专利名称：二进制计数演示器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及教学用具，具体是一种用于演示二进制计数原理的二进制计数演示器。
二进制计数原理是计算机的工作基础，只有深刻理解和掌握二进制的计数原理，才能深入学习和深刻理解计算机。目前，在所有介绍计算机工作原理的大、中、小学的计算机课本中，均用文字叙述和例算式的方法介绍二进制的计数原理和计数规律，使初学者感到枯燥和抽象，更由于受十进制数计数原理和计数规律在人们头脑中根深蒂固的作用，严重干扰了人们对二进制计数原理的学习，使学习者难以在短时间内真正掌握二进制的计数规律。
在计算机原理教学中还没有能够直观明了地演示二进制计数原理的教学仪器。
本实用新型的目的就是针对上述计算机原理教学中普遍存在的问题，以教育心理学中教学的直观性原则为理论依据，设计一种用于演示二进制计数原理的二进制计数演示器，以提高教学的效率和教学质量。
本实用新型的二进制计数演示器，包括单片计算机，单片机输出端口连接的由8个发光二极管和它们相应的驱动三极管组成的8位显示器，连接于单片机输入端口的小键盘，单片机在其片内固化的计数演示程序的控制下能实现二进制加、减法的演示。
以下结合附图对本实用新型进一步描述。
图1为其结构示意图；图2为其原理框图；图3为其实施例电路图4为其计数演示程序流程图。
如
图1所示，本演示器的各部分是外壳(1)、8位LED显示器(2)、电池盒(3)、单片计算机芯片(4)、蜂鸣器(5)、电路板(6)、复位按钮(7)、输入按钮(8)、加/减计数选择拨动开关(9)、手动/自动计数选择拨动开关(10)、电源开关(11)。上述各部件及一些阻容元件均焊接在电路板(6)上。
在图2框图中，8位LED显示器和蜂鸣器电路连接与单片机的相应的输出端口，小键盘电路和复位电路连接在单片机的相应的输入端，外接晶振及其并联电容接于单片机的时钟端子，全部电路用3伏直流电源供电。
图3实施例中，单片机采用PIC系列单片机，用8个发光二极管表示8位二进制位，发光管亮表示数“1”，发光管灭表示数“0”，计数的范围为0～255。每一位发光二极管串联限流电阻后接于其驱动三极管的集电极，驱动三极管的基极可串联电阻接于单片机的一输出端。
为了实现输入的声音提示功能，单片机的一个输出端连接蜂鸣器驱动电路。电路由蜂鸣器、电阻及其驱动三极管组成。
手动/自动选择开关、加/减法选择开关、手动输入按钮和复位按钮分别串联一个电阻连接于单片机的相应的输入端。
单片计算机在接通电源后，在系统程序的控制下，根据键盘的状态，进入相应的计数显示功能。由加法减法选择开关状态决定计数的方向；由手动/自动计数选择开关决定计数信号的来源；在自动状态下，用机内信号，约以每0.5秒改变一次计数值，在手动状态下，每按下一次手动输入按钮改变一次计数值；无论是手动计数方式还是自动计数方式，每改变一次计数值，蜂鸣器发“滴”提示音一次；无论是在手动计数方式还是在自动计数方式过程中，均可做加法/减法的切换；手动计数方式和自动计数方式在任何时候均可切换。
下面结合其计数演示程序流程图4叙述其工作过程。
(1)本演示器开机后，先完成初始化设置各端口的输入和输出设置，计数器单元清零，8个发光管全灭；(2)检查手动/自动计数方式选择开关状态；(3)若手动/自动计数方式选择开关为自动计数状态，则延时0.5秒后，进入读加/减法选择开关状态；(4)若计数方式选择开关为手动计数状态，则运行键盘扫描程序，若手动输入按钮有效按下，则进入读加减法选择开关状态；若手动输入按钮没在按下，则回到步骤(2)；(5)读加减法选择开关状态，若为加法状态，则给计数单元加1，若为减法状态，则给计数单元减1；(6)将计数单元的值送显示端口；(7)蜂鸣器发“嘀”音一声，表示计数单元的值发生改变；(8)无条件转向步骤(2)；(9)本实用新型的程序设计已做到智能化只要接通电源即可工作，对各开关的操作顺序没有任何要求；不会发生逻辑错误；不会因操作原因而损坏。
本实用新型的优点如下其采用单片机技术，8位LED显示器，成本低廉，体积小，使用方便，显示直观。使学习者通过视觉、听觉、触觉多种感官参与学习活动，在学习者用眼睛看、用耳朵听、按手指按键和和用口数数四种活动的同步作用下，获得强烈的感性认识，经与十进制数计数原理的对比、分析、归纳和总结，区分出二进制数和十进制数计数原理的相同点和不同点，从而快速掌握二进制的计数原理。
本演示器教学直观，使用它可充分调动学习者的学习积极性，极大地提高二进制计数原理的教学效率。经教学试验显示，成年人、中学生以及小学四年级以上的学生通过使用本演示器，均能较好地掌握二进制数计数原理；三年级以下的学生使用后，均能够激发他们的学习兴趣。
权利要求1.一种用于教学的二进制计数演示器，其特征在于包括单片计算机；8位发光二极管显示器，每一位发光二极管显示电路由三极管、连接在三极管集电极的发光二极管和限流电阻组成，三极管的基极串联基极电阻连接到单片计算机的一个输出端；以及小键盘，它的手动/自动选择开关、加/减法选择开关、手动输入按钮和复位按钮分别串联一个电阻连接于单片计算机的相应输入端，单片计算机在其片内固化的计算演示程序的控制下实现二进制加、减法的演示。
2.根据权利要求1所述的二进制计数演示器，其特征在于所述单片计算机的一个输出端连接蜂鸣器驱动电路。
专利摘要一种用于普及计算机原理知识教学的二进制计数演示器,包括:单片机;8位显示器,每一位显示电路由三极管、连接在三极管集电极的发光二极管和限流电阻组成,三极管的基极串联基极电阻连接到单片机的一个输出端;以及小键盘,它的手动/自动选择开关、加/减法选择开关、手动输入按钮和复位按钮分别串联一个电阻连接于单片机的相应输入端,单片机在其片内固化的计算演示程序的控制下能实现二进制加减法的演示。其成本低廉,体积小,使用方便,显示直观,能使学习者通过多种感官参与学习活动,从而提高中、小学教学效率和教学质量。
文档编号G09B19/02GK2466730SQ0026252
公开日2001年12月19日 申请日期2000年11月17日 优先权日2000年11月17日
发明者朱立奇 申请人:朱立奇