第一篇：自制PC紅外線接口論文

摘要

紅外線通訊是一種廉價、近距離、無連線、低功耗和保密性較強的通訊方案，在 PC 機中主要應用在無線數據傳輸方面，但目前已經逐漸開始在無線網絡接入和近距離遙控家電方面得到應用。鑒于紅外線通訊的諸多好處，現在的主板幾乎全部提供了紅外線接口，以便用戶利用它進行與帶紅外線接口的設備通訊，如筆記本電腦、打印機、Modem、掌上電腦、移動電話等等。但計算機主板上僅僅提供了紅外線接口，并未提供完整的發射接收裝置，所以用戶在想使用紅外線通訊時，仍然需要購買紅外線連接器。本次設計的自制PC紅外線接口主要是針對主板型紅外線接口所設計，在以后科技發展越來越快的過程中，將會有更大的用途，目前市面上較少有商品化的連接器銷售。此次設計為紅外通訊電路增強紅外線接口。

關鍵詞:增強型，PC機，主板，通訊

錄

1.引 言...............................................................................................................1 2.設計內容及要求..............................................................................................1 3.硬件設計.........................................................................................................4 3.1紅外線接口............................................................................................4 3.1.1 標準紅外線接口.......................................................................4 3.1.2 增強型紅外線接口...................................................................5 3.2 硬件組成...............................................................................................5 3.2.1 標準紅外線接口組成...............................................................5 3.2.2 增強型紅外線接口組成...........................................................5 3.3 硬件電路圖...........................................................................................6 3.3.1 標準紅外接口電路圖...............................................................6 3.3.2 增強型紅外線接口電路圖.......................................................8 4.硬件調試.......................................................................................................12 4.1元器件測試..........................................................................................12 5．結論...............................................................................................................20 6.參考文獻.......................................................................................................21 7.心得體會.......................................................................................................22

1.引 言

隨著科學技術的快速發展，紅外線接口應用越來越廣。但就目前技術水平來說，人們可以具體利用無線網絡接入和近距離遙控家電方面十分有限，因此，這是一個正在蓬勃發展而又有無限前景的技術及產業領域。縱觀國內外經濟的發展它將朝著更加高定位、高精度的方向發展，以滿足日益發展的社會需求。隨著紅外線接口的技術進步，無線傳輸系統將從具有單純判斷功能發展到具有學習功能，最終發展到具有創造力。在新的世紀里，面貌一新的PC紅外線接口將發揮更大的作用。隨著人們生活水平的提高，社會及時代的發展加快。越來越多的舒適及安全伴隨人們的左右，此次自主創新設計正是為此而設計。該設計的核心部分是發射部分采用對管進行放大，進一步提高了發射功率；而接收部分采用三極管對接收信號進行放大，提高了接收的靈敏度。2.設計內容及要求

此設計的PC紅外線接口主要是用在有關紅外線通訊方面上。紅外線通訊是一種廉價、近距離、無連線、低功耗和保密性較強的通訊方案，在 PC 機中主要應用在無線數據傳輸方面，鑒于紅外線通訊的諸多好處，現在的主板幾乎全部提供了紅外線接口，以便用戶利用它進行與帶紅外線接口的設備通訊，如筆記本電腦、打印機、Modem、掌上電腦、移動電話等等。但計算機主板上僅僅提供了紅外線接口，并未提供完整的發射接收裝置，所以用戶在想使用紅外線通訊時，仍然需要購買紅外線連接器。本次設計的自制PC紅外線接口主要是針對主板型紅外線接口進行的設計。

主板上的紅外線接口大多是一個5針插座，其管腳定義依次是：

1.IRTX（Infrared Transmit，紅外傳輸）；

2.GND（電源地線）；

3.IRRX（Infrared Receive，紅外接收）；

4.NC（未定義）；

5.VCC（電源正極）。

根據IRDA（Infrared Data Association，紅外數據協會）提供的“異步串行通訊標準”資料顯示，IRTX引腳能提供 >6.0mA 的輸出電流，而 IRRX 引腳在吸收 <1.5mA 電流就能對輸入信號作出反應。資料同時顯示紅外線接口的發射部分已將傳輸數據進行 38kHz 的載波，而接收部分將進行信號分離處理，所以在制作接口電路時無須再考慮載波和分離電路。

紅外接口連接器的作用是將計算機紅外接口輸出的電脈沖信號轉換為光脈沖信號輸出，并將接收到的光脈沖信號轉換為電脈沖信號通過紅外接口輸入主機。

主板紅外線接口大多為五針插座，其針腳定義分別為。＋5V（電源正）、NC（未定義）、IRRX（Infrared Receive，紅外接收），GND（地）、IRTX（Infrared Transmit，紅外傳輸）。根據紅外數據協會提供的異 步串口通訊標準，IRTX引腳能提供大于6.0MA的輸出電流，IRRX引腳吸收小于1.5MA電流即能對輸入信號作出反映。是紅外數據協會（Infrared Data Association）檢測紅外產品的標準方案示例（簡化了抗干擾電路）。也是DIY紅外接口連接器的最簡方案、筆者使用這個電路在臺式機與筆記本電腦之間通訊，通訊速率能達到對57.6KbPS。

說明：

1)紅外數據協會是國際性非贏利組織，3COM、Canon、HP、IBM、Intel、Sharp、Sony、Microsoft、NEC等160多個公司均是該組織成員；

2)異步串口最高通訊速率為115.2KBPS；

3)當前大多數的筆記本電腦、掌上電腦提供有9600bps--115.2KBPS、1.15Mbps、4Mbps的通訊標準。

3.硬件設計

3.1紅外線接口

3.1.1 標準紅外線接口

紅外線發射電路由紅外線發射管L2和限流電阻R2組成。當主板紅外線接口的輸出端IRTX輸出調制后的電脈沖信號時，紅外線發射管將電脈沖信號轉化為紅外線光信號發射出去。電阻R2起限制電流的作用，以免過大的電流將紅外管損壞。當R2的阻值越小，通過紅外管的電流就越大，紅外管的發射功率也隨電流的增大而增大，發射距離就越遠，但R2的阻值不能過小，否則會損壞紅外管或主板紅外接口。紅外接收電路由紅外線接收管L1和取樣電阻R1組成。當紅外接收管接收到紅外線光信號時，其反向電阻會隨光信號的強弱變化而相應變化，根據歐姆定律可以得知通過紅外接收管L1和電阻R1的電流也會相應變化，而在取樣電阻兩端的電壓也隨之變化，此變化的電壓經主板紅外接口的輸入端IRRX輸入主機。由于不同的紅外接收管的電氣參數不同，所以取樣電阻R1的阻值要根據實際情況作一定范圍的調整。該電路為IRDA的標準方案，一般的DIY可以使用該電路。電路雖然很簡單，但其性能還是不錯的，我用該電路連接筆記本電腦，在沒有誤碼的情況下，傳輸速度可以達到57.6Kbps。該設計的外圍電路的設計如圖

1、圖3所示。

3.1.2 增強型紅外線接口

增強型紅外接口外圍電路與標準接口電路相比，其中主要改進的地方是發射部分采用對管放大，進一步提高了發射功率；而接收部分采用三極管對接收信號進行放大，提高了接收的靈敏度。工作原理可以參考上面的敘述。增強型紅外線接口外圍電路的設計如圖

5、圖7所示。3.2 硬件組成

3.2.1 標準紅外線接口組成

標準紅外線接口元器件清單：

標準型紅外線接口發射外圍電路清單：

標準型紅外線接口接收外圍電路清單：

3.2.2 增強型紅外線接口組成

增強型紅外線接口元器件清單 增強型紅外線接口發射外圍電路清單：

增強型紅外線接口接收外圍電路清單：

3.3 硬件電路圖

標準紅外接口電路圖

計算機主機上的標準紅外線接口發射電路如圖1所示。

3.3.1

圖1 標準紅外線接口發射電路

標準紅外線接口發射電路的PCB板圖如圖2所示。

圖2 標準紅外線接口發射電路的PCB板圖

計算機副機上的標準紅外線接口接收電路如圖3所示。

圖3標準紅外線接口接收電路

標準紅外線接口接收電路的PCB板圖如圖4所示。

圖4標準紅外線接口接收電路的PCB板圖

3.3.2 增強型紅外線接口電路圖

計算機主機上的增強型紅外線接口發射電路如圖5所示。

圖5 增強型紅外線接口發射電路

增強型紅外線接口發射電路的PCB板圖如圖6所示。

圖6 增強型紅外線接口發射電路的PCB板圖

計算機副機上的增強型紅外線接口接收電路如圖7所示。

圖7 增強型紅外線接口接收電路

增強型紅外線接口接收電路的PCB板圖如圖8所示。

圖8 增強型紅外線接口接收電路的PCB板圖

4.硬件調試

4.1元器件測試

元器件的判別主要是發射管和接收管的判別，通過測試即可判別。

測試紅外發射管：紅外發射管實際上是一個特殊的二極管，用萬用表電阻檔測量，發射管的反向電阻通常為無窮大，正向電阻一般為500K左右。如果您有一臺筆記本電腦，可以由PC機的紅外接口引出IRTX和GND兩條線，IRTX連接發射管的正極，GND連接發射管的負極，將發射管對準筆記本電腦的紅外線發射窗口，在筆記本電腦的“紅外線監視器”中會發現“你的PC”。

測試紅外接收管：紅外接收管也是一個二極管，測量時，它的正向電阻大于500K，而且不受光照的影響，反向電阻在沒有光線直射時，一般大于300K，強光照射時應小于10歐，有時會為負數，這是因為在強光照射時，二極管的PN結將獲得的光能轉化為電能，形成了0.7V的結電壓。

元件判別非常重要，使用了一只性能不好的元件，調試時會耽誤你不少時間，還有可能損壞設備，因此，我們在實驗過程中準備前的工作非常重視這一環節。由于不同萬用表內阻不同，測試結果也不盡相同，下文中所述內容均指使用500型萬用表在可見光源（白熾燈）下的測試值。

1）測試紅外線發射管

紅外線發射管是一只二極管，可用萬用麥電阻Ｒ* Ｋ檔測量紅外線發射管正反向電阻。反向電阻通常為無窮大，正向電阻一般大于500K歐。

從PC機紅外接口的TRTX（紅外傳輸）和GND（地）兩引腳接出二根引線，TRTX引腳接紅外線發射管正極，GND（地）接紅外線發射管負極，將紅外線發射管對準筆記本電腦的紅外線發射窗口，筆記本電腦的紅外線監視器就會發現紅外通訊對象——“你的PC”。

2）測試光電接收管

測試光電接收三極管時，用萬用表電阻R*K檔測量兩只引腳間的正反向電阻，光電接收管用反向電阻應大于500千歐（越大越好），不受光線照射影響；正向暗電阻（不受光線照射時）應大于300千歐（越大越好），正向明電阻（強光照射時）應小于10歐（越小越好）。

打開筆記本電腦中Windows 98的紅外線監視器，將光電接收管對準筆記本電腦的紅外線發射窗口，當筆記本電腦紅外監視器發出檢測信號時，光電接收管正向電阻應自大而小變化，筆者的測試值是從大于500K減小至30K。如果電阻無變化或變化小說明光電接收管性能不好。

測試光電接收二極管時，萬用表電阻Ｒ*Ｋ檔測量光電二極管兩只管腳間的正反向電阻，正向電阻約為5K左右，不受光線照射影響；反向暗電阻（不受光線照射時）應大于500K（越大越好），反向明電阻（強光照射時）小于0，小于0的原因是受光線照射后二極管ＰＮ結將獲得的光能轉換為電能，提供了0.7V左右的結電壓。

機械鼠標中的光電接收三極管大多是光電接收三極管（也有使用光電接收二極管的鼠標），與普通市售光電接收三極管不同，有三只引腳，因為其是由兩只光電接收三極管構成，中間是公共極，實際使用時可只使用其中一只或兩只并聯使用。

4.2調試過程

調試之前的準備工作：先連接USB接口的紅外適配器，然后應該還要安裝驅動。主板有已集成的紅外解碼編譯功能，要外接一個紅外光電轉換裝置來實現，這個裝置就是主板接口紅外適配器。

筆記本電腦與PC進行紅外通訊有以下四種方案：

圖9 計算機設備管理器中的紅外線設備

1）在資源管理器中選中用鼠標右擊要傳輸文件或目錄，選擇“發送到／紅外線接收者”；

2）選擇“我的電腦／紅外線接收者”圖標，打開“紅外線傳輸”窗口，單擊“發送文件”按鈕后，選擇要發送的文件； 3）在“資源管理器”中選擇文件后將其拖到“我的電腦／紅外線接收者”圖標上；

4）選擇“開始／程序／附件／通訊／直接電纜連接”后，即可以利用 Windows 98提供“直接電纜連接”通過紅外線接口實施通訊。通過紅外線接口運行直接電纜連接時，紅外線發送、接收裝置將取代電纜，不需使用串行或并行電纜連機。“直接電纜連接”的功能比“紅外線接收者”略強，可以使用對方提供的所有共享資源，如能使用對方的打印機和運行對方的程序。

由于紅外收發器的電路相對簡單，所以調試也很方便。發射部分基本上不用調試，注意檢查發射管的極性連接是否正確。接收部分同樣要注意接收管的極性是否連接正確。

在通訊時，IRTX和GND之間應該有0.7V左右的電壓波動，如果沒有就是紅外接口有問題，或者是紅外接口沒有打開；IRRX和GND之間同樣有0.7V的電壓波動，如果波動范圍較小，可以調整取樣電阻，加大它的阻值，但不要太大，否則會降低接收的抗干擾能力。在聯機正常的情況下，可以將筆記本電腦放遠些，再調整取樣電阻，使通訊距離盡量大些。

其他的增大通訊距離的方法還有幾個：1）可以在接收管前面加一個紅色濾光片，以濾除其他光線的干擾；2）還可以在接收管和發射管前面加凸透鏡，提高其光線采集能力等等。

4.3 連機調試

連接好電路就可以連機凋試了，將紅外光電發射接收管對準筆記本電腦的紅外線發射窗口。雙方的“紅外線監視器”就會提示發現紅外通訊對象。

如果調試過程中打開音箱，會有美妙的聲音提示你連接成功。如果連機調試出現問題，請按下述方法解決： 1）筆記本電腦無法檢測到PC 用表直流電壓檔測量紅外接口TRTX（紅外傳輸）和GND（地）兩只引腳間的電壓，當PC紅外線監視器發出檢測信號時，TRTX引腳電壓由0向上波動至0.7V左右，如無電壓波動屬PC紅外接口故障。

如有電壓波動請檢查紅外發射管是否接反（基本無電流）；通過紅外發射管的電流是否有變化；可以通過紅GND（地）接紅外線發射管負極，將紅外線發射管對準筆記本電腦的紅外線發射窗口，筆記本電腦的紅外線監視器就會發現紅外通訊對象——“你的PC”。否則需測試紅外線接收管，測試紅外線接收管時，用多功能用表電阻R*K檔測量兩只引腳間的正反向電阻，紅外線接收管用反向電阻應大于500K（越大越好），不受光線照射影響；正向暗電阻外發射管的電流有變化，筆記本還是無法檢測到PC，說明紅外發射管性能不良，紅外發射管需更換。

2）PC無法檢測到筆記本電腦

用萬用表直流電壓檔測量取樣電阻R2兩端的電壓，當筆記本電腦紅外線監視器發出檢測信號時，取樣電阻兩端的電壓由0至0．7V左右波動，如無電壓波動請檢查光電接收管是否接反，如電壓波動小，請適當增加取樣電阻R2的阻值，如電壓波動過大，請適當減小取樣電阻R2的阻值。

電阻R2的調整有一定難度，過大會導致抗干擾能力下降，過小會導致靈敏度降低（接收距離減小），最好串聯一只電位器精心調節，才能獲得最佳接收效果和接收距離。

3）通訊時常中斷

通訊時常中斷可在紅外線監視器／選項標簽中選擇“連接速度限制為”復選框，在其后的選擇框中限制紅外通訊的速度，在很多情況下，用限制速度的方法進行通訊可以消除大量重試，改善通訊質量。

通訊時常中斷大多是外部環境不佳導致，原因主要有：外部光源干擾、連線過長導致的信號衰減、電源性能不良帶來的電磁干擾。電源性能不良帶來的電磁干擾可通過加裝抗干擾電路解決。4）通訊距離短

按上述方法制作的紅外接口有效通訊距離為0．3m，如果你想增加發射距離，可用增加紅外發射管的數量或增大紅外發射管的電流（即增大發射功率）方法實現。需要提醒注意的是，根據紅外數據協會的紅外通訊標準，一般紅外通訊設備的通訊距離僅為l－3m，如果你想增加距離，需先了解通訊對象的接收距離。

如果通訊對象（如筆記本電腦）發射功率不夠，你將無法接收到對方發出的信號。當然你也可以加裝光放大器，擴展紅外設備的通訊距離。

5．結論

此次設計利用三極管的功能對自制PC紅外線接口進行設計，充分利用了三極管所擁有的功能，同時也體現了三極管放大作用對該外圍接口電路的重要作用，采用此方案，可以達到本設計的要求，以及在以后生活和現代化發展中更可靠、快捷、高效。但是，在此方案中有一點需要注意，此次設計為創新設計，所以難免會有所不足，由于在設計的過程中遇到很多難題，準備工作也不是很充足，所以在信號傳輸設計方面有點缺陷，主要是在使用上不方便，如果能將自制PC紅外線接口與通信設備的USB接口相連接就可以解決這方面的缺陷。這也是這次設計不足的地方，這次的設計僅為外圍電路的設計，因此，在以后的設計制作中有待改進。不過，利用本設計方案，通過設計及硬件調試等方面的論證，能夠實現提高無線傳輸的效率，大大減小有線傳輸所帶來的麻煩等功能，也達到了本次創新性實驗的目的。

6.參考文獻

【1】陳晴 計算機網絡技術（第二版）武漢 華中科技大學出版社 2003 【2】謝希仁 計算機網絡（第四版）北京 電子工業出版社2003 【3】康華光 模擬電子技術（第五版）北京 高等教育出版社 2005 【4】閻石 數字電子技術（第五版）北京 高等教育出版社 2004

7.心得體會

從這次的創新型設計中我學到了很多，這次設計主要用到的是三極管，放大電路，還有其他電阻、電容一系列的電子元件。通過這次的創新型設計，我知道了怎樣利用三極管放大作用設計出所要求的產品，同時又將以前所學理論知識運用到設計中，通過多元件的組合從而基本達到總體的要求，但在設計過程中也出現了很多的錯誤，主要是源于對大學所學知識的掌握不牢固。此次實驗過程中，彭老師和各位同學給了我很大的幫助，也在老師的精心指導及同學的互助團結努力下做出了我們所要的設計。在此，我非常感謝彭老師的指導和鐘慧偉同學的幫助，在以后的學習和生活中，我會更多的去實踐一些課程項目，為自己增加更多的知識和經驗。

第二篇：自制教具論文

淺談自制教具在初中物理教學中的作用

《物理課程標準》要求我們物理老師要轉變傳統教育觀念，以培養全體學生的科學素養為根本，以培養學生的探究精神、實踐能力作為教學重點。物理學是一門以觀察和實驗為基礎的學科。在新課程的實施中，教材中設置了許多演示實驗和學生分組探究實驗，實驗室也配備了相應的實驗器材，還有豐富的多媒體實驗教學軟件可供教師使用，但在實際教學中，由于種種原因，有些實驗效果不太理想或預期實驗設計不完善，造成實驗資源不能滿足現有的教學需要，這就需要我們一線教師在教學中 進行自制教具的制作并運用于教學，深化實驗教學的內涵，自制教具在培養學生觀察分析能力、動手實踐能力、科學探究及創新精神等方面有著無與倫比的優勢。自制教具運用于物理教學在新的課程理念下是非常值得提倡的。下面談談自制教具在物理教學中的作用。

一、自制教具能激發學生的學習興趣

1、激發學生好奇心求知欲，培養學習興趣

心理學告訴我們：“濃厚的興趣能彌補智能的不足，持久的興趣會導致發明創造”。對初學物理的初中學生來說，只要激發起他們學習的興趣，他們就會以滿腔的熱情，積極主動地投入到物理學習中，物理課堂就會變得開放、活躍，氣氛熱烈，教學效果自然會倍增。由于自制教具和利用生活中易得材料進行實驗所用材料多來自學生的身邊，都可以成為自制教具和探究實驗的原材料。實踐證明自制教具中呈現出的新奇物理現象和成功的制作，能自然地引起學生濃厚的興趣，激發他們的探究心理。而且實驗一旦有所收獲，有所創新，有所前進，就會使趣味性更加穩定，就會繼續探索，繼續登攀，從而喜歡物理，熱愛科學。在新課導課時,為了吸引學生的注意力.激發好奇心和求知欲,我們可自制一些看似普通卻暗藏機關的教具,把教具工作部分先遮住,設下懸念,使看似普物品達到魔術般的效果,從而激發好奇心和求知欲.在講授新課時,再解剖教具,講授物理道理,進一步培養學生的學習物理的興趣.如：在第五屆全國中學物理教學改革創新大賽中，湖南省參賽選手歐陽風華做了個魔術表演：手掌吸盆。先給學生展現一個空金屬盆，再用一個不透明的杯子往盆中倒水，該杯中放兩個吸盤，吸盤隨水一同倒入盆中，擠出吸盤內的空氣，再用手指鉤住吸盤提起水盆。學生看不見盆中物體和手指動作，感受非常好奇，課堂氣氛一下子被激發起來了。隨著老師解剖該魔術，激發了學生的學習興趣。大家的好奇心求知欲一下子被激發起來了，整堂課學生都在聚精會神地聽，靜靜地想。

二、增強演示效果，改善實驗教學

麥克斯韋說：一次演示實驗所使用的材料越簡單，學生越熟悉，就越想透徹地獲得所驗證的結果。雖然教育事業的發展、教育投入的增長，使得各校的教學儀器日臻完善，但適時使用生活中易得材料進行實驗卻能起到意想不到的好效果。在全國首屆中學物理學名師大賽上，獲獎選手陳超老師做了個演示實驗：將一小塑料袋（農村集市上賣的劣質塑料袋）盛滿已染顏色水，然后與一裝滿水的細輸液管相連，讓學生將細管舉到一定高度時，塑料袋“叭”地一聲碎了。學生驚訝不已，百思不得其解，教師趁熱打鐵，分析講解液體壓強的特點，使學生深刻理解了液體壓強與深度的關系，教學效果自然更加完善。三 化抽象為直觀，突破教學難點；

物理概念和規律多數很抽象，常規教學手段很難突破。我們就必須采用各種手段進行直觀教學，自制教具就是較好的方法。例如,凸透鏡成像規律的原理也可制作《凸透鏡成像原理演示器》演示，用兩根固定的直鐵絲表示平行于主光軸折射前后的光線，用一根可以移動的鐵絲表示經過光心的光線，當大小不變的物體沿主光軸移動時，物體上一個發光點也隨之移動，表示光線的鐵絲也像光線一樣變換位置和角度，在凸透鏡另一側會發現兩鐵絲相交，相交位置即像點位置。這樣，就使抽象的物理規律變得較為形象，教學難點被突破了，學生就容易理解 四.自制教具能有效激發學生的創新能力

自制教具從猜想開始到多方面論證，并動手設計、制作、反復試驗，到最后確定實驗模型，都是經過深入思考和對物理規律和概念的理解。從提出問題、發現問題，解決問題到創造性地設計出新教具，學生的能力和思維都得到了不同程度的發展，從學習中體驗，在體驗中學習，讓學生體驗創造的無窮魅力 培養創新意識

五、利于教師樹立和傳授科技意識、節儉意識和環保意識

我們知道，絕大多數自制教具不是簡單的儀器仿制，要經過一定的思考、創意、構思和設計，這都是創造性的勞動，具有創新精神。在利用生活中易得材料進行實驗和教具制作中，教師要引導學生注意如何變“廢”為“寶”，利用生活中常見物品制作出各種各樣的教具，既節約了資金，降低了教育成本，又可樹立老師節儉意識，間接地對學生進行了品德教育。同時,在利用廢品的過程中,滲透環保教育,利于教師樹立環保意識；自制教具，除了利用和生活中易得材料以外，還要引導師生使用具有科技含量的新材料，有利于樹立科技意識。比如學生收集易拉罐里面放入醋和可樂進行簡單電池的制作

結尾；現行的新課標更加注重對學生的知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀的培養，更加注重能力的培養和創新意識的提高，在實驗教材中把各種實驗活動貫穿其中，規定的實驗內容多、跨度大，提倡探究式學習，設計一些探究實驗，并主張學生自主學習。在教改中，教材的多元化和教學方式的改變，無疑也對教師提出了更高的要求，同時也給了教師根據實際情況對教材進行分析、選擇、調整和再創造的機會。①因此，結合教學需要，合理地使用教具，講究教具與教材的匹配以及與教法的吻合，也是一種不可忽視的提高教學質量的途徑和方法。這就要求師范生必須深入鉆研課程標準，認真分析教材，弄清楚教學中可能會存在哪些難點，其中哪些是需要運用教具才能加以突破的，每一難點又具有什么特點，需要用什么類型、何種功能的教具。新課程的綜合性和生活化、整體化、情景化的特點為老師鉆研教材教法、潛心實驗教學研究提出了更高的要求。但是課程資源無處不在，只有用心探索，悉心教研，制作更多、更精良、更實用的教具，以彌補現有實驗儀器不足，才能體現新教材、新課程的優勢。

第三篇：自制教具論文

自制教具在教育教學中的作用

永修縣建昌小學 周玉霞 摘 要：自制教具不僅具有真實、具體、直觀、形象的特點，有助于學生學習和理解知識的重難點，更重要的是能激發學生的學習興趣和求知欲，學生由被動的接受知識轉向主動探索、主體實踐、合作交流，從而達到提高課堂教學質量，培養學生創新精神和實踐能力。自制教具在實施新課程標準的教學中有著十分重要的價值。

關 鍵 詞：自制教具 新課程 創新能力

針對新課程改革的發展需要，廣大的教師在教學中大膽創新，通過自制教具，引導學生自制教具，并應用于實踐，有效地促進了學生綜合能力的發展。本人就自制教具在教育教學中的作用談一點粗淺的看法

一、自制教具是當前推動教育教學改革的一個重要方面 新課程改革的推進對教具提出了新的要求。在教學過程中，教師自制教具或指導學生制作教具可以豐富課程內容，拓展多種方法，有利于激發學生的好奇心和興趣，豐富他們的想象力。開展師生共同參與自制教具的活動，不僅有利于學生對知識的理解和能力的訓練，而且是推動基礎教育改革一項重要內容。

二、自制教具具有激發學生興趣和形象直觀作用

自制教具是提高教師隊伍的一項重要途徑，因為制作一套好的教具，要求教師要有較高的素質，豐富的教學經驗，熟悉教材并有一定的動手能力。一件好的自制教具，包含著教師的汗水與智慧，是長時間的教學經驗積累。讓學生自覺參與到自制教具活動，可以激發學生的學習興趣，培養學生的動手能力以及思考能力。

三、自制教具在小學語文教學中的作用

要想制作出好的教具就要對文章的情景有所了解，師生可以共同探討，共同設計，力求將課文中的內容展現出來。教師可以作引導，幫助學生更好地理解。當學生遇到問題時，給他們提供一些幫助。每篇文章想要反映的思想都是不同的，都有各自的特點。學生根據自己的理解，自己動手制作教具，既發展了自己的思維，又增強了學習的動力。此外，學生在這一過程中還能夠學到許多的知識，加深對文章的理解。當學生遇到問題時，給他們提供一些幫助。制作教具是一個需要動腦筋思考動手制作的過程，教師一定不要浪費這個機會。教師可以通過這樣的活動，增強學生的合作意識，與此同時還要采取一些方法，給學生創造好的環境，讓學生加強交流合作，制作出好的教具。

四、自制教具在小學數學教學中的作用

小學數學的許多學具都是學生可以參與制作的，當然老師的指導也尤為重要，有時和教師一起共同制作效果會更好，他可以改變小學生的學習心理，激發學習興趣，鞏固基礎知識，啟迪思維，培養動手能力。同時他還能陶冶愛科學、愛勞動的學習情操，提高小學生的數學學習品質。

小學生感知能力差，缺乏良好的感性認知基礎，教材中的各個教學難點便是小學生學習新知識的一大障礙這些讓小學生不易理解、掌握的新知識難點，便是小學生突破小學數學學習難關的關鍵。如果我們通過自制教具進行直觀教學難點展示，讓小學生在親身的體驗、操作中感受數學知識的演繹過程，將小學生真正融于重點知識的探究過程中，就能更好地領悟難點的內涵，將其轉化為更易理解、更加直觀的教學形式，小學數學教學的效率就會得到顯著地提高。

五、自制教具可以提高學生個人能力

自制教具不應該只是教師在制作教具，而是應該在教師的指導下，學生也積極參與的一種教學活動。而師生共同自制教具的過程，通過創造性思維和動手制作，轉化為實物和成果的過程。這期間，學生在教師的有意引導與教導下，將學過的知識進行了復習和鞏固，也提高了學生的觀察能力和動手能力等，是一個提高個人綜合能力的過程。在教具的制作過程中，學生在付出勞動的同時還會面臨各種困難，經受各種考驗，最終才能得到一個滿意的結果。這個過程充分鍛煉學生身心的同時，心理品質和承受能力也得到了培養和提高，是充分發展學生個性的大好時機。

六、自制教具有利于深入素質教育

值得注意的是，自制教具所使用的材料應該選取生活中常見的物品或者廢棄物。這樣在提高教學質量的同時也培養了學生節約資源、愛護環境的環保意識，并樹立了可持續發展觀。生活中廢棄的飲料瓶、沙子、活性炭等就可以制成一個簡單的凈水器，通過自己動手、實際操作，大大的提高了學生的節約意識以及變廢為寶的個人能力，從而形成了學生的節約意識，是提高素質和能力的別樣教學。

總之，自制教具不僅是對現有的教學資源的一個補充，更是教師結合自身進行的一項創新，是激發學生學習興趣、培養學生綜合素質的重要工具。教具的制作和使用在激發學生學習興趣的同時，也提高了學生節約資源的意識，并在親自動手制作教具的過程中充分的認識了自己的價值，感受成功的快樂。因此，在今后的教育教學活動中，我們應該高度重視自制教具的使用和作用，充分培養師生的創新精神和實踐能力，并進一步推進素質教育。提倡自制教具是針對教育和教學的需要，對老師的教學，對學生的發展，對整個教育的進步都起著巨大的作用，是促進新課程改革的深入發展。

第四篇：USB接口技術研究設計論文

[摘要] USB很好地解決了計算機插槽限制沖突，實現低成本、高可靠性、多點的數據采集。USB接口如今已經成為計算機外設必不可少的設備。本文詳細介紹了USB接口設備及其工作原理，并對其在生產實踐中的具體應用方法進行了研究。

[關鍵詞] USB;接口;應用與設計

從U盤、鼠標、讀卡器、外接光驅等常用USB設備，到采用USB接口的電吹風、咖啡爐、剃須刀、圣誕樹等千奇百怪的電腦附件，通過一臺電腦的USB周邊設備使人們享受到了更多的方便和樂趣。USB之所以能夠如此普及并受到大眾歡迎，在于它方便的熱插拔，帶寬大，速度快，可連接設備多，簡單的網絡互聯功能等諸多優點。

一、USB接口技術傳輸類型及優點

USB是通用串行總線(Universal Serial Bus)的簡稱。在計算機使用中，常常利用PC或工控機對各種數據進行數據采集。這其中有很多地方需要對各種數據進行采集，如液位、溫度、壓力、頻率等。常用的采集方式是通過數據采集板卡，如A/D卡以及422、485總線板卡等。采用板卡不僅安裝麻煩、易受機箱內環境的干擾，而且由于受計算機插槽數量和地址、中斷資源的限制，不可能掛接很多設備。而USB接口技術的出現，很好地解決了以上這些沖突，很容易就能實現低成本、高可靠性、多點的數據采集。USB系統主要由主控制器(Host Controller)、USB Hub 和USB外設(Peripherals Node)組成系統拓撲結構。

1.USB的傳輸類型。USB總線包括4種傳輸類型(傳輸管道)：(1)控制傳輸類型：用于傳輸控制信息。(2)塊數據傳輸類型：用于傳輸相對比較大的和突發性強的數據，一般用于打印機、掃描儀等。(3)中斷數據傳輸類型：通常用于傳輸設備反饋回計算機的字符和坐標信息，如鼠標，鍵盤、游戲桿等。(4)同步數據傳輸類型：占用預先分配的帶寬，實時傳輸，例如海量儲存類、打印機類和HID(人機接口)類等。

2.USB的主要優點。速度快;USB 2.0將設備之間的數據傳輸速度增加到了480Mbps，比USB 1.1標準快40倍左右，速度的提高對于用戶的最大好處就是用戶可以使用到更高效的外部設備，而且具有多種速度的周邊設備都可以被連接到USB 2.0的線路上，而且無需擔心數據傳輸時發生瓶頸效應。設備安裝和配置容易;安裝USB設備不必再打開機箱，加減已安裝過的設備完全不用關閉計算機。所有USB設備支持熱拔插，系統對其進行自動配置，徹底拋棄了過去的跳線和撥碼開關設置。易于擴展;通過使用Hub擴展可撥接多達127個外設。標準USB電纜長度為3m(5m低速)。通過Hub或中繼器可以使外設距離達到30m。能夠采用總線供電;USB總線提供最大達5V電壓、500mA電流。使用靈活。USB共有4種傳輸模式：控制傳輸(control)、同步傳輸(Synchronization)、中斷傳輸(interrupt)、批量傳輸(bulk)，以適應不同設備的需要。

二、USB的應用與設計

USB的應用主要是數據采集工作，隨著USB應用的日益廣泛，Intel、SGS-Tomson、Cypress、Philips等芯片廠商都推出了具備USB通信接口的單片機。這些單片機處理能力強，有的本身就具備多路A/D，構成系統的電路簡單，調試方便，電磁兼容性好，因此采用具備USB接口的單片機是構成USB數據采集系統較好的方案。USB接口開發中有相當大的工作量是關于USB軟件的開發，USB軟件包括三方面的工作：固件(firmware)設計，驅動程序設計和主機端應用程序的設計。

1、固件設計。固件是運行在USB芯片上的程序，可采用匯編語言或C語言設計，其主要功能是控制USB芯片接收并處理USB驅動程序的請求、控制USB芯片接收應用程序的控制指令、通過USB芯片存放數據并實時上傳至PC等。

2、驅動程序設計。在Windows平臺下，USB驅動程序由3部分組成：USB設備驅動程序，USB總線驅動程序和USB主控制器驅動程序，他們必須遵循win32驅動程序模型(WDM)。其中，windows操作系統已經提供了處于驅動程序棧底的USB總線驅動程序和USB主控制器驅動程序。而USB設備驅動程序由設備開發者編寫，通過向USB總線驅動程序發送包含URB(USB Request Block)的IRP(I/0 Request Packet)，來實現USB外設之間的信息交換。當主機應用程序要對USB設備進行I/0操作時，調用Windows API函數對win32子系統進行win32調用，由I/O管理器將此請求構造成一個合適的IRP，并把它傳遞給USB設備驅動程序。USB設備驅動程序接受到這個IRP后，根據IRP中的包含的具體操作代碼，構造響應的URB并把他放到一個新IRP中，然后把此IRP傳遞到USB總線驅動程序，USB總線驅動程序根據IRP中所包含的URB執行響應的操作，并把操作結果通過IRP返還給USB設備驅動程序。USB設備驅動程序接受到此IRP后，將操作結果通過IRP返還I/O管理器。最后，I/O管理器將此IRP中的操作結果返還給應用程序，至此應用程序對USB設備的一次I/O操作完成。

3、應用程序設計。應用程序工作于用戶模式，用戶模式可以訪問文件，處理數據，人機交互，不過必須借助設備驅動程序來訪問硬件。在VC環境下開發的主機端的應用程序，容易實現了設備的打開、關閉、固件下載、端口配置和文件傳輸等功能。

USB接口技術的應用正處于高速發展階段。在USB數據采集、USB工業控制等領域已經得到成功的應用。隨著時代的進步和技術的發展，USB必將在更廣闊的領域得到更深層次的應用。

第五篇：自制USB接口供電的手機電池充電器電路

自制USB接口供電的手機電池充電器電路

該電路的充電電流有100mA(圖中開關SB斷開時)、500mA(圖中開關S閉合時)兩擋可供選擇。電路允許的MAX1811的第1腳按圖連接時，最高充電電壓為4.2V；第1腳與電源負端連接時，最高充電電壓為4.1V。一旦達到最高充電電壓時，充電電流就急劇減少，并維持最高充電電壓不變。圖中，VD1作為電源指示，VD2作為充電指示，燈亮表示正在充電，燈滅表示充電結束。

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下圖是實物圖,用開諾基亞手機電池充電,工作良好.