CN209879934U - 一种基于fpga电子设计实验扩展板 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于FPGA电子设计实验扩展板，其结构包括基板、安装孔、单片机、逻辑控制芯片、存储器、发光二极管、数码管、连接开关、防尘装置和散热装置，通过基板上设置散热装置，解决了扩展板散热效果不佳，热量堆积导致电子原件使用寿命降低的问题，电子原件产生的热量通过导热板传递到散热鳍片上，通过散热鳍片将热量传递到外界，且导热板上的热量还可通过导热柱内的导热硅胶传递到安装板上的散热孔中消散，达到加强扩展板的散热效果，延长电子原件使用寿命的有益效果。

Description

一种基于FPGA电子设计实验扩展板

技术领域

本实用新型涉及FPGA电子教学技术领域，具体涉及一种基于FPGA电子设计实验扩展板。

背景技术

FPGA即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物，它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点，现代教学中，采用实验扩展板进行模拟教学实验，随着电子技术的飞速发展，基于FPGA电子设计实验扩展板也得到了技术改进，但是现有技术，扩展板上易沾染上灰尘，影响使用，且扩展板散热效果不佳，热量堆积导致电子原件使用寿命降低。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

为了克服现有技术不足，现提出一种基于FPGA电子设计实验扩展板，解决了扩展板上易沾染上灰尘，影响使用的问题，且扩展板散热效果不佳，热量堆积导致电子原件使用寿命降低的问题，达到了能有效的进行防尘，避免扩展板沾染过多灰尘，且加强扩展板的散热效果，延长电子原件使用寿命的有益效果。

(二)技术方案

本实用新型通过如下技术方案实现：本实用新型提出了一种基于 FPGA电子设计实验扩展板，包括基板、安装孔、单片机、逻辑控制芯片、存储器、发光二极管、数码管、连接开关、防尘装置和散热装置，所述安装孔设置在基板顶端四角，所述单片机底端与基板顶端右侧垂直焊接，所述逻辑控制芯片底端与基板顶端左侧前方垂直焊接，所述存储器底端与基板顶端左侧垂直焊接，所述存储器设置在逻辑控制芯片左端，所述发光二极管底端与基板顶端左侧后方垂直焊接，所述数码管底端与基板顶端垂直焊接，所述数码管设置在发光二极管左端，所述连接开关底端与基板顶端右侧前方垂直焊接，所述基板上端设置有防尘装置，所述防尘装置底端设置有散热装置，所述逻辑控制芯片、存储器、发光二极管、数码管和连接开关均与单片机电连接，所述防尘装置由透明防尘罩、通孔、防尘网、空心柱、线槽、滑槽和挡板组成，所述透明防尘罩设置在基板顶端，所述通孔设置在透明防尘罩左右两侧，所述防尘网外侧与可进行散热的通孔内侧粘接，所述透明防尘罩内侧顶端与可安装螺丝的空心柱顶端垂直焊接，所述线槽设置在透明防尘罩前端，所述滑槽设置在透明防尘罩内部左右两端前侧，所述挡板左右两端与滑槽内侧滑动连接，所述空心柱内部通过螺丝与安装孔内部固定连接，所述散热装置由导热板、螺孔、散热鳍片、安装板、散热孔、导热柱和导热硅胶组成，所述螺孔设置在具有传递热量的导热板顶端四角，所述螺孔内部通过螺丝与通孔内侧固定连接，所述散热鳍片顶端与导热板底端垂直焊接，所述安装板顶端与具有散热作用的散热鳍片底端垂直焊接，所述散热孔设置在安装板中部，所述导热柱外侧下端与散热孔内侧焊接，所述导热硅胶设置在导热柱内部，所述导热柱顶端与导热板底端粘接。

进一步的，所述安装孔、空心柱和螺孔均设置有四个，且三者的中心线位于同一条纵线上，三者内直径相同。

进一步的，所述防尘网设置有两个，分别位于透明防尘罩左右两端。

进一步的，所述线槽为半弧状，设置有五个，且线槽呈等距设置在透明防尘罩前端下侧。

进一步的，所述散热鳍片设置有两个以上，且等距围绕在导热板底端四周。

进一步的，所述导热柱设置有四个，分别位于散热孔内侧四角。

进一步的，所述挡板宽度与线槽高度相同。

进一步的，所述单片机型号为AT89S52。

进一步的，所述逻辑控制芯片型号为ISPLSI1032E。

进一步的，所述存储器型号为IDT71V016。

进一步的，所述发光二极管型号为0603。

进一步的，所述数码管型号为KYX。

进一步的，所述连接开关型号为EP1K100。

(三)有益效果

本实用新型相对于现有技术，具有以下有益效果：

1)、为解决扩展板上易沾染上灰尘，影响使用的问题，通过基板上设置防尘装置，解决了扩展板上易沾染上灰尘，影响使用的问题，在安装防尘装置时，向上移动挡板，使其在滑槽内滑动，露出线槽，将线穿过，接着外界的灰尘被透明防尘罩所阻拦，而电子原件产生的热量，一部分通过通孔内的防尘网逸出，而灰尘被防尘网阻拦，达到能有效的进行防尘，避免扩展板沾染过多灰尘的有益效果。

2)、为解决扩展板散热效果不佳，热量堆积导致电子原件使用寿命降低的问题，通过基板上设置散热装置，解决了扩展板散热效果不佳，热量堆积导致电子原件使用寿命降低的问题，电子原件产生的热量通过导热板传递到散热鳍片上，通过散热鳍片将热量传递到外界，且导热板上的热量还可通过导热柱内的导热硅胶传递到安装板上的散热孔中消散，达到加强扩展板的散热效果，延长电子原件使用寿命的有益效果。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的防尘装置结构示意图；

图3为本实用新型的防尘装置内部结构示意图；

图4为本实用新型的散热装置结构示意图；

图5为本实用新型的安装板结构示意图。

图中：基板-1、安装孔-2、单片机-3、逻辑控制芯片-4、存储器-5、发光二极管-6、数码管-7、连接开关-8、防尘装置-9、散热装置-10、透明防尘罩-91、通孔-92、防尘网-93、空心柱-94、线槽-95、滑槽-96、挡板 -97、导热板-101、螺孔-102、散热鳍片-103、安装板-104、散热孔-105、导热柱-106、导热硅胶-107。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1、图2、图3、图4和图5，本实用新型提供一种基于FPGA 电子设计实验扩展板：包括基板1、安装孔2、单片机3、逻辑控制芯片4、存储器5、发光二极管6、数码管7、连接开关8、防尘装置9和散热装置10，安装孔2设置在基板1顶端四角，单片机3底端与基板 1顶端右侧垂直焊接，逻辑控制芯片4底端与基板1顶端左侧前方垂直焊接，存储器5底端与基板1顶端左侧垂直焊接，存储器5设置在逻辑控制芯片4左端，发光二极管6底端与基板1顶端左侧后方垂直焊接，数码管7底端与基板1顶端垂直焊接，数码管7设置在发光二极管6左端，连接开关8底端与基板1顶端右侧前方垂直焊接，基板1 上端设置有防尘装置9，防尘装置9底端设置有散热装置10，逻辑控制芯片4、存储器5、发光二极管6、数码管7和连接开关8均与单片机3电连接，防尘装置9由透明防尘罩91、通孔92、防尘网93、空心柱94、线槽95、滑槽96和挡板97组成，透明防尘罩91设置在基板1 顶端，通孔92设置在透明防尘罩91左右两侧，防尘网93外侧与可进行散热的通孔92内侧粘接，透明防尘罩91内侧顶端与可安装螺丝的空心柱94顶端垂直焊接，线槽95设置在透明防尘罩91前端，滑槽96 设置在透明防尘罩91内部左右两端前侧，挡板97左右两端与滑槽96 内侧滑动连接，空心柱94内部通过螺丝与安装孔2内部固定连接，散热装置10由导热板101、螺孔102、散热鳍片103、安装板104、散热孔105、导热柱106和导热硅胶107组成，螺孔102设置在具有传递热量的导热板101顶端四角，螺孔102内部通过螺丝与通孔92内侧固定连接，散热鳍片103顶端与导热板101底端垂直焊接，安装板104顶端与具有散热作用的散热鳍片103底端垂直焊接，散热孔105设置在安装板104中部，导热柱106外侧下端与散热孔105内侧焊接，导热硅胶107设置在导热柱106内部，导热柱106顶端与导热板101底端粘接。

其中，所述安装孔2、空心柱94和螺孔102均设置有四个，且三者的中心线位于同一条纵线上，三者内直径相同，便于通过螺钉将三者固定在一起。

其中，所述防尘网93设置有两个，分别位于透明防尘罩91左右两端能有效的散热且避免灰尘进入。

其中，所述线槽95为半弧状，设置有五个，且线槽95呈等距设置在透明防尘罩91前端下侧，能有效的固定导线，避免其纠缠在一起。

其中，所述散热鳍片103设置有两个以上，且等距围绕在导热板101 底端四周，能有效的进行导热散热。

其中，所述导热柱106设置有四个，分别位于散热孔105内侧四角，能进一步的进行导热。

其中，所述挡板97宽度与线槽95高度相同，便于在不用线槽95 时将线槽95挡住，避免灰尘进入。

其中，所述单片机3型号为AT89S52，信息处理速度快，耗能低。

其中，所述逻辑控制芯片4型号为ISPLSI1032E，信息处理速度快，耗能低。

其中，所述存储器5型号为IDT71V016，信息储存空间大。

其中，所述发光二极管6型号为0603，亮度高，体积小。

其中，所述数码管7型号为KYX，耗能低，数据显示清洗。

其中，所述连接开关8型号为EP1K100，信号传输稳定。

本专利所述的导热硅胶107是高端的导热化合物，以及不会固体化，不会导电的特性可以避免诸如电路短路等风险，导热粘接密封硅橡胶是单组份、导热型、室温固化有机硅粘接密封胶，是通过空气中的水分发生缩合反应放出低分子引起交联固化，而硫化成高性能弹性体，具有卓越的抗冷热交变性能、耐老化性能和电绝缘性能，并具有优异的防潮、抗震、耐电晕、抗漏电性能和耐化学介质性能，可持续使用-60～280℃且保持性能，不溶胀并且对大多数金属和非金属材料具有良好的粘接性。

工作原理：首先将扩展板安装进模型机中，通过螺栓将安装板104固定住，并接通电路，在基板1上设置有单片机3，由单片机3接收PC机命令，完成16位程序存储器读写，管理模型机运行、暂停等功能，同时通过逻辑控制芯片4负责单片机和模型机总线切换，大量的程序数据通过存储器5进行储存，使用时，可通过数码管7显示模型机内部寄存器、总线的值，在设计时可将需要观察的内部寄存器、总线值送A，再通过OUT指令送到数码管7，同时利用发光二极管6可显示模型机内部状态，例如：进位标志、零标志、中断申请标志等，通过连接开关8可输入外部信号，例如，在做单步实验时，这些开关可用来输入地址总线值、数据总线值、控制信号等，学生可通过各个电子原件进行模拟实验，在使用过程中，透明防尘罩91内的空心柱94通过螺丝固定在基板1上，外界的灰尘被透明防尘罩 91所阻拦，而电子原件产生的热量，一部分通过通孔92内的防尘网93逸出，而灰尘被防尘网93阻拦，且挡板97将线槽95挡住避免灰尘进入，如有电线需要穿过线槽95，则在安装防尘装置9时，向上移动挡板97，使其在滑槽96内滑动，露出线槽95，将线穿过，电子原件产生的热量通过导热板101传递到散热鳍片103上，通过散热鳍片103将热量传递到外界，且导热板101上的热量还可通过导热柱106内的导热硅胶107传递到安装板 104上的散热孔105中消散，进行散热，通过基板1上设置防尘装置9，解决了扩展板上易沾染上灰尘，影响使用的问题，在安装防尘装置9时，向上移动挡板97，使其在滑槽96内滑动，露出线槽95，将线穿过，接着外界的灰尘被透明防尘罩91所阻拦，而电子原件产生的热量，一部分通过通孔92内的防尘网93逸出，而灰尘被防尘网93阻拦，达到能有效的进行防尘，避免扩展板沾染过多灰尘的有益效果，通过基板1上设置散热装置10，解决了扩展板散热效果不佳，热量堆积导致电子原件使用寿命降低的问题，电子原件产生的热量通过导热板101传递到散热鳍片103上，通过散热鳍片103将热量传递到外界，且导热板101上的热量还可通过导热柱106内的导热硅胶107传递到安装板104上的散热孔105中消散，达到加强扩展板的散热效果，延长电子原件使用寿命的有益效果。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种基于FPGA电子设计实验扩展板，包括基板(1)、安装孔(2)、单片机(3)、逻辑控制芯片(4)、存储器(5)、发光二极管(6)、数码管(7)和连接开关(8)，所述安装孔(2)设置在基板(1)顶端四角，所述单片机(3)底端与基板(1)顶端右侧垂直焊接，所述逻辑控制芯片(4)底端与基板(1)顶端左侧前方垂直焊接，所述存储器(5)底端与基板(1)顶端左侧垂直焊接，所述存储器(5)设置在逻辑控制芯片(4)左端，所述发光二极管(6)底端与基板(1)顶端左侧后方垂直焊接，所述数码管(7)底端与基板(1)顶端垂直焊接，所述数码管(7)设置在发光二极管(6)左端，所述连接开关(8)底端与基板(1)顶端右侧前方垂直焊接，所述基板(1)上端设置有防尘装置(9)，所述防尘装置(9)底端设置有散热装置(10)，所述逻辑控制芯片(4)、存储器(5)、发光二极管(6)、数码管(7)和连接开关(8)均与单片机(3)电连接；

其特征在于：还包括防尘装置(9)和散热装置(10)，所述防尘装置(9)由透明防尘罩(91)、通孔(92)、防尘网(93)、空心柱(94)、线槽(95)、滑槽(96)和挡板(97)组成，所述透明防尘罩(91)设置在基板(1)顶端，所述通孔(92)设置在透明防尘罩(91)左右两侧，所述防尘网(93)外侧与可进行散热的通孔(92)内侧粘接，所述透明防尘罩(91)内侧顶端与可安装螺丝的空心柱(94)顶端垂直焊接，所述线槽(95)设置在透明防尘罩(91)前端，所述滑槽(96)设置在透明防尘罩(91)内部左右两端前侧，所述挡板(97)左右两端与滑槽(96)内侧滑动连接，所述空心柱(94)内部通过螺丝与安装孔(2)内部固定连接，所述散热装置(10)由导热板(101)、螺孔(102)、散热鳍片(103)、安装板(104)、散热孔(105)、导热柱(106)和导热硅胶(107)组成，所述螺孔(102)设置在具有传递热量的导热板(101)顶端四角，所述螺孔(102)内部通过螺丝与通孔(92)内侧固定连接，所述散热鳍片(103)顶端与导热板(101)底端垂直焊接，所述安装板(104)顶端与具有散热作用的散热鳍片(103)底端垂直焊接，所述散热孔(105)设置在安装板(104)中部，所述导热柱(106)外侧下端与散热孔(105)内侧焊接，所述导热硅胶(107)设置在导热柱(106)内部，所述导热柱(106)顶端与导热板(101)底端粘接。

2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA电子设计实验扩展板，其特征在于：所述安装孔(2)、空心柱(94)和螺孔(102)均设置有四个，且三者的中心线位于同一条纵线上，三者内直径相同。

3.根据权利要求1所述的一种基于FPGA电子设计实验扩展板，其特征在于：所述防尘网(93)设置有两个，分别位于透明防尘罩(91)左右两端。

4.根据权利要求1所述的一种基于FPGA电子设计实验扩展板，其特征在于：所述线槽(95)为半弧状，设置有五个，且线槽(95)呈等距设置在透明防尘罩(91)前端下侧。

5.根据权利要求1所述的一种基于FPGA电子设计实验扩展板，其特征在于：所述挡板(97)宽度与线槽(95)高度相同。

6.根据权利要求1所述的一种基于FPGA电子设计实验扩展板，其特征在于：所述散热鳍片(103)设置有两个以上，且等距围绕在导热板(101)底端四周。

7.根据权利要求1所述的一种基于FPGA电子设计实验扩展板，其特征在于：所述导热柱(106)设置有四个，分别位于散热孔(105)内侧四角。