CN107481605A - 一种智能手机教学实训设备及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种智能手机教学实训设备及其工作方法，该设备的电路板设置有主机、故障设置按键模块、信号测量端口模块和光电隔离电路模块；故障设置按键模块向主机发送故障控制信号，主机根据故障控制信号向故障控制信号对应的功能电路模块发送控制信号；主机根据故障控制信号通过光电隔离电路向信号测量端口模块发送待检测信号。该方法包括：获取开机按键信号，电源管理模块向工作状态指示模块发送开机指示信号；开机完成后，主机进入正常手机使用状态；主机判断是否获取到故障设置按键模块发送的故障控制信号，若是，主机根据故障控制信号向故障控制信号对应的功能电路模块发送控制信号并根据故障控制信号向信号测量端口模块发送待检测信号。

Description

一种智能手机教学实训设备及其工作方法

技术领域

本发明涉及教学仪器技术领域，具体的，涉及一种智能手机教学实训设备，还涉及该设备的工作方法。

背景技术

目前，在院校的实际教学中，进行手机原理与维修相关课程教学时，一般采用的实训设备有两种方式：一是市场购置完整的一台手机；二是购置市场上的手机实训设备。目前市场上流行的手机实训设备，主要是以手机终端为载体，将显示屏与终端分离的方式，这与一台完整的手机一样，这两种方式存在以下问题和缺点：由于智能手机作为一种集成度很高的电子产品，手机的硬件结构很难通过直观的方式进行掌握到、不利于学生对手机原理的学习；由于智能手机的硬件信号已经被封装在极小的空间内，难以提供硬件测试接口给学生进行检测学习手机的信号，不利于学生掌握手机工作原理，不利于掌握维修技术；在现在的教学中，学生采用上述的手机实训设备，在极小的空间进行信号测量，经常由于学生的一些误操作而导致电路发生短路而使得设备损坏，设备损耗率高，导致设备重复使用率低；上述的手机实训设备，教师难以在设备上进行故障设置，难以进行手机维修方面技术的教学；上述的手机实训设备，功能单一，只有给学生实现拆装和观看内部整体结构、以及手机功能演示的功能，使用率不高。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种可降低设备损坏率，且可提高重复使用率的智能手机教学实训设备。

本发明的另一目的是提供一种可降低设备损坏率，且可便于展示手机工作原理的智能手机教学实训设备的工作方法。

为了实现上述主要目的，本发明提供的智能手机教学实训设备的电路板设置有主机、故障设置按键模块、信号测量端口模块和光电隔离电路模块，故障设置按键模块与主机电连接，主机通过光电隔离电路模块与信号测量端口模块电连接； 故障设置按键模块向主机发送故障控制信号，主机根据故障控制信号向故障控制信号对应的功能电路模块发送控制信号；主机根据故障控制信号通过光电隔离电路向信号测量端口模块发送待检测信号。

由上述方案可见，本发明的智能手机教学实训设备通过故障设置按键模块向主机发送故障控制信号，主机可根据故障控制信号设置多种手机故障现象，例如黑屏无图、亮屏无图、缺色、触摸屏失灵、移动通话故障、读写文件失败、声音失真、开关机失灵、WIFI连网失灵等现象。主机根据故障控制信号向故障控制信号对应的功能电路模块发送控制信号，使故障现象可以在对应的功能电路模块中体现，便于操作人员观察故障现象。在向故障控制信号对应的功能电路模块发送控制信号的同时，主机根据故障控制信号通过光电隔离电路向信号测量端口模块发送待检测信号。将待检测信号发送至信号测量端口模块，便于操作人员进行检测，且通过光电隔离电路发送待检测信号，使信号测量端口模块与主机进行隔离，防止操作人员在进行信号检测时，采用错误操作从而导致设备烧毁，提高设备的安全性，从而提高设备的重复利用率。

进一步的方案中，电路板还设置有电源管理模块和工作状态指示模块，电源管理模块与工作状态指示模块电连接，电源管理模块向工作状态指示模块发送工作状态指示信号。

由此可见，为了便于操作人员观察设备的工作状态，通过电源管理模块向工作状态指示模块发送工作状态指示信号，使得操作人员获知当前工作的电路模块，有助于操作人员理解手机的工作原理。

进一步的方案中，功能电路模块包括操作按键模块，操作按键模块向主机发送操作控制信号。

由此可见，设置操作按键模块，可便于对设备进行操作控制，例如，进行开机、关机、音量调节或系统复位等。

进一步的方案中，功能电路模块还包括无线通信模块，无线通信模块与主机电连接。

由此可见，设置无线通信模块，主机可通过无线通信模块与外部设备进行无线网络连接，便于与外部设备的信息交互。

进一步的方案中，电路板还设置有外接扩展接口，外接扩展接口与主机电连接。

由此可见，设置外接扩展接口，使得智能手机教学实训设备可进行功能性的扩展，例如，使多台智能手机教学实训设备进行级联。

为了实现上述另一目的，本发明提供的智能手机教学实训设备的工作方法，智能手机教学实训设备的电路板设置有主机、故障设置按键模块、信号测量端口模块、电源管理模块和工作状态指示模块，故障设置按键模块、信号测量端口模块和工作状态指示模块分别与主机电连接，电源管理模块向故障设置按键模块、信号测量端口模块、工作状态指示模块和主机提供电源；该方法包括：获取开机按键信号，电源管理模块向工作状态指示模块发送开机指示信号；开机完成后，主机进入正常手机使用状态；主机判断是否获取到故障设置按键模块发送的故障控制信号，若是，主机根据故障控制信号向故障控制信号对应的功能电路模块发送控制信号并根据故障控制信号向信号测量端口模块发送待检测信号。

由上述方案可见，本发明智能手机教学实训设备的工作方法在获取开机按键信号时，向工作状态指示模块发送开机指示信号，工作状态指示模块可根据开机指示信号进行开机过程中各电路模块的工作情况，便于操作人员获知手机的开机原理。同时, 获取到故障获取到设置按键模块发送的故障控制信号,根据故障控制信号向故障控制信号对应的功能电路模块发送控制信号，使故障现象可以在对应的功能电路模块中体现，便于操作人员观察故障现象。在向故障控制信号对应的功能电路模块发送控制信号的同时，还根据故障控制信号向信号测量端口模块发送待检测信号，便于操作人员进行检测，了解故障时各电路模块的故障信号。

进一步的方案中，电路板还设置有光电隔离电路；主机根据故障控制信号向信号测量端口模块发送待检测信号，包括：主机根据故障控制信号通过光电隔离电路向信号测量端口模块发送待检测信号。

由此可见，根据故障控制信号向信号测量端口模块发送待检测信号时，通过光电隔离电路发送待检测信号，使信号测量端口模块与主机进行隔离，防止操作人员在进行信号检测时，采用错误操作从而导致设备烧毁，提高设备的安全性，从而提高设备的重复利用率。

进一步的方案中，获取开机按键信号，包括：当判断按压开关按键超过第一预设时长时，则确定获取到开机按键信号。

由此可见，通过设置预设的时长，可防止误触开关按键操作，为操作人员造成不必要的麻烦。

进一步的方案中，开机完成后，智能手机教学实训设备的工作方法还包括：获取关机按键信号，电源管理模块向工作状态指示模块发送关机指示信号。

由此可见，在获取关机按键信号时，电源管理模块向工作状态指示模块发送关机指示信号，工作状态指示模块可根据关机指示信号进行关机过程中各电路模块的工作情况，便于操作人员获知手机的关机原理。

进一步方案中，获取关机按键信号，包括：当判断按压开关按键超过第二预设时长时，则确定获取到关机按键信号。

由此可见，通过设置预设的时长，可防止误触开关按键操作。

附图说明

图1是本发明智能手机教学实训设备实施例的电路板结构图。

图2是本发明智能手机教学实训设备实施例的电路结构框图。

图3是本发明智能手机教学实训设备实施例中功能电路模块的电路结构框图。

图4是本发明智能手机教学实训设备的工作方法实施例的流程图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

本发明的智能手机教学实训设备是基于智能手机的电路模块，采用模块设计的方法，将极小空间内的手机硬件进行摊开，直观地呈现出手机的电路模块。让操作人员直观地掌握手机原理，便于学习测量维修技术。

如图1和图2所示，本实施例中，智能手机教学实训设备的电路板10设置有主机1、电源管理模块2、工作状态指示模块3、功能电路模块4、故障设置按键模块5、光电隔离电路模块6、信号测量端口模块7、外接扩展接口8和监测电路模块9。功能电路模块4、故障设置按键模块5、光电隔离电路模块6、信号测量端口模块7和外接扩展接口8分别与主机1电连接，电源管理模块2向主机1、工作状态指示模块3、功能电路模块4、故障设置按键模块5、光电隔离电路模块6、信号测量端口模块7和外接扩展接口8提供电源，监测电路模块9与电源管理模块2电连接。

电源管理模块2向工作状态指示模块3发送工作状态指示信号，工作状态指示模块3根据工作状态指示信号进行工作状态展示。工作状态指示模块3设置有多个指示灯31，每个指示灯31对应一个电路模块，工作状态指示模块3根据工作状态指示信号向对应的指示灯32发送指示信号。例如，主机1开始启动工作时，电源管理模块2向工作状态指示模块3发送主机1启动的工作状态指示信号，工作状态指示模块3向主机1对应的指示灯31发送指示信号，使操作人员获知主机1已启动工作。

故障设置按键模块5设置有多个故障设置按键51，每个故障设置按键51可对应一种故障控制信号，例如，故障控制信号可包括黑屏无图、亮屏无图、缺色、触摸屏失灵、移动通话故障、读写文件失败、声音失真、开关机失灵、WIFI连网失灵等控制信号。故障设置按键模块5根据故障设置按键51向主机1发送对应的故障控制信号。

主机1收到故障控制信号后，根据故障控制信号向故障控制信号对应的功能电路模块4发送控制信号。参见图3，功能电路模块4包括无线通信模块41、操作按键模块42、摄像头模块43、触摸显示屏44、语音模块45和存储模块46，无线通信模块41、操作按键模块42、摄像头模块43、触摸显示屏44、语音模块45和存储模块46分别与主机1电连接。其中，无线通信模块41包括WIFI模块、移动网络模块和蓝牙模块等，操作按键模块42包括开关按键、音量调节按键、返回按键和系统复位按键等。其中，开关按键用于启动主机1等电路；音量调节电路用于调节设备的音量大小；返回按键用于在模拟手机使用时，进行操作界面的返回等；系统复位按键用于对主机1中的系统进行系统重置。摄像头模块43可包括内置的摄像头模块和外置的摄像头模块。触摸显示屏44包括液晶屏和触摸屏。语音模块45包括麦克风和喇叭。存储模块46包括内置的存储模块和外置的存储模块。

主机1收到故障控制信号后，主机1根据故障控制信号通过光电隔离电路6向信号测量端口模块7发送待检测信号。本实施例中，光电隔离电路6从主机1与功能电路模块4之间的通路上获取控制信号，并将控制信号转化成待检测信号后向信号测量端口模块7发送。光电隔离电路6可以是现有的光电隔离器件，作用是将输入信号与输出信号进行隔离，采用独立电源与地进行供电，实现了输入与输出互不干扰的功能，因此，在信号测量端口模块7处进行信号测量，相当于在光电隔离电路6的输出级进行测量，操作人员的任何错误操作，如将测量信号端子直接短路到地，也不会因此而影响到输入级，如果没有隔离的处理，这就相当于直接在主机1上的进行测量，信号短路到地，会瞬间形成较大的电流而导致烧坏芯片，因此，增加光电隔离电路6实现了保护设备的作用。

从图1中可以看出，信号测量端口模块7包括供电测量端口模块71、液晶屏信号测量端口模块72、语音信号测量端口模块73、触摸屏测量端口模块74、WiFi信号测量端口模块75、蓝牙信号测量端口模块76和存储卡数据测量端口模块77。供电测量端口模块71、液晶屏信号测量端口模块72、语音信号测量端口模块73、触摸屏测量端口模块74、WiFi信号测量端口模块75、蓝牙信号测量端口模块76和存储卡数据测量端口模块77均设置有多个需要测量的测量端口，各个测量端口分别与对应的电路电连接，例如，供电测量端口模块71设置有移动网络模块供电端口、WiFi模块供电端口、触摸显示屏供电端口、主机供电端口等；语音信号测量端口模块73设置有左声道测量端口、右声道测量端口、麦克风测量端口等。

外接扩展接口8与主机1电连接，外接扩展接口8包括485通信接口、CAN总线接口等接口，智能手机教学实训设备可通过外接扩展接口8与外界设备进行连接，例如，通过外接扩展接口8将多台智能手机教学实训设备网络连接，组成局域网络等。

监测电路模块9用于检测智能手机教学实训设备整个系统电路的电压数据和电流数据，优选的，监测电路模块9设置有数字电压表91和数字电流表92，数字电压表91获取电源管理模块2的总电压数据，数字电流表92获取电源管理模块2的总电流数据。

下面结合智能手机教学实训设备的工作方法对本发明进行进一步的描述。

参见图4，本发明的智能手机教学实训设备在工作时，首先执行步骤S1，获取开机按键信号，电源管理模块2向工作状态指示模块3发送开机指示信号。其中，获取开机按键信号的步骤包括：当判断按压开关按键超过第一预设时长时，则确定获取到开机按键信号。

可选的，在智能手机教学实训设备上电的状态下，智能手机教学实训设备处于待机状态，工作状态指示模块3中对应的待机指示红灯亮。此时，操作人员可按压操作按键模块42中的开关按键，进行开机操作，当判断按压开关按键超过10秒时，电源管理模块2则获取到开机按键信号，从而解除待机等候，进入开机进程。在开机的进程中，首先主机1开始上电自检工作，主机1对应的工作指示灯亮，接着液晶屏上电工作，液晶屏对应的工作指示灯亮，接着液晶屏背光系统上电工作，背屏对应的工作指示灯亮，接着WIFI模块上电工作，WIFI模块对应的工作指示灯亮，接着GSM模块上电工作，GSM模块对应的工作指示灯亮，最后触摸屏上电工作，触摸显示屏44对应的工作指示灯亮，直到此时开机完成，待机指示绿灯亮。在开机过程中，监测电路模块9中数字电流表92会一直记录上述各个电路模块上电后电流变化，随着开机进程开始，数字电流表92的电流值显示从0.00A一直慢慢变大，直到触摸显示屏44上电时，数字电流表92得到最大的电流值为0.45A左右，等开机完成后，数字电流表92的电流值显示一直维持在0.15A左右。

开机开成后，执行步骤S2，开机完成后，主机1进入正常手机使用状态。由于智能手机教学实训设备是用于模拟手机的教学平台，因此，主机1利用的是智能手机的控制芯片，可进行手机操作系统的烧录，便于模拟手机。因而，在完成开机后，主机1具具备有智能手机可用的相应功能。例如，可以通话、摄像、娱乐、上网、计算测量、文档管理等功能等。

进入正常手机使用状态后执行步骤S3，主机1判断是否获取到故障设置按键模块5发送的故障控制信号。操作人员可通过故障设置按键模块5中的故障设置按键51向主机1发送故障控制信号，当任一故障设置按键51被按下时，则向主机1发送该故障设置按键51对应的故障控制信号。

主机1判断获取到故障设置按键模块5发送的故障控制信号后，执行步骤S4，主机1根据故障控制信号向故障控制信号对应的功能电路模块4发送控制信号并根据故障控制信号向信号测量端口模块7发送待检测信号。其中，主机1根据故障控制信号向信号测量端口模块7发送待检测信号的步骤包括：主机1根据故障控制信号通过光电隔离电路6向信号测量端口模块7发送待检测信号。

每个故障设置按键51可对应一种故障控制信号，主机1获取到故障控制信号后，向故障控制信号对应的功能电路模块4发送控制信号，其中，控制信号是该功能电路模块4的正常工作信号与经过主机1根据故障控制信号处理后的控制信号。

可选的，以向液晶屏发送故障控制信号为例，在进入正常手机使用状态时，主机1向液晶屏发送液晶屏显示信号，液晶屏根据液晶屏显示信号进行显示。在需要进行故障信号的设置时，通过故障设置按键模块5中对应于液晶屏的故障设置按键51向主机1发送故障控制信号。故障设置按键51可通过短路至地、断路或加入干扰源等方式将正常的液晶屏显示信号转换为实际运用中液晶屏可能会出现的缺陷信号，将该缺陷信号作为液晶屏的控制信号。液晶屏根据控制信号进行显示，便于操作人员获知故障情况。同时为了便于操作人员对控制信号进行测量，光电隔离电路6从主机1与功能电路模块4之间的通路上获取控制信号，并将控制信号转化成待检测信号后向液晶屏信号测量端口模块72发送，操作人员可通过信号测量端口模块7中的液晶屏信号测量端口模块72进行测量信号的测量。

需要说明的是，向功能电路模块4中其他电路模块发送故障控制信号的方式与向液晶屏发送故障控制信号的方式相似，在此不再赘述。

开机完成后，需要进行关机操作时，执行步骤S5，获取关机按键信号，电源管理模块2向工作状态指示模块发送关机指示信号。其中，获取关机按键信号的步骤包括：当判断按压开关按键超过第二预设时长时，则确定获取到关机按键信号。需要说明的是，步骤S5在完成开机后的任意时刻均可执行。

可选的，在智能手机教学实训设备处于正常手机使用状态下时，待机指示绿灯亮。此时，操作人员可按压操作按键模块42中的开关按键，进行关机操作。当判断按压开关按键超过10秒时，电源管理模块2则获取到关机按键信号，从而进入关机进程，在关机的进程中，首先液晶屏背光系统去电停止工作，背屏对应的工作指示灯灭，接着液晶屏去电停止工作，液晶屏对应的工作指示灯灭，接着主机1、WIFI模块、GSM模块、触摸屏等同时去电停止工作，相应的工作指示灯同时灭，从而进入待机状态，待机指示红灯亮，关机完成。在关机的过程中，监测电路模块9中数字电流表92会一直记录上述各个电路模块去电后电流变化，随着关机进程的开始，数字电流表92的电流值显示从0.15A一直慢慢变小，等关机完成后，数字电流表92的电流值一直维持在0.00A。

需要说明的是，本发明的智能手机教学实训设备在工作时，还可通过无线通信模块（如，WiFi模块或蓝牙模块）或通信接口（如，485接口或CAN总线接口）进行局域网连接，可获取外部控制设备的故障设置信号，从而进行故障设置，便于教师在教学时，设置考试内容转化成教学平台上的考核现象，让学生使用相应的仪器、设备、工具等进行测量、分析后排除故障，达到考核的目的。

由上述可知，本发明的智能手机教学实训设备通过故障设置按键模块向主机发送故障控制信号，主机可根据故障控制信号设置多种手机故障现象。主机根据故障控制信号向故障控制信号对应的功能电路模块发送控制信号，使故障现象可以在对应的功能电路模块中体现，便于操作人员观察故障现象。在向故障控制信号对应的功能电路模块发送控制信号的同时，主机根据故障控制信号通过光电隔离电路向信号测量端口模块发送待检测信号。将待检测信号发送至信号测量端口模块，便于操作人员进行检测，且通过光电隔离电路发送待检测信号，使信号测量端口模块与主机进行隔离，防止操作人员在进行信号检测时，采用错误操作从而导致设备烧毁，提高设备的安全性，从而提高设备的重复利用率。

需要说明的是，以上仅为本发明的优选实施例，但发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明做出的非实质性修改，也均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能手机教学实训设备，其特征在于，所述智能手机教学实训设备的电路板设置有主机、故障设置按键模块、信号测量端口模块和光电隔离电路模块，所述故障设置按键模块与所述主机电连接，所述主机通过所述光电隔离电路模块与所述信号测量端口模块电连接；

所述故障设置按键模块向所述主机发送故障控制信号，所述主机根据所述故障控制信号向所述故障控制信号对应的功能电路模块发送控制信号；

所述主机根据所述故障控制信号通过所述光电隔离电路向所述信号测量端口模块发送待检测信号。

2.根据权利要求1所述的智能手机教学实训设备，其特征在于，

所述电路板还设置有电源管理模块和工作状态指示模块，所述电源管理模块与所述工作状态指示模块电连接，所述电源管理模块向所述工作状态指示模块发送工作状态指示信号。

3.根据权利要求2所述的智能手机教学实训设备，其特征在于，

所述功能电路模块包括操作按键模块，所述操作按键模块向所述主机发送操作控制信号。

4.根据权利要求3所述的智能手机教学实训设备，其特征在于，

所述功能电路模块还包括无线通信模块，所述无线通信模块与所述主机电连接。

5.根据权利要求1至4任一项所述的智能手机教学实训设备，其特征在于，

所述电路板还设置有外接扩展接口，所述外接扩展接口与所述主机电连接。

6.一种智能手机教学实训设备的工作方法，所述智能手机教学实训设备的电路板设置有主机、故障设置按键模块、信号测量端口模块、电源管理模块和工作状态指示模块，所述故障设置按键模块、所述信号测量端口模块和工作状态指示模块分别与所述主机电连接，所述电源管理模块向所述故障设置按键模块、所述信号测量端口模块、工作状态指示模块和所述主机提供电源；其特征在于，所述方法包括：

获取开机按键信号，所述电源管理模块向所述工作状态指示模块发送开机指示信号；

开机完成后，所述主机进入正常手机使用状态；

所述主机判断是否获取到所述故障设置按键模块发送的故障控制信号，若是，所述主机根据所述故障控制信号向所述故障控制信号对应的功能电路模块发送控制信号并根据所述故障控制信号向所述信号测量端口模块发送待检测信号。

7.根据权利要求6所述的智能手机教学实训设备的工作方法，所述电路板还设置有光电隔离电路，其特征在于，所述主机根据所述故障控制信号向所述信号测量端口模块发送待检测信号，包括：

所述主机根据所述故障控制信号通过所述光电隔离电路向所述信号测量端口模块发送所述待检测信号。

8.根据权利要求6所述的智能手机教学实训设备的工作方法，其特征在于，所述获取开机按键信号，包括：

当判断按压开关按键超过第一预设时长时，则确定获取到所述开机按键信号。

9.根据权利要求6所述的智能手机教学实训设备的工作方法，其特征在于，所述开机完成后，所述方法还包括：

获取关机按键信号，所述电源管理模块向所述工作状态指示模块发送关机指示信号。

10.根据权利要求8所述的智能手机教学实训设备的工作方法，其特征在于，所述获取关机按键信号，包括：

当判断按压所述开关按键超过第二预设时长时，则确定获取到述关机按键信号。