教學多媒體專用計算機初探*

劉杰畢天俠張振國

1 吉林電子信息職業技術學院信息化教學中心 吉林吉林 132021 2 吉林市松花江中學 吉林吉林 132000

教學多媒體專用計算機初探*

劉杰1畢天俠2張振國1

1 吉林電子信息職業技術學院信息化教學中心 吉林吉林 132021 2 吉林市松花江中學 吉林吉林 132000

隨著教學信息化要求和水平的不斷提高，越來越多的多媒體裝備到各類學校。目前的多媒體設備都是由普通電腦、功放、麥克、音箱、投影、幕布、中控機和專門的機柜等拼湊而成，不僅成本高，使用和維護也都不方便，因此應該開發一種專用計算機，將功放、音箱、中控機等都容納進去，使多媒體簡化。筆者在這方面進行研究，并且取得實質性成果。

教學多媒體；計算機；投影儀

Author’s address

1 Information Technology Teaching Centers, Ji l in Electronic Information Vocational Technical Col lege, Jil in, Jil in, China 132021

2 Ji l in Songhua River Middle School, Ji l in, Ji lin, China 132000

1 開發的目的和意義

計算機是教學多媒體系統中的核心部分，目前所有教學多媒體系統中采用的計算機都是市面上的普通機型。這種普通機型的計算機用在教學多媒體系統中有4個缺點：一是整個系統外圍設備多、占用空間大；二是需要配備專門的機箱或桌（臺）；三是教師只能坐著講課，不利于觀察學生的聽課情況和與學生進行互動交流（目前的多媒體，教師只能坐在機箱后面邊操作邊講）；四是耗電量大，不符合低碳環保要求。因此，設計開發一種接口合理、主機箱可兼做講臺（同時也兼作操作臺）的教學多媒體專用計算機顯得非常必要。另外，這種專用計算機可以使多媒體設備的成本明顯降低，為學校節約經費，有利于多媒體的普及。據了解，該項目此前還沒有人研究。

2 總體思路

針對現有普通計算機的缺點，對教學多媒體專用計算機的定位是：結構簡單，無需外圍設備或所需外圍設備少；顯示器鑲嵌在機箱上；控制按鍵少，操作容易，不用培訓就可以應用自如，易于安裝和維護；耗電少，節約電能。

3 主要研究內容和關鍵技術

這種教學多媒體專用計算機可以在現有普通微型計算機的基礎上改造而成，主要創新之處有兩個：一是機箱外部輪廓是講臺形狀，大小與講臺相仿，顯示器鑲嵌在機箱上面；二是機箱內增加一塊控制電路板，電路板上包括音頻功放電路、投影儀延時關機保護電路、投影幕布升降控制電路、筆記本電腦（有時教師自帶筆記本電腦上多媒體課）圖像及聲音與本機圖像及聲音切換電路等。

該項目的關鍵技術是控制電路板的設計制作。

4 具體實施方案

4.1 機箱

機箱采用金屬板加工而成，外觀設計成講臺形狀，尺寸與講臺相當。機箱的上表面是平的，三面邊緣有突起。在上表面的中間和靠近上面邊緣的位置分別開一方孔，電腦顯示器和控制面板分別鑲嵌在這兩個方孔內；控制面板上包括開關機按鈕、本機與筆記本電腦信號切換按鈕、音箱音量控制按鈕，USB接口也設置在這塊控制面板上；在上表面的左面靠近邊緣的位置有一圓孔，為筆記本電腦準備的一條VGA線和一條音頻線從該孔引出，在該孔的旁邊固定一個電源插座，用來為筆記本電腦供電；在上表面靠下的位置固定一麥克風。在機箱人站立操作的那一側面靠近上表面的位置開一個長方形孔，用來鑲嵌光驅。在機箱的內部有上下兩個格，兩格之間用金屬板隔開。上格的兩側開圓孔，兩個音箱分別鑲嵌在這兩個圓孔內，兩音箱中間的空間用來放粉筆等雜物。下格用來安置電腦主板、新增的控制電路板、電源、硬盤等，在下格的側壁上固定兩個電源插座，這兩個插座分別為投影儀和幕布電機提供電源；在下格的底部側面開一孔，電源線、到投影儀的VGA信號線從該孔通過。兩格都有單獨的門，下面的門有鎖，上面的門有拉手。

在上表面的上面還可以設置左右推拉的門，門上帶有鎖，起防盜作用或防止無關人員亂動。

4.2 控制電路板

控制電路板包括開關機電路、投影儀延時保護電路、投影幕布升降控制電路、筆記本電腦圖像及聲音與本機圖像及聲音之間的切換電路等4個單元。整個電路板以一個單片機為核心，加上集成功放芯片和若干繼電器、二極管、電容電阻等元器件構成。實現一鍵開機、一鍵關機，使用前只需按開機按鈕，就可以使投影儀（外設）、本機、顯示器等全部打開，幕布自動放下；關機時只需按下關機鈕，就可以使投影儀、本機、顯示器等電源全部關閉，幕布自動升起。投影儀延時保護電路的工作原理是按下“關機”按鈕后，先給投影機一個信號，使投影燈泡的電源關掉，但內部的冷卻風扇繼續工作，防止投影燈泡和燈泡周圍部件因過熱而造成損壞及減少使用壽命。投影幕布升降控制電路是在按下“開機”按鈕時單片機發出幕布落下指令，幕布電機運轉落下幕布；在按下“關機”按鈕時單片機發出幕布升起指令，幕布電機運轉收起幕布。筆記本電腦圖像及聲音與本機圖像及聲音之間的切換由繼電器來完成，控制繼電器的開與閉，繼電器“常開”時本機圖像及聲音輸出到投影儀，“常閉”時筆記本電腦圖像及聲音輸出到投影儀。

4.3 音響系統

音頻放大電路可以設計在控制電路板上，采用集成芯片，電腦主板輸出的音頻信號和麥克輸出的音頻信號分別輸入到該部分電路上，經放大后輸送給兩個音箱。音量調節按鈕設置在機箱上表面的控制面板上。

4.4 電腦主板與控制電路板之間的接口

電腦主板與控制電路板之間的信號有3個：VGA信號、音頻信號、控制電腦開關機信號。這些信號接口都已經具有成熟的技術，這里不再贅述。

4.5 控制面板

本機所有的控制信號都來自控制電路板，包括開關機信號、本機與筆記本電腦切換信號、音箱音量控制信號，控制信號用排線引到鑲嵌在機箱上表面的控制面板上。

4.6 電源

本機中需要電源的部分有4處：電腦主板、控制電路板、顯示器和光驅。另外還要向外部與之配套的投影儀、幕布電機提供電源。從外部通過電源線輸入的220 V交流電分成3路，第一路送給電源箱，在電源箱中完成幾種壓值的變壓、整流和穩壓，然后分別送到電腦主板、控制電路板、顯示器和光驅；第二路環出送到機箱上的第一個電源插座，通過該插座為投影儀供電；第三路的火線一分為二送給控制電路板上的兩個繼電器。兩個繼電器受單片機控制，其中一個繼電器在開機時吸合，另一個繼電器在關機時吸合。兩個繼電器的輸出線連同零線引到機箱的第二個三孔電源插座上，該插座有兩孔是火線，一孔是零線。該電源插座為幕布電機提供電源，其中一個火線孔有電時控制幕布下降，另一個火線孔有電時控制幕布收起。

從外部輸入的220 V交流電在分成3路之前首先經過一個交流接觸器，交流接觸器由控制電路板上開關機電路控制，按一下“開機”鈕閉合，按一下“關機”鈕斷開。

4.7 用戶接口

本機留給用戶的接口應該很少，在機箱內有一個VGA輸出口和兩個電源插座，在機箱上表面有一個VGA輸入口、一個音頻輸入口和一個電源插座。機箱內的VGA輸出口用來為投影儀提供圖像信號，兩個電源插座分別為投影儀、幕布電機提供電源。機箱上表面的VGA輸入口、音頻輸入口和電源插座專門為筆記本電腦而設。

5 使用方法

本機放置在教室靠近講臺的位置，通過一條VGA線將圖像信號傳輸給投影儀；把投影儀的電源插頭插到機箱內的第一個電源插座上，幕布電機的電源插頭插到機箱內的第二個電源插座上。按一下控制面板上的“開機”鍵，機箱內所有部分開啟，電腦主板完成啟動，顯示器正常顯示圖像，投影儀供電開機，幕布得到幕布下降電源而落下，整個系統處于待命狀態，可以正常播放課件和擴音；下課時按一下控制面板上的“關機”鍵，機箱內所有部分關閉，投影儀斷電，幕布得到幕布上升電源而收起。

6 研究結論

實踐表明，設計開發教學多媒體專用計算機不僅必要，而且可行。上述研究只是初步成果，距離成熟可靠的產品還有差距，但根據對樣機的試用情況表明，研究方向是正確的，總體方案是可行的。下一步應該和廠家的專業技術人員合作，對機器的每一個具體部位進行完善，力爭使機械部分更加堅固，電子部分更加穩定，整體性能更加可靠。

[1]劉剛,彭榮群.Protel DXP 2004 SP2原理圖與PCB設計[M].北京:電子工業出版社,2011.

Discussion on Teaching Mul timedia Dedicated Computer//

Liu Jie1, Bi Tianxia2, Zhang Zhenguo1

As teaching and continuously improve the level of information requirements, a growing number of mul timedia equipment to schools of al l types. Cur rent mul timedia device is made of ordinary computers, ampl i f ier, microphone, speakers, projector, screen, cont rol uni t and a dedicated Cabinet in patchwork, high costs, and maintenance are not only inconvenient, should therefore be developed a special computer, power ampl i f iers, speakers, cont rol machines are House, making media easier. The authors conducted a study in this regard, and has achieved substantive resul ts.

teaching mul timedia; computer; projector

TP391.6

B

1671-489X(2012)18-0108-02

10.3969 /j.issn.1671-489X.2012.18.108

*本文是吉林省教育廳“十一五”科學技術研究項目研究成果，已經被國家專利局授予實用新型專利。