時(shí)間：2023-03-14 15:05:26
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一、前言
Windows提供強(qiáng)大的功能以及友好的圖形用戶界面(GUI),使得它不僅廣泛的用作管理事務(wù)型工作的支持平臺(tái),也被工業(yè)領(lǐng)域的工程人員所關(guān)注。但Windows3.1并非基于優(yōu)先級(jí)來(lái)調(diào)度任務(wù),無(wú)法立即響應(yīng)外部事件中斷,也就不能滿足工業(yè)應(yīng)用環(huán)境中實(shí)時(shí)事件處理和實(shí)時(shí)控制應(yīng)用的要求。因此,如何在Windows環(huán)境中處理外部實(shí)時(shí)事件一直是技術(shù)人員尤其是實(shí)時(shí)領(lǐng)域工程人員所關(guān)注的問(wèn)題。目前已有的方法大都采用內(nèi)掛實(shí)時(shí)多任務(wù)內(nèi)核的方式,如Windows下的實(shí)時(shí)控制軟件包FLX等,而iRMX實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)則把Windows3.1當(dāng)作它的一個(gè)任務(wù)來(lái)運(yùn)行。對(duì)于大型的工程項(xiàng)目,開(kāi)發(fā)人員可采用購(gòu)買(mǎi)實(shí)時(shí)軟件然后集成方式。
對(duì)中小項(xiàng)目,從投資上考慮就不很經(jīng)濟(jì)。如何尋找一種簡(jiǎn)明的方法來(lái)處理外部實(shí)時(shí)事件依然顯得很必要。
本文首先闡述Windwos的消息機(jī)制及中斷機(jī)制,然后結(jié)合DPMI接口,給出一種保護(hù)模式下中斷程序的設(shè)計(jì)方法,以處理外部實(shí)時(shí)事件。經(jīng)實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明,該方法具有簡(jiǎn)潔、實(shí)用、可靠的特點(diǎn),并同樣可運(yùn)行于Win95。
二、Windows的消息機(jī)制
Windows是一消息驅(qū)動(dòng)式系統(tǒng),見(jiàn)圖1。Windows消息提供了應(yīng)用程序與應(yīng)用程序之間、應(yīng)用程序與Windows系統(tǒng)之間進(jìn)行通訊的手段。應(yīng)用程序要實(shí)現(xiàn)的功能由消息來(lái)觸發(fā),并靠對(duì)消息的響應(yīng)和處理來(lái)完成。
Windows系統(tǒng)中有兩種消息隊(duì)列,一種是系統(tǒng)消息隊(duì)列,另一種是應(yīng)用程序消息隊(duì)列。計(jì)算機(jī)的所有輸入設(shè)備由Windows監(jiān)控,當(dāng)一個(gè)事件發(fā)生時(shí),Windows先將輸入的消息放入系統(tǒng)消息隊(duì)列中,然后再將輸入的消息拷貝到相應(yīng)的應(yīng)用程序隊(duì)列中。應(yīng)用程序中的消息循環(huán)從它的消息隊(duì)列中檢索每一個(gè)消息并發(fā)送給相應(yīng)的窗口函數(shù)中。一個(gè)事件的發(fā)生,到達(dá)處理它的窗口函數(shù)必需經(jīng)歷上述過(guò)程。值得注意的是消息的非搶先性,即不論事件的急與緩,總是按到達(dá)的先后排隊(duì)(一些系統(tǒng)消息除外),這就使得一些外部實(shí)時(shí)事件可能得不到及時(shí)的處理。
圖1
三、Windows的保護(hù)模式及中斷機(jī)制
1.Windows的保護(hù)模式
保護(hù)模式指的是線性地址由一個(gè)選擇符間接生成的,該選擇符指向描述表中的某一項(xiàng);而實(shí)模式中則通過(guò)一個(gè)段/偏移量對(duì)來(lái)直接尋址。80386(486)CPU提供的保護(hù)模式能力包括一個(gè)64K的虛擬地址空間和一個(gè)4G的段尺寸。Windows3.1實(shí)現(xiàn)時(shí)有所差別,它支持標(biāo)準(zhǔn)模式和增強(qiáng)模式。標(biāo)準(zhǔn)模式針對(duì)286機(jī)器,不屬本文探討范圍。增強(qiáng)模式是對(duì)386以上CPU而言,Windows正是使用保護(hù)模式來(lái)打破1M的屏障并且執(zhí)行簡(jiǎn)單的內(nèi)存保護(hù)。它使用選擇器、描述器和描述器表控制訪問(wèn)指定內(nèi)存的位置和段。描述器表包括全局描述器表、局部描述器表、中斷描述器表。保護(hù)模式與實(shí)模式有許多不同。其中顯著的差異是訪問(wèn)內(nèi)存的機(jī)制不同。
2.中斷機(jī)制
(1)實(shí)模式中斷
為了便于理解,我們先回顧實(shí)模式中斷。
在實(shí)模式下,中斷向量表IVT起到相當(dāng)重要的作用。無(wú)論來(lái)自外部硬件的中斷或是內(nèi)部的軟中斷INTn,在CPU中都產(chǎn)生同樣的響應(yīng)。
①CPU將當(dāng)前的指令指針寄存器(IP)、代碼段寄存器(CS)、標(biāo)志寄存器壓入堆棧。
②然后CPU使用n值作為指向中斷向量表IVT的索引,在IVT中找出服務(wù)例程的遠(yuǎn)地址。
③CPU將此遠(yuǎn)地址裝入CS:IP寄存器中,并開(kāi)始執(zhí)行服務(wù)例程。
④中斷例程總以IRET指令結(jié)束。此指令使存在堆棧中的三個(gè)值彈出并填入CS、IP和標(biāo)志寄存器,CPU繼續(xù)執(zhí)行原來(lái)的指令。
(2)保護(hù)模式中斷
保護(hù)模式中斷過(guò)程與實(shí)模式中斷過(guò)程類(lèi)似,但它不再使用中斷向量表IVT,而使用中斷描述符表(IDT)。值得一提的是,Windows運(yùn)行時(shí)IVT還存在,應(yīng)用程序并不使用它,Windows仍然使用,但含義已不同。
①I(mǎi)VT結(jié)構(gòu):IVT在RAM的0000∶0000之上,占據(jù)開(kāi)始的1024字節(jié)。
它仍然由BIOS啟動(dòng)例程設(shè)置,由DOS填充到RAM中。
②IDT中斷描述符表:保護(hù)模式下,Windows操作系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)中斷機(jī)制而建立的一個(gè)特殊表,即中斷描述符表IDT。該表被用來(lái)保存中斷服務(wù)例程的線性地址,它們是真正的24位或32位地址,沒(méi)有段:偏移值結(jié)構(gòu)。中斷描述器表最多可含有256個(gè)例程說(shuō)明,詳細(xì)說(shuō)明請(qǐng)見(jiàn)【3】。I
DT結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。
圖2
③當(dāng)中斷或異常發(fā)生時(shí),處理過(guò)程與實(shí)模式類(lèi)同。當(dāng)前的CS∶IP值和標(biāo)志寄存器值被存儲(chǔ)。保存的內(nèi)容還包括CPU其他內(nèi)部寄存器的值,以及目前正在被執(zhí)行的任務(wù)的有關(guān)信息(若必須發(fā)生任務(wù)切換的話)。CPU設(shè)法獲取中斷向量后,以它為索引值,查找IDT中的服務(wù)例程遠(yuǎn)地址,接著將控制轉(zhuǎn)移到該處的服務(wù)例程。這是與實(shí)模式轉(zhuǎn)移到IVT的不同所在。保護(hù)模式使用IDTR寄存器分配和定位內(nèi)存中的IDT中斷描述符表。IDT在內(nèi)存中是可移動(dòng)的,與IVT固定在內(nèi)存中剛好相反。IDT中斷描述符表在Windows中起決定性的作用。理解了Windows下保護(hù)模
式的中斷機(jī)制。有助于我們理解中斷服務(wù)程序的設(shè)計(jì),它的關(guān)鍵就在于如何將服務(wù)例程的地址放入IDT中斷描述符表中。當(dāng)中斷發(fā)生時(shí),如何將斷點(diǎn)地址及CPU各寄存器值保護(hù)起來(lái);中斷結(jié)束時(shí),如何將保護(hù)的值恢復(fù)。Windows系統(tǒng)本身并不提供實(shí)現(xiàn)上述功能的API,而DOS保護(hù)模式接口DPMI正具備了上述的功能。
下面我們首先介紹DPMI接口,然后基于它實(shí)現(xiàn)Windows下中斷服務(wù)程序的設(shè)計(jì)。
四、DOS保護(hù)模式接口DPMI
Windows除了標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)外,還支持一組特殊的DOS服務(wù),稱(chēng)為DOS保護(hù)模式接口DPMI,由一些INT2FH和INT31H服務(wù)組成。它使應(yīng)用程序能夠訪問(wèn)PC系列計(jì)算機(jī)的擴(kuò)充內(nèi)存,同時(shí)維護(hù)系統(tǒng)的保護(hù)功能。DPMI通過(guò)軟件中斷31h來(lái)定義了一個(gè)新的接口,使得保護(hù)模式的應(yīng)用程序能夠用它作分配內(nèi)存,修改描述符以及調(diào)用實(shí)模式軟件等工作。
Windows為應(yīng)用程序提供DPMI服務(wù)。即Windows是DPMI的宿主(host),應(yīng)用程序是DPMI的客戶(client),可通過(guò)INT-31H調(diào)用得到DPMI服務(wù)。INT-31H本身提供多功能。其中它的中斷管理服務(wù)允許保護(hù)模式用于攔截實(shí)模式中斷,并且掛住處理器異常。有些服務(wù)能夠和DPMI宿主合作,以維護(hù)應(yīng)用程序的虛擬中斷標(biāo)志。
可以用INT31H來(lái)掛住保護(hù)模式中斷向量,以中斷方式處理外部實(shí)時(shí)事件。利用INT31H,功能0205H:設(shè)置保護(hù)模式中斷向量,將特定中斷的保護(hù)模式處理程序的地址置入中斷向量里。調(diào)用方式:AX=0205H,BL=中斷號(hào),CX∶(E)DX=中斷處理程序選擇符:偏移值。返回:執(zhí)行成功CF=清零,執(zhí)行失敗CF=置位。
掛住/解掛中斷向量的時(shí)機(jī)很重要。主窗口第一次被創(chuàng)建時(shí)會(huì)傳送它WM-CREATE消息,這時(shí)是掛住中斷向量的最好時(shí)機(jī)。退出時(shí)需解掛向量,否則Windows可能崩潰。主窗口接收到WM-DE-STROY之后進(jìn)行解掛工作,是最適合的。解掛向量可先用INT35H,0204H功能將老的中斷向量保存,退出時(shí)用INT35H,0205H恢復(fù)。
五、編程實(shí)現(xiàn)
有了DPMI的支持,我們就可以很方便地處理數(shù)據(jù)采集、串行通信等工業(yè)過(guò)程中的實(shí)時(shí)事件。下面以Windows3.1平臺(tái)下中斷方式實(shí)現(xiàn)的串行通信為例,說(shuō)明中斷程序的編制和實(shí)現(xiàn)。為便于參考,給出了詳細(xì)的代碼。開(kāi)發(fā)平臺(tái)BC3.1/BC4.5,其本身支持0.9版的DPMI,無(wú)需運(yùn)行其它支持DPMI的軟件。編程語(yǔ)言C,可與C++混合編譯。
初始化COM1,9600波特率,每字符8bits,1個(gè)停止位,中斷接收,查詢(xún)發(fā)送。
//windowsasycommunication
//byLiXiuming
//lastmodifiedonJune25,1996
#include〈windows.h〉
#include〈dos.h〉
voidinterruptfarDataReceive();
voidinterruptfar(*old-vector)();
unsignedchardatacom-r[1024],datacom-s[1024];
intinflag=0;
unsignedints8259;
intInitCom1()
{//串口1初使化
s8259=inportb(0x21);//讀入8259當(dāng)前狀態(tài)并保存
outportb(0x21,s8259&0xe8);//初始化8259,允許0x0c號(hào)中斷
outportb(0x3fb,0x83);
outportb(0x3f8,0x0c);
outportb(0x3f9,0x00);
outportb(0x3fb,0x03);
outportb(0x3fc,0x08);//允許中斷信號(hào)送到8259A,以便能中斷
outportb(0x3f9,0x01);//0x01,中斷允許
return1;
}
voidinterruptfarDataReceive()
{//中斷接收子程序
staticinti=0;//靜態(tài)局部變量
charrechar=0;//每中斷一次,i自動(dòng)加1
rechar=inportb(0x3f8);//從數(shù)據(jù)口讀出發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)
if(inflag==0)
{
if(rechar!=s&&i==0)//幀起始
{
i=0;
gotoll;
}
datacom-r[i++]=rechar;//存入datacom-r[](通信緩沖區(qū))
if(rechar==e)//幀結(jié)束
{
inflag=1;
i=0;
}
}
ll:outportb(0x20,0x20);//回送中斷結(jié)束標(biāo)志
}
//調(diào)用DPMI
//保存舊的0CH號(hào)保護(hù)模式中斷向量
//設(shè)置新的保護(hù)模式中斷服務(wù)例程
voidInitCom(void)
{
asm{
cli
movax,204h
movbl,0ch
int31h
sti
}
old-vector=MK-FP(-CX,-DX);//保存
asm{cli//設(shè)置新的0x0c中斷服務(wù)例程
movax,205h
movbl,0ch
movcx,segdatareceive
movdx,offsetdatareceive
int31h
sti
}
InitCom1();
}
//恢復(fù)8259狀態(tài)
//恢復(fù)0CH保護(hù)模式向量
voidRestoreComm(void)
{
outportb(0x21,s8259);
asm{
cli
movax,205h
movbl,0ch
movcx,segold-vector
movdx,offsetold-vector
int31h
sti
}
}
在窗口第一次被創(chuàng)建時(shí)會(huì)傳送它WM-CREATE消息,這時(shí)調(diào)用InitCom()即可。在主窗口關(guān)閉時(shí),即主窗口中收到WM-DESTROY消息時(shí),調(diào)用RestoreComm()恢復(fù)原來(lái)的狀態(tài)。
這樣在對(duì)串口初始化,設(shè)置中斷服務(wù)例程后,通信事件發(fā)生時(shí),會(huì)立即跳入中斷子程序中執(zhí)行,越過(guò)系統(tǒng)的消息隊(duì)列,達(dá)到實(shí)時(shí)處理通信事件的目的。而數(shù)據(jù)處理模塊可通過(guò)全局標(biāo)志flag訪問(wèn)全局的數(shù)據(jù)通信緩沖區(qū)獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。這種實(shí)現(xiàn)方式與基于消息機(jī)制的Windows通信API實(shí)現(xiàn)相比具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)的特點(diǎn),因?yàn)樗^(guò)Windows系統(tǒng)的兩極消息機(jī)制。
上述程序已在實(shí)際系統(tǒng)中得到應(yīng)用。在Windows3.1支持下,同時(shí)運(yùn)行三個(gè)Windows任務(wù):服務(wù)器SERVER(內(nèi)有實(shí)時(shí)串行通信,多個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)子服務(wù)),客戶CLIENT,FOXPRO數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行良好。切換到WIN95平臺(tái)下(支持0.9版DPMI),系統(tǒng)也運(yùn)行良好。
參考文獻(xiàn)
1張?jiān)シ颉⒉芙ㄎ淖g.【澳】BarryKauler著.Windows匯編語(yǔ)言及系統(tǒng)程序設(shè)計(jì).北京大學(xué)出版社,1995
陰陽(yáng)理論強(qiáng)調(diào)萬(wàn)物皆含有“陰陽(yáng)”，“陰”與“陽(yáng)”之間的互動(dòng)，構(gòu)成了穩(wěn)定、平衡的局面。在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)里，繼承性體現(xiàn)了陰陽(yáng)理論的這種“構(gòu)成論”。派生類(lèi)通過(guò)繼承得到了父類(lèi)的一切—父類(lèi)中的數(shù)據(jù)（陰）和函數(shù)（陽(yáng)）。如果在祖先類(lèi)定義好數(shù)據(jù)（陰）和函數(shù)（陽(yáng)），那么從這個(gè)祖先類(lèi)派生出去的所有子類(lèi)都將含有數(shù)據(jù)（陰）和函數(shù)（陽(yáng)）。CPerson類(lèi)中，含有陰（Name和Age屬性）和陽(yáng)（GetName()、GetAge()、SetName()、SetAge()四個(gè)函數(shù)）兩大部分，通過(guò)派生得到CChina、CUsa和CJapan三個(gè)子類(lèi)，在這所有的派生類(lèi)中，都繼承了CPerson的陰、陽(yáng)兩部分的內(nèi)容，即使這三個(gè)派生類(lèi)再派生其它子類(lèi)，依然會(huì)繼承CPerson的陰、陽(yáng)兩部分的內(nèi)容，正所謂“萬(wàn)物負(fù)陰而抱陽(yáng)，沖氣以為和”，面向?qū)ο缶幊讨羞@種陰、陽(yáng)互動(dòng)的內(nèi)部工作方式構(gòu)成了它強(qiáng)大的生命力。
2多態(tài)性抽象類(lèi)與陰陽(yáng)理論
面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的多態(tài)性中出現(xiàn)的抽象類(lèi)，因其定義的某些函數(shù)（陽(yáng)）是純虛函數(shù)，沒(méi)有具體的代碼，實(shí)現(xiàn)不了常規(guī)的操作（缺失“陽(yáng)”的功能），這種抽象類(lèi)（含有“陰”卻無(wú)功能性的“陽(yáng)”）不能夠生成對(duì)象，正符合“孤陰不生”之道。在抽象類(lèi)中，接口類(lèi)是一種典型的沒(méi)有數(shù)據(jù)（陰）的抽象類(lèi)，它只含有純虛函數(shù)（無(wú)功能性的“陽(yáng)”），從上面分析可知，該類(lèi)型也是不能夠?qū)嵗瘜?duì)象的，正所謂“獨(dú)陽(yáng)不長(zhǎng)”。《易經(jīng)》中有“天地氤氳，萬(wàn)物化醇，男女構(gòu)精，萬(wàn)物化生”，在古籍《雪心賦》中更有“孤陰不生，獨(dú)陽(yáng)不長(zhǎng)”的名句[6]。句中的“天地”、“男女”更抽象一步可理解為“陰陽(yáng)”，兩句都強(qiáng)調(diào)“陰陽(yáng)”在萬(wàn)物的構(gòu)成中相互依存的對(duì)立統(tǒng)一性。
3總結(jié)
當(dāng)電纜沒(méi)有開(kāi)路、錯(cuò)位質(zhì)量故障時(shí)，A0～A31端的電纜等效電阻RT≤7000mΩ時(shí)，對(duì)A0～A31端分別取樣進(jìn)行精密測(cè)量。在綜合考慮IC100～I(xiàn)C131輸入端低電平應(yīng)≤0.7V和圖2中運(yùn)算放大器輸入靈敏度兼容情況下，取恒流源IS的輸出電流為10±0.5mA，Re0～Re31＝33Ω±5%，Vces≤0.1±0.05V。因此可以計(jì)算出VA采樣取值范圍是0.353～0.566V，VB的采樣取值范圍是0.348～0.384V。為此圖2中選用OPA335運(yùn)算放大器，其輸入電壓范圍是0～3V（單電源供電時(shí)），最大輸入失調(diào)電壓為5μV。圖2中運(yùn)算放大器輸出電壓V0～V31可由式（4）計(jì)算。由于OPA335的最大輸入失調(diào)電流是70pA，在設(shè)計(jì)中控制最大輸入電流在0.1～1mA之間，選擇RA＝RB＝2kΩ±5%，R1＝RF＝33kΩ±5%，電壓增益為16.5，輸出電壓范圍0～3.6V。
2測(cè)量分析電路設(shè)計(jì)
A/D轉(zhuǎn)換與分析電路設(shè)計(jì)在圖3中，A/D轉(zhuǎn)換電路ADC0809的輸入端IN0~IN7分別與圖2中運(yùn)算放大器的輸出端V0～V7連接，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為8位數(shù)字輸出信號(hào)，并傳送給單片機(jī)的D0～D7端口，由單片機(jī)進(jìn)行分析運(yùn)算。路模擬輸出信號(hào)共需要4塊ADC0809電路進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。單片機(jī)P0.0～P0.7端口接收ADC0809輸出的8位數(shù)字信號(hào)后進(jìn)行分析。
3電纜等效電阻檢測(cè)程序設(shè)計(jì)
3.1標(biāo)準(zhǔn)等效電阻值確定
端子壓接后電纜等效電阻的標(biāo)準(zhǔn)值因電纜長(zhǎng)度不同而有差異。可采用預(yù)先設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)值和自動(dòng)確定標(biāo)準(zhǔn)值兩種方法。對(duì)線徑為0.4mm的銅芯線電纜，預(yù)先設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)值RT標(biāo)準(zhǔn)可按照式（5）進(jìn)行計(jì)算：RT標(biāo)準(zhǔn)=75+148•L（5）其中，L是電纜長(zhǎng)度，單位為m；RT標(biāo)準(zhǔn)的單位是mΩ。自動(dòng)確定標(biāo)準(zhǔn)值方法是以正常工藝在質(zhì)量穩(wěn)定情況下，將首根檢驗(yàn)的壓接端子的電纜作為樣品，對(duì)32個(gè)芯線等效電阻進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)對(duì)比，選取其中的最小值，然后乘以系數(shù)1.05作為標(biāo)準(zhǔn)值。
3.2自動(dòng)設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)值程序設(shè)計(jì)
標(biāo)準(zhǔn)等效電阻值存放于I2C存儲(chǔ)器AT24C08中。檢測(cè)程序設(shè)計(jì)多路通信電纜端子精密檢測(cè)的主程序流程圖如圖5所示。以下為采集的主要函數(shù)，假設(shè)通道數(shù)為36路。
4批量檢測(cè)結(jié)果分析
案例需要選取復(fù)雜程度適中，學(xué)生比較感興趣的實(shí)例，使課堂變得生動(dòng)活潑。每位同學(xué)設(shè)計(jì)自己的實(shí)施方案，鼓勵(lì)大家去思考、去創(chuàng)造，經(jīng)過(guò)老師的講解，可以完成整個(gè)案例的實(shí)現(xiàn)。學(xué)生之間可以通過(guò)討論，經(jīng)驗(yàn)交流，互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，完善自己的案例制作。當(dāng)學(xué)生完成作品時(shí)，教師應(yīng)當(dāng)對(duì)此次案例的實(shí)施進(jìn)行總結(jié)，并且在此基礎(chǔ)上，將問(wèn)題延伸，對(duì)其進(jìn)行完善或改進(jìn)，根據(jù)課時(shí)情況，鼓勵(lì)學(xué)生設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)。
2與自身專(zhuān)業(yè)相結(jié)合
為了提高VisualBasic程序設(shè)計(jì)的實(shí)用性，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)以致用的能力，需要將該門(mén)課程與學(xué)生所學(xué)專(zhuān)業(yè)有機(jī)的結(jié)合在一起，這樣能夠使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣更加濃厚，提高學(xué)習(xí)熱情。以交通運(yùn)輸專(zhuān)業(yè)為例，課程開(kāi)展至圖形圖像的使用時(shí)，可以選取紅綠燈變換例題作為學(xué)生的操作案例，如圖2所示。在這個(gè)案例中，與交通專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)也許還有一定的差距，但這樣一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)例足以吸引學(xué)生的注意力，控件要求也比較簡(jiǎn)單，代碼結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，但是需要提醒學(xué)生注意的是需要對(duì)于Image3控件需要添加具有3個(gè)元素的控件數(shù)組，來(lái)存儲(chǔ)紅、黃、綠三種顏色。類(lèi)似的案例教師可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)搜索或圖書(shū)資料等多種方法搜集，難度不能太大，如果太復(fù)雜，反而會(huì)影響學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，以上就是對(duì)于非專(zhuān)業(yè)學(xué)生，將案例教學(xué)法應(yīng)用于理論教學(xué)中的一些建議。
3程序?qū)嵺`教學(xué)改革
本文對(duì)溫度、濕度兩個(gè)顯著影響溫室作物生長(zhǎng)的參數(shù)進(jìn)行深入分析研究，構(gòu)建的溫濕度模糊控制系統(tǒng)方案如圖2所示。圖2中，T和H分別為模糊控制系統(tǒng)輸出的溫室環(huán)境溫度和濕度值;T1、H1分別為根據(jù)專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)給出的農(nóng)作物生長(zhǎng)最佳的溫度和濕度值;eT1、eH1分別為給定值與溫室環(huán)境的實(shí)際測(cè)量值的偏差;ecT1、ecH1分別為溫濕度偏差隨時(shí)間的變化率。
2溫濕度模糊控制器設(shè)計(jì)
2．1輸入與輸出變量的模糊化
根據(jù)溫室大棚的實(shí)際狀況，以溫濕度偏差及其偏差變化率為輸入變量，各輸入變量的模糊化信息如表1所示。結(jié)合研究對(duì)象實(shí)際情況，既考慮控制規(guī)則的靈活性又兼顧簡(jiǎn)單易行。表1中，4個(gè)輸入變量模糊集均取為A，A為{NB，NS，ZE，PS，PB};模糊論域均取為B，B為{－4，－3，－2，－1，0，1，2，3，4}。模糊控制器的輸出控制變量為前窗、天窗、后窗、遮陽(yáng)簾、通風(fēng)機(jī)、加濕器和加熱器。這7個(gè)變量均為開(kāi)關(guān)量，只有開(kāi)和關(guān)(0/1)兩種狀態(tài)，分別用符號(hào)u1、u2、u3、u4、u5、u6、u7表示這7個(gè)變量。
2．2隸屬函數(shù)的確定
由于三角形隸屬度函數(shù)在輸入值變化時(shí)比正態(tài)分布或高斯型具有更高的靈活性［6］，因此本研究中溫濕度偏差與偏差變化率均選取三角形隸屬度函數(shù)。圖4為各輸入變量的隸屬度函數(shù)，選擇的模糊集寬度為4。因?yàn)閷挾冗^(guò)小會(huì)造成部分區(qū)間空缺，可能找不到相應(yīng)的控制規(guī)則，收斂性不好;寬度過(guò)大會(huì)造成控制規(guī)則的重疊部分過(guò)多，相互間影響加大并且響應(yīng)速度也變慢［7］。根據(jù)隸屬度函數(shù)對(duì)輸入變量量化為9個(gè)等級(jí)，其相應(yīng)的隸屬度賦值如表2所示。
2．3模糊控制規(guī)則的制定
模糊控制規(guī)則的形成實(shí)質(zhì)上是把操作者的經(jīng)驗(yàn)或?qū)＜业闹R(shí)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行凝練得到的若干條模糊控制規(guī)則［8］。經(jīng)對(duì)實(shí)際溫室控制系統(tǒng)的研究，發(fā)現(xiàn)溫濕度間存在一定的耦合性，即當(dāng)通過(guò)某一執(zhí)行機(jī)構(gòu)改變溫度(濕度)時(shí)濕度(溫度)也會(huì)發(fā)生變化，因此在制定模糊控制規(guī)則時(shí)就要滲透解耦的思想?；诖耍瑢?duì)7種執(zhí)行機(jī)構(gòu)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)做如下考慮:u1、u2和u3每打開(kāi)一個(gè)設(shè)備降溫和降濕效果增強(qiáng)一點(diǎn)，但速度較慢;u5開(kāi)通后其降溫和降濕速度明顯比u1、u2、u3快;u4降溫作用明顯，對(duì)濕度基本無(wú)影響;u6主要起加濕作用，降溫為次要作用;u7主要為增溫作用，降濕為次要作用。研究中制定了溫度與濕度之間、溫度變化率與濕度變化率之間的兩個(gè)模糊控制規(guī)則表，在此僅列出溫度與濕度之間的模糊控制規(guī)則，如表3所示。表3中，U為u1到u7這7個(gè)變量的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，開(kāi)用“1”表示，關(guān)用“0”表示。
2．4反模糊化
模糊控制器輸出的是模糊語(yǔ)言不同取值的一種組合，由于被控對(duì)象只接受一個(gè)精確的控制量，因此需要從組合中判決出一個(gè)精確的控制量，這也就是反模糊化的過(guò)程［9］。常用的判決方法有重心法、最大隸屬度法和中位數(shù)法等，本研究采用重心法計(jì)算模糊控制輸出的精確控制量。其具體表達(dá)式為u＇=∑nj=1ωjμ(ωj)/∑nj=1μ(ωj)(1)其中，n為模糊變量個(gè)數(shù)，ωj為模糊變量，μ(ωj)是對(duì)應(yīng)模糊變量的隸屬度。本系統(tǒng)反模糊化的具體過(guò)程:首先溫濕度誤差或其誤差變化率經(jīng)量化后得到相應(yīng)的量化等級(jí)，根據(jù)量化等級(jí)查詢(xún)各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在控制規(guī)則表中對(duì)應(yīng)的控制規(guī)則并使其激活。然后，由式(1)計(jì)算各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出值，計(jì)算結(jié)果等于0．5時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)保持原來(lái)狀態(tài);計(jì)算結(jié)果大于0．5時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)開(kāi);計(jì)算結(jié)果小于0．5時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)關(guān)?；谶@種思想，可建立各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的模糊控制查詢(xún)表，放在內(nèi)存中，編寫(xiě)相應(yīng)的PLC程序即可實(shí)現(xiàn)模糊控制器對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實(shí)時(shí)控制。
3溫濕度模糊控制PLC程序設(shè)計(jì)
溫濕度模糊控制PLC程序包括輸入量的采樣與模糊化程序、量化等級(jí)程序、模糊控制查詢(xún)程序、執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制程序和預(yù)警程序等［10］，在此僅介紹有關(guān)輸入采樣、誤差的計(jì)算和模糊控制查詢(xún)的部分程序。本研究是在STEP7編程環(huán)境下完成的模糊控制程序。
3．1輸入量采樣和ET/EH計(jì)算程序
研究中應(yīng)用的溫濕度傳感器的變送單元分別取0～50℃、0～100%RH，線性對(duì)應(yīng)電流均為4～20mA，因此在編寫(xiě)PLC程序前需把溫濕度的值與PLC中的數(shù)字量關(guān)系建立起來(lái)。具體過(guò)程如下:以溫度為例，用I表示電流值，T表示溫度值，X表示實(shí)時(shí)溫度轉(zhuǎn)換為PLC中的數(shù)字量值。由于0～50℃與4～20mA對(duì)應(yīng)，4～20mA又與PLC中的數(shù)字量為6400～32000對(duì)應(yīng)，因此可得曲線方程如式(2)與式(3)所示。根據(jù)式(4)即可計(jì)算0～50℃對(duì)應(yīng)PLC內(nèi)部的數(shù)字量值。如22℃對(duì)應(yīng)數(shù)字量值為17664。同理，可求得濕度值與PLC中數(shù)字量的對(duì)應(yīng)關(guān)系如式(5)所示。其中，H表示濕度。下面以溫度為22℃和濕度為70%RH的情況編寫(xiě)相應(yīng)的PLC程序，70%RH對(duì)應(yīng)的數(shù)字量為24320。
3．2模糊控制查詢(xún)程序
由反模糊化得到的模糊控制查詢(xún)表實(shí)質(zhì)上是一個(gè)9×9的二維數(shù)組，存在以VW200開(kāi)始的81個(gè)字單元中。在此把數(shù)組的首地址指針設(shè)定為VD48，根據(jù)(VW20×9+WV18)×2即可計(jì)算偏移值，在查詢(xún)表中定位并把相應(yīng)值賦予WV28。
4系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行測(cè)試
控制系統(tǒng)投入運(yùn)行后，任選某一天對(duì)控制效果進(jìn)行實(shí)際測(cè)試。測(cè)試時(shí)的起始溫度和濕度分別為32℃和52%RH，控制設(shè)定值分別為22℃和70%RH。對(duì)溫濕度采樣時(shí)間間隔均為5min，根據(jù)采集數(shù)據(jù)繪制的曲線如圖5所示。由圖5可知30min左右時(shí)溫濕度值均達(dá)到設(shè)定值，再經(jīng)10min左右溫濕值即達(dá)到預(yù)設(shè)的穩(wěn)定狀態(tài)值，達(dá)到了較滿意的控制效果。控制系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)的時(shí)間可通過(guò)增減有關(guān)設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)。
5結(jié)束語(yǔ)
1、設(shè)計(jì)原理及內(nèi)容
1．1設(shè)計(jì)原理
為實(shí)現(xiàn)嵌入式田間圖像視頻采集，主控芯片選擇使用比較廣泛的S3C2440芯片，攝像頭采用芯片為中星微ZC301的USB攝像頭，把采集到的植物視頻信息傳輸?shù)街骺匦酒?。主控芯片包括把采集的視頻信息顯示到LED觸摸屏上，還要把采集到的信息傳輸?shù)絇C機(jī)中。大田視頻采集模塊總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1大田視頻采集模塊總體結(jié)構(gòu)圖軟件方面包括USB攝像頭的驅(qū)動(dòng)程序、視頻采集程序、LED實(shí)時(shí)顯示程序網(wǎng)絡(luò)傳輸程序的設(shè)計(jì)、調(diào)試、燒寫(xiě)等操作。
1．2主要研究的內(nèi)容
1)對(duì)ARM嵌入式Linux的內(nèi)核，Bootloader、YAFFS根文件系統(tǒng)的制作和移植，即完成軟件平臺(tái)的搭建;2)中星微ZC301的USB攝像頭驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì);3)模塊的視頻采集程序的設(shè)計(jì);4)設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)LED，來(lái)顯示采集到視頻信息的程序;5)設(shè)計(jì)TCP網(wǎng)絡(luò)傳輸程序，把視頻信息發(fā)送出去;6)把采集到的視頻圖像顯示到PC虛擬機(jī)上。
2、總體設(shè)計(jì)
2．1平臺(tái)設(shè)計(jì)
2．1．1 BootLoader制作和移植首先按下任意鍵，使ARM9的程序運(yùn)行停止在如圖2所示的在DNW軟件上出現(xiàn)主選擇菜單界面;接著選擇下載到flash，即選擇‘1’，使用USB下載;在DNW軟件上出現(xiàn)有關(guān)閃存的各個(gè)存儲(chǔ)區(qū)間的情況。在上一步完成的基礎(chǔ)上，再選擇FLb．bin要燒寫(xiě)到NAND閃存中的位置，即選擇‘0’，燒寫(xiě)到NAND閃存中的boot的位置;然后在DNW軟件界面下執(zhí)行配置選項(xiàng)中的操作執(zhí)行指令，來(lái)進(jìn)行下載地址、COM口和波特率設(shè)置;在DNW軟件上點(diǎn)擊USBPort選項(xiàng)中的傳輸操作，找到要燒寫(xiě)FLb．bin的位置，選中FLb．bin文件;文件傳輸完成后即完成了BootLoader的移植。
2．1．2 系統(tǒng)內(nèi)核剪裁、制作和移植Linux內(nèi)核的移植和引導(dǎo)加載程序的燒寫(xiě)過(guò)程幾乎是相同的，添加內(nèi)核的映像文件和BootLoader的移植都是相同的。也就是說(shuō)，內(nèi)核是下載到NAND閃存的kernel位置;內(nèi)核移植時(shí)會(huì)出現(xiàn)移植進(jìn)度條;移植完成后出現(xiàn)的和BootLoader的移植出現(xiàn)的提示一樣。到此，Linux內(nèi)核的移植就完成了。Linux內(nèi)核配置對(duì)話框如圖3所示。
2．1．3 FAFFS根文件系統(tǒng)的創(chuàng)建和燒寫(xiě)過(guò)程1)使用目錄創(chuàng)造命令創(chuàng)造根文件系統(tǒng)的目錄，并創(chuàng)建在usr目錄下的bin、dev、etc等目錄，把根文件系統(tǒng)的框架搭建起來(lái);2)創(chuàng)造根文件系統(tǒng)的設(shè)備文件，進(jìn)入到dev目錄下使用創(chuàng)造命令來(lái)完成;3)安裝etc，進(jìn)入到etc目錄下進(jìn)行解壓etc．tar．gz;4)進(jìn)入到內(nèi)核目錄下使用模塊編譯命令來(lái)編制內(nèi)核模塊;5)使用模塊安裝命令對(duì)模塊進(jìn)行安裝;6)使用配置命令對(duì)其進(jìn)行配置，編譯命令進(jìn)行編譯，安裝命令進(jìn)行安裝;7)進(jìn)入到根文件目錄下使用ln－s命令來(lái)進(jìn)行鏈接，重新再編譯內(nèi)核;8)將編譯生成的內(nèi)核映像文件通過(guò)USB傳輸?shù)介_(kāi)發(fā)板的根文件系統(tǒng)中。
2．2軟件設(shè)計(jì)
2．2．1 攝像頭驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)
實(shí)現(xiàn)USB設(shè)備的即插即用功能的函數(shù)是攝像頭探測(cè)函數(shù)，函數(shù)名稱(chēng)是sp_probe。該驅(qū)動(dòng)程序中的數(shù)據(jù)傳輸模塊使用takelet來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的同步快速傳遞，此函數(shù)對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼使用的是spcode．c程序。數(shù)據(jù)傳輸模塊函數(shù)的具體名稱(chēng)是sp5_init_isoc，并且在sp5_open函數(shù)中掛有該函數(shù)的入口點(diǎn)。打開(kāi)設(shè)備是同步傳輸數(shù)據(jù)開(kāi)始的標(biāo)志，這里實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)暮瘮?shù)是sp_m_data，它把數(shù)據(jù)傳送給驅(qū)動(dòng)程序，驅(qū)動(dòng)程序?qū)?shù)據(jù)的訪問(wèn)使用的是輪詢(xún)法。Linux中的USB器件通過(guò)系統(tǒng)的USB層來(lái)操作下層硬件，流程圖如圖4所示。
2．2．2 模塊視頻采集程序
本系統(tǒng)的視頻采集程序是基于V4L開(kāi)發(fā)的，主要實(shí)現(xiàn)圖像采集設(shè)備的初始化、讀取和關(guān)閉等，基本操作流程如圖5所示。
3、大田視頻采集模塊的安裝與調(diào)試
3．1大田視頻采集模塊安裝執(zhí)行該命令要在該軟件文件所在的目錄下，將視頻采集模塊和PC虛擬機(jī)連接起來(lái)。這樣在PC虛擬機(jī)上就會(huì)顯示出視頻圖像，如圖6所示。
3．2大田視頻采集模塊現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試在齊齊哈爾嫩江大橋以北的農(nóng)田里，對(duì)種植的土豆進(jìn)行試驗(yàn)。模塊調(diào)試如圖7所示。圖7模塊調(diào)試一觸摸屏LED和虛擬機(jī)顯示圖像不清晰，是因?yàn)閹拇笮〉葏?shù)設(shè)置得小，修改后圖像較原來(lái)清晰些;觸屏和虛擬機(jī)圖像顯示不連貫是因?yàn)槠滹@示程序中延時(shí)設(shè)置太大，以及內(nèi)核需要優(yōu)化小點(diǎn)。大田視頻采集模塊的對(duì)農(nóng)作物視頻采集穩(wěn)定，觸屏的視頻圖像顯示非常清晰，且以非常高的質(zhì)量把采集到的視頻圖像傳輸?shù)搅薖C機(jī)上(見(jiàn)圖8)，在其上顯示的視頻圖像清晰連貫，能對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行非常有效的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè);操作人員能夠從其中迅速獲得農(nóng)作物的自身生長(zhǎng)發(fā)育情況和是否有病蟲(chóng)害等信息，而且大田的農(nóng)作物視頻信息采集受陽(yáng)光的影響也很小。本次試驗(yàn)非常成功。圖8PC機(jī)顯示的視頻圖像
4、結(jié)論
1.1 課程結(jié)構(gòu)陳舊
現(xiàn)在民辦高職院校采用教學(xué)材料中的課程結(jié)構(gòu)往往跟不上時(shí)代變化的腳步，甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后與當(dāng)前的研究形式。而且在講授Java這門(mén)實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，選擇的教學(xué)方式非常陳舊，以教師為中心的被動(dòng)化課堂模式，無(wú)法顯示學(xué)生的主動(dòng)性和積極性，這種教學(xué)模式根本無(wú)法詮釋Java語(yǔ)言的精妙之處。
1.2 教學(xué)內(nèi)容編排存在問(wèn)題
現(xiàn)階段民辦高職院校的Java程序語(yǔ)言課程教學(xué)內(nèi)容比較單一和落后，教學(xué)過(guò)程中，教師主要講解一些Java理論性的知識(shí)。學(xué)生在學(xué)習(xí)了Java語(yǔ)言這門(mén)課程之后，往往對(duì)Java只是一個(gè)寬泛性的概念理解，對(duì)Java語(yǔ)言的實(shí)際操作的強(qiáng)大功能沒(méi)有切身領(lǐng)會(huì)和感受到[2]。
二、java程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)質(zhì)量保證體系構(gòu)建
2.1 提升教師教學(xué)水平
要有效提高Java程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)質(zhì)量，提高教師的教學(xué)水平是首要途徑。Java語(yǔ)言的授課教師必須立足自身的優(yōu)勢(shì)和缺陷，取長(zhǎng)補(bǔ)短，不斷豐富自身的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，增強(qiáng)專(zhuān)業(yè)技能，更新教學(xué)觀念，引入創(chuàng)新的教學(xué)方法，積極主動(dòng)參與Java實(shí)訓(xùn)活動(dòng)，這樣才能在Java課堂教學(xué)中游刃有余。
2.2 改革課程結(jié)構(gòu)
課堂教學(xué)過(guò)程中，遵循“教師為引導(dǎo)，學(xué)生為主體”原則，選擇與學(xué)生知識(shí)水平相符合的教學(xué)課程，課程結(jié)構(gòu)要與學(xué)生的生活世界緊密結(jié)合，以培養(yǎng)學(xué)生的上機(jī)實(shí)操能力為主，讓學(xué)生成為課堂上的主體，積極培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)能力、動(dòng)手能力，提高學(xué)生的應(yīng)用創(chuàng)新能力。比如在講授類(lèi)、圖形用戶界面設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)編程等內(nèi)容時(shí)，筆者特意將教科書(shū)的章節(jié)打亂，實(shí)際教學(xué)時(shí)由淺入深、循序漸進(jìn)的講解，適當(dāng)增加直觀化、生動(dòng)化的案例解析。
2.3 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
Java程序設(shè)計(jì)課程作為一項(xiàng)跨學(xué)科、知識(shí)面廣的學(xué)科，在課程教學(xué)內(nèi)容上要進(jìn)行合理優(yōu)化組合，以符合學(xué)生的知識(shí)水平和實(shí)際生活為主，利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源為學(xué)生提供Java程序設(shè)計(jì)課件、Java案例解析、Java學(xué)習(xí)論壇等[3]。
三、結(jié)束語(yǔ)
程序設(shè)計(jì)課程具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，在培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)自己分析問(wèn)題、使用計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題能力的同時(shí)提倡學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，主要采用的教學(xué)模式有項(xiàng)目教學(xué)法、案例分析法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法等。
1．1《VB程序設(shè)計(jì)》課程中項(xiàng)目的設(shè)計(jì)
1．1．1章節(jié)項(xiàng)目
在整個(gè)教學(xué)過(guò)程當(dāng)中，采用了“大項(xiàng)目、小案例、任務(wù)驅(qū)動(dòng)不斷”的教學(xué)模式，設(shè)計(jì)并選取與生活相聯(lián)系的合理的能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的項(xiàng)目。針對(duì)課程教學(xué)的最終目的，設(shè)計(jì)了一個(gè)比較完整的圖書(shū)館管理系統(tǒng)綜合項(xiàng)目，但是這門(mén)課程知識(shí)點(diǎn)較多，要想完成這個(gè)綜合項(xiàng)目，學(xué)生首先必須熟悉VB開(kāi)發(fā)環(huán)境、掌握VB程序設(shè)計(jì)的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)、各章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容。為了配合整個(gè)課程最后綜合項(xiàng)目的完成，在具體的教學(xué)中按照教學(xué)內(nèi)容由易到難，針對(duì)教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)安排了13個(gè)章節(jié)項(xiàng)目，幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)教材各章節(jié)中的知識(shí)點(diǎn)。項(xiàng)目一:由現(xiàn)實(shí)生活中的漢諾塔游戲、交換兩個(gè)杯子中飲料的問(wèn)題，引入一個(gè)利用VB程序解決兩幅圖片對(duì)換位置的具體案例，使學(xué)生熟悉VB集成開(kāi)發(fā)環(huán)境以及各種窗口的使用、掌握常用控件對(duì)象的建立以及布局、利用VB開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單應(yīng)用程序的步驟、并初步引入程序設(shè)計(jì)思想，引導(dǎo)學(xué)生思考兩數(shù)互換的問(wèn)題，使學(xué)生通過(guò)觀察、思考、總結(jié)得出兩數(shù)互換的問(wèn)題和兩幅圖片互換位置是一類(lèi)問(wèn)題。項(xiàng)目二:編寫(xiě)一程序，在屏幕上顯示“歡迎來(lái)到VB世界!”，并輸入自己的名字。使學(xué)生熟悉VB編程四部曲———界面設(shè)計(jì)、相關(guān)對(duì)象的屬性設(shè)置、相關(guān)對(duì)象的代碼編寫(xiě)、調(diào)試運(yùn)行，尤其注意程序的調(diào)試過(guò)程。項(xiàng)目三:設(shè)計(jì)一個(gè)華氏溫度與攝氏溫度之間轉(zhuǎn)換的程序。通過(guò)這個(gè)項(xiàng)目熟悉VB的數(shù)據(jù)類(lèi)型及其運(yùn)算，掌握VB的常用標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)、變量以及常量的使用等語(yǔ)法知識(shí)點(diǎn)。項(xiàng)目四:利用輸入函數(shù)輸入一元二次方程的系數(shù)a、b、c，編寫(xiě)程序計(jì)算一元二次方程的兩個(gè)實(shí)根或虛根，用輸出語(yǔ)句輸出結(jié)果。熟悉常用的輸入輸出控件、掌握Print方法、Inputbox()函數(shù)、Msgbox()函數(shù)和Msgbox過(guò)程的使用方法。項(xiàng)目五:設(shè)計(jì)一個(gè)賬號(hào)和密碼的輸入檢驗(yàn)程序。規(guī)范整理英文文章，即對(duì)輸入的任意大小寫(xiě)的英文文章進(jìn)行整理，規(guī)則是:所有句子開(kāi)頭應(yīng)為大寫(xiě)字目(句子是以符號(hào)“?”、“．”、“!”作為結(jié)束符的)，其他都是小寫(xiě)字母。使學(xué)生熟練掌握程序三大結(jié)構(gòu)中的選擇和循環(huán)結(jié)構(gòu)。項(xiàng)目六:對(duì)一個(gè)班級(jí)的學(xué)生成績(jī)進(jìn)行輸入統(tǒng)計(jì)，找出所有成績(jī)中的最高分和最低分、全班成績(jī)的平均分等。使學(xué)生掌握數(shù)組的使用。項(xiàng)目七:編寫(xiě)一個(gè)函數(shù)，在已知的字符串中找出最長(zhǎng)的單詞。假定已知字符串中只含有字符和空格，空格用來(lái)分隔不同的單詞。通過(guò)該項(xiàng)目的學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握過(guò)程程序的設(shè)計(jì)、實(shí)參、形參等基本概念。項(xiàng)目八:常用控件的使用。設(shè)計(jì)一個(gè)類(lèi)似Win-dows記事本的應(yīng)用程序，并完善其各項(xiàng)功能。通過(guò)該項(xiàng)目使學(xué)生掌握菜單、對(duì)話框和多重窗體程序設(shè)計(jì)。項(xiàng)目九:導(dǎo)入手機(jī)號(hào)碼文件，編寫(xiě)一個(gè)手機(jī)選號(hào)程序，比如說(shuō)選出手機(jī)尾號(hào)后四位相同的手機(jī)號(hào)碼等。要求學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)，掌握文件的相關(guān)操作，利用文件能夠建立簡(jiǎn)單的應(yīng)用程序。項(xiàng)目十:建立本班同學(xué)信息庫(kù)，具體包括:學(xué)號(hào)、姓名、性別、出生日期、寢室電話、手機(jī)號(hào)碼，并用數(shù)據(jù)控件及綁定控件實(shí)現(xiàn)對(duì)同學(xué)信息的瀏覽，并實(shí)現(xiàn)按姓名查詢(xún)相關(guān)人員的基本信息。通過(guò)該項(xiàng)目掌握VB數(shù)據(jù)庫(kù)的相關(guān)技術(shù)。項(xiàng)目十一:設(shè)計(jì)多文檔應(yīng)用程序，熟悉VB高級(jí)界面的設(shè)計(jì)。項(xiàng)目十二:用MMControl控件設(shè)計(jì)一個(gè)錄音機(jī)，用API函數(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)用戶化的CD播放器。通過(guò)學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握VB多媒體程序設(shè)計(jì)。
1．1．2階段項(xiàng)目
為了使整個(gè)學(xué)期的教學(xué)內(nèi)容具有連貫性，糅合各章節(jié)零散的知識(shí)點(diǎn)，使教學(xué)實(shí)踐具有可操作性，將整個(gè)學(xué)期的教學(xué)實(shí)踐分成了三個(gè)階段，每個(gè)階段選用一個(gè)打破章節(jié)限制的階段項(xiàng)目，使學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)內(nèi)容有一個(gè)階段性較完整的認(rèn)識(shí)。這三個(gè)階段依次是實(shí)踐的開(kāi)始階段、實(shí)踐的展開(kāi)階段、實(shí)踐的結(jié)束階段，分別對(duì)應(yīng)階段項(xiàng)目一、階段項(xiàng)目二和階段項(xiàng)目三。每個(gè)階段中抓住關(guān)鍵教學(xué)環(huán)節(jié)，按照“大項(xiàng)目、小案例、任務(wù)驅(qū)動(dòng)不斷”的具體教學(xué)流程組織教學(xué)。階段項(xiàng)目一:選用簡(jiǎn)單的項(xiàng)目，如蝴蝶飛舞、字幕滾動(dòng)的項(xiàng)目。由于是初次接觸計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言，所以對(duì)于非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，這門(mén)課程的入門(mén)學(xué)習(xí)很關(guān)鍵，如果按照常規(guī)授課方法，依據(jù)書(shū)本上的章節(jié)內(nèi)容安排依次講授VB語(yǔ)言發(fā)展史、VB語(yǔ)言特點(diǎn)以及編程環(huán)境等內(nèi)容的話，學(xué)生很難接受，往往是聽(tīng)得稀里糊涂，不知道學(xué)習(xí)VB究竟有什么實(shí)際作用，從而會(huì)產(chǎn)生畏難情緒，最終導(dǎo)致學(xué)生對(duì)VB知識(shí)學(xué)習(xí)失去興趣和信心。為消除初學(xué)者的畏難情緒，第一階段主要以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣為主，讓學(xué)生對(duì)VB有一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)，同時(shí)讓學(xué)生在輕松的氣氛中了解VB的編程環(huán)境和編程步驟，以及VB面向?qū)ο蟆⑹录?qū)動(dòng)的編程機(jī)制。萬(wàn)事開(kāi)頭難，一旦學(xué)生對(duì)VB產(chǎn)生了興趣，就有利于后續(xù)知識(shí)的學(xué)習(xí)。階段項(xiàng)目二:難度稍微加大，選用計(jì)算器項(xiàng)目。通過(guò)本項(xiàng)目，一方面讓學(xué)生理解控件數(shù)組的含義和設(shè)計(jì)使用方法，以及簡(jiǎn)單下拉菜單、常用數(shù)學(xué)函數(shù)的使用、過(guò)程函數(shù)的編寫(xiě)等，進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生對(duì)概念的理解。另一方面讓學(xué)生注意可視化界面的設(shè)計(jì)，因?yàn)橛押妹烙^的人機(jī)交互界面，給人賞心悅目感覺(jué)的同時(shí)是軟件的門(mén)面。階段項(xiàng)目三:選用綜合項(xiàng)目———學(xué)生信息管理系統(tǒng)。通過(guò)這個(gè)項(xiàng)目讓學(xué)生真正了解掌握軟件的開(kāi)發(fā)過(guò)程。雖然這個(gè)項(xiàng)目比較難，但是有了前面知識(shí)的鋪墊，會(huì)變得容易接受理解，也是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)點(diǎn)的一次鞏固和進(jìn)一步更深入的理解，更是對(duì)前面知識(shí)的綜合應(yīng)用，讓學(xué)生由淺入深、由易到難，逐步領(lǐng)會(huì)掌握編程的基本思想、基本方法和開(kāi)發(fā)一個(gè)軟件的完整步驟。三個(gè)階段通過(guò)運(yùn)用“大項(xiàng)目、小案例”，每個(gè)階段讓學(xué)生帶著具體任務(wù)去學(xué)習(xí)，把枯燥的理論知識(shí)與生動(dòng)形象的教學(xué)方式相結(jié)合，以清晰簡(jiǎn)明的表達(dá)方式深入淺出地向?qū)W生傳授VB程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言課程的知識(shí)，使學(xué)生在完成具體任務(wù)的實(shí)踐過(guò)程中不斷加深對(duì)面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)思想和知識(shí)的理解。
1．2《VB程序設(shè)計(jì)》課程中的案例選取
有了已經(jīng)準(zhǔn)備好的各模塊的項(xiàng)目，并展示給學(xué)生，學(xué)生有了興趣后，就會(huì)想這些項(xiàng)目是怎么完成的，任務(wù)就落到各個(gè)模塊項(xiàng)目里面具體的案例上了。由于VB程序設(shè)計(jì)授課內(nèi)容多，授課時(shí)間緊張，按各知識(shí)模塊劃分選取項(xiàng)目后，在每個(gè)項(xiàng)目里面，按項(xiàng)目選取具體案例或是進(jìn)行設(shè)計(jì)各項(xiàng)目的各功能模塊，各功能模塊實(shí)際就是一個(gè)個(gè)案例。在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)循序漸進(jìn)，可以在原有案例的基礎(chǔ)上逐步改變或增加一些條件，將應(yīng)用進(jìn)行引申，啟發(fā)學(xué)生思維，讓學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解更透徹，掌握各知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，并在教學(xué)中兼顧學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)趣味性，達(dá)到事半功倍的教學(xué)效果。
1．3任務(wù)設(shè)計(jì)
圍繞每一知識(shí)模塊的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)知識(shí)點(diǎn)，設(shè)計(jì)相關(guān)的項(xiàng)目，并在各個(gè)項(xiàng)目中采用了系列案例以及完成各功能模塊的案例，為了讓學(xué)生更加熟練、更好地掌握教學(xué)內(nèi)容，在各知識(shí)模塊的學(xué)習(xí)中設(shè)置學(xué)習(xí)情景，給學(xué)生留有感興趣的任務(wù)，讓學(xué)生去完成。同時(shí)根據(jù)各知識(shí)模塊提出了單元任務(wù)，單元任務(wù)設(shè)置兩個(gè)層次———基本任務(wù)和提高任務(wù)。由于學(xué)生自身水平有差異，對(duì)于基礎(chǔ)好、學(xué)有余力的學(xué)生，要求他們不但要完成基本任務(wù)，還要完成提高任務(wù);對(duì)于大多數(shù)學(xué)生，只要求他們完成基本任務(wù)。由于時(shí)間的限制，可以讓學(xué)生在課余時(shí)間分析任務(wù)，在上機(jī)實(shí)踐課以及課余時(shí)間去完成任務(wù)，最后做任務(wù)的總結(jié)。有了興趣和任務(wù)的驅(qū)使，學(xué)生為了完成任務(wù)，就會(huì)利用各種方式和手段積極主動(dòng)地去解決問(wèn)題，他們會(huì)通過(guò)查閱相關(guān)書(shū)本、瀏覽網(wǎng)絡(luò)資源、同學(xué)之間互相協(xié)作等方式解決問(wèn)題，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，在完成任務(wù)的過(guò)程中學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題、實(shí)際開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序的能力得到了鍛煉，為學(xué)生知識(shí)的創(chuàng)新奠定良好的基礎(chǔ)，同時(shí)知識(shí)面也更廣、更大了。學(xué)生不會(huì)再覺(jué)得教學(xué)只是教師一個(gè)人的“獨(dú)角戲”，而是教師和學(xué)生的“二人轉(zhuǎn)”。在相互的配合以及友好和諧的師生關(guān)系中，教學(xué)順利完成的同時(shí)學(xué)生個(gè)人的知識(shí)庫(kù)也得到了構(gòu)建。
2實(shí)施方法
