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(jià)、近距離、無連線、低功耗和保密性較強(qiáng)的通訊方案，在 PC 機(jī)中主要應(yīng)用在無線數(shù)據(jù)傳輸方面，但目前已經(jīng)逐漸開始在無線網(wǎng)絡(luò)接入和近距離遙控家電方面得到應(yīng)用。鑒于紅外線通訊的諸多好處，現(xiàn)在的主板幾乎全部提供了紅外線接口，以便用戶利用它進(jìn)行與帶紅外線接口的設(shè)備通訊，如筆記本電腦、打印機(jī)、Modem、掌上電腦、移動(dòng)電話等等。但計(jì)算機(jī)主板上僅僅提供了紅外線接口，并未提供完整的發(fā)射接收裝置，所以用戶在想使用紅外線通訊時(shí)，仍然需要購買紅外線連接器。本次設(shè)計(jì)的自制PC紅外線接口主要是針對主板型紅外線接口所設(shè)計(jì)，在以后科技發(fā)展越來越快的過程中，將會(huì)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(shè)計(jì)為紅外通訊電路增強(qiáng)紅外線接口。

關(guān)鍵詞:增強(qiáng)型，PC機(jī)，主板，通訊

錄

1.引 言...............................................................................................................1 2.設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求..............................................................................................1 3.硬件設(shè)計(jì).........................................................................................................4 3.1紅外線接口............................................................................................4 3.1.1 標(biāo)準(zhǔn)紅外線接口.......................................................................4 3.1.2 增強(qiáng)型紅外線接口...................................................................5 3.2 硬件組成...............................................................................................5 3.2.1 標(biāo)準(zhǔn)紅外線接口組成...............................................................5 3.2.2 增強(qiáng)型紅外線接口組成...........................................................5 3.3 硬件電路圖...........................................................................................6 3.3.1 標(biāo)準(zhǔn)紅外接口電路圖...............................................................6 3.3.2 增強(qiáng)型紅外線接口電路圖.......................................................8 4.硬件調(diào)試.......................................................................................................12 4.1元器件測試..........................................................................................12 5．結(jié)論...............................................................................................................20 6.參考文獻(xiàn).......................................................................................................21 7.心得體會(huì).......................................................................................................22

1.引 言

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，紅外線接口應(yīng)用越來越廣。但就目前技術(shù)水平來說，人們可以具體利用無線網(wǎng)絡(luò)接入和近距離遙控家電方面十分有限，因此，這是一個(gè)正在蓬勃發(fā)展而又有無限前景的技術(shù)及產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。縱觀國內(nèi)外經(jīng)濟(jì)的發(fā)展它將朝著更加高定位、高精度的方向發(fā)展，以滿足日益發(fā)展的社會(huì)需求。隨著紅外線接口的技術(shù)進(jìn)步，無線傳輸系統(tǒng)將從具有單純判斷功能發(fā)展到具有學(xué)習(xí)功能，最終發(fā)展到具有創(chuàng)造力。在新的世紀(jì)里，面貌一新的PC紅外線接口將發(fā)揮更大的作用。隨著人們生活水平的提高，社會(huì)及時(shí)代的發(fā)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(chuàng)新設(shè)計(jì)正是為此而設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)的核心部分是發(fā)射部分采用對管進(jìn)行放大，進(jìn)一步提高了發(fā)射功率；而接收部分采用三極管對接收信號(hào)進(jìn)行放大，提高了接收的靈敏度。2.設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求

此設(shè)計(jì)的PC紅外線接口主要是用在有關(guān)紅外線通訊方面上。紅外線通訊是一種廉價(jià)、近距離、無連線、低功耗和保密性較強(qiáng)的通訊方案，在 PC 機(jī)中主要應(yīng)用在無線數(shù)據(jù)傳輸方面，鑒于紅外線通訊的諸多好處，現(xiàn)在的主板幾乎全部提供了紅外線接口，以便用戶利用它進(jìn)行與帶紅外線接口的設(shè)備通訊，如筆記本電腦、打印機(jī)、Modem、掌上電腦、移動(dòng)電話等等。但計(jì)算機(jī)主板上僅僅提供了紅外線接口，并未提供完整的發(fā)射接收裝置，所以用戶在想使用紅外線通訊時(shí)，仍然需要購買紅外線連接器。本次設(shè)計(jì)的自制PC紅外線接口主要是針對主板型紅外線接口進(jìn)行的設(shè)計(jì)。

主板上的紅外線接口大多是一個(gè)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(jù)IRDA（Infrared Data Association，紅外數(shù)據(jù)協(xié)會(huì)）提供的“異步串行通訊標(biāo)準(zhǔn)”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(hào)作出反應(yīng)。資料同時(shí)顯示紅外線接口的發(fā)射部分已將傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行 38kHz 的載波，而接收部分將進(jìn)行信號(hào)分離處理，所以在制作接口電路時(shí)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(jì)算機(jī)紅外接口輸出的電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為光脈沖信號(hào)輸出，并將接收到的光脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為電脈沖信號(hào)通過紅外接口輸入主機(jī)。

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(jù)紅外數(shù)據(jù)協(xié)會(huì)提供的異 步串口通訊標(biāo)準(zhǔn)，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(hào)作出反映。是紅外數(shù)據(jù)協(xié)會(huì)（Infrared Data Association）檢測紅外產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)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(gè)電路在臺(tái)式機(jī)與筆記本電腦之間通訊，通訊速率能達(dá)到對57.6KbPS。

說明：

1)紅外數(shù)據(jù)協(xié)會(huì)是國際性非贏利組織，3COM、Canon、HP、IBM、Intel、Sharp、Sony、Microsoft、NEC等160多個(gè)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(dāng)前大多數(shù)的筆記本電腦、掌上電腦提供有9600bps--115.2KBPS、1.15Mbps、4Mbps的通訊標(biāo)準(zhǔn)。

3.硬件設(shè)計(jì)

3.1紅外線接口

3.1.1 標(biāo)準(zhǔn)紅外線接口

紅外線發(fā)射電路由紅外線發(fā)射管L2和限流電阻R2組成。當(dāng)主板紅外線接口的輸出端IRTX輸出調(diào)制后的電脈沖信號(hào)時(shí)，紅外線發(fā)射管將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為紅外線光信號(hào)發(fā)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(dāng)R2的阻值越小，通過紅外管的電流就越大，紅外管的發(fā)射功率也隨電流的增大而增大，發(fā)射距離就越遠(yuǎn)，但R2的阻值不能過小，否則會(huì)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(dāng)紅外接收管接收到紅外線光信號(hào)時(shí)，其反向電阻會(huì)隨光信號(hào)的強(qiáng)弱變化而相應(yīng)變化，根據(jù)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(huì)相應(yīng)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(jīng)主板紅外接口的輸入端IRRX輸入主機(jī)。由于不同的紅外接收管的電氣參數(shù)不同，所以取樣電阻R1的阻值要根據(jù)實(shí)際情況作一定范圍的調(diào)整。該電路為IRDA的標(biāo)準(zhǔn)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(cuò)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(dá)到57.6Kbps。該設(shè)計(jì)的外圍電路的設(shè)計(jì)如圖

1、圖3所示。

3.1.2 增強(qiáng)型紅外線接口

增強(qiáng)型紅外接口外圍電路與標(biāo)準(zhǔn)接口電路相比，其中主要改進(jìn)的地方是發(fā)射部分采用對管放大，進(jìn)一步提高了發(fā)射功率；而接收部分采用三極管對接收信號(hào)進(jìn)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(qiáng)型紅外線接口外圍電路的設(shè)計(jì)如圖

5、圖7所示。3.2 硬件組成

3.2.1 標(biāo)準(zhǔn)紅外線接口組成

標(biāo)準(zhǔn)紅外線接口元器件清單：

標(biāo)準(zhǔn)型紅外線接口發(fā)射外圍電路清單：

標(biāo)準(zhǔn)型紅外線接口接收外圍電路清單：

3.2.2 增強(qiáng)型紅外線接口組成

增強(qiáng)型紅外線接口元器件清單 增強(qiáng)型紅外線接口發(fā)射外圍電路清單：

增強(qiáng)型紅外線接口接收外圍電路清單：

3.3 硬件電路圖

標(biāo)準(zhǔn)紅外接口電路圖

計(jì)算機(jī)主機(jī)上的標(biāo)準(zhǔn)紅外線接口發(fā)射電路如圖1所示。

3.3.1

圖1 標(biāo)準(zhǔn)紅外線接口發(fā)射電路

標(biāo)準(zhǔn)紅外線接口發(fā)射電路的PCB板圖如圖2所示。

圖2 標(biāo)準(zhǔn)紅外線接口發(fā)射電路的PCB板圖

計(jì)算機(jī)副機(jī)上的標(biāo)準(zhǔn)紅外線接口接收電路如圖3所示。

圖3標(biāo)準(zhǔn)紅外線接口接收電路

標(biāo)準(zhǔn)紅外線接口接收電路的PCB板圖如圖4所示。

圖4標(biāo)準(zhǔn)紅外線接口接收電路的PCB板圖

3.3.2 增強(qiáng)型紅外線接口電路圖

計(jì)算機(jī)主機(jī)上的增強(qiáng)型紅外線接口發(fā)射電路如圖5所示。

圖5 增強(qiáng)型紅外線接口發(fā)射電路

增強(qiáng)型紅外線接口發(fā)射電路的PCB板圖如圖6所示。

圖6 增強(qiáng)型紅外線接口發(fā)射電路的PCB板圖

計(jì)算機(jī)副機(jī)上的增強(qiáng)型紅外線接口接收電路如圖7所示。

圖7 增強(qiáng)型紅外線接口接收電路

增強(qiáng)型紅外線接口接收電路的PCB板圖如圖8所示。

圖8 增強(qiáng)型紅外線接口接收電路的PCB板圖

4.硬件調(diào)試

4.1元器件測試

元器件的判別主要是發(fā)射管和接收管的判別，通過測試即可判別。

測試紅外發(fā)射管：紅外發(fā)射管實(shí)際上是一個(gè)特殊的二極管，用萬用表電阻檔測量，發(fā)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(tái)筆記本電腦，可以由PC機(jī)的紅外接口引出IRTX和GND兩條線，IRTX連接發(fā)射管的正極，GND連接發(fā)射管的負(fù)極，將發(fā)射管對準(zhǔn)筆記本電腦的紅外線發(fā)射窗口，在筆記本電腦的“紅外線監(jiān)視器”中會(huì)發(fā)現(xiàn)“你的PC”。

測試紅外接收管：紅外接收管也是一個(gè)二極管，測量時(shí)，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(shí)，一般大于300K，強(qiáng)光照射時(shí)應(yīng)小于10歐，有時(shí)會(huì)為負(fù)數(shù)，這是因?yàn)樵趶?qiáng)光照射時(shí)，二極管的PN結(jié)將獲得的光能轉(zhuǎn)化為電能，形成了0.7V的結(jié)電壓。

元件判別非常重要，使用了一只性能不好的元件，調(diào)試時(shí)會(huì)耽誤你不少時(shí)間，還有可能損壞設(shè)備，因此，我們在實(shí)驗(yàn)過程中準(zhǔn)備前的工作非常重視這一環(huán)節(jié)。由于不同萬用表內(nèi)阻不同，測試結(jié)果也不盡相同，下文中所述內(nèi)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(fā)射管

紅外線發(fā)射管是一只二極管，可用萬用麥電阻Ｒ* Ｋ檔測量紅外線發(fā)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(jī)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(fā)射管正極，GND（地）接紅外線發(fā)射管負(fù)極，將紅外線發(fā)射管對準(zhǔn)筆記本電腦的紅外線發(fā)射窗口，筆記本電腦的紅外線監(jiān)視器就會(huì)發(fā)現(xiàn)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(shí)，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(yīng)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(shí)）應(yīng)大于300千歐（越大越好），正向明電阻（強(qiáng)光照射時(shí)）應(yīng)小于10歐（越小越好）。

打開筆記本電腦中Windows 98的紅外線監(jiān)視器，將光電接收管對準(zhǔn)筆記本電腦的紅外線發(fā)射窗口，當(dāng)筆記本電腦紅外監(jiān)視器發(fā)出檢測信號(hào)時(shí)，光電接收管正向電阻應(yīng)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(shí)，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(shí)）應(yīng)大于500K（越大越好），反向明電阻（強(qiáng)光照射時(shí)）小于0，小于0的原因是受光線照射后二極管ＰＮ結(jié)將獲得的光能轉(zhuǎn)換為電能，提供了0.7V左右的結(jié)電壓。

機(jī)械鼠標(biāo)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(biāo)），與普通市售光電接收三極管不同，有三只引腳，因?yàn)槠涫怯蓛芍还怆娊邮杖龢O管構(gòu)成，中間是公共極，實(shí)際使用時(shí)可只使用其中一只或兩只并聯(lián)使用。

4.2調(diào)試過程

調(diào)試之前的準(zhǔn)備工作：先連接USB接口的紅外適配器，然后應(yīng)該還要安裝驅(qū)動(dòng)。主板有已集成的紅外解碼編譯功能，要外接一個(gè)紅外光電轉(zhuǎn)換裝置來實(shí)現(xiàn)，這個(gè)裝置就是主板接口紅外適配器。

筆記本電腦與PC進(jìn)行紅外通訊有以下四種方案：

圖9 計(jì)算機(jī)設(shè)備管理器中的紅外線設(shè)備

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

2）選擇“我的電腦／紅外線接收者”圖標(biāo)，打開“紅外線傳輸”窗口，單擊“發(fā)送文件”按鈕后，選擇要發(fā)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(biāo)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(shí)施通訊。通過紅外線接口運(yùn)行直接電纜連接時(shí)，紅外線發(fā)送、接收裝置將取代電纜，不需使用串行或并行電纜連機(jī)。“直接電纜連接”的功能比“紅外線接收者”略強(qiáng)，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(jī)和運(yùn)行對方的程序。

由于紅外收發(fā)器的電路相對簡單，所以調(diào)試也很方便。發(fā)射部分基本上不用調(diào)試，注意檢查發(fā)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(shí)，IRTX和GND之間應(yīng)該有0.7V左右的電壓波動(dòng)，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(dòng)，如果波動(dòng)范圍較小，可以調(diào)整取樣電阻，加大它的阻值，但不要太大，否則會(huì)降低接收的抗干擾能力。在聯(lián)機(jī)正常的情況下，可以將筆記本電腦放遠(yuǎn)些，再調(diào)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(gè)：1）可以在接收管前面加一個(gè)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(fā)射管前面加凸透鏡，提高其光線采集能力等等。

4.3 連機(jī)調(diào)試

連接好電路就可以連機(jī)凋試了，將紅外光電發(fā)射接收管對準(zhǔn)筆記本電腦的紅外線發(fā)射窗口。雙方的“紅外線監(jiān)視器”就會(huì)提示發(fā)現(xiàn)紅外通訊對象。

如果調(diào)試過程中打開音箱，會(huì)有美妙的聲音提示你連接成功。如果連機(jī)調(diào)試出現(xiàn)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(dāng)PC紅外線監(jiān)視器發(fā)出檢測信號(hào)時(shí)，TRTX引腳電壓由0向上波動(dòng)至0.7V左右，如無電壓波動(dòng)屬PC紅外接口故障。

如有電壓波動(dòng)請檢查紅外發(fā)射管是否接反（基本無電流）；通過紅外發(fā)射管的電流是否有變化；可以通過紅GND（地）接紅外線發(fā)射管負(fù)極，將紅外線發(fā)射管對準(zhǔn)筆記本電腦的紅外線發(fā)射窗口，筆記本電腦的紅外線監(jiān)視器就會(huì)發(fā)現(xiàn)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(shí)，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(yīng)大于500K（越大越好），不受光線照射影響；正向暗電阻外發(fā)射管的電流有變化，筆記本還是無法檢測到PC，說明紅外發(fā)射管性能不良，紅外發(fā)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(dāng)筆記本電腦紅外線監(jiān)視器發(fā)出檢測信號(hào)時(shí)，取樣電阻兩端的電壓由0至0．7V左右波動(dòng)，如無電壓波動(dòng)請檢查光電接收管是否接反，如電壓波動(dòng)小，請適當(dāng)增加取樣電阻R2的阻值，如電壓波動(dòng)過大，請適當(dāng)減小取樣電阻R2的阻值。

電阻R2的調(diào)整有一定難度，過大會(huì)導(dǎo)致抗干擾能力下降，過小會(huì)導(dǎo)致靈敏度降低（接收距離減?。詈么?lián)一只電位器精心調(diào)節(jié)，才能獲得最佳接收效果和接收距離。

3）通訊時(shí)常中斷

通訊時(shí)常中斷可在紅外線監(jiān)視器／選項(xiàng)標(biāo)簽中選擇“連接速度限制為”復(fù)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(jìn)行通訊可以消除大量重試，改善通訊質(zhì)量。

通訊時(shí)常中斷大多是外部環(huán)境不佳導(dǎo)致，原因主要有：外部光源干擾、連線過長導(dǎo)致的信號(hào)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(fā)射距離，可用增加紅外發(fā)射管的數(shù)量或增大紅外發(fā)射管的電流（即增大發(fā)射功率）方法實(shí)現(xiàn)。需要提醒注意的是，根據(jù)紅外數(shù)據(jù)協(xié)會(huì)的紅外通訊標(biāo)準(zhǔn)，一般紅外通訊設(shè)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(fā)射功率不夠，你將無法接收到對方發(fā)出的信號(hào)。當(dāng)然你也可以加裝光放大器，擴(kuò)展紅外設(shè)備的通訊距離。

5．結(jié)論

此次設(shè)計(jì)利用三極管的功能對自制PC紅外線接口進(jìn)行設(shè)計(jì)，充分利用了三極管所擁有的功能，同時(shí)也體現(xiàn)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(dá)到本設(shè)計(jì)的要求，以及在以后生活和現(xiàn)代化發(fā)展中更可靠、快捷、高效。但是，在此方案中有一點(diǎn)需要注意，此次設(shè)計(jì)為創(chuàng)新設(shè)計(jì)，所以難免會(huì)有所不足，由于在設(shè)計(jì)的過程中遇到很多難題，準(zhǔn)備工作也不是很充足，所以在信號(hào)傳輸設(shè)計(jì)方面有點(diǎn)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(shè)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(shè)計(jì)不足的地方，這次的設(shè)計(jì)僅為外圍電路的設(shè)計(jì)，因此，在以后的設(shè)計(jì)制作中有待改進(jìn)。不過，利用本設(shè)計(jì)方案，通過設(shè)計(jì)及硬件調(diào)試等方面的論證，能夠?qū)崿F(xiàn)提高無線傳輸?shù)男?，大大減小有線傳輸所帶來的麻煩等功能，也達(dá)到了本次創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的目的。

6.參考文獻(xiàn)

【1】陳晴 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（第二版）武漢 華中科技大學(xué)出版社 2003 【2】謝希仁 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（第四版）北京 電子工業(yè)出版社2003 【3】康華光 模擬電子技術(shù)（第五版）北京 高等教育出版社 2005 【4】閻石 數(shù)字電子技術(shù)（第五版）北京 高等教育出版社 2004

7.心得體會(huì)

從這次的創(chuàng)新型設(shè)計(jì)中我學(xué)到了很多，這次設(shè)計(jì)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(chuàng)新型設(shè)計(jì)，我知道了怎樣利用三極管放大作用設(shè)計(jì)出所要求的產(chǎn)品，同時(shí)又將以前所學(xué)理論知識(shí)運(yùn)用到設(shè)計(jì)中，通過多元件的組合從而基本達(dá)到總體的要求，但在設(shè)計(jì)過程中也出現(xiàn)了很多的錯(cuò)誤，主要是源于對大學(xué)所學(xué)知識(shí)的掌握不牢固。此次實(shí)驗(yàn)過程中，彭老師和各位同學(xué)給了我很大的幫助，也在老師的精心指導(dǎo)及同學(xué)的互助團(tuán)結(jié)努力下做出了我們所要的設(shè)計(jì)。在此，我非常感謝彭老師的指導(dǎo)和鐘慧偉同學(xué)的幫助，在以后的學(xué)習(xí)和生活中，我會(huì)更多的去實(shí)踐一些課程項(xiàng)目，為自己增加更多的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。

第二篇：自制教具論文

淺談自制教具在初中物理教學(xué)中的作用

《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》要求我們物理老師要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教育觀念，以培養(yǎng)全體學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為根本，以培養(yǎng)學(xué)生的探究精神、實(shí)踐能力作為教學(xué)重點(diǎn)。物理學(xué)是一門以觀察和實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。在新課程的實(shí)施中，教材中設(shè)置了許多演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生分組探究實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)室也配備了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)器材，還有豐富的多媒體實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件可供教師使用，但在實(shí)際教學(xué)中，由于種種原因，有些實(shí)驗(yàn)效果不太理想或預(yù)期實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不完善，造成實(shí)驗(yàn)資源不能滿足現(xiàn)有的教學(xué)需要，這就需要我們一線教師在教學(xué)中 進(jìn)行自制教具的制作并運(yùn)用于教學(xué)，深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)涵，自制教具在培養(yǎng)學(xué)生觀察分析能力、動(dòng)手實(shí)踐能力、科學(xué)探究及創(chuàng)新精神等方面有著無與倫比的優(yōu)勢。自制教具運(yùn)用于物理教學(xué)在新的課程理念下是非常值得提倡的。下面談?wù)勛灾平叹咴谖锢斫虒W(xué)中的作用。

一、自制教具能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

1、激發(fā)學(xué)生好奇心求知欲，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣

心理學(xué)告訴我們：“濃厚的興趣能彌補(bǔ)智能的不足，持久的興趣會(huì)導(dǎo)致發(fā)明創(chuàng)造”。對初學(xué)物理的初中學(xué)生來說，只要激發(fā)起他們學(xué)習(xí)的興趣，他們就會(huì)以滿腔的熱情，積極主動(dòng)地投入到物理學(xué)習(xí)中，物理課堂就會(huì)變得開放、活躍，氣氛熱烈，教學(xué)效果自然會(huì)倍增。由于自制教具和利用生活中易得材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)所用材料多來自學(xué)生的身邊，都可以成為自制教具和探究實(shí)驗(yàn)的原材料。實(shí)踐證明自制教具中呈現(xiàn)出的新奇物理現(xiàn)象和成功的制作，能自然地引起學(xué)生濃厚的興趣，激發(fā)他們的探究心理。而且實(shí)驗(yàn)一旦有所收獲，有所創(chuàng)新，有所前進(jìn)，就會(huì)使趣味性更加穩(wěn)定，就會(huì)繼續(xù)探索，繼續(xù)登攀，從而喜歡物理，熱愛科學(xué)。在新課導(dǎo)課時(shí),為了吸引學(xué)生的注意力.激發(fā)好奇心和求知欲,我們可自制一些看似普通卻暗藏機(jī)關(guān)的教具,把教具工作部分先遮住,設(shè)下懸念,使看似普物品達(dá)到魔術(shù)般的效果,從而激發(fā)好奇心和求知欲.在講授新課時(shí),再解剖教具,講授物理道理,進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)物理的興趣.如：在第五屆全國中學(xué)物理教學(xué)改革創(chuàng)新大賽中，湖南省參賽選手歐陽風(fēng)華做了個(gè)魔術(shù)表演：手掌吸盆。先給學(xué)生展現(xiàn)一個(gè)空金屬盆，再用一個(gè)不透明的杯子往盆中倒水，該杯中放兩個(gè)吸盤，吸盤隨水一同倒入盆中，擠出吸盤內(nèi)的空氣，再用手指鉤住吸盤提起水盆。學(xué)生看不見盆中物體和手指動(dòng)作，感受非常好奇，課堂氣氛一下子被激發(fā)起來了。隨著老師解剖該魔術(shù)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。大家的好奇心求知欲一下子被激發(fā)起來了，整堂課學(xué)生都在聚精會(huì)神地聽，靜靜地想。

二、增強(qiáng)演示效果，改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)

麥克斯韋說：一次演示實(shí)驗(yàn)所使用的材料越簡單，學(xué)生越熟悉，就越想透徹地獲得所驗(yàn)證的結(jié)果。雖然教育事業(yè)的發(fā)展、教育投入的增長，使得各校的教學(xué)儀器日臻完善，但適時(shí)使用生活中易得材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)卻能起到意想不到的好效果。在全國首屆中學(xué)物理學(xué)名師大賽上，獲獎(jiǎng)選手陳超老師做了個(gè)演示實(shí)驗(yàn)：將一小塑料袋（農(nóng)村集市上賣的劣質(zhì)塑料袋）盛滿已染顏色水，然后與一裝滿水的細(xì)輸液管相連，讓學(xué)生將細(xì)管舉到一定高度時(shí)，塑料袋“叭”地一聲碎了。學(xué)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(qiáng)的特點(diǎn)，使學(xué)生深刻理解了液體壓強(qiáng)與深度的關(guān)系，教學(xué)效果自然更加完善。三 化抽象為直觀，突破教學(xué)難點(diǎn)；

物理概念和規(guī)律多數(shù)很抽象，常規(guī)教學(xué)手段很難突破。我們就必須采用各種手段進(jìn)行直觀教學(xué)，自制教具就是較好的方法。例如,凸透鏡成像規(guī)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(dòng)的鐵絲表示經(jīng)過光心的光線，當(dāng)大小不變的物體沿主光軸移動(dòng)時(shí)，物體上一個(gè)發(fā)光點(diǎn)也隨之移動(dòng)，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(cè)會(huì)發(fā)現(xiàn)兩鐵絲相交，相交位置即像點(diǎn)位置。這樣，就使抽象的物理規(guī)律變得較為形象，教學(xué)難點(diǎn)被突破了，學(xué)生就容易理解 四.自制教具能有效激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力

自制教具從猜想開始到多方面論證，并動(dòng)手設(shè)計(jì)、制作、反復(fù)試驗(yàn)，到最后確定實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，都是?jīng)過深入思考和對物理規(guī)律和概念的理解。從提出問題、發(fā)現(xiàn)問題，解決問題到創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)出新教具，學(xué)生的能力和思維都得到了不同程度的發(fā)展，從學(xué)習(xí)中體驗(yàn)，在體驗(yàn)中學(xué)習(xí)，讓學(xué)生體驗(yàn)創(chuàng)造的無窮魅力 培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)

五、利于教師樹立和傳授科技意識(shí)、節(jié)儉意識(shí)和環(huán)保意識(shí)

我們知道，絕大多數(shù)自制教具不是簡單的儀器仿制，要經(jīng)過一定的思考、創(chuàng)意、構(gòu)思和設(shè)計(jì)，這都是創(chuàng)造性的勞動(dòng)，具有創(chuàng)新精神。在利用生活中易得材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和教具制作中，教師要引導(dǎo)學(xué)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(jié)約了資金，降低了教育成本，又可樹立老師節(jié)儉意識(shí)，間接地對學(xué)生進(jìn)行了品德教育。同時(shí),在利用廢品的過程中,滲透環(huán)保教育,利于教師樹立環(huán)保意識(shí)；自制教具，除了利用和生活中易得材料以外，還要引導(dǎo)師生使用具有科技含量的新材料，有利于樹立科技意識(shí)。比如學(xué)生收集易拉罐里面放入醋和可樂進(jìn)行簡單電池的制作

結(jié)尾；現(xiàn)行的新課標(biāo)更加注重對學(xué)生的知識(shí)與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀的培養(yǎng)，更加注重能力的培養(yǎng)和創(chuàng)新意識(shí)的提高，在實(shí)驗(yàn)教材中把各種實(shí)驗(yàn)活動(dòng)貫穿其中，規(guī)定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多、跨度大，提倡探究式學(xué)習(xí)，設(shè)計(jì)一些探究實(shí)驗(yàn)，并主張學(xué)生自主學(xué)習(xí)。在教改中，教材的多元化和教學(xué)方式的改變，無疑也對教師提出了更高的要求，同時(shí)也給了教師根據(jù)實(shí)際情況對教材進(jìn)行分析、選擇、調(diào)整和再創(chuàng)造的機(jī)會(huì)。①因此，結(jié)合教學(xué)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(xué)質(zhì)量的途徑和方法。這就要求師范生必須深入鉆研課程標(biāo)準(zhǔn)，認(rèn)真分析教材，弄清楚教學(xué)中可能會(huì)存在哪些難點(diǎn)，其中哪些是需要運(yùn)用教具才能加以突破的，每一難點(diǎn)又具有什么特點(diǎn)，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(diǎn)為老師鉆研教材教法、潛心實(shí)驗(yàn)教學(xué)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(shí)用的教具，以彌補(bǔ)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)儀器不足，才能體現(xiàn)新教材、新課程的優(yōu)勢。

第三篇：自制教具論文

自制教具在教育教學(xué)中的作用

永修縣建昌小學(xué) 周玉霞 摘 要：自制教具不僅具有真實(shí)、具體、直觀、形象的特點(diǎn)，有助于學(xué)生學(xué)習(xí)和理解知識(shí)的重難點(diǎn)，更重要的是能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲，學(xué)生由被動(dòng)的接受知識(shí)轉(zhuǎn)向主動(dòng)探索、主體實(shí)踐、合作交流，從而達(dá)到提高課堂教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。自制教具在實(shí)施新課程標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)中有著十分重要的價(jià)值。

關(guān) 鍵 詞：自制教具 新課程 創(chuàng)新能力

針對新課程改革的發(fā)展需要，廣大的教師在教學(xué)中大膽創(chuàng)新，通過自制教具，引導(dǎo)學(xué)生自制教具，并應(yīng)用于實(shí)踐，有效地促進(jìn)了學(xué)生綜合能力的發(fā)展。本人就自制教具在教育教學(xué)中的作用談一點(diǎn)粗淺的看法

一、自制教具是當(dāng)前推動(dòng)教育教學(xué)改革的一個(gè)重要方面 新課程改革的推進(jìn)對教具提出了新的要求。在教學(xué)過程中，教師自制教具或指導(dǎo)學(xué)生制作教具可以豐富課程內(nèi)容，拓展多種方法，有利于激發(fā)學(xué)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(dòng)，不僅有利于學(xué)生對知識(shí)的理解和能力的訓(xùn)練，而且是推動(dòng)基礎(chǔ)教育改革一項(xiàng)重要內(nèi)容。

二、自制教具具有激發(fā)學(xué)生興趣和形象直觀作用

自制教具是提高教師隊(duì)伍的一項(xiàng)重要途徑，因?yàn)橹谱饕惶缀玫慕叹撸蠼處熞休^高的素質(zhì)，豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，熟悉教材并有一定的動(dòng)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(shí)間的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)積累。讓學(xué)生自覺參與到自制教具活動(dòng)，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力以及思考能力。

三、自制教具在小學(xué)語文教學(xué)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(shè)計(jì)，力求將課文中的內(nèi)容展現(xiàn)出來。教師可以作引導(dǎo)，幫助學(xué)生更好地理解。當(dāng)學(xué)生遇到問題時(shí)，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(diǎn)。學(xué)生根據(jù)自己的理解，自己動(dòng)手制作教具，既發(fā)展了自己的思維，又增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的動(dòng)力。此外，學(xué)生在這一過程中還能夠?qū)W到許多的知識(shí)，加深對文章的理解。當(dāng)學(xué)生遇到問題時(shí)，給他們提供一些幫助。制作教具是一個(gè)需要?jiǎng)幽X筋思考動(dòng)手制作的過程，教師一定不要浪費(fèi)這個(gè)機(jī)會(huì)。教師可以通過這樣的活動(dòng)，增強(qiáng)學(xué)生的合作意識(shí)，與此同時(shí)還要采取一些方法，給學(xué)生創(chuàng)造好的環(huán)境，讓學(xué)生加強(qiáng)交流合作，制作出好的教具。

四、自制教具在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的作用

小學(xué)數(shù)學(xué)的許多學(xué)具都是學(xué)生可以參與制作的，當(dāng)然老師的指導(dǎo)也尤為重要，有時(shí)和教師一起共同制作效果會(huì)更好，他可以改變小學(xué)生的學(xué)習(xí)心理，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，鞏固基礎(chǔ)知識(shí)，啟迪思維，培養(yǎng)動(dòng)手能力。同時(shí)他還能陶冶愛科學(xué)、愛勞動(dòng)的學(xué)習(xí)情操，提高小學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)品質(zhì)。

小學(xué)生感知能力差，缺乏良好的感性認(rèn)知基礎(chǔ)，教材中的各個(gè)教學(xué)難點(diǎn)便是小學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)的一大障礙這些讓小學(xué)生不易理解、掌握的新知識(shí)難點(diǎn)，便是小學(xué)生突破小學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)難關(guān)的關(guān)鍵。如果我們通過自制教具進(jìn)行直觀教學(xué)難點(diǎn)展示，讓小學(xué)生在親身的體驗(yàn)、操作中感受數(shù)學(xué)知識(shí)的演繹過程，將小學(xué)生真正融于重點(diǎn)知識(shí)的探究過程中，就能更好地領(lǐng)悟難點(diǎn)的內(nèi)涵，將其轉(zhuǎn)化為更易理解、更加直觀的教學(xué)形式，小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的效率就會(huì)得到顯著地提高。

五、自制教具可以提高學(xué)生個(gè)人能力

自制教具不應(yīng)該只是教師在制作教具，而是應(yīng)該在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生也積極參與的一種教學(xué)活動(dòng)。而師生共同自制教具的過程，通過創(chuàng)造性思維和動(dòng)手制作，轉(zhuǎn)化為實(shí)物和成果的過程。這期間，學(xué)生在教師的有意引導(dǎo)與教導(dǎo)下，將學(xué)過的知識(shí)進(jìn)行了復(fù)習(xí)和鞏固，也提高了學(xué)生的觀察能力和動(dòng)手能力等，是一個(gè)提高個(gè)人綜合能力的過程。在教具的制作過程中，學(xué)生在付出勞動(dòng)的同時(shí)還會(huì)面臨各種困難，經(jīng)受各種考驗(yàn)，最終才能得到一個(gè)滿意的結(jié)果。這個(gè)過程充分鍛煉學(xué)生身心的同時(shí)，心理品質(zhì)和承受能力也得到了培養(yǎng)和提高，是充分發(fā)展學(xué)生個(gè)性的大好時(shí)機(jī)。

六、自制教具有利于深入素質(zhì)教育

值得注意的是，自制教具所使用的材料應(yīng)該選取生活中常見的物品或者廢棄物。這樣在提高教學(xué)質(zhì)量的同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生節(jié)約資源、愛護(hù)環(huán)境的環(huán)保意識(shí)，并樹立了可持續(xù)發(fā)展觀。生活中廢棄的飲料瓶、沙子、活性炭等就可以制成一個(gè)簡單的凈水器，通過自己動(dòng)手、實(shí)際操作，大大的提高了學(xué)生的節(jié)約意識(shí)以及變廢為寶的個(gè)人能力，從而形成了學(xué)生的節(jié)約意識(shí)，是提高素質(zhì)和能力的別樣教學(xué)。

總之，自制教具不僅是對現(xiàn)有的教學(xué)資源的一個(gè)補(bǔ)充，更是教師結(jié)合自身進(jìn)行的一項(xiàng)創(chuàng)新，是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)的重要工具。教具的制作和使用在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，也提高了學(xué)生節(jié)約資源的意識(shí)，并在親自動(dòng)手制作教具的過程中充分的認(rèn)識(shí)了自己的價(jià)值，感受成功的快樂。因此，在今后的教育教學(xué)活動(dòng)中，我們應(yīng)該高度重視自制教具的使用和作用，充分培養(yǎng)師生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，并進(jìn)一步推進(jìn)素質(zhì)教育。提倡自制教具是針對教育和教學(xué)的需要，對老師的教學(xué)，對學(xué)生的發(fā)展，對整個(gè)教育的進(jìn)步都起著巨大的作用，是促進(jìn)新課程改革的深入發(fā)展。

第四篇：USB接口技術(shù)研究設(shè)計(jì)論文

[摘要] USB很好地解決了計(jì)算機(jī)插槽限制沖突，實(shí)現(xiàn)低成本、高可靠性、多點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集。USB接口如今已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)外設(shè)必不可少的設(shè)備。本文詳細(xì)介紹了USB接口設(shè)備及其工作原理，并對其在生產(chǎn)實(shí)踐中的具體應(yīng)用方法進(jìn)行了研究。

[關(guān)鍵詞] USB;接口;應(yīng)用與設(shè)計(jì)

從U盤、鼠標(biāo)、讀卡器、外接光驅(qū)等常用USB設(shè)備，到采用USB接口的電吹風(fēng)、咖啡爐、剃須刀、圣誕樹等千奇百怪的電腦附件，通過一臺(tái)電腦的USB周邊設(shè)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(shè)備多，簡單的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)功能等諸多優(yōu)點(diǎn)。

一、USB接口技術(shù)傳輸類型及優(yōu)點(diǎn)

USB是通用串行總線(Universal Serial Bus)的簡稱。在計(jì)算機(jī)使用中，常常利用PC或工控機(jī)對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。這其中有很多地方需要對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，如液位、溫度、壓力、頻率等。常用的采集方式是通過數(shù)據(jù)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(jī)箱內(nèi)環(huán)境的干擾，而且由于受計(jì)算機(jī)插槽數(shù)量和地址、中斷資源的限制，不可能掛接很多設(shè)備。而USB接口技術(shù)的出現(xiàn)，很好地解決了以上這些沖突，很容易就能實(shí)現(xiàn)低成本、高可靠性、多點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集。USB系統(tǒng)主要由主控制器(Host Controller)、USB Hub 和USB外設(shè)(Peripherals Node)組成系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

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(shù)據(jù)傳輸類型：用于傳輸相對比較大的和突發(fā)性強(qiáng)的數(shù)據(jù)，一般用于打印機(jī)、掃描儀等。(3)中斷數(shù)據(jù)傳輸類型：通常用于傳輸設(shè)備反饋回計(jì)算機(jī)的字符和坐標(biāo)信息，如鼠標(biāo)，鍵盤、游戲桿等。(4)同步數(shù)據(jù)傳輸類型：占用預(yù)先分配的帶寬，實(shí)時(shí)傳輸，例如海量儲(chǔ)存類、打印機(jī)類和HID(人機(jī)接口)類等。

2.USB的主要優(yōu)點(diǎn)。速度快;USB 2.0將設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸速度增加到了480Mbps，比USB 1.1標(biāo)準(zhǔn)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(shè)備，而且具有多種速度的周邊設(shè)備都可以被連接到USB 2.0的線路上，而且無需擔(dān)心數(shù)據(jù)傳輸時(shí)發(fā)生瓶頸效應(yīng)。設(shè)備安裝和配置容易;安裝USB設(shè)備不必再打開機(jī)箱，加減已安裝過的設(shè)備完全不用關(guān)閉計(jì)算機(jī)。所有USB設(shè)備支持熱拔插，系統(tǒng)對其進(jìn)行自動(dòng)配置，徹底拋棄了過去的跳線和撥碼開關(guān)設(shè)置。易于擴(kuò)展;通過使用Hub擴(kuò)展可撥接多達(dá)127個(gè)外設(shè)。標(biāo)準(zhǔn)USB電纜長度為3m(5m低速)。通過Hub或中繼器可以使外設(shè)距離達(dá)到30m。能夠采用總線供電;USB總線提供最大達(dá)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(yīng)不同設(shè)備的需要。

二、USB的應(yīng)用與設(shè)計(jì)

USB的應(yīng)用主要是數(shù)據(jù)采集工作，隨著USB應(yīng)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(jī)。這些單片機(jī)處理能力強(qiáng)，有的本身就具備多路A/D，構(gòu)成系統(tǒng)的電路簡單，調(diào)試方便，電磁兼容性好，因此采用具備USB接口的單片機(jī)是構(gòu)成USB數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)較好的方案。USB接口開發(fā)中有相當(dāng)大的工作量是關(guān)于USB軟件的開發(fā)，USB軟件包括三方面的工作：固件(firmware)設(shè)計(jì)，驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)和主機(jī)端應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)。

1、固件設(shè)計(jì)。固件是運(yùn)行在USB芯片上的程序，可采用匯編語言或C語言設(shè)計(jì)，其主要功能是控制USB芯片接收并處理USB驅(qū)動(dòng)程序的請求、控制USB芯片接收應(yīng)用程序的控制指令、通過USB芯片存放數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)上傳至PC等。

2、驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)。在Windows平臺(tái)下，USB驅(qū)動(dòng)程序由3部分組成：USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，USB總線驅(qū)動(dòng)程序和USB主控制器驅(qū)動(dòng)程序，他們必須遵循win32驅(qū)動(dòng)程序模型(WDM)。其中，windows操作系統(tǒng)已經(jīng)提供了處于驅(qū)動(dòng)程序棧底的USB總線驅(qū)動(dòng)程序和USB主控制器驅(qū)動(dòng)程序。而USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序由設(shè)備開發(fā)者編寫，通過向USB總線驅(qū)動(dòng)程序發(fā)送包含URB(USB Request Block)的IRP(I/0 Request Packet)，來實(shí)現(xiàn)USB外設(shè)之間的信息交換。當(dāng)主機(jī)應(yīng)用程序要對USB設(shè)備進(jìn)行I/0操作時(shí)，調(diào)用Windows API函數(shù)對win32子系統(tǒng)進(jìn)行win32調(diào)用，由I/O管理器將此請求構(gòu)造成一個(gè)合適的IRP，并把它傳遞給USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序接受到這個(gè)IRP后，根據(jù)IRP中的包含的具體操作代碼，構(gòu)造響應(yīng)的URB并把他放到一個(gè)新IRP中，然后把此IRP傳遞到USB總線驅(qū)動(dòng)程序，USB總線驅(qū)動(dòng)程序根據(jù)IRP中所包含的URB執(zhí)行響應(yīng)的操作，并把操作結(jié)果通過IRP返還給USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序接受到此IRP后，將操作結(jié)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(jié)果返還給應(yīng)用程序，至此應(yīng)用程序?qū)SB設(shè)備的一次I/O操作完成。

3、應(yīng)用程序設(shè)計(jì)。應(yīng)用程序工作于用戶模式，用戶模式可以訪問文件，處理數(shù)據(jù)，人機(jī)交互，不過必須借助設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序來訪問硬件。在VC環(huán)境下開發(fā)的主機(jī)端的應(yīng)用程序，容易實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的打開、關(guān)閉、固件下載、端口配置和文件傳輸?shù)裙δ堋?/p>

USB接口技術(shù)的應(yīng)用正處于高速發(fā)展階段。在USB數(shù)據(jù)采集、USB工業(yè)控制等領(lǐng)域已經(jīng)得到成功的應(yīng)用。隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，USB必將在更廣闊的領(lǐng)域得到更深層次的應(yīng)用。

第五篇：自制USB接口供電的手機(jī)電池充電器電路

自制USB接口供電的手機(jī)電池充電器電路

該電路的充電電流有100mA(圖中開關(guān)SB斷開時(shí))、500mA(圖中開關(guān)S閉合時(shí))兩擋可供選擇。電路允許的MAX1811的第1腳按圖連接時(shí)，最高充電電壓為4.2V；第1腳與電源負(fù)端連接時(shí)，最高充電電壓為4.1V。一旦達(dá)到最高充電電壓時(shí)，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(jié)束。

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下圖是實(shí)物圖,用開諾基亞手機(jī)電池充電,工作良好.