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關鍵詞:熱敏電阻;溫度測量;AVR單片機;捕獲中斷
中圖分類號:TP391 文獻標識碼:B
文章編號:1004373X(2008)0313803
Temperature Measurement Based on AVR Capture Interrupt and Thermistor
TIAN Kaikun,XU Haixia
(Electrician and Electronics Experiment Center,Hubei Normal University,Huangshi,435002,China)
Abstract:The paper introduces a method of measuring thermistor temperature the similar to R―F convert frequency method,high level or low level output from AVR MCU charges up capacitance through thermistor and standard resistance,outside input capture interrupt measures charged time,and calculates resistance value of thermistor according to charged time and the value of standard resistance,get temperature value by means of table look―up.It discusses the measuring theorem,gives main program flowchart and key code.And this method is successfully launched in designing thermometer,realized lower―cost,high―precision temperature measurement.
Keywords:thermistor;temperature measurement;AVR MCU;capture interrupt
溫度測量常采用熱敏電阻做傳感器,測量的方法有R―V轉換電壓測量法和 R―F轉換頻率測量法。這兩種方法的電路復雜成本高,并且電路中很多元器件直接影響測量精度。本文介紹一種類R―F轉換頻率測量溫度的方法。
1 負溫熱敏電阻
PSB型負溫熱敏電阻由Co,Mn,Ni等過渡金屬元素的氧化物組成,經高溫燒成半陶瓷,利用半導體毫微米的精密加工工藝,采用玻璃管封裝,耐溫性好,可靠性高,反應速度快、靈敏度高。他采用軸向型結構,便于安裝,能承受更高溫度,且玻璃封裝耐高低溫(-50~350 ℃)。PT―25E2熱敏電阻溫度阻值變化曲線圖如圖1所示。
圖1 熱敏電阻PT―25E2溫度阻值曲線圖
2 AVR單片機測溫原理
溫度測量電路如圖2所示,標準電阻Rp,熱敏電阻Rt,電容C1與AVR單片機三個引腳相連。其中PC0,PC1為一般普通IO引腳,CP1為捕獲觸發輸入引腳,可以設定上升沿觸發捕獲中斷。
Rp為100 kΩ的精密電阻;
Rt為100 kΩ精度為1%的熱敏電阻;
C1為0.1 μF的瓷片電容。
圖2 溫度測量電路原理圖
其工作原理為:
先將PC0,PC1,CP1都設為低電平輸出,使C1完全放電。
接著將PC1,CP1設置為輸入狀態,PC0設為高電平輸出,通過Rp電阻對C1充電,同時啟動內部定時器從零開始計時。電容實際充電曲線如圖3所示,當C1上的電壓逐步升高到Vh,CP1檢測出電壓達到單片機高電平輸入門檻電壓時,將定時器計數值捕獲,從而測出從開始充電到CP1轉變為高電平的時間Tp。
再次將PC0,PC1,CP1都設為低電平輸出,使C1完全放電。
隨后將PC0,CP1設置為輸入狀態,PC1設為高電平輸出,通過Rt電阻對C1充電,過程同上,得到時間Tt。
圖3 電容充電曲線示波器截圖
根據電容電壓公式:
通過單片機計算得到熱敏電阻Rt的阻值,并通過查表法可以得到溫度值。
從上述可以看出,該測溫電路的誤差來源于這幾個方面:單片機的定時器精度,精密電阻Rp的精度,熱敏電阻Rt的精度,而與單片機的輸出電壓值、門檻電壓值、電容精度無關。因此,適當選取熱敏電阻Rt和精密電阻Rp的精度,單片機的工作頻率夠高,就可以得到較好的測溫精度。
3 AVR捕獲
本文以AVR 系列中高性價比的ATmage88為例,利用16位時鐘單元T/C1 的捕獲中斷來實現電容充電時間的測量,單片機時鐘選擇8 MHz。輸入捕獲單元方框圖如圖4所示。當引腳ICP1 上的邏輯電平(事件) 發生了變化,并且這個電平變化為邊沿檢測器所證實,輸入捕捉被激發:16位的TCNT1 數據被復制到輸入捕捉寄存器ICR1,同時輸入捕捉標志位ICF1置位。如果此時ICIE1為1,輸入捕捉標志將產生輸入捕獲中斷。
ATmega88在3.3 V供電時,當電容電壓上升到1.84 V時,如圖3所示,發生捕獲中斷。
圖4 捕獲單元框圖
4 軟件設計
基于ATmage88捕獲中斷測溫程序流程圖如圖5所示,包括主程序流程圖,捕獲中斷流程圖和定時溢出中斷流程圖。
圖5 程序流程圖
ATmage88定時器初始化涉及TCCR1B,TIMSK1控制寄存器的配置,介紹如下:
ICNC1:輸入捕捉噪聲抑制器,“1”啟用;
ICES1:捕捉觸發沿選擇,“1”上升沿,“0”下降沿;
CS1[2:0]:時鐘選擇,有多種預分頻時鐘可供選擇;
ICIE1:T/C1輸入捕捉中斷使能;
TOIE1:T/C1溢出中斷使能。
定時器T1初始化代碼如下(AVR―GCC):
void timer1_init(void)
{
TCCR1B = _BV(ICES1) |_BV(CS10);
//上升沿觸發,時鐘不分頻
TIMSK1 =_BV(ICIE1) |_BV(TOIE1);
//捕獲中斷和溢出中斷允許
}
捕獲中斷函數代碼如下:
SIGNAL(SIG_INPUT_CAPTURE1)
{
if(flag==Tp)
{
timeL[Tp] = ICR1;
timeH[Tp] = counter[Tp];
else
{
timeL[Tt] = ICR1;
timeH[Tt] = counter[Tt];
}
flag = 0xff;
}
}
其中宏定義Tp=0;Tt=1;需要定義數組:
uint16_t timeL[2],timeH[2],counter[2]
當測量時間超過定時器最長計時時,定時器會溢出,定時器T1溢出中斷函數代碼如下:
SIGNAL(SIG_OVERFLOW1)
{
if(flag==Tp) counter[Tp]++;
else counter[Tt]++;
}
完成一次測量后,根據Rt=TtTpRp,得:
最后通過查表法就可以得到測量的溫度。查表溫度間隔一般為1 ℃,如果忽略熱敏電阻1 ℃以內的非線性誤差,可以將兩攝氏度之間取線性計算,這樣可以得到0.1 ℃的分辨率。
5 結 語
筆者應用該方法已設計出一款溫度計,在范圍-10~80 ℃時,分辨率達到0.1 ℃,誤差在0.5 ℃以內。本文充分利用了AVR的捕獲功能,使得電路簡潔,成本低廉。
參考文獻
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摘要:該研究通過實驗探討高職高專學生英語閱讀的文章標記效應。實驗探討文章標記對閱讀英語長、短文章的影響,結果發現文章標記對英語長文章主題信息保持的促進作用大于對英語短文章主題信息的促進作用。該研究將結果建議學生在閱讀長文章時,注重應用標記效應能提高記憶效率,從而提高閱讀理解能力。關鍵詞:文章標記效應;英語文章閱讀 【中圖分類號】G6401問題提出1.1文章標記效應的界定 文章標記效應是近20年來西方文章閱讀心理學一個新興的研究領域, Meyer等認為文章標記是指不給文章增添任何新內容但可以由此強調某些語義內容或某些語義內容結構的詞或短語。Britton認為文章標記是用于提高閱讀材料的凝聚力或用以表明文章中某些內容比另一些內容更重要的寫作手法。Lorch、Mayer、Richard等卻認為文章標記是指不用特別強調或界定而出現于文章中的、能給文章的重要內容或結構提供線索的詞、短語或句子。西方文章閱讀心理學家對文章標記的理解和分類存在著一定的差異,但總的來看,還是存在著一致之處。文章標記概括為可以在文章的不同位置出現的、本身不給文章帶來任何新內容但能引起讀者的注意并強調文章結構或某一具體內容的詞、短語、句子或特殊符號。這一定義相應地把文章標記分為兩類,一類是強調文章結構的標記,一類是強調某一具體內容的標記,我們稱前一種標記為文章宏觀標記,如文章題目、標題、文章總論和摘要等,后一種標記為文章微觀標記,如粗體、下畫線(underlining)、顏色變化等。1.2文章標記對文章閱讀理解影響的研究
文章標記效應是指文章標記對文章閱讀加工、理解與信息保持的促進作用。關于文章標記效應的促進作用的表現,數量性假說和質量性假說。Loman和Mayer (1983)的研究發現文章標記促進了被試對概念性信息和文章主題的回憶,但對總回憶量沒有顯著影響 。Lorch等(1993, 2001)的研究結果發現被試對有標記的文章主題數量的回憶優于對無標記文章的主題數量的回憶,但在回憶相關從屬內容上并沒有表現出顯著差異。Lorch 等(1996)的另一項研究發現如果文章的主題結構簡單,那么文章標記對文章內容回憶的分配和回憶的組織沒有影響,如果文章主題結構復雜,則有顯著影響。
國內研究尚較少。文章試圖通過實驗考察英語文章閱讀過程中的文章標記效應。2實驗2.1目的 探討文章標記有無對被試閱讀英語長短文章是否存在促進作用。2.2方法2.2.1被試對象
楚雄醫專大二學生,共100人。隨機分為四組,其中兩25人。2.2.2實驗材料 在正式實驗開始前,采用五點量表,對兩篇文章(長文章和短文章)分別進行了文章難度和主題熟悉度的評定。準備兩篇中等難度實驗材料。2.2.3實驗程序 實驗以團體方式進行。每組被試閱讀一種形式的英語文章。實驗開始前,主試宣布注意事項,接著把文章發給被試閱讀。文章閱讀完后,主試將文章收回,隨即發給被試一張自由回憶的答卷,要求被試盡可能多地把所理解、記住的文章內容回憶出來,不規定完成時間,直到再也回憶不出更多的內容為止。2.2.4評分標準 先將文章中每個句子分解為命題,一個命題計1分,一個句子如包括兩個或以上命題,則按命題數相應計分。給出生詞的中文意思,其所在命題未計分。在計分時對主題信息和從屬信息(細節信息)單獨計分,并將主題成績和從屬信息成績相加計算出總回憶成績。實驗中以主題信息回憶量、細節信息回憶量、總回憶成績分別占主題命題總量、細節命題總量、全文命題總量的百分比為指針,即主題信息回憶率、細節信息回憶率、總體信息回憶率。2.2.5實驗設計A:2篇長文章B:2篇短文章C:(文章標記:有標記、無標記)D:4間被試教室作為實驗間。2.3實驗結果與分析英語文章主題信息、細節信息和總體信息回憶率的平均數如表1所示。 圖表分析顯示,對于文章主題信息回憶率,文章標記的主題效應顯著(p
對于文章總信息回憶率,文章標記的主效應不顯著;文章長短的主效應顯著,對長文章的總體信息回憶率小于對短文章的總體信息回憶率。有無標記和文章長短的交互作用不顯著。2.4討論 實驗發現,在閱讀短文章時,文章有無標記對主題句回憶數量沒有顯著影響;在閱讀長文章時,有標記文章主題句回憶率要顯著高于無標記文章。3結論 實驗一的結果發現,文章標記對英語短文題信息的保持沒有顯著的促進作用,只對英語長文章主題信息保持有顯著的促進作用,有助于讀者建構文章主題結構表征,這與Brooks(1983)的研究一致,這可能是因為短文章的主題信息很少,不需要文章標記的作用。該研究僅為標記對于英語閱讀效應的嘗試性研究,未涉及與讀者的閱讀能力、閱讀動機、閱讀策略和認知風格等主體因素系統地開展研究,這將對進一步的研究提出方向。4意義該研究將給大學生閱讀英語長文章是注重標記效用應用以期提升閱讀理解能力提供實驗依據。
“與千百年來吟月的詩不同?!?/p>
“從某種程度上說,這里的娥和飛蛾、夸父是相似的,為了一個不知名的理想而放棄原有的一切,只不過飛蛾和夸父是追求光和熱,而娥卻妄想去改變這個冰冷的星球,改變那冰冷的月光。但是他們的精神都是值得贊頌的。他們都是作者的理想的化身?!?/p>
“《日》和《月》雖然風格不同,但作者的思想感情卻是一以貫之的,無論是撲向燈火的飛蛾,還是渴死在谷的夸父,還是希望可以用自己一己之力改變現狀的娥,他們都代表著一種力,一種向上的、不屈不撓的力,是作者對人生、對生活的一種希望和信念?!?/p>
對此,學生難以理解,筆者也不敢茍同。
我認為,《日》與《月》不僅風格不同――一個激情洋溢,一個細膩靜美,而且主題也大不相同?!度铡肥惆l的是對在相持階段為了祖國的光明正義而英勇獻身的志士仁人的贊美之情,而《月》所抒發的只是作者凄清孤寂的思念之情,跟什么力量、信念是挨不上邊的。
我認為,對文章的解讀一定要立足于文本本身,而不能架空文本去作牽強附會的理解。
首先,文章反復出現了跟思念相關的句子,分別在開頭、中間和結尾,可謂一唱三嘆,反復強調。而我們知道,文章反復出現的句子總是跟主題有所關聯的。
――“每次對著長空的一輪皓月,我會想:在這時候某某人也在憑欄望月嗎?”
這是文章的開頭,“我”在望月,便想某某人也在望月,這不就是真切的思念之情嗎?至于某某人指誰不重要,重要的是她是作者思念的人。
――“我們的面影都該留在鏡里罷,這鏡里一定有某某人的影子?!?/p>
這是文章的第二段,思念已經由小“我”的個人思念擴大到“我們”的集體思念,指出對月思人已經是人們的共情。
――“或者她在那一面明鏡中看見了什么人的面影吧。”
這是文章的結尾,對嫦娥奔月的傳說作者作了一個大膽的猜測:嫦娥之所以愿意忍受廣寒宮的孤寂奔向月亮,是因為心中思念著某個理想佳人。
這是三句明顯的揭示主題的句子,我們再看文中寫得最精彩的三到四段:
“寒夜對鏡,只覺冷光撲面。面對涼月,我也有這感覺。
在海上,山間,園內,街中,有時在靜夜里一個人立在都市的高高露臺上,我望著明月,總感到寒光冷氣侵入我的身子。冬季的深夜,立在小小庭院中望見落了霜的地上的月色,覺得自己衣服上也積了很厚的霜似的?!?/p>
這里,作者用細膩的筆觸寫出了月亮帶給人的孤冷凄清之感,這凄美的意境讓我們自然地想起了許多古詩:李白的“床前明月光,疑是地上霜”,蘇軾的“我欲乘風歸去,又恐瓊樓玉宇,高處不勝寒”,李商隱的“曉鏡但愁云鬢改,夜吟應覺月光寒”……試問:這些詩句哪一句不是傾訴著纏綿的相思之情?哪一個身處孤冷凄清之境的人不對月陡生思念之情?
最后,再看全文的抒情格調?!对隆放c《日》不同?!度铡范酁槎叹洌H鏘有力,讀來熱血沸騰,適合抒發豪情壯志;《月》則長句居多,哀婉纏綿,讀來凄凄慘慘,適合傾訴個人情思。
至于教參扣住“的確,月光冷得很。我知道死了的星球是不會發生熱力的。月的光是死的光”和“難道那個服了不死之藥的美女便可以使這已死的星球再生嗎”這兩句,就認為《月》也是表達一種黑暗追求光明的人生理想,實在是斷章取義牽強附會。前一句,不過是在強調月光之冷罷了,無意象征什么黑暗的社會或勢力,因為這種象征意義實在是太突兀了:上文在極力為思念這個主題作各種鋪墊和渲染,不可能這一句來個急轉彎,下文又轉回去思念吧?
人教版《義務教育課程標準實驗教科書•語文》七~九年級教材中,八年級上、下冊屬于一個階段,這兩冊教材在編排上呈現出來的共同點是各單元仍以專題組元,但同時也兼顧文體。八年級上冊四個現代文單元的專題分別是戰爭、普通人與平民、建筑園林與名勝古跡、科學,其中前兩個單元以記敘類文章為主,后兩個單元以說明類文章為主。本冊教材要求學生了解兩種文體:記敘文和說明文;同時相應地了解兩種表達方式:記敘與說明。另外,從八年級上冊開始,文言文和白話文分編。兩個文言文單元課文的選編主要是從文章的難易程度以及課程目標這兩個方面來考慮的。
第一單元是以戰爭為主題組元的。五篇課文,有反映的《新聞兩則》(《人民百萬大軍橫渡長扛》《中原、我軍解放南陽》),有反映反法西斯戰爭的《蠟燭》,有以英法聯軍為背景的《就英法聯軍遠征中國致布特勒上尉的信》,有反映的《蘆花蕩》,有反映德國法西斯暴行的《親愛的爸爸媽媽》“綜合性學習•寫作•口語交際”也以戰爭為主題;“世界:何時鑄劍為犁”。
第二單元主要由記敘類作品組成,著重培養閱讀記敘類作品的能力。 從單元課文的內容來說,都是寫普通人的。在七年級下冊已經安排了一個寫杰出人物的單元,讓學生領略了世界杰出人物的風采。那么有必要再安排一個寫普通人的單元,讓學生對人世間億萬普通人民有更深刻的認識。這一單元的前邊;恰恰是一個寫戰爭的單元,顯得十分沉重。因此,這個單元有必要高聲贊頌人間的愛,吁喚,“讓世界充滿愛”。通過這個單元,可以使學生在情感、態度和價值觀方面,受到熏陶和啟示。
明確本單元的教學目標,是高效率、高質量地完成教學任務的前提。沒有明確的目標,猶如“盲人騎瞎馬”,到處亂撞,其結果是不堪設想的。因此在教學每一單元前,我們要根據教學大綱要求和單元教學的內容,確立教學目標。確立單元教學目標,要體現聽說讀寫能力訓練和思想教育的要求。例如,我在教高中語文第一冊第一單元記游散文時,確立了以下教學目標:
1、 閱讀方面:了解課文所寫景物的不同特點;體會文章在景物描寫中蘊含的情趣和哲理;理解寫景抒情散文融情于景、托物傳情的特點;學習課文運用生動形象的語言和比喻、擬人、引用、排比等修辭手法狀物寫景的方法。
2、 寫作方面:學習定點觀察和移步換景的方法,抓住景物特征,按游蹤順序狀寫較多的景物,學會寫較復雜的游記。
3、 聽說方面:能口頭向全班同學介紹一個地方、一處風景,突出特點,明確方位,仿到口齒清楚,表達明白。
對以上教學的總目標不僅教師要了然于胸,更重要的是要讓學生了解。因此在開始教學之前,我首先將這一目標告訴學生,使學生心中有數,在學習過程中才有明確的努力方向。
第二步:學習知識
學習知識就是在教師指導下,學習單元理論知識?,F行高中語文教材都是按文體劃分單元來編排的,每一單元都由教學要點、課文和單元知識與訓練組成。單元知識與課文是相互滲透、相輔相成的。單元知識有統馭課文、幫助學生正確閱讀理解課文的作用。所以在教學課文之前,應指導學生學習單元知識短文,歸納知識要點,再運用單元理論知識去分析理解單元課文。如,教學高中語文第四冊第五單元的四篇古典小說時,因學生對古代小說的特點還較生疏,所以在教學肘,除了幫學生溫習小說的三要素外,還應指導學生認真學習單元知識短文《中國古代小說的特點》,進而歸納出有關我國古代小說的知識要點:1、小說起源于勞動,古代神話傳說可以說就是小說的淵源。2、古代小說的發展階段:先秦兩漢的萌芽狀態--魏晉南北朝的筆記小說--唐傳奇--宋“話本”--明“擬話明清章回體小說。3、我國古代小說的特點:A、注意人物言行和細節描寫,在矛盾沖突中展現人物形象。B、情節曲折,故事完整。C、語言準確簡練,生動流暢,富于個性化。D、敘述方式明顯帶有說書人的印記。這樣,通過學習知識短文,梳理知識要點,學生對我國古代小說的有關知識就有了明白、清晰的印象,這就為下一步古典小說的教學奠定了基礎。
第三步:教讀示范
教讀示范就是在教師帶領下,依據單元教學目標,運用所學的單元理論知識,引導學生分析、理解講讀課文,把所學到的理論知識付諸閱讀的具體實踐活動。教讀示范,實際上就是通過教師的示范教學,教給學生一把分析、鉆研同類課文的鑰匙,起到典型引路的作用。教讀示范必須做到三點:(1)要突出重點,體現單元教學目標。(2)要落實知識,用課文印證單元理論知識,揭示知識的規律性。(3)要側重指導學習方法,“授之以漁”,引導學生掌握分析問題的途徑和解決問題的方法,使之具備觸類旁通、舉一反三的能力。例如教讀高中語文第一冊第四單元的兩篇講讀課文《景泰藍的制作》和《南州六月荔枝丹》時,我引導學生著重分析、研究以下問題:①兩文抓住了景泰藍和荔枝果實哪些特征來說明的。②理清兩文的說明順序。③分析兩文綜合運用下定義、打比方、作比較、列數字、舉例子等說明方法。④分析兩文準確、簡明的語言特色以及科學小品兼用文藝筆調的寫作方法。結合課文實例,通過上述問題的分析、研究;落實說明文的有關知識,教給學生讀寫說明文的方法和規律,學生就會自學說明文,能力得到提高。
第四步:自讀深化
葉圣陶指出"教師的教,是為了不教"。自讀是學生由老師講解到個人自學的過渡階段。所謂白讀深化,就是讓學生運用所學的理論知識和教師在教讀課文中示范講解的方法去自學單元自讀課文。通過自讀實踐,使單元知識得以進一步的鞏固深化,進一步增強學生的閱讀理解能力,從而達到不教自會的境界。這一步教學,要充分體現學生的主體地位,教師只作點撥提示,切忌越俎代庖。有時,為了幫助學生正確地理解自讀課文,教師可以設計一些具有啟發誘導性的思考題,引導學生深入鉆研課文。例如,教學高中第一冊第二單元的兩篇白讀課文《為了的囑托……》和《火刑》,根據單元理論知識和課文內容,我設計了以下幾個問題供學生思考:①兩文表現了吳吉昌和布魯諾兩位科學家怎樣的精神和品質?②兩文各采用了什么樣的線索來組織材料?③兩文各按什么樣的順序記敘的?④兩文各采用了哪些人物描寫的方法來刻畫人物、表現主題的?以上問題,學生可以通過比較閱讀的方法,采用討論的方式去完成。這樣,既可以增強學生的讀寫能力,鞏固深化單元知識,又可以鍛煉學生的聽說能力。
第五步:習作訓練