CN110349480A - 教学开发板及机器人 - Google Patents

Abstract

一种教学开发板及机器人，所述教学开发板包括PCB板，其中所述教学开发板包括PCB板，其中PCB板开设有至少一个连接孔；教学开发板还包括至少一个与连接孔匹配插接的连接销，连接销用于连接扩展电路，连接销使PCB板和扩展电路可拆卸连接；PCB板设有多个并联的半双工串口；本发明实施例中的PCB板与扩展电路之间采用可拆卸连接方式，简化了教学开发板与扩展电路的连接结构，连接方式更加灵活，教学开发板自身的物理结构具有更高的稳定性，适用范围更加广；并且通过半双工串口与多个移动设备进行通信，通信的效率和兼容性较高，简化了教学开发板的布线难度，用户的使用更加便捷。

Description

教学开发板及机器人

技术领域

本发明属于电子技术领域，尤其涉及一种教学开发板及机器人。

背景技术

随着自动化设备的普及，开发板作为一种可扩展的电路集成系统，其已经在电子领域中得到极为普遍的应用；其中所述开发板的电路功能可根据技术人员的实际需求进行自行设计，兼容性强；通常的，所述开发板包括多个电子电路板，通过在电子电路板上集成众多的电子元器件，那么这些电子元器件在驱动信号的驱动下可实现更加复杂的电路功能；并且所述电子电路板具有制造成本较低，在电子电路板上可集成大规模的电子元器件，电子集成度较高等优点，因此开发板已经成为自动化产品中的核心控制部件，并且所述开发板的运行性能和空间对于自动化产品的工作性能具有极为重要的影响。

开发板按照使用的类型和场所可分为多种类型，每一种类型的开发板都具有特定的适用场所；以教学开发板为例，所述教学开发板主要在电子教学、机器人展示以及设备测试等领域中得到了普遍的应用；当教学开发板中的多个电子元器件接入驱动信号，所述教学开发板就能够按照技术人员的实际需求执行相应的电路动作，以达到电子技术教学目的；然而传统技术中的教学开发板通常比较简单，所述教学开发板只是具有单纯的几个通讯接口，通过该通讯接口外接扩展设备，那么每一个扩展设备就需要占用一个教学开发板的通讯接口，教学开发板的通信效率较低，占用的空间体积较大，并且给教学开发板与扩展设备之间的布局连线带来难度，用户使用不便；并且传统技术中的教学开发板在外接扩展设备的过程中，教学开发板本身的结构和外观通常十分简陋，并且教学开发板与扩展设备之间的固定方式靠黏胶水或者螺丝固定，传统的教学开发板的空间结构较为复杂，连接的兼容性较低。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种教学开发板及机器人，旨在解决传统的技术方案中教学开发板的通信兼容性较低，布局连线难度较低，传统教学开发板的连接方式不灵活，相关产品的结构笨重，用户使用不便的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种教学开发板，所述教学开发板包括PCB板，其中所述PCB板开设有至少一个连接孔；所述教学开发板还包括至少一个与所述连接孔匹配插接的连接销，所述连接销用于连接扩展电路，所述连接销使所述PCB板和所述扩展电路可拆卸连接；

所述PCB板设有多个并联的半双工串口。

在其中的一个实施例中，所述教学开发板还包括：

设置在所述PCB板上，与所述半双工串口连接，被配置为产生控制信号的主控模块；和

设置在所述PCB板上，与所述主控模块连接的陀螺仪模块、晶振模块、供电模块、红外发射模块、RGB模块、语音模块、USB下载模块中的至少一种。

在其中的一个实施例中，所述主控模块、所述开关模块、所述陀螺仪模块、所述晶振模块、所述供电模块、所述红外发射模块、所述RGB模块、所述语音模块以及所述USB下载模块都焊接在所述PCB板的同一布线层。

在其中的一个实施例中，所述PCB板为长方体。

在其中的一个实施例中，所述连接孔为圆形通孔。。

在其中的一个实施例中，所述连接销的长度与所述PCB板的厚度匹配。

本发明实施例的第二方面提供了一种机器人，包括：

如上所述的教学开发板；和通过所述半双工串口与所述教学开发板连接的多个执行器和多个传感器，至少一所述执行器及至少一所述传感器相互串联并组成第一级联组。

在其中的一个实施例中，还包括：由至少一所述执行器及至少一所述传感器相互串联并组成第二级联组，所述第二级联组与所述第一级联组并联。

在其中的一个实施例中，所述第一级联组与多个所述传感器中的至少一个所述传感器并联。

在其中的一个实施例中，所述第一级联组与多个所述执行器中的至少一个所述执行器并联。

上述的教学开发板中的PCB板与外界的扩展电路采用可拆卸插接方式，以完成PCB板之间的兼容结构设计，教学用开发板的灵活性较高，教学开发板与外部的扩展电路之间的摆放位置关系具有更高的兼容性，节省了教学开发板的占用体积，无需增加外壳设计，简化了教学开发板的制造步骤以及空间结构；并且教学开发板通过半双工串口实现一对多的通信方式，通信的效率更高，极大地减少了教学开发板与外界电子设备的连接难度和连接复杂性，该教学开发板具有更加兼容的通信方式，适用范围更广。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的教学开发板的产品示意图；

图2为本发明一实施例提供的教学开发板的另一种产品示意图；

图3为本发明一实施例提供的教学开发板的另一种产品示意图；

图4为本发明一实施例提供的PCB板的产品示意图；

图5为本发明一实施例提供的PCB板上各个电路模块的结构示意图；

图6为本发明一实施例提供的供电模块的结构示意图；

图7为本发明一实施例提供的电源电路的电路结构示意图；

图8为本发明一实施例提供的充电电路的电路结构示意图；

图9为本发明一实施例提供的主控模块的电路结构示意图；

图10为本发明一实施例提供的陀螺仪模块的电路结构示意图；

图11为本发明一实施例提供的晶振模块的电路结构示意图；

图12为本发明一实施例提供的红外发射模块的电路结构示意图；

图13为本发明一实施例提供的RGB模块的电路结构示意图；

图14为本发明一实施例提供的语音模块的电路结构示意图；

图15为本发明一实施例提供的USB下载模块的电路结构示意图；

图16为本发明一实施例提供的多个半双工串口的电路结构示意图；

图17为本发明一实施例提供的机器人的结构示意图；

图18为本发明一实施例提供的机器人的另一种结构示意图；

图19为本发明一实施例提供的机器人的另一种结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，教学开发板与外部电子设备之间的连接稳定性对于教学开发板的通信功能极其重要的影响，传统技术中的教学开发板与电子设备之间的连接方式较为简单，通常需要采用扩展板实现教学开发板与电子设备之间的物理连接，传统的机械连接方式大大地增加了教学开发板的布线难度和布线长度，并且使得教学开发板本身的结构也不美观；基于此，本发明实施例中的教学开发板采用连接孔与连接销相匹配的可拆卸连接方式，即简化了教学开发板的空间结构，又使教学开发板的连接方式更加灵活和便捷；其中相比于其它的连接方式(如焊接、铆接等)，可拆卸连接方式具有灵活多变，兼容性强等优点，通过连接孔和连接销之间的连接可使电子设备分离，或者使电子设备插接成不同的形状或者结构，那通过可拆卸连接形成的电子设备具有更佳的适用范围，电子设备在各个工业环境中可保持稳定的工作状态。

请参阅图1～图3，本发明实施例提供的教学开发板10的结构示意图，通过教学开发板10能够实现复杂的电路功能；为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

其中，教学开发板101包括PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)板101，其中PCB板101开设有至少一个连接孔1011；教学开发板10还包括至少一个与连接孔1011匹配插接的连接销102，连接销102用于连接扩展电路，连接销102使PCB板101和扩展电路可拆卸连接。

可选的，外部的扩展电路为传统技术中的传感器电路或者舵机控制电路等；通过连接销102和连接孔1011之间形成可拆卸连接结构，该可拆卸连接结构能够使PCB板101和扩展电路之间具有更高稳定、安全的位置摆放关系；可选的，连接销102可起到支撑、固定的作用，连接销102用于支撑PCB板101和用于支撑与PCB板101连接的扩展电路，进而通过PCB板101输出的控制信号可驱动扩展电路实现相应的电路功能，教学开发板10具有更高的适用范围和兼容性。

PCB板101集成大量的电子元器件，结合PCB板101上的电子元器件可实现完整的电路功能，以使教学开发板10能够按照技术人员的实际需求执行相应的电路动作；PCB板101上的连接孔1011可完全容纳连接销102，进而连接销102与连接孔1011之间形成紧密的机械连接结构，稳固性较强，并且连接销102与连接孔1011之间实现可拆卸式连接，PCB板101的连接结构具有较强的可扩展性；因此本实施例中的PCB板101和扩展电路之间通过连接销102和接孔1011实现可拆卸拼搭连接；并且PCB板101在连接销102的支撑下，其自身具有良好的摆放位置，以使教学开发板10在不同的工业环境中保持稳定的运行状态，兼容性较强；这种连接销102与连接孔1011之间的拼搭连接可使教学开发板10具有灵活、更加集成的空间结构，PCB板101和外部的扩展电路之间的连接方式更加集成化，进一步缩小了教学开发板10的空间体积和连接成本；当连接销102插入接孔1011时，PCB板101和外界的扩展电路之间形成一个紧密的结构整体，并且连接销102和接孔1011之间的插接连接步骤操作简便，使用难度较低，给用户带来了极大的便捷，降低了教学开发板10的结构连接成本，无需在教学开发板10增加外壳设计；当教学开发板10应用在相关电子产品，教学开发板10的可拆卸兼容连接方式可使教学开发板10的外观更加美化，抵抗外界机械应力的能力较强，并且使得教学开发板10的结构更加轻巧简便，简化了教学开发板101的布线结构和布线成本，实用价值更高。

请参阅图3，PCB板101设有多个并联的半双工串口103。

可选的，PCB板101上的半双工串口103与扩展电路连接，进而PCB板101通过半双工串口103与扩展电路之间进行信号传递。

其中半双工串口采用半双工传输方式，其中，该半双工串口在一个时刻只能接收通讯数据或者只能发送通讯数据，那么该半双工串口具有更高的数据传输效率和数据传输精确性，PCB板101通过半双工串口可实现通信数据的收发操作，该PCB板101具有更高的通信兼容性和通信安全性；半双工串口103作为PCB板101的数据传输端，通过该半双工串口103与外界的扩展电路实现数据交互功能，以使PCB板101能够兼容适用于各个不同的工业技术领域；其中多个半双工串口103相互并联，那么PCB板101中一个半双工串口可同时进行收发信号，以使半双工串口103实现并行通信方式，当外界的扩展电路与任意一个双工串口103进行匹配物理连接，那么PCB板101可通过半双工串口103与外界的扩展电路进行数据通讯，以实现教学开发板10与外界的扩展电路之间的通信功能；因此本实施例采用多个半双工串口103来实现并联通信功能，外界的扩展电路与半双工串口103采用一对多的通信连接方式，只要其中的一个半双工串口103与外界的扩展电路进行通信连接，那么PCB板101与扩展电路就能够进行通讯，极大地简化了PCB板101与外部的扩展电路之间的通信连接步骤，PCB板101的通信兼容性更高，PCB板101通过半双工串口103输出相应的控制信号，该控制信号能够驱动扩展电路实现相应的电路功能；进而本实施例中的PCB板101具有较低的通信连接成本和布线成本，操作简便，极大地降低了教学开发板10与扩展电路之间的连线长度和连接复杂性，教学开发板10在各个工业技术领域中可得到广泛的应用，兼容性极强，实用价值更高。

在图1～图3示出了教学开发板10的结构中，通过PCB板101能够驱动扩展电路实现完整、复杂的电路功能，以满足用户的教学实际功能需求，给用户带来了良好的使用体验；当教学开发板10适用于不同的工业环境时，结合连接销102和连接孔1011之间的可拆卸连接结构，可使PCB板101稳定地摆放在不同的工业环境中，PCB板101实现了更加稳定的工作状态；并且该可拆卸连接结构能够使PCB板101和扩展电路之间保持合适的相对位置，灵活性较高，以使PCB板101和扩展电路之间形成一个整体，该教学开发板10具有更高的兼容性能和稳定性能；因此本实施例中的PCB板101与外界的扩展电路之间采用可拆卸的兼容插接方式，简化了PCB板101的连接结构操作步骤，PCB板101与扩展电路之间的连接成本更低；并且PCB板101和扩展电路之间的连接方式可根据用户的实际需求进行任意调节，教学开发板10与外部的扩展电路之间具有更加灵活、可扩展的连接位置关系，该教学开发板10与外部的扩展电路之间形成的电路整体具有更少的空间体积，电子的集成度更高，有利于提高相关电子产品的美观度和结构的简便性，用户使用更加便捷；同时PCB板101中的半双工串口103采用并联连接形式，多个半双工串口103实现同步信息交互，极大地了提高了PCB板101与电子设备之间的通信效率和通信安全，每当PCB板101上的任意一个半双工串口103接入外部的扩展电路时，PCB板101与外部的扩展电路之间就能够实现稳定的数据通信功能，极大地减少了PCB板101的连线长度和连线复杂性，通信兼容性更高，教学开发板10与外部的扩展电路之间具有更低通信连接成本，并且教学开发板10可适用于各个不同的工业领域，以保持更高的可扩展性和适用范围，教学开发板10与外部的扩展电路具有更加高效、安全的通信方式，通过教学开发板10实现对于不同类型电子设备的集中控制，兼容性极强；有效地解决了传统技术中教学开发板的结构不灵活，布线的难度和结构设计的难度较大，教学开发板与外部的扩展电路之间的连接结构不稳定，并且教学开发板的本身体积较大，外观简陋，用户的使用体验不佳，以及传统的教学开发板的通信效率较低，兼容性不高，难以适用于不同类型的电子设备中，通信连接结构复杂，操作步骤繁琐，难以普遍适用的问题。

作为一种可选的实施方式，PCB板101为长方体、圆柱体或者椭圆体。

其中PCB板101的形状可根据技术人员的实际需求进行选定，以使PCB板101适用于各个不同的工业领域中，通过连接孔1011和连接销102使PCB板101与扩展电路之间保持稳定的空间结构，教学开发板10可适用于不同类型的电路系统；本实施例中的PCB板101自身的空间结构具有更加灵活的可操控性和可调整性，PCB板101上可集成大规模的电子元器件，PCB板101上可具有简便的结构设计流程，以满足技术人员的不同结构设计需求，教学开发板10具有更加灵活和兼容的空间结构，用户的使用体验更佳。

作为一种可选的实施方式，请参阅图4，PCB板101为长方体。

PCB板101上位于相对两侧的第一边缘和第二边缘分别设有多个连接孔1011。

示例性的，若将PCB板101的四个边缘分为：上、下、左、右，那么在PCB板101的上边缘均匀分布7个连接孔1011，PCB板101的下边缘均匀分布7个连接孔1011，那么PCB板的上、下两个边缘通过连接孔1011和连接销102实现可拆卸连接方式，以确保PCB板101和扩展电路之间就有更加均匀的力矩分布，通过多个连接孔1011和连接销102之间形成的连接结构具有更高的受力均衡性，教学开发板10和扩展电路之间可实现更加稳定的电路功能，适用范围更广。

可选的，多个连接孔1011均匀地分布在PCB板101的第一边缘和第二边缘，第一边缘和第二边缘在PCB板101上的位置不相邻，那么当连接销102与连接孔1011之间实现稳定的插接连接时，PCB板101具有更加稳定的连接方式，PCB板101与扩展电路之间保持始终稳定的空间结构，稳定性和安全性更高；本实施例在PCB板101上的两个相对的边缘设置连接孔1011，那么该PCB板101可与扩展电路之间具有更佳均衡的空间结构，当连接销102支撑PCB板101和扩展电路时，PCB板101与扩展电路之间的物理连接结构具有更高的抗冲击性，连接结构本身的稳固性能更佳，那么连接孔1011在PCB板101上均匀分布的方式有助于教学开发板10的结构稳定性和兼容性，并且教学开发板10与外部的扩展电路之间具有更加简化的空间连接结构，实用价值更高。

作为一种可选的实施方式，请参阅图3，PCB板101还设有多个串行通信端口104；进而PCB板101通过串行通信端口104与外部的扩展电路进行信号传输，有利于提升教学开发板10的通信兼容性和信号传输多样性。

作为一种可选的实施方式，PCB板101上位于相对两侧的第三边缘和第四边缘设有多个串行通信端口104。

可选的，多个串行通信端口104均匀分布在PCB板101的第三边缘和第四边缘，进而PCB板101通过串行通信端口104与外界的电子设备保持更高的数据通信效率，并且降低了PCB板101的通信成本。

其中，PCB板101通过串行通信端口104与外部的电子设备之间实现数据的收发操作，以提升PCB板101的通讯兼容性和通讯安全性；如上，连接孔1011和串行通信端口104分别分布在PCB板101的两个不相邻的相对边缘，那么PCB板101具有更加合理的空间布局结构，PCB板101上的电子元器件具有更高的集成度，进一步节省了PCB板101的空间体积和占用体积，该教学开发板10可结合串行通信端口104和半双工串口103实现PCB板101的结构稳定性和通信兼容性，并且PCB板101的物理连接结构更加简化和易于操作，教学开发板10具有更高的适用范围，教学开发板10与电子设备之间的通信互联可满足用户的实际电路功能需求。

PCB板101设有多个半双工串口103，并且半双工串口103分别设置在PCB板101上的边角处。

其中，半双工串口103可在PCB板101上实现数据的收发操作，并且在同一时刻使数据在PCB板101与扩展电路之间进行单向数据传递；那么位于PCB板101上不同位置的多个半双工串口103之间实现通信互联，扩展电路与半双工串口103之间具有更短的连线，PCB板101上的通信连线具有更为简化的布局结构，教学开发板10的结构设计更易于实现，扩展电路与半双工串口103之间具有更短的信号传输时延，扩展电路与半双工串口103采用一对多的连接形式，通过每一个半双工串口103能够快速地传输PCB板101中的通信信息，以实现教学开发板10与扩展电路之间的数据通信功能；因此本实施例中的教学开发板10具有更低的通信布线成本，半双工串口103与扩展电路之间的通信连接方式更加简便，PCB板101通过半双工串口103能够自适应控制扩展电路的工作状态，教学开发板10与扩展电路之间的通信更加高效和兼容。

作为一种可选的实施方式，在PCB板101上，连接孔1011都为圆形通孔。

可选的，并且每一个连接孔1011的直径都相等，进而教学开发板10与外部的扩展电路之间能够实现更为稳定的可拆卸插接的连接功能。

其中，每一个连接孔1011和对应的连接销102进行可拆卸连接，那么PCB板101与扩展电路之间可保持稳定的相对位置；本实施例采用圆形通孔来容纳连接销102，那么在PCB板101上打孔的步骤更加简化，可使教学开发板10能够快速成型以及降低了相应的开发成本；并且有助于减少连接孔1011和连接销102之间的连接结构误差，节省原料，PCB板101具有更加兼容的空间结构，可扩展性更强；并且每一个连接孔1011的直径相等，那么每一个连接孔1011与连接销102之间的可拆卸连接结构具有更高的受力均匀性，PCB板101和扩展电路在各个方向的受力更加均衡稳定，教学开发板10在各个环境中能够保持稳定、安全的摆放位置，PCB板101与扩展电路之间的通信连接具有更强的抗干扰性能，并且PCB板101的连接方式具有更高的灵活性和兼容性。

作为一种可选的实施方式，连接销102的长度与PCB板101的厚度匹配。

可选的，连接销102的深度与PCB板101的厚度相同。

在连接销102与PCB板101上的连接孔1011进行物理连接的过程中，连接孔1011可完全紧扣连接销102，两者实现更加稳定的受力结构；在保障教学开发板10的外观结构美观的基础之上，连接销102与连接孔1011实现了无缝隙的可拆卸连接结构，教学开发板10与外界的电子设备之间实现更加稳固的空间结构，本实施例中的连接销102也具有更低的制造成本，该连接销102与连接孔1011之间的连接结构具有更高的可扩展性和兼容性，教学开发板10具有更加简化的结构设计，教学开发板10的结构更加轻巧、简便，适用的范围更广。

作为一种可选的实施方式，请结合参阅图4和图5，在PCB板101上集成了多种电路模块，以完成相应的电路功能；教学开发板10包括主控模块105，其中，主控模块105设置在PCB板101上，与半双工串口103连接，被配置为产生控制信号。

其中主控模块105在PCB板101可实现信息集中控制和数据处理的功能，控制信号包含相应的控制信息，将控制信息传输至其它的电路模块和外部的电子设备，以驱动PCB板101上的各个电路模块能够结合实现相应的电路功能，因此通过主控模块105能够使PCB板101按照技术人员的操作指令实现复杂的电路功能；主控模块105与半双工串口103之间实现数据通信，当扩展电路接入任意一个半双工串口103时，半双工串口103能够将控制信号输出至外界的扩展电路，或者通过该半双工串口103接入电子设备输出的信号；因此主控模块105通过半双工串口103与外部的扩展电路实现兼容的数据通信功能，教学开发板10与外部的扩展电路之间形成一个电路整体，实现更加完整的电路功能，适用范围更广；因此本实施例通过主控模块105可提升教学开发板10与电子设备之间的数据通信功能，教学开发板10具有更高的可控性。

教学开发板10还包括：设置在PCB板101上，与主控模块105连接的陀螺仪模块107、晶振模块108、供电模块109、红外发射模块110、RGB模块111、语音模块112、USB下载模块113中的至少一种；因此在主控模块105的集中控制下，教学开发板10上的各个电路模块可实现更加复杂的电路功能，提升了教学开发板10的实用价值和适用范围。

具体的，陀螺仪模块107设置在PCB板10上，与主控模块105连接，被配置为接入运动采集信号，以及根据控制信号输出运动控制信号。

陀螺仪模块107具有速度检测的功能，通过陀螺仪模块107可实时、精确地检测外部的运动物体的运动状态，并将该运动状态输出至主控模块105，并且陀螺仪模块107根据主控模块105输出的控制信息操控运动物体的运动状态，以实现教学开发板10的运动检测和运动控制功能，教学开发板10具有更高的电路控制性能；示例性的，运动物体为移动小车或者移动机器人等，那么PCB板10通过陀螺仪模块107可实现运动物体的实时操控功能，保障了教学开发板10的兼容性和实用价值；其中运动采集信号包含运动物理的移动信息，比如运动采集信号包括运动物体的移动速度和移动方向；当陀螺仪模块107将运动采集信号输出至主控模块105，进而主控模块105根据运动采集信号获取运动物体的运动状态，主控模块105输出的控制信号包括运动控制信息，陀螺仪模块107接入并根据该控制信号实现运动控制功能；当外界的运动物体接收该运动控制信号时，运动物体的运动状态也会发生相应的改变，那么通过陀螺仪模块107能够实时、灵敏地改变运动物体的运动状态；本实施例中的教学开发板10具有较为齐全、丰富的电路功能，可满足用户的各种电路控制教学需求，兼容性较强，适用范围极广。

具体的，晶振模块108设置在PCB板101上，与主控模块105连接，被配置为输出晶振信号。

其中晶振信号包含特定的晶振频率，当晶振模块108将晶振信号输出至主控模块105时，通过晶振信号可为主控模块105提供适当的晶振频率，以使主控模块105处于稳定、安全的工作状态；当主控模块105的晶振频率越高时，主控模块105的运行速度也就更快，那么通过晶振模块108输出的晶振信号能够实时改变教学开发板10的工作状态，以使教学开发板10具有更高的稳定性和安全性；因此本实施例通过晶振模块108可使主控模块105在一定的频率范围保持额定的工作状态，主控模块105具有更高的可调控性，进一步简化了PCB板101上电路的空间布局结构，该教学开发板10具有更高的结构兼容性和适用范围。

具体的，供电模块109设置在PCB板101上，与主控模块10连接，被配置为输出供电电能。

其中供电模块109在教学开发板10中可起到电能供应的作用，通过供应模块109可保障主控模块105的电能安全，防止主控模块105出现异常掉电现象；主控模块105接入供电电能，并且该供电电能可满足主控模块105的额定功率需求，该主控模块105可发挥稳定的集中控制功能，位于PCB板101上的各个电路模块可集成实现完整的电路功能，符合用户的电子控制教学需求；因此本实施例通过供电模块109保障了教学开发板10中各个电路模块的控制稳定性和控制安全性，在保障教学开发板10空间结构完整性和兼容性的基础之上，主控模块105始终保持安全、稳定的运行状态，并且PCB板101中的其它电路模块在主控模块105的控制下完成相应的电路功能教学演示任务，提高了教学开发板10的工作效率和电子教学质量。

具体的，红外发射模块110设置在PCB板101上，与主控模块105连接，被配置为根据控制信号发出红外码值信号。

其中红外码值信号包含相应的控制信息，红外发射模块110根据红外码值信号能够实现远程遥控的功能，以使主控模块105具有更高、更兼容的电路控制功能，提升用户的使用体验；示例性的，当红外发射模块110解析出控制信号中的控制信息时，将红外码值信号输出至外界的移动终端，其中红外码值信号包含状态调控信息，那么通过红外码值信号就能够实时改变移动洪端的工作状态，以满足用户的实际电路功能需求；示例性的，移动终端为：电视机、空调等；其中红外发射模块110采用红外线传输的形式，以实现移动终端的远程调控，信号传输的误码率低，抗干扰性能较强，进而红外码值信号包含相应的远程控制信息，增强了主控模块105的控制性能和教学开发板10的可操控性，教学开发板10可远程、无线操控移动终端的工作状态，用户的操作更加快捷和简便，教学开发板10具有更加齐全、完整的电路控制功能，有利于提升教学开发板10的控制稳定性和控制兼容性。

具体的，RGB模块111设置在PCB板101上，与主控模块105连接，被配置为根据控制信号发出光信号。

其中光信号具有状态提示以及警示等功能，进而教学开发板10具有更高的人机交互性能和实用价值，用户可通过光信号获取相应的状态信息，以实现电路控制演示的功能，使用户能够更加直观地获取相应的电路教学信息；示例性的，RGB模块111能够输出不同色彩的光信号，以传输不同的电路功能信息；主控模块105输出的光信号包含相应的光驱动信息，通过该光信号能够及时改变RGB模块111的发光状态，以给用户发出相应的状态提示，RGB模块111具有更高的可操控性和控制简便性，教学开发板10可实现相应的光源显示效果，以满足用户的不同电路功能需求；因此本实施例通过主控模块105可实时改变RGB模块111的发光状态，以满足技术人员的视觉需求，该教学开发板10具有更加齐全的电路控制以及电路显示功能，该RGB模块111使教学开发板10实现更高的电路控制教学质量，可适用于各个不同的场所，同时也提升了PCB板101的电路结构兼容性。

具体的，语音模块112设置在PCB板101上，与主控模块105连接，被配置为根据控制信号发出声音信号。

其中语音模块112具有语音信息传输以及传播的功能，通过语音模块112产生并发出的声音信号可满足用户的听觉需求，根据该声音信号向用户传播相应的电路控制信息，以加深用户对于电路控制信息的理解，以使教学开发板10能够更加全面地传输相应的电路控制信息，电路教学效率更高；当语音模块112接入该控制信号时，该控制信号包含声音控制信息，通过该控制信号可驱动语音模块112发出相应的声音信号，用户根据该声音信号实时获取完整的电路控制信息，用户具有更高的听觉体验；那么本实施例通过主控模块105可实时改变语音模块112的语音播放状态，提高了教学开发板10的控制性能和兼容性；当教学开发板10应用于不同的工业领域时，通过语音模块112发出相应的声音信号可提供相应的电路教学信息，该教学开发板10的兼容性更高。

具体的，USB下载模块113设置在PCB板101上，与主控模块105连接，被配置为进行程序烧录.

其中USB下载模块113能够对主控模块105实现程序运行测试以及程序初始化的功能，以使主控模块105执行相应的电路动作，进而保障教学开发板10处于稳定的电路控制状态，通过教学开发板10能够实时控制电子设备实现电路功能；示例性的，USB下载模块113可接入预先存储的程序编译信号，并且程序编译信号包含相应的电路控制指令，当USB下载模块113将程序编译信号输出至主控模块105时，主控模块105识别并解析程序编译信号中的编码信息，并且该主控模块105根据该编码信息执行相应的电路动作，以完成主控模块105的程序烧录，主控模块105在程序烧录过程中可存储部分电路控制数据，保障了主控模块105的电路控制稳定性和兼容性；进而本实施例通过USB下载模块113能够将相应的信号传输至主控模块105，通过程序烧录保障了教学开发板10能够实现电路教学功能，满足了用户的电路功能需求，教学开发板10的教学功能具有更高的兼容性和适用范围。

作为一种可选的实施方式，教学开发板10还包括开关模块106，开关模块106设置在PCB板101上，与主控模块105连接，被配置为控制主控模块105启停。

其中，开关模块106具有通断控制功能，在教学开发板10实现电子控制教学的过程中，主控模块105可接入电能以实现相应的电路控制功能；本实施例通过在PCB板101上设置一个开关模块106，通过该开关模块106能够专门改变主控模块105的工作状态，开关模块106可接入用户的按键指令，通过按键指令使开关模块106导通或者关断，那么主控模块105可处于工作状态或者停止状态，主控模块105的控制响应速度和控制响应精度极高，教学开发板10在用户的操控下实现相应的电路功能，用户的使用体验更佳；因此用户可通过开关模块106能够实时地改变主控模块105的工作状态，教学开发板10具有更加兼容和灵活的空间结构，开关模块106具有更高的可操控性，教学开发板10可实现更加完整、可扩展的电路功能，便于用户操作和使用，教学开发板10能够精确地完成电路控制教学的功能。

作为一种可选的实施方式，请参阅图4，主控模块105、陀螺仪模块107、晶振模块108、供电模块109、红外发射模块110、RGB模块111、语音模块112以及USB下载模块113都焊接在PCB板101的同一布线层。

其中教学开发板10具体包括：主控模块105、陀螺仪模块107、晶振模块108、供电模块109、红外发射模块110、RGB模块111、语音模块112以及USB下载模块113；PCB板101上的各个电路模块都需要实现兼容通信功能，那么不同的两个电路模块之间需要采用电路走线的方式进行通信连接，以实现两个电路模块之间的信息交互功能，教学开发板10中的多个电路模块在主控模块105的控制下实现相应的电路功能，该教学开发板10能够实现更加完整的电路教学和演示；因此本实施例将各个电路模块全部集成中PCB板101的同一布线层，那么PCB板101上的电路模块无需采用打孔的方式进行布线，只需要在PCB板101的同一布线层表面进行布局走线，即可实现不同的电路模块之间实现通信互联，提升了PCB板101上各个电路模块之间的通信效率和通信准确性，并且教学开发板10具有简化和集成的内部电路结构，PCB板101的布线层具有更高的利用率，节省了各个电路模块的通信连接成本和结构设计成本，并且PCB板101上电路模块之间的连接结构更加简化和灵活，占用体积更少，布线的长度更短；因此本实施例在PCB板101上的各个电路模块采用更为灵活的通信走线结构，教学开发板10可结合多个电路模块实现完整、复杂的电路功能，并且教学开发板10内部的电路模块具有更高的信号通信效率，PCB板101具有更加合理的布局设计结构，多个电路模块在PCB板101上的集成化程度更高，结构更加紧凑，以使该教学开发板10具有更高的适用范围，用户的使用体验更佳。

作为一种可选的实施方式，图6示出了本实施例提供的供电模块109的结构示意，请参阅6，供电模块109包括：电源电路1091和充电电路1092。

电源电路1091被配置为接入直流电源，并根据直流电源输出的直流电能输出电源信号。

可选的，直流电源为+1～+10V直流电源，通过直流电源输出的直流电能可驱动PCB板101上的电路模块保持额定的工作状态，并且该电源信号能够在PCB板10上的各个电路模块之间进行快速传输，保障了教学开发板10内部的电能传输效率和传输精度，以使PCB板101上的电路接入额定的电能，以保持稳定的工作状态；因此本实施例中的电源电路1091可兼容不同类型的直流电源，并且电源电路1091实现电能转换，该电源电路1091输出的电源信号作为原始的驱动电能，可保障教学开发板10中各个电路模块的供电安全性和供电稳定性，并且电源信号具有特定的幅值，进而防止电源电路1091输出幅值过大/过小的电能，因此本实施例中的教学开发板10的供电性能具有较高的可调控性。

充电电路1092连接在电源电路1091与主控模块105之间，被配置为对电源信号进行稳压处理后输出。

由于电源电路1091输出的电能具有较大的波动性和幅值冲击，这种不稳定的电能将会对教学开发板10中的电子元器件造成极大地损耗，甚至会完全烧毁电子元器件；因此本实施例通过充电电路1092对电源信号进行稳压操作，以使充电电路1092输出的电能能够完全满足主控模块105的额定功率需求，主控模块105接入稳压后的电源信号，以实现稳定的电路控制功能，教学开发板10能够发挥不同的电路功能，提升了主控模块105的控制稳定性和控制安全性；因此本实施例中的充电电路1092通过输出稳压处理后的电源信号能够给主控模块105进行稳定的充电，主控模块105具有更高的工作稳定性和控制稳定性，教学开发板10能够发挥全方位的电路控制教学功能，给用户带来了更高的使用体验，以保持更高的电路控制教学稳定性和安全性。

作为一种可选的实施方式，图7示出了本实施例提供的电源电路1091的具体电路结构，请参阅图7，电源电路1091包括：电源管理芯片U1、第一连接器JP1、第一开关FS1、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4以及第一开关管M1。

其中，第一电容C1的第一端和第一电阻R1的第一端共接于第一开关管M1的第一导通端，第一电容C1的第二端、第一电阻R1的第二端以及第二电阻R2的第一端共接于第一开关管M1的控制端，第二电阻R2的第二端接第一连接器JP1的第一信号传输端，第一连接器JP1的第二信号传输端接地GND。

第一开关管M1的第二导通端、第三电阻R3的第一端、第一开关FS1的第一端、第二电容C2的第一端以及第三电容C3的第一端共接于电源管理芯片U1的电源输入管脚Vin，第一开关FS1的第二端接直流电源，通过第一开关FS1导通或者关断可使电源电路1091工作或者停止；第六电容C6的第一端和第四电阻R4的第一端共接于第三电阻R3的第二端，第六电容C6的第二端和第四电阻R4的第二端共接于地GND。

第二电容C2的第二端、第三电容C3的第二端、电源管理芯片U1的接地管脚、第四电容C4的第一端以及第五电容C5的第一端共接于地GND，第四电容C4的第二端、第五电容C5的第二端以及电源管理芯片U1的电源输出管脚Vout共接于充电电路1092；当电源管理芯片U1对于直流电能实现电能转换，通过电源管理芯片U1的电源输出管脚Vou将电源信号输出至充电电路1092，该电源信号能够驱动PCB板101上的各个电路模块保持正常的工作状态。

可选的，电源管理芯片U1的型号为：LT1085CM-5.0。

作为一种可选的实施方式，图8示出了本实施例提供的充电电路1092的具体电路结构，请参阅图8，充电电路1092包括：充电芯片U2、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第一发光二极管LED1、第二发光二极管LED2、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第十一电容C11以及第二连接器JP2。

其中，第五电阻R5的第一端和第一二极管D1的阴极共接于电源电路1091，第七电容C7的第一端、第八电容C8的第一端、第九电容C9的第一端、第六电阻R6的第一端、第七电阻R7的第一端、第二二极管D2的阴极、充电芯片U2的电源管脚、第一发光二极管LED1的阳极以及第二发光二极管LED2的阳极共接于第五电阻R5的第二端，通过第一发光二极管LED1和第二发光二极管LED2这两者的发光状态能够显示充电电路1092的电能转换以及电能输出情况，进而用户通过第一发光二极管LED1和第二发光二极管LED2能够实时掌握充电电路1092的工作状态。

第二二极管D2的阳极和充电芯片U2的接地管脚共接于地GND；第一二极管D1的阳极、第七电容C7的第二端、第八电容C8的第二端以及第九电容C9的第二端共接于地GND。

第一发光二极管LED1的阴极接第八电阻R8的第一端，第二发光二极管LED2的阴极接第九电阻R9的第一端，第八电阻R8的第二端接充电芯片U2的充电状态指示管脚LEDT，第九电阻R9的第二端接充电芯片U2的充电控制管脚LEDS。

第六电阻R6的第二端接充电芯片U2的充电电流控制管脚CSI，第七电阻R7的第二端接充电芯片U2的电压驱动管脚RG；结合充电电流控制管脚CSI和电压驱动管脚RG能够保障充电芯片U2的电能传输和电能转换的稳定性。

充电芯片U2的电能驱动信号输出管脚DRN接第三二极管D3的阳极，充电芯片U2的电压检测管脚BAT接第十电阻R10的第一端，第三二极管D3的阴极、第十电阻R10的第二端、第十电容C10的第一端以及第十一电容C11的第一端共接于第二连接器JP2的第一传输端，第二连接器JP2的第二传输端接主控模块105，第二连接器JP2的第三传输端接地GND；当充电芯片U2对于电源信号进行稳压处理后，通过第二连接器JP2将稳压后的供电电能输出至主控模块105，以使主控模块105实现正常的充电功能，保障了教学开发板10的供电安全性。

作为一种可选的实施方式，充电芯片U2的型号为：SUN4004BS。

作为一种可选的实施方式，图9示出了本实施例提供的主控模块105的电路结构示意，请参阅图9，主控模块105包括：主控芯片U3、第十二电容C12、第十三电容C13、第十四电容C14、第十五电容C15、第十六电容C16、第十七电容C17、第十八电容C18、第十九电容C19、第一电感L1、第四二极管D4、第十一电阻R11以及第十二电阻R12。

其中，第十二电容C12的第一端和第一电感L1的第一端共接于供电模块109；第十二电容C12的第二端、第十三电容C13的第一端、主控芯片U3的接地管脚以及第十四电容C14的第一端共接于地GND，第十三电容C13的第二端和第一电感L1的第二端共接于主控芯片U3的电源驱动管脚，第十四电容C14的第二端接主控芯片U3的参考电压输入管脚，通过供电模块109输出的供电电能能够使主控芯片U3保持稳定和安全的工作状态，使主控芯片U3具有更佳的电路控制性能。

主控芯片U3的信号发送管脚接第十一电阻R11的第一端，主控芯片U3的信号接收管脚接第十二电阻R12的第一端，第十一电阻R11的第二端和第十二电阻R12的第二端接半双工串口103，以实现主控模块105与半双工串口103之间的数据通信功能，保障了教学开发板101的数据收发功能，进而教学开发板10能够实现更加完整的电路控制教学功能。

主控芯片U3的开关控制管脚接开关模块106，示例性的，主控芯片U3的开关控制管脚为：PB5/OC1A/PCINT5；通过开关模块106能够灵活地改变主控芯片U3的工作状态，主控芯片U3具有良好的可操控性，控制过程更加灵活和简便。

主控芯片U3的运动状态检测管脚接陀螺仪模块107，主控芯片U3的运动状态检测管脚包括：PD0/SCL/INT0和PD1/SDA/INT1，通过主控芯片U3能够及时改变陀螺仪模块107的工作状态，以实现运动控制的功能。

主控芯片U3的晶振信号输入管脚接晶振模块108，主控芯片U3的晶振信号输入管脚包括：TXAL1和TXAL2；通过主控芯片U3的晶振信号输入管脚可接入晶振信号，并通过该晶振信号能够向主控芯片U3提供晶振频率，保障了主控芯片U3的工作稳定性。

主控芯片U3的红外信号控制管脚接红外发射模块110，示例性的，主控芯片U3的红外信号控制管脚为：D37；通过主控芯片U3能够实时控制红外发射模块110实现红外信号发射功能，以驱动红外发射模块110对于移动终端实现远程控制功能，本实施例中的主控芯片U1具有较高的远程操控性能和控制稳定性。

主控芯片U3的光源信号控制管脚接RGB模块111，通过主控芯片U3能够实时改变RGB模块111的发光状态，可选的，主控芯片U3的光源信号控制管脚包括：PL5/OC5C、PL4/OC5B以及PL3/OC5A；通过RGB模块111发出的光信号能够更加直观地向用户提供电路控制教学信息，以使教学开发板10能够实现更加全面的教学控制功能，用户的使用体验更佳。

主控芯片U3的语音信号输出管脚PD7/T0接语音模块112，通过主控芯片U3能够直接驱动语音模块112发出声音信息，以给用户带来良好的听觉体验，主控模块105具有较高的控制响应速度和控制响应精度，用户可更快地获取相关电路教学信息。

主控芯片U3的烧录测试管脚接USB下载模块113，示例性的，主控芯片U3的烧录测试管脚包括：PE0/RX0/PCTNT8和PE1/TX0，通过主控芯片U3的烧录测试管脚能够将控制指令传输至主控芯片U3，进而主控芯片U3能够按照技术人员的控制指令实现相应的电路功能，教学开发板10具有更高的控制灵活性。

作为可选的实施方式，主控芯片U3的型号为：Atmega2560，进而本实施例中的主控模块105通过主控芯片U3可实现集中控制性能，并且极大地简化了主控模块105的内部电路结构，简化了教学开发板10的操控步骤和控制流程，并且降低了教学开发板10的制造成本和应用成本。

作为一种可选的实施方式，开关模块106为按键开关，当按键开关被触发时，主控模块106的开启或者停止状态发生翻转，因此本实施例中的开关模块106具有较高的控制响应速度和控制灵敏度，便于用户使用。

作为一种可选的实施方式，图10示出了本实施例提供的陀螺仪模块107的具体电路结构，请参阅图10，陀螺仪模块107包括：传感器芯片U4、第二十电容C20、第二十一电容C21、第二十二电容C22、第二十三电容C23、第二十四电容C24、第十三电阻R13、第十四电阻R14以及第十五电阻R15。

其中，传感器芯片U4的时钟信号输入管脚CLKIN和第二十电容C20的第一端共接于地GND，传感器芯片U4的数字电压管脚VLOGIC和第二十电容C20的第二端共接于供电电源V4；可选的，供电电源V4为+0.1V～+10V直流电源，通过供电电源V4输出的电能可使陀螺仪模块107处于稳定的工作状态。

传感器芯片U4的数据地址管脚AD0接第十三电阻R13的第一端，第十三电阻R13的第二端接地GND，通过数据地址管脚AD0能够使传感器芯片U4实现运动数据的实时存储功能。

第二十一电容C21的第一端接传感器芯片U4的电压校准管脚REGOUT，通过该电压校准管脚REGOUT能够保障传感器芯片U4的运动控制精确性；第二十一电容C21的第二端和传感器芯片U4的数字信号同步输入管脚FSYNC共接于地GND，通过数字信号同步输入管脚FSYNC可驱动传感器芯片U4实现完整的数据传输功能。

传感器芯片U4的中断信号输入管脚INT用于接入数字中断信号，以使传感器芯片U4具有较强的中断控制性能。

传感器芯片U4的第一通信管脚RESV1接第十四电阻R14的第一端，传感器芯片U4的控制信息接入管脚CPIUT接第十五电阻R15的第一端，第十四电阻R14的第二端和第十五电阻R15的第二端接主控模块105，进而传感器芯片U4接入主控模块105输出的控制信号，或者传感器芯片U4将运动采集信号输出至主控模块105，以实现陀螺仪模块107与主控模块105之间的信息交互功能，传感器芯片U4在控制信号的驱动下可控制运动物体的移动状态。

传感器芯片U4的时钟通信管脚SCL接第二十二电容C22的第一端，传感器芯片U4的接地管脚、第二十二电容C22的第二端、第二十三电容C23的第一端以及第二十四电容C24的第一端共接于地GND，传感器芯片U4的数据通信管脚SDA、第二十三电容C23的第二端以及第二十四电容C24的第二端共接于供电电源V5；可选的，供电电源V5为+0.1V～+10V直流电源；通过数据通信管脚SDA和时钟通信管脚SCL能够控制传感器芯片U4与主控模块105之间的数据交互功能，保障了传感器芯片U4对于运动物体的运动状态的检测精度和控制稳定性。

作为一种可选的实施方式，传感器芯片U4的型号为：MPI6050；因此本实施例中的陀螺仪模块107通过传感器芯片U4来实现运动物体的状态控制，极大地保障了主控模块105的控制精确性，以及对于运动物体的运动状态检测精度，进一步简化了教学开发板10的内部电路结构。

作为一种可选的实施方式，图11示出了本实施例提供的晶振模块108的电路结构示意，请参阅图11，其中晶振模块108包括：第一晶振Y1、第十六电阻R16、第二十五电容C25以及第二十六电容C26。

其中，第一晶振Y1的第一端、第十六电阻R16的第一端、第二十五电容C25的第一端共接形成晶振模块108的第一信号输出端，第十六电阻R16的第二端、第一晶振Y1的第二端以及第二十六电容C26的第一端共接形成晶振模块108的第二信号输出端，第二十五电容C25的第二端和第二十六电容C26的第二端共接于地GND。

晶振模块108的第一信号输出端和晶振模块108的第二信号输出端接主控模块105，当第一晶振Y1产生特定晶振频率晶振信号时，晶振模块108将该晶振信号输出至主控模块105，通过该晶振信号可驱动主控模块105保持额定的工作状态，教学开发板10中的电路模块在主控模块105的控制下实现更加稳定的电路功能。

作为一种可选的实施方式，图12示出了本实施例提供的红外发射模块110的电路结构示意，请参阅图12，红外发射模块110包括：红外收发器HR1、第十七电阻R17、第十八电阻R18以及第二十七电容C27。

其中，第十七电阻R17的第一端和第十八电阻R18的第一端共接于供电电源V6；可选的，供电电源V6为+0.1V～+10V直流电源，通过供电电源V6能够使红外发射模块110中的电子元器件处于稳定的信号传输状态，红外发射模块110具有更高的电能供应安全性能；第十八电阻R18的第二端和红外收发器HR1的第一信号传输端共接于主控模块105，主控模块105将控制信号传输至红外收发器HR1。

红外收发器HR1的接地端和第二十七电容C27的第一端共接于地GND。

第十七电阻R17的第二端和第二十七电容C27的第二端共接于红外收发器HR1的第三信号传输端；进而本实施例中的红外收发器HR1能够实现红外信号的无线传输功能，信号的无线传输效率更高。

可选的，红外收发器HR1的型号为：IRM-56384；当红外收发器HR1接收控制信号时，红外收发器HR1在控制信号的操控下可输出红外码值信号，并将红外码值信号无线传输至移动终端，以实现对于移动终端的远程无线控制功能；本实施例中的教学开发板10通过红外收发器HR1能够实现远程自适应、无线操控功能，有利于提高主控模块105的控制精确和控制效率，用户的使用体验更佳。

作为一种可选的实施方式，图13示出了本实施例提供的RGB模块111的电路结构示意，请参阅图13，RGB模块111包括：第三发光二极管LED3、第四发光二极管LED4、第五发光二极管LED5、第十九电阻R19、第二十电阻R20以及第二十一电阻R21；

其中，第三发光二极管LED3的阳极、第四发光二极管LED4的阳极以及第五发光二极管LED5的阳极共接于供电电源V7，可选的，供电电源V7为+0.1V～+10V直流电源，通过供电电源V7能够驱动各个发光二极管发出不同色彩的光信号。

第三发光二极管LED3的阴极接第十九电阻R19的第一端，第四发光二极管LED4的阴极接第二十电阻R20的第一端，第五发光二极管LED5的阴极接第二十一电阻R21的第一端，第十九电阻R19的第二端、第二十电阻R20的第二端以及第二十一电阻R21的第二端接主控模块105；通过主控模块105将控制信号传输至RGB模块111中的各个发光二极管，以驱动发光二极管发出不同色彩的光，给用户带来了良好的视觉体验；进而本实施例中的RGB模块111结合第三发光二极管LED3、第四发光二极管LED4以及第五发光二极管LED5这三个发光二极管即可实现光源控制功能，操作简便，通过发光二极管发出的光信号以使用户能够更加直观地获取电路控制教学信息，教学开发板10具有更广的适用范围。

作为一种可选的实施方式，图14示出了本实施例提供的语音模块112的电路结构示意，请参阅图14，语音模块112包括：蜂鸣器LS、第五二极管D5、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第二十四电阻R24以及第二开关管M2。

其中，第五二极管D5的阴极和蜂鸣器LS的正极输入端共接于供电电源V8；可选的，供电电源V8为+0.1V～+10V直流电源，通过供电电源V8输出的电能可驱动语音模块112发出声音信息，进而语音模块112可保持稳定的工作状态；第五二极管D5的阳极和第二十二电阻R22的第一端共接于蜂鸣器LS的负极输入端，第二十二电阻R22的第二端接第二开关管M2的第一导通端。

第二十三电阻R23的第一端和第二十四电阻R24的第一端共接于第二开关管M2的控制端，第二十四电阻R24的第二端和第二开关管M2的第二导通端共接于地GND。

第二十三电阻R23的第二端接主控模块105，通过主控模块105输出控制信号至第二开关管M2的控制端，通过控制信号能够使第二开关管M2导通或者关断，以使蜂鸣器LS发出声音信号，以满足用户的应觉需求，教学开发板10通过该声音信号能够实现更佳的电路教学效果；因此本实施例通过语音模块112能够实现较佳的声音信息控制功能。

示例性的，第二开关管M2为MOS管或者三极管，比如，第二开关管M2为三极管，那么通过控制信号的电平状态可改变三极管的通断，提高了对于蜂鸣器LS的声音控制性能，语音模块112的声音发出状态具有较高的控制灵敏度。

作为一种可选的实施方式，图15示出了本实施例提供的USB下载模块113的电路结构示意，请参阅图15，USB下载模块113包括：USB接口芯片USB1、第二开关FS2、第三开关FS3、第二晶振Y2、第六二极管D6、第七二极管D7、第二十五电阻R25、第二十六电阻R26、第二十七电阻R27、第二十八电阻R28、第一可变电阻器RT1、第二可变电阻器RT2、第二十八电容C28、第二十九电容C29、第三十电容C30、第三十一电容C31、第三十二电容C32、第三十三电容C33以及USB转接口芯片U5。

其中，第二十七电阻R27的第一端接供电电源V9，可选的，供电电源V9为+0.1～+10V直流电源，第二十七电阻R27的第二端接第七二极管D7的阳极，第七二极管D7的阴极接USB转接口芯片U5的信号发出管脚TxD，USB转接口芯片U5的信号接收管脚RxD接主控模块105，进而USB转接口芯片U5通过信号接收管脚RxD将操作信号输出至主控模块105，通过该操作信号使主控模块105实现预设的电路功能，以实现主控模块105的程序烧录功能。

第二十八电容C28的第一端接USB转接口芯片U5的电源驱动管脚V3，第二十八电容C28的第二端接地GND。

第二十五电阻R25的第一端接USB转接口芯片U5的烧录信号正极输入管脚UD+，第二十六电阻R26的第一端接USB转接口芯片U5的烧录信号负极输入管脚UD-。

第二晶振Y2的第一端和第二十九电容C29的第一端共接于USB转接口芯片U5的振荡频率输入管脚XI，第二晶振Y2的第二端和第三十电容C30的第一端共接于USB转接口芯片U5的振荡频率输出管脚XO，通过第二晶振Y2产生振荡频率，通过该振荡频率使USB转接口芯片U5保持稳定的工作状态，USB转接口芯片U5能够保持较强的信号传输性能。

第二十九电容C29的第二端、第三十电容C30的第二端、第一可变电阻器RT1的第一端、第二可变电阻器RT2的第一端以及第六二极管D6的阳极共接于地GND；第六二极管D6的阴极和第二开关FS2的第一端共接于USB接口芯片USB1的电源管脚，第二开关FS2的第二端接供电电源VBUS；可选的，供电电源VBUS为+0.1V～+10V直流电源；当第二开关FS2的通断可改变USB接口芯片USB1的工作状态；当第二开关FS2的闭合时，USB接口芯片USB1接入电能以保持稳定的工作状态，通过USB接口芯片USB1接入操作信号，并根据该操作信号实现主控模块105的烧录测试功能，因此本实施例中的USB接口芯片USB1具有较高速率的可操控性。

第二十五电阻R25的第二端和第二可变电阻器RT2的第二端共接于USB接口芯片USB1的第一信号输出管脚；第二十六电阻R26的第二端和第一可变电阻器RT1的第二端共接于USB接口芯片USB1的第二信号输出管脚；当USB接口芯片USB1实现操作信号的中转传输后，USB转接口芯片U5可将操作信息兼容传输至主控模块105，主控模块105根据该操作信号实现相应的电路功能，保障烧录测试的速率。

USB接口芯片USB1的接地管脚接地GND。

USB转接口芯片U5的接地管脚、第三十一电容C31的第一端以及第三十二电容C32的第一端共接于地；USB转接口芯片U5的电源管脚、第三十一电容C31的第二端以及第三十二电容C32的第二端共接于供电电源V10，可选的，供电电源V10为+0.1V～+10V直流电源，通过供电电源V10输出的电能可保障USB转接口芯片U5的工作稳定性以及信号传输稳定性。

第二十八电阻R28的第一端接供电电源V11；可选的，供电电源V11为+0.1～+10V直流电源；第二十八电阻R28的第二端和第三开关FS3的第一端共接于第三十三电容C33的第一端，第三开关FS3的第二端接地GND；第三十三电容C33的第二端接USB转接口芯片U5的信号传输控制管脚DTR，通过该信号传输控制管脚DTR能够改变USB转接口芯片U5的操作信号传输功能，以使主控模块105根据用户的操作指令进行烧录测试；示例性的，当第三开关FS3导通或者关断时，第三十三电容C33进行充电或者放电，那么USB转接口芯片U5的信号传输控制管脚DTR的电平状态也会发生改变，因此通过改变信号传输控制管脚DTR的电平状态可使USB转接口芯片U5实现操作信号传输的功能，极大地提高了主控模块105程序烧录的控制灵敏性和响应速度。

作为一种可选的实施方式，USB转接口芯片U5的型号为：CH340G；USB接口芯片USB1的型号为：FT245BM或者PDIUSBD12；因此USB下载模块113通过USB接口芯片USB1与不同的外界电子器件进行信息交互，USB接口芯片USB1接入相应的操作信号，操作信号包含用户的电路控制信息；通过USB转接口芯片U5对于该操作信号进行兼容传输，保持了操作信号中的原始操作信息；主控模块105接入并解析操作信号中的操作信息，并且通过该操作信号驱动主控模块105实现预设的电路功能，以实现程序烧录功能；从而本实施例中的USB下载模块113具有较为兼容的电路结构，可与不同类型的电子器件进行通信互联，并按照用户的操作指令改变主控模块105的电路运行状态；进而USB下载模块113具有更高的信号传输精度，可操控性更强，用户的使用体验更佳，主控模块105可根据操作信号实现更加精确的电路功能。

作为一种可选的实施方式，半双工串口103包括信号传输端口，其中半双工串口103的信号传输端口接主控模块105，进而半双工串口103在教学开发板10中可实现信号兼容传输的功能，以保障通信的兼容性和安全性；示例性的，图16示出了本实施例提供的多个半双工串口103的电路结构示意，请参阅图16，每一个半双工串口103包括：第三连接器JP3、第三十四电容C34以及第三可变电阻器RT3；其中，第三连接器JP3的接地管脚和第三十四电容C34的第一端共接于地GND，第三连接器JP3的电源管脚和第三十四电容C34的第二端共接于供电电源V12；可选的，供电电源V12为+0.1V～+10V直流电源，通过供电电源V12输出的电能可保障第三连接器JP3实现半双工通信功能，通过该第三连接器JP3可实现更加稳定、安全的信号传输功能，教学开发板10具有更高的通信安全性和信号传输效率；第三连接器JP3的第一信号传输管脚和第三可变电阻器RT3的第一端共接于主控模块105，第三可变电阻器RT3的第二端地GND；其中第三连接器JP3的第二信号传输管脚接扩展电路，第三连接器JP3可实现主控模块105和扩展电路之间的信号兼容传递；示例性的，当主控模块105将控制信号传输至第三连接器JP3时，由于本实施例中的每一个半双工串口103中的多个第三连接器JP3同时互联，因此第三连接器JP3通过第二信号传输管脚将控制信号传输至相应的扩展电路；主控模块105通过第三连接器JP3可实时接入多个扩展电路输出的信号，以驱动教学开发板10实现综合的电路控制教学功能；半双工串口103具有较为简化的电路结构，通信的兼容性较强；因此本实施例中的教学开发板10具有更加灵活的电路结构，可适用于各个不同的工业技术领域，保障了控制信号的传输速率和传输精度；并且本实施例通过半双工串口103可与多个电子设备进行信息交互，提升了主控模块105的信号输出效率，信号传输步骤被简化，一旦半双工串口103接入电子设备，教学开发板10可控制扩展电路实现相应的电路功能，教学开发板10的电路控制功能具有更高的可调性，半双工串口103的半双工通信成本更低，给用户的使用带来了更大的便捷。

图17示出了本实施例提供的机器人170的结构示意，请参阅图17，机器人170包括：如上所述的教学开发板10和通过半双工串口103与教学开发板10连接的多个执行器1701和多个传感器1702，至少一执行器1701及至少一传感器1702相互串联并组成第一级联组1703。

其中执行器1701和传输器1702均可实现信号的传输以及电路功能的动作执行，教学开发板10通过半双工串口103输出控制信号至执行器1701和传输器1702时，通过该控制信号可驱动执行器1701和传输器1702执行相应的电路动作，以满足技术人员的实际电路功能需求。

请参阅图17，在第一级联组1703中，执行器1701与教学开发板10连接，或者传感器1702与教学开发板10连接，第一级联组1703具有较为兼容的连接方式；并参照上述图1至图16的实施例，第一级联组1703中的执行器1701和传感器1702可相互结合实现更加齐全的电路功能；并且由于教学开发板10采用多个并联的半双工串口103实现通信互联，第一级联组1703与教学开发板10中的任意一个半双工串口103进行连接，教学开发板10可直接控制第一级联组1703中执行器1701或者传感器1702的工作状态，第一级联组1703与教学开发板10之间具有更高的通信兼容性，减少了第一级联组1703与教学开发板10之间的布线复杂性，提高了机器人170的内部电路功能的集成性和适应性能，机器人170具有更高的适用范围和灵活性。

作为一种可选的实施方式，图18示出了本实施例中示出机器人170的另一种结构示意，相比于图17中机器人170的结构示意，图18中的机器人170还包括：由至少一执行器1701及至少一传感器1702相互串联并组成第二级联组1704，第二级联组1704与第一级联组1703并联。

在本实施例中，第二级联组1704与第一级联组1703之间可实现信号的兼容通信，第二级联组1704与第一级联组1703共接于教学开发板10的一个半双工串口103，进而教学开发板10通过一个半双工串口103可同步控制第一级联组1703和第二级联组1704，教学开发板10具有更高的控制效率和控制精度，简化了教学开发板10的连线结构，机器人170的内部具有更高的信号传输效率，适用范围更广。

作为一种可选的实施方式，图19示出了本实施例中示出机器人170的另一种结构示意，请参阅图19，第一级联组1703与多个传感器1702中的至少一个传感器1702并联。

第一级联组1703与多个执行器1701中的至少一个执行器1701并联。

在本实施例中，第一级联组1703与传感器1702或者执行器1701实现并联，以使得教学开发板10中的半双工串口103实现更高的信号传输效率，第一级联组1703与执行器1701之间能够相互通讯，第一级联组1703与传感器1702之间能够相互通讯，进而教学开发板10与外部电子设备之间可实现更高的通讯效率和信号传输性能，兼容性更广；教学开发板10对于传感器1702和执行器1701实现更高的控制效率和控制精度，进一步简化了机器人170的内部电路结构，给技术人员的操作带来了更大简便。

具体的，机器人170为类人形服务机器人，机器人170可根据用户的操作指令改变自身的运行状态，进而满足用户的实际电路功能需求。

参照图1至图16的具体实施例，本实施例中的教学开发板10与扩展电路之间采用可拆卸连接方式，机器人170的内部空间结构具有更高的灵活性，灵活性更强；教学开发板10与执行器1701以及传感器1702可实现不同的信号传输方式，，当机器人170适用于在不同的外界环境，或者需要满足不同用户的机器控制学习需求，在教学开发板10的控制下，机器人170可实现更加完整、复杂的电路功能，教学开发板10与外围电子设备之间实现了实时通讯的功能，机器人170内部的布线结构具有更加简化的布线方式，操作更加简便；本实施例中的教学开发板10通过半双工串口103与外围设备之间采用成本更低的物理连接方式，降低了机器人170的空间体积，机器人170具有更加美观的结构和实用价值；并且教学开发板10与执行器1701，以及教学开发板10与传感器1702进行半双工通信，以实现数据交互，教学开发板10具有更高的通信灵敏性和通信效率，通过教学开发板10输出的控制信号能够驱动执行器1701和传感器1702执行相应的电路动作，控制的响应速度和控制精确性极高，机器人170内部的电路模块能够实现更佳的信号传输质量；在教学开发板10的控制下，机器人170能够更加迅速地向用户提供机器控制教学信息，机器人170具有更高的通信兼容性，其内部的各个电路模块相互配合以实现更加完整的电路功能，用户可实时控制机器人170的工作状态，教学开发板10的信号传输成本更低，机器人的控制效率更高；因此本发明实施例中的机器人170具有更加灵活和兼容的内部连接结构，机器人170整体的结构更加轻巧和简便，电路模块之间的布线也更为简单，布线成本较低，大大地降低了机器人170的内部连接长度，并且该机器人170具有较高的通信兼容性，机器人170内部的电路模块之间的通信效率和通信抗干扰性都较高，提高机器人170的控制响应速度；机器人170具有更广的适用范围，给用户的使用带来更大的便捷和更高的使用体验；本实施例中的机器人170将对于机器人的连接结构以及通信方式这两方面的技术发展起到关键的积极作用，将产生重大的工业生产价值；从而有效地解决了传统技术中机器人的内部连接结构灵活性较低，机器人的结构笨重，难以满足用户的机器教学需求，并且机器人的内部通信成本较高，信号传输的效率较低，降低了机器人的控制响应速度，机器人的可操控性不强，用户使用体验不佳的问题。

Claims (10)

1.一种教学开发板，其特征在于，所述教学开发板包括PCB板，其中所述PCB板开设有至少一个连接孔；所述教学开发板还包括至少一个与所述连接孔匹配插接的连接销，所述连接销用于连接扩展电路，所述连接销使所述PCB板和所述扩展电路可拆卸连接；

所述PCB板设有多个并联的半双工串口。

2.根据权利要求1所述的教学开发板，其特征在于，所述教学开发板还包括：

设置在所述PCB板上，与所述半双工串口连接，被配置为产生控制信号的主控模块；和

设置在所述PCB板上，与所述主控模块连接的陀螺仪模块、晶振模块、供电模块、红外发射模块、RGB模块、语音模块、USB下载模块中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的教学开发板，其特征在于，所述主控模块、所述陀螺仪模块、所述晶振模块、所述供电模块、所述红外发射模块、所述RGB模块、所述语音模块以及所述USB下载模块都焊接在所述PCB板的同一布线层。

4.根据权利要求1所述的教学开发板，其特征在于，所述PCB板为长方体。

5.根据权利要求1所述的教学开发板，其特征在于，所述连接孔为圆形通孔。

6.根据权利要求5所述的教学开发板，其特征在于，所述连接销的长度与所述PCB板的厚度匹配。

7.一种机器人，其特征在于，包括：

如权利要求1-6任一项所述的教学开发板；和通过所述半双工串口与所述教学开发板连接的多个执行器和多个传感器，至少一所述执行器及至少一所述传感器相互串联并组成第一级联组。

8.根据权利要求7所述的机器人，其特征在于，还包括：由至少一所述执行器及至少一所述传感器相互串联并组成第二级联组，所述第二级联组与所述第一级联组并联。

9.根据权利要求7或8所述的机器人，其特征在于，所述第一级联组与多个所述传感器中的至少一个所述传感器并联。

10.根据权利要求9所述的机器人，其特征在于，所述第一级联组与多个所述执行器中的至少一个所述执行器并联。