CN207020863U - 一种积木式单片机教具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种积木式单片机教具，包括：单片机系统板、输入/输出板、直流电机驱动板、数码管显示板以及配置有多个直流电机和多个车轮的车架；所述单片机系统板、所述输入/输出板、所述直流电机驱动板和所述数码管显示板可层叠间隔安装固定在所述车架上。本实用新型的积木式单片机教具使用方便，使学生能够很直观、条理清晰且轻松的学习电气控制电路的工作过程。

Description

一种积木式单片机教具

技术领域

本实用新型涉及教具技术领域，尤其涉及是一种积木式单片机教具。

背景技术

在机电一体化、电气自动化以及汽车电路等课程中，控制电路原理分析都是学好本课程的重点。而这部分的内容一般都是将电路图画在黑板上或者用普通的纸质挂图结合教师的讲解来学习的，但无论是课堂画图还是制作挂图，都无法形象演示电流的走向，进而体现各个电气元件之间的动作先后顺序。即使采用计算机辅助教学，如动画(Flash)模拟演示，会遇到电路稍加改动，Flash就要重新制作，缺乏灵活性，不具有普适性，更重要的是学生无法课后自己动手操作练习。

实用新型内容

因此，针对现有技术中的问题，本实用新型提出一种积木式单片机教具。

具体地，本实用新型实施例提出的一种积木式单片机教具，包括：单片机系统板、输入/输出板、直流电机驱动板、数码管显示板以及配置有多个直流电机和多个车轮的车架；所述单片机系统板、所述输入/输出板、所述直流电机驱动板和所述数码管显示板可层叠间隔安装固定在所述车架上。

在本实用新型的一个实施例中，所述单片机系统板、所述输入/输出板、所述直流电机驱动板和所述数码管显示板分两组并排安装固定在所述车架上且每一组中的两者之间以层叠间隔方式设置在所述车架上。

在本实用新型的一个实施例中，所述单片机系统板包括单片机以及电连接所述单片机晶振电路、复位电路、上拉电阻和USB下载电路；以及所述单片机系统板还配置有电连接所述单片机的多组I/O口的多组插座，多组电源插座，电连接所述USB下载电路的下载口选择插座以及电连接所述复位电路的复位电平选择插座。

在本实用新型的一个实施例中，所述输入/输出板包括：LED模块、 LED点阵模块、蜂鸣器、交通灯组、拨码开关、独立按键组、扭动开关、六组8位插座以及两组4位插座；所述LED点阵模块电连接两组所述8 位插座，所述交通灯组电连接一组所述8位插座和一组所述4位插座，所述独立按键组电连接一组所述8位插座，所述LED模块电连接用一组所述8位插座，所述拨码开关、扭动开关和蜂鸣器共用一组所述8位插座，另一组4位插座为电源插座。

在本实用新型的一个实施例中，所述直流电机驱动板包括：直流电机驱动模块、+5V电源和+12V两类电源插座以及四路直流电机输入及输出端和相应的使能端插座；所述直流电机驱动模块配置有为所述多个直流电机提供四路驱动的驱动芯片。

在本实用新型的一个实施例中，所述数码管显示板包括：共阳极静态数码管及其段选插座、共阴极动态数码管及其位选插座和段选插座、 3-8译码器及其输入端和输出端插座以及串入并出芯片及其控制端及输出端插座。

由上可知，本实用新型实施例的积木式单片机教具使用方便，使学生能够很直观、条理清晰且轻松的学习电气控制电路的工作过程。

通过以下参考附图的详细说明，本实用新型的其它方面和特征变得明显。但是应当知道，该附图仅仅为解释的目的设计，而不是作为本实用新型的范围的限定。还应当知道，除非另外指出，不必要依比例绘制附图，它们仅仅力图概念地说明此处描述的结构和流程。

附图说明

下面将结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细的说明。

图1为本实用新型实施例的一种积木式单片机教具的单片机系统板的预留插座示意图。

图2为本实用新型实施例的积木式单片机教具的单片机系统板的电路图。

图3为本实用新型实施例的积木式单片机教具的输入/输出板的预留插座示意图。

图4为本实用新型实施例的积木式单片机教具的输入/输出板的电路图。

图5为本实用新型实施例的积木式单片机教具的直流电机驱动板的预留插座示意图。

图6为本实用新型实施例的积木式单片机教具的直流电机驱动板的电路图。

图7为本实用新型实施例的积木式单片机教具的数码管显示板的预留插座示意图。

图8为本实用新型实施例的积木式单片机教具的数码管显示板的电路图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

本实用新型实施例提出的一种积木式单片机教具采用积木式、模块化设计思想。整个积木式单片机教具包括四块电路板以及一个配置有多个例如四个直流电机和车轮的车架；四块电路可以层叠间隔安装在车架上，例如四个电路板分两组并排安装固定在车架上且每一组中的两个电路板之间以层叠间隔方式设置在车架上，其中间隔方式可以通过铜螺柱实现。

四个电路板分别是单片机系统板、输入/输出板、直流电机驱动板和数码管显示板。四个电路板就像积木块，可以根据实验需求选择安装固定在车架上，完成特定的实训任务。实训时，各个电路板之间可以通过杜邦线进行灵活连接。

其中，单片机系统板的预留插座如图1所示，电路图如图2所示。具体地，如图2所示，单片机系统板包括单片机和电连接单片机的晶振电路、复位电路、上拉电阻以及USB下载电路等。单片机例如采用DIP40 封装的STC90C516RD+芯片，USB口兼具供电和下载功能。

此外，如图1所示，单片机系统板预留了电连接单片机的四组I/O 口P0、P1、P2、P3的四组插座，用于和其它控制板连接；四组电源插座可以为其它电路板提供电源VCC及GND；一组下载口选择插座，电连接USB下载电路且可以在USB和RS232口之间选择；一组复位电平选择插座J1，电连接复位电路且可以在高电平和低电平之间选择；另外提供了一个测试用按键及发光二极管插座用作一个按键接口和一个发光二极管接口，用于测试电路板。

输入/输出板的预留插座如图3所示，电路图如图4所示。具体地，如图4所示，输入/输出板包括1个LED模块(含8个LED发光二极管)、 1个8*8LED点阵模块、1个蜂鸣器、1组交通灯(含10个LED发光二极管)、4路拨码开关、8个独立按键以及1个扭动开关例如单极三位开关。

如图3所示，输入/输出板预留六组8位插座和两组4位插座；其中， 8*8LED点阵模块电连接两组8位插座，交通灯组(含10个LED发光二极管)电连接一组8位插座和一组4位插座，独立按键组(8个独立按键) 电连接一组8位插座，LED模块电连接用一组8位插座，4路拨码开关、扭动开关和蜂鸣器共用一组8位插座，另一组4位插座为电源插座以电连接例如通过杜邦线连接至单片机系统板。

直流电机驱动板的预留插座如图5所示，电路图如图6所示。具体地，如图6所示，驱动板包括直流电机驱动模块，该直流电机驱动模块配置有2个驱动芯片LM298，用以为安装在车架上的直流电机提供四路驱动。

如图5所示，直流电机驱动板上预留+5V电源和+12V两类电源插座，四路直流电机输入及输出端和相应的使能端插座。此外，直流电机驱动板上还提供有电源管理芯片例如LM2576。

数码管显示板的预留插座如图7所示，电路图如图8所示。具体地，如图8所示，数码管显示板包括1个共阳极静态数码管并预留了其段选插座JP1；8个共阴极动态数码管并预留了其位选插座J2和段选插座J5； 1片3-8译码器74LS138并预留了其输入端(A、B、C)插座J4和输出端插座J3，以供静态数码管控制选用；以及1片串入并出芯片74HC595 并提供了该芯片的控制端插座J4和输出端插座J6，以供动态数码管控制选用；此处也即串入并出芯片的控制端和3-8译码器的输入端共用一组插座J4。此外，数码管显示板还配置了电源插座J1以电连接例如通过杜邦线连接至单片机系统板。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种积木式单片机教具，其特征在于，包括：单片机系统板、输入/输出板、直流电机驱动板、数码管显示板以及配置有多个直流电机和多个车轮的车架；所述单片机系统板、所述输入/输出板、所述直流电机驱动板和所述数码管显示板以层叠间隔方式安装固定在所述车架上。

2.如权利要求1所述的积木式单片机教具，其特征在于，所述单片机系统板、所述输入/输出板、所述直流电机驱动板和所述数码管显示板分两组并排安装固定在所述车架上且每一组中的两者之间以层叠间隔方式设置在所述车架上。

3.如权利要求1所述的积木式单片机教具，其特征在于，所述单片机系统板包括单片机以及电连接所述单片机晶振电路、复位电路、上拉电阻和USB下载电路；以及所述单片机系统板还配置有电连接所述单片机的多组I/O口的多组插座，多组电源插座，电连接所述USB下载电路的下载口选择插座以及电连接所述复位电路的复位电平选择插座。

4.如权利要求1所述的积木式单片机教具，其特征在于，所述输入/输出板包括：LED模块、LED点阵模块、蜂鸣器、交通灯组、拨码开关、独立按键组、扭动开关、六组8位插座以及两组4位插座；所述LED点阵模块电连接两组所述8位插座，所述交通灯组电连接一组所述8位插座和一组所述4位插座，所述独立按键组电连接一组所述8位插座，所述LED模块电连接用一组所述8位插座，所述拨码开关、扭动开关和蜂鸣器共用一组所述8位插座，另一组4位插座为电源插座。

5.如权利要求1所述的积木式单片机教具，其特征在于，所述直流电机驱动板包括：直流电机驱动模块、+5V电源和+12V两类电源插座以及四路直流电机输入及输出端和相应的使能端插座；所述直流电机驱动模块配置有为所述多个直流电机提供四路驱动的驱动芯片。

6.如权利要求1所述的积木式单片机教具，其特征在于，所述数码管显示板包括：共阳极静态数码管及其段选插座、共阴极动态数码管及其位选插座和段选插座、3-8译码器及其输入端和输出端插座以及串入并出芯片及其控制端及输出端插座。