[發明專利]用于課堂教學的電子技術實驗箱

無效

• 申請號: 201310406362.6
• 申請日: 2013-09-09
• 公開（公告）號: CN104424836A
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發明（設計）人: 馬旺
• 申請（專利權）人: 鄭州學生寶電子科技有限公司
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及教育教學技術領域，尤其是用于課堂教學的電子技術實驗箱。

背景技術

隨著科技的發展，電子技術在生產和研究活動中的重要作用愈發凸顯。電子技術實驗設備裝置，即模擬電子技術、數字電子技術實驗箱，是各大高校實施電子技術實踐教學和學生創新的重要實驗裝置。目前各大高等院校廣泛使用的電子技術實驗箱是針對電子技術基礎課程的實驗內容設計而成。該類實驗箱有三個顯著缺陷：一是實驗箱的設備功能單一，拓展、創新性能弱；二是不同廠家實驗箱的電路板不能相互轉換和連接，尺寸、接口、性能難以兼容；三是箱體體積太大，既不美觀，也不便于移動攜帶。

發明內容

本發明的目的是為了克服上述技術缺點提供用于課堂教學的電子技術實驗箱。

本發明解決技術問題采用的技術方案為：用于課堂教學的電子技術實驗箱，包括箱體、主板、電源模塊和兩塊子板。所述兩塊子板分別為單片機系統板和可編程片上系統板。所述電源模塊固定在箱體底部的內表面，其接線插頭由箱體后側的交流電源接口引出。所述主板固定在箱體內部，其四周均與箱體的內表面固接。

所述主板包括子板區、位于子板區上方的顯示區，位于子板區左側的電源區，位于子板區下方的功能模塊區和位于子板區右側的擴展接線模塊。所述子板區依據具體實驗需要選擇放置面包板、單片機系統板或可編程片上系統板。所述顯示區內包括數碼管模塊、邏輯電平指示模塊、撥碼開關和邏輯筆模塊。所述電源區內包括電源總開關和直流電源及短路報警模塊，其中直流電源及短路報警模塊與電源模塊相連。所述功能模塊區內包括脈沖信號源模塊、單脈沖模塊、固定阻容模塊、報警電路模塊和A/D和D/A轉換模塊。所述主板上的所有模塊均能獨立工作。

所述數碼管模塊用以實現數碼管顯示實驗。所述邏輯電平指示模塊采用指示燈來表示被測信號的邏輯狀態。所述邏輯筆模塊采用不同顏色的指示燈來表示數字電平的高低。所述直流電源及短路報警模塊將外部電源轉換為滿足實驗箱功率要求的直流電源。并提供限流保護電路和短路報警電路。所述擴展接線模塊用于提供對外的擴展接口。所述脈沖信號源模塊用于提供頻率可調的方波信號源。所述單脈沖模塊提供單次上升沿和下降沿。所述固定阻容模塊提供兩個以上具有固定電阻值的電阻和固定電容值的電容。

所述單片機系統板包括供電模塊A、液晶顯示模塊、蜂鳴器模塊、JTAG接口、RS232接口A、單片機芯片、擴展I/O接口A、EEPROM模塊和鍵盤模塊。

所述可編程片上系統板包括液晶顯示接口、RS232接口B、擴展I/O接口B、供電模塊B、程序下載模塊、可編程片上芯片、自定義模塊和電容屏模塊。所述自定義模塊提供對外的接口。

所述箱體的尺寸為長230mm、寬230mm、高100mm。主板的尺寸為長230mm、寬230mm。子板區的尺寸為：長165mm、寬108mm。單片機系統板的尺寸為長165mm、寬54mm。可編程片上系統板的尺寸為長165mm、寬108mm。

所述單片機系統板中的單片機芯片的型號為MSP430F149芯片。

所述可編程片上系統板中的可編程片上芯片的型號為CY8C55芯片。

所述主板、單片機系統板和可編程片上系統板上都預留有接插口，通過扁平電纜能夠實現單片機芯片、可編程片上芯片對主板上數碼管模塊、報警模塊、A/D及D/A轉換模塊的控制。

所述單片機系統板上，在固定單片機芯片區域的四周固定有排針，安裝單片機芯片時直接通過其芯片四周的排母與排針配合。

所述供電模塊A和主板上均設置有USB接口，所述主板能夠通過USB連接對單片機芯片和可編程片上芯片供電。

本發明所具有的有益效果是：（1）該實驗箱功能齊全、擴展性及兼容性強：擁有單片機系統板和可編程片上系統板兩大編程模塊，同時基于可拆卸替換的模塊化思想，提供用戶自定義的實驗區，實現單片機系統板、可編程片上系統板和面包板模塊的自由更換，既滿足了電子技術基礎課程實驗的需要，又可以作為學生自主創新實踐的平臺。

（2）本發明的便攜式實驗箱體積小巧、便于移動和攜帶，既可滿足電子技術課程教學實踐的需求，又可以幫助使用者提高創新能力，從而為使用者準備實驗帶來了方便。

（3）為方便該實驗箱在實驗室外使用，通過固定阻容模塊分別提供一系列實驗常用的固定電阻及固定電容，方便使用者從主板上直接獲取常用阻容值，免去了額外準備電阻電容進行實驗的煩惱。