第七十一章：同學入迷了
陸沉按照操作說明，設置好晶片型號、編程電壓、校驗方式。
接下來是關鍵一步：將他在長城286上編寫、調試了無數遍的步進電機控制程序，用C語言編譯器編譯，生成二進位機器碼文件，然後通過串口傳輸到編程器，燒寫到那片空白的2732 EPROM中。
燒寫過程很慢，編程器上的紅色指示燈閃爍，發出輕微的滋滋聲。
陸沉屏息凝神，直到綠色PASS指示燈亮起，提示燒寫成功，他才鬆了一口氣。
他小心地將燒寫好程序的EPROM晶片，插入最小系統板上對應的插座。
又將驅動板、步進電機、電源（一個可調的穩壓電源，也是從倉庫翻出來的）一一連接好。
再次檢查所有連線無誤後，他深吸一口氣，打開了穩壓電源的開關。
5伏的電壓指示燈亮起。
最小系統板上的電源指示燈也亮了。
接下來的幾天，陸沉進入了痛苦的調試循環。
修改程序參數（脈衝寬度、間隔、細分電流序列）->編譯->燒寫EPROM ->拔下舊晶片，插上新晶片->上電測試->觀察電機反應（有時不動，有時抖動，有時只朝一個方向微微轉動）->分析可能原因->再修改……
每修改一次，就要重複一次漫長的燒寫和插拔過程。
EPROM晶片的擦除需要專用的紫外線擦除器，他只有三片晶片輪流用，擦除一次要放在擦除器的紫外燈下照十幾分鐘。
機房裡瀰漫著更濃的松香味。
一個周五的晚上，機房只剩下陸沉一個人。
當電源接通，步進電機發出輕微但均勻的嗡嗡聲，軸端開始緩慢、平穩地旋轉起來！
雖然速度不快，但轉動連續，沒有卡頓和抖動！
他通過按鍵改變轉向和細分模式，電機都能正確響應！
成功了！
這台簡陋的、由廢舊零件拼湊的系統，終於在他的程序控制下，按照預定的意志，精準地運動起來！
陸沉緊緊盯著那平穩轉動的電機軸，聽著那均勻的嗡嗡聲，感覺自己的心臟也在跟著有力的跳動。
這種從無到有、從虛到實的創造與控制感，是如此的真實而強烈，遠比解出一道難題、獲得一次高分，更讓他心潮澎湃。
陸沉坐到長城286前，打開文檔處理軟體（WPS 1.0，很原始），開始撰寫課題的最終報告。
他將整個設計過程、遇到的困難、解決方案、特別是最後用自製邏輯分析儀排查問題的思路和方法，詳實地記錄下來。
附上了系統框圖、電路連接圖、核心算法流程圖、關鍵程序代碼片段，以及最後實物驗證的運行參數和觀察記錄。
報告力求清晰、嚴謹，既有理論分析，也有實踐驗證。
做完這一切，窗外已是天光大亮。
校園裡開始響起早起學生的腳步聲和洗漱聲。
陸沉將報告列印出來（那台24針印表機又工作了半個多小時），裝訂好。
然後，他仔細地收拾了硬體實驗角，將各種工具、元器件、電線歸類放好，但保留了那個仍在洞洞板上、連接著電機和驅動板的最小系統，這是最重要的實物成果。
帶著厚厚一摞報告和一絲倦意，敲響了張老師辦公室的門。
張老師也剛到不久，正泡著茶，看到陸沉通紅的眼睛和手裡那份顯然分量不輕的報告，愣了一下：「一晚上沒睡？出成果了？」
「嗯，張老師。系統調通了，基本功能都實現了。這是報告。」陸沉將報告遞過去，聲音有些沙啞，但透著清晰的興奮。
張老師接過報告，快速瀏覽了前面的摘要和結論，又翻看了後面的實物驗證部分和照片（陸沉用學校那台老海鷗相機拍了張模糊的黑白照片，附在報告後），眼中露出了毫不掩飾的讚許。
「好！太好了！」張老師用力一拍桌子，茶水都濺出來幾滴，「不僅做出來了，還把排查問題的思路和方法寫得這麼清楚！特別是這個用並行口自製簡易邏輯分析儀的想法，有創意，很實用！這才是真正的工程思維！遇到問題，自己創造工具去解決！」
他抬起頭，看著陸沉疲憊但發亮的眼睛，感慨道：「陸沉，你這次可是完成了一個了不起的飛躍，從模擬到實物，從理論到實踐，這中間的溝壑，很多人一輩子都跨不過去，你才多大就跨過去了，這份報告，還有那個能轉起來的系統，就是你課題最硬核的成果！比十篇空泛的論文都有分量！」
「主要是張老師您和王老師給了很多支持和指導，還有學校的設備。」
「行了，別謙虛了，機會是給有準備的人的。你抓住了，而且完成得漂亮。」張老師笑道，「這樣，這份報告我先留下仔細看看。實物系統也保護好。下周就是課題最終評審，到時候，你要好好向全班，不，我會建議向全年級有興趣的同學，做個公開的成果展示！讓大家看看，什麼是真正的、有深度的研究性學習！」
課題最終評審的消息很快在年級里傳開。
由於這次有幾個課題完成得不錯，年級組決定組織一次小型的研究性學習成果展示會，地點就在大階梯教室，自願參加。
張老師特意將陸沉的課題列為重點展示項目。
展示會那天下午，階梯教室里坐了不少人。
除了高二的學生，一些高一的學弟學妹，甚至幾位感興趣的任課老師也來了。
講台上，已經擺放了幾件成果實物：陳浩的不同材質桌球彈跳高度對比的實驗裝置（幾個架子和不同材質的球），孫鵬的香蕉球原理氣流演示模型（一個風扇和一個用紙板做的帶溝槽的足球），劉宇的分形圖形列印稿。
而最引人注目的，是放在講台一側實驗桌上的那套東西：一塊布滿元件和飛線的洞洞板，連接著幾個小電路板和一台帶著小齒輪的步進電機，旁邊還放著穩壓電源和那台用作邏輯分析儀顯示器的大塊頭長城286（臨時搬過來的）。
林楓的相對論佯謬課題沒有實物，但他準備了幾張大尺寸的、繪製精美的時空圖講解掛圖，還有一份裝訂漂亮的論文稿，放在講台顯眼位置。
展示開始。
同學們依次上台講解。
陳浩和孫鵬的展示輕鬆有趣，引來陣陣笑聲。
劉宇的分形圖形雖然靜態，但奇妙的數學美感也讓人讚嘆。
輪到林楓，他自信地走上台，拿起雷射筆（當時還很新鮮），開始講解他的時空圖和論文。
他思路清晰，語言富有感染力，將複雜的相對論效應和佯謬解釋得深入淺出。
尤其是他現場用洛倫茲變換公式，快速推導了車庫佯謬的數學解釋，那份嫻熟和自信，贏得了台下熱烈的掌聲。
物理老師聽得頻頻點頭，面露激賞。
林楓在掌聲中微微鞠躬，目光掃過台下，在陸沉身上停頓了一瞬，嘴角帶著淡淡的、屬於勝利者的微笑。
在他看來，自己的展示，無論是理論高度、講解水平，還是現場反響，都無疑是最出色的。
終於輪到陸沉。
他走上台，沒有雷射筆，只有一根教鞭。
他先向台下微微鞠躬，然後走到那套略顯雜亂、甚至有些醜陋的實物系統旁。
「各位老師，同學，我課題的題目是《基於MCS-51單片機的簡易步進電機控制系統設計與模擬》。」陸沉的聲音不大，但通過麥克風清晰地傳遍教室，「我的目標，是設計一個廉價、可靠的控制系統，讓這台步進電機能更平穩、更精確地轉動。」
他先展示了系統框圖，簡要介紹了各部分功能。
然後，他拿起那塊洞洞板：「這就是我用廢舊元件搭建的MCS-51最小系統，CPU是8031，程序存在這片EPROM里。」
他又指了指旁邊的驅動板和電機，「這是驅動部分和執行機構。整個系統，包括程序編寫、電路焊接、調試，都是我自己完成的。」
台下響起一陣輕微的議論聲。
自己焊電路？
自己寫程序燒晶片？
這對大多數高中生來說，簡直像另一個世界的事情。
而陸沉才幾歲啊？
因為智商碾壓，有時候他們會忘了他的年齡，無意間把他當做前輩看待。
陸沉沒有停頓，他打開了穩壓電源。
系統上電，幾個指示燈亮起。
他按下一個微動開關，步進電機發出一聲輕響，開始緩慢旋轉。
「現在，電機以最基本的整步模式運行，步距角1.8度，大家可以聽到，有一些振動和噪音。」陸沉說。
然後，他切換另一個開關，「現在，切換到4細分模式。」
電機的轉動聲立刻變得輕微、均勻了許多，肉眼幾乎看不出步進感，轉動更加平穩。
「在4細分模式下，理論步距角減小到0.45度，運行更平滑。這是通過精確控制電機繞組中的電流比例實現的。」陸沉用教鞭指了指驅動板上的幾個測試點，「我通過程序，生成特定時序的PWM脈衝，控制電流大小和方向。」
他接著演示了正反轉切換，改變轉速（通過調整脈衝頻率）。
雖然整體速度很慢，但控制精準，響應及時。
台下變得安靜下來。
同學們看著那台聽話轉動的電機，最初的驚訝漸漸變成了思索。
這玩意兒……好像真的有點門道？
不僅僅是讓電機轉起來那麼簡單。
演示完基本功能，陸沉走到那台長城286前，打開了他自製的邏輯分析儀監控程序。
屏幕上出現了跳動的字符波形。
「在調試過程中，最大的困難是信號異常。我無法知道單片機輸出的脈衝到底是什麼樣子。於是，我用這台電腦的並行口，加了一個簡單的接口電路，自己寫了一個監控程序，用它來看信號波形。」
他切換到之前保存的一個問題波形記錄：「大家看，這是調試初期捕捉到的異常波形，這裡有毛刺，這裡時序錯亂。正是這些問題導致電機無法正常工作。」
然後又切換到正常波形：「這是修改程序後的正確波形，乾淨，時序準確。通過對比，我找到了問題所在，並修改了程序。」
這種務實、清晰、甚至帶點土法上馬味道的講述，讓台下的許多同學，尤其是那些對動手實踐感興趣的同學，聽得入了迷。
這和他們平時刷題、考試的感覺完全不同。
接下來是關鍵一步：將他在長城286上編寫、調試了無數遍的步進電機控制程序，用C語言編譯器編譯，生成二進位機器碼文件，然後通過串口傳輸到編程器，燒寫到那片空白的2732 EPROM中。
燒寫過程很慢，編程器上的紅色指示燈閃爍，發出輕微的滋滋聲。
陸沉屏息凝神，直到綠色PASS指示燈亮起，提示燒寫成功，他才鬆了一口氣。
他小心地將燒寫好程序的EPROM晶片，插入最小系統板上對應的插座。
又將驅動板、步進電機、電源（一個可調的穩壓電源，也是從倉庫翻出來的）一一連接好。
再次檢查所有連線無誤後，他深吸一口氣，打開了穩壓電源的開關。
5伏的電壓指示燈亮起。
最小系統板上的電源指示燈也亮了。
接下來的幾天，陸沉進入了痛苦的調試循環。
修改程序參數（脈衝寬度、間隔、細分電流序列）->編譯->燒寫EPROM ->拔下舊晶片，插上新晶片->上電測試->觀察電機反應（有時不動，有時抖動，有時只朝一個方向微微轉動）->分析可能原因->再修改……
每修改一次，就要重複一次漫長的燒寫和插拔過程。
EPROM晶片的擦除需要專用的紫外線擦除器，他只有三片晶片輪流用，擦除一次要放在擦除器的紫外燈下照十幾分鐘。
機房裡瀰漫著更濃的松香味。
一個周五的晚上，機房只剩下陸沉一個人。
當電源接通，步進電機發出輕微但均勻的嗡嗡聲，軸端開始緩慢、平穩地旋轉起來！
雖然速度不快，但轉動連續，沒有卡頓和抖動！
他通過按鍵改變轉向和細分模式，電機都能正確響應！
成功了！
這台簡陋的、由廢舊零件拼湊的系統，終於在他的程序控制下，按照預定的意志，精準地運動起來！
陸沉緊緊盯著那平穩轉動的電機軸，聽著那均勻的嗡嗡聲，感覺自己的心臟也在跟著有力的跳動。
這種從無到有、從虛到實的創造與控制感，是如此的真實而強烈，遠比解出一道難題、獲得一次高分，更讓他心潮澎湃。
陸沉坐到長城286前，打開文檔處理軟體（WPS 1.0，很原始），開始撰寫課題的最終報告。
他將整個設計過程、遇到的困難、解決方案、特別是最後用自製邏輯分析儀排查問題的思路和方法，詳實地記錄下來。
附上了系統框圖、電路連接圖、核心算法流程圖、關鍵程序代碼片段，以及最後實物驗證的運行參數和觀察記錄。
報告力求清晰、嚴謹，既有理論分析，也有實踐驗證。
做完這一切，窗外已是天光大亮。
校園裡開始響起早起學生的腳步聲和洗漱聲。
陸沉將報告列印出來（那台24針印表機又工作了半個多小時），裝訂好。
然後，他仔細地收拾了硬體實驗角，將各種工具、元器件、電線歸類放好，但保留了那個仍在洞洞板上、連接著電機和驅動板的最小系統，這是最重要的實物成果。
帶著厚厚一摞報告和一絲倦意，敲響了張老師辦公室的門。
張老師也剛到不久，正泡著茶，看到陸沉通紅的眼睛和手裡那份顯然分量不輕的報告，愣了一下：「一晚上沒睡？出成果了？」
「嗯，張老師。系統調通了，基本功能都實現了。這是報告。」陸沉將報告遞過去，聲音有些沙啞，但透著清晰的興奮。
張老師接過報告，快速瀏覽了前面的摘要和結論，又翻看了後面的實物驗證部分和照片（陸沉用學校那台老海鷗相機拍了張模糊的黑白照片，附在報告後），眼中露出了毫不掩飾的讚許。
「好！太好了！」張老師用力一拍桌子，茶水都濺出來幾滴，「不僅做出來了，還把排查問題的思路和方法寫得這麼清楚！特別是這個用並行口自製簡易邏輯分析儀的想法，有創意，很實用！這才是真正的工程思維！遇到問題，自己創造工具去解決！」
他抬起頭，看著陸沉疲憊但發亮的眼睛，感慨道：「陸沉，你這次可是完成了一個了不起的飛躍，從模擬到實物，從理論到實踐，這中間的溝壑，很多人一輩子都跨不過去，你才多大就跨過去了，這份報告，還有那個能轉起來的系統，就是你課題最硬核的成果！比十篇空泛的論文都有分量！」
「主要是張老師您和王老師給了很多支持和指導，還有學校的設備。」
「行了，別謙虛了，機會是給有準備的人的。你抓住了，而且完成得漂亮。」張老師笑道，「這樣，這份報告我先留下仔細看看。實物系統也保護好。下周就是課題最終評審，到時候，你要好好向全班，不，我會建議向全年級有興趣的同學，做個公開的成果展示！讓大家看看，什麼是真正的、有深度的研究性學習！」
課題最終評審的消息很快在年級里傳開。
由於這次有幾個課題完成得不錯，年級組決定組織一次小型的研究性學習成果展示會，地點就在大階梯教室，自願參加。
張老師特意將陸沉的課題列為重點展示項目。
展示會那天下午，階梯教室里坐了不少人。
除了高二的學生，一些高一的學弟學妹，甚至幾位感興趣的任課老師也來了。
講台上，已經擺放了幾件成果實物：陳浩的不同材質桌球彈跳高度對比的實驗裝置（幾個架子和不同材質的球），孫鵬的香蕉球原理氣流演示模型（一個風扇和一個用紙板做的帶溝槽的足球），劉宇的分形圖形列印稿。
而最引人注目的，是放在講台一側實驗桌上的那套東西：一塊布滿元件和飛線的洞洞板，連接著幾個小電路板和一台帶著小齒輪的步進電機，旁邊還放著穩壓電源和那台用作邏輯分析儀顯示器的大塊頭長城286（臨時搬過來的）。
林楓的相對論佯謬課題沒有實物，但他準備了幾張大尺寸的、繪製精美的時空圖講解掛圖，還有一份裝訂漂亮的論文稿，放在講台顯眼位置。
展示開始。
同學們依次上台講解。
陳浩和孫鵬的展示輕鬆有趣，引來陣陣笑聲。
劉宇的分形圖形雖然靜態，但奇妙的數學美感也讓人讚嘆。
輪到林楓，他自信地走上台，拿起雷射筆（當時還很新鮮），開始講解他的時空圖和論文。
他思路清晰，語言富有感染力，將複雜的相對論效應和佯謬解釋得深入淺出。
尤其是他現場用洛倫茲變換公式，快速推導了車庫佯謬的數學解釋，那份嫻熟和自信，贏得了台下熱烈的掌聲。
物理老師聽得頻頻點頭，面露激賞。
林楓在掌聲中微微鞠躬，目光掃過台下，在陸沉身上停頓了一瞬，嘴角帶著淡淡的、屬於勝利者的微笑。
在他看來，自己的展示，無論是理論高度、講解水平，還是現場反響，都無疑是最出色的。
終於輪到陸沉。
他走上台，沒有雷射筆，只有一根教鞭。
他先向台下微微鞠躬，然後走到那套略顯雜亂、甚至有些醜陋的實物系統旁。
「各位老師，同學，我課題的題目是《基於MCS-51單片機的簡易步進電機控制系統設計與模擬》。」陸沉的聲音不大，但通過麥克風清晰地傳遍教室，「我的目標，是設計一個廉價、可靠的控制系統，讓這台步進電機能更平穩、更精確地轉動。」
他先展示了系統框圖，簡要介紹了各部分功能。
然後，他拿起那塊洞洞板：「這就是我用廢舊元件搭建的MCS-51最小系統，CPU是8031，程序存在這片EPROM里。」
他又指了指旁邊的驅動板和電機，「這是驅動部分和執行機構。整個系統，包括程序編寫、電路焊接、調試，都是我自己完成的。」
台下響起一陣輕微的議論聲。
自己焊電路？
自己寫程序燒晶片？
這對大多數高中生來說，簡直像另一個世界的事情。
而陸沉才幾歲啊？
因為智商碾壓，有時候他們會忘了他的年齡，無意間把他當做前輩看待。
陸沉沒有停頓，他打開了穩壓電源。
系統上電，幾個指示燈亮起。
他按下一個微動開關，步進電機發出一聲輕響，開始緩慢旋轉。
「現在，電機以最基本的整步模式運行，步距角1.8度，大家可以聽到，有一些振動和噪音。」陸沉說。
然後，他切換另一個開關，「現在，切換到4細分模式。」
電機的轉動聲立刻變得輕微、均勻了許多，肉眼幾乎看不出步進感，轉動更加平穩。
「在4細分模式下，理論步距角減小到0.45度，運行更平滑。這是通過精確控制電機繞組中的電流比例實現的。」陸沉用教鞭指了指驅動板上的幾個測試點，「我通過程序，生成特定時序的PWM脈衝，控制電流大小和方向。」
他接著演示了正反轉切換，改變轉速（通過調整脈衝頻率）。
雖然整體速度很慢，但控制精準，響應及時。
台下變得安靜下來。
同學們看著那台聽話轉動的電機，最初的驚訝漸漸變成了思索。
這玩意兒……好像真的有點門道？
不僅僅是讓電機轉起來那麼簡單。
演示完基本功能，陸沉走到那台長城286前，打開了他自製的邏輯分析儀監控程序。
屏幕上出現了跳動的字符波形。
「在調試過程中，最大的困難是信號異常。我無法知道單片機輸出的脈衝到底是什麼樣子。於是，我用這台電腦的並行口，加了一個簡單的接口電路，自己寫了一個監控程序，用它來看信號波形。」
他切換到之前保存的一個問題波形記錄：「大家看，這是調試初期捕捉到的異常波形，這裡有毛刺，這裡時序錯亂。正是這些問題導致電機無法正常工作。」
然後又切換到正常波形：「這是修改程序後的正確波形，乾淨，時序準確。通過對比，我找到了問題所在，並修改了程序。」
這種務實、清晰、甚至帶點土法上馬味道的講述，讓台下的許多同學，尤其是那些對動手實踐感興趣的同學，聽得入了迷。
這和他們平時刷題、考試的感覺完全不同。