學生科學研究論文

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學生科學研究論文

【摘要】

隨著科學技術的發展,現代多媒體技術更多的被用於人們的生活之中。尤其是在教育上,多媒體技術實現了教育的現代化,打破了傳統教育的模式,教育不再侷限於黑白的板書和死板的工具,而是有了更為現代化的方式。為教師的教和學生的學,提供了很大的便利。本文主要討論了多媒體中央控制系統的功能特點,和基於AT89S52微控制器的中央控制系統在教學中對於多媒體幕布控制系統的設計,以及其的作用。

【關鍵詞】

多媒體中央控制;微控制器設計;應用;現代教育

多媒體在現今社會的運用愈加廣泛,他更強大的作用主要在於他在教育技術方面的創新與開發,不僅實現了我們生活的現代化,更實現了教育的現代化。

一、多媒體中央控制系統的組成

多媒體中央控制系統的硬體部分主要是由使用者操作介面裝置、中央控制裝置、通訊網路三大部分組成。

使用者操作介面裝置主要應用觸控式螢幕技術,分為單向屏和雙向屏兩種。單向屏只能發出指令,沒有訊號的反饋,而雙向屏則可以接受反饋訊號,具有輸出功能。

中央控制系統是指對聲、光、電等各種裝置進行集中控制的裝置。它多應用於多媒體教室、多功能會議廳等,使用者可以用按鈕式控制面板、計算機顯示器等裝置,也可以通過計算機和中央控制系統軟體控制投影機、電動螢幕或展示臺等裝置。

通訊網路是指運用多個計算機網路,傳輸、交換和終端組成的遍佈全球的網際網路進行資訊的交流。多媒體的遠端教學就是最好的體現,利用多媒體中央控制系統的功能特點,實現遠端教學。

二、多媒體中央控制系統的功能

1.多媒體顯示功能的控制

多媒體顯示功能的控制主要是指多媒體對顯示裝置的各種功能的控制,如開機關機、對視訊影象的切換等,並且能夠自動實現關聯動作,如關閉系統時,自動將裝置關閉,或者通過強電繼電器,控制各類電動裝置如螢幕的上升、下降等。總之,就是通過多媒體實現對現實功能各部門的控制和其關聯動作的實現。

2.多媒體音視訊系統的控制

多媒體音視訊系統的控制主要是通過主機後的串列埠埠,控制VGA/RGBHV矩陣和A/V矩陣,並可以根據裝置自動選擇輸出訊號。也通過主機後的紅外控制埠和紅外發射棒,控制DVD、錄影機、數字發言系統和視訊會議系統的所有動作,而且可以實現音訊訊號的自動切換;通過音量控制器,操作調音臺和功放;通過串列埠埠控制數字硬碟錄影機,實現對閉路電視監控系統的操作。

3.多媒體對其他環境外圍裝置系統的控制

外圍裝置包括開關,燈的亮度等。中央控制對外圍裝置的控制主要體現在可以通過強電繼電器控制等的開關,調節燈的亮度。還有在不同的場合下,實現多種燈光模式,滿足情境的需要。

三、基於AT89S52微控制器的中央控制系統

中央控制系統是以微控制器為核心,來實現其強大的功能。不論是在教育上,還是家庭生活中,亦或是軍事管理中,基於微控制器的中央控制系統都發揮了其不可替代的作用。

尤其是在多媒體教育之中,其功能之強大和普及之廣是有目共睹的。我們主要分析的就是基於AT89S52微控制器的中央控制系統在教學中對於多媒體幕布的控制系統的設計和作用。

1.微控制器的涵義

微控制器是單片微型計算機的簡稱,又被稱為單片微控制器,是典型的嵌入式微控制器。它由運算器、控制器、儲存器、輸入裝置和輸出裝置構成,相當於一個微型的,最小系統的計算機,只是缺少了外圍裝置。它的體積小、質量輕、價格便宜,它的開發與應用,為學習、生活等帶來了極大的便利。

微控制器最初的產生是為了通過將大量的外圍裝置和CPU整合在一個晶片中,使計算機系統更小,更容易整合進複雜的但是同時又對體積大小嚴格要求的控制裝置中。

2.微控制器的分類

根據字長的分類是最為清晰的,也是最為精確的分類。根據字長,可以分為4-BIT微控制器,8-BIT微控制器,16-BIT微控制器和32-BIT微控制器。

其中4位微控制器的控制功能較弱,CPU一次只能處理四位二進位制數,這類微控制器常常被用於計算機和各種形態的智慧單元以及作為家用電器的控制器。

8位微控制器的控制功能較強,品種最為齊全。它擁有較大的儲存容量和定址範圍,介面和其他方面都有所增加,並整合有全雙工序列通訊介面。這類微控制器常用於工業控制、智慧儀表和辦公自動化系統中。它包括了51系列微控制器,PIC系列微控制器,AVR系列微控制器。

16位微控制器的發展時間較短,是在20世紀以後才發展起來的。這類微控制器的CPU是16位的,運算速度普遍較高,有的定址能力甚至高達1MB,並且支援高階語言。典型的16位的微控制器主要有MCS-96/98系列,M68HC16系列和最為突出的MSP430系列等等。

32位微控制器是目前微控制器中的頂級產品,它具有極高的整合度和運算速度。內部採用新穎的RISC結構,CPU可與其他微控制器相容,主頻頻率可達33MHz以上,並且運算速度可以動態變化,具有效能強大的中斷控制系統,定時系統等。因為32位微控制器的最高技能和最高水平,這類微控制器主要被用於汽車、航天航空等精密儀器裝置。代表產品有MCS-80960系列,M68300系列,Super H系列等。

3.基於AT89S52微控制器在多媒體教學中的應用

(1)關於AT89S52微控制器

AT89S52微控制器屬於8位微控制器中的51系列,是ATMEL公司所生產的一種低功耗、高效能的CMOS微控制器。它擁有靈巧的8位CPU和在系統可程式Flash,32個可程式I/O口線,8箇中斷向量源,三個16位定時器,三級加密程式儲存器,全雙工UART序列通道。

(2)AT89S52微控制器在多媒體教學中的應用

AT89S52微控制器在現今的生活中中非常常見,包括它對於廣告燈電路的控制,對於水溫系統的控制,對於遠端監控系統的控制等等。   在這片文章中,我們主要探討的`是基於AT89S52微控制器對於多媒體教學中幕布的控制。

在整個多媒體中央控制系統中,是以AT89S52為核心的多輸入多輸出系統。系統硬體由紅外讀碼器和輸出電路、8路音視訊輸入2路音視訊輸出控制電路、環境控制電路、VGA切換電路、序列通訊電路等組成。

中央控制電路系統是人機互動在PC機上完成,微控制器通過序列通訊介面與PC機進行雙向通訊,根據接收到的命令控制每個系統工作。在每一臺多媒體裝置使用之前,中央控制系統都要對該裝置的紅外編碼進行學習,學習時先由PC機發出通訊請求,要求微控制器讀入裝置的各個功能的紅外遙控訊號,解碼後自動存入擴充套件記憶體A28F010中,作為功能控制作用。音訊訊號由微控制器、鎖存器74HC573AP、6片多路模擬開關4051等組成的通道選擇電路進行控制。音訊訊號輸出給學生機和教師預監機,而視訊訊號則通過投影儀顯示在投影螢幕上,或由VGA切換給學生顯示器。八路音視訊輸入可以根據需要進行自由增、減組合。TO和TI作為I/O口使用,通過兩個鎖存器74HC573用於環境設定效果控制。

而多媒體投影幕布控制器的結構簡單的來說,就是由計算機、遙控器、手動按鈕、AT89S52微控制器控制器幾部分構成。

整個控制系統在開啟計算機時,通過計算機的RS232介面傳送投影機和幕布的控制命令給微控制器,並通過微控制器控制繼電器的閉合,從而達到自動控制幕布升降的效果。在整個系統中,添加了遙控器和手動按鈕的外圍裝置,便能夠通過遙控器和手動按鈕來實現幕布的升降效果。

(3)多媒體教學的作用

多媒體的中央控制系統對於幕布等教學裝置的設計,使得教學不再侷限於過去的黑白形式,不再只是教師的一張口和一支粉筆,音視訊系統的使用,更能夠激發學生興趣,引導學生自主學習,從而提高教學的質量和效率。

不僅如此,多媒體教學與傳統的教學相比,它的知識容量不再僅僅侷限於教師的大腦,而是可以依靠高容量、高效率的多媒體。而且,智慧的多媒體系統可以將傳統的知識化繁為簡,化難為易,將知識更直觀更清晰的呈現在學生面前,使得學生更容易理解和掌握,更容易突破重點難點。

但是,從另一方面而言,它也存在不少的問題,需要加以改革。例如它會增加教師的惰性,一個課件用幾年,不知道更換,這樣,還會影響學生對於當下新知識的掌握。例如它會在一定的程度上造成學生對於課本的忽視,有時候一學期下來,書本還是如新的一般。

這些,都是需要加以改革的地方。但是我相信,在日後科技日趨發展更新的情況下,這些不足都可以得到彌補。多媒體中央控制系統在我們的生活中的作用會愈發的不可替代。