CN109542022A - 一种能够无线下载程序的程控板及其程序下载方法 - Google Patents

一种能够无线下载程序的程控板及其程序下载方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种能够无线下载程序的程控板及其程序下载方法，本发明中的程控板结构简单，使用方便，利用主硬件控制板与不同模块组的组合可以组装成功能、形状多样化的玩具或教具，在本发明方法中主硬件控制板可以通过程序的蓝牙或WIFI下载来修改主硬件控制板中的逻辑程序，避免以往需要USB数据线连接才可以下载程序，使产品应用快捷方便，让学生或儿童更好的接受编程逻辑带来的乐趣，开发儿童或学生的智力思维，使玩具或教具的把玩性更高。

Description

一种能够无线下载程序的程控板及其程序下载方法
技术领域
本发明涉及控制设备领域，尤其是一种能够无线下载程序的玩具或教具程控板及其程序下载方法。
背景技术
传统玩具控制板的种类繁多，包括手柄控制板、玩具汽车控制板等，其均为单一功能的玩具控制板，其实现的功能唯一且固定化，已经按照工厂设定好的逻辑功能进行娱乐；现有的教具产品也比较多，但是引用在教具产品上的程控板较为稀少。另外现有用于程控板程序的下载均为通过USB数据线下载程序，在更换逻辑功能时需要通过USB线连接PC端通过相应软件来修改程序，2.4G无限下载程序通过2.4G接收硬件板和发射硬件板来实现信号通信，而发射硬件板需要连接PC端，其连接方式一种为USB数据线与主控制硬件之间通过COM口协议与PC端电脑软件通信，另一种是2.4G接收硬件板和发射硬件板之前的沟通协议来实现通信；因此可以总结出传统玩具或教具控制板的功能单一、应用场景有限、扩展性能差、修改逻辑程序的步骤复杂。
发明内容
本申请人针对上述现有问题，进行了研究改进，提供一种能够无线下载程序的程控板及其程序下载方法，该程控板作为玩具或教具时娱教功能更丰富、可玩性更高，充分开发了学生的好奇性和探索能力，避免以往需要采用USB数据线下载程序的繁琐步骤，使产品应用更加方便快捷。
本发明所采用的技术方案如下：
一种能够无线下载程序的程控板，包括主硬件控制板及安装在主硬件控制板上的微控制单元，于所述主硬件控制板的外围分别设置多个可连接的模块组，所述主硬件控制板与模块组对接可组装成功能不同的教具或玩具；在所述主硬件控制板的板体上分别设置用于切换数据传输/数据下载的切换开关、用于控制数据逻辑开始/停止的控制程序开关、用于数据下载的USB数据下载端口、无源蜂鸣器、用于为整块程控板供电的电源供电接口、多个用于与马达连接的马达接口、用于作为输出端口的板载舵机连接端口、用于实现程序WIFI下载和蓝牙传输的数据传输模块、数据下载芯片、复位按键及OLED显示屏。
其进一步技术方案在于：
所述模块组包括用于连接输出模块的输出连接口、用于连接输入模块或用于作为电源扩充接口的输入连接口；
所述输出连接口和输入连接口的接口端采用磁吸附式胶头；
所述输出模块为LED灯、三色灯、条形灯、彩条灯、振动马达、风扇、蜂鸣器、直流马达、舵机或水泵模块中的任意一种；
所述输入模块为自锁开关、电位器、压按传感器、光感应模块、声感应模块、延时模块、运动人体感应模块、红外感应模块、温湿度感应模块及磁感应模块中的任意一种；
所述电源扩充接口用于连接P1电源模块和P2电源模块；
所述传输模块包括下载控制信号单元、RX、TX、电源正和电源负，所述下载信号单元包括蓝牙模块和WIFI模块；
利用程控板进行无线下载程序的方法，包括以下步骤：
第一步：根据不同的电脑操作系统在电脑或平板上安装支持程控板的软件；
第二步：选择蓝牙下载模式或WIFI无线下载模式，若选择蓝牙下载模式跳转至第三步，若选择WIFI无线下载模式跳转至第四步；
第三步：在电脑或平板上插入蓝牙适配器，然后跳转至第五步；
第四步：在电脑或平板上插入WIFI适配器，然后跳转至第六步；
第五步：在电脑或平板上下载的软件中添加带有主硬件控制板的蓝牙设备，跳转至第七步；
第六步：在电脑或平板上下载的软件中搜索主硬件控制板发出的WIFI信号，跳转至第八步；
第七步：通过蓝牙信号将带有主硬件控制板的设备与电脑或平板连接，若配对成功进入第九步，若配对不成功返回至第五步重新配对；
第八步：通过WIFI信号将带有主硬件控制板的设备与电脑或平板进行协议沟通，若连接成功进入第九步，若连接不成功返回至第六步重新搜索；
第九步：进行无线程序的下载。
本发明的有益效果如下：
本发明结构简单，使用方便，利用本发明主硬件控制板与不同模块组的组合可以组装成功能、形状多样化的玩具或教具，主硬件控制板可以通过程序的蓝牙或WIFI下载来修改主硬件控制板中的逻辑程序，避免以往需要USB数据线连接才可以下载程序，使产品应用快捷方便，让学生或儿童更好的接受编程逻辑带来的乐趣，开发儿童或学生的智力思维，使玩具或教具的把玩性更高。
附图说明
图1为本发明中程控板的结构示意图。
图2为本发明中蓝牙模块的结构示意图。
图3为本发明中WIFI模块的结构示意图。
图4为本发明的局部结构示意图。
图5为本发明中程序通过蓝牙下载的流程示意图。
图6为本发明中程序通过WIFI下载的流程示意图。
其中：1、输出连接口；2、输入连接口；3、切换开关；4、控制程序开关；5、USB数据下载端口；6、电源供电接口；7、马达接口；8、无源蜂鸣器；9、板载舵机连接端口；101、蓝牙模块；102、WIFI模块；11、微控制单元；12、数据下载芯片；13、复位按键；14、OLED显示屏。
具体实施方式
下面说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，一种能够无线下载程序的程控板包括主硬件控制板及安装在主硬件控制板上的微控制单元11，于主硬件控制板的外围分别设置多个可连接的模块组，主硬件控制板与模块组对接可组装成功能或形状不同的教具或玩具；在主硬件控制板的板体上分别设置用于切换数据传输/数据下载的切换开关3、用于控制数据逻辑开始/停止的控制程序开关4、用于数据下载的USB数据下载端口5、用于为整块程控板供电的电源供电接口6、多个用于与马达连接的马达接口7、无源蜂鸣器8、用于作为输出端口的板载舵机连接端口9、用于实现程序WIFI下载和蓝牙传输的数据传输模块10、数据下载芯片12、复位按键13及OLED显示屏14。OLED显示屏14可以显示中英文、图案及字符等，上述复位按键13用于使整块主硬件控制板复位，使主硬件控制板回到程序初始化状态。
如图1所示，上述模块组包括用于连接输出模块的输出连接口1、用于连接输入模块或用于作为电源扩充接口的输入连接口2。输出连接口1和输入连接口2的接口端采用磁吸附式胶头，其具有防呆口标志，接触点分别为电源正、信号和电源负。
上述输出模块为LED灯、三色灯、条形灯、彩条灯、振动马达、风扇、蜂鸣器(有源或无源)、直流马达(3-6V)、舵机或水泵模块中的任意一种或多种。
输入模块为自锁开关、电位器、压按传感器、光感应模块、声感应模块、延时模块、运动人体感应模块、红外感应模块、温湿度感应模块及磁感应模块中的一种或多种。电源扩充接口用于连接P1电源模块和P2电源模块。
传输模块10包括下载控制信号单元、RX、TX、电源正和电源负，下载信号单元包括蓝牙模块101和WIFI模块102，当上述切换开关3未按下时蓝牙模块101和WIFI模块102作为普通串口模块使用，其进行数据传输用。当按下切换开关3时蓝牙模块101和WIFI模块102作为数据下载用，可下载程序到微控制单元11(即MCU)，覆盖之前的程序代码，其不止进行数据传输还可以保存数据至主硬件控制板。
本实施例中MCU的参数具有以下几点：核心处理器：AVR、闪存容量：32KB、EEPROM存储器容量：1KB、时钟频率：20MHz、接口类型：I2C,SPI,USART、电源电压最小：1.8V最大：5.5V、封装类型：TQFP、针脚数：32、工作温度范围：-40℃ to+85℃、存储器容量,RAM：2KB、输入/输出线数：23、模数转换器输入数：8、速度：20MHz、程序存储器容量：32KB(32Kx8)、振荡器型：内部。
如图5、图6所示，利用上述程控板进行无线下载程序的方法，包括以下步骤：
第一步：根据不同的电脑操作系统在电脑(PC)或平板上安装支持程控板的软件；
第二步：选择蓝牙下载模式或WIFI无线下载模式，若选择蓝牙下载模式跳转至第三步，若选择WIFI无线下载模式跳转至第四步；
第三步：在电脑或平板上插入蓝牙适配器，然后跳转至第五步；
第四步：在电脑或平板上插入WIFI适配器，然后跳转至第六步；
第五步：在电脑或平板上下载的软件中添加带有主硬件控制板的蓝牙设备跳转至第七步；
第六步：在电脑或平板上下载的软件中搜索主硬件控制板发出的WIFI信号，跳转至第八步；
第七步：通过蓝牙信号将带有主硬件控制板的设备与电脑或平板连接，添加成功后打开软件出现COM端口，选择相应的COM端口沟通协议达成，若配对成功进入第九步，若配对不成功返回至第五步重新配对；
第八步：通过WIFI信号将带有主硬件控制板的设备与电脑或平板进行协议沟通，若连接成功进入第九步，若连接不成功返回至第六步重新搜索；
第九步：进行无线程序的下载。
本发明结构简单，使用方便，利用本发明主硬件控制板与不同模块组的组合可以组装成功能、形状多样化的玩具或教具，主硬件控制板可以通过程序的蓝牙或WIFI下载来修改主硬件控制板中的逻辑程序，避免以往需要USB数据线连接才可以下载程序，使产品应用快捷方便，让学生或儿童更好的接受编程逻辑带来的乐趣，开发儿童或学生的智力思维，使玩具或教具的把玩性更高。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明的基本结构的情况下，本发明可以作任何形式的修改。

Claims (8)

1.一种能够无线下载程序的程控板，包括主硬件控制板及安装在主硬件控制板上的微控制单元(11)，其特征在于：于所述主硬件控制板的外围分别设置多个可连接的模块组，所述主硬件控制板与模块组对接可组装成功能不同的教具或玩具；在所述主硬件控制板的板体上分别设置用于切换数据传输/数据下载的切换开关(3)、用于控制数据逻辑开始/停止的控制程序开关(4)、用于数据下载的USB数据下载端口(5)、用于为整块程控板供电的电源供电接口(6)、多个用于与马达连接的马达接口(7)、无源蜂鸣器(8)、用于作为输出端口的板载舵机连接端口(9)、用于实现程序WIFI下载和蓝牙传输的数据传输模块(10)、数据下载芯片(12)、复位按键(13)及OLED显示屏(14)。
2.如权利要求1所述的一种能够无线下载程序的程控板，其特征在于：所述模块组包括用于连接输出模块的输出连接口(1)、用于连接输入模块或用于作为电源扩充接口的输入连接口(2)。
3.如权利要求2所述的一种能够无线下载程序的程控板，其特征在于：所述输出连接口(1)和输入连接口(2)的接口端采用磁吸附式胶头。
4.如权利要求3所述的一种能够无线下载程序的程控板，其特征在于：所述输出模块为LED灯、三色灯、条形灯、彩条灯、振动马达、风扇、蜂鸣器、直流马达、舵机或水泵模块中的任意一种。
5.如权利要求3所述的一种能够无线下载程序的程控板，其特征在于：所述输入模块为自锁开关、电位器、压按传感器、光感应模块、声感应模块、延时模块、运动人体感应模块、红外感应模块、温湿度感应模块及磁感应模块中的任意一种。
6.如权利要求1所述的一种能够无线下载程序的程控板，其特征在于：所述电源扩充接口用于连接P1电源模块和P2电源模块。
7.如权利要求1所述的一种能够无线下载程序的程控板，其特征在于：所述传输模块(10)包括下载控制信号单元、RX、TX、电源正和电源负，所述下载信号单元包括蓝牙模块(101)和WIFI模块(102)。
8.利用权利要求1所述程控板进行无线下载程序的方法，其特征在于包括以下步骤：
第一步：根据不同的电脑操作系统在电脑或平板上安装支持程控板的软件；
第二步：选择蓝牙下载模式或WIFI无线下载模式，若选择蓝牙下载模式跳转至第三步，若选择WIFI无线下载模式跳转至第四步；
第三步：在电脑或平板上插入蓝牙适配器，然后跳转至第五步；
第四步：在电脑或平板上插入WIFI适配器，然后跳转至第六步；
第五步：在电脑或平板上下载的软件中添加带有主硬件控制板的蓝牙设备，跳转至第七步；
第六步：在电脑或平板上下载的软件中搜索主硬件控制板发出的WIFI信号，跳转至第八步；
第七步：通过蓝牙信号将带有主硬件控制板的设备与电脑或平板连接，若配对成功进入第九步，若配对不成功返回至第五步重新配对；
第八步：通过WIFI信号将带有主硬件控制板的设备与电脑或平板进行协议沟通，若连接成功进入第九步，若连接不成功返回至第六步重新搜索；
第九步：进行无线程序的下载。
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