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微處理器在科技教育教學之應用例 4
.一自走車
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司參林政宏
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或許你會體疑教處理智對申學生墊，;
128Bytes
RAM) 、在紐 8 位冗輸出入埠、 習需言，是不是太艱深了點?我想很多、。計時/計數器‘中斷控制器、串列傳輸功人都會有Itt疑問 J答案是否定的 o 以往
能等等。它的功能強大， iltel 發表它
教師們為了教授籠子簿建中數位體路方 至今，雖然己經十幾竿，依然獨領風騷 J 區的議程，往往需要花會很多時間.， {是 活躍投自動控制界中，舉凡工廠自數記、 ?甘本的還輯網(但括皮悶、或閱、及 智慧家電、稿費性電子產品、電動玩具、 問)開始數起，接著得教有林代數、卡 電子寵物等等，皆可看見它的攏跡。 ;組合邏輯。、!順序邏輯等等，這豈 二、 s 自 1 所幣投續續單 是一鶴笠，括科技老輯用能負荷的，…方 教授或學習 8051 請諱的成本甚囂， 面太過艱深-"-方重攜府有限 c 以往為 一台約 2 仟咒的 IC 纜線器，我憩對~負 了做 J個躍體憊的電路，需要用到三 L 擇是非常輕的。 顆此，籠路又于分複雜，要引起學•
玉、“幻的義本電路鵲籬生興攏十分盟難。所;文數位電路應用芳
的泣的硬體接線窩單， ft多應Jfl只
面時教學一直被生活科技教師排除按說
需要能上一些被動元(寺(如電阻、當程等
學訐畫之外 c 這種現象是非需可宮的組 等)即可完成。與曹統數位電路書如天壤 也是現實。建立宮，微處理器的出現似乎 之別。 可以突破這話i 窘境"經過我將近一年時 四、程式撓鵝容易微處理器(以 8 的主為夢ll)教學實驗，我
晶磊 8051 的基本電路非常關單，要
饒過春赫代數、長謠輯、伽組合邏輯、傾 讓它怎嚷工作?說議要撰寫程式， 總序遲暫等等部分 f 荳接教授單晶片，似 8051 要做峙什麼事。嗯傅說數位電路教 乎不會影響學史學習儉處理器的興趣與 ，學不同之蹺， 8051 需要教授龍合語言或成效。疆人分析認為其國素如下~- C語言韓三穹的撰寫 J 這方語'r合巧可以培養
纜處理器單單幫雖小，五鸝{晨全 學生讓輯思考的能力。或許你會擔心 8051 施的支蟬的花，它是一種微路. 8051 組合語言持黨難懂難教;不聽聽 輯器 (microcorrtroller) ，它握有一個s.
心， 8051 程式的教學可採Jfl模麗的方式 位元的 CPU 、記噫單元 (4Kb抖的 RQM 、 來教控，學生只要透過「剪貼 J 、「複 句包 .33
月一糊糊 9μmqM 年…巷 的… Mm-1
月 一教 一技 且逞， 岫哼，勻 h 站 生 t教材戰;去 1
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J 、「雖移 J 等步J驟 '1便可輕輕鬆驗學 會程式撰寫。 、成就感容易獲得 以說主急了做一個基本電路，往往霉 要經過冗長耗時的設許與接線，一儷電路 往往需要好幾儷 IC 才能完成， 力，做出來的東西又不怎縷軒育， 興趣往往大E折扣。約 51 顯好相反，單 單主守護體接線，插上幾行的程式，很簡單 說可以達成以往設計繁複的電路相冉的功 ，能，不早起學年驚訝與興麓才奇怪。 均 按J;J 最近在關內較常見的無人鷺聽 岳走去長競賽為餌，發展出簡化自守信走車版 本，利用聽單的智料來設計昌走竅。簡{仁 版的自走車可分為 r 車體 j 、「步進馬達 控鞘電路 j 與「紅外接感應豆豆電路」等三三 J (如團 l 照示.) ，分別介詔如下 一、車體 車擊可揉用攪成的塵克力會(如1. 在是單磁片金)戒鋁盒，動力方面採用聽額 之相步進路邊，另外以椅輯畫作輔助 輸，情成單囂。 二長進罵過控制電路 ?如觀 2jE 據以外電路，見譚一顆 8051 、 8 顆?至P 電晶體及一些撥動元件句即可完成。其中其中志英晶體 W2 顆
如何讓容構成振攝電路提供81) 51 單晶片 工{午時脈 (clock),
O ， .luF欖容作為當源 敢動時，讓置 (reset)8051 屑。其中步進 馬遠種類、接線與控輯方法，矗 1 無人黨最白又是車外觀
、 詣。 1 年 12 月 - . . . ; ;生活科技教育提議 12 期34
教材教活 曳， 藝教育教育月刊第 28 卷在期「個人電醫 升噩控制應用(二)一…步進馬連控制 J 一 文中有詳組升紹在此不加贅蓮。 自埠:第 8 至 3 腳控制，志為達由埠 2 5 至 3 髒控制 o' 三~紅外線惑驛瓣電路 本自走三位揉用兩顆 C肝 70 紅外線愚 湖蟻，當作自走車的?眼睛 J 以提聲) 加"-- "初始化.
提軌謂的左、在攝喂，供 8051 1學正行
程式聞始先進行初始化設吏，
進方向，如雷 2 體線所示事路?電頭提。 主設定程式起草位址與步進駕瓏的驅動方
供偏壓緝的手7d 後，紅井線 LED ø:建護身'1"
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式 o
紅外線，當紅外線接反射，充電晶體將 二、前海誰讓鼓左、布組眼感激器狀 受到j散發布飽和主輸出擊電位。反之 j 貝IJ 態輸出高電泣。需注意爾頓駐外線感測器嚮
此時真無聽過闡起點。車手開始前
相露:如磁以下，以便在‘希極限感混器輯:
位於黑色膠帶範單向 O 兩顆感i聽器分到接 到埠。的第 1 及。腳。 續監僵硬體接線如聾 3 所示，非 悔窩。聽聽接線完成議，皆下來就是程式的 撰寫工作。岳走葷的程式方塊輯用菌 4所 司F:~O
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'vv、 圓 2 臨走車持聽硬體接線蠶 本耳 ← ~2001 年 12 丹 生活科技教育 34"發 12 期35
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旬，歷 麗 3 毒草人駕駛自走軍會沿著黨色膠帶前進，島動權正方向+
想主 圓 4 無λ 駕駛自iE:l學程式方塊闢 、。 2001 年 12 月 34 巷 12 期36
教材書立法 依據此方塊圖撰寫 8051 組合語孟程式如下 (以組合語言為例)
ORG
OOH
i初始化機組JMP
START
ORG
50H
START
MOV
R
1.#11
0011008
，二相激磁控制左給MOV
R2.#110α1008 ‘二相激磁控制右給MAIN
;無窮 i皂國起點讀取&\ 決H~ 狀態MOV
A
,P
O
、 1賣取PORTOFORWARD
自走車前進挨戶且程式MOV
A
,RI
;左稍前進MOV
PI
,A
RR
A
MOV
RI
,A
，右紛前進MOV
A,R2
MOV
P2
,A
RL
A
MOV
R2
,A
CALL
DELAY
，步進馬達速度控制LEF
T: i 向在修正機組MOV
A
,R2
i 右，自轉動，左給停止MOV
P2
,A
;車子向左修正RL
A
MOV
R2
,A
CALL DELAY
，步進馬達速度控制JMP
MA
I
N
;;!jt 回且在第迴囝起點RIGHT
i 向右修正機組MOV
A
,RI i 在車命串串動，右輪停止MOV
P
1.A
i 車子向右修正RR
A
MOV
RI
,A
CALL DELAY
，步進馬達速度控制JMP
MA
I
N
;;!jt 回無窮迴圍起點37
月 一期 叮 L -nL 作 一 巷 的 -刮 到 一 向 教 卜 hvh ιdJ if zn , FU 生g 教材教 i瓷、 \ . 槽" DELAY: 掘。v R5
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#1 MOV 民6，#20 D1: MOV R7,
#249 DJNZ 民7，$ DJNZ R6,
Dl DJNZ R:5,
DELAY RET END 帽， 、 、‘~ A/i賀， e 進並讓患左、右極限惡灘器~態 c 當右連 接溺器為 o '左還感讀1 器為卜表這支車吾土 向右矗韓戰道，如果當志主靈感湖器為 1'
左鑫憨潤器支書。表示輩子向左偏離拉議， 如果在、右態龍器皆為 0 表示沒有偏離航 道 o • 三、修正方 i持槍 當車子舟右偏離時，會今左輪(學史， ‘ 轉動 J右輪持續轉動;其使車子向在修正佇 進方向;當車子角左偏離時，命令右輪停 止轉動，左輪持纜轉動以便車子尚右蜂王: 行進方舟 閥、。返由選噩扭點， 權讀前擺並讀敢在 k 右轍限感譚器 裝態。依此方塊置前示，自走去拉麓可以 站著黑能單帶前進，偏離軌道時間動修，王師謂無人幫鞍自
我利 ffl 頭色芳塊標明臥室?較方塊
，圖，臨IIt來器， 8051 程式的撰寫並無
想、釀中灘，只要以模組化的概念進行教，成效嘻可達成。程式撰寫完舉後，
將其起譯為執行撞後，再利用燒鋒器將. 程式燒錄Æ8051 後，將 8051裝置.於的走 司 2001 年 12 月 生活科拉教育科特 12.
• 恥38
'‘ ;步進為遠遠率控制樣皇軍 ;可改變I娟的設定後，以 ;改變車子的迷率。 程式為結束 # t'賣完成一起緝毒的目是車 O 第宋哲
並可舉辦自走車競蓮，自走車轄野等競 賽，攪萬再學學與興趣、寓教於樂。 由於 80 日，據省上述特點，學學易 ，結合鞭體與軟體的教學，讓學體 會科技的觀新與應用，實在想值得在中 學諧段來推廣告 c 以英國主主與 f 每年舉 辦的全美中小學生機械人大賽及太陽能 寧大賽，其盛混不亞於任何學科競賽，在培養學生問題解決與矗鐸合作 lJ間更
勝於一般學科競賽。控能不讓國內 學者深思，僵化的教育制度與升學主義 掛闊的教學模式，要說們培養怎麼樣的下一代?
參考書臣 音量達漢(民的)等，數黨搞控制 8051 單晶 "fì:原理與實習 C 台北:全友聲響 O 謝澄漠、﹒馬嘉宏{民 83) 等， 8051 單晶 片原理與實作。台北說寫史實豆豆。.
(作者現為攝立台灣師範大學工業科技教 育學系講針， 805守教學網站綱.ìJk http:t/紛w
