单元一 · 初识过程与控制
第2课 一分为二开与关

一、学习目标
- 能描述控制系统所具备的状态。
- 了解控制系统状态的切换。
- 通过对控制系统状态进行切换,了解系统中的控制规则。
二、情境导入
接下来让我们来了解开与关操作如何影响控制系统状态?
人们使用控制系统时,往往通过开关进行“开”与“关”操作,从而控制设备运行,如控制电灯、电视机、空调、微波炉等开启,或者控制相关设备按指定的流程进行工作。
三、核心讲解
本课学习路径:
1了解开与关操作对控制系统状态的影响
2分析三色变光灯的状态及其切换
3对交通信号灯进行控制
1.了解开与关操作对控制系统状态的影响
生活中常见的开关形态有:按键、旋钮、光信号感应闸机、拉杆等;对应的开与关方式分别是:按压、旋转、感应光信号、推拉等。
开与关改变状态:一次「开/关」操作,会让设备进入另一种状态(如亮/灭)。
- 以按钮式台灯为例:按一下「开」,台灯亮;再按一下「关」,台灯灭。
- 开与关背后是分支思路:如果满足「开」的条件,就执行点亮;否则执行熄灭。
- 想一想:你还见过哪些开关?它们分别用什么方式开与关?
想一想:我们的生活中有哪些开关?
2.分析三色变光灯的状态及其切换
生活中的三色变光台灯常有白光、暖光、中性光三种效果,再加上「不亮(熄灭)」,一共四种状态;往往只用一个按钮(或触摸)循环切换。
多状态切换:同一次开/关动作可以按次序切换多种状态。板上示例用四档亮度(熄灭 → 较暗 → 中等 → 较亮)来表示这四种状态,而不是真的变成三种色温。
- 请在下方动手体验中选择并载入「三色变光灯演示」,观察四档亮度如何循环切换。
- 操作:反复按 B1,观察板载灯在 0/30/60/90 四档亮度间循环——对应「三种亮度效果 + 熄灭」。
- 生活对照:第一次开→白光,再开→暖光,再开→中性光,再开→熄灭(触摸式开关也是同一思路)。
- 下方另有「可调灯演示」:用滑动触摸连续调亮度,与「四态切换」不同。
3.对交通信号灯进行控制
交通信号灯有红、黄、绿等多种状态,往往需要多个开关按规则组合控制。
多开关组合:要呈现多种状态,就要按规则接通/断开不同开关。
- 绿灯亮:接通绿灯开关,断开红灯与黄灯开关。
- 黄灯亮:接通黄灯开关,断开红灯与绿灯开关。
- 红灯亮:接通红灯开关,断开绿灯与黄灯开关。
- 下方动手体验中的「交通灯控制演示」可用来验证这些组合规则。
弄清以上要点后,再进入下方动手体验,用实际操作验证。
四、动手体验 · MixGo MINI
本课共 4 个编程示例,请用下拉切换后分别载入体验。
开关灯演示
正在载入 MINI 编程环境
正在载入 MixGo MINI 图形化仿真编程环境…
五、课堂总结
- 人们通过开与关获得控制系统的功能服务,实质上改变的是控制系统的状态。
- 有的控制系统只有两种状态,有的控制系统有多种状态。
- 开与关能让控制系统在两种状态之间进行切换。
六、拓展提升
- 在学习活动1中,绘制了单个开关控制的算法流程图。而学习活动3的交通信号灯中,由三个开关进行组合控制,产生信号灯红、黄、绿三种状态,你能绘制控制的算法流程图吗?
测评
对照本课学习目标作答(客观题练习);选出后点「检查」。答错会显示简短说明。
对照学习目标,下列哪一项符合「一分为二开与关」要达到的认识?
本课学习目标要求掌握与「控制系统状态的切换」相关的内容,下列哪项说法正确?
判断(对照学习目标):与「一分为二开与关」学习目标相反:相关概念可以任意理解
本节小结
回顾本课要点,完成动手体验与测评。记住:一分为二开与关。