專利名稱：二進(jìn)制計數(shù)演示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及教學(xué)用具，具體是一種用于演示二進(jìn)制計數(shù)原理的二進(jìn)制計數(shù)演示器。
二進(jìn)制計數(shù)原理是計算機(jī)的工作基礎(chǔ)，只有深刻理解和掌握二進(jìn)制的計數(shù)原理，才能深入學(xué)習(xí)和深刻理解計算機(jī)。目前，在所有介紹計算機(jī)工作原理的大、中、小學(xué)的計算機(jī)課本中，均用文字?jǐn)⑹龊屠闶降姆椒ń榻B二進(jìn)制的計數(shù)原理和計數(shù)規(guī)律，使初學(xué)者感到枯燥和抽象，更由于受十進(jìn)制數(shù)計數(shù)原理和計數(shù)規(guī)律在人們頭腦中根深蒂固的作用，嚴(yán)重干擾了人們對二進(jìn)制計數(shù)原理的學(xué)習(xí)，使學(xué)習(xí)者難以在短時間內(nèi)真正掌握二進(jìn)制的計數(shù)規(guī)律。
在計算機(jī)原理教學(xué)中還沒有能夠直觀明了地演示二進(jìn)制計數(shù)原理的教學(xué)儀器。
本實(shí)用新型的目的就是針對上述計算機(jī)原理教學(xué)中普遍存在的問題，以教育心理學(xué)中教學(xué)的直觀性原則為理論依據(jù)，設(shè)計一種用于演示二進(jìn)制計數(shù)原理的二進(jìn)制計數(shù)演示器，以提高教學(xué)的效率和教學(xué)質(zhì)量。
本實(shí)用新型的二進(jìn)制計數(shù)演示器，包括單片計算機(jī)，單片機(jī)輸出端口連接的由8個發(fā)光二極管和它們相應(yīng)的驅(qū)動三極管組成的8位顯示器，連接于單片機(jī)輸入端口的小鍵盤，單片機(jī)在其片內(nèi)固化的計數(shù)演示程序的控制下能實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制加、減法的演示。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)一步描述。


圖1為其結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為其原理框圖；圖3為其實(shí)施例電路圖4為其計數(shù)演示程序流程圖。
如
圖1所示，本演示器的各部分是外殼(1)、8位LED顯示器(2)、電池盒(3)、單片計算機(jī)芯片(4)、蜂鳴器(5)、電路板(6)、復(fù)位按鈕(7)、輸入按鈕(8)、加/減計數(shù)選擇撥動開關(guān)(9)、手動/自動計數(shù)選擇撥動開關(guān)(10)、電源開關(guān)(11)。上述各部件及一些阻容元件均焊接在電路板(6)上。
在圖2框圖中，8位LED顯示器和蜂鳴器電路連接與單片機(jī)的相應(yīng)的輸出端口，小鍵盤電路和復(fù)位電路連接在單片機(jī)的相應(yīng)的輸入端，外接晶振及其并聯(lián)電容接于單片機(jī)的時鐘端子，全部電路用3伏直流電源供電。
圖3實(shí)施例中，單片機(jī)采用PIC系列單片機(jī)，用8個發(fā)光二極管表示8位二進(jìn)制位，發(fā)光管亮表示數(shù)“1”，發(fā)光管滅表示數(shù)“0”，計數(shù)的范圍為0～255。每一位發(fā)光二極管串聯(lián)限流電阻后接于其驅(qū)動三極管的集電極，驅(qū)動三極管的基極可串聯(lián)電阻接于單片機(jī)的一輸出端。
為了實(shí)現(xiàn)輸入的聲音提示功能，單片機(jī)的一個輸出端連接蜂鳴器驅(qū)動電路。電路由蜂鳴器、電阻及其驅(qū)動三極管組成。
手動/自動選擇開關(guān)、加/減法選擇開關(guān)、手動輸入按鈕和復(fù)位按鈕分別串聯(lián)一個電阻連接于單片機(jī)的相應(yīng)的輸入端。
單片計算機(jī)在接通電源后，在系統(tǒng)程序的控制下，根據(jù)鍵盤的狀態(tài)，進(jìn)入相應(yīng)的計數(shù)顯示功能。由加法減法選擇開關(guān)狀態(tài)決定計數(shù)的方向；由手動/自動計數(shù)選擇開關(guān)決定計數(shù)信號的來源；在自動狀態(tài)下，用機(jī)內(nèi)信號，約以每0.5秒改變一次計數(shù)值，在手動狀態(tài)下，每按下一次手動輸入按鈕改變一次計數(shù)值；無論是手動計數(shù)方式還是自動計數(shù)方式，每改變一次計數(shù)值，蜂鳴器發(fā)“滴”提示音一次；無論是在手動計數(shù)方式還是在自動計數(shù)方式過程中，均可做加法/減法的切換；手動計數(shù)方式和自動計數(shù)方式在任何時候均可切換。
下面結(jié)合其計數(shù)演示程序流程圖4敘述其工作過程。
(1)本演示器開機(jī)后，先完成初始化設(shè)置各端口的輸入和輸出設(shè)置，計數(shù)器單元清零，8個發(fā)光管全滅；(2)檢查手動/自動計數(shù)方式選擇開關(guān)狀態(tài)；(3)若手動/自動計數(shù)方式選擇開關(guān)為自動計數(shù)狀態(tài)，則延時0.5秒后，進(jìn)入讀加/減法選擇開關(guān)狀態(tài)；(4)若計數(shù)方式選擇開關(guān)為手動計數(shù)狀態(tài)，則運(yùn)行鍵盤掃描程序，若手動輸入按鈕有效按下，則進(jìn)入讀加減法選擇開關(guān)狀態(tài)；若手動輸入按鈕沒在按下，則回到步驟(2)；(5)讀加減法選擇開關(guān)狀態(tài)，若為加法狀態(tài)，則給計數(shù)單元加1，若為減法狀態(tài)，則給計數(shù)單元減1；(6)將計數(shù)單元的值送顯示端口；(7)蜂鳴器發(fā)“嘀”音一聲，表示計數(shù)單元的值發(fā)生改變；(8)無條件轉(zhuǎn)向步驟(2)；(9)本實(shí)用新型的程序設(shè)計已做到智能化只要接通電源即可工作，對各開關(guān)的操作順序沒有任何要求；不會發(fā)生邏輯錯誤；不會因操作原因而損壞。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)如下其采用單片機(jī)技術(shù)，8位LED顯示器，成本低廉，體積小，使用方便，顯示直觀。使學(xué)習(xí)者通過視覺、聽覺、觸覺多種感官參與學(xué)習(xí)活動，在學(xué)習(xí)者用眼睛看、用耳朵聽、按手指按鍵和和用口數(shù)數(shù)四種活動的同步作用下，獲得強(qiáng)烈的感性認(rèn)識，經(jīng)與十進(jìn)制數(shù)計數(shù)原理的對比、分析、歸納和總結(jié)，區(qū)分出二進(jìn)制數(shù)和十進(jìn)制數(shù)計數(shù)原理的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)，從而快速掌握二進(jìn)制的計數(shù)原理。
本演示器教學(xué)直觀，使用它可充分調(diào)動學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)積極性，極大地提高二進(jìn)制計數(shù)原理的教學(xué)效率。經(jīng)教學(xué)試驗顯示，成年人、中學(xué)生以及小學(xué)四年級以上的學(xué)生通過使用本演示器，均能較好地掌握二進(jìn)制數(shù)計數(shù)原理；三年級以下的學(xué)生使用后，均能夠激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。
權(quán)利要求1.一種用于教學(xué)的二進(jìn)制計數(shù)演示器，其特征在于包括單片計算機(jī)；8位發(fā)光二極管顯示器，每一位發(fā)光二極管顯示電路由三極管、連接在三極管集電極的發(fā)光二極管和限流電阻組成，三極管的基極串聯(lián)基極電阻連接到單片計算機(jī)的一個輸出端；以及小鍵盤，它的手動/自動選擇開關(guān)、加/減法選擇開關(guān)、手動輸入按鈕和復(fù)位按鈕分別串聯(lián)一個電阻連接于單片計算機(jī)的相應(yīng)輸入端，單片計算機(jī)在其片內(nèi)固化的計算演示程序的控制下實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制加、減法的演示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二進(jìn)制計數(shù)演示器，其特征在于所述單片計算機(jī)的一個輸出端連接蜂鳴器驅(qū)動電路。
專利摘要一種用于普及計算機(jī)原理知識教學(xué)的二進(jìn)制計數(shù)演示器,包括:單片機(jī);8位顯示器,每一位顯示電路由三極管、連接在三極管集電極的發(fā)光二極管和限流電阻組成,三極管的基極串聯(lián)基極電阻連接到單片機(jī)的一個輸出端;以及小鍵盤,它的手動/自動選擇開關(guān)、加/減法選擇開關(guān)、手動輸入按鈕和復(fù)位按鈕分別串聯(lián)一個電阻連接于單片機(jī)的相應(yīng)輸入端,單片機(jī)在其片內(nèi)固化的計算演示程序的控制下能實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制加減法的演示。其成本低廉,體積小,使用方便,顯示直觀,能使學(xué)習(xí)者通過多種感官參與學(xué)習(xí)活動,從而提高中、小學(xué)教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。
文檔編號G09B19/02GK2466730SQ0026252
公開日2001年12月19日 申請日期2000年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月17日
發(fā)明者朱立奇 申請人:朱立奇