Dùng máy vi tính thiết kế máy chấm thi trắc nghiệm

Do vậy, với hai hình thức chấm thi ở trên thì công việc đòi hỏi là phải nhập điểm của từng thí sinh vào máy.. Như vậy, nếu ta thiết kế một máy chấm thi trắc nghiệm sao cho kết quả chấm t

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

TRẦN NGỌC TRÁC

LỚP : KỸ SƯ II

- 1997 –

CHƯƠNG I :

MỤC ĐÍCH THIẾT KẾ MÁY CHẤM THI TRẮC NGHIỆM

I MỤC ĐÍCH :

Hiện nay, do số lượng sinh viên, học sinh của các trường đại học, cao đẳng, trung học, mỗi năm một tăng Việc chấm bài thi vào những kỳ tuyển sinh, thi học kỳ, thi lại, là một công việc nặng nhọc

cho giáo viên Vì phải đòi hỏi kết quả của việc chấm thi phải đáp ứng về độ chính xác và về thời gian

Như vậy, với các yếu tố :

- Số lượng bài thi nhiều

- Thời gian chấm thi không kéo dài

dùng máy vi tính để quản lý hồ sơ, điểm, học bạ, của sinh viên Do vậy, với hai hình thức chấm thi ở trên thì

công việc đòi hỏi là phải nhập điểm của từng thí sinh vào máy Công đoạn nầy mất thời gian và có nhiều sai sót

trong quá trình nhập điểm

Như vậy, nếu ta thiết kế một máy chấm thi trắc nghiệm sao cho kết quả chấm thi đó tự ghi vào dữ liệu điểm của từng thí sinh tương ứng thì thật là thú vị - đây cũng là mục đích của việc thiết kế Đối với mạch thiết

kế nầy, giáo viên chấm thi có thể ghi điểm trên bài làm của thí sinh để lưu trữ nhờ vào dữ liệu điểm trên máy vi

tính hoặc sự thể hiện của LED 7 đoạn trên máy chấm thi

So với việc chấm thi trước đây thì máy chấm thi có những ưu điểm sau :

- Nhanh

- Kết quả điểm được ghi chính xác vào vi tính

- Rất ít tốn công Tuy nhiên, để đạt được các điều trên, thí sinh phải làm bài trên một mẫu giấy nhất định và phải tuân theo một số qui tắc khi làm bài Xét cho cùng, những yêu cầu nầy không có gì phiền toái và khó thực hiện mà chúng

ta sẽ thấy dưới đây

II NHỮNG YÊU CẦU VÀ LƯU Ý :

Sau đây là những yêu cầu đối với thí sinh :

1 Phải đánh dấu câu trả lời trên mẫu được qui định sẵn như trang sau :

2 Điền họ và tên trên mẫu, sau đó ghi mã thí sinh trên 3 hàng đầu tiên (gồm sáu dãy ô) của mẫu Với 6 dãy ô nầy cho phép phân biệt được 1.000.000 sinh viên Nghĩa là dữ liệu của một trường có thể là 1 triệu sinh viên đang thi Cách ghi mã thí sinh là chỉ việc tô đen những ô có số tương ứng phía trên mỗi dãy

Ví dụ : Thí sinh có tên là Nguyễn Văn A, mã số là 012345 Có thể ghi như sau :

Họ và tên : Nguyễn Văn A

Như vậy, trong mã thí sinh số 0 có thể tô đen hay bỏ trống, và việc tô số

theo thứ tự từ trên xuống và từ dãy ô phía trái sang phía phải, mỗi dãy chỉ ghi 1 số mà thôi - tương ứng với các ký số trong mã thí sinh từ trái sang phải Ta có thể mô tả các vị trí số trong sáu dãy ô như sau :

hàng trăm ngàn hàng chục ngàn hàng ngàn hàng trăm

3 Thí sinh khi thi phải đem theo bút chì loại 2B, tẩy và chuốt chì

4 Khi tô mã thí sinh hoặc chọn câu trả lời nên lưu ý các kiểu tô như sau :

Đúng Sai Sai Sai Sai

Các hình thức sai :

- : Tô ngoài vòng tròn của ô

- : Không nên tô chọn kiểu nầy

- : Khi bỏ tô chọn lúc trước không nên đánh tréo mà phải tẩy

- : Khi tô không nên chừa vùng trắng phía trong ô Việc tô đậm ô được chọn nhằm đảm bảo cho LED hồng ngoại hoạt động tốt, tránh trường hợp sai khi mạch hoạt động

5 Khi câu trả lời bị bỏ trống hoặc có từ hai đánh dấu chọn trở lên ( ) sẽ không được tính điểm

Khi một câu được chọn, nếu đúng với đáp án thì điểm của thí sinh tăng lên 1 Như vậy với số lượng là 100 câu, điểm tối đa của thí sinh là 100 điểm Việc qui đổi ra thang điểm 10 hay những hình thức cho khác cũng dễ dàng thực hiện bằng phần mềm

CHƯƠNG II

SƠ LƯỢC VỀ LED HỒNG NGOẠI

LED hồng ngoại còn được gọi là nguồn phát sóng hồng ngoại (Infrared emitters) Vật liệu dùng để chế tạo nó là GaAs LED hồng ngoại có hiệu suất lượng tử cao hơn so với LED phát ra ánh sáng thấy được Mặt dưới của diốt được chế tạo sao cho như một gương để phản chiếu tia hồng ngoại phát ra từ lớp chuyển tiếp pn

p n-GaAs Si n-GaAs

Trong phổ tần số của sóng điện từ, sóng hồng ngoại chiếm một khoảng rộng nhất Nhưng cho đến nay nó chưa được ứng dụng rộng rãi như các sóng khác có tần số thấp hơn

Từ ánh sáng ta đến hồng ngoại gần, hồng ngoại trung bình, hồng ngoại xa và hồng ngoại rất

xa Sóng hồng ngoại rất xa Sóng HN xa TB Gần 1mm 500 200 100 50 20 10 5 2 1m

Từ 770 nm 1 mm

I ÁNH SÁNG MẶT TRỜI VÀ TIA HỒNG NGOẠI :

Tia nằng ấm, bao gồm chủ yếu là ánh sáng thấy được, thành phần hồng ngoại gần như rất ít, hồng ngoại bị bầu khí quyễn hấp thu phần lớn Sóng hồng ngoại có độ dài (1.2m; 1.6m; 2.2m và 4m) xuyên suốt bầu khí quyễn đến mặt đất, trong khi các độ dài sóng khác , sóng hồng ngoại bị hấp thu gần như hoàn toàn

II NGUỒN PHÁT SÓNG HỒNG NGOẠI :

Hồng ngoại gần được ứng dụng rộng rãi trong công nghệ thông tin hiện đại, trong sự tự động hoá trong công nghiệp Các nguồn sóng nhân tạo thường chứa nhiều sóng hồng ngoại Sóng hồng ngoại cũng có những đặc tính quang học giống như ánh sáng ( Sự hội tụ qua thấu kính, tiêu cự ) Ánh sáng và sóng hồng ngoại khác nhau rất rõ qua sự xuyên suốt vật chất Có những vật mắt ta thấy (phản chiếu ánh sáng thấy được) nhưng với tia hồng ngoại nó là những vật phản chiếu rất ít (hay không phản chiếu) Có những vật ta thấy nó có màu xám đục nhưng với ánh sáng hồng ngoại nó trở nên trong suốt Điều nầy giải thích tại sao LED hồng ngoại có hiệu suất cao hơn so với LED phát ra ánh sáng thấy được Vì rằng vật liệu bán dẫn “trong suốt” đối với sóng hồng ngoại, tia hồng ngoại không

bị yếu đi khi nó phải vượt qua các lớp bán dẫn để đi ra ngoài

Đời sống của LED hồng ngoại dài đến 100.000 giời (hơn 11 năm) LED hồng ngoại không phát sáng nên nó cho lợi điểm trong các thiết bị kiểm soát vì không gây sự chú ý Trong mạch thiết kế, chúng ta dùng LED hồng ngoại nhằm tránh nhiễu dẫu có ánh sáng mặt trời hay ánh sáng của đèn lọt qua máy chấm thi

III ĐẶC TRƯNG KỸ THUẬT CỦA MỘT SỐ LED HỒNG NGOẠI :

IV LINH KIỆN THU SÓNG HỒNG NGOẠI :

Người ta có thể dùng quang điện trở, phototransistor, photodiôt để thu sóng hồng ngoại gần Để thu sóng hồng ngoại trung bình và xa phát ra từ cơ thể con người, vật nóng người ta dùng loại detector với vật liệu Lithiumtitanat hay tấm chất dẽo PVDF (polyvinyl - Lidendifluorid) Cơ thể con người phát ra tia hồng ngoại với độ dài sóng từ 8 10 m

1 PHOTODIÔT :

Tùy theo chức năng và cấu trúc, có thể phân photodiot ra làm nhiều loại :

1 Diôt quang pn

2 Diôt quang pin

3 Diôt quang loại Schockley Photodiôt có các đặc tính :

CHƯƠNG III

CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH

I SƠ Đồ KHốI :

1 Bộ phận đèn LED hồng ngoại (1) :

Bộ phận đèn LED hồng ngoại sẽ thay đổi mức điện áp ở những ô có

đánh dấu đen hoặc không có của từng hàng trên tờ giấy thi Mức điện áp thay đổi nầy được

truyền về bộ phận Chỉnh xung thành tín hiệu số (2) Tín hiệu truyền về (2) có 2 loại là dữ

liệu và mã điều khiển

- Dữ liệu : Bao gồm mã số thí sinh dự thi và nội dung bài thi

- Mã điều khiển : Bao gồm mã kiểm tra đầu hàng và cuối hàng, mã phân biệt hàng nào là mã số thí sinh hàng nào là nội dung bài làm, và mã kết thúc bài thi

Giấy thi LED hồng

hiệu Điều đkhiển khiển

Kiểm soát

- Loa và

- Mô tơ điều khiển

- Đèn (3) Địa chỉ

2 Bộ phận chỉnh xung thành tín hiệu số (2) :

Nhận tín hiệu từ LED hồng ngoại chỉnh dạng thành tín hiệu số Sau đó truyền một số tính hiệu điều khiển như: tín hiệu kiểm tra đầu hàng và cuối hàng, tính hiệu phân biệt

mã số thí sinh về bộ phận Kiểm soát và điều khiển (3) Còn tín hiệu kết thúc bài thi, tín hiệu

dữ liệu được đưa vào Máy vi tính (4) để xử lý

3 Bộ phận kiểm soát và điều khiển (3) :

Bộ phận nầy sẽ báo về loa, mô tơ và đèn báo nếu giấy thi bị lệch hàng (xéo), khi

đó dữ liệu sẽ không đựơc đưa về máy tính Hoặc chấp nhận nếu trường hợp ngược lại

2 Hoạt động của mạch : (Xem sơ đồ tổng quát )

Bài thi được đưa vào máy, ô có tô đen cho mạch mức 1, ngược lại là mức 0 Nếu mép giấy đưa vào máy chưa nằm ngang sẽ làm cho cổng AND 1 có mức ra 0, khi đó đèn ERROR sẽ sáng (có mức 1 nhờ cổng NOT 1 ) và làm IC

555 dao động ( với chu kỳ T = 0 693 10 10 *  6* (8200( *2 15000)) = 0.265  1/4 giây) phát tín hiệu ra loa Như vậy, khi không có giấy hoặc đưa giấy vào chưa cân bằng hai mép thì đèn ERROR sáng và loa phát tiếng kêu

Trong trường hợp ngược lại, hai mép giấy đã thẳng hàng thì cổng AND 1 có mức ra là 1 khi đó đèn READY sáng Điều nầy sẽ làm cho cổng AND 2 có một đường vào với mức là 1, như vậy nếu đường vào còn lại có mức là 1 nữa thì sẽ làm cho mô tơ quay (để cuộn giấy lên) nhờ cổng OR 1 Ta xét cổng vào còn lại nầy : cổng nầy được nối với mã đầu và cuối hàng qua cổng ĐảO 2

, nếu mã đầu hàng và cuối hàng thẳng hàng thì cổng AND 3 có mức ra là 1 Trong trường hợp ngược lại, nghĩa là khi mã đầu hàng và cuôí hàng không thẳng hàng hoặc khi LED hồng ngoại ở bất kỳ vị trí nào trên các vùng trống giữa các hàng với nhau sẽ làm cho cổng AND 3 có mức ra là 0, lúc đó NOT 2 có mức ra là 1 - đây cũng là mức của cổng vào còn lại nầy Như vậy mức ra của cổng AND 2 nầy là 1 sẽ làm cho mô tơ quay đẩy giấy lên Vậy, sau khi đưa giấy vào ngay ngắn, thì mô tơ sẽ tự động đẩy giấy lên , và nó sẽ dừng khi gặp phải bất kỳ dấu đầu hàng

và cuối hàng đầu tiên ( lúc đó cổng VÀ 2 2 có mức ra là 0 và hẳn nhiên là

ta phải dùng lệnh xuất OUT PC6, 0 trong chương trình để làm cho mức ra của cổng HOẶC 1 chỉ phụ thuộc vào mức ra của cổng VÀ 2 mà thôi)

Tóm lại : Sau khi đưa giấy ngay ngắn thì mô tơ tự động đẩy giấy lên và

dừng lại khi gặp dấu đầu và cuối hàng đầu tiên để CPU đọc dữ liệu Trong mạch, ta dùng IC 8255 để giao tiếp với CPU, nó được lập trình ở MODE

0 với cổng A,B và C thấp là nhập và C cao là xuất CPU sẽ tạo một vòng lặp kiểm tra xem nếu PC0 có mức là 1 (ngay dấu đầu và cuối hàng) thì sẽ lấy dữ liệu từ cổng

A và B Nhưng để phân biệt được dữ liệu nào là mã thí sinh , dữ liệu nào là nội dung bài thi ta chỉ cần thêm một dấu hiệu - tạm gọi là “dấu mã thí sinh” ở đầu những hàng dàng riêng cho việc ghi mã thí sinh (có 3 hàng) Khi gặp dấu mã thí sinh thì cổng AND 4 có mức ra là 1 sẽ điều khiển hai IC 74245 làm cho IC 74245(1) đưa

dữ liệu từ đường ra của hai IC 74147 vào CPU và vô hiệu hóa IC 74245(2) Khi không còn dấu hiệu mã thí sinh nữa (từ hàng thứ 4 trở đi) thì dữ liệu chỉ qua IC 74245(2) và đi vào CPU mà thôi

Sau mỗi lần đọc dữ liệu từ cổng A và B của IC 8255, CPU sẽ xuất ra PC6 mức

1 để mô tơ đẩy giấy hoạt động Và nó sẽ kiểm tra xem vị trí của LED hồng ngoại

có lệch khỏi dấu đầu và cuối hàng chưa thông qua PC0 Nếu PC0 = 0 thì CPU sẽ xuất mức 0 cho PC6 Vì rằng nếu không xuất lại mức 0 cho PC6 thì cổng HOẶC 1

sẽ luôn luôn có mức ra là một sau khi CPU đọc dữ liệu lần đầu tiên, điều đó sẽ làm cho mô tơ quay mãi mà nó sẽ không dừng lại dẫu có gặp dấu đầu và cuối hàng

đọc dữ liệu, sau đó đẩy giấy lên hàng kế Quá trình cứ diễn ra như thế cho đến khi gặp dấu kết thúc bài thi

Dấu kết thúc bài thi sẽ làm cho cổng VÀ 5 có mức ra là 1 đi vào PC1 , vậy nếu

PC1 = 1 thì kết quả điểm của bài thi đó sẽ được ghi vào mẫu tin hiện thời từ bộ nhớ Khi đó CPU sẽ bắt đầu cho vòng lặp mới

Trong quá trình đọc dữ liệu, nếu có câu nào đó của thí sinh đúng với đáp án thì CPU sẽ kích cho IC 7490 một xung âm qua cổng PC7 để làm tăng giá trị điểm trên mặt đèn LED 7

đoạn Giáo viên chấm thi có thể không cần nhìn trên màn hình máy vi tính để ghi điểm lên bài thi mà chỉ cần nhìn trên các LED nầy Với mỗi lần gặp dấu mã thí sinh của bài mới thì giá trị của các IC 7490 được thiết lặp bằng 0

3 Phát thảo chương trình cho CPU :

PC6 mức 0 để giao điều khiền cho mạch của máy

- Nếu bộ đệm đủ 6 byte đầu tiên (mã thí sinh) thì xử lý và truy tìm mã trong cơ

sở dữ liệu Nếu không có báo lỗi lên màn hình, nếu có nhảy đến mẫu tin đó

- Từ byte thứ 7 trở đi là nội dung bài làm, mỗi hàng (2 byte) có 4 câu, nếu câu trả lời đúng với đáp án thì kích xung cho PC7 và tăng 1 vào biến điểm trong bộ đệm

- Nếu PC1 = 1 thì ghi trị của biến điểm vào mẫu tin hiện thời và xuất PC6 lên mức 1 để đẩy mô tơ và kết thúc một bài thi

- Trở lại đầu vòng lặp

b) Chương trình đọc đáp án :

- Xuất PC6 mức 0

- Khởi tạo biến đếm = 0

- Đầu vòng lặp (để bỏ qua phần mã thí sinh - không đọc)

- Đếm >=3 chưa ? Nếu thoả thì nhảy đến READATA, nếu không thoả thì làm các lệnh kế

- Xét xem PC0 = 1 chưa, nếu PC0 = 1 (có mã đầu hàng và cuối hàng) xuất PC6

mức 1 để kích mô tơ quay

- Xét PC0 = 0 chưa, nếu PC0 = 0 thì xuất PC6 mức 0

- Đếm = đếm +1

- Cuối vòng lặp

- READATA : Đọc dữ liệu từ cổng A và B của IC 8255 mỗi khi có PC0 = 1 Tương tự như phần chấm điểm nhưng không truy tìm câu nào đúng hay sai mà chỉ đọc vào khi

đũ số byte cần thiết (hay PC1 = 1 - mã cho biết cuối giấy) sau đó ghi lên thành tập tin trên điã

Phần chương trình nầy sẽ được viết cụ thể ở các trang sau

III SƠ ĐỒ CHI TIẾT :

PHẦN CHƯƠNG TRÌNH CHINH

Set Talk Off Set Default To C:\Test Set Safe Off

Close All Clear All

!Lt8255

Do While T

Clear

@0,0 To 24,79 Double Color Gr+

Tua='CHUONG TRINH TEST PHAN CUNG CHAM THI TRAC NGHIEM'

@ 3,(80-Len(Tua))/2-2 To 5,(80-Len(Tua))/2+Len(Tua)+2 Double Color R+/B

@ 4,(80-Len(Tua))/2 Say Tua Color G+

@ 11,28 To 15,50 Double Color RB/W

@ 12,30 Prompt ' 1- NHAP DAP AN '

@ 13,30 Prompt ' 2- CHAM DIEM THI '

@ 14,30 Prompt ' 3- KET THUC ' Menu To C

Do Case Case C=1

Do Dapan Case C=2

Do Chamdiem Case C=3

Do Exit EndCase EndDo Set Talk On Return * -

Procedure Dapan

!Dung

Do While i<=3 !PC0_1 !Dayhang i=i+1

EndDo

i=1 Z='' Wait " BAT DAU DOC NOI DUNG BAI THI!" Windows Timeout 1

Do While i<=25 !Doc_da W=Fopen('CauDA.txt')

U=Fgets(W) =Fclose(W)

!Dayhang

i=i+1 EndDo W=Fcreate('Dapan.txt') =Fwrite(W,Z)

=Fclose(W) Wait "DAY PHIM BAT KY DE TIEP TUC !" Window !Day

Return * -

Procedure Chamdiem Use Diem

Do While T

!Dung

M_diem=0 i=1

If Found() @16,20 Say " MASV"+Space(8)+"HO"+Space(9)+"TEN"

@18,20 Say " "+Str(Masv,6)+' '+Ho+Ten

Do Traloi

Repl Diem With M_diem @18,20 Say " "+Str(Masv,6)+' '+Ho+Ten+Str(Diem,3) Else

Wait "KHONG CO MA SINH VIEN NAY!" Windows

EndIf Wait "CHAM DIEM TIEP KHONG ?(Y/N)" To Tiep Windows

If Upper(Tiep)='N'

Clear Exit

Clear @0,0 To 24,79 Double Color Gr+

Tua='DANG CHAM DIEM TIEP TUC' @ 3,(80-Len(Tua))/2-2 To 5,(80-Len(Tua))/2+Len(Tua)+2 Double Color R+/B

@ 4,(80-Len(Tua))/2 Say Tua Color G+