自制PC红外线接口论文

第一篇：自制PC红外线接口论文

摘要

红外线通讯是一种廉价、近距离、无连线、低功耗和保密性较强的通讯方案，在 PC 机中主要应用在无线数据传输方面，但目前已经逐渐开始在无线网络接入和近距离遥控家电方面得到应用。鉴于红外线通讯的诸多好处，现在的主板几乎全部提供了红外线接口，以便用户利用它进行与带红外线接口的设备通讯，如笔记本电脑、打印机、Modem、掌上电脑、移动电话等等。但计算机主板上仅仅提供了红外线接口，并未提供完整的发射接收装置，所以用户在想使用红外线通讯时，仍然需要购买红外线连接器。本次设计的自制PC红外线接口主要是针对主板型红外线接口所设计，在以后科技发展越来越快的过程中，将会有更大的用途，目前市面上较少有商品化的连接器销售。此次设计为红外通讯电路增强红外线接口。

关键词:增强型，PC机，主板，通讯

录

1.引 言...............................................................................................................1 2.设计内容及要求..............................................................................................1 3.硬件设计.........................................................................................................4 3.1红外线接口............................................................................................4 3.1.1 标准红外线接口.......................................................................4 3.1.2 增强型红外线接口...................................................................5 3.2 硬件组成...............................................................................................5 3.2.1 标准红外线接口组成...............................................................5 3.2.2 增强型红外线接口组成...........................................................5 3.3 硬件电路图...........................................................................................6 3.3.1 标准红外接口电路图...............................................................6 3.3.2 增强型红外线接口电路图.......................................................8 4.硬件调试.......................................................................................................12 4.1元器件测试..........................................................................................12 5．结论...............................................................................................................20 6.参考文献.......................................................................................................21 7.心得体会.......................................................................................................22

1.引 言

随着科学技术的快速发展，红外线接口应用越来越广。但就目前技术水平来说，人们可以具体利用无线网络接入和近距离遥控家电方面十分有限，因此，这是一个正在蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域。纵观国内外经济的发展它将朝着更加高定位、高精度的方向发展，以满足日益发展的社会需求。随着红外线接口的技术进步，无线传输系统将从具有单纯判断功能发展到具有学习功能，最终发展到具有创造力。在新的世纪里，面貌一新的PC红外线接口将发挥更大的作用。随着人们生活水平的提高，社会及时代的发展加快。越来越多的舒适及安全伴随人们的左右，此次自主创新设计正是为此而设计。该设计的核心部分是发射部分采用对管进行放大，进一步提高了发射功率；而接收部分采用三极管对接收信号进行放大，提高了接收的灵敏度。2.设计内容及要求

此设计的PC红外线接口主要是用在有关红外线通讯方面上。红外线通讯是一种廉价、近距离、无连线、低功耗和保密性较强的通讯方案，在 PC 机中主要应用在无线数据传输方面，鉴于红外线通讯的诸多好处，现在的主板几乎全部提供了红外线接口，以便用户利用它进行与带红外线接口的设备通讯，如笔记本电脑、打印机、Modem、掌上电脑、移动电话等等。但计算机主板上仅仅提供了红外线接口，并未提供完整的发射接收装置，所以用户在想使用红外线通讯时，仍然需要购买红外线连接器。本次设计的自制PC红外线接口主要是针对主板型红外线接口进行的设计。

主板上的红外线接口大多是一个5针插座，其管脚定义依次是：

1.IRTX（Infrared Transmit，红外传输）；

2.GND（电源地线）；

3.IRRX（Infrared Receive，红外接收）；

4.NC（未定义）；

5.VCC（电源正极）。

根据IRDA（Infrared Data Association，红外数据协会）提供的“异步串行通讯标准”资料显示，IRTX引脚能提供 >6.0mA 的输出电流，而 IRRX 引脚在吸收 <1.5mA 电流就能对输入信号作出反应。资料同时显示红外线接口的发射部分已将传输数据进行 38kHz 的载波，而接收部分将进行信号分离处理，所以在制作接口电路时无须再考虑载波和分离电路。

红外接口连接器的作用是将计算机红外接口输出的电脉冲信号转换为光脉冲信号输出，并将接收到的光脉冲信号转换为电脉冲信号通过红外接口输入主机。

主板红外线接口大多为五针插座，其针脚定义分别为。＋5V（电源正）、NC（未定义）、IRRX（Infrared Receive，红外接收），GND（地）、IRTX（Infrared Transmit，红外传输）。根据红外数据协会提供的异 步串口通讯标准，IRTX引脚能提供大于6.0MA的输出电流，IRRX引脚吸收小于1.5MA电流即能对输入信号作出反映。是红外数据协会（Infrared Data Association）检测红外产品的标准方案示例（简化了抗干扰电路）。也是DIY红外接口连接器的最简方案、笔者使用这个电路在台式机与笔记本电脑之间通讯，通讯速率能达到对57.6KbPS。

说明：

1)红外数据协会是国际性非赢利组织，3COM、Canon、HP、IBM、Intel、Sharp、Sony、Microsoft、NEC等160多个公司均是该组织成员；

2)异步串口最高通讯速率为115.2KBPS；

3)当前大多数的笔记本电脑、掌上电脑提供有9600bps--115.2KBPS、1.15Mbps、4Mbps的通讯标准。

3.硬件设计

3.1红外线接口

3.1.1 标准红外线接口

红外线发射电路由红外线发射管L2和限流电阻R2组成。当主板红外线接口的输出端IRTX输出调制后的电脉冲信号时，红外线发射管将电脉冲信号转化为红外线光信号发射出去。电阻R2起限制电流的作用，以免过大的电流将红外管损坏。当R2的阻值越小，通过红外管的电流就越大，红外管的发射功率也随电流的增大而增大，发射距离就越远，但R2的阻值不能过小，否则会损坏红外管或主板红外接口。红外接收电路由红外线接收管L1和取样电阻R1组成。当红外接收管接收到红外线光信号时，其反向电阻会随光信号的强弱变化而相应变化，根据欧姆定律可以得知通过红外接收管L1和电阻R1的电流也会相应变化，而在取样电阻两端的电压也随之变化，此变化的电压经主板红外接口的输入端IRRX输入主机。由于不同的红外接收管的电气参数不同，所以取样电阻R1的阻值要根据实际情况作一定范围的调整。该电路为IRDA的标准方案，一般的DIY可以使用该电路。电路虽然很简单，但其性能还是不错的，我用该电路连接笔记本电脑，在没有误码的情况下，传输速度可以达到57.6Kbps。该设计的外围电路的设计如图

1、图3所示。

3.1.2 增强型红外线接口

增强型红外接口外围电路与标准接口电路相比，其中主要改进的地方是发射部分采用对管放大，进一步提高了发射功率；而接收部分采用三极管对接收信号进行放大，提高了接收的灵敏度。工作原理可以参考上面的叙述。增强型红外线接口外围电路的设计如图

5、图7所示。3.2 硬件组成

3.2.1 标准红外线接口组成

标准红外线接口元器件清单：

标准型红外线接口发射外围电路清单：

标准型红外线接口接收外围电路清单：

3.2.2 增强型红外线接口组成

增强型红外线接口元器件清单 增强型红外线接口发射外围电路清单：

增强型红外线接口接收外围电路清单：

3.3 硬件电路图

标准红外接口电路图

计算机主机上的标准红外线接口发射电路如图1所示。

3.3.1

图1 标准红外线接口发射电路

标准红外线接口发射电路的PCB板图如图2所示。

图2 标准红外线接口发射电路的PCB板图

计算机副机上的标准红外线接口接收电路如图3所示。

图3标准红外线接口接收电路

标准红外线接口接收电路的PCB板图如图4所示。

图4标准红外线接口接收电路的PCB板图

3.3.2 增强型红外线接口电路图

计算机主机上的增强型红外线接口发射电路如图5所示。

图5 增强型红外线接口发射电路

增强型红外线接口发射电路的PCB板图如图6所示。

图6 增强型红外线接口发射电路的PCB板图

计算机副机上的增强型红外线接口接收电路如图7所示。

图7 增强型红外线接口接收电路

增强型红外线接口接收电路的PCB板图如图8所示。

图8 增强型红外线接口接收电路的PCB板图

4.硬件调试

4.1元器件测试

元器件的判别主要是发射管和接收管的判别，通过测试即可判别。

测试红外发射管：红外发射管实际上是一个特殊的二极管，用万用表电阻档测量，发射管的反向电阻通常为无穷大，正向电阻一般为500K左右。如果您有一台笔记本电脑，可以由PC机的红外接口引出IRTX和GND两条线，IRTX连接发射管的正极，GND连接发射管的负极，将发射管对准笔记本电脑的红外线发射窗口，在笔记本电脑的“红外线监视器”中会发现“你的PC”。

测试红外接收管：红外接收管也是一个二极管，测量时，它的正向电阻大于500K，而且不受光照的影响，反向电阻在没有光线直射时，一般大于300K，强光照射时应小于10欧，有时会为负数，这是因为在强光照射时，二极管的PN结将获得的光能转化为电能，形成了0.7V的结电压。

元件判别非常重要，使用了一只性能不好的元件，调试时会耽误你不少时间，还有可能损坏设备，因此，我们在实验过程中准备前的工作非常重视这一环节。由于不同万用表内阻不同，测试结果也不尽相同，下文中所述内容均指使用500型万用表在可见光源（白炽灯）下的测试值。

1）测试红外线发射管

红外线发射管是一只二极管，可用万用麦电阻Ｒ* Ｋ档测量红外线发射管正反向电阻。反向电阻通常为无穷大，正向电阻一般大于500K欧。

从PC机红外接口的TRTX（红外传输）和GND（地）两引脚接出二根引线，TRTX引脚接红外线发射管正极，GND（地）接红外线发射管负极，将红外线发射管对准笔记本电脑的红外线发射窗口，笔记本电脑的红外线监视器就会发现红外通讯对象——“你的PC”。

2）测试光电接收管

测试光电接收三极管时，用万用表电阻R*K档测量两只引脚间的正反向电阻，光电接收管用反向电阻应大于500千欧（越大越好），不受光线照射影响；正向暗电阻（不受光线照射时）应大于300千欧（越大越好），正向明电阻（强光照射时）应小于10欧（越小越好）。

打开笔记本电脑中Windows 98的红外线监视器，将光电接收管对准笔记本电脑的红外线发射窗口，当笔记本电脑红外监视器发出检测信号时，光电接收管正向电阻应自大而小变化，笔者的测试值是从大于500K减小至30K。如果电阻无变化或变化小说明光电接收管性能不好。

测试光电接收二极管时，万用表电阻Ｒ*Ｋ档测量光电二极管两只管脚间的正反向电阻，正向电阻约为5K左右，不受光线照射影响；反向暗电阻（不受光线照射时）应大于500K（越大越好），反向明电阻（强光照射时）小于0，小于0的原因是受光线照射后二极管ＰＮ结将获得的光能转换为电能，提供了0.7V左右的结电压。

机械鼠标中的光电接收三极管大多是光电接收三极管（也有使用光电接收二极管的鼠标），与普通市售光电接收三极管不同，有三只引脚，因为其是由两只光电接收三极管构成，中间是公共极，实际使用时可只使用其中一只或两只并联使用。

4.2调试过程

调试之前的准备工作：先连接USB接口的红外适配器，然后应该还要安装驱动。主板有已集成的红外解码编译功能，要外接一个红外光电转换装置来实现，这个装置就是主板接口红外适配器。

笔记本电脑与PC进行红外通讯有以下四种方案：

图9 计算机设备管理器中的红外线设备

1）在资源管理器中选中用鼠标右击要传输文件或目录，选择“发送到／红外线接收者”；

2）选择“我的电脑／红外线接收者”图标，打开“红外线传输”窗口，单击“发送文件”按钮后，选择要发送的文件； 3）在“资源管理器”中选择文件后将其拖到“我的电脑／红外线接收者”图标上；

4）选择“开始／程序／附件／通讯／直接电缆连接”后，即可以利用 Windows 98提供“直接电缆连接”通过红外线接口实施通讯。通过红外线接口运行直接电缆连接时，红外线发送、接收装置将取代电缆，不需使用串行或并行电缆连机。“直接电缆连接”的功能比“红外线接收者”略强，可以使用对方提供的所有共享资源，如能使用对方的打印机和运行对方的程序。

由于红外收发器的电路相对简单，所以调试也很方便。发射部分基本上不用调试，注意检查发射管的极性连接是否正确。接收部分同样要注意接收管的极性是否连接正确。

在通讯时，IRTX和GND之间应该有0.7V左右的电压波动，如果没有就是红外接口有问题，或者是红外接口没有打开；IRRX和GND之间同样有0.7V的电压波动，如果波动范围较小，可以调整取样电阻，加大它的阻值，但不要太大，否则会降低接收的抗干扰能力。在联机正常的情况下，可以将笔记本电脑放远些，再调整取样电阻，使通讯距离尽量大些。

其他的增大通讯距离的方法还有几个：1）可以在接收管前面加一个红色滤光片，以滤除其他光线的干扰；2）还可以在接收管和发射管前面加凸透镜，提高其光线采集能力等等。

4.3 连机调试

连接好电路就可以连机凋试了，将红外光电发射接收管对准笔记本电脑的红外线发射窗口。双方的“红外线监视器”就会提示发现红外通讯对象。

如果调试过程中打开音箱，会有美妙的声音提示你连接成功。如果连机调试出现问题，请按下述方法解决： 1）笔记本电脑无法检测到PC 用表直流电压档测量红外接口TRTX（红外传输）和GND（地）两只引脚间的电压，当PC红外线监视器发出检测信号时，TRTX引脚电压由0向上波动至0.7V左右，如无电压波动属PC红外接口故障。

如有电压波动请检查红外发射管是否接反（基本无电流）；通过红外发射管的电流是否有变化；可以通过红GND（地）接红外线发射管负极，将红外线发射管对准笔记本电脑的红外线发射窗口，笔记本电脑的红外线监视器就会发现红外通讯对象——“你的PC”。否则需测试红外线接收管，测试红外线接收管时，用多功能用表电阻R*K档测量两只引脚间的正反向电阻，红外线接收管用反向电阻应大于500K（越大越好），不受光线照射影响；正向暗电阻外发射管的电流有变化，笔记本还是无法检测到PC，说明红外发射管性能不良，红外发射管需更换。

2）PC无法检测到笔记本电脑

用万用表直流电压档测量取样电阻R2两端的电压，当笔记本电脑红外线监视器发出检测信号时，取样电阻两端的电压由0至0．7V左右波动，如无电压波动请检查光电接收管是否接反，如电压波动小，请适当增加取样电阻R2的阻值，如电压波动过大，请适当减小取样电阻R2的阻值。

电阻R2的调整有一定难度，过大会导致抗干扰能力下降，过小会导致灵敏度降低（接收距离减小），最好串联一只电位器精心调节，才能获得最佳接收效果和接收距离。

3）通讯时常中断

通讯时常中断可在红外线监视器／选项标签中选择“连接速度限制为”复选框，在其后的选择框中限制红外通讯的速度，在很多情况下，用限制速度的方法进行通讯可以消除大量重试，改善通讯质量。

通讯时常中断大多是外部环境不佳导致，原因主要有：外部光源干扰、连线过长导致的信号衰减、电源性能不良带来的电磁干扰。电源性能不良带来的电磁干扰可通过加装抗干扰电路解决。4）通讯距离短

按上述方法制作的红外接口有效通讯距离为0．3m，如果你想增加发射距离，可用增加红外发射管的数量或增大红外发射管的电流（即增大发射功率）方法实现。需要提醒注意的是，根据红外数据协会的红外通讯标准，一般红外通讯设备的通讯距离仅为l－3m，如果你想增加距离，需先了解通讯对象的接收距离。

如果通讯对象（如笔记本电脑）发射功率不够，你将无法接收到对方发出的信号。当然你也可以加装光放大器，扩展红外设备的通讯距离。

5．结论

此次设计利用三极管的功能对自制PC红外线接口进行设计，充分利用了三极管所拥有的功能，同时也体现了三极管放大作用对该外围接口电路的重要作用，采用此方案，可以达到本设计的要求，以及在以后生活和现代化发展中更可靠、快捷、高效。但是，在此方案中有一点需要注意，此次设计为创新设计，所以难免会有所不足，由于在设计的过程中遇到很多难题，准备工作也不是很充足，所以在信号传输设计方面有点缺陷，主要是在使用上不方便，如果能将自制PC红外线接口与通信设备的USB接口相连接就可以解决这方面的缺陷。这也是这次设计不足的地方，这次的设计仅为外围电路的设计，因此，在以后的设计制作中有待改进。不过，利用本设计方案，通过设计及硬件调试等方面的论证，能够实现提高无线传输的效率，大大减小有线传输所带来的麻烦等功能，也达到了本次创新性实验的目的。

6.参考文献

【1】陈晴 计算机网络技术（第二版）武汉 华中科技大学出版社 2003 【2】谢希仁 计算机网络（第四版）北京 电子工业出版社2003 【3】康华光 模拟电子技术（第五版）北京 高等教育出版社 2005 【4】阎石 数字电子技术（第五版）北京 高等教育出版社 2004

7.心得体会

从这次的创新型设计中我学到了很多，这次设计主要用到的是三极管，放大电路，还有其他电阻、电容一系列的电子元件。通过这次的创新型设计，我知道了怎样利用三极管放大作用设计出所要求的产品，同时又将以前所学理论知识运用到设计中，通过多元件的组合从而基本达到总体的要求，但在设计过程中也出现了很多的错误，主要是源于对大学所学知识的掌握不牢固。此次实验过程中，彭老师和各位同学给了我很大的帮助，也在老师的精心指导及同学的互助团结努力下做出了我们所要的设计。在此，我非常感谢彭老师的指导和钟慧伟同学的帮助，在以后的学习和生活中，我会更多的去实践一些课程项目，为自己增加更多的知识和经验。

第二篇：自制教具论文

浅谈自制教具在初中物理教学中的作用

《物理课程标准》要求我们物理老师要转变传统教育观念，以培养全体学生的科学素养为根本，以培养学生的探究精神、实践能力作为教学重点。物理学是一门以观察和实验为基础的学科。在新课程的实施中，教材中设置了许多演示实验和学生分组探究实验，实验室也配备了相应的实验器材，还有丰富的多媒体实验教学软件可供教师使用，但在实际教学中，由于种种原因，有些实验效果不太理想或预期实验设计不完善，造成实验资源不能满足现有的教学需要，这就需要我们一线教师在教学中 进行自制教具的制作并运用于教学，深化实验教学的内涵，自制教具在培养学生观察分析能力、动手实践能力、科学探究及创新精神等方面有着无与伦比的优势。自制教具运用于物理教学在新的课程理念下是非常值得提倡的。下面谈谈自制教具在物理教学中的作用。

一、自制教具能激发学生的学习兴趣

1、激发学生好奇心求知欲，培养学习兴趣

心理学告诉我们：“浓厚的兴趣能弥补智能的不足，持久的兴趣会导致发明创造”。对初学物理的初中学生来说，只要激发起他们学习的兴趣，他们就会以满腔的热情，积极主动地投入到物理学习中，物理课堂就会变得开放、活跃，气氛热烈，教学效果自然会倍增。由于自制教具和利用生活中易得材料进行实验所用材料多来自学生的身边，都可以成为自制教具和探究实验的原材料。实践证明自制教具中呈现出的新奇物理现象和成功的制作，能自然地引起学生浓厚的兴趣，激发他们的探究心理。而且实验一旦有所收获，有所创新，有所前进，就会使趣味性更加稳定，就会继续探索，继续登攀，从而喜欢物理，热爱科学。在新课导课时,为了吸引学生的注意力.激发好奇心和求知欲,我们可自制一些看似普通却暗藏机关的教具,把教具工作部分先遮住,设下悬念,使看似普物品达到魔术般的效果,从而激发好奇心和求知欲.在讲授新课时,再解剖教具,讲授物理道理,进一步培养学生的学习物理的兴趣.如：在第五届全国中学物理教学改革创新大赛中，湖南省参赛选手欧阳风华做了个魔术表演：手掌吸盆。先给学生展现一个空金属盆，再用一个不透明的杯子往盆中倒水，该杯中放两个吸盘，吸盘随水一同倒入盆中，挤出吸盘内的空气，再用手指钩住吸盘提起水盆。学生看不见盆中物体和手指动作，感受非常好奇，课堂气氛一下子被激发起来了。随着老师解剖该魔术，激发了学生的学习兴趣。大家的好奇心求知欲一下子被激发起来了，整堂课学生都在聚精会神地听，静静地想。

二、增强演示效果，改善实验教学

麦克斯韦说：一次演示实验所使用的材料越简单，学生越熟悉，就越想透彻地获得所验证的结果。虽然教育事业的发展、教育投入的增长，使得各校的教学仪器日臻完善，但适时使用生活中易得材料进行实验却能起到意想不到的好效果。在全国首届中学物理学名师大赛上，获奖选手陈超老师做了个演示实验：将一小塑料袋（农村集市上卖的劣质塑料袋）盛满已染颜色水，然后与一装满水的细输液管相连，让学生将细管举到一定高度时，塑料袋“叭”地一声碎了。学生惊讶不已，百思不得其解，教师趁热打铁，分析讲解液体压强的特点，使学生深刻理解了液体压强与深度的关系，教学效果自然更加完善。三 化抽象为直观，突破教学难点；

物理概念和规律多数很抽象，常规教学手段很难突破。我们就必须采用各种手段进行直观教学，自制教具就是较好的方法。例如,凸透镜成像规律的原理也可制作《凸透镜成像原理演示器》演示，用两根固定的直铁丝表示平行于主光轴折射前后的光线，用一根可以移动的铁丝表示经过光心的光线，当大小不变的物体沿主光轴移动时，物体上一个发光点也随之移动，表示光线的铁丝也像光线一样变换位置和角度，在凸透镜另一侧会发现两铁丝相交，相交位置即像点位置。这样，就使抽象的物理规律变得较为形象，教学难点被突破了，学生就容易理解 四.自制教具能有效激发学生的创新能力

自制教具从猜想开始到多方面论证，并动手设计、制作、反复试验，到最后确定实验模型，都是经过深入思考和对物理规律和概念的理解。从提出问题、发现问题，解决问题到创造性地设计出新教具，学生的能力和思维都得到了不同程度的发展，从学习中体验，在体验中学习，让学生体验创造的无穷魅力 培养创新意识

五、利于教师树立和传授科技意识、节俭意识和环保意识

我们知道，绝大多数自制教具不是简单的仪器仿制，要经过一定的思考、创意、构思和设计，这都是创造性的劳动，具有创新精神。在利用生活中易得材料进行实验和教具制作中，教师要引导学生注意如何变“废”为“宝”，利用生活中常见物品制作出各种各样的教具，既节约了资金，降低了教育成本，又可树立老师节俭意识，间接地对学生进行了品德教育。同时,在利用废品的过程中,渗透环保教育,利于教师树立环保意识；自制教具，除了利用和生活中易得材料以外，还要引导师生使用具有科技含量的新材料，有利于树立科技意识。比如学生收集易拉罐里面放入醋和可乐进行简单电池的制作

结尾；现行的新课标更加注重对学生的知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的培养，更加注重能力的培养和创新意识的提高，在实验教材中把各种实验活动贯穿其中，规定的实验内容多、跨度大，提倡探究式学习，设计一些探究实验，并主张学生自主学习。在教改中，教材的多元化和教学方式的改变，无疑也对教师提出了更高的要求，同时也给了教师根据实际情况对教材进行分析、选择、调整和再创造的机会。①因此，结合教学需要，合理地使用教具，讲究教具与教材的匹配以及与教法的吻合，也是一种不可忽视的提高教学质量的途径和方法。这就要求师范生必须深入钻研课程标准，认真分析教材，弄清楚教学中可能会存在哪些难点，其中哪些是需要运用教具才能加以突破的，每一难点又具有什么特点，需要用什么类型、何种功能的教具。新课程的综合性和生活化、整体化、情景化的特点为老师钻研教材教法、潜心实验教学研究提出了更高的要求。但是课程资源无处不在，只有用心探索，悉心教研，制作更多、更精良、更实用的教具，以弥补现有实验仪器不足，才能体现新教材、新课程的优势。

第三篇：自制教具论文

自制教具在教育教学中的作用

永修县建昌小学 周玉霞 摘 要：自制教具不仅具有真实、具体、直观、形象的特点，有助于学生学习和理解知识的重难点，更重要的是能激发学生的学习兴趣和求知欲，学生由被动的接受知识转向主动探索、主体实践、合作交流，从而达到提高课堂教学质量，培养学生创新精神和实践能力。自制教具在实施新课程标准的教学中有着十分重要的价值。

关 键 词：自制教具 新课程 创新能力

针对新课程改革的发展需要，广大的教师在教学中大胆创新，通过自制教具，引导学生自制教具，并应用于实践，有效地促进了学生综合能力的发展。本人就自制教具在教育教学中的作用谈一点粗浅的看法

一、自制教具是当前推动教育教学改革的一个重要方面 新课程改革的推进对教具提出了新的要求。在教学过程中，教师自制教具或指导学生制作教具可以丰富课程内容，拓展多种方法，有利于激发学生的好奇心和兴趣，丰富他们的想象力。开展师生共同参与自制教具的活动，不仅有利于学生对知识的理解和能力的训练，而且是推动基础教育改革一项重要内容。

二、自制教具具有激发学生兴趣和形象直观作用

自制教具是提高教师队伍的一项重要途径，因为制作一套好的教具，要求教师要有较高的素质，丰富的教学经验，熟悉教材并有一定的动手能力。一件好的自制教具，包含着教师的汗水与智慧，是长时间的教学经验积累。让学生自觉参与到自制教具活动，可以激发学生的学习兴趣，培养学生的动手能力以及思考能力。

三、自制教具在小学语文教学中的作用

要想制作出好的教具就要对文章的情景有所了解，师生可以共同探讨，共同设计，力求将课文中的内容展现出来。教师可以作引导，帮助学生更好地理解。当学生遇到问题时，给他们提供一些帮助。每篇文章想要反映的思想都是不同的，都有各自的特点。学生根据自己的理解，自己动手制作教具，既发展了自己的思维，又增强了学习的动力。此外，学生在这一过程中还能够学到许多的知识，加深对文章的理解。当学生遇到问题时，给他们提供一些帮助。制作教具是一个需要动脑筋思考动手制作的过程，教师一定不要浪费这个机会。教师可以通过这样的活动，增强学生的合作意识，与此同时还要采取一些方法，给学生创造好的环境，让学生加强交流合作，制作出好的教具。

四、自制教具在小学数学教学中的作用

小学数学的许多学具都是学生可以参与制作的，当然老师的指导也尤为重要，有时和教师一起共同制作效果会更好，他可以改变小学生的学习心理，激发学习兴趣，巩固基础知识，启迪思维，培养动手能力。同时他还能陶冶爱科学、爱劳动的学习情操，提高小学生的数学学习品质。

小学生感知能力差，缺乏良好的感性认知基础，教材中的各个教学难点便是小学生学习新知识的一大障碍这些让小学生不易理解、掌握的新知识难点，便是小学生突破小学数学学习难关的关键。如果我们通过自制教具进行直观教学难点展示，让小学生在亲身的体验、操作中感受数学知识的演绎过程，将小学生真正融于重点知识的探究过程中，就能更好地领悟难点的内涵，将其转化为更易理解、更加直观的教学形式，小学数学教学的效率就会得到显著地提高。

五、自制教具可以提高学生个人能力

自制教具不应该只是教师在制作教具，而是应该在教师的指导下，学生也积极参与的一种教学活动。而师生共同自制教具的过程，通过创造性思维和动手制作，转化为实物和成果的过程。这期间，学生在教师的有意引导与教导下，将学过的知识进行了复习和巩固，也提高了学生的观察能力和动手能力等，是一个提高个人综合能力的过程。在教具的制作过程中，学生在付出劳动的同时还会面临各种困难，经受各种考验，最终才能得到一个满意的结果。这个过程充分锻炼学生身心的同时，心理品质和承受能力也得到了培养和提高，是充分发展学生个性的大好时机。

六、自制教具有利于深入素质教育

值得注意的是，自制教具所使用的材料应该选取生活中常见的物品或者废弃物。这样在提高教学质量的同时也培养了学生节约资源、爱护环境的环保意识，并树立了可持续发展观。生活中废弃的饮料瓶、沙子、活性炭等就可以制成一个简单的净水器，通过自己动手、实际操作，大大的提高了学生的节约意识以及变废为宝的个人能力，从而形成了学生的节约意识，是提高素质和能力的别样教学。

总之，自制教具不仅是对现有的教学资源的一个补充，更是教师结合自身进行的一项创新，是激发学生学习兴趣、培养学生综合素质的重要工具。教具的制作和使用在激发学生学习兴趣的同时，也提高了学生节约资源的意识，并在亲自动手制作教具的过程中充分的认识了自己的价值，感受成功的快乐。因此，在今后的教育教学活动中，我们应该高度重视自制教具的使用和作用，充分培养师生的创新精神和实践能力，并进一步推进素质教育。提倡自制教具是针对教育和教学的需要，对老师的教学，对学生的发展，对整个教育的进步都起着巨大的作用，是促进新课程改革的深入发展。

第四篇：USB接口技术研究设计论文

[摘要] USB很好地解决了计算机插槽限制冲突，实现低成本、高可靠性、多点的数据采集。USB接口如今已经成为计算机外设必不可少的设备。本文详细介绍了USB接口设备及其工作原理，并对其在生产实践中的具体应用方法进行了研究。

[关键词] USB;接口;应用与设计

从U盘、鼠标、读卡器、外接光驱等常用USB设备，到采用USB接口的电吹风、咖啡炉、剃须刀、圣诞树等千奇百怪的电脑附件，通过一台电脑的USB周边设备使人们享受到了更多的方便和乐趣。USB之所以能够如此普及并受到大众欢迎，在于它方便的热插拔，带宽大，速度快，可连接设备多，简单的网络互联功能等诸多优点。

一、USB接口技术传输类型及优点

USB是通用串行总线(Universal Serial Bus)的简称。在计算机使用中，常常利用PC或工控机对各种数据进行数据采集。这其中有很多地方需要对各种数据进行采集，如液位、温度、压力、频率等。常用的采集方式是通过数据采集板卡，如A/D卡以及422、485总线板卡等。采用板卡不仅安装麻烦、易受机箱内环境的干扰，而且由于受计算机插槽数量和地址、中断资源的限制，不可能挂接很多设备。而USB接口技术的出现，很好地解决了以上这些冲突，很容易就能实现低成本、高可靠性、多点的数据采集。USB系统主要由主控制器(Host Controller)、USB Hub 和USB外设(Peripherals Node)组成系统拓扑结构。

1.USB的传输类型。USB总线包括4种传输类型(传输管道)：(1)控制传输类型：用于传输控制信息。(2)块数据传输类型：用于传输相对比较大的和突发性强的数据，一般用于打印机、扫描仪等。(3)中断数据传输类型：通常用于传输设备反馈回计算机的字符和坐标信息，如鼠标，键盘、游戏杆等。(4)同步数据传输类型：占用预先分配的带宽，实时传输，例如海量储存类、打印机类和HID(人机接口)类等。

2.USB的主要优点。速度快;USB 2.0将设备之间的数据传输速度增加到了480Mbps，比USB 1.1标准快40倍左右，速度的提高对于用户的最大好处就是用户可以使用到更高效的外部设备，而且具有多种速度的周边设备都可以被连接到USB 2.0的线路上，而且无需担心数据传输时发生瓶颈效应。设备安装和配置容易;安装USB设备不必再打开机箱，加减已安装过的设备完全不用关闭计算机。所有USB设备支持热拔插，系统对其进行自动配置，彻底抛弃了过去的跳线和拨码开关设置。易于扩展;通过使用Hub扩展可拨接多达127个外设。标准USB电缆长度为3m(5m低速)。通过Hub或中继器可以使外设距离达到30m。能够采用总线供电;USB总线提供最大达5V电压、500mA电流。使用灵活。USB共有4种传输模式：控制传输(control)、同步传输(Synchronization)、中断传输(interrupt)、批量传输(bulk)，以适应不同设备的需要。

二、USB的应用与设计

USB的应用主要是数据采集工作，随着USB应用的日益广泛，Intel、SGS-Tomson、Cypress、Philips等芯片厂商都推出了具备USB通信接口的单片机。这些单片机处理能力强，有的本身就具备多路A/D，构成系统的电路简单，调试方便，电磁兼容性好，因此采用具备USB接口的单片机是构成USB数据采集系统较好的方案。USB接口开发中有相当大的工作量是关于USB软件的开发，USB软件包括三方面的工作：固件(firmware)设计，驱动程序设计和主机端应用程序的设计。

1、固件设计。固件是运行在USB芯片上的程序，可采用汇编语言或C语言设计，其主要功能是控制USB芯片接收并处理USB驱动程序的请求、控制USB芯片接收应用程序的控制指令、通过USB芯片存放数据并实时上传至PC等。

2、驱动程序设计。在Windows平台下，USB驱动程序由3部分组成：USB设备驱动程序，USB总线驱动程序和USB主控制器驱动程序，他们必须遵循win32驱动程序模型(WDM)。其中，windows操作系统已经提供了处于驱动程序栈底的USB总线驱动程序和USB主控制器驱动程序。而USB设备驱动程序由设备开发者编写，通过向USB总线驱动程序发送包含URB(USB Request Block)的IRP(I/0 Request Packet)，来实现USB外设之间的信息交换。当主机应用程序要对USB设备进行I/0操作时，调用Windows API函数对win32子系统进行win32调用，由I/O管理器将此请求构造成一个合适的IRP，并把它传递给USB设备驱动程序。USB设备驱动程序接受到这个IRP后，根据IRP中的包含的具体操作代码，构造响应的URB并把他放到一个新IRP中，然后把此IRP传递到USB总线驱动程序，USB总线驱动程序根据IRP中所包含的URB执行响应的操作，并把操作结果通过IRP返还给USB设备驱动程序。USB设备驱动程序接受到此IRP后，将操作结果通过IRP返还I/O管理器。最后，I/O管理器将此IRP中的操作结果返还给应用程序，至此应用程序对USB设备的一次I/O操作完成。

3、应用程序设计。应用程序工作于用户模式，用户模式可以访问文件，处理数据，人机交互，不过必须借助设备驱动程序来访问硬件。在VC环境下开发的主机端的应用程序，容易实现了设备的打开、关闭、固件下载、端口配置和文件传输等功能。

USB接口技术的应用正处于高速发展阶段。在USB数据采集、USB工业控制等领域已经得到成功的应用。随着时代的进步和技术的发展，USB必将在更广阔的领域得到更深层次的应用。

第五篇：自制USB接口供电的手机电池充电器电路

自制USB接口供电的手机电池充电器电路

该电路的充电电流有100mA(图中开关SB断开时)、500mA(图中开关S闭合时)两挡可供选择。电路允许的MAX1811的第1脚按图连接时，最高充电电压为4.2V；第1脚与电源负端连接时，最高充电电压为4.1V。一旦达到最高充电电压时，充电电流就急剧减少，并维持最高充电电压不变。图中，VD1作为电源指示，VD2作为充电指示，灯亮表示正在充电，灯灭表示充电结束。

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下图是实物图,用开诺基亚手机电池充电,工作良好.