吳俊杰

信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)的一個(gè)非常重要的目標(biāo)是希望學(xué)生能夠掌握一種通用的學(xué)習(xí)方法，并使他們可以在進(jìn)行科學(xué)研究或者工程實(shí)踐中自發(fā)地應(yīng)用這種學(xué)習(xí)方法。在這一過(guò)程中，教師不僅需要提供像Scratch一樣的環(huán)境讓學(xué)生體味一個(gè)物品的制作原理和基本的程序邏輯，更重要的是希望通過(guò)制作的過(guò)程讓學(xué)生觸類旁通，運(yùn)用其他的平臺(tái)，將一個(gè)東西真正地制作成成品。

例如，之前我們?cè)谕ㄓ嶎I(lǐng)域經(jīng)常制作一個(gè)類似發(fā)報(bào)機(jī)一樣的裝置用來(lái)演示在通訊的過(guò)程中，數(shù)據(jù)是如何進(jìn)行轉(zhuǎn)化的，各種信號(hào)是如何通過(guò)編碼協(xié)議來(lái)進(jìn)行相互的轉(zhuǎn)化的，這個(gè)過(guò)程我們以前往往是通過(guò)軟件來(lái)模擬的。如果現(xiàn)在我們想要通過(guò)硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，就需要自己動(dòng)手制作一個(gè)發(fā)報(bào)機(jī)。發(fā)報(bào)機(jī)的原理非常簡(jiǎn)單，即按鈕被按下的同時(shí)蜂鳴器能夠自動(dòng)發(fā)出聲響，這是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的任務(wù)，使用一節(jié)三伏的紐扣電池，將紐扣電池的正極和一個(gè)按鈕開(kāi)關(guān)串聯(lián)，將電路接到蜂鳴器的正極（長(zhǎng)的一端）上，然后將蜂鳴器的負(fù)極（短的一端）接到紐扣電池的另外一端，就得到了一個(gè)最簡(jiǎn)單的發(fā)報(bào)機(jī)，按鈕按下的時(shí)候電路接通，蜂鳴器開(kāi)始發(fā)出聲音。

如果我們想使用硬件來(lái)改善這一功能，就應(yīng)當(dāng)選擇并聯(lián)一個(gè)發(fā)光二極管，將發(fā)光二極管的正極（長(zhǎng)的一端）和蜂鳴器的正極相連，同理將發(fā)光二極管的負(fù)極（短的一端）和蜂鳴器的負(fù)極相連，這樣按下按鈕的時(shí)候，蜂鳴器響的同時(shí)燈也亮了。像這種光和聲音同時(shí)作為信息的載體，能夠更加明顯地通過(guò)看燈的亮滅判斷蜂鳴器是否發(fā)出了聲音（如圖1）。

接下來(lái)，我們可以用之前的麥克風(fēng)作為接收聲音信號(hào)的傳感器，來(lái)對(duì)蜂鳴器發(fā)出的聲音進(jìn)行解碼，為了提高解碼的準(zhǔn)確性，我們甚至可以用Scratch測(cè)控板的光線傳感一個(gè)信息接收傳感器來(lái)接收信息。

此外，如果使用Arduino可以將圖2的面包線作為一個(gè)開(kāi)關(guān)來(lái)制作一個(gè)基于數(shù)字電路的發(fā)報(bào)機(jī)，具體的原理將會(huì)在后文中有所論述。

無(wú)論是基于模擬電路的發(fā)報(bào)機(jī)還是基于數(shù)字電路的發(fā)報(bào)機(jī)，都是一種比較原始的信源，但是就這個(gè)信源本身而言也有信息的輸入和輸出，輸入是按鍵，輸出是蜂鳴器，如果從這個(gè)角度思考，信息技術(shù)的內(nèi)涵可以在很大程度上進(jìn)行擴(kuò)展。

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信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)的一個(gè)非常重要的目標(biāo)是希望學(xué)生能夠掌握一種通用的學(xué)習(xí)方法，并使他們可以在進(jìn)行科學(xué)研究或者工程實(shí)踐中自發(fā)地應(yīng)用這種學(xué)習(xí)方法。在這一過(guò)程中，教師不僅需要提供像Scratch一樣的環(huán)境讓學(xué)生體味一個(gè)物品的制作原理和基本的程序邏輯，更重要的是希望通過(guò)制作的過(guò)程讓學(xué)生觸類旁通，運(yùn)用其他的平臺(tái)，將一個(gè)東西真正地制作成成品。

例如，之前我們?cè)谕ㄓ嶎I(lǐng)域經(jīng)常制作一個(gè)類似發(fā)報(bào)機(jī)一樣的裝置用來(lái)演示在通訊的過(guò)程中，數(shù)據(jù)是如何進(jìn)行轉(zhuǎn)化的，各種信號(hào)是如何通過(guò)編碼協(xié)議來(lái)進(jìn)行相互的轉(zhuǎn)化的，這個(gè)過(guò)程我們以前往往是通過(guò)軟件來(lái)模擬的。如果現(xiàn)在我們想要通過(guò)硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，就需要自己動(dòng)手制作一個(gè)發(fā)報(bào)機(jī)。發(fā)報(bào)機(jī)的原理非常簡(jiǎn)單，即按鈕被按下的同時(shí)蜂鳴器能夠自動(dòng)發(fā)出聲響，這是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的任務(wù)，使用一節(jié)三伏的紐扣電池，將紐扣電池的正極和一個(gè)按鈕開(kāi)關(guān)串聯(lián)，將電路接到蜂鳴器的正極（長(zhǎng)的一端）上，然后將蜂鳴器的負(fù)極（短的一端）接到紐扣電池的另外一端，就得到了一個(gè)最簡(jiǎn)單的發(fā)報(bào)機(jī)，按鈕按下的時(shí)候電路接通，蜂鳴器開(kāi)始發(fā)出聲音。

如果我們想使用硬件來(lái)改善這一功能，就應(yīng)當(dāng)選擇并聯(lián)一個(gè)發(fā)光二極管，將發(fā)光二極管的正極（長(zhǎng)的一端）和蜂鳴器的正極相連，同理將發(fā)光二極管的負(fù)極（短的一端）和蜂鳴器的負(fù)極相連，這樣按下按鈕的時(shí)候，蜂鳴器響的同時(shí)燈也亮了。像這種光和聲音同時(shí)作為信息的載體，能夠更加明顯地通過(guò)看燈的亮滅判斷蜂鳴器是否發(fā)出了聲音（如圖1）。

接下來(lái)，我們可以用之前的麥克風(fēng)作為接收聲音信號(hào)的傳感器，來(lái)對(duì)蜂鳴器發(fā)出的聲音進(jìn)行解碼，為了提高解碼的準(zhǔn)確性，我們甚至可以用Scratch測(cè)控板的光線傳感一個(gè)信息接收傳感器來(lái)接收信息。

此外，如果使用Arduino可以將圖2的面包線作為一個(gè)開(kāi)關(guān)來(lái)制作一個(gè)基于數(shù)字電路的發(fā)報(bào)機(jī)，具體的原理將會(huì)在后文中有所論述。

無(wú)論是基于模擬電路的發(fā)報(bào)機(jī)還是基于數(shù)字電路的發(fā)報(bào)機(jī)，都是一種比較原始的信源，但是就這個(gè)信源本身而言也有信息的輸入和輸出，輸入是按鍵，輸出是蜂鳴器，如果從這個(gè)角度思考，信息技術(shù)的內(nèi)涵可以在很大程度上進(jìn)行擴(kuò)展。

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例如，之前我們?cè)谕ㄓ嶎I(lǐng)域經(jīng)常制作一個(gè)類似發(fā)報(bào)機(jī)一樣的裝置用來(lái)演示在通訊的過(guò)程中，數(shù)據(jù)是如何進(jìn)行轉(zhuǎn)化的，各種信號(hào)是如何通過(guò)編碼協(xié)議來(lái)進(jìn)行相互的轉(zhuǎn)化的，這個(gè)過(guò)程我們以前往往是通過(guò)軟件來(lái)模擬的。如果現(xiàn)在我們想要通過(guò)硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，就需要自己動(dòng)手制作一個(gè)發(fā)報(bào)機(jī)。發(fā)報(bào)機(jī)的原理非常簡(jiǎn)單，即按鈕被按下的同時(shí)蜂鳴器能夠自動(dòng)發(fā)出聲響，這是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的任務(wù)，使用一節(jié)三伏的紐扣電池，將紐扣電池的正極和一個(gè)按鈕開(kāi)關(guān)串聯(lián)，將電路接到蜂鳴器的正極（長(zhǎng)的一端）上，然后將蜂鳴器的負(fù)極（短的一端）接到紐扣電池的另外一端，就得到了一個(gè)最簡(jiǎn)單的發(fā)報(bào)機(jī)，按鈕按下的時(shí)候電路接通，蜂鳴器開(kāi)始發(fā)出聲音。

如果我們想使用硬件來(lái)改善這一功能，就應(yīng)當(dāng)選擇并聯(lián)一個(gè)發(fā)光二極管，將發(fā)光二極管的正極（長(zhǎng)的一端）和蜂鳴器的正極相連，同理將發(fā)光二極管的負(fù)極（短的一端）和蜂鳴器的負(fù)極相連，這樣按下按鈕的時(shí)候，蜂鳴器響的同時(shí)燈也亮了。像這種光和聲音同時(shí)作為信息的載體，能夠更加明顯地通過(guò)看燈的亮滅判斷蜂鳴器是否發(fā)出了聲音（如圖1）。

接下來(lái)，我們可以用之前的麥克風(fēng)作為接收聲音信號(hào)的傳感器，來(lái)對(duì)蜂鳴器發(fā)出的聲音進(jìn)行解碼，為了提高解碼的準(zhǔn)確性，我們甚至可以用Scratch測(cè)控板的光線傳感一個(gè)信息接收傳感器來(lái)接收信息。

此外，如果使用Arduino可以將圖2的面包線作為一個(gè)開(kāi)關(guān)來(lái)制作一個(gè)基于數(shù)字電路的發(fā)報(bào)機(jī)，具體的原理將會(huì)在后文中有所論述。

無(wú)論是基于模擬電路的發(fā)報(bào)機(jī)還是基于數(shù)字電路的發(fā)報(bào)機(jī)，都是一種比較原始的信源，但是就這個(gè)信源本身而言也有信息的輸入和輸出，輸入是按鍵，輸出是蜂鳴器，如果從這個(gè)角度思考，信息技術(shù)的內(nèi)涵可以在很大程度上進(jìn)行擴(kuò)展。

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