صفحة 204 - كتاب الهندسة - الصف 11 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

سؤال 8: افحص بعناية تصميم الدائرة الآتية وبرمجتها وحدد المشكلة الموجودة فيها، ثم حدد ما يتعين عليك فعله لتصحيحها؟

الإجابة: س8: المشكلة أن البرنامج يشغل/يطفئ المخرج P1 بينما في تصميم الدائرة المكون الخارجي (الصفارة) موصل على P2؛ لذلك يوجد عدم تطابق بين التوصيل والبرمجة. للتصحيح: وحد المنفذ بين الدائرة والبرنامج؛ إما تنقل توصيل الصفارة إلى P1 أو تعدل البرمجة لتستخدم P2 بدلاً من P1.

خطوات الحل:

1. **الشرح:** لنفهم هذا السؤال. لدينا تصميم دائرة إلكترونية وبرنامج مكتوب لها. الفكرة هنا هي مقارنة التصميم المادي للدائرة (كيفية توصيل المكونات) مع تعليمات البرنامج (أي منافذ المتحكم الدقيق التي يتحكم فيها). في تصميم الدائرة، نلاحظ أن المكون الخارجي، وهو الصفارة، موصل على المنفذ P2. هذا يعني أنه لكي تعمل الصفارة، يجب أن يرسل البرنامج إشارة إلى المنفذ P2. لكن عند فحص البرنامج، نجد أنه مكتوب ليشغل أو يطفئ المنفذ P1. إذن، هناك عدم تطابق: البرنامج يحاول التحكم في شيء (P1) بينما الصفارة موصلة على شيء آخر (P2). لذلك، لن تعمل الصفارة كما هو مطلوب. ولذلك الإجابة هي: **المشكلة هي عدم تطابق بين توصيل الدائرة (الصفارة على P2) وبرمجتها (التحكم في P1). للتصحيح، يجب توحيد المنفذ المستخدم، إما بنقل توصيل الصفارة إلى P1 في الدائرة، أو بتعديل البرنامج ليتحكم في P2 بدلاً من P1.**

عند فحص تصميم دائرة إلكترونية وبرمجتها، ما المشكلة الأساسية التي يجب البحث عنها أولاً؟

• أ) أن البرنامج يحتوي على أخطاء في بناء الجملة (Syntax Errors).
• ب) أن المكون الإلكتروني (الصفارة) معطوب ولا يعمل.
• ج) عدم تطابق بين توصيل المكونات في الدائرة المادية والمنافذ التي يتحكم فيها البرنامج.
• د) أن مصدر الطاقة (البطارية) لا يوفر جهداً كافياً لتشغيل الدائرة.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: عدم تطابق بين توصيل المكونات في الدائرة المادية والمنافذ التي يتحكم فيها البرنامج.

الشرح: 1. المشكلة الأساسية في تصميم الأنظمة الإلكترونية المبرمجة هي عدم التوافق بين العتاد والبرمجيات. 2. يجب أن يتطابق المنفذ المادي (Pin) الذي يتصل به المكون (مثل P2) مع المنفذ الذي يرسل إليه البرنامج إشارة التحكم (مثل P1). 3. إذا كان هناك عدم تطابق، فلن يعمل النظام كما هو مطلوب.

تلميح: فكر في العلاقة بين مكان توصيل المكون (مثل الصفارة) والأمر البرمجي الذي يتحكم فيه.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

في مثال نظام إنذار باستخدام متحكم دقيق، كانت الصفارة موصلة على المنفذ P2، لكن البرنامج مكتوب للتحكم في P1. ما الحل الصحيح لهذه المشكلة؟

• أ) استبدال المتحكم الدقيق (micro:bit) بآخر جديد.
• ب) إعادة كتابة البرنامج بالكامل باستخدام لغة برمجة مختلفة.
• ج) توحيد المنفذ المستخدم إما بتعديل التوصيل المادي أو بتعديل البرنامج.
• د) زيادة جهد البطارية لتعويض عدم التطابق.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: توحيد المنفذ المستخدم إما بتعديل التوصيل المادي أو بتعديل البرنامج.

الشرح: 1. المشكلة: الصفارة موصلة على P2، لكن البرنامج يتحكم في P1. 2. الحل 1 (تعديل العتاد): نقل توصيل الصفارة من P2 إلى P1 في الدائرة المادية. 3. الحل 2 (تعديل البرمجيات): تغيير أمر البرنامج ليتحكم في P2 بدلاً من P1. 4. المبدأ: يجب أن يكون المنفذ المادي والمنفذ البرمجي متطابقين.

تلميح: هناك طريقتان للتصحيح، كلتاهما تهدف إلى جعل الهدف المادي والبرمجي واحداً.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: سهل

أي مما يلي يمثل خطوة أولى صحيحة في عملية فحص وتصحيح دائرة إلكترونية مبرمجة لا تعمل؟

• أ) قياس مقاومة جميع المكونات الإلكترونية باستخدام الملتيميتر.
• ب) مقارنة مخطط التوصيل المادي للدائرة مع كود البرنامج للتحقق من تطابق المنافذ.
• ج) افتراض أن المشكلة في المستشعر وتبديله فوراً.
• د) فحص درجة حرارة المتحكم الدقيق للتأكد من عدم ارتفاعها.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: مقارنة مخطط التوصيل المادي للدائرة مع كود البرنامج للتحقق من تطابق المنافذ.

الشرح: 1. أول خطوة في استكشاف الأخطاء هي التحقق من التطابق بين العتاد والبرمجيات. 2. قارن الرسم التخطيطي للدائرة (أي مكون موصل بأي منفذ) مع أوامر البرنامج (أي منفذ يتم التحكم فيه). 3. هذا الفحص يكتشف أخطاء التصميم الشائعة قبل البحث عن أعطال مادية معقدة.

تلميح: قبل افتراض عطل في المكونات، تحقق من أبسط سبب: هل البرنامج يتحكم في المكان الصحيح؟

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: متوسط