[實(shí)用新型]一種模塊化電子設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)驗(yàn)箱

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520103998.8
• 申請(qǐng)日: 2015-02-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204406849U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 江朝暉;陸元洲;李想;楊春合
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G09B23/18
• 分類(lèi)號(hào): G09B23/18
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責(zé)任公司 34101
• 代理人: 陸麗莉;何梅生

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及電子設(shè)計(jì)教學(xué)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種模塊化電子設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)驗(yàn)箱。

背景技術(shù)

現(xiàn)在市場(chǎng)上訓(xùn)練學(xué)生電子設(shè)計(jì)操作能力的實(shí)驗(yàn)箱大多實(shí)現(xiàn)的功能比較單一，但硬件開(kāi)銷(xiāo)、軟件編程又過(guò)于復(fù)雜，且結(jié)構(gòu)固定，不利于學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)原理的理解和動(dòng)手能力的提高。

同時(shí)，現(xiàn)在市場(chǎng)上的電子設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)箱中包含的實(shí)驗(yàn)大多都只能單獨(dú)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，由于每個(gè)實(shí)驗(yàn)電壓范圍可能存在差異，使各個(gè)實(shí)驗(yàn)間不能相互聯(lián)系，互相融合使用，從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)箱使用范圍狹窄、效率降低。

另外，由于實(shí)驗(yàn)箱自身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，往往整個(gè)實(shí)驗(yàn)箱的電路布線在一起，使得學(xué)生容易誤操作而造成實(shí)驗(yàn)性損壞，當(dāng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，往往不利于按照模塊化的方式查找出問(wèn)題所在，從而造成實(shí)驗(yàn)箱待修數(shù)量大，資源浪費(fèi)，維護(hù)費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

現(xiàn)有的電子設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)箱大多以單片機(jī)作為單片機(jī)模塊，使得電子設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)箱成為以單片機(jī)為主的實(shí)驗(yàn)箱，但隨著功能實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜化和元器件的多樣化，實(shí)驗(yàn)成本不斷提高。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，提供一種模塊化電子設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)驗(yàn)箱，以期能優(yōu)化實(shí)驗(yàn)箱的電路結(jié)構(gòu)，降低硬件成本，并能組合各功能模塊，豐富實(shí)驗(yàn)功能，從而使得實(shí)驗(yàn)箱功能更加強(qiáng)大。

本實(shí)用新型為解決技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案：

本實(shí)用新型一種模塊化電子設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)驗(yàn)箱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)模塊、CPLD模塊、放大模塊、濾波模塊、串行ADC模塊、串行DAC模塊、通信下載模塊、CPLD下載模塊、鍵盤(pán)模塊、液晶顯示模塊、數(shù)碼管顯示模塊和電源模塊；

所述實(shí)驗(yàn)箱利用所述單片機(jī)模塊、放大模塊和鍵盤(pán)模塊實(shí)現(xiàn)程控增益放大功能：

所述放大模塊接收信號(hào)源，所述單片機(jī)模塊利用所述鍵盤(pán)模塊獲取放大倍數(shù)后傳遞給所述放大模塊，所述放大模塊對(duì)所接收的信號(hào)源和放大倍數(shù)進(jìn)行放大處理，從而實(shí)現(xiàn)程控增益放大功能；

所述實(shí)驗(yàn)箱利用所述單片機(jī)模塊、濾波模塊和鍵盤(pán)模塊實(shí)現(xiàn)程控濾波功能：

所述濾波模塊接收信號(hào)源，所述單片機(jī)模塊利用所述鍵盤(pán)模塊獲取濾波參數(shù)后傳遞給所述濾波模塊，所述濾波模塊對(duì)所接收的信號(hào)源和濾波參數(shù)進(jìn)行濾波處理，從而實(shí)現(xiàn)程控濾波功能；

所述實(shí)驗(yàn)箱利用所述單片機(jī)模塊和液晶顯示模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)采集并顯示功能：

所述單片機(jī)模塊接收數(shù)字信號(hào)源產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)并傳遞給所述液晶顯示模塊，液晶顯示模塊對(duì)所接收的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行顯示，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)采集并顯示功能；

所述實(shí)驗(yàn)箱利用所述單片機(jī)模塊、放大模塊、濾波模塊、串行ADC模塊、鍵盤(pán)模塊和液晶顯示模塊實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)采集并顯示功能：

所述放大模塊接收模擬信號(hào)源產(chǎn)生的模擬信號(hào)；所述單片機(jī)模塊利用所述鍵盤(pán)模塊獲取放大倍數(shù)和濾波參數(shù)后分別傳遞給所述放大模塊和濾波模塊所述放大模塊根據(jù)所述放大倍數(shù)對(duì)所述模擬信號(hào)進(jìn)行放大處理后傳遞給所述濾波模塊的；所述濾波模塊對(duì)所接收的放大信號(hào)進(jìn)行濾波處理后傳遞給所述串行ADC模塊用于轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；所述單片機(jī)模塊將所接收的放大濾波數(shù)字信號(hào)傳遞給所述液晶顯示模塊用于顯示，從而實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)顯示功能；

所述實(shí)驗(yàn)箱利用所述單片機(jī)模塊和通信下載模塊實(shí)現(xiàn)上位機(jī)通信功能：

上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，單片機(jī)模塊通過(guò)通信下載模塊與單片機(jī)模塊連接接收上位機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)；單片機(jī)模塊接收上位機(jī)數(shù)據(jù)后通過(guò)通信下載模塊將接收到的數(shù)據(jù)返回給上位機(jī)，上位機(jī)顯示獲得數(shù)據(jù)返回?cái)?shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)上位機(jī)通信功能；

所述實(shí)驗(yàn)箱利用所述CPLD模塊和數(shù)碼管顯示模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)字頻率計(jì)數(shù)功能：

所述CPLD模塊包括：有源晶振、計(jì)數(shù)器、分頻器、鎖存器和接口電路；所述有源晶振發(fā)送固定頻率信號(hào)給所述分頻器進(jìn)行分頻處理后傳遞給所述計(jì)數(shù)器進(jìn)行頻率計(jì)數(shù)；將所獲得的計(jì)數(shù)結(jié)果傳遞給所述鎖存器；所述CPLD模塊通過(guò)所述接口電路將所述計(jì)數(shù)結(jié)果發(fā)送給所述數(shù)碼管顯示模塊用于顯示，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字頻率計(jì)數(shù)功能；

所述實(shí)驗(yàn)箱利用所述單片機(jī)模塊、CPLD模塊、液晶顯示模塊和鍵盤(pán)模塊實(shí)現(xiàn)最小系統(tǒng)功能：

在CPLD模塊中設(shè)計(jì)外圍接口電路和復(fù)位電路，所述液晶顯示模塊和鍵盤(pán)模塊通過(guò)CPLD模塊與單片機(jī)模塊連接，單片機(jī)模塊通過(guò)鍵盤(pán)模塊獲取所述復(fù)位電路的復(fù)位信號(hào)，通過(guò)液晶顯示模塊顯示所述復(fù)位信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)最小系統(tǒng)功能；

所述實(shí)驗(yàn)箱利用所述單片機(jī)模塊、CPLD模塊、放大模塊、濾波模塊、串行DAC模塊和鍵盤(pán)模塊實(shí)現(xiàn)正弦信號(hào)發(fā)生器功能：