吳俊杰
首先我們來(lái)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(huà)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(lèi)推,一般來(lái)說(shuō)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(yǔ)言轉(zhuǎn)變?yōu)槭謩?shì),游戲進(jìn)行的過(guò)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(lái)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(guò)傳感器后面的調(diào)節(jié)旋鈕來(lái)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(lái),我們嘗試用類(lèi)似傳聲筒游戲的方式來(lái)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(lái)(如圖4)。
簡(jiǎn)單來(lái)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(pán)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(lái)說(shuō)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(lái)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(guò)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(guò)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