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實際問題及其解決之道 問題及其解決之道：實際問題—大腦理解與處理—電腦的理解與處理 現實中的問題（實在的特征、特質、屬性及其結構）五花八門，抽象程度（層級、實在的特征、特質、屬性及其結構的簡約）也千差萬別。 人們為了解決問題—大腦的能力所限，將其劃分為各種學科(門類)—大腦可以理解、處理與表達的信息量。 由于計算機的出現，人們可以將許多現實問題交給電腦（計算機）處理。電腦的處理方式卻是由人安排的。是人將現實問題轉換為計算機可以處理的方式—編寫為計算機指令，通過計算機的運行來達到所需要的結果。 現實問題的屬性 大腦處理方式—現實問題的輸入、處理、輸出、 電腦處理方式—現實問題的輸入、處理、輸出、 大腦與電腦的交互—影響思維和計算機處理方式的那些事 電腦處理的前處理—計算機指令編寫與計算機語言 實際問題的特點、大腦理解與腦外表達—計算機的特點、信息處理方式與計算機語言的特點—計算機語言的種類與特質。 人們用計算機解決實際問題的一般流程（過程及其階段性表達、過程的技術操作與階段性表達的形式、計算機處理方式的描述—程序開發問題、……） 問題解決流程： 1. 要解決什么問題（問題分析）—問題屬性與特征提取—市場分析、需求分析……方法與工具 2. 如何完成（問題如何分類—屬性、特征分析與提取，問題結構—屬性、特征關聯圖，邏輯層次設計）—概念生成—概念方案（軟硬件合成、配置分析）……方法與工具 3. 屬性、特征的分類（分科）研究—解構（解析）—概念、方法與技術評估（含成本分析、控制模式）……方法與工具 4. 概念轉換—方案定義（問題的特定概念及其關聯圖）、兩種表達（文字、框圖、原理圖—電路圖）、軟硬件合成與配置技術分析……方法與工具 5. 方案評估，將要解決的問題—需求與方案定義比較，用構造圖表達方案—原理的技術分析—硬件電路圖技術參數評估、控制軟件技術參數評估、軟硬件合成技術評估……方法與工具 6. 方案構造實現（構造的具體化）、技術分析—性能分析（變量的參數化、代數量的數值化）、元器件選擇（方案評估（含成本分析））、控制語言及軟件開發平臺……方法與工具 7. 方案分解—子系統方案、部件方案、具體化的技術分析—性能分析（具體的數值參數匹配、參數配比）、……方法與工具 8. 施工設計—制造中的問題解決了嗎？元器件配置安裝、系統化的制造評估（含成本分析）、軟件開發調試……方法與工具 9. 虛擬設計與分析—Proteus與 Keil-4 單片機進階 1. 單片機（位、口）輸出—發光二極管檢驗、軟件指令實現與檢驗、數字測試儀檢驗 2. 單片機（位、口）輸出—發光二極管檢驗、7段數碼管檢驗—軟件指令實現與檢驗、數字測試儀檢驗 3. 寫源程序（軟件編輯）……方法與工具 4. 源程序轉換—機器碼（軟件編譯）……方法與工具 5. 將解決問題的人們所編寫的軟件—程序與庫（專用碼、常用的標準碼、庫函數、庫程序、）的合成—連接（鏈編）、……方法與工具 6. 將程序—軟件放在計算機（硬件）上進行運行（跑一邊）、檢驗正確性（測試）、……方法與工具 7. 對測試中發現的問題提出改進方法（涉及到1~5）、修改錯誤（調試bug）、……方法與工具 8. 問題解決了嗎？問題變更及其反復（版本）、……方法與工具 硬件組成進階 1. 從數字電路—到單片機位輸出（固定單位—發光二極管、移動單位—走馬燈）—數字信號感受與理解—數字信號控制理解—C語言控制模式表述的感受與理解—脈沖（數字）信號測試儀使用 2. 單片機單端口輸出—硬件顯示方式的感受與理解（走馬燈、7段數碼管）—C語言控制模式表述的感受與理解—單端口輸出變化（改變數碼管數字） 3. 寫源程序（軟件編輯）……方法與工具 4. 源程序轉換—機器碼（軟件編譯）……方法與工具 5. 將解決問題的人們所編寫的軟件—程序與庫（專用碼、常用的標準碼、庫函數、庫程序、）的合成—連接（鏈編）、……方法與工具 6. 將程序—軟件放在計算機（硬件）上進行運行（跑一邊）、檢驗正確性（測試）、……方法與工具 7. 對測試中發現的問題提出改進方法（涉及到1~5）、修改錯誤（調試bug）、……方法與工具 8. 問題解決了嗎？問題變更及其反復（版本）、……方法與工具 程序開發進階： 1. C語言基本概念、控制指令的特點、控制程序基本架構 2. 位指令的C語言表達—控制問題分析—位控制指令實現與測試—發光二極管—脈沖（數字）信號測試儀 3. 端口指令的C語言表達—控制問題分析—端口控制指令實現與測試—發光二極管、7段數碼管—脈沖（數字）信號測試儀 4. 寫源程序（軟件編輯）……方法與工具 5. 源程序轉換—機器碼（軟件編譯）……方法與工具 6. 將解決問題的人們所編寫的軟件—程序與庫（專用碼、常用的標準碼、庫函數、庫程序、）的合成—連接（鏈編）、……方法與工具 7. 將程序—軟件放在計算機（硬件）上進行運行（跑一邊）、檢驗正確性（測試）、……方法與工具 8. 對測試中發現的問題提出改進方法（涉及到1~5）、修改錯誤（調試bug）、……方法與工具 9. 問題解決了嗎？問題變更及其反復（版本）、……方法與工具 ARM7--51系列單片機擴展進階-C語言控制 目錄 一、 引子 P7 1. 電子元器件、模擬電路、數字電路、電路工作原理 2. 數字電路與單片機、位與字節及其高低電平；二-十進制、二-十六進制對照 3. 單片機控制系統的開發過程：對象特性、控制要求、控制系統、軟硬件配置、設計與仿真、加工與調試等 4. 實驗板—面包板、印刷線路板、開發板 5. Windows特點與基本操作 6. Proteus與Keil軟件組合 二、 硬件問題— 實體與虛擬— 實驗板與Proteus P8 1. 電子元器件與模擬電路 2. 電子元器件、數字電路與邏輯電路—高電平與低電平硬件接口與電源或接地端 3. 實驗板—面包板、印刷線路板、開發板 4. ARM7--51單片機及其外圍電路—電路擴展—最小系統—輸入與輸出 5. ARM7--51單片機及其外圍電路—電路擴展—最小系統內存擴展、I/O口擴展 6. ARM7--51單片機及其外圍電路—電路擴展—AD/DA轉換 7. 傳感器與驅動—電路擴展—AD/DA轉換 8. Proteus的特點與用途 9. Proteus的界面布局與基本操作 10. Proteus與 Keil-4的協同 基本操作要點：文件及其管理、元器件選擇與放置、電路與連接、儀器與仿真、調試與糾錯等
三、 C語言指令說明 P17 1. Ｃ語言的特點—函數型及其組合與調用 2. C語言的詞匯—數據類型、運算符與保留字 3. C語言的結構—語法 4. C語言的表述—處理對象的特點及其描述方式 5. C語言的程序示例與控制問題的程序特點 6. Keil-的特點與用途 7. Keil-的界面布局與基本操作 8. Keil-4與Proteus的協同 基本操作要點：文件及其管理、程序編寫與調試、程序測試與修改、聯合仿真、糾錯等
四、 逐級實踐—硬件擴充（接口技術）、軟件擴充（控制指令、模式與軟件算法） P34
1. 單個LED燈（位操作）與8個及其倍數個LED燈（字節操作）—最小系統—位與字節輸出 P35 1) 單個LED燈，位操作—輸出 2) 8個及其整倍數個LED燈，字節操作—輸出 3) 單個與8的整倍數個LED燈—排燈，位操作與字節操作—輸出 4) 單個LED燈閃爍—延時子程序 5) 單個與多個LED燈閃爍或流動—位循環與延時子程序—流水燈 6) 多種軟控制形成流水燈
2. 單個按鍵，單個與多個LED燈—最小系統—位輸入與位、字節輸出 P48 1) 單個按鍵與單個LED燈（位操作—輸入與輸出）—判斷語句與子程序 2) 單個按鍵與多個LED燈（位操作—輸入與字節操作—輸出） 3) 單個按鍵與多個LED燈（位操作—輸入與位、字節操作—輸出） 4) 單個按鍵與單個電機控制—開環控制 5) 定時器—內外定時器 6) 中斷—中斷函數—內外中斷 7) 串口通訊—虛擬終端
3. 單個開關（按鍵）與多個LED燈→數碼管→點陣問題—最小系統—輸出擴展 P59 1) 單個按鍵與多個LED燈（位操作—輸入與字節操作—輸出） 2) 單個按鍵與多個LED燈—數碼管（位操作—輸入與字節操作—輸出）—數組 3) 單個按鍵與多個數碼管（位操作—輸入與多字節操作—輸出）—靜態—數組 4) 多個按鍵與多個數碼管（位操作—輸入與字節操作—輸出）—動態—掃描函數 5) 單個按鍵與多個數碼管—點陣（位操作—輸入與字節操作—輸出）—靜態 6) 多個按鍵與多個數碼管—點陣（位操作—輸入與字節操作—輸出）—動態 7) 定時器—內外定時器 8) 中斷—中斷函數—內外中斷 9) 串口通訊—虛擬終端
4. 多個按鍵 → 鍵盤與多個LED燈—最小系統—輸出擴展與掃描輸入口 P113 1) 多個按鍵，單個LED燈—動態輸入—輸入掃描問題 2) 多個按鍵，多個LED燈—動態—輸出掃描—數組對照 3) 多個按鍵，多個LED燈—單數碼管—掃描函數—數組對照 4) 鍵盤，多個LED燈—單數碼管 5) 定時器—內外定時器 6) 中斷—中斷函數—內外中斷 7) 串口通訊—虛擬終端
5. 多個按鍵 → 鍵盤、數碼管與點陣—最小系統—輸入與輸出掃描 P114 1) 多個按鍵，多個LED燈—多數碼管—輸入與輸出掃描—數組對照 2) 鍵盤，多個LED燈—單數碼管—輸入與輸出掃描—數組對照 3) 多個按鍵，多個LED燈—單點陣—輸入與輸出掃描—數組對照 4) 鍵盤，多個LED燈—多點陣—輸入與輸出掃描—數組對照 5) 鍵盤，輸入與輸出掃描—靜態與動態的字符—多點陣顯示 6) 定時器—內外定時器 7) 中斷—中斷函數—內外中斷 8) 串口通訊—虛擬終端
6. LCD的應用—輸入控制的輸出 1) 硬件連接與擴展 2) 字形庫及其生成 3) 無輸入的輸出—靜態顯示 4) 無輸入的輸出—動態顯示 5) 輸入控制的輸出—靜態顯示 6) 輸入控制的輸出—動態顯示
7. 單口擴展—I/O問題 a) 輸入/輸出端口擴展 b) 內存擴展 c)
8. 多口擴展
9. A-D/D-A轉換 a) 接口技術 b) A-D/D-A轉換的硬件選擇 c) A-D/D-A轉換的軟件編寫 d) A-D/D-A轉換中的傳感器與驅動問題 e)
10. 顯示技術 a) LED b) 數碼管 c) 點陣（數字與西文字母、漢字、圖形） d) 液晶（數字與西文字母、漢字、圖形）
五、 簡單應用系統—開環控制系統 a) 監控對象的運行狀態顯示 b) 監控對象的請求顯示 c) 監控對象的指令顯示
六、 工程應用系統—傳感器及其閉環控制系統 a) 傳感器及其應用 b) 監控對象的運行狀態顯示 c) 監控對象的請求顯示 d) 監控對象的指令顯示
七、 嵌入式控制系統 a) 狀態顯示 b) 請求顯示 c) 指令顯示
八、 ARM控制系統--LPC2124 a) 帶有操作系統的單片機 b) 在操作系統上的單片機應用 c) 硬件構造及其擴展 d) 控制軟件開發問題 ARM—LPC2124 輸出單個LED燈 單鍵控制單個LED 多個LED燈 單鍵控制多個LED燈 單個數碼管 單鍵控制單個數碼管 多鍵單個數碼管 多鍵多個數碼管—鍵盤問題 鍵盤多個數碼管 單個點陣 鍵盤多個點陣 LCD顯示器 鍵盤LCD顯示器 輸入信號與輸出信號問題 A/D、D/A轉換問題
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