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時(shí)間:2023-10-12 09:49:55
序論:寫(xiě)作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相,好投稿為您帶來(lái)了七篇生命時(shí)鐘的知識(shí)范文,愿它們成為您寫(xiě)作過(guò)程中的靈感催化劑,助力您的創(chuàng)作。
【中圖分類號(hào)】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A
【文章編號(hào)】0450-9889(2012)12A-0056-01
一寸光陰一寸金,寸金難買寸光陰。說(shuō)的是我們生命當(dāng)中的分分秒秒都是珍貴的,是用任何東西都無(wú)法與之交換的。而它的珍貴與它自身的價(jià)值意義相同。從某種程度上來(lái)看,時(shí)間貫穿在我們的生命長(zhǎng)度之中,我們?cè)跁r(shí)間的維度中創(chuàng)造價(jià)值。所以教師要讓學(xué)生了解時(shí)間的價(jià)值含義,這是進(jìn)行“時(shí)、分、秒”教學(xué)的最終目標(biāo),而在這一過(guò)程中,教師首先要讓學(xué)生了解“時(shí)、分、秒”作為時(shí)間單位的淺顯意義。
一、創(chuàng)設(shè)情境,進(jìn)行形象教學(xué)
“時(shí)、分、秒”這三個(gè)時(shí)間元素是比較抽象的時(shí)間概念,對(duì)于小學(xué)生來(lái)說(shuō),僅憑教師的講解是很難使之對(duì)時(shí)間有具體明晰的認(rèn)識(shí)的,所以教師要兼顧課堂內(nèi)容特點(diǎn)和學(xué)生自身接受知識(shí)的特點(diǎn),選擇行之有效的教學(xué)方法。
對(duì)于這一階段的學(xué)生來(lái)說(shuō),他們的形象思維能力較強(qiáng),對(duì)那些外化的東西比較容易感知并接受。所以,教師應(yīng)該為學(xué)生營(yíng)造形象、生動(dòng)、有趣的認(rèn)知情境空間,讓學(xué)生更直觀地去感知“時(shí)、分、秒”這三個(gè)時(shí)間元素的意義,使學(xué)生在觀察、欣賞、動(dòng)手、玩樂(lè)過(guò)程中感受到時(shí)間在不間斷地流逝。
首先是對(duì)時(shí)間進(jìn)行整體認(rèn)知。在這一環(huán)節(jié)中,教師可以利用多媒體,將正在滴答滴答響著的時(shí)鐘展示在小學(xué)生的面前,然后讓他們屏氣凝神感受時(shí)間分分秒秒地流逝。這時(shí)候?qū)W生的身心都是安靜的,他們會(huì)感受到超越數(shù)學(xué)之外的時(shí)間的意義。而后教師再讓學(xué)生觀察時(shí)針、分針、秒針的變化過(guò)程,繼而了解時(shí)、分、秒這三個(gè)時(shí)間元素的層次遞進(jìn)關(guān)系:時(shí)高于分和秒,分又由秒累積而成,秒是最小的時(shí)間單位。
其次是對(duì)“秒”這一時(shí)間單位的認(rèn)知。教師可以從生活中具體的例子形象地引出“秒”這一時(shí)間單位。例如,教師可以模擬春節(jié)晚會(huì)的跨年倒計(jì)時(shí),讓學(xué)生在進(jìn)行“10、9、8、7、6……”倒數(shù)之后敲響書(shū)桌代替跨年的鐘聲,學(xué)生在倒數(shù)、敲擊桌椅的過(guò)程中找到樂(lè)趣,再在教師的引導(dǎo)下,對(duì)“秒”這一概念有所掌握。
第三是對(duì)“分”這一時(shí)間單位的認(rèn)知。由于分是由秒累積而成的,所以基于這一點(diǎn),教師在進(jìn)行“分”教學(xué)的時(shí)候,首先要利用時(shí)鐘由“秒”過(guò)渡到“分”。這一環(huán)節(jié),教師可以先讓學(xué)生觀察多媒體顯示的時(shí)鐘,探究秒與分的關(guān)系。通過(guò)觀察,學(xué)生可以得知秒針繞時(shí)鐘轉(zhuǎn)了一圈,分針才挪動(dòng)一小格。為了更明晰地觀察分針、秒針的變化,教師可以讓學(xué)生動(dòng)手用紙片做一個(gè)模擬的時(shí)鐘。學(xué)生在手工制作的過(guò)程中,去明確“分”這一單位概念以及“分”與“秒”的差別。
最后是對(duì)“時(shí)”這一時(shí)間單位的認(rèn)知。時(shí)是最大的時(shí)間單位?!懊搿崩鄯e成“分”,“分”又積累成“時(shí)”,所以教師在進(jìn)行“時(shí)”教學(xué)的時(shí)候要聯(lián)系“分”,將分秒的兌換方法運(yùn)用到“分”與“時(shí)”上。
二、運(yùn)用形象演示,進(jìn)行“時(shí)、分、秒”課堂練習(xí)
課堂練習(xí)對(duì)剛剛接觸的新知識(shí)具有鞏固的作用,所以教師在講解完“時(shí)、分、秒”這一知識(shí)內(nèi)容之后,要對(duì)學(xué)生進(jìn)行相關(guān)知識(shí)的訓(xùn)練。在這一環(huán)節(jié)中,教師可以采用擊鼓傳鐘的方法。教師首先要找一個(gè)擊鼓人,當(dāng)鼓聲響起,學(xué)生就開(kāi)始將正常運(yùn)行的鐘依序逐個(gè)傳遞,當(dāng)鼓聲停止,時(shí)鐘落到哪位學(xué)生手中,就由哪位學(xué)生讀出時(shí)間。在這一環(huán)節(jié)中,教師是引導(dǎo)者,需核對(duì)學(xué)生讀出的時(shí)間正確與否。在這一游戲過(guò)程中,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣被激發(fā),為更有效地學(xué)習(xí)“時(shí)、分、秒”奠定了基礎(chǔ)。這一方法的運(yùn)用,比做大量的習(xí)題更有效。
在進(jìn)行“時(shí)、分、秒”課堂練習(xí)的時(shí)候,教師還可以在黑板上寫(xiě)出具體時(shí)間,然后讓學(xué)生在黑板上畫(huà)出與這一時(shí)間相對(duì)應(yīng)的鐘表。這對(duì)學(xué)生逆向思維的培養(yǎng)有重要作用??梢哉f(shuō),形象演示教學(xué)給學(xué)生營(yíng)造了一個(gè)豐富、有活力的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)空間,學(xué)生根據(jù)形象思維對(duì)“時(shí)、分、秒”這一知識(shí)進(jìn)行具體的理解,并在教師的引導(dǎo)下感知時(shí)間概念。
關(guān)鍵詞:精選內(nèi)容;教材教法;電路制作
在當(dāng)前的中職教育中,專業(yè)教學(xué)應(yīng)與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展相適應(yīng),與社會(huì)發(fā)展同步,緊跟當(dāng)前科技發(fā)展,為學(xué)生就業(yè)鋪路。專業(yè)課程設(shè)置與教學(xué)內(nèi)容合理,教育才能發(fā)展,所以對(duì)專業(yè)課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行必要的選材是十分重要的,而且還要精選,這樣才能適應(yīng)當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,職業(yè)教育才有生命力。
由于目前中職教育電子類課程教材較多,各大出版社都有相關(guān)的職中電子教材,但選擇一套緊跟當(dāng)前科技發(fā)展和適應(yīng)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展情況的教材就較小,有些版本內(nèi)容及知識(shí)明顯滯后社會(huì)現(xiàn)實(shí),跟不上現(xiàn)代科技發(fā)展。例如一些課本還大篇幅內(nèi)容為AM型超外差式收音機(jī)等過(guò)時(shí)知識(shí),目前市場(chǎng)上很小或根本就沒(méi)有這些中波段AM類收音機(jī)產(chǎn)品,只有FM或立體聲等收音機(jī)產(chǎn)品,學(xué)生學(xué)會(huì)AM類收音機(jī)也沒(méi)有多大作用,其二,學(xué)生在學(xué)校所學(xué)的知識(shí)和技能,都希望能夠解決日常生活中的一些實(shí)際問(wèn)題,或?qū)窈蟮墓ぷ饔兴鶐椭?。所以要順?yīng)社會(huì)和學(xué)生,教學(xué)選材內(nèi)容是關(guān)鍵。
選取教學(xué)內(nèi)容應(yīng)有一個(gè)既定的方向,重點(diǎn)選材方向是緊扣當(dāng)前科技發(fā)展形勢(shì),拼棄過(guò)時(shí)的產(chǎn)品講解,貼近本土企業(yè)生產(chǎn)需求,適當(dāng)結(jié)合中職生特點(diǎn),少選一些高深理論或較難推導(dǎo)的計(jì)算公式及圖表等教材,實(shí)現(xiàn)教學(xué)與科技同步,教學(xué)與生產(chǎn)、與社會(huì)同步。下面是筆者多年電子課教學(xué)選材與教法的一些做法,希望能對(duì)中職電子課程教學(xué)和選材有所幫助。
一、以實(shí)操為主線選內(nèi)容
目前電子實(shí)操內(nèi)容有很多,如各類電子制作,單元電路,功能模塊電路等,這些都是實(shí)操性很強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)電路,如何從這些電路中選取有代表性的單元電路,讓學(xué)生在實(shí)操中有興趣,不感到實(shí)操有難度,且通過(guò)實(shí)操過(guò)程形成技能。
例如電子學(xué)中有一振蕩時(shí)間常數(shù)公式為T=RC,具體應(yīng)用中許多學(xué)生不明白,筆者選用功能電路實(shí)驗(yàn)來(lái)幫助學(xué)生記憶時(shí)間常數(shù)公式,實(shí)驗(yàn)電路為典型的多諧振蕩器電路,電路如圖1。
這個(gè)多諧震蕩電路極具趣味,電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,可觀性強(qiáng),選材方便,學(xué)生制作非常容易,成功率高。電路工作原理也容易明白,當(dāng)電路接通電源時(shí),電流通過(guò)R1對(duì)C1進(jìn)行充電,C1電壓提高,當(dāng)滿足三極管Q 1導(dǎo)通時(shí),C1電流通過(guò)三極管放電。循環(huán)工作,形成震蕩。R2、C2、Q2工作原理也一樣。如果改變R1或C1的參數(shù),則震蕩周期也會(huì)改變,電路的發(fā)光二極管閃爍也跟隨變化閃亮,電路顯示直觀,學(xué)生對(duì)公式T=RC這個(gè)物理意義的理解就不會(huì)感到困難,容易記憶。在這個(gè)電路教學(xué)中,平時(shí)較差的學(xué)生也能完成這個(gè)電路制作,效果較好。這電路雖然只有幾個(gè)電阻,但是電阻都是色環(huán)電阻,學(xué)生在辨別色環(huán)電阻時(shí)也需要一番功夫,色環(huán)電阻的教學(xué)學(xué)生平時(shí)很難記住色環(huán)對(duì)應(yīng)的阻值,在這里通過(guò)閃爍的快慢來(lái)記憶色環(huán)的數(shù)值,一舉兩得,達(dá)到事半功倍的效果。
二、以實(shí)用性原則選材
中職教材多以實(shí)操實(shí)驗(yàn)為主,實(shí)驗(yàn)制作多,在眾多的實(shí)用電路中,可結(jié)合學(xué)生的實(shí)際進(jìn)行選取實(shí)驗(yàn)電路,如較實(shí)用的電路中有簡(jiǎn)易自動(dòng)抽水裝置電路,這一電路選材時(shí)考慮是基于有一部分學(xué)生是農(nóng)村生,農(nóng)村有部分水池或水井需經(jīng)常抽水,所以選這自動(dòng)抽水裝置電路作為代表。該電路特點(diǎn)是實(shí)用性極強(qiáng),能有全自動(dòng)抽水功能,經(jīng)濟(jì)實(shí)用。電路使用元件小,工作性能穩(wěn)定,故障率極少,維修方便。且安裝簡(jiǎn)單,凡有需要自動(dòng)抽水的的地方都可安裝這個(gè)電路。該電路如圖2。
電路工作原理:當(dāng)水池水位低于C端時(shí),三極管Q1基極沒(méi)有電流,三極管Q1截止,Q2導(dǎo)通,繼電器K1閉合,同時(shí)輔助觸頭K2斷開(kāi),電機(jī)得電工作抽水,當(dāng)水池水位上升至B點(diǎn),則三極管Q1導(dǎo)通,Q2截止,K1斷開(kāi),水泵停止抽水,K2閉合,維持在低水位狀態(tài),只有當(dāng)水位下降到低于C點(diǎn)時(shí),電路又重復(fù)以上工作過(guò)程。
學(xué)生在學(xué)習(xí)安裝該電路時(shí),主要對(duì)圖選好元件,照?qǐng)D安裝,基本都能成功。在指導(dǎo)學(xué)生電路安裝時(shí),注重安裝工藝教學(xué),令學(xué)生完成一個(gè)電路制作就是一件好的產(chǎn)品,能夠使用,真正是學(xué)以致用,學(xué)以實(shí)用。幾年前,有的學(xué)生在家安裝這個(gè)自動(dòng)抽水電路,到現(xiàn)在,已使用有五年多,電路一直工作正常。所以,選材教學(xué)是要以解決學(xué)生的實(shí)際問(wèn)題為原則。
三、選材要適合學(xué)生現(xiàn)有的知識(shí)水平
作為一名電子專業(yè)教師,教學(xué)上不與時(shí)俱進(jìn),不精心選取教學(xué)內(nèi)容,教學(xué)很難有長(zhǎng)進(jìn),平時(shí)有教師教電子數(shù)字電路時(shí)覺(jué)得特別難教,其實(shí)這是一個(gè)沒(méi)有適當(dāng)、合理的選材內(nèi)容教學(xué)的問(wèn)題。教學(xué)時(shí)只是對(duì)電路的與非門,脈沖波形,時(shí)序圖,卡諾圖等作理論教學(xué),少配實(shí)操訓(xùn)練,所以學(xué)生當(dāng)然就難學(xué)難記。誠(chéng)然,主要教之有法,輔以實(shí)操,數(shù)字電路教學(xué)也是很容易的。筆者的選材與教法學(xué)生就特別有興趣,在時(shí)序與脈沖內(nèi)容的教學(xué),筆者采用制作法,因?qū)W生已有模擬電路基礎(chǔ)和電路制作能力,一般的電路制作,學(xué)生安裝與調(diào)試,并不感到有太大的難度。所以先選一個(gè)用發(fā)光二極管七段顯示數(shù)字時(shí)鐘電路進(jìn)行制作。(圖3)為七段二極管一位數(shù)字顯示,(圖4)為時(shí)鐘電路原理圖。
原理圖如下:
學(xué)生只要按照電路原理圖,按步驟插件和焊接,制作數(shù)字時(shí)鐘大多會(huì)成功,學(xué)生自然就有成功感和喜悅感,接下來(lái)對(duì)電路的原理,脈沖產(chǎn)生,震蕩頻率,計(jì)時(shí)方法等學(xué)生都有興趣,學(xué)習(xí)起來(lái)就會(huì)有動(dòng)力,自然就不會(huì)覺(jué)得有困難。對(duì)難度較大的觸發(fā)器電路學(xué)習(xí)就相對(duì)較為順利。本電路在教學(xué)時(shí)可設(shè)置幾個(gè)時(shí)鐘常見(jiàn)故障供學(xué)生在實(shí)操時(shí)驗(yàn)證其理論正確性:(1)時(shí)鐘走時(shí)不準(zhǔn),時(shí)快時(shí)慢。(2)有的數(shù)字不顯示,或數(shù)字缺劃。(3)全部沒(méi)有顯示。(4)顯示間斷等。數(shù)字時(shí)鐘電路制作是一件實(shí)用性作品,可以在家庭使用,學(xué)生自然注重走時(shí)的準(zhǔn)確性,在制作時(shí)想辦法弄明白震蕩頻率數(shù)值的意義(晶振4.0MHZ),進(jìn)位控制方法(由P0、P1、到P5輸出端),七段顯示輸入控制端(P10到P16端引腳)等功能。
另外,數(shù)字電路的擴(kuò)展學(xué)習(xí)也是一個(gè)核心的內(nèi)容,例如數(shù)字集成電路,時(shí)基電路555,廣告顯示牌電路,電腦集成數(shù)字電路,分立發(fā)光二極管LED大型數(shù)字時(shí)鐘顯示屏,鐘樓時(shí)鐘,廣場(chǎng)時(shí)鐘,工廠各類計(jì)數(shù)器電路等都是與數(shù)字電路相關(guān),教學(xué)時(shí)這部分電路可以適當(dāng)結(jié)合學(xué)生實(shí)際情況進(jìn)行講授,學(xué)生對(duì)這部分知識(shí)有所了解,在今后的工作中會(huì)受益匪淺。
四、選材內(nèi)容新穎,貼近現(xiàn)代生活
現(xiàn)在的中職生都喜歡時(shí)尚,喜歡玩弄電子電器,如手機(jī),MP3播放器,數(shù)碼產(chǎn)品等,且大多數(shù)學(xué)生都擁有一件以上的電子產(chǎn)品,手機(jī)可以講現(xiàn)在人手一部,所以在電子教學(xué)中要精選一些當(dāng)前較為實(shí)用的且還要迎合學(xué)生需求的電子產(chǎn)品、相應(yīng)電路作為教學(xué)內(nèi)容。例如選用較為常用的多功能穩(wěn)壓電路,手機(jī)充電器電路,節(jié)能燈電路,MP3播放器電路,液晶電視部分電路等等,學(xué)生對(duì)這些電路非常感興趣,有興趣就有動(dòng)力。精選這些題材內(nèi)容教學(xué),較貼近實(shí)際生活需要,在講授時(shí)要精講,重點(diǎn)教會(huì)學(xué)生設(shè)計(jì)電路,制作與調(diào)試,每制作一個(gè)電路都務(wù)須要成功。例如學(xué)生制作手機(jī)萬(wàn)能充電器,要求充電器適應(yīng)不同的手機(jī)進(jìn)行充電,學(xué)生制作成功后,學(xué)生覺(jué)得好用,實(shí)用。這樣就會(huì)刺激學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。如果要制作一件高性能的電路,學(xué)生一般都會(huì)非常認(rèn)真投入制作,而且還要精選元件,用心調(diào)試電路參數(shù),務(wù)求使電路性能達(dá)到最佳狀態(tài),教學(xué)中有一點(diǎn)可以肯定的是在這種模式下學(xué)生學(xué)習(xí)相當(dāng)認(rèn)真。
現(xiàn)代科技不斷進(jìn)步,電子電器產(chǎn)品日新月異,產(chǎn)品向多功能、小型化、微型化方向發(fā)展,以手機(jī)、微型電腦、液晶電視等作為代表,標(biāo)志著當(dāng)前科技發(fā)展的形勢(shì)與速度,因此,可以選擇這些產(chǎn)品的知識(shí)作為教學(xué)內(nèi)容,但在教學(xué)過(guò)程中可以適當(dāng)降低理論難度,重點(diǎn)是使學(xué)生知道相關(guān)的專業(yè)知識(shí)及其產(chǎn)品基本功能,優(yōu)點(diǎn)。也可剖析產(chǎn)品的結(jié)構(gòu),裝配工藝等,讓學(xué)生了解產(chǎn)品制造工藝,性能,該行業(yè)領(lǐng)域的科技發(fā)展方向,為學(xué)生參加工作打下良好基礎(chǔ)。
(作者單位:廣東江門市新會(huì)岡州職業(yè)技術(shù)學(xué)校)
基礎(chǔ)教育課程改革的浪潮滾滾而來(lái),新課程體系在課程功能、結(jié)構(gòu)、內(nèi)容等方面都較原來(lái)的課程有了重大創(chuàng)新和突破。這場(chǎng)改革給教師帶來(lái)了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)和不可多得的機(jī)遇??梢哉f(shuō),新一輪基礎(chǔ)教育課程改革將使我國(guó)的中小學(xué)教師隊(duì)伍發(fā)生一次歷史性的變化。每一位教師都將在這場(chǎng)變革面前實(shí)現(xiàn)新的"蛻變",新的跨越。
中小學(xué)美術(shù)新課程標(biāo)準(zhǔn)打破了傳統(tǒng)美術(shù)教學(xué)的知識(shí)框架,從全新的角度,按學(xué)習(xí)方式把美術(shù)課程分為欣賞·評(píng)述,造型·表現(xiàn),設(shè)計(jì)·應(yīng)用,綜合·探索四大學(xué)習(xí)領(lǐng)域,造型表現(xiàn)、設(shè)計(jì)應(yīng)用兩個(gè)學(xué)習(xí)領(lǐng)域的活動(dòng)方式強(qiáng)調(diào)學(xué)生自由表現(xiàn),大膽設(shè)計(jì)創(chuàng)造,外化自己的認(rèn)識(shí)和情感;欣賞評(píng)述則傾向于內(nèi)化為文化品位和素質(zhì)品質(zhì):綜合探索則強(qiáng)調(diào)通過(guò)綜合性美術(shù)活動(dòng)的體驗(yàn)學(xué)習(xí),引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探求,研究創(chuàng)造,運(yùn)用綜合性知識(shí)技能去制作,表現(xiàn)和展示,喚起學(xué)生對(duì)未知領(lǐng)域的探求欲望,體驗(yàn)愉悅和成就感。從新課標(biāo)劃分的四個(gè)學(xué)習(xí)領(lǐng)域中,我們可以看出,不論是外化能力、內(nèi)化品質(zhì),還是探索未知,體驗(yàn)成功與情感,新課標(biāo)賦予了新教材很多體驗(yàn)性學(xué)習(xí)的方式。新課程強(qiáng)調(diào)"一切為了學(xué)生的發(fā)展",從學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)出發(fā),教學(xué)要向少年兒童的生活世界回歸。教學(xué)方式由被動(dòng)的接受式轉(zhuǎn)向探究性學(xué)習(xí)、自主合作學(xué)習(xí)。
在新課程中學(xué)年級(jí)的美術(shù)教材中,體驗(yàn)學(xué)習(xí)的內(nèi)容占了較大的比例:如"多采的學(xué)習(xí)生活"是對(duì)校園環(huán)境、人物以及校園內(nèi)各種活動(dòng)的繪畫(huà)表現(xiàn),加深對(duì)校園豐富多采的學(xué)習(xí)生活的體驗(yàn);"教室壁報(bào)的編排設(shè)計(jì)"是對(duì)校園豐富多采的學(xué)習(xí)生活的熱愛(ài),培養(yǎng)同學(xué)之間相互團(tuán)結(jié)、密切合作的人際關(guān)系,是對(duì)共同合作獲得的成功與快樂(lè)的體驗(yàn);"生活用品"是對(duì)日常用品的材質(zhì)、款式、造型、色彩結(jié)構(gòu)、功能、氣味、特性的體驗(yàn);"環(huán)境藝術(shù)--雕塑"是對(duì)不同材料可塑性的體驗(yàn);"校園規(guī)劃","閃亮的星空","藝術(shù)欣賞","椅子設(shè)計(jì)","網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)",是對(duì)合作學(xué)習(xí)的體驗(yàn)。這些課程內(nèi)容從不同角度體現(xiàn)了學(xué)習(xí)主體對(duì)個(gè)體的體驗(yàn)學(xué)習(xí),為學(xué)生提供了一個(gè)寬泛的體驗(yàn)學(xué)習(xí)空間,怎樣在美術(shù)教學(xué)活動(dòng)中實(shí)施體驗(yàn)性學(xué)習(xí)呢?筆者從體驗(yàn)性學(xué)習(xí)的主客體交融性,體驗(yàn)性學(xué)習(xí)的實(shí)踐性,體驗(yàn)性學(xué)習(xí)注重教材內(nèi)容的靈活性三個(gè)方面做一些淺析,以與大家共同探討。
一、體驗(yàn)性學(xué)習(xí)注重主客體的交融性
學(xué)習(xí)的過(guò)程是主客體交融的過(guò)程,就是學(xué)習(xí)主體對(duì)知識(shí)客體融會(huì)整合的過(guò)程。學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體,具有自主性、能動(dòng)性和創(chuàng)造性,而教材內(nèi)容則是固定的、靜止的,具有自閉性、被動(dòng)性,甚至排他性;為學(xué)生主體增加了障礙和困難;學(xué)習(xí)主體與教材客體成了一對(duì)矛盾。開(kāi)展體驗(yàn)性學(xué)習(xí),教師的作用就是使固定的、自閉的、被動(dòng)的教材內(nèi)容活起來(lái),就是根據(jù)學(xué)生的生理、心理特點(diǎn)與教材自身的功能和內(nèi)涵,注入體驗(yàn)性學(xué)習(xí)的機(jī)制和方式方法,使教學(xué)內(nèi)容成為開(kāi)放的,具有趣味的,充滿活力的各種學(xué)習(xí)活動(dòng)。如在"人體比例"教學(xué)中,創(chuàng)設(shè)學(xué)生相互觀察的機(jī)會(huì),體驗(yàn)人體的活力與美感;通過(guò)觀看人體的視覺(jué)體驗(yàn),豐富了學(xué)生對(duì)人體各種站姿、坐姿、跪姿的認(rèn)識(shí);通過(guò)動(dòng)手繪畫(huà)人物全身姿態(tài)的寫(xiě)生練習(xí),體驗(yàn)人體結(jié)構(gòu)的和諧美和人體的動(dòng)態(tài)美。使學(xué)生獲得了成功的愉悅體驗(yàn),口語(yǔ)交流的體驗(yàn)。有機(jī)地創(chuàng)設(shè)體驗(yàn)學(xué)習(xí)情景和體驗(yàn)學(xué)習(xí)氣氛,體驗(yàn)學(xué)習(xí)的契機(jī)。使學(xué)生對(duì)認(rèn)知活動(dòng)產(chǎn)生興趣,產(chǎn)生愛(ài)意,自主地參與到學(xué)習(xí)活動(dòng)中去,去體驗(yàn)和感悟,能動(dòng)地?fù)肀еR(shí),認(rèn)識(shí)知識(shí),學(xué)習(xí)主體與知識(shí)學(xué)習(xí)活動(dòng)融為一體,在主客體的交融體驗(yàn)學(xué)習(xí)中,知識(shí)融入了學(xué)生的生命之中,使學(xué)生嘗試到每一次學(xué)習(xí)體驗(yàn)都是生命意義的升華和對(duì)生命價(jià)值的體驗(yàn),而獲得對(duì)學(xué)習(xí)美術(shù)的持久興趣。
二、體驗(yàn)性學(xué)習(xí)注重學(xué)習(xí)主體的實(shí)踐性
實(shí)踐是認(rèn)知的基礎(chǔ),實(shí)踐是體驗(yàn)性學(xué)習(xí)的基本方式,體驗(yàn)性學(xué)習(xí)就是通過(guò)豐富多彩的實(shí)踐活動(dòng),充分刺激學(xué)生的視覺(jué)、觸覺(jué)、聽(tīng)覺(jué),從而獲得感知認(rèn)識(shí),完成對(duì)客體的認(rèn)知。如在"光明的始者"教學(xué)中,學(xué)生在把觀察、撫摸燈具的過(guò)程中,通過(guò)手的觸覺(jué),體驗(yàn)到燈的實(shí)體,燈的外型、質(zhì)感、功能;通過(guò)造型的觀察、視覺(jué)體驗(yàn),不但認(rèn)識(shí)了燈,而且發(fā)現(xiàn)不同形狀的燈與不同色彩的燈的區(qū)別;通過(guò)動(dòng)手繪畫(huà)體驗(yàn),才發(fā)現(xiàn)平面上的燈與生活中的燈有很大的差別,但又互相聯(lián)系。開(kāi)展體驗(yàn)性學(xué)習(xí)活動(dòng),是在感知覺(jué)體驗(yàn)認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步調(diào)動(dòng)思維和情感的體驗(yàn),逐步獲得對(duì)知識(shí)的感悟和認(rèn)知。再通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐制作的體驗(yàn),檢驗(yàn)感知覺(jué)的認(rèn)識(shí),校正和提升認(rèn)知思維,再進(jìn)一步獲得創(chuàng)造與成功愉悅的體驗(yàn)。
三、體驗(yàn)性學(xué)習(xí)注重教材內(nèi)容的靈活性
在美術(shù)教學(xué)中,開(kāi)展體驗(yàn)性學(xué)習(xí)的方式多種多樣。如果按人體的功能可分為感觸覺(jué)體驗(yàn),視覺(jué)學(xué)習(xí)體驗(yàn),動(dòng)手實(shí)踐體驗(yàn),思維想象體驗(yàn),情感審美體驗(yàn)。按認(rèn)知客體內(nèi)容可分為,對(duì)物體媒材性能、特征的體驗(yàn),對(duì)雙基知識(shí)的認(rèn)知過(guò)程體驗(yàn),對(duì)作品塑造的體驗(yàn)。按體驗(yàn)性學(xué)習(xí)的類型可分為:觸摸感覺(jué)體驗(yàn),視聽(tīng)情景體驗(yàn),活動(dòng)參與體驗(yàn),實(shí)踐創(chuàng)造體驗(yàn),情感體驗(yàn),成功體驗(yàn),挫折體驗(yàn),評(píng)價(jià)交流體驗(yàn),審美體驗(yàn)等等。
19世紀(jì)的她,憑著不屈不撓的心,憑著堅(jiān)韌不拔的意志,驅(qū)散了生命的黑暗,創(chuàng)造了生命的奇跡,譜寫(xiě)了強(qiáng)者之歌!她的名字已成為不屈不撓的象征,成為堅(jiān)強(qiáng)的代名詞。她雖身處黑暗之中,卻給人類帶來(lái)光明,她雖被命運(yùn)之神奪走了視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué),卻緊緊扼住命運(yùn)的咽喉,她雖無(wú)數(shù)次摔倒,卻又無(wú)數(shù)次站起來(lái)。她用自己燦爛的微笑告訴人們:生命因堅(jiān)強(qiáng)而輝煌!她,就是被譽(yù)為19世紀(jì)最杰出的人:海倫?凱勒!
最近,我們學(xué)習(xí)了《海倫?凱勒》這篇課文,我被她那不屈不撓的奮斗精神所震撼了。再次翻開(kāi)語(yǔ)文書(shū),海倫摸讀盲文的情景又回到我的眼前:“她不分晝夜,像一塊干燥的海綿吮吸著知識(shí)的甘霖。她拼命摸讀盲文,不停地書(shū)寫(xiě)單詞和句子。她是這樣地如饑似渴,以至小小的手指頭都摸出了血?!碑?dāng)別人進(jìn)入了甜蜜的夢(mèng)鄉(xiāng)時(shí),只有海倫還在書(shū)桌前摸讀著盲文,時(shí)鐘不知走了多少圈,可海倫在知識(shí)的引領(lǐng)下,不停地學(xué),不停地摸。就這樣,幾千個(gè)日日夜夜過(guò)去了,她一步一步踏出了一條光明之路,一步一步向成功邁去。
翻開(kāi)歷史長(zhǎng)河,古今中外有多少人雖身處逆境卻攀上了光輝的頂點(diǎn)!有多少人跨越困難到達(dá)了成功的彼岸!他們用事實(shí)證明:任何困難堡壘在頑強(qiáng)意志面前都會(huì)灰飛煙滅的。張海迪在殘酷的命運(yùn)挑戰(zhàn)面前,以頑強(qiáng)的毅力在輪椅上唱出了高昂激越的生命之歌,在書(shū)的扉頁(yè)上寫(xiě)下了“生命之樹(shù)常青”;臺(tái)麗華雖遭到聾啞之痛,卻在舞臺(tái)上將“千手觀音”演繹到了絕美境地;霍金只有三只手指有知覺(jué),但思維卻飛出了地球,飛出了太陽(yáng)系,飛出了銀河系,飛到了百億光年外的宇宙深處,飛向了神秘莫測(cè)的黑洞,成了當(dāng)代的愛(ài)因斯坦;貝多芬雖耳聾,卻扼住了命運(yùn)的咽喉,用生命去聆聽(tīng),創(chuàng)造了流傳至今的第九交響樂(lè),成為了天地間的英雄。他們像一盞盞明燈,憑著堅(jiān)強(qiáng)不屈,點(diǎn)亮一個(gè)個(gè)心靈,他們歷經(jīng)挫折與磨難,使命運(yùn)之神屈服了,從弱者漸漸走向強(qiáng)者,成就了輝煌人生。
再想想我們的生活,我們健全人有著一切都是他們所希望擁有的,唯一少的就是那一份面對(duì)困難的勇氣,只要我們有著不屈不撓的奮斗精神,光明大道同樣也會(huì)為我們敞開(kāi)!
記住,生命因堅(jiān)強(qiáng)而輝煌!
伴隨著特殊教育新課程即將實(shí)施,積極推動(dòng)培智數(shù)學(xué)學(xué)科的健康發(fā)展,以培智學(xué)生的發(fā)展為基點(diǎn),探索適合培智數(shù)學(xué)課程實(shí)施的新的途徑,結(jié)合自身教學(xué)實(shí)際談一談培智數(shù)學(xué)課程建設(shè)的幾點(diǎn)思考.
一、尊重?cái)?shù)學(xué)的學(xué)科性
學(xué)校一直以來(lái)使用的是上海市盧灣區(qū)輔讀學(xué)校的生活數(shù)學(xué)教材.而此套教材具有很強(qiáng)的地方特色,加上學(xué)生情況的個(gè)體差異,在具體的實(shí)施過(guò)程中存在很多的困難.同時(shí)由于學(xué)校實(shí)行“個(gè)別化教育”,課程的教學(xué)內(nèi)容要從學(xué)生長(zhǎng)短期目標(biāo)中提取,這就造成了教師在進(jìn)行教學(xué)時(shí),教學(xué)內(nèi)容前后關(guān)聯(lián)性較弱,打破了數(shù)學(xué)的學(xué)科體系.但是作為教師,我們應(yīng)該要重視學(xué)科知識(shí)體系,雖然智力障礙兒童的發(fā)展較普通兒童來(lái)說(shuō)相對(duì)緩慢,但是我們要遵循“中重度智障兒童數(shù)學(xué)課程框架模式圖”進(jìn)行教學(xué).橫向生活體系的建立遵循生活化教學(xué)原則,以學(xué)生真實(shí)的家居生活、學(xué)校生活、社區(qū)生活為主,安排教學(xué)內(nèi)容和學(xué)習(xí)材料;縱向知識(shí)體系的建立遵循可接受性教學(xué)原則,按照中重度智障兒童身心特點(diǎn)、認(rèn)識(shí)規(guī)律,逐步提升數(shù)學(xué)知識(shí),豐富學(xué)習(xí)內(nèi)容.
二、注重培智數(shù)學(xué)與其他學(xué)科融合
在培智學(xué)校的數(shù)學(xué)教學(xué)中,要不斷加強(qiáng)數(shù)學(xué)學(xué)科與其他學(xué)科的融合,以促進(jìn)學(xué)生的健康、全面發(fā)展.例如培智數(shù)學(xué)可以將數(shù)學(xué)與美工課程聯(lián)系起來(lái),鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)手開(kāi)展實(shí)踐活動(dòng).比如,在進(jìn)行圖形識(shí)別教學(xué)時(shí),教師可以將美工教學(xué)中的三角形、圓形等圖形繪畫(huà)訓(xùn)練引入到數(shù)學(xué)課堂中.讓學(xué)生選擇幾樣圖形,然后進(jìn)行繪畫(huà),畫(huà)好后涂上自己喜歡的顏色并裁剪下來(lái),最后讓學(xué)生對(duì)自己的作品進(jìn)行講解.這樣不但鍛煉了學(xué)生的實(shí)踐能力,還促進(jìn)了學(xué)生美工知識(shí)、語(yǔ)言表達(dá)能力以及數(shù)學(xué)圖形識(shí)別能力的提高.
三、充分利用真實(shí)情境進(jìn)行教學(xué)
學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí)是為了更好地為生活服務(wù),應(yīng)用于生活,學(xué)以致用.理論聯(lián)系實(shí)際對(duì)教學(xué)來(lái)說(shuō)是行之有效的方法,尤其是對(duì)于智障兒童來(lái)說(shuō),與具體實(shí)踐相結(jié)合是提高教學(xué)質(zhì)量的有效手段.雖然,教師在課堂教學(xué)中會(huì)運(yùn)用到“情景教學(xué)法”,創(chuàng)設(shè)各種模擬的環(huán)境供學(xué)生們進(jìn)行學(xué)習(xí),這種模擬的環(huán)境是單純的、被預(yù)先設(shè)置好的,是在教師的掌控下進(jìn)行的.但是真實(shí)情景往往會(huì)更加復(fù)雜,它對(duì)孩子不僅有“數(shù)學(xué)技能”上的要求還會(huì)有“言語(yǔ)溝通”、“禮儀”等等各方面的要求,而往往模擬情境只能幫助孩子獲得技能,卻無(wú)法幫助他們有更全面的學(xué)習(xí).如在學(xué)習(xí)“使用人民幣購(gòu)物”時(shí),教師可以將“超市”搬入課堂,但是教師無(wú)法創(chuàng)設(shè)真實(shí)的溝通交流環(huán)境,因此會(huì)導(dǎo)致學(xué)生學(xué)會(huì)了技能,但可能真正購(gòu)物時(shí)卻又出現(xiàn)別的問(wèn)題,如溝通交流問(wèn)題,而影響其生活.因此教師在教學(xué)中不應(yīng)拘泥于課堂形式,而應(yīng)當(dāng)充分利用真實(shí)情境進(jìn)行教學(xué),以此貫徹生活化教學(xué)法,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力,讓學(xué)生切切實(shí)實(shí)地掌握技能,并運(yùn)用到生活中.因此教師應(yīng)通過(guò)對(duì)現(xiàn)實(shí)生活中真實(shí)事件和問(wèn)題的分析、體驗(yàn)與探索來(lái)進(jìn)行教學(xué).在教學(xué)過(guò)程中,教師要呈現(xiàn)真實(shí)的問(wèn)題、真實(shí)的事情、真實(shí)的情景,為他們解決問(wèn)題與探究新知識(shí)提供工具與材料,幫助他們搭建起新知識(shí)的概念體系.
四、數(shù)學(xué)課堂注重動(dòng)手操作,直觀感受
由于培智學(xué)校學(xué)生對(duì)于抽象概念的感知和理解能力相對(duì)較差,數(shù)學(xué)教師如果僅僅依靠口頭講解,是很難達(dá)到理想的教學(xué)效果的.因此,教師應(yīng)該經(jīng)常讓學(xué)生自己動(dòng)手,通過(guò)直觀的方式來(lái)理解數(shù)學(xué)知識(shí).比如在進(jìn)行時(shí)間的識(shí)別教學(xué)時(shí),教師可以在課堂上準(zhǔn)備一個(gè)可以調(diào)適的時(shí)鐘模型,在講解完時(shí)間的識(shí)別理論以及時(shí)針、分針和秒針的轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)律和功能后,可以讓學(xué)生分別親自動(dòng)手調(diào)適自己想設(shè)定的時(shí)間,并讓其他學(xué)生來(lái)指認(rèn)時(shí)鐘所指時(shí)刻,最后由數(shù)學(xué)教師來(lái)評(píng)判誰(shuí)正確.通過(guò)這樣的方式,學(xué)生親自動(dòng)手以直觀的形式體會(huì)時(shí)鐘上時(shí)間識(shí)別的技巧,豐富學(xué)生數(shù)學(xué)知識(shí)的同時(shí)提升了他們的實(shí)踐能力.
五、家校聯(lián)動(dòng)實(shí)施主題式數(shù)學(xué)教學(xué)
培智學(xué)生學(xué)習(xí)的最終目的是回歸主流社會(huì),為了在教學(xué)中實(shí)施主題式教學(xué),必須讓學(xué)生家長(zhǎng)參與進(jìn)來(lái),學(xué)校通過(guò)家長(zhǎng)學(xué)校、家長(zhǎng)會(huì)、親子互動(dòng)等形式對(duì)家長(zhǎng)進(jìn)行生活化主題教學(xué)實(shí)踐宣傳,要求家長(zhǎng)全力配合學(xué)校和班級(jí)對(duì)學(xué)生生活自理等方面能力進(jìn)行家庭實(shí)踐和有效評(píng)價(jià)并及時(shí)向老師反饋.通過(guò)家校聯(lián)動(dòng)實(shí)施實(shí)踐教育,創(chuàng)建和諧教育.
六、樹(shù)立正確的課程意識(shí)
關(guān)鍵字: FPGA; UART; 多模塊; Verilog; Xilinx ISE
中圖分類號(hào): TN911?34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào): 1004?373X(2013)13?0071?03
Realization of asynchronous serial communication based on FPGA
TIAN Le1, ZHANG Yong2
(1. School of Electronic and Information, Xi’an Polytechnic University, Xi’an 710048, China;
2. Xinjiang Xinhua energy R & D center in Xi’an Electric Co., Ltd., Xi’an 710304, China)
Abstract: In order to adapt to the widely applications of full digital automatic control, a multi?module system is designed with FPGA for UART, to make the integration level of the serial communication higher. The UART system structure is discomposed into three modules: FPGA baud rate generator control module, FPGA data sending module and the data receiving module. The hardware functionality is described by Verilog language. By using FPGA chip of Xilinx, the design, compiling, synthesis and download could be completed in Xilinx ISE Design Suite 13.4 environment. The simulation is conducted by ModelSim.
Keywords: FPGA; UART; multi?module; Verilog; Xilinx ISE
異步串行通信(UART)是一種廣泛應(yīng)用的串行數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議,UART[1?3]的要求是傳輸線少,可靠性高而且傳輸距離遠(yuǎn)。UART功能負(fù)責(zé)從總線采集數(shù)據(jù),轉(zhuǎn)換成傳輸格式,然后發(fā)送到串口。也負(fù)責(zé)從串口接收數(shù)據(jù),檢查和刪除附加的位,并傳送結(jié)果數(shù)據(jù)給總線。異步串行通信廣泛的應(yīng)用于軍事、工業(yè)、自動(dòng)控制、儀器、通信、醫(yī)藥、話音圖像處理等眾多領(lǐng)域[4?6]?,F(xiàn)實(shí)應(yīng)用中多采用專用集成芯片實(shí)現(xiàn)UART功能,如8250、8250A、16450、16C451、16C551等[7]。但在實(shí)際應(yīng)用中,一般只需要UART的幾個(gè)主要功能,專用芯片成本比較大且造成資源的浪費(fèi)[8?9]。近年來(lái)隨著電子設(shè)計(jì)技術(shù)的日趨成熟,特別是FPGA在集成度和速度上的大幅提高,可以用一個(gè)芯片構(gòu)成一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)。一個(gè)芯片就能完成處理計(jì)算、通信、控制等多功能,而且成本大幅度降低[10?11]。根據(jù)以上考慮,本文采用FPGA實(shí)現(xiàn)UART 功能。
1 UART通信原理
串行通信分為兩種類型:同步通信方式和異步通信方式。UART即通用異步串行通信收發(fā)器。UART的一幀數(shù)據(jù)由起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗(yàn)位和停止位組成。數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中是通過(guò)一個(gè)字符接一個(gè)字符進(jìn)行傳輸來(lái)實(shí)現(xiàn)通信的。每一幀的信息在傳送前傳輸線處于高電平狀態(tài)。在傳送一個(gè)字符信息的時(shí)候,每一個(gè)字符的接收是靠起始位來(lái)同步的,字符的前面是一位起始位,首先發(fā)送起始位為低電平,一般用下降沿通知收方傳輸開(kāi)始,然后發(fā)送起始位之后的數(shù)據(jù)位,數(shù)據(jù)位的傳送先低位后高位,字符本身由5~8位數(shù)據(jù)位組成。
數(shù)據(jù)位后面是奇偶校驗(yàn)位,奇偶校驗(yàn)位后的是停止位,標(biāo)志著一幀字符結(jié)束。停止位后為高電平,為空閑位,并為下一個(gè)字符的開(kāi)始傳送做準(zhǔn)備。在發(fā)送、接收數(shù)據(jù)時(shí),數(shù)據(jù)的幀與幀之間如果有間隙,就要在停止位之后附加空閑位,停止位后面是不定長(zhǎng)度的空閑位。停止位和空閑位都規(guī)定高電平,這樣可以保證起始位開(kāi)始處有一個(gè)下降沿。如圖1所示。
圖1 UART的一幀數(shù)據(jù)
1.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與硬件實(shí)現(xiàn)
異步通信允許在串行鏈路上進(jìn)行全雙工的通信。本文把異步通信電路作為一個(gè)整體來(lái)實(shí)現(xiàn),數(shù)據(jù)接收經(jīng)過(guò)MAX232進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換后經(jīng)FPGA串口模塊的RXD端輸入,由FPGA進(jìn)行串/并轉(zhuǎn)換后,8位有效數(shù)據(jù)進(jìn)入總線,再進(jìn)入處理芯片。數(shù)據(jù)發(fā)送經(jīng)數(shù)據(jù)處理后經(jīng)由總線進(jìn)入FPGA串口模塊,8位有效數(shù)據(jù)在FPGA中進(jìn)行并行轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)后由TXD端輸出到MAX232的12管腳,在MAX232種經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換后由TXD端輸出,系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。
圖2 系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)框圖
幀格式采用1位開(kāi)始位,8位數(shù)據(jù)位,1位停止位,波特率為115 200,根據(jù)采用的幀格式,需要發(fā)送的數(shù)據(jù)為10位(1位開(kāi)始位、8位數(shù)據(jù)位、1位停止位),在發(fā)送完這10位后,就應(yīng)該停止發(fā)送,并使發(fā)送端電平處于邏輯1,然后等候下次的發(fā)送。
1.2 FPGA波特率發(fā)生器模塊
串口通信,就是RS 232/RS 485通信,要求通信的雙方波特率等通信格式一樣才可以通信成功。在電子通信領(lǐng)域,波特率(Baud Rate)即調(diào)制速率,指的是信號(hào)被調(diào)制以后在單位時(shí)間內(nèi)的變化,即單位時(shí)間內(nèi)載波參數(shù)變化的次數(shù)。它是對(duì)符號(hào)傳輸速率的一種度量,1 Baud即指每秒傳輸1個(gè)符號(hào)。在基于FPGA實(shí)現(xiàn)通用異步通信時(shí),波特率發(fā)生器是一個(gè)必不可少的部分。波特率發(fā)生器實(shí)際上就是一個(gè)分頻器,可以根據(jù)給定的系統(tǒng)時(shí)鐘頻率和要求的波特率算出波特率分頻因子,算出的波特率分頻因子作為分頻器的分頻數(shù)從而產(chǎn)生所需的時(shí)鐘頻率。在設(shè)定發(fā)送和接收使用相同的波特率的情況下,UART只需要一個(gè)波特率發(fā)生器就可以了。
系統(tǒng)提供的時(shí)鐘頻率為10 MHz,數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸速率為115 200 Hz,波特率發(fā)生器產(chǎn)生的時(shí)鐘對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行采樣,設(shè)定對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行3倍采樣,則波特率發(fā)生器產(chǎn)生的頻率為:
3×115 200=345 600 Hz
那么就可以根據(jù)給定的系統(tǒng)時(shí)鐘和要求的波特率計(jì)算出分頻因子:
1×107/345 600=28.94
對(duì)時(shí)鐘進(jìn)行28.94分頻是很難實(shí)現(xiàn)的,因此取整數(shù)30作為分頻因子。盡管這樣會(huì)使得分頻得到的時(shí)鐘會(huì)比所需的 345 600 Hz高3.5%,但這樣微小的變化不會(huì)影響實(shí)際電路的工作。其仿真圖如圖3所示。
1.3 FPGA數(shù)據(jù)發(fā)送模塊
發(fā)送過(guò)程就是把并行總線上的數(shù)據(jù)發(fā)送到串行總線上。數(shù)據(jù)發(fā)送的過(guò)程可以分為空閑狀態(tài)、加載狀態(tài)、發(fā)送狀態(tài)和發(fā)送完成狀態(tài)。空閑狀態(tài)就是UART內(nèi)核復(fù)位后的空閑狀態(tài),等待加載狀態(tài)。UART進(jìn)入空閑狀態(tài)后,當(dāng)檢測(cè)到發(fā)送控制信號(hào)有效時(shí),就進(jìn)行加載狀態(tài)并開(kāi)始進(jìn)行數(shù)據(jù)的加載。加載狀態(tài)就是發(fā)送模塊按照串行發(fā)送的順序?qū)⒁l(fā)送的這一幀數(shù)據(jù)加載到移位寄存器內(nèi),將移位寄存器和計(jì)數(shù)器都復(fù)位,使移位寄存器和計(jì)數(shù)器的工作時(shí)鐘為系統(tǒng)時(shí)鐘。當(dāng)計(jì)數(shù)器達(dá)到了計(jì)數(shù)的上限時(shí),它會(huì)產(chǎn)生一個(gè)指示信號(hào)通知UART內(nèi)核進(jìn)入發(fā)送狀態(tài)。UART內(nèi)核狀態(tài)機(jī)進(jìn)入發(fā)送狀態(tài)的同時(shí)要改變相應(yīng)信號(hào),這時(shí)移位寄存器時(shí)鐘必須為波特率時(shí)鐘,最重要的是將輸出信號(hào)送到RS 232的發(fā)送端口TXD上。在發(fā)送狀態(tài),也需要計(jì)數(shù)器的控制,當(dāng)計(jì)數(shù)器達(dá)到了計(jì)數(shù)的上限時(shí),它會(huì)產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)通知UART內(nèi)核進(jìn)入發(fā)送完成狀態(tài)。當(dāng)UART內(nèi)核狀態(tài)機(jī)進(jìn)入發(fā)送狀態(tài)后,并產(chǎn)生發(fā)送完成中斷信號(hào)。這樣就可以把數(shù)據(jù)從串行端口上發(fā)送出去了。發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖4所示。
圖3 波特率發(fā)生器30分頻
圖4 發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖
發(fā)送一幀數(shù)據(jù)的部分程序如下:
′send :
begin
if(cnt>=8′h21) //cnt=33
nstate
else
begin
case(state)
bit0 : begin txd
bit1 : begin txd
bit2 : begin txd
bit3 : begin txd
bit4 : begin txd
bit5 : begin txd
bit6 : begin txd
bit7 : begin txd
bit8 : begin txd
bit9 : begin txd
bit10 : begin txd
endcase
end
發(fā)送一幀數(shù)據(jù)的仿真結(jié)果如圖5所示。
1.4 FPGA數(shù)據(jù)接收模塊
數(shù)據(jù)的接收與數(shù)據(jù)的發(fā)送相比要復(fù)雜些。在數(shù)據(jù)的接收過(guò)程中,UART的接收模塊首先要進(jìn)行的是對(duì)起始位的檢驗(yàn)。一般當(dāng)接收的第一個(gè)是低電平,就標(biāo)志著一個(gè)數(shù)據(jù)幀的開(kāi)始,但是在一個(gè)數(shù)據(jù)幀中間也有可能包括—個(gè)低電平的位,系統(tǒng)有可能默認(rèn)為這個(gè)低電平為起始位,這樣就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)“假的起始位”。所以,在數(shù)據(jù)接收的過(guò)程當(dāng)中還要包括對(duì)數(shù)據(jù)起始位的判斷。所以數(shù)據(jù)的接收過(guò)程可以分為空閑狀態(tài)、起始位檢測(cè)狀態(tài)、數(shù)據(jù)位讀取狀態(tài)、讀取停止?fàn)顟B(tài)、準(zhǔn)備完成接收和停止位讀取狀態(tài)。在判斷起始位低電平后,觸發(fā)接收過(guò)程,進(jìn)入數(shù)據(jù)位讀取狀態(tài)使串行總線的輸入數(shù)據(jù)不斷被讀取并且保存在寄存器內(nèi),計(jì)數(shù)器也到達(dá)計(jì)數(shù)的上限時(shí),接收完成之后并進(jìn)入準(zhǔn)備完成接收狀態(tài),UART控制器會(huì)在輸出結(jié)果之前對(duì)已經(jīng)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行奇偶校驗(yàn)。然后進(jìn)入停止位讀取狀態(tài)。在每一種狀態(tài),如果使能信號(hào)無(wú)效時(shí)都轉(zhuǎn)回空閑狀態(tài)。最后UART 控制器準(zhǔn)備下一次的數(shù)據(jù)接收并重置控制器內(nèi)的信號(hào)檢測(cè)器。
圖5 發(fā)送一幀數(shù)據(jù)
在接收數(shù)據(jù)過(guò)程中,會(huì)有一些其他原因使信號(hào)產(chǎn)生反轉(zhuǎn)。為了消除毛刺,在接收數(shù)據(jù)時(shí),采用3選2的方法消除誤差。也就是這個(gè)字符的值是至少有兩次采樣的值相等的值。
采用3選2方法接收數(shù)據(jù)的程序如下:
always @( posedge clk)
begin
if(pstate==′read_data)
begin
d1_out[i]=rxd ;
i
if(i==3′b11)
begin
if( d1_out[0]==d1_out[1])
d_out[i1]
else if ( d1_out[0]==d1_out[2])
d_out[i1]
else
d_out[i1]
i
i1
end
end
end
接收一幀數(shù)據(jù)的仿真結(jié)果如圖6所示。
圖6 接收一幀數(shù)據(jù)
在波特率為115 200情況下對(duì)UART進(jìn)行仿真,結(jié)果如圖7所示。通過(guò)仿真波形可以看出,設(shè)計(jì)結(jié)果正確地發(fā)送和接收一幀數(shù)據(jù)并產(chǎn)生相應(yīng)的中斷。
圖7 接收一幀數(shù)據(jù)和發(fā)送一幀數(shù)據(jù)
2 結(jié) 論
本文介紹了一種基于 FPGA實(shí)現(xiàn)異步串行通信功能,采用多模塊的方法實(shí)現(xiàn)異步串行通信功能,可以方便用戶根據(jù)需要進(jìn)行裁減、便于理解和調(diào)試。本文運(yùn)用Verilog語(yǔ)言進(jìn)行設(shè)計(jì)異步串行并行收發(fā)器的 IP核電路。
用FPGA 實(shí)現(xiàn)UART 功能,充分利用了FPGA的剩余資源,相對(duì)于專用UART芯片,減小系統(tǒng)PCB板的面積,降低系統(tǒng)的功耗,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。近年來(lái)在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域中,這種硬件軟件化的方法已經(jīng)成為一種流行趨勢(shì)。該設(shè)計(jì)采用Xilinx公司的Spartan3E系列中器件XC3S100E。通過(guò) ISE軟件進(jìn)行時(shí)序仿真和硬件測(cè)試各項(xiàng)通信指標(biāo)均滿足要求,整個(gè)設(shè)計(jì)的正確性和完整性得到驗(yàn)證,各項(xiàng)功能均達(dá)到預(yù)期的要求。
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成長(zhǎng)中的故事猶如滿天星,其中也有的像黃河水一樣流向了遠(yuǎn)處,但又一件事深深地印在我的腦海里。
打開(kāi)記憶的大門,回想起那件事。
在我13歲那年時(shí)的一個(gè)秋季。一天,我早早的起了床,因?yàn)榻裉焓俏业纳章铮〕酝暝顼?,便去了學(xué)校。上學(xué)的路上,一些認(rèn)識(shí)我的人見(jiàn)了就問(wèn):“今天怎么這么高興?吃開(kāi)心果了嗎?”我答道:“沒(méi)有啊,就是今天天氣不錯(cuò),心情自然也不錯(cuò)嘍!”到了學(xué)校里,開(kāi)開(kāi)心心地上完早讀。下課時(shí),同學(xué)們都過(guò)來(lái)和我說(shuō):“生日快樂(lè)!”好高興??!他們還送了禮物給我呢!一天就在我愉悅的心情中度過(guò)了?;氐郊?,不經(jīng)意間看到了桌子上的一個(gè)蛋糕。不等我開(kāi)口問(wèn),奶奶便把話搶了過(guò)去:“你看,為了給你過(guò)生日,你爸爸還特意給你買了一個(gè)蛋糕。”好激動(dòng)??!爸爸竟然還給我準(zhǔn)備了蛋糕。晚上,我們一家聚在一起,為我開(kāi)了一個(gè)生日party。插了蠟燭的蛋糕放在了桌子上,隱隱約約的燭光讓我看到了爸媽頭上的縷縷銀絲。爸媽老了,他們?yōu)槲腋冻隽硕嗌傩难?,以前我是任性,現(xiàn)在我終于讀懂了爸媽的愛(ài)。從今以后,我一定不會(huì)讓爸媽生氣。“婷婷,該許愿了。”媽媽的一句話把我?guī)Щ亓爽F(xiàn)實(shí)中。我含著淚,許了一個(gè)愿望,(這個(gè)愿望暫時(shí)不告訴你們,保密吧?。┲螅掖禍缌讼灎T,開(kāi)始切蛋糕了。時(shí)間過(guò)得真快,鐘表已經(jīng)指向了10點(diǎn),我們只好收拾桌子。收拾完桌子,我便依依不舍的去睡覺(jué)了。
生活中并不是事事順心,“萬(wàn)事如意”,“一帆風(fēng)順”這些吉祥語(yǔ)不可能實(shí)現(xiàn),而是人們對(duì)美好生活的象征。生活并不是風(fēng)調(diào)雨順,那些經(jīng)受不住磨練的人是達(dá)不到成功的終點(diǎn)的。
隨著年齡的增長(zhǎng),身高的增長(zhǎng),煩惱也不期而致。它們拉幫結(jié)派,一起來(lái)擾亂我們的生活。