第十章综合创新实验
第十章 微专题78 电学实验综合-2025年高中物理《加练半小时》新教材版
第十章电路及其应用微专题78电学实验综合1．熟练掌握闭合电路欧姆定律和串、并联电路特点是分析电学实验的关键。
2.基本实验原理是创新实验的基础，真正领会实验基本原理是处理创新实验的关键。
3.电学仪器选择原则为：安全、精确、易调节。
1.(2023·安徽省十校联考)实验小组用图甲所示的电路来测量阻值约为18Ω的电阻R x的阻值，图中R0为标准电阻，阻值为R0＝4Ω；V1、V2为理想电压表，S为开关，R为滑动变阻器，E为电源，采用如下步骤完成实验。
回答下列问题：(1)按照图甲所示的实验原理电路图将实物图补充完整。
(2)实验开始之前，将滑动变阻器的滑片置于________(填“最左端”“最右端”或“中间”)位置。
闭合开关S，改变滑片的位置，记下两电压表的示数分别为U1、U2，则待测电阻的表达式为R x＝________(用U1、U2、R0表示)。
(3)为了减小偶然误差，改变滑片的位置，多测几组U1、U2的值，作出的U1－U2图像如图乙所示，图像的斜率为k＝______(用R0、R x表示)，可得R x＝________Ω。
答案(1)见解析图(2)最右端U 2U 1－U 2R 0(3)R x ＋R 0R x20解析(1)根据题意，由题图甲电路图补充完整的实物图如图所示。
(2)为了电路安全，防止电流过大，闭合开关前，将滑片置于最右端位置。
由串联电路电流相等结合欧姆定律可得U 1－U 2R 0＝U 2R x 整理可得待测电阻R x ＝U 2U 1－U 2R 0(3)根据上述分析可知U 1－U 2R 0＝U 2R x 整理可得U 1＝R x ＋R 0R x U 2则U 1－U 2图像的斜率k ＝R x ＋R 0R x根据题意，由题图乙可得k ＝2.42又R 0＝4Ω联立解得R x ＝20Ω。
2．(2023·辽宁锦州市凌河区模拟)某同学设计了一个测量未知电阻的实验，实验器材如下：A ．电源(电动势约为12V ，内阻不计)B ．待测电阻R xC ．电流表A 1(量程为0.6A ，内阻约为10Ω)D ．电流表A 2(量程为3A ，内阻约为2Ω)E ．电阻箱R (阻值范围0～999.9Ω)F ．保护电阻R 0＝10ΩG ．开关、导线若干设计电路，并按照如下操作步骤进行测量。
综合实践活动教案(人教版)
综合实践活动教案(人教版)第一章：主题活动设计一、活动背景为了提高学生的综合实践能力，培养学生创新精神和团队合作意识，我们设计了一次主题活动。
通过本次活动，让学生在实践中获取知识，提高解决问题的能力。
二、活动目标1. 了解并体验主题活动的重要性；2. 培养学生的团队合作精神和沟通能力；3. 提高学生的创新实践能力。
三、活动内容1. 主题：环保行动；2. 活动形式：小组合作；3. 活动步骤：a. 小组讨论，确定活动方案；b. 实施活动，进行环保宣传；c. 总结反思，分享活动心得。
四、活动评价1. 学生参与度；2. 团队合作效果；3. 活动成果展示。
第二章：社区服务活动一、活动背景为了增强学生的社会责任感，培养学生关爱他人的意识，我们组织了一次社区服务活动。
通过本次活动，让学生在服务社区的过程中，提升自我价值。
二、活动目标1. 了解并体验社区服务的重要性；2. 培养学生的关爱他人和团队协作能力；3. 提高学生的社会实践能力。
三、活动内容1. 主题：关爱老人；2. 活动形式：小组合作；3. 活动步骤：a. 小组讨论，确定服务方案；b. 实施服务，为老人提供生活帮助；c. 总结反思，分享服务心得。
四、活动评价1. 学生参与度；2. 团队合作效果；3. 服务对象的满意度。
第三章：科普教育活动一、活动背景为了激发学生对科学的兴趣，提高学生的科学素养，我们开展了一次科普教育活动。
通过本次活动，让学生在探索科学奥秘的过程中，培养创新思维。
二、活动目标1. 了解并体验科普教育的重要性；2. 培养学生的科学探究能力和创新思维；3. 提高学生的科学素养。
三、活动内容1. 主题：走近科学；2. 活动形式：小组合作；3. 活动步骤：a. 小组讨论，确定探究课题；b. 实施探究，进行科学实验；c. 总结反思，分享探究心得。
四、活动评价1. 学生参与度；2. 团队合作效果；3. 探究成果展示。
第四章：环保实践活动一、活动背景为了提高学生的环保意识，培养学生保护环境的行动力，我们开展了一次环保实践活动。
五年级上册综合实践教案【全册】
五年级上册综合实践教案【全册】【优质】第一章：走进大自然1.1 活动目标：了解大自然的美丽和丰富性，培养学生的观察力和想象力。
1.2 活动内容：观察周围的植物和动物，记录它们的特点和习性。
欣赏自然风光，进行户外写生。
1.3 活动步骤：组织学生到户外，观察周围的植物和动物。
引导学生记录所观察到的特点和习性。
分组进行户外写生，让学生用画笔表达对自然的感受。
第二章：探索科学奥秘2.1 活动目标：激发学生对科学的兴趣，培养学生的探究能力。
2.2 活动内容：进行简单的科学实验，探索科学现象。
学习科学知识，解答生活中的科学问题。
2.3 活动步骤：组织学生进行简单的科学实验，如制作火山爆发模型。
引导学生观察实验现象，并解释背后的科学原理。
让学生结合生活经验，提出科学问题并尝试解答。
第三章：传承中华优秀传统文化了解中华民族的传统文化，培养学生的文化自信。
3.2 活动内容：学习中国传统节日和习俗，如春节、中秋节等。
学习中国传统艺术，如书法、绘画、剪纸等。
3.3 活动步骤：组织学生了解中国传统节日和习俗的起源和意义。
引导学生参与传统艺术的学习和实践，如书写春联、剪纸制作等。
组织学生展示自己的作品，分享学习心得和文化理解。
第四章：培养良好生活习惯4.1 活动目标：4.2 活动内容：学习日常生活中的基本技能，如整理房间、洗衣服等。
4.3 活动步骤：组织学生学习日常生活中的基本技能，进行实际操作练习。
引导学生制定个人的饮食和运动计划，并进行监督和评价。
第五章：关爱他人，传递温暖5.1 活动目标：培养学生关爱他人，乐于助人的品质，传递温暖。
5.2 活动内容：参与社区服务活动，为社区做出贡献。
进行爱心接力活动，关心弱势群体。
组织学生参与社区服务活动，如环境清洁、帮助老人等。
引导学生关注弱势群体，进行爱心接力活动，如捐款、捐物等。
第六章：创意无限的科技制作6.1 活动目标：激发学生的创新思维，培养动手操作能力。
6.2 活动内容：进行科技小制作，如制作指南针、简单等。
人教版八年级下册第十章：10.3物体沉浮条件教学设计
4.教学拓展：
-开展研究性学习，让学生针对生活中感兴趣的物体沉浮现象进行深入探究。
-组织小组合作，设计创意实验，展示物体沉浮规律在实际应用中的价值。
-结合海洋资源开发与保护，引导学生关注环保问题，培养他们的社会责任感。
四、教学内容与过程
五、作业布置
为了巩固学生对物体沉浮条件的理解，提高他们的应用能力，特布置以下作业：
1.必做作业：
-完成课后练习题，包括判断物体在液体中的沉浮状态、计算浮力等。
-结合生活实际，举例说明阿基米德原理在生活中的应用，并简要解释其原理。
2.选做作业：
-设计一个简单的实验，验证物体沉浮的条件，将实验过程和结果以报告形式提交。
2.教学方法：教师通过实验演示、动画展示等方式，让学生直观地了解阿基米德原理，引导学生理解物体沉浮的条件。
3.知识讲解：
-阿基米德原理：物体在液体中受到的浮力等于物体排开液体的重力。
-物体沉浮条件：当物体的密度小于液体的密度时，物体浮在液体表面；当物体的密度等于液体的密度时，物体悬浮在液体中；当物体的密度大于液体的密度时，物体沉入液体底部。
（四）课堂练习
1.教学内容：设计一些关于物体沉浮条件的练习题，让学生当堂完成。
2.练习题示例：
-计算给定物体的浮力，判断其在液体中的沉浮状态。
-根据物体在液体中的沉浮状态，推断物体的密度范围。
3.教学评价：教师及时批改学生的练习，了解学生对物体沉浮条件的掌握情况，针对学生的错误进行有针对性的指导。
（五）总结归纳
作业要求：
1.学生需独立完成必做作业，确保对物体沉浮条件的基本理解和运用。
2.选做作业和创新性作业可与小组成员合作完成，培养学生的团队协作能力和创新精神。
六年级上册《小学综合实践活动》教案
六年级上册《小学综合实践活动》教案第一章：主题探索——环境保护教学目标：1. 让学生了解环境保护的重要性，提高环保意识。
2. 培养学生运用科学的方法调查、分析环境问题，提出解决方案的能力。
教学内容：1. 环境问题的认识：通过图片、视频等资料，引导学生了解环境问题的现状。
2. 环境调查：学生分组进行环境调查，了解身边的环境问题。
3. 环保解决方案：学生根据调查结果，提出解决环境问题的方法。
教学活动：1. 观看环保纪录片，引导学生关注环境问题。
2. 分组进行环境调查，鼓励学生发现身边的环境问题。
3. 学生汇报调查结果，讨论解决方案。
第二章：主题探索——传统文化教学目标：1. 让学生了解传统文化的魅力，增强民族文化自信。
2. 培养学生运用创意的方式传承、弘扬传统文化的能力。
教学内容：1. 传统文化认知：通过图片、视频等资料，引导学生了解传统文化的特点。
2. 传统文化体验：学生分组进行传统文化体验活动。
3. 传统文化展示：学生展示自己的传统文化作品。
教学活动：1. 观看传统文化纪录片，引导学生了解传统文化的魅力。
2. 分组进行传统文化体验活动，如剪纸、书法、京剧等。
3. 学生展示自己的传统文化作品，分享体验心得。
第三章：主题探索——科技创新教学目标：1. 让学生了解科技创新的重要性，培养创新思维。
2. 培养学生运用科学的方法进行创新实验、解决问题的能力。
教学内容：1. 科技创新认知：通过图片、视频等资料，引导学生了解科技创新的现状。
2. 创新实验：学生分组进行创新实验，尝试解决实际问题。
3. 科技创新展示：学生展示自己的创新成果。
教学活动：1. 观看科技创新纪录片，引导学生关注科技创新的发展。
2. 分组进行创新实验，鼓励学生尝试解决实际问题。
3. 学生汇报实验结果，分享创新心得。
第四章：主题探索——团队合作教学目标：1. 让学生了解团队合作的重要性，培养团队精神。
2. 培养学生运用有效的沟通、协作方式，共同完成任务的能力。
《声音的强与弱》 教案 教学设计
《声音的强与弱》教案教学设计第一章：声音的产生1.1 教学目标：了解声音是由物体的振动产生的。
能够通过实验观察和分析声音的产生。
1.2 教学内容：振动与声音的产生声音的传播1.3 教学方法：实验观察：通过振动不同物体的实验，让学生直观地感受声音的产生。
1.4 教学步骤：实验一：让学生用手拍打桌子，观察和描述声音的产生。
实验二：让学生摩擦尺子，观察和描述声音的产生。
实验三：让学生吹灭蜡烛，观察和描述声音的产生。
第二章：声音的传播2.1 教学目标：了解声音的传播需要介质。
能够通过实验观察和分析声音的传播。
2.2 教学内容：固体、液体、气体对声音传播的影响声音的传播速度2.3 教学方法：实验观察：通过在不同介质中传播声音的实验，让学生直观地感受声音传播的影响。
2.4 教学步骤：实验一：让学生在空气中传播声音，观察和描述声音的传播。
实验二：让学生在水中传播声音，观察和描述声音的传播。
实验三：让学生在固体（如桌子）中传播声音，观察和描述声音的传播。
第三章：声音的强与弱3.1 教学目标：了解声音的强弱与振幅、距离的关系。
能够通过实验观察和分析声音的强弱变化。
3.2 教学内容：振幅对声音强度的影响距离对声音强度的影响3.3 教学方法：实验观察：通过改变振幅和距离的实验，让学生直观地感受声音强弱的变化。
3.4 教学步骤：实验一：让学生用手拍打桌子，观察和描述不同振幅下声音的强弱。
实验二：让学生远离或靠近正在发声的物体，观察和描述不同距离下声音的强弱。
第四章：声音的调与音4.1 教学目标：了解声音的调与音是由振动频率决定的。
能够通过实验观察和分析声音的调与音的变化。
4.2 教学内容：振动频率与声音调、音的关系声音的音域4.3 教学方法：实验观察：通过改变振动频率的实验，让学生直观地感受声音调、音的变化。
4.4 教学步骤：实验一：让学生摩擦尺子，观察和描述不同频率下声音的调、音变化。
实验二：让学生吹灭蜡烛，观察和描述不同频率下声音的调、音变化。
综合实践活动课教案
综合实践活动课教案第一章：活动策划与设计1.1 教学目标让学生了解活动策划与设计的基本概念。
培养学生运用创新思维和策划技巧，设计有意义的活动。
培养学生团队协作和沟通能力，提高活动组织能力。
1.2 教学内容活动策划与设计的基本概念活动策划的原则与步骤活动设计的方法与技巧活动策划与设计的实践案例分析1.3 教学过程导入：介绍活动策划与设计的基本概念。
讲解：讲解活动策划的原则与步骤，活动设计的方法与技巧。
案例分析：分析实践案例，让学生理解活动策划与设计的要点。
小组讨论：学生分组讨论，策划与设计一个简单的活动。
展示与评价：学生展示自己的活动策划与设计，互相评价，教师点评。
第二章：团队建设与沟通2.1 教学目标让学生了解团队建设与沟通的重要性。
培养学生团队协作和沟通能力。
培养学生领导能力和团队管理技巧。
2.2 教学内容团队建设与沟通的基本概念团队协作的重要性与技巧团队沟通的方法与技巧领导能力和团队管理的基本原则2.3 教学过程导入：介绍团队建设与沟通的基本概念。
讲解：讲解团队协作的重要性与技巧，团队沟通的方法与技巧，领导能力和团队管理的基本原则。
小组活动：学生分组进行团队建设和沟通的实践活动，如团队游戏、讨论等。
角色扮演：学生进行角色扮演，模拟团队沟通和领导能力的情境。
展示与评价：学生展示自己的团队建设和沟通成果，互相评价，教师点评。
第三章：信息搜集与处理3.1 教学目标让学生了解信息搜集与处理的基本方法。
培养学生信息搜集和处理的能力。
培养学生信息素养和创新思维能力。
3.2 教学内容信息搜集与处理的基本方法互联网信息的查找与评估信息整理与分析的技巧创新思维与信息处理的关联3.3 教学过程导入：介绍信息搜集与处理的基本方法。
讲解：讲解互联网信息的查找与评估，信息整理与分析的技巧，创新思维与信息处理的关联。
实践操作：学生进行信息搜集与处理的实践活动，如搜索相关信息、整理资料等。
创新思维训练：学生进行创新思维训练，如思维导图制作、创意写作等。
综合实践《钉子板上的多边形》教案
在今天的教学中，我发现学生们对于多边形的性质和内角和公式的理解程度参差不齐。在导入新课环节，通过提问学生们日常生活中的多边形实例，我发现大部分同学能够迅速联想到一些具体的形状，这说明他们在生活中已经有一定的观察力。但在理论介绍环节，当我深入讲解多边形的性质和内角和公式时，部分学生显得有些迷茫。
3.成果展示：每个小组将向全班展示他们的讨论成果和实验操作的结果。
（四）学生小组讨论（用时10分钟）
1.讨论主题：学生将围绕“多边形在实际生活中的应用”这一主题展开讨论。他们将被鼓励提出自己的观点和想法，并与其他小组成员进行交流。
2.引导与启发：在讨论过程中，我将作为一个引导者，帮助学生发现问题、分析问题并解决问题。我会提出一些开放性的问题来启发他们的思考。
（二）新课讲授（用时10分钟）
1.理论介绍：首先，我们要了解多边形的基本概念。多边形是由三条或三条以上的线段首尾相连形成的封闭平面图形。它是几何学中的基本元素，广泛应用于日常生活和各类工程设计中。
2.案例分析：接下来，我们来看一个具体的案例。通过钉子板上的多边形，我们如何计算其内角和？这个案例将展示多边形在实际中的应用，以及它如何帮助我们解决问题。
3.成果分享：每个小组将选择一名代表来分享他们的讨论成果。这些成果将被记录在黑板上或投影仪上，以便全班都能看到。
（五）总结回顾（用时5分钟）
今天的学习，我们了解了多边形的基本概念、性质和内角和公式。同时，我们也通过实践活动和小组讨论加深了对多边形应用的理解。我希望大家能够掌握这些知识点，并在日常生活中灵活运用。最后，如果有任何疑问或不明白的地方，请随时向我提问。
三、教学难点与重点
1.教学重点
（1）掌握多边形的性质，如内角和、对角线数量等基本概念。
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第十章综合创新实验
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总线接口要完成的功能是实现各寄存器的读写 操作。包括地址译码、寄存器输入、总线输出 和各模块读写信号产生
总线信号有：
输入到FPGA的外部总线的信号有SA_A[25..0]、 SA_CS4、SA_D[31..0]、SA_WE、SA_OE
SA_A[25..0]为地址信号 SA_CS4为扩展板的片选信号，低有效 SA_D[31..0]为32位双向数据信号 SA_WE为写信号，低有效 SA_OE为读信号，低有效
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地址译码
使用两个Decode兆功能模块（写译码模块 和读译码模块）实现译码操作
写译码模块用于产生各内部寄存器的写信 号，写译码模块的使能直接由SA_CS4控 制
读译码模块用于产生内部寄存器的读信号， 读 译 码 模 块 的 使 能 信 号 受 SA_CS4 和 SA_OE控制
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中断管理部分
当各内部中断产生后，中断状态寄存器对 应位将置“1”，这主要由DFF触发器来实 现
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键盘扫描逻辑
采用硬件描述语言方式设计
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AD部分逻辑
向AD提供采样时钟，并读取转换数据 自动循环采集模式下，AD的采样时钟由
ADCNTR寄存器控制 FPGA将转换结果自动存入内部的双口RAM
综合创新实验
第十章综合创新实验
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提纲
1、设计任务 2、设计分析 3、FPGA设计基础 4 模块分析 5 驱动设计 6 测试程序设计 7 GUI程序设计
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Hale Waihona Puke 1. 设计任务设计题目：FGPA扩展子板系统设计 设计内容: 扩展一块FPGA子板，合理选
用FPGA器件。有效使用XSBase255扩展 槽资源。扩展以下硬件资源：16键键盘、 8个LED灯、拨码开关、2路A/D和D/A。
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一个简单的VHDL例子 :
ENTITY REG12 IS
--外部端口定义：数据，时钟，输出
PORT(
d
: IN BIT_VECTOR(11 DOWNTO 0);
clk
: IN BIT;
q : OUT BIT_VECTOR(11 DOWNTO 0));
END REG12;
--内部实体逻辑
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2. 设计分析
嵌入式系统项目开发流程要经历项目分析、设 计和实现与维护四个阶段
本设计： ✓ 前期准备 ✓ FPGA逻辑设计 ✓ 设备驱动设计 ✓ 驱动测试 ✓ GUI应用程序设计
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3. FPGA设计基础
可编程逻辑器件简介 ➢ 什么是FPGA？什么是CPLD？ ➢ FPGA与CPLD的主要区别 ➢ 为什么要使用CPLD/FPGA？ ➢ 可编程逻辑器件有哪些？ ➢ 如何使用可编程逻辑器件进行开发？ ➢ 如何使用Xscale和FPGA进行开发？
ARCHITECTURE a OF REG12 IS
BEGIN
PROCESS
BEGIN
WAIT UNTIL clk = '1'; --等待时钟上升沿
q <= d;
--锁存输入数据
END PROCESS;
END a;
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3.2 Quartus II使用简介
QuartusII软件为设计者提供了一个完整的 图形化多平台开发环境，它包含整个 FPGA和CPLD的开发方案
查询模式操作
读取中断标志寄存器 判断按键标志位是否为1。否，则返回；是，则继续 读取键码寄存器的键码值 往中断标志寄存器对应的键盘标志位置“1”，清除该标志
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A/D模块
功能说明
A/D模块的精度为12位，输入电压范围为02V（DC/AC）。
当有按键动作，如果中断控制寄存器中的键盘中 断允许位置1，则产生中断信号
第十章综合创新实验
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键盘模块
相关寄存器定义
键码寄存器（KEY），8位
D7—D4 XX—XX
D3 KEY_D3
D2 KEY_D2
D1 KEY_D1
D0 KEY_D0
中断控制寄存器（ICNTR），16位，中断方式为电 平触发，高有效
第十章综合创新实验
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3.1 VHDL语言介绍
随着EDA技术的发展，使用硬件描述语言 （HDL）设计CPLD/FPGA成为一种趋势
VHDL的程序结构特点是将一项工程设计， 分成外部（端口)和内部（涉及实体的内 部功能实现部分）
VHDL主要用于描述数字系统的结构、行 为、功能和接口，跟原理图有对应的关系
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设计要求
合理选择各种元器件， 包括FPGA、A/D、 D/A芯片。
合理使用XSBase255 开发系统扩展槽资源， 设计原理图，要考虑 子板和母板的安装。 布局图：
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软件测试要求：
LED显示 A/D D/A KeyPad 开关量输入
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Quartus II的使用，操作步骤主要有工程 建立、设计输入、编译、仿真和下载操作
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3.3 扩展板逻辑设计要点－总线接口逻辑
扩展板逻辑主要包括：
总线接口逻辑 中断管理逻辑 键盘扫描逻辑 拨码开关逻辑 AD部分逻辑 DA部分逻辑
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总线接口
总线接口部：
D15—D3 XX—XX
D3 SW_EN
D2 AD_EN
D1 （保留）
D0 KEY_EN
中断标志寄存器（IFLAG），8位
D7—D3 XX—XX
D3 SW_ FLAG
D2 AD_FLAG
D1 （保留）
D0 KEY_FLAG
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键盘模块
使用方法
中断工作模式操作
设置中断控制寄存器的D0位为1，使能键盘中断； 当有按键时，键盘产生中断； 读取键码寄存器的键码值； 往中断标志寄存器对应的键盘标志位置“1”，清除中断
进行缓存，当缓存满后，产生中断通知处 理器读取
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AD采样时钟
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AD地址发生器及其中断产生逻辑
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4.模块分析
键盘模块 ：
功能说明
当16键中的任一按键被按下时，即产生4位键码 值，更新键码寄存器，并置位状态寄存器中的按 键标志位
键盘的扫描周期为20毫秒，以实现硬件消抖功能， 若无按键动作，键码寄存器的值保持不变