第七十章：建造系統
他拿著幾張列印出來的PPT膠片（用286的印表機打的，字有些小），走到講台前。
相比於林楓精美的圖紙和激昂的講解，陸沉的開場顯得平淡。
「我的課題是基於MCS-51單片機的簡易步進電機控制系統設計與模擬。」陸沉的聲音平穩，沒有過多渲染，「步進電機是一種將電脈衝信號轉換成角位移的執行元件，在自動化設備中有廣泛應用。
但傳統驅動方式步距大，運行不平穩，我的目標是設計一個基於廉價MCS-51單片機的控制系統，實現細分驅動，提高控制精度和平穩性。」
他掛出第一張膠片，是系統框圖。
「系統由單片機最小系統、按鍵輸入、狀態顯示、驅動電路和步進電機構成。」
他簡要介紹了各部分功能。
接著是核心的細分驅動原理圖。
「所謂細分，是通過精確控制兩相繞組的電流比例，使轉子停在兩個整步位置之間的中間位置。」
他畫了一個簡單的正弦電流波形疊加示意圖，「在單片機中，我們需要用PWM波來模擬這種階梯電流。
這是4細分下的電流控制序列。」
他展示了另一張膠片，上面是一個由數字和箭頭組成的表格。
台下有些同學開始露出茫然的神色。
框圖、表格、PWM、電流序列……這些詞彙對大多數高中生來說很陌生，遠不如尺縮鍾慢、時空圖來得吸引人。
陳浩已經開始偷偷打哈欠。
孫鵬小聲對旁邊人說：「聽著有點像收音機調台。」
陸沉沒有理會，繼續講解重點——算法實現。
「我在長城286上編寫了模擬程序，模擬了單片機IO、驅動電路和電機模型，這是模擬程序的結構圖。」
又是一張滿是方框和箭頭的膠片。
「我測試了不同細分數的效果，這是模擬結果對比。」
他展示最後幾張膠片，上面是數據表格和簡單的曲線圖，顯示細分後模擬電機的步進角更均勻，速度波動更小。
「在4細分模式下，模擬的理論步距角從整步的1.8度減小到0.45度，運行平穩性顯著提高。」
他講完了，時間剛好。
台下響起禮貌性的、但不算熱烈的掌聲。
比起林楓剛才引起的反響，明顯冷清了不少。
大家似乎沒太聽懂，或者覺得這個話題技術性太強、不夠酷。
物理老師點點頭，評價道：「陸沉同學的課題，工程性很強，思路清晰，模擬工作紮實，體現了將理論知識應用於實際問題的能力，很好。」
林楓在台下，聽完陸沉的講述，臉上沒什麼表情，只是眼神深處，似乎掠過一絲幾不可察的……釋然，或者說，是一種果然如此的瞭然。
在他看來，陸沉做的這些東西，更像是工科生的課程設計，充滿了細節和計算，但缺乏物理學那種觸及世界本質的宏大與優美。
他依然堅持自己的判斷：真正的智慧在於理解宇宙的法則，而非擺弄這些精巧的玩具。
張老師坐在教室後面，將這一切看在眼裡。
他看到了林楓的自信與隱隱的優越感，看到了大多數同學對理論課題的嚮往和對工程課題的疏離，也看到了陸沉在講解時那份與年齡不符的沉穩與專注，以及面對略顯冷淡反響時的平靜。
交流結束後，張老師把陸沉叫到一邊，低聲說：「講得不錯，重點突出，不過，是不是覺得大家對你這個課題，不如對林楓的熱情高？」
陸沉點點頭：「嗯，可能大家覺得控制電機有點……平常，不如相對論有意思。」
「這很正常。」張老師笑了笑，「理論物理天生帶有光環，容易讓人產生敬畏和嚮往，工程技術往往顯得瑣碎，但你要記住，」他收起笑容，認真地看著陸沉。
「這個世界，既需要仰望星空、思考宇宙奧秘的人，也同樣需要，甚至更需要腳踏實地、能將想法變成現實、驅動機器精準運轉的人。
你選擇的這條路，或許現在看起來不如別人的炫目，但它的價值，同樣重大，甚至更加基礎。
你的那個細分算法，如果真的能實現，用在某個需要精確定位的設備上，可能就是實實在在的進步。
不要被別人的眼光影響，堅持你的方向，做出實實在在的成果，到時候，大家自然會看到它的分量。」
陸沉重重地點頭：「我明白，張老師，我沒受影響，我只是在做我覺得有意義、也有興趣的事情。」
「那就好。」張老師拍拍他的肩膀，「回去繼續完善你的模擬，把算法優化到極致，如果需要實際電機和單片機做驗證，我想辦法幫你申請。」
離開教室，傍晚的風帶著涼意。
陸沉走在回宿舍的路上，腦海里迴響著張老師的話，也回想著剛才交流會上的一幕幕。
他知道，自己繪製的圖紙，與林楓繪製的時空圖，代表著兩種不同的追求，兩種不同的價值。
沒有孰高孰低，只是路徑不同。
——
課題中期交流後的那幾天，實驗班裡的空氣似乎有了一絲微妙的變化。
林楓的相對論佯謬課題，因其理論高度和物理老師毫不掩飾的讚賞，贏得了不少同學的欽佩目光。
課間，時常能看到幾個對物理感興趣的同學圍在他桌旁，討論著時空彎曲、質能方程之類的話題。
林楓依舊保持著那份矜持的自信，但言談間，偶爾會提到真正的科學、揭示本質這樣的詞彙，目光有意無意地掃過教室前排陸沉安靜看書的背影。
陸沉對此置若罔聞。
他依舊按時上課，認真完成作業，但大部分課餘時間，都泡在了機房。
張老師的話他記在心裡，工程的價值需要實實在在的成果來證明。
他不再僅僅滿足於模擬程序的運行，開始著手將模擬環境向真實環境推進。
在張老師的幫助下，他從學校倉庫的廢舊物資里，翻找出了幾樣寶貝：一台老舊的、用於教學演示的兩相四線步進電機（從某台報廢的印表機或繪圖儀上拆下來的），一個用洞洞板手工焊接的、極其簡陋的達林頓管驅動電路板（不知是哪個學長多年前電子製作課的遺物），還有一小盒雜亂的電阻、電容、杜邦線。
東西很舊，有些元器件引腳都氧化了，但清理一下，似乎還能用。
「東西是老了點，但原理相通，你可以用它們搭建一個最簡單的驗證平台，把你的控制程序燒錄到真正的MCS-51晶片裡跑跑看。」張老師把這些東西交給陸沉時說道，「不過，真正的單片機開發需要專門的編程器和仿真器，咱們學校沒有。我問問老王那邊，能不能借用一下他們的簡易開發板，或者……用更土的辦法。」
「更土的辦法？」陸沉好奇。
「用EPROM。」張老師解釋道，「先把你的程序在286上編譯成機器碼，然後用專門的設備燒寫到紫外線可擦除的EPROM晶片裡，再把EPROM插到你自己搭建的最小系統板上運行。
不過，這樣就沒法在線調試了，程序有問題只能重新燒寫，很麻煩。但這是以前沒有仿真器時常用的辦法。」
陸沉明白了。
這意味著每一次修改程序，都需要經過編譯、燒寫、插拔晶片、上電測試的循環，效率極低，但卻是接觸真實硬體、體驗完整嵌入式開發流程的絕佳機會。
他毫不猶豫地選擇了這個土辦法。
「那就麻煩張老師幫我問問，能不能借到EPROM編程器，還有幾片空白的EPROM和MCS-51晶片。我想試試。」陸沉眼神發亮。
張老師辦事效率很高，幾天後，就帶來了王研究員的消息：可以！
研究室正好有一套淘汰下來的、老式的通用EPROM編程器，還有一些用剩的2732 EPROM晶片和幾片8031單片機（MCS-51的一種），可以借給陸沉用一段時間。
王研究員還特意囑咐，操作編程器要小心，電壓很高，別弄壞了晶片，更要注意安全。
設備到位，陸沉在機房裡開闢了一個小小的硬體實驗角。
他首先花了整整兩天時間，清理、檢測那些舊元器件，用萬用表一個個測量，確認電機線圈是通的，驅動管沒被擊穿，電阻電容值大致正確。
然後，他在一張更大的洞洞板上，參照典型電路圖，開始搭建自己的驗證平台。
焊接是個細緻活，尤其是對於8031這種40腳的雙列直插晶片，焊點必須乾淨牢固，不能虛焊短路。
陸沉沉下心來，拿著宋師傅給的那套精密螺絲刀里最小的鑷子，配合著從張老師那裡借來的25瓦內熱式電烙鐵，一點點地焊接。
松香的煙霧在機房裡瀰漫，混合著舊元器件特有的、略帶焦糊的灰塵味。
陳浩和孫鵬偶爾來機房，看到陸沉戴著副不知從哪找來的、鏡腿用膠布纏著的勞保眼鏡，對著電路板聚精會神地焊接，都咋舌不已。
「沉子，你這是在搞飛彈呢？」孫鵬探頭看了一眼那密密麻麻的焊點和飛線，只覺得頭皮發麻。
「比飛彈簡單點，就是個最小系統。」陸沉頭也不抬，小心地將一個104的瓷片電容焊到電源引腳旁。
「你這手可以啊，焊得跟機器點的一樣。」陳浩倒是看出了點門道，「不過，弄這玩意兒有啥用？不是有電腦模擬嗎？」
「模擬是理想情況，實際硬體有很多不確定因素，比如信號延遲、電源波動、元件誤差。只有在真正的硬體上跑通了，才算真正可行。」陸沉解釋了一句，繼續專注手頭的工作。
劉宇也來看過，他對硬體不太懂，但很佩服陸沉的動手能力和耐心。
「需要幫忙嗎？」他問。
「暫時不用，謝謝。等我焊好了，可能需要你幫我看看程序邏輯。」陸沉說。
幾天後，最小系統板焊接完成。
相比於林楓精美的圖紙和激昂的講解，陸沉的開場顯得平淡。
「我的課題是基於MCS-51單片機的簡易步進電機控制系統設計與模擬。」陸沉的聲音平穩，沒有過多渲染，「步進電機是一種將電脈衝信號轉換成角位移的執行元件，在自動化設備中有廣泛應用。
但傳統驅動方式步距大，運行不平穩，我的目標是設計一個基於廉價MCS-51單片機的控制系統，實現細分驅動，提高控制精度和平穩性。」
他掛出第一張膠片，是系統框圖。
「系統由單片機最小系統、按鍵輸入、狀態顯示、驅動電路和步進電機構成。」
他簡要介紹了各部分功能。
接著是核心的細分驅動原理圖。
「所謂細分，是通過精確控制兩相繞組的電流比例，使轉子停在兩個整步位置之間的中間位置。」
他畫了一個簡單的正弦電流波形疊加示意圖，「在單片機中，我們需要用PWM波來模擬這種階梯電流。
這是4細分下的電流控制序列。」
他展示了另一張膠片，上面是一個由數字和箭頭組成的表格。
台下有些同學開始露出茫然的神色。
框圖、表格、PWM、電流序列……這些詞彙對大多數高中生來說很陌生，遠不如尺縮鍾慢、時空圖來得吸引人。
陳浩已經開始偷偷打哈欠。
孫鵬小聲對旁邊人說：「聽著有點像收音機調台。」
陸沉沒有理會，繼續講解重點——算法實現。
「我在長城286上編寫了模擬程序，模擬了單片機IO、驅動電路和電機模型，這是模擬程序的結構圖。」
又是一張滿是方框和箭頭的膠片。
「我測試了不同細分數的效果，這是模擬結果對比。」
他展示最後幾張膠片，上面是數據表格和簡單的曲線圖，顯示細分後模擬電機的步進角更均勻，速度波動更小。
「在4細分模式下，模擬的理論步距角從整步的1.8度減小到0.45度，運行平穩性顯著提高。」
他講完了，時間剛好。
台下響起禮貌性的、但不算熱烈的掌聲。
比起林楓剛才引起的反響，明顯冷清了不少。
大家似乎沒太聽懂，或者覺得這個話題技術性太強、不夠酷。
物理老師點點頭，評價道：「陸沉同學的課題，工程性很強，思路清晰，模擬工作紮實，體現了將理論知識應用於實際問題的能力，很好。」
林楓在台下，聽完陸沉的講述，臉上沒什麼表情，只是眼神深處，似乎掠過一絲幾不可察的……釋然，或者說，是一種果然如此的瞭然。
在他看來，陸沉做的這些東西，更像是工科生的課程設計，充滿了細節和計算，但缺乏物理學那種觸及世界本質的宏大與優美。
他依然堅持自己的判斷：真正的智慧在於理解宇宙的法則，而非擺弄這些精巧的玩具。
張老師坐在教室後面，將這一切看在眼裡。
他看到了林楓的自信與隱隱的優越感，看到了大多數同學對理論課題的嚮往和對工程課題的疏離，也看到了陸沉在講解時那份與年齡不符的沉穩與專注，以及面對略顯冷淡反響時的平靜。
交流結束後，張老師把陸沉叫到一邊，低聲說：「講得不錯，重點突出，不過，是不是覺得大家對你這個課題，不如對林楓的熱情高？」
陸沉點點頭：「嗯，可能大家覺得控制電機有點……平常，不如相對論有意思。」
「這很正常。」張老師笑了笑，「理論物理天生帶有光環，容易讓人產生敬畏和嚮往，工程技術往往顯得瑣碎，但你要記住，」他收起笑容，認真地看著陸沉。
「這個世界，既需要仰望星空、思考宇宙奧秘的人，也同樣需要，甚至更需要腳踏實地、能將想法變成現實、驅動機器精準運轉的人。
你選擇的這條路，或許現在看起來不如別人的炫目，但它的價值，同樣重大，甚至更加基礎。
你的那個細分算法，如果真的能實現，用在某個需要精確定位的設備上，可能就是實實在在的進步。
不要被別人的眼光影響，堅持你的方向，做出實實在在的成果，到時候，大家自然會看到它的分量。」
陸沉重重地點頭：「我明白，張老師，我沒受影響，我只是在做我覺得有意義、也有興趣的事情。」
「那就好。」張老師拍拍他的肩膀，「回去繼續完善你的模擬，把算法優化到極致，如果需要實際電機和單片機做驗證，我想辦法幫你申請。」
離開教室，傍晚的風帶著涼意。
陸沉走在回宿舍的路上，腦海里迴響著張老師的話，也回想著剛才交流會上的一幕幕。
他知道，自己繪製的圖紙，與林楓繪製的時空圖，代表著兩種不同的追求，兩種不同的價值。
沒有孰高孰低，只是路徑不同。
——
課題中期交流後的那幾天，實驗班裡的空氣似乎有了一絲微妙的變化。
林楓的相對論佯謬課題，因其理論高度和物理老師毫不掩飾的讚賞，贏得了不少同學的欽佩目光。
課間，時常能看到幾個對物理感興趣的同學圍在他桌旁，討論著時空彎曲、質能方程之類的話題。
林楓依舊保持著那份矜持的自信，但言談間，偶爾會提到真正的科學、揭示本質這樣的詞彙，目光有意無意地掃過教室前排陸沉安靜看書的背影。
陸沉對此置若罔聞。
他依舊按時上課，認真完成作業，但大部分課餘時間，都泡在了機房。
張老師的話他記在心裡，工程的價值需要實實在在的成果來證明。
他不再僅僅滿足於模擬程序的運行，開始著手將模擬環境向真實環境推進。
在張老師的幫助下，他從學校倉庫的廢舊物資里，翻找出了幾樣寶貝：一台老舊的、用於教學演示的兩相四線步進電機（從某台報廢的印表機或繪圖儀上拆下來的），一個用洞洞板手工焊接的、極其簡陋的達林頓管驅動電路板（不知是哪個學長多年前電子製作課的遺物），還有一小盒雜亂的電阻、電容、杜邦線。
東西很舊，有些元器件引腳都氧化了，但清理一下，似乎還能用。
「東西是老了點，但原理相通，你可以用它們搭建一個最簡單的驗證平台，把你的控制程序燒錄到真正的MCS-51晶片裡跑跑看。」張老師把這些東西交給陸沉時說道，「不過，真正的單片機開發需要專門的編程器和仿真器，咱們學校沒有。我問問老王那邊，能不能借用一下他們的簡易開發板，或者……用更土的辦法。」
「更土的辦法？」陸沉好奇。
「用EPROM。」張老師解釋道，「先把你的程序在286上編譯成機器碼，然後用專門的設備燒寫到紫外線可擦除的EPROM晶片裡，再把EPROM插到你自己搭建的最小系統板上運行。
不過，這樣就沒法在線調試了，程序有問題只能重新燒寫，很麻煩。但這是以前沒有仿真器時常用的辦法。」
陸沉明白了。
這意味著每一次修改程序，都需要經過編譯、燒寫、插拔晶片、上電測試的循環，效率極低，但卻是接觸真實硬體、體驗完整嵌入式開發流程的絕佳機會。
他毫不猶豫地選擇了這個土辦法。
「那就麻煩張老師幫我問問，能不能借到EPROM編程器，還有幾片空白的EPROM和MCS-51晶片。我想試試。」陸沉眼神發亮。
張老師辦事效率很高，幾天後，就帶來了王研究員的消息：可以！
研究室正好有一套淘汰下來的、老式的通用EPROM編程器，還有一些用剩的2732 EPROM晶片和幾片8031單片機（MCS-51的一種），可以借給陸沉用一段時間。
王研究員還特意囑咐，操作編程器要小心，電壓很高，別弄壞了晶片，更要注意安全。
設備到位，陸沉在機房裡開闢了一個小小的硬體實驗角。
他首先花了整整兩天時間，清理、檢測那些舊元器件，用萬用表一個個測量，確認電機線圈是通的，驅動管沒被擊穿，電阻電容值大致正確。
然後，他在一張更大的洞洞板上，參照典型電路圖，開始搭建自己的驗證平台。
焊接是個細緻活，尤其是對於8031這種40腳的雙列直插晶片，焊點必須乾淨牢固，不能虛焊短路。
陸沉沉下心來，拿著宋師傅給的那套精密螺絲刀里最小的鑷子，配合著從張老師那裡借來的25瓦內熱式電烙鐵，一點點地焊接。
松香的煙霧在機房裡瀰漫，混合著舊元器件特有的、略帶焦糊的灰塵味。
陳浩和孫鵬偶爾來機房，看到陸沉戴著副不知從哪找來的、鏡腿用膠布纏著的勞保眼鏡，對著電路板聚精會神地焊接，都咋舌不已。
「沉子，你這是在搞飛彈呢？」孫鵬探頭看了一眼那密密麻麻的焊點和飛線，只覺得頭皮發麻。
「比飛彈簡單點，就是個最小系統。」陸沉頭也不抬，小心地將一個104的瓷片電容焊到電源引腳旁。
「你這手可以啊，焊得跟機器點的一樣。」陳浩倒是看出了點門道，「不過，弄這玩意兒有啥用？不是有電腦模擬嗎？」
「模擬是理想情況，實際硬體有很多不確定因素，比如信號延遲、電源波動、元件誤差。只有在真正的硬體上跑通了，才算真正可行。」陸沉解釋了一句，繼續專注手頭的工作。
劉宇也來看過，他對硬體不太懂，但很佩服陸沉的動手能力和耐心。
「需要幫忙嗎？」他問。
「暫時不用，謝謝。等我焊好了，可能需要你幫我看看程序邏輯。」陸沉說。
幾天後，最小系統板焊接完成。