6.4 可编程序串行通信接口电路（教案）-《计算机原理》(电工版第五版) 同步精品课堂

课  题

可编程序串行通信接口电路

课  型

理论

课  时

2

授课班级

授课时间

授课教师

教材分析

本节先概述 USART 类芯片的共性结构，再聚焦 8251A 的功能特性、内部模块，通过真值表、方式字、命令字图解明确编程规则，最后以双机通信案例落地应用。教材兼顾硬件原理与软件编程，既解析 8251A 的引脚、寄存器逻辑，又通过初始化代码、通信程序体现接口实操性，符合 “原理 - 编码 - 应用” 的工科教学链。

学情分析

学生已掌握串行通信的基础术语，但对接口芯片的寄存器配置、硬件 - 软件联动逻辑缺乏认知，且编程实操经验不足。本节难点集中在：8251A 方式字 / 命令字的位功能辨析、同步 / 异步初始化的流程差异，以及状态查询 - 数据传输的程序逻辑。学生易混淆引脚功能与程序指令的对应关系，且对波特率因子与时钟的计算易出现概念模糊。需借助可视化演示拆分初始化步骤，同时通过简化的编程练习。

学习目标

知识目标：

1. 理解可编程序串行通信接口电路的基本概念、结构和初始化方法。
2. 掌握 8251A 可编程序串行通信接口的功能、引脚、工作原理、程序设置和应用方法。

技能目标：

1. 能够根据实际需求设计接口片的初始化方案，提高逻辑分析和问题解决能力。
2. 通过实际的模拟活动和程序调试，提高学生的实践动手能力和编程能力。

情感目标：

培养学生对计算机通信领域的探索兴趣，激发学生的创新思维和科学精神，形成严谨的学习态度。

学习重难点

重点：

1. 可编程序串行通信接口电路的结构和初始化方法。
2. 8251A 的基本功能、工作原理和程序设置。

难点：

1. 波特率因子、同步字符等抽象概念的理解。
2. 8251A 初始化程序和应用程序的设计与调试。

教学方法

案例分析、讲授法、小组讨论法

课前准备

1.查找相应网站资料，课堂演示使用。

2.学生课前预习。

教学媒体

电子课件、多媒体视频

教学过程

教学环节

教师活动设计

学生活动设计

设计意图

活动一：

创设情境

生成问题

【课程导入】

在计算机的输入 / 输出系统中，串行通信是一种重要的数据传输方式。可编程序串行通信接口电路能够实现灵活的数据通信，那它是如何工作的呢？让我们以 8251A 为例，一起揭开它的神秘面纱。

【新知识传授】

         可编程序串行通信接口电路概述

活动一：芯片功能认识游戏

教师将通用接口片的各部分功能（接收部分、发送部分、控制与状态部分）制作成卡片，分发给学生。 让学生分组合作，根据所学知识将卡片拼成完整的接口片结构，并解释各部分的功能。

活动二：初始化方案设计竞赛

教师给出一些接口片的功能需求，如通信方式、字符格式等，让学生分组设计初始化方案。 每个小组在规定时间内完成方案设计，并进行展示和讲解。 最后，由教师和其他小组进行评价，评选出最佳方案。

2.引导学生带着问题去课本寻找答案，明确本节课的学习内容。

1.   接收并查看本节课堂任务书。
2.   了解学习目标，带着目标进行学习。
3.   理解可编程序串行通信接口电路的基本概念、结构和初始化方法。
4.   掌握 8251A 可编程序串行通信接口的功能、引脚、工作原理、程序设置和应用方法。思考其背后的技术支撑。
5.   针对教师给出的问题，初步发表个人见解。
6.   目标明确：跟随教师引导，明确本节课学习目标。

1.以提问的方式导入课程，让学生带着问题有针对性的进行学习。

2.通过任务实施，调动学生积极性。

3.通过游戏的方式，让学生在轻松愉快的氛围中加深对接口片结构的理解，提高学生的参与度和团队协作能力。

4.激发学生的学习兴趣，使抽象的知识变得更加直观形象，帮助学生更好地掌握接口片的基本结构和功能。