吳俊杰

首先我們來設(shè)想一個(gè)常玩的游戲——傳聲筒，一群人排成一排，第一個(gè)人將一句話告訴第二個(gè)人，第二個(gè)人再原原本本地告訴第三個(gè)人，以此類推，一般來說最后的游戲結(jié)果會(huì)比較準(zhǔn)確，而有的時(shí)候我們會(huì)提高該游戲的難度，將信息傳遞的方式從語言轉(zhuǎn)變?yōu)槭謩?shì)，游戲進(jìn)行的過程中，每個(gè)人都會(huì)有一些失真的成分，因此，到了最后一個(gè)人，結(jié)果就變得大相徑庭了。在本次的信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，我們用多塊主控板來模擬參與傳聲筒游戲的人，看看它們能不能準(zhǔn)確地在不同的板子中傳遞信息。

電路連接

實(shí)驗(yàn)中需要使用一個(gè)紅外避障傳感器，它是一種當(dāng)距離小于一定數(shù)值的時(shí)候觸發(fā)的數(shù)字型傳感器，默認(rèn)感應(yīng)距離為80cm，我們可以通過傳感器后面的調(diào)節(jié)旋鈕來調(diào)整紅外避障傳感器的感應(yīng)距離。實(shí)驗(yàn)裝置是大家都很熟悉的主控板、旋鈕和一個(gè)發(fā)光二極管，將旋鈕接入到GVA1A2接口上，將發(fā)光二極管接入到GV23上（如圖1）。

轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕，我們能夠看到，當(dāng)旋鈕旋轉(zhuǎn)到一定的位置以后，發(fā)光二極管一直保持常亮（如圖2）。

這是一個(gè)簡(jiǎn)單的旋鈕控制LED程序，我們可以在兩個(gè)主控板中都下載同樣的程序，這兩組裝置，其控制效果是一樣的（如圖3）。接下來，我們嘗試用類似傳聲筒游戲的方式來連接這個(gè)硬件，將第一個(gè)裝置的輸出——發(fā)光二極管和第二個(gè)裝置的輸入裝置——旋鈕連接起來（如圖4）。

簡(jiǎn)單來講就是將連接LED的導(dǎo)線拔出，插入到另一個(gè)中控板的旋鈕的位置上，實(shí)現(xiàn)了一塊板子的輸出成為另一個(gè)板子的輸入，這個(gè)游戲就更加有趣一些，因此，我們可以連接更多的主控板，觀察這個(gè)實(shí)驗(yàn)是否仍然成立（如圖5）。

情境呈現(xiàn)

我們可以使用積木搭建一個(gè)波浪形的連續(xù)體（如圖6），在黃色的圓盤上固定主板和輸入輸出裝置。

首先，在框架上固定兩組輸入輸出裝置，我們看到在獨(dú)立的電源供電下，它們都可以正常工作（如圖7）。接著，將LED的輸出線轉(zhuǎn)化為旋鈕的輸入裝置，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)兩個(gè)控制板間的信息通信（如圖8）。

原理揭秘

程序設(shè)計(jì)相對(duì)來說是比較簡(jiǎn)單的，即用端口A1的數(shù)值控制端口2的高低（如圖9）。事實(shí)上輸入為高和輸出為高的實(shí)質(zhì)是一樣的，都是電壓輸入大于一定的數(shù)值，正因?yàn)檫@一點(diǎn)，使得一個(gè)輸出的高電壓信號(hào)也可以轉(zhuǎn)化為一個(gè)輸入的高電壓信號(hào)使用。

成果拓展

在前提是只有一個(gè)輸入輸出的系統(tǒng)的情況下，當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)的輸出轉(zhuǎn)化為另一個(gè)系統(tǒng)的輸入時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)就會(huì)像一條蛇一樣，連接起來也只有一個(gè)輸入和輸出。但是，當(dāng)我們更換了主控板后，則可以有一個(gè)輸入、兩個(gè)輸出（如圖10）。

其中，兩個(gè)輸出管腳都受到端口A1的控制，而在將一個(gè)輸出作為輸入控制信號(hào)時(shí)，則仍然可以保留一個(gè)輸出，這樣有N個(gè)主控板的時(shí)候，就有更多個(gè)有效輸出，并且由一個(gè)旋鈕控制（如圖11）。

最后，可以設(shè)想一下，我們將四端口輸入輸出主板的剩余三個(gè)端口都用于輸出，而當(dāng)有N個(gè)主板時(shí)，則能夠搭建的信息網(wǎng)絡(luò)將更為龐大。這就是網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的雛形。通信技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)的重要組成部分，我們將一個(gè)信號(hào)通過各個(gè)中繼站傳遞到系統(tǒng)的邊緣和末端，就體現(xiàn)了信息的單向傳遞過程，此外我們還可以進(jìn)一步研究信息雙向傳遞的機(jī)制。

本案例的分享視頻將會(huì)在以下公眾號(hào)中陸續(xù)登載。endprint