U、19英寸机箱结构，带有8路FT3串行采集光口、2路100M光以太网口，能够同时对8路互感器进行监视。
后台分析采用3U、19英寸机箱结构，内置高性能嵌入式CPU，能够满足高速数据的处理。
ECT/EVT与测试设备之间的数字量采用串行数据传输，采用异步方式，传输介质采用光纤传输。符合GB/T20840.8相关规定。支持符合GB/T18657.1的FT3的四种固定长度帧格式，具体如下：
（1）数字量传输帧格式-I（单相互感器）。
（2）数字量传输帧格式-II（三相电流互感器）。
（3）数字量传输帧格式-III（三相电压互感器）。
（4）数字量传输帧格式-IV（三相电流电压互感器）。
电子互感器与测试设备之间采用多模光纤，光纤接头采用ST，支持的传输速率为2.0Mbit/s或其整数倍。采样率为80点/周波，帧格式I、II、III的传输速率为2.0Mbit/s，帧格式IV的传输速率为4.0Mbit/s。采样率为256点/周波，帧格式I、II、III的传输速率为6.0Mbit/s，帧格式IV的传输速率为8.0Mbit/s。
前置接收装置采用TI公司高性能的32位DSP处理器，主频高达600MHz，处理性能可达4800MIPS；内置全双工的自适应以太网芯片；提供一个高性能FPGA芯片，强实时数据由FPGA编码实现，接收同步基准和采集器数据。使用6层电路板及表面贴装技术，提高了装置可靠性，可适用于需要数字量合并功能的场合，主要功能有：
（1）同步基准输入。装置接入两路同步基准，提高装置同步的可靠性。由同步基准产生PPS秒脉冲，PPS到来时DSP翻转重采样的采样序号。装置利用同步时钟（例如GPS系统的授时信号）作为数据采样的基准时钟源。
PPS采用光信号，在低到高的脉冲上升沿触发，合并单元应作合理性检查，验明输入脉冲是否有误。
（2）晶振误差补偿。晶振的精度受环境温度等因素影响，本装置采用先进的自适应晶振误差补偿技术，大大提高了输出数据的均匀性。
（3）重采样。装置所接的采集器发送报文时间要求有固定延时，采集器按固定延时发送报文，装置在接收到各采集器输入的报文后由重采样模块进行重采样，重采样采用二元拉格郎日算法，数据满足电力系统精度及实时性要求。
5 应用与结论
本文对国内主流电子互感器厂家数字通信接口规范进行汇总分析，提出了满足智能电网运行的电子互感器数字信号接口技术要求。依据此规范进行了电子互感器数字通信接口监视及分析装置的软硬件设计，实现电子互感器数字通信接口协议的报文接收与解析，及兼容性分析。
本装置已经在多个智能变电站工程中得到实际应用，实现了电子互感器三种常见信号传输信号的测试分析，能够直观方式显示FT3报文格式的电力实时波形，自动分析其编码格式，并能够显示其速率。本文将对电子互感器数字通信接口技术成熟和电子互感器的应用推广起到推动作用。
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篇8
目前，高校中非计算机专业类别繁多，涉及面广，学生毕业后从事的工作各不相同，当我们重新审视计算机基础教学时，不能不看到当前我们面临的形势[1]。
1中小学计算机教育开始步人正轨。根据教育部的规定和部署，计算机文化基础教育应在中学阶段完成。因此，大学计算机基础知识的教学内容应实施“非零起点”教育。
2社会信息化不断向纵深发展，各行各业的信息化进程不断加速。电子商务、电子政务、数字化校园、数字化图书馆等已向我们走来。
3社会用人单位对大学毕业生在计算机能力方面的要求与日俱增，较强的计算机的应用能力已成为大学毕业生择业的必备条件[3]。
4计算机技术愈来愈多地融入了各专业科研工作和专业课的教学中。不同的专业对学生的计算机应用能力也有了更高和更加具体的要求[3]。
因此，高校计算机基础教育教学工作应当如何展开?种类繁多的非计算机专业的授课内容如何确定?适应不同专业要求的计算机知识结构如何调整?这些均有待我们进一步研究。
二、计算机基础教育知识结构的专业异同性
高等学校的计算机教育可以分为两类：一种是面向计算机专业的学科教育即计算机专业教育，另一种是面向全体大学生的计算机教育，也就是计算机基础教育。
在教学实践中，我们应该注意到非计算机专业与计算机专业具有共性的一面，又有很大的差别。在教学内容上虽然有一部分重叠，但是不同的专业学习计算机的目的不同、基础不同，因此，对不同类型的专业要提出不同的要求，采用不同的教学方式[4]。
对于大部分文科类专业来说，学生学习计算机的目的是使用计算机，因此，教学中应当要求学生熟练掌握各种相关软件的使用，以及对计算机应用技术的简单了解。对于非计算机专业的理工科学生来说，在此基础上还要学习一些应用基础知识，如程序设计等等，从而可以结合自己本专业领域来应用计算机。而对于计算机专业的学生来说，全面、系统地掌握计算机的专业理论知识是必需的，因此在计算机基础教育上的要求也会更严格。计算机基础教育知识结构的专业异同性主要体现如下：
1计算机专业的学生对同一门课的认识可能会有比较大的出入；而非计算机专业的学生对同一门课的认识基本一致。例如计算机专业的学生对计算机概论的认识，一年级学生认为较为重要的知识点如机器指令和汇编、系统软件和应用软件、计算机网络等，而二年级的学生却认为都不重要。
2无论是计算机专业还是理工科非计算机专业学生，学生普遍认为程序设计中最重要的知识点是指针。这和我们教学使用的编程语言有很大关系，因为目前教学实践中程序设计采用的入门语言一般是C/C++，而C/C++中指针功能强大但是不容易掌握，所以多数学生认为指针是程序设计中最重要的知识点。
3计算机专业和非计算机专业的学生仍认为数据结构中最重要的知识点是快速排序、二叉树、二叉树的遍历、图的遍历、最短路径、B树/B+树等，这基本上和我们教学中重点讲述的内容一致。
4文科学生对动画的处理、演示文稿的制作、文字处理软件的功能和用法、计算机安全与犯罪的有关常识最感兴趣，而对计算机文化与信息化社会、与计算机应用相关的道德与法规介绍、计算机的概念和发展史、软件与知识产权保护、计算机中的信息表示、网络教学与远程教育等内容没有很大兴趣。
5对于理工类非计算机专业的学生来说，他们需要结合自己的专业，应用计算机技术开展工作。如计算机技术应用于自动控制，计算机与通信技术的结合，计算机辅助设计，等等。
三、构建与专业相关的计算机基础教育的课程体系
在调整与专业适应的计算机基础教育知识结构的教学实践工作中，针对学生特点和师资情况，湖南工程学院制定出了计算机基础教学课程体系。本着以应用为主，重功能、轻原理，并根据学生的具体情况而建立[5]。该校将计算机基础课程改革与建设定位在培养计算机应用人才上，注重培养学生的信息处理能力，和学生的专业学习中运用计算机的能力。新的课程体系初步方案包括以下几个方面：
1计算机应用基础。将“计算机文化基础”定位为“计算机应用基础”，并特别侧重于实践教学。计算机操作主要针对计算机基础比较薄弱的学生开设，所有的学生通过相应的测试，可以获得1个学分。课程主要包括微机操作系统Windows和Office系列办公软件的使用。由课程小组指定参考书、编制实验指导书，采用学生上机自学、计算中心或计算机基础实验室教师辅导和考试的教学方式。
2软件基础课程。高级语言程序设计：原则上建议理工科学生必修C语言或VB，文科学生必修VFP或VB。同时，还规定开设了相应语言的课程设计，让学生对程序设计有更深刻的理解和运用能力。
数据库应用技术：分别为文科和理工科学生开设。建议文科学生开设基于Access的数据库应用，而理工科学生开设基于SQLServer的数据库应用课程。
3硬件基础课程。该类课程包括计算机硬件基础和网络应用课程。计算机硬件基础根据不同的专业按四个层次开设。这些课程相对独立，其授课对象主要为理工科学生。
微机组成原理：以计算机组成原理为主要教学内容介绍计算机原理和接口技术，主要强调系统的外特性，让学生掌握和了解一般的计算机硬件基础知识，该课程适合一般工科学生。
微机接口技术：以接口技术为主要教学内容介绍计算机原理和接口技术，让学生能够自己完成各种外设的连接。
嵌入式技术：以接口和嵌入式技术为主要教学内容介绍计算机原理，让学生能够根据自己的应用需求使用控制芯片。
数字系统设计基础：以现代硬件描述语言和平台为基础介绍数字逻辑描述、硬件描述语言和控制芯片，让学生可以按照自己的需求生成数字电路芯片。该教学内容适合电控专业的学生。
计算机网络应用：分别为文、理工科学生开设。面向文科学生的教学主要介绍网页制作和网站的一般知识；面向理工科学生的教学主要介绍组网技术和网络结构及少量的网页制作技术。
4数字媒体及工程设计。该类课程适合工程类专业学生，如机械、建筑、应用数学、电工专业学生。这类课程有：平面设计及Photoshop、三维动画设计及3DSMAX和计算机辅助设计及AutoCAD。
四、结束语
目前大部分高校都设有计算机专业与非计算机专业的计算机基础教学和专业教学，由于各自的教学对象不同，其教学目标和教学内容不同。他们大多形成了教学基本分离状念，这种情况对于学校的计算机应用教育、专业发展、专业间的沟通与融合是不利的[6]。湖南工程学院统筹学校的计算机教学资源，将全校的计算机教育作为一个整体来研究，并在此基础上统筹规划、协调组织，为融入各专业的计算机课程构筑一个良好的平台。
当前，学生希望计算机应用课程能包含较全面的概念、先进的应用技术，并从中学到实实在在的应用技能。在一些专业中，该校注重计算机教学更加贴近专业适应社会，如艺术、建筑、工业设计、生物等。不同专业的人才培养计划、教学大纲、实验教学大纲都是由计算机和专业课老师共同规划并具有专业特色。
实践证明，湖南工程学院为适应不同专业对计算机知识、能力的不同要求，根据不同专业的专业要求调整授课内容，注重培养学生应用所学计算机知识解决本专业领域问题的方法，这种模式成效明显、效果良好。
[参考文献]
[1]宋文.非计算机专业计算机基础教育系列课程设置及内容体系研讨[J].计算机教育，2006，（7）：38-40.
[2]毛莉.高校计算机基础教育现状探析[J].中山大学学报论丛，2006，（2）：222-224.
[3]李.关于大学计算机基础教育若干问题的分析[J].教育信息化，2006，（5）：68-69.
[4]全国高等院校计算机基础教育研究——2004年会学术论文集[C].北京：清华大学出版社，2004.
[5]汤颖，余文芳.计算机基础课程教学内容与课程体系建设[J].计算机时代，2006，（6）：56-58.
[6]潘红，虞歌，詹国华.高校中与专业结合的“计算机应用教育"的思考与探索[J].计算机教育，2005，（12）：38-38.
[摘要]高校非计算机专业的计算机基础教育是高等教育中的重要组成部分。本文以湖南工程学院为例，通过对计算机基础教育知识结构的专业差异性的分析，提出了与专业相关的计算机基础教育的课程设置。实践结果表明，专业相关的计算机基础教育，对培养既掌握专业领域知识，又能熟练使用计算机的复合型人才具有良好的效果。
[关键词]计算机基础教育；知识结构；专业人才；相关性
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[关键词]计算机基础教育；知识结构；专业人才；相关性
Abstract:The Elementary education of computer in college non-computer speciality is an important part of higher education. There are many non-computer specialities that require different knowledge structure of computer. This paper analyzes the speciality difference of the knowledge structure of the elementary education of computer and offers some computer courses of elementary education concerning the speciality. The practice indicates the elementary education of computer concerning speciality is effective for training complex professional talent.
Key words:the elementary education of computer；knowledge structure；professional talent；relativity
高校非计算机专业的计算机基础教育是目前高等教育中的重要组成部分，它面对的是占全体大学生85％以上的非计算机专业学生。计算机基础教育的任务是培养既掌握各专业领域知识，又能熟练使用计算机的复合型人才，即各行各业中的计算机应用人才。本文拟以湖南工程学院为例，就计算机基础教育知识结构的调整与专业人才培养的相关性进行探讨和研究。
一、 计算机基础教育知识结构调整的必要性和长期性
目前，高校中非计算机专业类别繁多，涉及面广，学生毕业后从事的工作各不相同，当我们重新审视计算机基础教学时，不能不看到当前我们面临的形势[1]。
1 中小学计算机教育开始步人正轨。根据教育部的规定和部署，计算机文化基础教育应在中学阶段完成。因此，大学计算机基础知识的教学内容应实施“非零起点”教育。
2 社会信息化不断向纵深发展，各行各业的信息化进程不断加速。电子商务、电子政务、数字化校园、数字化图书馆等已向我们走来。
3 社会用人单位对大学毕业生在计算机能力方面的要求与日俱增，较强的计算机的应用能力已成为大学毕业生择业的必备条件[3]。
4 计算机技术愈来愈多地融入了各专业科研工作和专业课的教学中。不同的专业对学生的计算机应用能力也有了更高和更加具体的要求[3]。
因此，高校计算机基础教育教学工作应当如何展开?种类繁多的非计算机专业的授课内容如何确定?适应不同专业要求的计算机知识结构如何调整?这些均有待我们进一步研究。
二、 计算机基础教育知识结构的专业异同性
高等学校的计算机教育可以分为两类：一种是面向计算机专业的学科教育即计算机专业教育，另一种是面向全体大学生的计算机教育，也就是计算机基础教育。
在教学实践中，我们应该注意到非计算机专业与计算机专业具有共性的一面，又有很大的差别。在教学内容上虽然有一部分重叠，但是不同的专业学习计算机的目的不同、基础不同，因此，对不同类型的专业要提出不同的要求，采用不同的教学方式[4]。
对于大部分文科类专业来说，学生学习计算机的目的是使用计算机，因此，教学中应当要求学生熟练掌握各种相关软件的使用，以及对计算机应用技术的简单了解。对于非计算机专业的理工科学生来说，在此基础上还要学习一些应用基础知识，如程序设计等等，从而可以结合自己本专业领域来应用计算机。而对于计算机专业的学生来说，全面、系统地掌握计算机的专业理论知识是必需的，因此在计算机基础教育上的要求也会更严格。计算机基础教育知识结构的专业异同性主要体现如下：
1 计算机专业的学生对同一门课的认识可能会有比较大的出入；而非计算机专业的学生对同一门课的认识基本一致。例如计算机专业的学生对计算机概论的认识，一年级学生认为较为重要的知识点如机器指令和汇编、系统软件和应用软件、计算机网络等，而二年级的学生却认为都不重要。
2 无论是计算机专业还是理工科非计算机专业学生，学生普遍认为程序设计中最重要的知识点是指针。这和我们教学使用的编程语言有很大关系，因为目前教学实践中程序设计采用的入门语言一般是C/C++，而C/C++中指针功能强大但是不容易掌握，所以多数学生认为指针是程序设计中最重要的知识点。
3 计算机专业和非计算机专业的学生仍认为数据结构中最重要的知识点是快速排序、二叉树、二叉树的遍历、图的遍历、最短路径、B树/B+树等，这基本上和我们教学中重点讲述的内容一致。
4 文科学生对动画的处理、演示文稿的制作、文字处理软件的功能和用法、计算机安全与犯罪的有关常识最感兴趣，而对计算机文化与信息化社会、与计算机应用相关的道德与法规介绍、计算机的概念和发展史、软件与知识产权保护、计算机中的信息表示、网络教学与远程教育等内容没有很大兴趣。
5 对于理工类非计算机专业的学生来说，他们需要结合自己的专业，应用计算机技术开展工作。如计算机技术应用于自动控制，计算机与通信技术的结合，计算机辅助设计，等等。
三、 构建与专业相关的计算机基础教育的课程体系
在调整与专业适应的计算机基础教育知识结构的教学实践工作中，针对学生特点和师资情况，湖南工程学院制定出了计算机基础教学课程体系。本着以应用为主，重功能、轻原理，并根据学生的具体情况而建立[5]。该校将计算机基础课程改革与建设定位在培养计算机应用人才上，注重培养学生的信息处理能力，和学生的专业学习中运用计算机的能力。新的课程体系初步方案包括以下几个方面：
1 计算机应用基础。将“计算机文化基础” 定位为“计算机应用基础”，并特别侧重于实践教学。计算机操作主要针对计算机基础比较薄弱的学生开设，所有的学生通过相应的测试，可以获得1个学分。课程主要包括微机操作系统Windows和Office系列办公软件的使用。由课程小组指定参考书、编制实验指导书，采用学生上机自学、计算中心或计算机基础实验室教师辅导和考试的教学方式。
2 软件基础课程。高级语言程序设计：原则上建议理工科学生必修C语言或VB，文科学生必修VFP或VB。同时，还规定开设了相应语言的课程设计，让学生对程序设计有更深刻的理解和运用能力。
数据库应用技术：分别为文科和理工科学生开设。建议文科学生开设基于Access的数据库应用，而理工科学生开设基于SQL Server的数据库应用课程。
3 硬件基础课程。该类课程包括计算机硬件基础和网络应用课程。计算机硬件基础根据不同的专业按四个层次开设。这些课程相对独立，其授课对象主要为理工科学生。
微机组成原理：以计算机组成原理为主要教学内容介绍计算机原理和接口技术，主要强调系统的外特性，让学生掌握和了解一般的计算机硬件基础知识，该课程适合一般工科学生。
微机接口技术：以接口技术为主要教学内容介绍计算机原理和接口技术，让学生能够自己完成各种外设的连接。
嵌入式技术：以接口和嵌入式技术为主要教学内容介绍计算机原理，让学生能够根据自己的应用需求使用控制芯片。
数字系统设计基础：以现代硬件描述语言和平台为基础介绍数字逻辑描述、硬件描述语言和控制芯片，让学生可以按照自己的需求生成数字电路芯片。该教学内容适合电控专业的学生。
计算机网络应用：分别为文、理工科学生开设。面向文科学生的教学主要介绍网页制作和网站的一般知识；面向理工科学生的教学主要介绍组网技术和网络结构及少量的网页制作技术。
4 数字媒体及工程设计。该类课程适合工程类专业学生，如机械、建筑、应用数学、电工专业学生。这类课程有：平面设计及Photoshop、三维动画设计及3DS MAX和计算机辅助设计及AutoCAD。
四、结束语
目前大部分高校都设有计算机专业与非计算机专业的计算机基础教学和专业教学，由于各自的教学对象不同，其教学目标和教学内容不同。他们大多形成了教学基本分离状念，这种情况对于学校的计算机应用教育、专业发展、专业间的沟通与融合是不利的[6]。湖南工程学院统筹学校的计算机教学资源，将全校的计算机教育作为一个整体来研究，并在此基础上统筹规划、协调组织，为融入各专业的计算机课程构筑一个良好的平台。
当前，学生希望计算机应用课程能包含较全面的概念、先进的应用技术，并从中学到实实在在的应用技能。在一些专业中，该校注重计算机教学更加贴近专业适应社会，如艺术、建筑、工业设计、生物等。不同专业的人才培养计划、教学大纲、实验教学大纲都是由计算机和专业课老师共同规划并具有专业特色。
实践证明，湖南工程学院为适应不同专业对计算机知识、能力的不同要求，根据不同专业的专业要求调整授课内容，注重培养学生应用所学计算机知识解决本专业领域问题的方法，这种模式成效明显、效果良好。
[参考文献]
[1]宋文.非计算机专业计算机基础教育系列课程设置及内容体系研讨[J].计算机教育，2006，（7）：38-40.
[2]毛莉.高校计算机基础教育现状探析[J].中山大学学报论丛，2006，（2）：222-224.
[3]李.关于大学计算机基础教育若干问题的分析[J].教育信息化，2006，（5）：68-69.
[4]全国高等院校计算机基础教育研究——2004年会学术论文集[C] .北京：清华大学出版社，2004.
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