学科教育论文-一种多媒体教学的实用设备开发 .doc

学科教育论文-一种多媒体教学的实用设备开发1、引言现代教育尤其是高等教育中，教学信息日益丰富，为了改善教学效果,引入了许多新的、有效的教学手段.多媒体教学是一种比较先进的教学方式,具有生动形象、主动灵活、人机交互等优势,许多以前必须在课堂完成的工作都可以预先准备好,因而节省了时间,提高了课堂时间的利用率.多媒体教学因其交互性强、高效灵活而逐渐成为一种普及的教学方式。多媒体信息一般指数值、字符、图形、图像、音频、动画以及视频等.每种媒体都有独特的性质,并且差异较大.数值、字符等媒体信息数据量较小,而图像、视频等数据量较大.由于视频信息在人们日常生活所接触到的各种媒体信息中占据大约80%，所以目前对于视频的研究应用是多媒体研究领域内的重点。为方便多媒体教学开展，我们选择AIT2139设计了VGATV视频转换器，可将计算机的VGA信号转换为广播质量的NTSC制或PAL制视频信号后，输出到大屏幕电视机上，并且能够实现画面的冻结、缩放和平移等辅助功能。同时，视频信号也可通过转换器提供的接口输出到计算机显示器上。2、问题引出现有的多媒体教学中，采用多媒体投影机会取得良好的效果，但也有一些明显的不足之处，例如价格较高，操作维护困难等缺点。根据实际教学需要，可以研制成本低、体积小、操作灵活、维修方便、可迅速成批量建成多媒体教室的VGATV转换器。基于此种考虑，我们开发设计了一种实用的VGATV转换器，它可方便地将计算机的各种多媒体视频信号显示在教室的大屏幕电视上，音频信号直接送入电视机，从而实现多媒体教学。作为教学设备，也可对视频转换进行遥控，操作人员可以在距转换器810米的地方控制电视机画面，进行放大、缩小、冻结、八方向平移等操作，具有良好的教学效果。3、系统工作原理VGA-TV视频转换器系统主要由视频转换部分、视频转换控制部分和遥控板三部分组成。VGA-TV视频转换器的组成核心是视频信号转换部分和视频转换控制部分，设计的核心是对视频信号的处理和对视频转换芯片的控制。我们采用AIT2139，配以当前成熟的外围电路，组成视频信号转换电路，完成视频前端的处理和信号转换；该系统是典型模拟数字混合系统，电源质量对视频信号的输出质量影响较大，我们采用单独的电源板卡以背板的形式嵌入到系统中，取得了较好的效果。4、系统实现4.1视频转换部分设计：视频转换部分是设计的核心部分，即把计算机输出的RGB信号转换为电视的标准输入信号。在视频前端我们把RGB信号放大并采用门电路处理，然后送到AIT2139进行转换，转换以后输出了两种格式的电视信号：一个是经过转换、选频和滤波得到的全电视信号，另一个是亮度和色度分离的电视信号，即S端子信号。计算机输出的RGB信号可经过耦合、缓冲、放大，直接接计算机显示器，使操作者能够方便的对画面进行监控。对全电视信号输出加入了完整的选频和滤波电路，可以增加电视信号的稳定性。转换器的核心是其处理器部分，它接收外部存储设备I/O口YUV4:2:2格式的数字视频数据。因为信号输入分成亮度和色度分量，我们将色度信号通过复合数字副载波调制，亮度分量和色度分量信号分别插值为象素速率的两倍，并通过两个10-bit的D/A转换器转换为模拟S-视频信号，模拟合成视频信号通过第三个通道的10-bit的转换器输出。42视频转换控制部分的设计4.2.1主控板的设计VGA-TV转换器主控板是对视频转换部分进行控制的主要部分，它为视频转换提供电源，发送操作控制信号。主控板原理图如图1所示。它的主程序流程图如图2所示。4.2.2转换控制板的研制设计中，在转换器的外壳上设置了按键，能够直接进行手动控制，作为备（选）用，考虑到使用的方便性和易操作性，我们在系统中增加了遥控控制功能，在距离转换器较远的地方能够进行遥控。因此，我们在转换器中设计了转换控制板。图3是转换控制板的原理框图。43辅助部分的设计4.3.1遥控部分的设计设计遥控器是从实际出发，为方便操作，可以对视频转换进行遥控。从而操作人员可以在距转换器8-10米的地方控制电视机画面，进行放大、缩小、冻结、平移等操作控制，而且还可以对角移动，具有很好的教学效果。4.3.2电源部分的设计电源设计是转换器设计中的一个重要方面。电源质量不高，将对许多方面造成影响。首先，当电源提供的电压不稳定时，会造成画面抖动，如果采用独立变压器提供电源，由于电磁干扰，画面会闪烁。第二，采用单立电源不便于携带，会