學(xué)生科學(xué)研究論文
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【摘要】
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代多媒體技術(shù)更多的被用于人們的生活之中。尤其是在教育上，多媒體技術(shù)實(shí)現(xiàn)了教育的現(xiàn)代化，打破了傳統(tǒng)教育的模式，教育不再局限于黑白的板書和死板的工具，而是有了更為現(xiàn)代化的方式。為教師的教和學(xué)生的學(xué)，提供了很大的便利。本文主要討論了多媒體中央控制系統(tǒng)的功能特點(diǎn)，和基于AT89S52單片機(jī)的中央控制系統(tǒng)在教學(xué)中對于多媒體幕布控制系統(tǒng)的設(shè)計，以及其的作用。
【關(guān)鍵詞】
多媒體中央控制;單片機(jī)設(shè)計;應(yīng)用;現(xiàn)代教育
多媒體在現(xiàn)今社會的運(yùn)用愈加廣泛，他更強(qiáng)大的作用主要在于他在教育技術(shù)方面的創(chuàng)新與開發(fā)，不僅實(shí)現(xiàn)了我們生活的現(xiàn)代化，更實(shí)現(xiàn)了教育的現(xiàn)代化。
一、多媒體中央控制系統(tǒng)的組成
多媒體中央控制系統(tǒng)的硬件部分主要是由用戶操作界面設(shè)備、中央控制設(shè)備、通信網(wǎng)絡(luò)三大部分組成。
用戶操作界面設(shè)備主要應(yīng)用觸摸屏技術(shù)，分為單向屏和雙向屏兩種。單向屏只能發(fā)出指令，沒有信號的反饋，而雙向屏則可以接受反饋信號，具有輸出功能。
中央控制系統(tǒng)是指對聲、光、電等各種設(shè)備進(jìn)行集中控制的設(shè)備。它多應(yīng)用于多媒體教室、多功能會議廳等，用戶可以用按鈕式控制面板、計算機(jī)顯示器等設(shè)備，也可以通過計算機(jī)和中央控制系統(tǒng)軟件控制投影機(jī)、電動屏幕或展示臺等設(shè)備。
通信網(wǎng)絡(luò)是指運(yùn)用多個計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，傳輸、交換和終端組成的遍布全球的互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行信息的交流。多媒體的遠(yuǎn)程教學(xué)就是最好的體現(xiàn)，利用多媒體中央控制系統(tǒng)的功能特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程教學(xué)。
二、多媒體中央控制系統(tǒng)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設(shè)備的各種功能的控制，如開機(jī)關(guān)機(jī)、對視頻圖像的切換等，并且能夠自動實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)動作，如關(guān)閉系統(tǒng)時，自動將設(shè)備關(guān)閉，或者通過強(qiáng)電繼電器，控制各類電動設(shè)備如屏幕的上升、下降等�？傊�，就是通過多媒體實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)實(shí)功能各部門的控制和其關(guān)聯(lián)動作的實(shí)現(xiàn)。
2.多媒體音視頻系統(tǒng)的控制
多媒體音視頻系統(tǒng)的控制主要是通過主機(jī)后的串口埠，控制VGA/RGBHV矩陣和A/V矩陣，并可以根據(jù)設(shè)備自動選擇輸出信號。也通過主機(jī)后的紅外控制埠和紅外發(fā)射棒，控制DVD、錄像機(jī)、數(shù)字發(fā)言系統(tǒng)和視頻會議系統(tǒng)的所有動作，而且可以實(shí)現(xiàn)音頻信號的自動切換;通過音量控制器，操作調(diào)音臺和功放;通過串口埠控制數(shù)字硬盤錄像機(jī)，實(shí)現(xiàn)對閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)的操作。
3.多媒體對其他環(huán)境外圍設(shè)備系統(tǒng)的控制
外圍設(shè)備包括開關(guān)，燈的亮度等。中央控制對外圍設(shè)備的控制主要體現(xiàn)在可以通過強(qiáng)電繼電器控制等的開關(guān)，調(diào)節(jié)燈的亮度。還有在不同的場合下，實(shí)現(xiàn)多種燈光模式，滿足情境的需要。
三、基于AT89S52單片機(jī)的中央控制系統(tǒng)
中央控制系統(tǒng)是以單片機(jī)為核心，來實(shí)現(xiàn)其強(qiáng)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，基于單片機(jī)的中央控制系統(tǒng)都發(fā)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(qiáng)大和普及之廣是有目共睹的。我們主要分析的就是基于AT89S52單片機(jī)的中央控制系統(tǒng)在教學(xué)中對于多媒體幕布的控制系統(tǒng)的設(shè)計和作用。
1.單片機(jī)的涵義
單片機(jī)是單片微型計算機(jī)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(yùn)算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備構(gòu)成，相當(dāng)于一個微型的，最小系統(tǒng)的計算機(jī)，只是缺少了外圍設(shè)備。它的體積小、質(zhì)量輕、價格便宜，它的開發(fā)與應(yīng)用，為學(xué)習(xí)、生活等帶來了極大的便利。
單片機(jī)最初的產(chǎn)生是為了通過將大量的外圍設(shè)備和CPU集成在一個芯片中，使計算機(jī)系統(tǒng)更小，更容易集成進(jìn)復(fù)雜的但是同時又對體積大小嚴(yán)格要求的控制設(shè)備中。
2.單片機(jī)的分類
根據(jù)字長的分類是最為清晰的，也是最為精確的分類。根據(jù)字長，可以分為4-BIT單片機(jī)，8-BIT單片機(jī)，16-BIT單片機(jī)和32-BIT單片機(jī)。
其中4位單片機(jī)的控制功能較弱，CPU一次只能處理四位二進(jìn)制數(shù)，這類單片機(jī)常常被用于計算機(jī)和各種形態(tài)的智能單元以及作為家用電器的控制器。
8位單片機(jī)的控制功能較強(qiáng)，品種最為齊全。它擁有較大的存儲容量和尋址范圍，接口和其他方面都有所增加，并集成有全雙工串行通信接口。這類單片機(jī)常用于工業(yè)控制、智能儀表和辦公自動化系統(tǒng)中。它包括了51系列單片機(jī)，PIC系列單片機(jī)，AVR系列單片機(jī)。
16位單片機(jī)的發(fā)展時間較短，是在20世紀(jì)以后才發(fā)展起來的。這類單片機(jī)的CPU是16位的，運(yùn)算速度普遍較高，有的尋址能力甚至高達(dá)1MB，并且支持高級語言。典型的16位的單片機(jī)主要有MCS-96/98系列，M68HC16系列和最為突出的MSP430系列等等。
32位單片機(jī)是目前單片機(jī)中的頂級產(chǎn)品，它具有極高的集成度和運(yùn)算速度。內(nèi)部采用新穎的RISC結(jié)構(gòu)，CPU可與其他微控制器兼容，主頻頻率可達(dá)33MHz以上，并且運(yùn)算速度可以動態(tài)變化，具有性能強(qiáng)大的中斷控制系統(tǒng)，定時系統(tǒng)等。因?yàn)?2位單片機(jī)的最高技能和最高水平，這類單片機(jī)主要被用于汽車、航天航空等精密儀器設(shè)備。代表產(chǎn)品有MCS-80960系列，M68300系列，Super H系列等。
3.基于AT89S52單片機(jī)在多媒體教學(xué)中的應(yīng)用
(1)關(guān)于AT89S52單片機(jī)
AT89S52單片機(jī)屬于8位單片機(jī)中的51系列，是ATMEL公司所生產(chǎn)的一種低功耗、高性能的CMOS微控制器。它擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，32個可編程I/O口線，8個中斷向量源，三個16位定時器，三級加密程序存儲器，全雙工UART串行通道。
(2)AT89S52單片機(jī)在多媒體教學(xué)中的應(yīng)用
AT89S52單片機(jī)在現(xiàn)今的生活中中非常常見，包括它對于廣告燈電路的控制，對于水溫系統(tǒng)的控制，對于遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的控制等等。 在這片文章中，我們主要探討的是基于AT89S52單片機(jī)對于多媒體教學(xué)中幕布的控制。
在整個多媒體中央控制系統(tǒng)中，是以AT89S52為核心的多輸入多輸出系統(tǒng)。系統(tǒng)硬件由紅外讀碼器和輸出電路、8路音視頻輸入2路音視頻輸出控制電路、環(huán)境控制電路、VGA切換電路、串行通信電路等組成。
中央控制電路系統(tǒng)是人機(jī)交互在PC機(jī)上完成，單片機(jī)通過串行通信接口與PC機(jī)進(jìn)行雙向通信，根據(jù)接收到的命令控制每個系統(tǒng)工作。在每一臺多媒體設(shè)備使用之前，中央控制系統(tǒng)都要對該設(shè)備的紅外編碼進(jìn)行學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)時先由PC機(jī)發(fā)出通信請求，要求單片機(jī)讀入設(shè)備的各個功能的紅外遙控信號，解碼后自動存入擴(kuò)展內(nèi)存A28F010中，作為功能控制作用。音頻信號由單片機(jī)、鎖存器74HC573AP、6片多路模擬開關(guān)4051等組成的通道選擇電路進(jìn)行控制。音頻信號輸出給學(xué)生機(jī)和教師預(yù)監(jiān)機(jī)，而視頻信號則通過投影儀顯示在投影屏幕上，或由VGA切換給學(xué)生顯示器。八路音視頻輸入可以根據(jù)需要進(jìn)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用于環(huán)境設(shè)置效果控制。
而多媒體投影幕布控制器的結(jié)構(gòu)簡單的來說，就是由計算機(jī)、遙控器、手動按鈕、AT89S52單片機(jī)控制器幾部分構(gòu)成。
整個控制系統(tǒng)在打開計算機(jī)時，通過計算機(jī)的RS232接口發(fā)送投影機(jī)和幕布的控制命令給單片機(jī)，并通過單片機(jī)控制繼電器的閉合，從而達(dá)到自動控制幕布升降的效果。在整個系統(tǒng)中，添加了遙控器和手動按鈕的外圍設(shè)備，便能夠通過遙控器和手動按鈕來實(shí)現(xiàn)幕布的升降效果。
(3)多媒體教學(xué)的作用
多媒體的中央控制系統(tǒng)對于幕布等教學(xué)設(shè)備的設(shè)計，使得教學(xué)不再局限于過去的黑白形式，不再只是教師的一張口和一支粉筆，音視頻系統(tǒng)的使用，更能夠激發(fā)學(xué)生興趣，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，從而提高教學(xué)的質(zhì)量和效率。
不僅如此，多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)的教學(xué)相比，它的知識容量不再僅僅局限于教師的大腦，而是可以依靠高容量、高效率的多媒體。而且，智能的多媒體系統(tǒng)可以將傳統(tǒng)的知識化繁為簡，化難為易，將知識更直觀更清晰的呈現(xiàn)在學(xué)生面前，使得學(xué)生更容易理解和掌握，更容易突破重點(diǎn)難點(diǎn)。
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(xué)生對于當(dāng)下新知識的掌握。例如它會在一定的程度上造成學(xué)生對于課本的忽視，有時候一學(xué)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，在日后科技日趨發(fā)展更新的情況下，這些不足都可以得到彌補(bǔ)。多媒體中央控制系統(tǒng)在我們的生活中的作用會愈發(fā)的不可替代。
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