CN108417135A - 多课程实践教学平台及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多课程实践教学平台及其控制方法，其中，所述平台包括传感器集成模块、IO口阵列模块、以及连接IO口阵列模块的主控板、用于插接课程实践项目模块的实践项目插座、用于插接最小系统模块的最小系统插座；传感器集成模块连接最小系统插座；在进行实践教学时，将最小系统模块插接在最小系统插座上，通过最小系统模块对传感器集成模块的通断控制，实现对传感器的实践教学。将最小系统模块插接在最小系统插座上、且将实践项目模块插接在实践项目插座上，通过主控板控制IO口阵列模块的通断，实现最小系统模块与实践项目模块之间的连接通断，进而实现对实践项目的教学。采用本平台能够实现实践项目的多样化，以及实践项目与课程群的融合。

Description

多课程实践教学平台及其控制方法

技术领域

本发明涉及教学平台技术领域，特别是涉及一种多课程实践教学平台及其控制方法。

背景技术

随着计算机、电子信息、通信、物联网等技术的快速发展，嵌入式系统的应用在高校工科专业中逐渐趋向于跨学科或跨专业发展。以课程群为主体进行课程改革，多学科交叉融合是发展趋势。而融合教学的课程实践教学平台，可提升学生工程思维能力，推进课程群教学改革与实践。

在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：传统的教学平台通常实践手段单一，实践项目与课程群难以融合。

发明内容

基于此，有必要针对传统的技术方案中教学平台通常实践手段单一，实践项目与课程群难以融合的问题，提供一种多课程实践教学平台及其控制方法。

为了实现上述目的，一方面，本发明实施例提供了一种多课程实践教学平台，包括传感器集成模块、IO口阵列模块、以及连接IO口阵列模块的主控板、用于插接课程实践项目模块的实践项目插座、用于插接最小系统模块的最小系统插座；传感器集成模块连接最小系统插座；

最小系统模块在通过插接最小系统插座与传感器集成模块实现导通时，向传感器集成模块传输第一导通指令；传感器集成模块根据第一导通指令，导通传感器集成模块中相应的传感器；

主控板在确认课程实践项目模块插接在实践项目插座、且最小系统模块插接在最小系统插座上时，向IO口阵列模块传输闭合指令；IO口阵列模块根据闭合指令，导通最小系统模块与课程实践项目模块之间的连接；

最小系统模块在确认与课程实践项目模块之间的连接导通时，向课程实践项目模块传输第二导通指令；课程实践项目模块根据第二导通指令，运行相应的课程实践项目。

在其中一个实施例中，最小系统插座包括用于插接嵌入式最小系统模块的嵌入式最小系统插座，以及用于插接单片机最小系统模块的单片机最小系统插座；

嵌入式最小系统插座的一端连接IO口阵列模块，另一端连接传感器集成模块；

单片机最小系统插座的一端连接IO口阵列模块，另一端连接传感器集成模块。

在其中一个实施例中，IO口阵列模块包括用于插接导线的若干列IO插口，以及连接在相邻两列IO插口中、呈水平对应的两个IO插口之间的继电器；各继电器分别连接主控板；

相邻两列IO插口中的一列IO插口分别连接最小系统插座对应的IO端口，另一列IO插口分别连接实践项目插座对应的IO端口。

在其中一个实施例中，传感器集成模块包括以下一种或任意组合：亮度传感器、红外传感器、温湿度传感器、声音传感器、电流传感器、电压传感器、超声波传感器、力传感器、烟雾气体传感器、颗粒度传感器、火焰传感器以及距离传感器。

在其中一个实施例中，课程实践项目模块为：灯控项目模块、电子表项目模块、交通灯项目模块、点阵项目模块、LCD项目模块、按键项目模块、信号发生项目模块、电机项目模块以及光照与温度采集项目模块。

在其中一个实施例中，还包括插接在实践项目插座上的通信模块；通信模块通过IO口阵列模块连接嵌入式最小系统模块。

在其中一个实施例中，通信模块包括以下一种或任意组合：蓝牙模块、WIFI模块、GPRS模块、GSM模块、GPS模块、射频模块以及以太网模块。

在其中一个实施例中，还包括连接主控板、用于检测课程实践项目模块的运行状况的项目自检器；

项目自检器通过IO口阵列模块连接实践项目插座。

另一方面，本发明实施例还提供了一种多课程实践教学平台的控制方法，包括以下步骤：

在确认与传感器集成模块之间导通时，最小系统模块向传感器集成模块传输第一导通指令；第一导通指令用于指示传感器集成模块导通传感器集成模块中相应的传感器；

在确认与课程实践项目模块之间导通时，最小系统模块向课程实践项目模块传输第二导通指令；第二导通指令用于指示课程实践项目模块运行相应的课程实践项目。

在其中一个实施例中，在确认与课程实践项目模块之间导通时，最小系统模块向课程实践项目模块传输第二导通指令的步骤之前还包括步骤：

在确认课程实践项目模块插接在实践项目插座、且最小系统模块插接在最小系统插座时，主控板向IO口阵列模块传输闭合指令；闭合指令用于指示IO口阵列模块导通最小系统模块与课程实践项目模块之间的连接。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：

基于IO口阵列模块连接主控板、实践项目插座、最小系统插座；传感器集成模块连接所述最小系统插座，其中，实践项目插座可插接实践项目模块，最小系统插座可插接最小系统模块。在进行实践教学时，将最小系统模块插接在最小系统插座上，通过最小系统模块对传感器集成模块的通断控制，实现对传感器的实践教学。将最小系统模块插接在最小系统插座上、且将实践项目模块插接在实践项目插座上，通过主控板控制IO口阵列模块的通断，实现最小系统模块与实践项目模块之间的连接通断，进而实现对实践项目的教学。通过切换插接不同的实践项目模块，实现实践项目的多样化，进而实现实践项目与课程群的融合。

附图说明

通过附图中所示的本发明的优选实施例的更具体说明，本发明的上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1为一个实施例中多课程实践教学平台的第一结构示意图；

图2为一个实施例中多课程实践教学平台的第二结构示意图；

图3为一个实施例中IO口阵列模块的结构示意图；

图4为一个实施例中传感器集成模块连接嵌入式最小系统模块的结构示意图；

图5为一个实施例中多课程实践教学平台的第三结构示意图；

图6为一个实施例中多课程实践教学平台的第四结构示意图；

图7为一个实施例中多课程实践教学平台的第五结构示意图；

图8a为一个实施例中多课程实践教学平台的课程实践项目模块第一仿真示意图；

图8b为一个实施例中多课程实践教学平台的课程实践项目模块第二仿真示意图；

图8c为一个实施例中多课程实践教学平台的课程实践项目模块第三仿真示意图；

图8d为一个实施例中多课程实践教学平台的课程实践项目模块第四仿真示意图；

图8e为一个实施例中多课程实践教学平台的课程实践项目模块第五仿真示意图；

图8f为一个实施例中多课程实践教学平台的课程实践项目模块第六仿真示意图；

图8g为一个实施例中多课程实践教学平台的课程实践项目模块第七仿真示意图；

图8h为一个实施例中多课程实践教学平台的课程实践项目模块第八仿真示意图；

图8i为一个实施例中多课程实践教学平台的课程实践项目模块第九仿真示意图；

图9为一个实施例中多课程实践教学平台的控制方法的流程示意图；

图10为一个实施例中IO口阵列切换步骤的流程示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

为了解决传统的技术方案中教学平台通常实践手段单一，实践项目与课程群难以融合的问题，本发明提供了一种多课程实践教学平台。图1为多课程实践教学平台的第一结构示意图。如图1所示，包括传感器集成模块110、IO口阵列模块120、以及连接IO口阵列模块120的主控板130、用于插接课程实践项目模块160的实践项目插座140、用于插接最小系统模块170的最小系统插座150；传感器集成模块110连接最小系统插座150。

最小系统模块170在通过插接最小系统插座150与传感器集成模块110之间实现导通时，向传感器集成模块110传输第一导通指令；传感器集成模块110根据第一导通指令，导通传感器集成模块110中相应的传感器。

主控板130在确认课程实践项目模块160插接在实践项目插座140、且最小系统模块170插接在最小系统插座150上时，向IO口阵列模块120传输闭合指令；IO口阵列模块120根据闭合指令，导通最小系统模块170与课程实践项目模块160之间的连接。

最小系统模块170在确认与课程实践项目模块160之间的连接导通时，向课程实践项目模块160传输第二导通指令；课程实践项目模块160根据第二导通指令，运行相应的课程实践项目。

其中，传感器集成模块110指的是集成了若干个传感器的集成模块。传感器可以是模块化的传感模块，各传感模块可分别插接在传感器集成模块110中对应的插座上。传感模块可以是模拟式传感器，也可以是数字式传感器。IO口阵列模块120指的是具有若干个IO(Input/Output，输入/输出)插口的插口阵列模块。主控130指的是具有信号处理、传输及控制等功能的模块。实践项目插座140指的是可插接课程实践项目模块160的插座模块。最小系统插座150指的是可插接最小系统模块170的插座模块。课程实践项目模块160指的是可实现课程教学实验的硬件模块。最小系统模块170指的是应用最少的元件实现系统启动及运行的模块。最小系统模块170可包括处理器以及连接处理器基本外围电路。

具体地，基于最小系统插座150连接传感器集成模块110。将最小系统模块170插接在最小系统插座150上，导通最小系统模块170与传感器集成模块110之间的连接。最小系统模块170在确认与传感器集成模块110之间导通时，最小系统模块170向传感器集成模块110传输第一导通指令；传感器集成模块110根据第一导通指令，导通传感器集成模块110中相应的传感器，进而实现对传感器的实践教学。

基于IO口阵列模块120连接实践项目插座140，IO口阵列模块120连接最小系统插座150，主控板130连接IO口阵列模块120。将最小系统模块170插接在最小系统插座150上、且将课程实践项目模块160插接在实践项目插座140上，通过主控板130导通IO口阵列模块120中对应课程实践项目模块160的IO端口与最小系统模块170的IO端口之间的连接。最小系统模块170在确认与课程实践项目模块160之间的连接导通时，最小系统模块170向课程实践项目模块160传输第二导通指令；课程实践项目模块160根据第二导通指令，运行该课程实践项目模块160，进而实现对课程实践项目的实践教学。

上述实施例中，基于IO口阵列模块连接主控板、实践项目插座、最小系统插座；传感器集成模块连接所述最小系统插座。在进行课程实践教学时，将最小系统模块插接在最小系统插座上，通过最小系统模块对传感器集成模块的通断控制，实现对传感器的实践教学。将最小系统模块插接在最小系统插座上、且将实践项目模块插接在实践项目插座上，主控板通过控制IO口阵列模块的通断，实现最小系统模块与实践项目模块之间的连接通断，进而实现对实践项目的教学。通过切换插接不同的实践项目模块，实现实践项目的多样化，进而实现实践项目与课程群的融合。

在一个实施例中，导通最小系统模块与课程实践项目模块之间的连接，还可以通过导线的一端插接在IO口阵列模块中、对应最小系统模块IO端口的IO插口，导线的另一端插接在IO口阵列模块中、对应课程实践项目模块IO端口的IO插口。进而导通最小系统模块与课程实践项目模块相应的IO端口之间的连接。优选的，导线的一端连接第一插头，导线的另一端连接第二插头。将第一插头插接在IO口阵列模块中、对应最小系统模块IO端口的IO插口，第二插头插接在IO口阵列模块中、对应课程实践项目模块IO端口的IO插口。进而导通最小系统模块与课程实践项目模块相应的IO端口之间的连接。

在一个实施例中，如图2所示，最小系统插座150包括用于插接嵌入式最小系统模块172的嵌入式最小系统插座152，以及用于插接单片机最小系统模块174的单片机最小系统插座154。

嵌入式最小系统插座152的一端连接IO口阵列模块120，另一端连接传感器集成模块110。单片机最小系统插座154的一端连接IO口阵列模块120，另一端连接传感器集成模块110。

其中，嵌入式最小系统插座152指的是插接嵌入式最小系统模块172的插座模块。单片机最小系统插座154指的是插接单片机最小系统模块174的插座模块。嵌入式最小系统模块172可包括嵌入式处理器以及连接嵌入式处理器的基本外围电路，嵌入式处理器可以是STM32处理器。单片机最小系统模块174可包括单片机以及连接单片机的基本外围电路，单片机可以是8位的微控制器。优选的，单片机可以是8051系列单片机。

具体地，在嵌入式最小系统模块172插接在嵌入式最小系统插座152上时，可导通嵌入式最小系统模块172与传感器集成模块110之间的连接。嵌入式最小系统模块172可向传感器集成模块110传输第一导通指令，使得传感器集成模块110根据第一导通指令，导通传感器集成模块110中相应的传感器，进而实现对嵌入式最小系统与传感器之间的实践教学。在单片机最小系统模块174插接在单片机最小系统插座154上时，可导通单片机最小系统模块174与传感器集成模块110之间的连接。单片机最小系统模块174可向传感器集成模块110传输第一导通指令，使得传感器集成模块110根据第一导通指令，导通传感器集成模块110中相应的传感器，进而实现对单片机最小系统与传感器之间的实践教学。

在嵌入式最小系统模块172插接在嵌入式最小系统插座152，且课程实践项目模块160插接在实践项目插座140上时，通过主控板130导通IO口阵列模块120中对应课程实践项目模块160的IO端口与嵌入式最小系统模块172的IO端口之间的连接。嵌入式最小系统模块172可向课程实践项目模块160传输第二导通指令；课程实践项目模块160根据第二导通指令，运行该课程实践项目模块160，进而实现嵌入式最小系统对课程实践项目的实践教学。在单片机最小系统模块174插接在单片机最小系统插座154，且课程实践项目模块160插接在实践项目插座140上时，通过主控板130导通IO口阵列模块120中对应课程实践项目模块160的IO端口与单片机最小系统模块174的IO端口之间的连接。单片机最小系统模块174可向课程实践项目模块160传输第二导通指令；课程实践项目模块160根据第二导通指令，运行该课程实践项目模块160，进而实现单片机最小系统对课程实践项目的实践教学。

在一个实施例中，如图3所示，为传感器集成模块连接单片机最小系统插座的结构示意图。IO口阵列模块120的一端连接单片机最小系统插座154，另一端连接传感器集成模块110。

具体地，在单片机最小系统模块174插接在单片机最小系统插座154上时，可通过主控板130导通IO口阵列模块120中对应传感器集成模块110的IO端口与单片机最小系统模块174的IO端口之间的连接。单片机最小系统模块174可向传感器集成模块110传输第一导通指令，使得传感器集成模块110根据第一导通指令，导通传感器集成模块110中相应的传感器，进而实现对单片机最小系统与传感器之间的实践教学。

在一个实施例中，如图4所示，IO口阵列模块120包括用于插接导线的若干列IO插口122，以及连接在相邻两列IO插口中、呈水平对应的两个IO插口122之间的继电器124；各继电器124分别连接主控板130。

相邻两列IO插口中的一列IO插口分别连接最小系统插座150对应的IO端口，另一列IO插口分别连接实践项目插座140对应的IO端口。

其中，继电器124可以是脉冲式继电器。

具体地，通过主控板130向继电器124传输导通指令，使得继电器124导通，导通在该继电器124之间的各个IO插口122的连接，进而导通最小系统插座150与实践项目插座140之间的连接。

进一步的，IO口阵列模块120包括用于插接导线的若干列IO插口122，以及连接在相邻两列IO插口中、呈水平对应的两个IO插口122之间的继电器124，其中，一个IO插口只连接一个继电器124。各继电器124分别连接主控板130。相邻两列IO插口中的一列IO插口分别连接最小系统插座150对应的IO端口，另一列IO插口分别连接实践项目插座140对应的IO端口。

在一个实施例中，IO口阵列模块由8*8的IO插口阵列组成，从IO口阵列模块的左至右共8列，其中，第1列连接最小系统插座上所对应最小系统模块引脚的P1口、第3列连接最小系统模块引脚的P3口、第5列连接最小系统模块引脚的P2口以及第7列连接最小系统模块引脚的P0口；同理，将第2、4、6及8列分别连接在实践项目插座上所对应课程实践项目模块的引脚。

具体地，在主控板的触摸屏上选择对应的课程实践项目模块，通过触摸该课程实践项目模块相应的触点，触发主控板向IO口阵列模块中对应的继电器传输导通指令，实现最小系统模块引脚与课程实践项目模块引脚之间的连接。需要说明的是，还可通过实体导线将最小系统模块引脚对应的IO插口与课程实践项目模块引脚对应的IO插口之间连接，进而实现最小系统模块引脚与课程实践项目模块引脚之间的连接，提高了课程实践项目效率。

进一步的，根据IO口阵列的IO插口主控板控制连接和实体导线连接，可将IO口阵列的IO插口连接方式分为：

智能连接:通过主控板的触摸屏上的触点，根据不同的课程实践项目模块使预先设罝对应的继电器闭合，实现最小系统模块与课程实践项目模块对应端口的连接。例如，操作人员点击触摸屏上的触点，触发主控板向IO口阵列模块中对应的继电器传输导通指令，实现最小系统模块引脚与课程实践项目模块引脚之间的连接。

手控连接:操作人员可点击通过触摸屏上需要连接的IO插口触点，实现最小系统模块与课程实践项目模块之间对应端口的连接。

插线连接:根据需要连通的IO插口，用导线连接方式实现最小系统模块与课程实践项目模块之间对应端口的连接。

混合连线：是根据需求采用手控连接和插线连接。采用此方式，即保留部分原I/O口连接方式，又可实现操作人员自行选择IO插口的应用。

手动连线：操作人员可将最小系统模块的任意一个引脚(IO端口)插孔，通过插线连接方式连接到课程实践项目模块的任意IO端口。提高了IO口阵列模块的IO插口连接方式的多样化。

在一个实施例中，传感器集成模块包括以下一种或任意组合：亮度传感器、红外传感器、温湿度传感器、声音传感器、电流传感器、电压传感器、超声波传感器、力传感器、烟雾气体传感器、颗粒度传感器、火焰传感器以及距离传感器。

其中，力传感器可以是压力传感器。颗粒度传感器可以是PM2.5颗粒度传感器。

在一个实施例中，课程实践项目模块为：灯控项目模块、电子表项目模块、交通灯项目模块、点阵项目模块、LCD项目模块、按键项目模块、信号发生项目模块、电机项目模块以及光照与温度采集项目模块。

其中，灯控项目模块可用于对灯亮灭的控制。灯控项目模块可以是汽车指示灯控制模块。电子表项目模块可用于对时间的计数。电子表项目模块可以是24秒定时模块。交通灯项目模块可用于对模拟交通灯的控制。点阵项目模块可用于对LED点阵图形动态显示控制。LCD项目模块可用于LCD显示控制。按键项目模块可用于按键操作。信号发生项目模块可用于方波、正弦波及三角波等信号的生成。电机项目模块可用于对电机的操作控制。光照与温度采集项目模块可用于光照和温度数据的采集。

在一个实施例中，如图5所示，主控板130包括处理器534，以及连接处理器534的触摸屏532。处理器534连接IO口阵列模块120。

其中，处理器534可以是嵌入式系统处理器。触摸屏532可以是液晶触摸屏。

具体地，基于处理器534连接在触摸屏532与IO口阵列模块120之间。在操作人员触控触摸屏532中的IO口连接开关时，触摸屏532向处理器534传输触发信号。处理器534根据触发信号向IO口阵列模块120传输IO口通断控制信号，使得IO口阵列模块120相应的IO插口进行通断控制，实现IO阵列模块120中IO插口的智能连接。

优选的，触摸屏532可接收处理器534反馈的处理数据(如IO口阵列模块120连接状态数据和课程实践项目模块160的运行数据等)进行实时显示。触摸屏532还可用于显示课程实践项目的电路原理图和课程实践项目仿真视频，进而可方便操作人员对比实践结果与预定要求是否一致。

在一个实施例中，如图6所示，还包括连接主控板130、用于检测课程实践项目模块160的运行状况的项目自检器610。项目自检器610通过IO口阵列模块120连接实践项目插座140。

其中，项目自检器610指的是具有数据处理能力的处理器。项目自检器610可以是单片机。优选的，项目自检器610可以是预先加载有课程实践项目模块160应用程序的单片机。

具体地，基于主控板130连接项目自检器610，项目自检器610通过IO口阵列模块120连接实践项目插座140。项目自检器610接收到主控板130传输的项目自检指令时，项目自检器610运行相应的课程实践项目模块160的应用程序，实现对课程实践项目模块160的硬件电路性能的检测，进而可根据检测结果判断课程实践项目模块160的硬件电路性能是否正常。

优选的，项目自检器610可以是单片机最小系统模块，采用单片机最小系统模块预先烧录的程序(对应课程实践项目的应用程序)，分别对每个课程实践项目模块进行检测。当选定某个课程实践项目模块时，根据主控板130传输的项目自检指令，使得单片机最小系统模块运行该课程实践项目模块的程序。

在一个实施例中，还包括连接最小系统插座的显示屏。

其中，显示屏可以是LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)显示屏，也可以是LED(Light Emitting Diode，发光二极管)显示屏。优选的，显示屏为TFT-LCD(Thin FilmTransistor-Liquid Crystal Display，薄膜晶体管液晶显示器)显示屏。

具体地，基于显示屏连接最小系统插座，在最小系统模块插接在最小系统插座上时，显示屏通过最小系统插座连接最小系统模块。显示屏可对最小系统模块传输的数据进行显示，丰富了课程实践教学。

在一个实施例中，如图7所示，还包括插接在实践项目插座140上的通信模块710；通信模块710通过IO口阵列模块120连接嵌入式最小系统模块172。

其中，通信模块710可以是通信集群模块，通信模块710可包括若干个通信单元。通信模块710的引脚可插接在实践项目插座140上，实现通信模块710与IO口阵列模块120的连接。

具体的，将通信模块710插接在实践项目插座140上，通信模块710通过实践项目插座140连接IO口阵列模块120。将嵌入式最小系统模块172插接在嵌入式最小系统插座152上，嵌入式最小系统模块172通过嵌入式最小系统插座152连接IO口阵列模块120。通过控制器控制选通IO口阵列模块120相应的IO插口，实现嵌入式最小系统模块172与通信模块710之间的连接。也可通过手动连接方式连通IO口阵列模块120的相应IO插口，实现嵌入式最小系统模块172与通信模块710之间的连接。嵌入式最小系统模块172可通过通信模块710与上位机连接，进而实现对通信模块710的课程实践教学。其中，上位机可以是计算机、手机和平板等。

需要说明的是，实践项目插座可插接课程实践项目模块，也可插接通信模块710。即实践项目插座未通信模块和课程实践项目模块的通用插座。图1至图7中较粗的连接线指的是将模块插接在插座上的连接。例如，将最小系统模块插接在最小系统插座上，实现最小系统模块与最小系统插座的连接。

在一个实施例中，通信模块包括以下一种或任意组合：蓝牙模块、WIFI(Wireless-Fidelity，无线保真)模块、GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线服务)模块、GSM(Global System for Mobile communication，全球移动通信系统)模块、GPS(Global Positioning System，全球定位系统)模块、射频模块以及以太网模块。

在一个实施例中，多课程实践教学平台还包括开关电源模块。开关电源模块分别连接主控板、最小系统模块、课程实践项目模块。开关电源模块可具有多路输出端，分别给主控板、最小系统模块和课程实践项目模块供电。

在一个实施例中，多课程实践教学平台还包括虚拟示波器模块，虚拟示波器模块用于对课程实践项目模块中的电路波形信号进行采集。虚拟示波器模块可通过USB接口连接上位机，通过上位机对虚拟示波器模块采集到的波形信号进行显示。

在一个实施例中，如图8a至图8i所示，为多课程实践教学平台的课程实践项目模块仿真示意图。其中，图8a为灯控项目模块中对汽车指示灯与加速显示控制器仿真电路示意图；图8b为电子表项目模块中对篮球竞赛24秒定时器电路仿真电路示意图；图8c为交通灯项目模块中队交通信号灯模拟控制的仿真电路示意图；图8d为点阵项目模块中对LED点阵图形动态显示的仿真电路示意图；图8e为LCD项目模块中对LCD显示电路仿真示意图；图8f为按键项目模块中对矩阵中断式键盘电路仿真示意图；图8g为信号发生项目模块中基于DAC0832(一种数字模拟转换芯片)函数信号发生器仿真示意图；图8h为电机项目模块中对直流电机PWM调速电路和步进电机多功能控制器的仿真示意图；图8i为光照与温度采集项目模块中光照度与温度数据采集电路仿真示意图。

具体地，可通过主控板的触摸屏显示各仿真示意图，方便操作人员查阅各个课程实践项目模块的电路图。

需要说明的是，图8a至图8i中所示的课程实践项目模块分别对应一个课程实践项目。在实际应用中一个课程实际项目模块可实现多个课程实践项目。例如，灯控项目模块还可用于彩灯模块控制器的实践项目教学；电子表项目模块还可用于简易电压表和电子秒表的实践项目教学；点阵项目模块还可用于LED点阵箭头移动和文字移动的实践项目教学；LCD项目模块还可用于1602LCD显示、12864LCD显示和字符移动的实践项目教学；按键项目模块还可用于矩阵查询式键盘电路的实践项目教学；信号发生项目模块还可用于调频和调幅正弦波信号发生器的实践项目教学；电机项目模块还可用于直流电机正反转、步进电机步距角控制和N圈控制的实践项目教学；光照和温度采集项目模块还可用于电热水器控制器和自动亮度控制的实践项目教学。优选的，9个课程实践项目模块可提供29个课程实践项目，并且每个课程实践项目均可进行仿真，通过主控板的触摸屏显示各仿真示意图。

在一个实施例中，提供了一种多课程实践教学平台的控制方法。如图9所示，包括以下步骤：

S110，在确认与传感器集成模块之间导通时，最小系统模块向传感器集成模块传输第一导通指令；第一导通指令用于指示传感器集成模块导通传感器集成模块中相应的传感器。

S120，在确认与课程实践项目模块之间导通时，最小系统模块向课程实践项目模块传输第二导通指令；第二导通指令用于指示课程实践项目模块运行相应的课程实践项目。

上述实施例中，在进行实践教学时，将最小系统模块插接在最小系统插座上，通过最小系统模块对传感器集成模块的通断控制，实现对传感器的实践教学。将最小系统模块插接在最小系统插座上，将实践项目模块插接在实践项目插座上，通过控制IO口阵列模块的通断，实现最小系统模块与实践项目模块之间的连接通断，进而实现对实践项目的教学。通过切换插接不同的实践项目模块，实现实践项目的多样化，进而实现实践项目与课程群的融合。

在一个实施例中，如图10所示，步骤S230之前还包括步骤：

S220，在确认课程实践项目模块插接在实践项目插座、且最小系统模块插接在最小系统插座时，主控板向IO口阵列模块传输闭合指令；闭合指令用于指示IO口阵列模块导通最小系统模块与课程实践项目模块之间的连接。

应该理解的是，虽然图9-10的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图9-10中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，提供了一种多课程实践教学平台的控制装置。该装置包括：

传感器导通单元，用于在确认与传感器集成模块之间导通时，最小系统模块向传感器集成模块传输第一导通指令；第一导通指令用于指示传感器集成模块导通传感器集成模块中相应的传感器。

课程实践项目模块导通单元，用于在确认与课程实践项目模块之间导通时，最小系统模块向课程实践项目模块传输第二导通指令；第二导通指令用于指示课程实践项目模块运行相应的课程实践项目。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各除法运算方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

在一个实施例中，还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，其中，该程序被处理器执行时实现如上述各实施例中的任意一种多课程实践教学平台的控制方法。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

该计算机存储介质，其存储的计算机程序，通过实现包括如上述各多课程实践教学平台的控制方法的实施例的流程，从而可以实现实践项目的多样化，以及实践项目与课程的融合。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种多课程实践教学平台，其特征在于，包括传感器集成模块、IO口阵列模块、以及连接所述IO口阵列模块的主控板、用于插接课程实践项目模块的实践项目插座、用于插接最小系统模块的最小系统插座；所述传感器集成模块连接所述最小系统插座；

所述最小系统模块在通过插接所述最小系统插座与所述传感器集成模块实现导通时，向所述传感器集成模块传输第一导通指令；所述传感器集成模块根据所述第一导通指令，导通所述传感器集成模块中相应的传感器；

所述主控板在确认所述课程实践项目模块插接在实践项目插座、且所述最小系统模块插接在所述最小系统插座上时，向所述IO口阵列模块传输闭合指令；所述IO口阵列模块根据所述闭合指令，导通所述最小系统模块与所述课程实践项目模块之间的连接；

所述最小系统模块在确认与所述课程实践项目模块之间的连接导通时，向所述课程实践项目模块传输第二导通指令；所述课程实践项目模块根据所述第二导通指令，运行相应的课程实践项目。

2.根据权利要求1所述的多课程实践教学平台，其特征在于，所述最小系统插座包括用于插接嵌入式最小系统模块的嵌入式最小系统插座，以及用于插接单片机最小系统模块的单片机最小系统插座；

所述嵌入式最小系统插座的一端连接所述IO口阵列模块，另一端连接所述传感器集成模块；

所述单片机最小系统插座的一端连接所述IO口阵列模块，另一端连接所述传感器集成模块。

3.根据权利要求1所述的多课程实践教学平台，其特征在于，所述IO口阵列模块包括用于插接导线的若干列IO插口，以及连接在相邻两列IO插口中、呈水平对应的两个所述IO插口之间的继电器；各所述继电器分别连接主控板；

相邻两列IO插口中的一列IO插口分别连接所述最小系统插座对应的IO端口，另一列IO插口分别连接所述实践项目插座对应的IO端口。

4.根据权利要求1所述的多课程实践教学平台，其特征在于，所述传感器集成模块包括以下一种或任意组合：亮度传感器、红外传感器、温湿度传感器、声音传感器、电流传感器、电压传感器、超声波传感器、力传感器、烟雾气体传感器、颗粒度传感器、火焰传感器以及距离传感器。

5.根据权利要求1所述的多课程实践教学平台，其特征在于，所述课程实践项目模块为：灯控项目模块、电子表项目模块、交通灯项目模块、点阵项目模块、LCD项目模块、按键项目模块、信号发生项目模块、电机项目模块以及光照与温度采集项目模块。

6.根据权利要求2所述的多课程实践教学平台，其特征在于，还包括插接在所述实践项目插座上的通信模块；

所述通信模块通过所述IO口阵列模块连接所述嵌入式最小系统模块。

7.根据权利要求6所述的多课程实践教学平台，其特征在于，所述通信模块包括以下一种或任意组合：蓝牙模块、WIFI模块、GPRS模块、GSM模块、GPS模块、射频模块以及以太网模块。

8.根据权利要求1至7任意一项所述的多课程实践教学平台，其特征在于，还包括连接所述主控板、用于检测所述课程实践项目模块的运行状况的项目自检器；

所述项目自检器通过所述IO口阵列模块连接所述实践项目插座。

9.一种多课程实践教学平台的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

在确认与传感器集成模块之间导通时，最小系统模块向所述传感器集成模块传输第一导通指令；所述第一导通指令用于指示所述传感器集成模块导通所述传感器集成模块中相应的传感器；

在确认与课程实践项目模块之间导通时，所述最小系统模块向所述课程实践项目模块传输第二导通指令；所述第二导通指令用于指示所述课程实践项目模块运行相应的课程实践项目。

10.根据权利要求9所述的多课程实践教学平台的控制方法，其特征在于，所述在确认与课程实践项目模块之间导通时，所述最小系统模块向所述课程实践项目模块传输第二导通指令的步骤之前还包括步骤：

在确认所述课程实践项目模块插接在实践项目插座、且所述最小系统模块插接在最小系统插座时，主控板向IO口阵列模块传输闭合指令；所述闭合指令用于指示所述IO口阵列模块导通所述最小系统模块与所述课程实践项目模块之间的连接。