Введение 3
1. Теоретические основы 4
1.1 Введение в явление стоячих волн 4
1.2 Принцип работы установки Кундта 4
1.3 Теоретическое обоснование 6
2. Аппаратное обеспечение 9
2.1 Описание экспериментальной установки 9
2.2 Техническое описание установки ФПТ 1-7 10
2.3 Game порт (игровой порт) 12
2.4 LPT порт (порт принтера) 13
3. Программное обеспечение 15
3.1 Порт и некоторые правила работы с портами 15
3.2 Работа с портами ввода-вывода 16
3.3 О звуке 26
4. Заключение 32
5. Список использованных источников
Лабораторные установки, используемые в нашем учреждении, функционируют уже более двух десятилетий. За этот продолжительный период компьютерное оборудование устарело, а некоторые его компоненты вышли из строя. Частая смена версий операционных систем также приводит к проблемам совместимости, что делает использование программного обеспечения невозможным.
Большинство лабораторных установок не имеют технического описания, что усложняет их восстановление в случае поломки. К примеру, одной из таких установок является “Трубка Кундта”.
"Трубка Кундта” представляет собой один из основополагающих экспериментов в области акустики, и не только. Она была разработана немецким физиком Августом Кундтом в 1866 году для визуализации стоячих волн в воздушных столбах. Эта установка позволяет исследовать свойства звуковых волн, измерять скорость звука в различных газах и определять длину волны. Трубка Кундта используется для демонстрации интерференции, резонанса и других волновых явлений, что делает ее незаменимым инструментом в учебных и научых лабораториях.
Актуальность данной работы заключается в необходимости переноса лабораторных установок на современное аппаратное обеспечение. Это позволит обеспечить стабильность и функциональность экспериментов, а также расширить возможности для исследований и обучения. Для этого требуется провести детальное изучение лабораторного комплекса “Трубка Кундта с компьютером”.
Цель данной работы - разработка нового аппаратного и программного обеспечения для установки Кундта, что позволит продлить её эксплуатацию и улучшить функциональные возможности.
Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
- Изучение метода Кундта.
- Изучение современных аппаратных реализаций метода Кундта.
- Изучение существующей лабораторной установки.
Выпускная квалификационная работа “Структура аппаратного и программного обеспечения установки Кундта” посвящена исследованию и модернизации лабораторного комплекса, который используется для визуализации стоячих волн и измерения скорости звука в различных средах. Работа актуальна в контексте необходимости переноса устаревшего лабораторного оборудования на современные аппаратные и программные платформы для обеспечения стабильности и функциональности экспериментов, а также расширения возможностей для обучения и исследования.
Результаты:
Был описан принцип работы установки Кундта.
Представлена детальная схема установки ФПТ 1 -7, включающая описание компонентов и их взаимодействие.
Описаны принципы работы и подключение Game и LPT портов, используемых для взаимодействия с компьютером.
Приведены примеры кода для работы с COM и LPT портами
Описаны методы генерации и вывода звука с использованием звуковых плат и API Windows.
В ходе работы была разработана принципиальная схема установки Кундта, включающая как аппаратные, так и программные компоненты. Эти наработки позволят модернизировать и улучшить функциональные возможности. Современное оборудование и программное обеспечение обеспечат более точное проведение экспериментов и расширят возможности для обучения и научных исследований в области акустики.
Таким образом, данная работа вносит значительный вклад в развитие лабораторного оборудования, необходимого для образовательных и научных целей, и может служить основой для дальнейших исследований и модернизаций в это области.
