信息的通訊: 制作一個真實的發(fā)報機

吳俊杰

信息技術實驗的一個非常重要的目標是希望學生能夠掌握一種通用的學習方法，并使他們可以在進行科學研究或者工程實踐中自發(fā)地應用這種學習方法。在這一過程中，教師不僅需要提供像Scratch一樣的環(huán)境讓學生體味一個物品的制作原理和基本的程序邏輯，更重要的是希望通過制作的過程讓學生觸類旁通，運用其他的平臺，將一個東西真正地制作成成品。

例如，之前我們在通訊領域經常制作一個類似發(fā)報機一樣的裝置用來演示在通訊的過程中，數(shù)據(jù)是如何進行轉化的，各種信號是如何通過編碼協(xié)議來進行相互的轉化的，這個過程我們以前往往是通過軟件來模擬的。如果現(xiàn)在我們想要通過硬件來實現(xiàn)，就需要自己動手制作一個發(fā)報機。發(fā)報機的原理非常簡單，即按鈕被按下的同時蜂鳴器能夠自動發(fā)出聲響，這是一個非常簡單的任務，使用一節(jié)三伏的紐扣電池，將紐扣電池的正極和一個按鈕開關串聯(lián)，將電路接到蜂鳴器的正極（長的一端）上，然后將蜂鳴器的負極（短的一端）接到紐扣電池的另外一端，就得到了一個最簡單的發(fā)報機，按鈕按下的時候電路接通，蜂鳴器開始發(fā)出聲音。

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

接下來，我們可以用之前的麥克風作為接收聲音信號的傳感器，來對蜂鳴器發(fā)出的聲音進行解碼，為了提高解碼的準確性，我們甚至可以用Scratch測控板的光線傳感一個信息接收傳感器來接收信息。

此外，如果使用Arduino可以將圖2的面包線作為一個開關來制作一個基于數(shù)字電路的發(fā)報機，具體的原理將會在后文中有所論述。

無論是基于模擬電路的發(fā)報機還是基于數(shù)字電路的發(fā)報機，都是一種比較原始的信源，但是就這個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，如果從這個角度思考，信息技術的內涵可以在很大程度上進行擴展。

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信息技術實驗的一個非常重要的目標是希望學生能夠掌握一種通用的學習方法，并使他們可以在進行科學研究或者工程實踐中自發(fā)地應用這種學習方法。在這一過程中，教師不僅需要提供像Scratch一樣的環(huán)境讓學生體味一個物品的制作原理和基本的程序邏輯，更重要的是希望通過制作的過程讓學生觸類旁通，運用其他的平臺，將一個東西真正地制作成成品。

例如，之前我們在通訊領域經常制作一個類似發(fā)報機一樣的裝置用來演示在通訊的過程中，數(shù)據(jù)是如何進行轉化的，各種信號是如何通過編碼協(xié)議來進行相互的轉化的，這個過程我們以前往往是通過軟件來模擬的。如果現(xiàn)在我們想要通過硬件來實現(xiàn)，就需要自己動手制作一個發(fā)報機。發(fā)報機的原理非常簡單，即按鈕被按下的同時蜂鳴器能夠自動發(fā)出聲響，這是一個非常簡單的任務，使用一節(jié)三伏的紐扣電池，將紐扣電池的正極和一個按鈕開關串聯(lián)，將電路接到蜂鳴器的正極（長的一端）上，然后將蜂鳴器的負極（短的一端）接到紐扣電池的另外一端，就得到了一個最簡單的發(fā)報機，按鈕按下的時候電路接通，蜂鳴器開始發(fā)出聲音。

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

接下來，我們可以用之前的麥克風作為接收聲音信號的傳感器，來對蜂鳴器發(fā)出的聲音進行解碼，為了提高解碼的準確性，我們甚至可以用Scratch測控板的光線傳感一個信息接收傳感器來接收信息。

此外，如果使用Arduino可以將圖2的面包線作為一個開關來制作一個基于數(shù)字電路的發(fā)報機，具體的原理將會在后文中有所論述。

無論是基于模擬電路的發(fā)報機還是基于數(shù)字電路的發(fā)報機，都是一種比較原始的信源，但是就這個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，如果從這個角度思考，信息技術的內涵可以在很大程度上進行擴展。

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信息技術實驗的一個非常重要的目標是希望學生能夠掌握一種通用的學習方法，并使他們可以在進行科學研究或者工程實踐中自發(fā)地應用這種學習方法。在這一過程中，教師不僅需要提供像Scratch一樣的環(huán)境讓學生體味一個物品的制作原理和基本的程序邏輯，更重要的是希望通過制作的過程讓學生觸類旁通，運用其他的平臺，將一個東西真正地制作成成品。

例如，之前我們在通訊領域經常制作一個類似發(fā)報機一樣的裝置用來演示在通訊的過程中，數(shù)據(jù)是如何進行轉化的，各種信號是如何通過編碼協(xié)議來進行相互的轉化的，這個過程我們以前往往是通過軟件來模擬的。如果現(xiàn)在我們想要通過硬件來實現(xiàn)，就需要自己動手制作一個發(fā)報機。發(fā)報機的原理非常簡單，即按鈕被按下的同時蜂鳴器能夠自動發(fā)出聲響，這是一個非常簡單的任務，使用一節(jié)三伏的紐扣電池，將紐扣電池的正極和一個按鈕開關串聯(lián)，將電路接到蜂鳴器的正極（長的一端）上，然后將蜂鳴器的負極（短的一端）接到紐扣電池的另外一端，就得到了一個最簡單的發(fā)報機，按鈕按下的時候電路接通，蜂鳴器開始發(fā)出聲音。

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

接下來，我們可以用之前的麥克風作為接收聲音信號的傳感器，來對蜂鳴器發(fā)出的聲音進行解碼，為了提高解碼的準確性，我們甚至可以用Scratch測控板的光線傳感一個信息接收傳感器來接收信息。

此外，如果使用Arduino可以將圖2的面包線作為一個開關來制作一個基于數(shù)字電路的發(fā)報機，具體的原理將會在后文中有所論述。

無論是基于模擬電路的發(fā)報機還是基于數(shù)字電路的發(fā)報機，都是一種比較原始的信源，但是就這個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，如果從這個角度思考，信息技術的內涵可以在很大程度上進行擴展。

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