科技研究的專(zhuān)題論文
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【摘要】
隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現代多媒體技術(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)現了教育的現代化，打破了傳統教育的模式，教育不再局限于黑白的板書(shū)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(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的功能特點(diǎn)，和基于A(yíng)T89S52單片機的中央控制系統在教學(xué)中對于多媒體幕布控制系統的設計，以及其的作用。
【關(guān)鍵詞】
多媒體中央控制;單片機設計;應用;現代教育
多媒體在現今社會(huì )的運用愈加廣泛，他更強大的作用主要在于他在教育技術(shù)方面的創(chuàng )新與開(kāi)發(fā)，不僅實(shí)現了我們生活的現代化，更實(shí)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件部分主要是由用戶(hù)操作界面設備、中央控制設備、通信網(wǎng)絡(luò )三大部分組成。
用戶(hù)操作界面設備主要應用觸摸屏技術(shù)，分為單向屏和雙向屏兩種。單向屏只能發(fā)出指令，沒(méi)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。
中央控制系統是指對聲、光、電等各種設備進(jìn)行集中控制的設備。它多應用于多媒體教室、多功能會(huì )議廳等，用戶(hù)可以用按鈕式控制面板、計算機顯示器等設備，也可以通過(guò)計算機和中央控制系統軟件控制投影機、電動(dòng)屏幕或展示臺等設備。
通信網(wǎng)絡(luò )是指運用多個(gè)計算機網(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。多媒體的遠程教學(xué)就是最好的體現，利用多媒體中央控制系統的功能特點(diǎn)，實(shí)現遠程教學(xué)。
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設備的各種功能的控制，如開(kāi)機關(guān)機、對視頻圖像的切換等，并且能夠自動(dòng)實(shí)現關(guān)聯(lián)動(dòng)作，如關(guān)閉系統時(shí)，自動(dòng)將設備關(guān)閉，或者通過(guò)強電繼電器，控制各類(lèi)電動(dòng)設備如屏幕的上升、下降等。總之，就是通過(guò)多媒體實(shí)現對現實(shí)功能各部門(mén)的控制和其關(guān)聯(lián)動(dòng)作的實(shí)現。
2.多媒體音視頻系統的控制
多媒體音視頻系統的控制主要是通過(guò)主機后的串口埠，控制VGA/RGBHV矩陣和A/V矩陣，并可以根據設備自動(dòng)選擇輸出信號。也通過(guò)主機后的紅外控制埠和紅外發(fā)射棒，控制DVD、錄像機、數字發(fā)言系統和視頻會(huì )議系統的所有動(dòng)作，而且可以實(shí)現音頻信號的自動(dòng)切換;通過(guò)音量控制器，操作調音臺和功放;通過(guò)串口埠控制數字硬盤(pán)錄像機，實(shí)現對閉路電視監控系統的操作。
3.多媒體對其他環(huán)境外圍設備系統的控制
外圍設備包括開(kāi)關(guān)，燈的亮度等。中央控制對外圍設備的控制主要體現在可以通過(guò)強電繼電器控制等的開(kāi)關(guān)，調節燈的亮度。還有在不同的場(chǎng)合下，實(shí)現多種燈光模式，滿(mǎn)足情境的需要。
三、基于A(yíng)T89S52單片機的中央控制系統
中央控制系統是以單片機為核心，來(lái)實(shí)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，基于單片機的中央控制系統都發(fā)揮了其不可替代的作用。
尤其是在多媒體教育之中，其功能之強大和普及之廣是有目共睹的。我們主要分析的就是基于A(yíng)T89S52單片機的中央控制系統在教學(xué)中對于多媒體幕布的控制系統的設計和作用。
1.單片機的涵義
單片機是單片微型計算機的簡(jiǎn)稱(chēng)，又被稱(chēng)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、存儲器、輸入設備和輸出設備構成，相當于一個(gè)微型的，最小系統的計算機，只是缺少了外圍設備。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜，它的開(kāi)發(fā)與應用，為學(xué)習、生活等帶來(lái)了極大的便利。
單片機最初的產(chǎn)生是為了通過(guò)將大量的外圍設備和CPU集成在一個(gè)芯片中，使計算機系統更小，更容易集成進(jìn)復雜的但是同時(shí)又對體積大小嚴格要求的控制設備中。
2.單片機的分類(lèi)
根據字長(cháng)的分類(lèi)是最為清晰的，也是最為精確的分類(lèi)。根據字長(cháng)，可以分為4-BIT單片機，8-BIT單片機，16-BIT單片機和32-BIT單片機。
其中4位單片機的控制功能較弱，CPU一次只能處理四位二進(jìn)制數，這類(lèi)單片機常常被用于計算機和各種形態(tài)的智能單元以及作為家用電器的控制器。
8位單片機的控制功能較強，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(lèi)單片機常用于工業(yè)控制、智能儀表和辦公自動(dòng)化系統中。它包括了51系列單片機，PIC系列單片機，AVR系列單片機。
16位單片機的發(fā)展時(shí)間較短，是在20世紀以后才發(fā)展起來(lái)的。這類(lèi)單片機的CPU是16位的，運算速度普遍較高，有的尋址能力甚至高達1MB，并且支持高級語(yǔ)言。典型的16位的單片機主要有MCS-96/98系列，M68HC16系列和最為突出的MSP430系列等等。
32位單片機是目前單片機中的頂級產(chǎn)品，它具有極高的集成度和運算速度。內部采用新穎的RISC結構，CPU可與其他微控制器兼容，主頻頻率可達33MHz以上，并且運算速度可以動(dòng)態(tài)變化，具有性能強大的中斷控制系統，定時(shí)系統等。因為32位單片機的最高技能和最高水平，這類(lèi)單片機主要被用于汽車(chē)、航天航空等精密儀器設備。代表產(chǎn)品有MCS-80960系列，M68300系列，Super H系列等。
3.基于A(yíng)T89S52單片機在多媒體教學(xué)中的應用
(1)關(guān)于A(yíng)T89S52單片機
AT89S52單片機屬于8位單片機中的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和在系統可編程Flash，32個(gè)可編程I/O口線(xiàn)，8個(gè)中斷向量源，三個(gè)16位定時(shí)器，三級加密程序存儲器，全雙工UART串行通道。
(2)AT89S52單片機在多媒體教學(xué)中的應用
AT89S52單片機在現今的生活中中非常常見(jiàn)，包括它對于廣告燈電路的控制，對于水溫系統的控制，對于遠程監控系統的控制等等。 在這片文章中，我們主要探討的是基于A(yíng)T89S52單片機對于多媒體教學(xué)中幕布的控制。
在整個(gè)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。
中央控制電路系統是人機交互在PC機上完成，單片機通過(guò)串行通信接口與PC機進(jìn)行雙向通信，根據接收到的命令控制每個(gè)系統工作。在每一臺多媒體設備使用之前，中央控制系統都要對該設備的`紅外編碼進(jìn)行學(xué)習，學(xué)習時(shí)先由PC機發(fā)出通信請求，要求單片機讀入設備的各個(gè)功能的紅外遙控信號，解碼后自動(dòng)存入擴展內存A28F010中，作為功能控制作用。音頻信號由單片機、鎖存器74HC573AP、6片多路模擬開(kāi)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)生機和教師預監機，而視頻信號則通過(guò)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需要進(jìn)行自由增、減組合。TO和TI作為I/O口使用，通過(guò)兩個(gè)鎖存器74HC573用于環(huán)境設置效果控制。
而多媒體投影幕布控制器的結構簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō)，就是由計算機、遙控器、手動(dòng)按鈕、AT89S52單片機控制器幾部分構成。
整個(gè)控制系統在打開(kāi)計算機時(shí)，通過(guò)計算機的RS232接口發(fā)送投影機和幕布的控制命令給單片機，并通過(guò)單片機控制繼電器的閉合，從而達到自動(dòng)控制幕布升降的效果。在整個(gè)系統中，添加了遙控器和手動(dòng)按鈕的外圍設備，便能夠通過(guò)遙控器和手動(dòng)按鈕來(lái)實(shí)現幕布的升降效果。
(3)多媒體教學(xué)的作用
多媒體的中央控制系統對于幕布等教學(xué)設備的設計，使得教學(xué)不再局限于過(guò)去的黑白形式，不再只是教師的一張口和一支粉筆，音視頻系統的使用，更能夠激發(fā)學(xué)生興趣，引導學(xué)生自主學(xué)習，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，智能的多媒體系統可以將傳統的知識化繁為簡(jiǎn)，化難為易，將知識更直觀(guān)更清晰的呈現在學(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(wèn)題，需要加以改革。例如它會(huì )增加教師的惰性，一個(gè)課件用幾年，不知道更換，這樣，還會(huì )影響學(xué)生對于當下新知識的掌握。例如它會(huì )在一定的程度上造成學(xué)生對于課本的忽視，有時(shí)候一學(xué)期下來(lái)，書(shū)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。多媒體中央控制系統在我們的生活中的作用會(huì )愈發(fā)的不可替代。
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