基于多媒体教学系统的研究

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1、http://www.paper.edu.cn基于多媒体教学系统的研究付翠云北京邮电大学电信工程学院，北京（100876）Email:fucy84@yahoo.com.cn摘要:::多媒体教学系统是在原有的单向闭路电视基础上，利用现代的多媒体技术、通信技术以及图像传输技术，同时增加了交互式控制功能的一种多媒体系统。此系统使学校的多种多媒体教学设备集中管理、集中使用，软硬件资源共享，从而节省了资源。在整个多媒体教学系统中，中央控制器要接受并完成总控计算机的信号和命令、实现与众多终端的交互以及与多个节目源控制器的通信，起到各个部分之间信息交互的交通枢纽的作用，是非常关键的部分，

2、决定了整个系统的性能。本文主要是针对中央控制器软硬件设计展开的。关键词:::串行通信，串口扩展，终端控制器，节目源控制器中图分类号：：：TP111．1．．．引言校园闭路电视教学系统作为一种现代化的教学手段，它利用数字化多媒体技术把计算机、电视机、录像机、录音机、电话机、广播设备等融为一体，进行文字、图像、音频、视频的多功能处理。将各种教育、教学信息服务纳入这个网络，从而给校园教学与管理的信息化建设带来一次革命。多媒体教学系统是在单向闭路电视的基础上进行的，它不仅可以实现高质量、多频道、多功能的电视转播，还可以自办节目或转发卫星电视节目，结合交互式多媒体教学系统，即能实现信息

3、的双向传输。此外，多媒体教学系统的应用使得教师可在课堂中根据教学内容和教学过程的需要对播放中心各种节目源设备进行远距离遥控，把本教室电视机播放内容的控制权真正交付给授课教师。这样就充分利用了各种资源，让教师在短暂的课堂教学上方便、灵活地应用各种媒体及资料，丰富教学内容，提高教学效率，激发学生学习的积极性。多媒体教学播出控制系统的总体设计方案如图1所示：图1总体设计方案系统主要由总控计算机、中央控制器、教室终端控制器、播放终端、信号传输设备以及[1]节目源和节目源控制器等部分组成。总控计算机在自行开发的软件控制支持下，实现了对整个系统的全面管理和人机对话：1、设置终端、频道、

4、节目源之间的对应关系；2、对全校课表进行查询，并提示实时播放；3、教师在计算机上自制教学片可实时播放。中央控制器：1、接受和处理来自总控计算机的命令；2、接收来自终端控制器的控制请求；3、完成对节目源的各种控制操作；4、完成节目源和终端要求的设定。1http://www.paper.edu.cn终端控制器：1、接受无线遥控器的命令；2、实现控制信息的传输。节目源控制器：1、接受中央控制器的命令；2、实现对节目源设备的实时控制。中央控制器是整个教学系统的核心，下面的章节就是针对此核心展开的详细设计。222.2...中央控制器的硬件设计中央控制器的硬件设计[2]中央控制器主要由

5、单片机及其外围电路组成，其基本框图如图2所示。图2中央控制器结构框图其中，单片机主要用于控制完成总控计算机、节目源控制器、终端控制器之间的通信；键盘和LED显示是总控计算机的备用设备，主要完成总控计算机中的设置功能，LED显示用于表明教室终端与节目源之间的对应关系。AT89C51单片机以其低功耗、高性能赢得了青睐。它是采用CMOS工艺的8位单片机，内部有FLASH程序存储器，既可用常规的编程器编程，也可在线编程，可以方便、灵活、快捷地修改程序。AT89C51可以认为是Intel80C3X的内核与AtmelFLASH技术的结合体。AT89C51单片机具有一个串行口，考虑到键盘

6、、显示器等对并口的使用及系统的简洁，系统选用了一扩三的串口通信方案，实现单片机与总控计算机等模块的连接。成都国腾微电子有限公司的GM8123可以将一个全双工的标准串口扩展成3个标准串口，并能通过外部引脚控制串口扩展模式：单通道工作模式和多通道工作模式，即可以指定一个子串口和母串口以相同的波特率单一的工作，也可以让所有子串口在母串口波特率基础上分频同时工作。[3]该芯片的外部控制少，应用灵活，编程使用简单，适用于大多数有串口扩展需求的系统。中央控制器与PC机的通信，中央控制器和终端、节目源控制器的通信虽都采用了串行方式，但是，由于通信环境等因素的不同，它们之间的通信需采用不同

7、的接口方式。2.12.1与总控计算机的接口2.1与总控计算机的接口PC机与中央控制器放置于同一控制室内，它们的通信属于近程通信，可以用PC机自带的COM口与单片机的串口相连进行串行通信，但是，PC机有两个标准的RS－232串行口，其电平都采用EIA电平，而MCS－51单片机的串行通信电平是TTL电平，为了PC机与MCS－51机之间能可靠地进行串行通信，需要使用采用RS—232接口标准的电平转换芯[4]片。MAXIM公司生产的低功耗、单电源的MAX202芯片，可以把＋5V电源变换成RS－232输出电平所需的±10V电