CN108804844B - 一种电路模块识别方法、电路模块和仿真实验系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种电路模块识别方法、电路模块和仿真实验系统，电路模块的可读写模块中存有定位识别信息，该定位识别信息包括电路模块的至少两个定位管脚的标识信息，以及用于确定电路模块的属性的识别信息；电路模块可基于至少两个定位管脚接收硬件平台发送的读取请求；将定位识别信息通过至少两个定位管脚发送给硬件平台。由此，硬件平台可基于定位识别信息定位电路模块在硬件平台上的位置；外部的设备或系统可通过硬件平台获取到硬件平台上电路模块的定位识别信息，实现对硬件平台上电路模块的智能识别，为电路的实物搭建和虚拟仿真的同步提供可能，有利于实现快速、高效地让用户随时进行仿真与实验，以及无缝弥合理论与实际的差距。

Description

一种电路模块识别方法、电路模块和仿真实验系统

技术领域

本发明涉及虚拟仿真领域，尤其涉及一种电路模块识别方法、电路模块和仿真实验系统。

背景技术

目前，电路的设计往往涉及虚拟仿真和实物验证的阶段，现有技术中实体电路的搭建过程中电路模块的识别往往只能依靠人工进行，通过硬件平台并不能知晓硬件平台上的电路模块具体是哪一些，以及电路模块相对于硬件平台的方位，所以现有技术中基本所有电器类的虚拟器实验平台(包括著名的NI ELVIS虚拟仪器实验平台)都是采用虚拟仿真与实物验证分离的方式进行实验。这些实验中一般先利用虚拟器件搭建电路，设置特定的参数，然后进行仿真，调整器件参数，得出实验结果；或者是先在虚拟的系统中导入相应实物的3D模型图进行3D器件电路的搭建，然后进行仿真，调整器件参数得到实验结果；最后才根据仿真的实验结果进行实物电路的搭建，若是可以基于硬件平台实现对电路模块的智能识别，则为实物搭建过程和虚拟仿真过程的同步进行以及无缝弥合理论与实际的差距提供了可能。

发明内容

本发明实施例的主要目的在于提供一种电路模块识别方法、电路模块和仿真实验系统，可以实现对硬件平台上的电路模块的智能识别。

为实现上述目的，本发明实施例第一方面提供一种电路模块识别方法，该方法包括：

电路模块基于自身管脚中的至少两个定位管脚接收硬件平台通过接口发送的读取请求；

电路模块将自身的可读写模块中预存的定位识别信息通过至少两个定位管脚发送给硬件平台，以便硬件平台基于定位识别信息定位电路模块在硬件平台上的位置；其中，定位识别信息包括至少两个定位管脚的标识信息，以及用于确定电路模块的属性的识别信息。

为实现上述目的，本发明实施例第二方面提供一种电路模块识别方法，该方法包括：

电路模块基于自身管脚中的至少两个定位管脚接收硬件平台通过接口发送的读取请求，将自身的可读写模块中预存的定位识别信息通过至少两个定位管脚发送给硬件平台；定位识别信息包括电路模块上的至少两个定位管脚的标识信息，以及用于确定电路模块的属性的识别信息；

硬件平台通过接口获取电路模块发送的定位识别信息，根据自身的各个接口对应的坐标，获取目标坐标，其中，目标坐标为与电路模块的管脚连接的接口所对应的坐标；

硬件平台将目标坐标和电路模块的定位识别信息发送给仿真子系统；

仿真子系统根据电路模块的定位识别信息确定电路模块的属性，以及确定电路模块上的各定位管脚在电路模块上的位置；

仿真子系统根据电路模块的属性、电路模块上的各定位管脚在电路模块上的位置以及目标坐标，确定电路模块在硬件平台上的位置；根据位置在模拟出的虚拟的硬件平台上显示电路模块。

为实现上述目的，本发明实施例第三方面提供一种电路模块，该电路模块包括：电路模块本体和可读写模块，电路模块本体用于实现电路模块的原始功能，电路模块本体的管脚中具有至少两个定位管脚，可读写模块预存有定位识别信息且与至少两个定位管脚连接，定位识别信息包括至少两个定位管脚的标识信息，以及用于确定电路模块的属性的识别信息；

可读写模块，用于基于至少两个定位管脚接收硬件平台通过接口发送的读取请求，将定位识别信息通过至少两个定位管脚发送给硬件平台，以便硬件平台基于定位识别信息定位电路模块在硬件平台上的位置。

为实现上述目的，本发明实施例第四方面提供一种仿真实验系统，该系统包括：硬件平台、仿真子系统和至少一个电路模块；各电路模块的管脚中存在至少两个定位管脚，各电路模块上设置有预存定位识别信息的可读写模块，定位识别信息包括同一电路模块上至少两个定位管脚的标识信息，以及用于确定电路模块的属性的识别信息；

电路模块通过管脚与硬件平台上的接口连接，用于基于自身管脚中的至少两个定位管脚接收硬件平台通过接口发送的读取请求，将定位识别信息通过定位管脚发送给硬件平台；

硬件平台，用于获取电路模块发送的定位识别信息，根据自身的各个接口对应的坐标，获取目标坐标；将目标坐标和电路模块的定位识别信息发送给仿真子系统；其中，目标坐标为与电路模块的管脚连接的接口所对应的坐标；

仿真子系统，用于根据电路模块的定位识别信息确定电路模块的属性，以及确定电路模块上的各定位管脚在电路模块上的位置；根据电路模块的属性、电路模块上的各定位管脚在电路模块上的位置以及目标坐标，确定电路模块在硬件平台上的位置；根据位置在模拟出的虚拟的硬件平台上显示电路模块。

本发明实施例提供一种电路模块识别方法、电路模块和仿真实验系统，通过本发明的方案，在实验过程中使用的电路模块上设置有可读写模块，可读写模块中存储有电路模块的至少两个定位管脚的标识信息，以及用于确定电路模块的属性的识别信息，电路模块可以基于自身的管脚中的至少两个定位管脚接收硬件平台通过接口发送的读取请求；将自身的可读写模块中预存的定位识别信息通过至少两个定位管脚发送给硬件平台。由此，硬件平台基于定位识别信息可定位电路模块在硬件平台上的位置，或者通过硬件平台的某些接口，外部的设备或系统可以获取到硬件平台上设置的电路模块的定位识别信息，实现对硬件平台上电路模块的快速智能识别，为电路的实物搭建和虚拟仿真的同时执行提供了可能，有利于实现快速、高效地让用户随时进行仿真与实验，以及无缝弥合理论与实际的差距。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明第一实施例中电路模块识别方法的流程示意图；

图2为本发明第二实施例中电路模块识别方法的流程示意图；

图3为本发明第二实施例中具有两个管脚的电路模块的示意图；

图4为本发明第二实施例中具有八个管脚的电路模块的示意图；

图5为本发明第二实施例中9*15阵列的硬件平台底板的示意图；

图6为本发明第二实施例中多通道音频头的结构示意图；

图7为本发明第二实施例中在虚拟硬件平台上显示一个电容模块的示意图；

图8为本发明第二实施例中在虚拟硬件平台上显示一个运放模块的示意图；

图9为本发明第二实施例中在虚拟硬件平台上显示至少两个器件的示意图；

图10为本发明第二实施例中在虚拟硬件平台上显示集成电路的示意图；

图11为本发明第三实施例中一种电路模块的示意图；

图12为本发明第三实施例中一种电路模块的示意图；

图13为本发明第四实施例中一种仿真实验系统的结构示意图。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

第一实施例：

现有技术中实体电路的搭建过程中电路模块的识别往往只能依靠人工进行，通过硬件平台并不能知晓硬件平台上的电路模块的具体情况，所以现有技术中虚拟仿真和实物电路的搭建一般是割裂开来的，例如现有的很多实验平台都采用先虚拟仿真，后实物验证的方式进行实验。采用这种方式在实物电路搭建过程中易出错，并不能快速、高效地让用户随时进行仿真与实验，以及无缝弥合理论与实际的差距，且也不能很多地让用户将更多的时间放在实验内容本身，所以为了改变虚拟仿真和实物电路的过程分离的现状，为虚拟仿真和实物电路的同步提供可能，需要使得外界的系统能通过硬件平台对硬件平台上的电路模块进行智能识别，由此，本实施例提出一种电路模块识别方法，如图1所示，该方法包括：

步骤101、电路模块基于自身管脚中的至少两个定位管脚接收硬件平台通过接口发送的读取请求；

步骤102、电路模块将自身的可读写模块中预存的定位识别信息通过至少两个定位管脚发送给硬件平台以便硬件平台基于定位识别信息定位电路模块在硬件平台上的位置；定位识别信息包括电路模块的至少两个定位管脚的标识信息，以及用于确定电路模块的属性的识别信息。

本实施例中的电路模块在在电路模块本体的基础上增设了可读写模块，用来实现对电路模块的智能识别，其中电路模块本体上可以设置有功能简单的元器件或功能复杂的电路子模块。

本实施例的一个示例中，电路模块可以包括简单的元器件(例如电阻、电容等)和可读写模块；在本实施例的另一个示例中，电路模块还可以是由具有复杂功能的电路子模块(例如系统时域与频域分析模块、音频放大电路模块等等)和可读写模块组成，本实施例对此没有限制。

本实施例中，硬件平台可以通过向电路模块的所有管脚发送读取请求的方式向电路模块的定位管脚发送读取请求。电路模块通过定位管脚接收到读取请求后，通过定位管脚将可读写模块中存储的定位识别信息发送给硬件平台。本实施例中电路模块的定位管脚具有发送和接收信息的功能，每一个电路模块的定位管脚的数量满足至少两个，本实施例中每个定位管脚都具有标识信息，至少两个定位管脚的标识信息有助于硬件平台确定或者有助于其它系统或设备通过硬件平台确定电路模块在硬件平台上设置的方位、引脚的排列等等。本实施例对定位管脚在电路模块上的位置没有限制，同一电路模块的至少两个定位管脚可以位于同一侧，或分布在电路模块的不同侧，每个定位管脚的标识信息可以由字母、数字、符号中的任意一种或多种组成，本实施例对此没有限定。

在一个示例中，同一个电路模块的不同定位管脚的标识信息可以相互独立，例如对一个电路模块的两个定位管脚，可以分别设置标识信息为01和02；在另一个示例中，为了使得硬件平台可以快速确定同一个电路模块的定位管脚，同一个电路模块的定位管脚的标识信息之间可以具有一定的关联，例如同一个定位模块的定位管脚的标识信息具有相同的前缀、后缀、或相同的其它信息，例如，对于同一个定位模块的两个定位管脚的标识信息，可以分别设置为A+01和A+02，由标识信息中的“A”即可确定两个标识信息对应的定位管脚属于同一个电路模块。

在一个示例中，标识信息可以作为识别信息使用，即每个标识信息(或由标识信息组成的信息)为电路模块的识别信息。例如，一个电路模块的两个定位管脚的标识信息分别为01和02，01和02均为该定电路模块的识别信息，可读写模块中存储两个信息01和02。

在另一个示例中，可以使用区别于标识信息的信息作为识别信息，该识别信息可以是为电路模块设置的ID信息，或直接是电路模块的某些属性信息，例如电路模块的型号等，本实施例对此没有限制。

本实施例中，可读写模块中存储有至少两个定位管脚的标识信息，当接收到读取请求后，电路模块在将自身的可读写模块中预存的定位识别信息通过至少两个定位管脚发送给硬件平台时，可以只通过一个定位管脚发送定位识别信息，在这种情况下，通过定位识别信息需要能够确定电路模块的属性以及每个定位管脚各自的标识信息，这种情况下，定位识别信息的内容比较复杂；为了降低确定每个定位管脚的标识信息的难度，电路模块可以将每个定位管脚的标识信息通过每个定位管脚分别发送给硬件平台(同时，电路模块可以将标识信息通过每个定位管脚发送给硬件平台)。

在一个示例中，可读写模块由至少两个可读写子模块组成，一个电路模块的各定位管脚分别与一个可读写子模块绑定，且不同定位管脚绑定不同的可读写子模块，各可读写子模块中预存有识别信息以及与自身绑定的定位管脚的标识信息；可选的，上述电路模块将自身的可读写模块中预存的定位识别信息通过至少两个定位管脚发送给硬件平台包括：电路模块将各可读写子模块中的定位识别信息分别通过与各可读写子模块绑定的定位管脚发送给硬件平台。

本实施例中，可读写子模块包括但不限于可编码芯片，如具有内容可改写，资源占用少的优势的单总线可编码ID芯片。

采用本实施例，硬件平台上的电路模块在接收到读取请求后，将自身的定位管脚的定位识别信息发送给硬件平台，定位识别信息可以帮助硬件平台或其它与硬件平台通信的系统(或设备)实现对硬件平台上电路模块的智能识别，为虚拟电路仿真和实物电路搭建的同步提供可能。

第二实施例：

为了实现虚拟仿真和实物电路搭建的同步，本实施例提出一种电路模块识别方法，如图2所示，该方法包括：

步骤201、电路模块基于自身管脚中的至少两个定位管脚接收硬件平台通过接口发送的读取请求，将自身的可读写模块中预存的定位识别信息通过定位管脚发送给硬件平台；定位识别信息包括该电路模块上的至少两个定位管脚的标识信息，以及用于确定电路模块的属性的识别信息；

本实施例中，电路模块设置在硬件平台上，电路模块的管脚与硬件平台的接口连接，硬件平台可通过遍历其上的所有接口，向定位管脚发送读取请求。本实施例的电路模块在电路模块本体的基础上进行了改进，增设了可读写模块，用来实现对电路模块的智能识别。在一个示例中，电路模块可以包括简单的元器件(例如两个引脚的器件如电阻、电容、电感等；三个引脚的器件如三极管等)和可读写模块。对于这些简单的元器件，为了便于改造，可以基于电路面板将元器件的引脚与电路面板的管脚连接制成电路模块本体，将可读写模块与电路面板的定位管脚连接以完成对元器件的改造；在本实施例的另一个示例中，电路模块还可以是由具有复杂功能的电路子模块(例如多引脚的模块，如运放；或根据用户的需求而定制的集成模块，如系统时域与频域分析模块、音频放大电路模块等等)和可读写模块组成，本实施例对此没有限制；当然，同样的，也可以基于电路面板将电路子模块的引脚与电路面板的管脚连接制成电路模块本体，将可读写模块与电路面板的定位管脚连接以实现对电路子模块的改进。

对于本实施例中的定位识别信息的描述可以参见第一实施例中对图1的电路模块识别方法的描述中的相关内容，本实施例在此不再赘述。

本实施例的一个示例中，可读写模块可以是一个具有多个存储地址的模块，不同的定位管脚的标识信息存储在不同的存储地址中，存储地址和定位管脚之间因为标识信息存在对应关系。当电路模块通过定位管脚接收读取信息后，从每个定位管脚对应的存储地址中读出每个定位管脚的标识信息，通过每个定位管脚发送给硬件平台。例如，电路模块具有两个定位管脚A和B，A和B的标识信息分别为01和02，01和02在存储地址分别为a和b的存储空间中，当电路模块通过定位管脚接收到读取请求，从存储地址a中读取标识信息01通过定位管脚A发送给硬件平台，从存储地址b中读取标识信息02通过定位管脚B发送给硬件平台。

本实施例的另一个示例中，一个电路模块的可读写模块由至少两个可读写子模块组成；每个电路模块的各定位管脚分别与一个不同的可读写子模块绑定，各可读写子模块中预存有识别信息以及与自身绑定的定位管脚的标识信息。在该方案中，一个电路模块有一个专属的可读写子模块存储其标识信息以及存储电路模块的识别信息。其中，电路模块的识别信息可以是为各个电路模块设置的ID或者直接是电路模块的型号等可以确定电路模块属性的信息。其中，为了降低电路模块的改造成本，可读写子模块可以利用可编码ID芯片如具有内容可改写，资源占用少等优点的单总线可编码ID芯片实现。可选的，电路模块将自身的可读写模块中预存的定位识别信息通过定位管脚发送给硬件平台包括：电路模块将各可读写子模块中的定位识别信息分别通过与各可读写子模块绑定的定位管脚发送给硬件平台。

例如，电路模块(具有两个定位管脚A和B)上设置有两个单总线可编码ID芯片A和B，定位管脚A和单总线可编码ID芯片A绑定，单总线可编码ID芯片A中存储有电路模块的ID信息以及定位管脚A的标识信息01；定位管脚B和单总线可编码ID芯片B绑定，单总线可编码ID芯片B中存储有电路模块的ID信息以及定位管脚B的标识信息02；在该示例中，当单总线可编码ID芯片A和B分别提高定位管脚A和定位管脚B接收读取请求，单总线可编码ID芯片A将ID+01通过定位管脚A发送给硬件平台，单总线可编码ID芯片B将ID+02通过定位管脚B发送给硬件平台。

下面结合图3对两引脚器件绑定ID芯片进行示意说明，在图3中，1为电路模块面板区域，电路面板的尺寸可以根据元器件或电路模块本体的大小做改变；2是与音频头4(电路模块的管脚，在其它示例中电路模块的管脚还可以是其它形式而不局限于音频头)绑定的单总线可编码ID芯片所在的区域，为了节约成本，对每个电路模块可以只绑定两个单总线可编码ID芯片，3是器件区域，其上可以设置元器件，图3中的3区域可以设置两引脚的器件如电阻、电容、电感等，在一些具有其他数量的音频头的电路模块中，与图3中3区域作用相同的区域可以设置引脚为其它数量的器件，如图4中与图3中3区域相同的区域(图4中的区域3)可以设置多引脚的运放模块U2。具体的，每个电路面板需要的音频头4的数量可以根据其上设置的器件(或电路模块本体)的引脚的数量确定，例如，三引脚的器件如三极管等需要至少具有三个音频头(上述的管脚)的电路面板。

步骤202、硬件平台通过接口获取电路模块发送的定位识别信息，根据自身的各个接口对应的坐标，获取目标坐标，其中目标坐标为与电路模块的管脚连接的接口对应的坐标；

本实施例的硬件平台具有多个接口，各个接口都具有信息读取的功能。参见图5，图5示出了一种硬件平台底板为9*15阵列，在该阵列中各个圆点的位置都设置有一个接口，其中，左侧第一列的4个深灰色圆点表示信号输入节点，可以外接信号发生器；右侧第一列的8个深灰色圆点表示信号输出节点，可以外接示波器；而位于硬件平台中间的五个黑色圆点中，在中间位置的一个圆点表示接地(GND)节点；在该圆点左、右侧分布的四个圆点表示电源(VCC)节点，可以外接电源；硬件平台底板上剩下的圆点表示可以插入电路模块(如元器件等)的管脚的节点(即硬件平台的接口)。本实施例中硬件平台底板的各个接口可以用特定的音频插座实现(即硬件平台的接口是音频插座)，这种情况下，电路模块的管脚为音频头。图6示出了一种多通道音频头，该音频头可以插入硬件平台的音频插座，电路模块通过该音频头中的通道与硬件平台进行数据交互；但是本实施例中也不排除其它形式的接口以及利用其它方式实现接口与电路模块的管脚连接的方案，例如将硬件平台的接口制成具有磁性的固定件，利用磁吸的方式实现接口与电路模块的管脚连接的方案。

本实施例中，硬件平台的每个接口对应有一个坐标，以图5中的硬件平台为例，可以以图5中矩形框框住的圆点为坐标原点建立坐标系(接地节点和电源节点不计入下列的坐标系)，以坐标原点所在的排、列分别为第1排、第1列，坐标原点往上分别为第2排、第3排······第9排，坐标原点往右分别为第2列、第3列······第15列，坐标系中各接口(节点)的坐标如下表所示：

根据上表，可以确定硬件平台上各接口的坐标，如坐标原点的坐标是0x01，第2排第3列的接口的坐标是0x12。

硬件平台知晓其上的每个接口的坐标，可以通过扫描其上的接口确定各个接口有无连接管脚，因为定位管脚还会发送其标识信息给硬件平台，所以获取目标坐标这一步，获取了所有管脚在硬件平台上的坐标，包括各个定位管脚在硬件平台上的坐标。其中，定位管脚是具有定位识别信息的，所以获取的目标坐标中还可以体现各个定位管脚的定位识别信息和与各定位管脚连接的接口的坐标的对应关系。

其中，定位识别信息与目标坐标的对应关系中，每个定位管脚的标识信息与该定位管脚连接的接口的目标坐标对应，电路模块的识别信息与电路模块的定位管脚连接的至少一个接口的目标坐标对应。根据定位识别信息与目标坐标的对应关系可以确定标识信息为某个具体信息的定位管脚连接的接口的坐标，以及该坐标上插入的管脚所属的电路模块的识别信息。

例如，假设电路模块是对电容进行改进得到，电路模块具有两个管脚A和B(均为定位管脚)，每个定位管脚绑定一个单总线可编码ID芯片，定位管脚A绑定的芯片中存储有定位管脚A的标识信息01和电路模块的识别信息ID1，定位管脚B绑定的芯片中存储有定位管脚B的标识信息02和电路模块的识别信息ID1，则电路模块的定位管脚A和B分别接收到硬件平台的读取请求后，与定位管脚A绑定的单总线可编码ID芯片通过定位管脚A发送定位识别信息ID1+01给硬件平台，与定位管脚B绑定的单总线可编码ID芯片通过定位管脚B发送定位识别信息ID1+02给硬件平台。硬件平台接收两个定位识别信息，还根据定位管脚A和B连接的接口的坐标确定定位识别信息与目标坐标的对应关系，即确定ID1+0和与定位管脚A连接的接口的目标坐标对应，ID1+02和与定位管脚B连接的接口的目标坐标对应。

在实际中，为了实现对硬件平台的各个接口约定相应的坐标，可以利用处理器IO可读写，且IO可用数量多的特点。可选的，本实施例的硬件平台包括具有至少两个信息读写通道的处理器模块，硬件平台的各接口分别分配一个信息读写通道作为读写数据的通道，各信息读写通道设置有相应的坐标。其中，可以预先对各个信息读写通道进行编码，实现对硬件平台的接口的坐标设置。

可选的，硬件平台通过接口获取电路模块发送的定位识别信息，根据自身的各个接口对应的坐标，获取目标坐标包括：硬件平台通过各个接口上分配的信息读写通道接收电路模块发送的定位识别信息，根据为各个信息读写通道设置的坐标，获取与电路模块的管脚连接的接口对应的坐标为目标坐标。

实际中，硬件平台上的接口数量一般比较多，处理器模块可以采用至少一个单片机或至少一个FPGA芯片组成。每个单片机的一个引脚为一个信息写通道，每个FPGA芯片的一个引脚也为一个信息读写通道。通过对单片机或FPGA芯片的引脚的编程，可实现对信息读写通道的坐标的设置。当然，本实施例中也不排除带有串口、CAN接口或网络接口的其它类型的IO可读写的处理器来实现本实施例中的处理器模块。

本实施例中，硬件平台中的单片机(或FPGA芯片)间的数据交互可以采用串口、485总线或CAN等方式，硬件平台与外部的设备或系统之间的交互可以采用串口、USB或无线网络等方式进行。

步骤203、硬件平台将目标坐标和电路模块的定位识别信息发送给仿真子系统；

在一个示例中，仿真子系统可以包括PC端(或只能移动终端)与系统后台。系统后台可以是本机电脑，也可以是台式服务器或者是云端服务器。硬件平台将目标坐标和电路模块的定位识别信息发送给PC端或智能移动终端，PC端或智能移动终端可以将这些信息暂存在后台系统形成临时ID库，便于后续的查找和使用。

步骤204、仿真子系统根据电路模块的定位识别信息确定电路模块的属性，以及确定电路模块上的各定位管脚在该电路模块上的位置；根据该电路模块的属性、该电路模块上的各定位管脚在该电路模块上的位置以及目标坐标，确定该电路模块在硬件平台上的位置；根据该位置在模拟出的虚拟的硬件平台上显示该电路模块。

为了确定电路模块的属性以及电路模块的各定位管脚在电路模块上的位置，需要先获取各种电路模块的属性和定位识别信息的对应关系以及各种电路模块的定位管脚的标识信息，这些信息可以是仿真子系统在步骤204中实时从网上或其它的设备上查询获得，也可以是预先存储在仿真子系统中的，例如存储在系统后台中。可选的，仿真子系统的系统后台中存储有匹配ID库，在匹配ID库中存储有各种电路模块的定位识别信息与属性的对应关系。仿真子系统根据定位识别信息确定电路模块的属性，以及确定电路模块上的各定位管脚在该电路模块上的位置包括：仿真子系统根据预设的匹配ID库中的定位识别信息和电路模块的属性的对应关系，以及临时ID库中的定位识别信息(从硬件平台上接收的定位识别信息)，确定硬件平台上该电路模块的属性以及该电路模块上各定位管脚在该电路模块上的位置。

其中，电路模块的属性可包括电路模块的名字、电路模块的管脚个数、电路模块的类型、电路模块的管脚的分布以及各定位管脚在电路模块中的位置等等。其中，定位管脚在电路模块中的位置可以基于电路模块的标识信息来表示，以便仿真子系统(系统后台)根据硬件平台发送的定位识别信息和匹配ID库中电路模块的属性确定硬件平台上电路模块上的各定位管脚在电路模块上的位置(即确定电路模块的各个标识信息对应的定位管脚分别为电路模块的哪一个位置的管脚)。在一个示例中，电路模块具有两个定位管脚，每个定位管脚中存储的标识信息包括电路模块的ID+定位管脚的标识信息，则匹配ID库中存储的信息包括ID+标识信息与电路模块的属性的对应关系，可以预见，若每个电路模块具有两个定位管脚，则每个属性信息会对应的ID+标识信息格式的信息的数量为两个。所以根据每个属性信息对应的定位识别信息中的定位管脚的标识信息，可以确定硬件平台上的哪几个定位管脚属于同一个电路模块以及该电路模块的属性。

在一个示例中，当需要确定硬件平台上多个电路模块的位置时，获取的目标坐标是多个电路模块的管脚的坐标，在确定各个电路模块的位置时，需要先区分哪些管脚是哪个电路模块的，可选的，可以通过目标坐标和各个电路模块的属性来区分各个电路模块的管脚以及确定各个电路模块在硬件平台上的位置。可选的，根据电路模块的属性确定电路模块的管脚属性和分布，根据各电路模块的管脚数量和分布以及各电路模块的定位管脚在电路模块上的位置以及目标坐标，确定硬件平台上的目标坐标分别对应的电路模块，以及各电路模块在硬件平台上的位置。

本实施例根据电路模块在硬件平台上的位置，在模拟出的虚拟的硬件平台上显示的各电路模块是虚拟的电路模块，为了便于这最后一步的显示，可以先在系统后台预设一个虚拟器件库，在虚拟器件库中存储各种实物电路模块的虚拟形象(可以是2D或3D形式)，各电路模块的ID信息与各自的虚拟电路模块相互对应，ID信息可以作为搜索虚拟电路模块的索引，还可以在虚拟的电路模块上标注定位管脚的标识信息，以便用户检查。

在一个示例中，仿真子系统根据定位识别信息确定电路模块上的各定位管脚在电路模块上的位置可以基于虚拟的电路模块实现，可选的，仿真子系统根据定位识别信息确定电路模块的虚拟电路模块，根据虚拟电路模块上定位管脚的标识信息确定各定位管脚在电路模块上的位置。

根据电路模块在硬件平台上的位置，在模拟出的虚拟的硬件平台上显示电路模块包括：根据电路模块的各个管脚(包括定位管脚)的目标坐标，确定虚拟的硬件平台上电路模块的各管脚的目标坐标，根据虚拟的硬件平台上电路模块的目标坐标显示电路模块。例如在实体的硬件平台上，一个电路模块a的两个定位管脚A和B的目标坐标分别为0x25和0x26，其它的两个管脚C和D的目标坐标分别为0x34和0x35，则在虚拟的硬件平台上，电路模块a的管脚A、B、C和D的目标坐标分别为0x25、0x26、0x34和0x35，这些虚拟硬件平台上的坐标是电路模块a在虚拟硬件平台上的映射区域。

所以通过本实施例，在实体的硬件平台上插入电路模块后，仿真子系统可以识别电路模块的属性，确定电路模块上连接接口的各管脚在硬件平台的坐标，在将该电路模块映射到虚拟的硬件平台上。如图7，是硬件平台插入一个电容模块时，在PC端或智能移动终端的虚拟硬件平台上显示的结果。如图8是硬件平台插入一个运放模块时，在PC端或智能移动终端的虚拟硬件平台上显示的结果。如图9，硬件平台插入至少两个器件时，在PC端或智能移动终端的虚拟硬件平台上显示的结果。如图10，是硬件平台插入集成电路时，PC端或智能移动终端的虚拟硬件平台上显示的结果。

本实施例中，仿真子系统可以通过硬件平台上确定硬件平台上各电路模块的属性以及各电路模块在硬件平台上的位置，在虚拟的硬件平台上显示各电路模块，由此实现了电路的实物搭建和虚拟仿真的同步，快速，高效地让用户随时进行电路虚拟仿真与硬件实物的实时交互，以及无缝弥合理论与实际的差距，有助于让用户将更多的时间放在实验内容本身，只需添置不同的元器件模块或者添置单元电路模块便能通过任意组合电路，实现微观电路到宏观大尺度门电路验证，且节约成本。

第三实施例：

如图11所示，本实施例示出一种电路模块11，该电路模块11包括电路模块本体111和可读写模块112，电路模块本体111用于实现电路模块的原始功能，电路模块本体111的管脚1111中具有至少两个定位管脚，可读写模块112预存有定位识别信息且与至少两个定位管脚连接，定位识别信息包括至少两个定位管脚的标识信息，以及用于确定电路模块的属性的识别信息；可读写模块用于基于至少两个定位管脚接收硬件平台通过接口发送的读取请求；将定位识别信息通过至少两个定位管脚发送给硬件平台，以便硬件平台基于定位识别信息定位电路模块在硬件平台上的位置。

其中，电路模块的原始功能表示的是在对电路模块设置可读写模块前电路模块具有的功能。

本实施例中，电路模块11的电路模块本体111中可以包括简单的元器件(例如电阻、电容等)和用于设置元器件以及可读写模块的电路面板，在另一个示例中电路模块本体可以包括复杂功能的电路子模块(例如系统时域与频域分析模块、音频放大电路模块等等)和设置电路子模块以及可读写模块的电路面板，或者电路模块本体可以为复杂功能的电路子模块(可读写模块设置在电路子模块上)。

下面结合图11对于电路模块本体包括电路面板的方案进行示例说明，电路本体111的电路面板上具有至少两个管脚1111，电路本体111的具体管脚数量视其上的元器件(或电路子模块)的引脚数量确定，具体的，电路本体的管脚数量不低于其上的元器件(或电路子模块)的引脚的数量.元器件上(或电路子模块)上的至少两个引脚与电路本体的管脚一一对应连接(具体如何连接视具体情况而定)。元器件(或电路子模块)设置在图11中的器件区域1112上，元器件的引脚和电路面板的管脚连接。假设管脚1111中有两个定位管脚A和B，可读写子模块112与两个定位管脚A和B连接，存储有定位管脚A和B的标识信息。其中，管脚1111可以是音频头(对应的，硬件平台上的接口是音频接口)，或其它形式的接口，本实施例对此没有限制。

在一个示例中，可读写模块112中可以设置有多个独立的存储区域，一个存储区域与一个定位管脚绑定，存储该定位管脚的标识信息，例如可读写模块中设置有两个存储区域a和b，存储区域a与定位管脚A绑定，存储定位管脚A的标识信息，定位管脚A在可读写模块的读写地址为存储区域a的地址；存储区域b与定位管脚B绑定，存储定位管脚B的标识信息，定位管脚B在可读写模块的读写地址为存储区域b的地址。

在另一个示例中，一个电路模块的可读写模块由至少两个可读写子模块组成；各定位管脚分别与一个可读写子模块绑定，且不同定位管脚绑定不同的可读写子模块，各可读写子模块中预存有各自所属的电路模块的识别信息以及与自身绑定的定位管脚的标识信息。如图12所示，可读写模块中包括两个可读写子模块1121和1122，可读写子模块1121与定位管脚A绑定，可读写子模块1122与定位管脚B绑定。

其中，可读写子模块可以是可编码ID芯片如具有内容可改写，资源占用少等优点的单总线可编码ID芯片。单总线可编码ID芯片用于在接收其绑定的定位管脚发送的读取请求后，通过该定位管脚将其上存储的该定位管脚的标识信息和电路模块的识别信息发送给硬件平台。

本实施例示出了一种电路模块，包括电路模块本体和可读写模块，可读写模块中存储有定可以确定电路模块的属性以及实现对电路模块的至少两个定位管脚的标识的位识别信息，可读写模块在接收定位管脚发送的读取请求后，可以将定位识别信息发送给硬件平台，由此，外部设备或系统可以通过硬件平台了解其上的电路模块的类型和定位管脚在电路模块上的方位，实现对电路模块的智能识别，有助于实现虚拟仿真和实物电路搭建的同步。

第四实施例：

如图13所示，本实施例示出一种仿真实验系统，该系统包括硬件平台131、仿真子系统132和至少一个电路模块133；各电路模块133的管脚中存在至少两个定位管脚，各电路模块133上设置有预存定位识别信息的可读写模块，定位识别信息包括同一电路模块上至少两个定位管脚的标识信息，以及用于确定电路模块的属性的识别信息；

电路模块133通过管脚与硬件平台上的接口连接，用于基于自身的管脚中的至少两个定位管脚接收硬件平台131通过接口发送的读取请求，将定位识别信息通过定位管脚发送给硬件平台131；

硬件平台131用于获取电路模块133发送的定位识别信息，根据自身的各个接口对应的坐标，获取目标坐标；将目标坐标和电路模块的定位识别信息发送给仿真子系统；其中，该目标坐标为与电路模块133的管脚连接的接口对应的坐标。

仿真子系统132，用于根据电路模块的定位识别信息确定电路模块133的属性，以及确定电路模块133上的各定位管脚在电路模块133上的位置；根据电路模块133的属性、电路模块133上的各定位管脚在电路模块133上的位置、以及目标坐标，确定电路模块133在硬件平台上的位置；根据电路模块133的位置在模拟出的虚拟的硬件平台131上显示各电路模块133。

在一个示例中，仿真子系统132可以包括可视化显示及用户操作的PC端(或只能移动终端)1321与具有数据处记录，处理及分析功能的系统后台1322。系统后台1322可以是本机电脑，也可以是台式服务器或者是云端服务器。硬件平台131用于将目标坐标和电路模块的定位识别信息发送给PC端(或智能移动终端)1321，PC端(或智能移动终端)1321将这些信息暂存在后台系统形成临时ID库，便于后续的查找和使用。

可选的，系统后台1322中预设匹配ID库，在匹配ID库中预存各种电路模块的定位识别信息与属性的对应关系。系统后台1322根据定位识别信息确定电路模块的属性，以及确定电路模块上的各定位管脚在电路模块上的位置包括：仿真子系统根据预设的匹配ID库中的动物识别信息和电路模块的属性的对应关系，以及从硬件平台接收的定位识别信息，确定硬件平台上电路模块的属性以及电路模块上各定位管脚在电路模块上的位置。

其中，电路模块的属性可包括电路模块的名字、电路模块的管脚个数、电路模块的类型、电路模块的管脚的分布以及各定位管脚在电路模块中的位置等等。其中，定位管脚在电路模块中的位置可以基于电路模块的标识信息来表示以便系统后台根据硬件平台发送的定位识别信息和匹配ID库中电路模块的属性确定电路模块上的各定位管脚在电路模块上的位置(即确定电路模块的各个标识信息对应的定位管脚分别为电路模块的哪一个位置的管脚)。在一个示例中，电路模块具有两个定位管脚，每个定位管脚中存储的标识信息包括电路模块的ID+定位管脚的标识信息，则匹配ID库中存储的信息包括ID+标识信息与电路模块的属性的对应关系，可以预见，若每个电路模块具有两个定位管脚，则每个属性信息会对应的ID+标识信息格式的信息的数量为两个。所以系统后台根据每个属性信息对应的定位识别信息中的定位管脚的标识信息，可以确定硬件平台上的哪几个定位管脚属于同一个电路模块以及该电路模块的属性。

可选的，一个电路模块的可读写模块由至少两个可读写子模块构成；每个电路模块的各定位管脚分别与一个可读写子模块绑定，不同定位管脚绑定不同的可读写子模块，各可读写子模块中预存有识别信息以及与自身绑定的定位管脚的标识信息。

可选的，硬件平台131包括具有至少两个信息读写通道的处理器模块，硬件平台的各接口分别分配有一个信息读写通道作为读写数据的通道，各信息读写通道设置有相应的坐标；硬件平台131用于通过各个接口上分配的信息读写通道接收至少一个电路模块133发送的定位识别信息，根据为各个信息读写通道设置的坐标，获取与电路模块的管脚连接的接口对应的坐标为目标坐标。

本实施例中，处理器模块可以由至少一个单片机或至少一个FPGA组成，单片机的一个引脚为一个信息读写通道，FPGA芯片的一个引脚为一个信息读写通道。

采用实施例，仿真子系统可以通过硬件平台上确定硬件平台上各电路模块的属性以及各电路模块在硬件平台上的位置，在虚拟的硬件平台上显示各电路模块，由此实现了电路的实物搭建和虚拟仿真的同步，无缝弥合理论与实际的差距，有助于让用户将更多的时间放在实验内容本身，提升用户对仿真实验的体验。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置、系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。

集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简便描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定都是本发明所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

以上为对本发明所提供的一种电路模块识别方法、电路模块和仿真实验系统的描述，对于本领域的技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种电路模块识别方法，其特征在于，包括：

电路模块基于自身管脚中的至少两个定位管脚接收硬件平台通过接口发送的读取请求；

所述电路模块将自身的可读写模块中预存的定位识别信息通过所述至少两个定位管脚发送给所述硬件平台，以便所述硬件平台基于所述定位识别信息定位所述电路模块在所述硬件平台上的位置；其中，所述定位识别信息包括所述至少两个定位管脚的标识信息，以及用于确定所述电路模块的属性的识别信息。

2.如权利要求1所述的电路模块识别方法，其特征在于，所述可读写模块由至少两个可读写子模块组成；各所述定位管脚分别与一个可读写子模块绑定，且不同定位管脚绑定不同的可读写子模块，各可读写子模块中预存有所述识别信息以及与自身绑定的定位管脚的标识信息；

所述电路模块将自身的可读写模块中预存的定位识别信息通过所述至少两个定位管脚发送给所述硬件平台包括：

所述电路模块将各可读写子模块中的定位识别信息分别通过与各可读写子模块绑定的定位管脚发送给所述硬件平台。

3.一种电路模块识别方法，其特征在于，包括：

电路模块基于自身管脚中的至少两个定位管脚接收硬件平台通过接口发送的读取请求，将自身的可读写模块中预存的定位识别信息通过所述至少两个定位管脚发送给所述硬件平台；所述定位识别信息包括所述电路模块上的至少两个定位管脚的标识信息，以及用于确定所述电路模块的属性的识别信息；

所述硬件平台通过接口获取所述电路模块发送的定位识别信息，根据自身的各个接口对应的坐标，获取目标坐标；其中，所述目标坐标为与所述电路模块的管脚连接的接口所对应的坐标；

所述硬件平台将所述目标坐标和所述电路模块的定位识别信息发送给仿真子系统；

仿真子系统根据所述电路模块的定位识别信息确定所述电路模块的属性，以及确定所述电路模块上的各定位管脚在所述电路模块上的位置；

所述仿真子系统根据所述电路模块的属性、所述电路模块上的各定位管脚在所述电路模块上的位置以及所述目标坐标，确定所述电路模块在所述硬件平台上的位置；根据所述位置在模拟出的虚拟的硬件平台上显示所述电路模块。

4.如权利要求3所述的电路模块识别方法，其特征在于，所述电路模块的可读写模块由至少两个可读写子模块组成；每个电路模块的各定位管脚分别与一个可读写子模块绑定，且不同定位管脚绑定不同的可读写子模块，各可读写子模块中预存有所述识别信息以及与自身绑定的定位管脚的标识信息。

5.如权利要求3或4所述的电路模块识别方法，其特征在于，所述硬件平台包括具有至少两个信息读写通道的处理器模块，所述硬件平台的各接口分别分配有一个所述信息读写通道作为读写数据的通道，各所述信息读写通道设置有相应的坐标；

所述硬件平台通过接口获取所述电路模块发送的定位识别信息，根据自身的各个接口对应的坐标，获取目标坐标包括：

所述硬件平台通过各个接口上分配的信息读写通道接收所述至少一个电路模块发送的定位识别信息，根据为各个信息读写通道设置的坐标，获取与所述电路模块的管脚连接的接口对应的坐标为目标坐标。

6.如权利要求5所述的电路模块识别方法，其特征在于，所述处理器模块包括至少一个单片机，所述单片机的一个引脚为一个所述信息读写通道；或，所述处理器模块包括至少一个FPGA芯片，所述FPGA芯片的一个引脚为一个所述信息读写通道。

7.一种电路模块，其特征在于，包括电路模块本体和可读写模块，所述电路模块本体用于实现所述电路模块的原始功能，所述电路模块本体的管脚中具有至少两个定位管脚，所述可读写模块预存有定位识别信息且与所述至少两个定位管脚连接，所述定位识别信息包括所述至少两个定位管脚的标识信息，以及用于确定所述电路模块的属性的识别信息；

所述可读写模块，用于基于所述至少两个定位管脚接收硬件平台通过接口发送的读取请求，将所述定位识别信息通过所述至少两个定位管脚发送给所述硬件平台，以便所述硬件平台基于所述定位识别信息定位所述电路模块在所述硬件平台上的位置。

8.如权利要求7所述的电路模块，其特征在于，所述可读写模块由至少两个可读写子模块组成；各所述定位管脚分别与一个可读写子模块绑定，且不同定位管脚绑定不同的可读写子模块，各可读写子模块中预存有所述识别信息以及与自身绑定的定位管脚的标识信息。

9.一种仿真实验系统，其特征在于，包括：硬件平台、仿真子系统和至少一个电路模块；各电路模块的管脚中存在至少两个定位管脚，各电路模块上设置有预存定位识别信息的可读写模块，所述定位识别信息包括同一电路模块上至少两个定位管脚的标识信息，以及用于确定电路模块的属性的识别信息；

电路模块通过管脚与所述硬件平台上的接口连接，用于基于自身管脚中的至少两个定位管脚接收硬件平台通过接口发送的读取请求，将所述定位识别信息通过所述定位管脚发送给所述硬件平台；

所述硬件平台，用于获取所述电路模块发送的所述定位识别信息，根据自身的各个接口对应的坐标，获取目标坐标；将所述目标坐标和所述电路模块的定位识别信息发送给仿真子系统；其中，所述目标坐标为与所述电路模块的管脚连接的接口所对应的坐标；

所述仿真子系统，用于根据所述电路模块的定位识别信息确定所述电路模块的属性，以及确定所述电路模块上的各定位管脚在所述电路模块上的位置；根据所述电路模块的属性、所述电路模块上的各定位管脚在所述电路模块上的位置以及所述目标坐标，确定所述电路模块在所述硬件平台上的位置；根据所述位置在模拟出的虚拟的硬件平台上显示所述电路模块。

10.如权利要求9所述的仿真实验系统，其特征在于，一个电路模块的所述可读写模块由至少两个可读写子模块构成；每个电路模块的各定位管脚分别与一个可读写子模块绑定，且不同定位管脚绑定不同的可读写子模块，各可读写子模块中预存有所述识别信息以及与自身绑定的定位管脚的标识信息。

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