[發明專利]基于NImyDAQ的綜合實驗平臺及其構建方法

有效

• 申請號: 201610039887.4
• 申請日: 2016-01-20
• 公開（公告）號: CN105469678B
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 肖艷軍;趙漢城;袁成浩;陳朝朋
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙)12210
• 代理人: 李濟群,付長杰

技術領域

本發明涉及教學實驗平臺技術領域，具體涉及一種基于NI myDAQ的綜合實驗平臺及其構建方法。

背景技術

測控儀器與技術學科在電子電路、傳感器、微控制器、虛擬儀器和仿真軟件這五方面對學生的綜合實踐能力提出了更高的要求，然而現有的測控儀器學科實驗平臺沒能將這五方面的要求通過一個實驗平臺來實現。

現有的測控儀器與技術學科綜合實驗平臺，是由多個單獨的實驗平臺組成，對應分別完成電子電路、傳感器、微控制器、虛擬儀器和仿真軟件各部分實驗的設計方法，由于這五個實驗平臺均是獨立的，難以有機的結合起來，有些實驗平臺雖在一定程度上可以將其中的一兩部分實驗結合起來，雖然對于前期專業課程的學習有一定幫助，但是不利于學生對各學科知識和實踐能力的融會貫通。如專利號為ZL201520361876.9的中國專利公開了一種單片機測控實訓平臺，其涉及多種傳感器與控制器實驗，其不足之處在于該實訓平臺不能與虛擬儀器結合，不能提升學生在虛擬儀器學科的實踐能力，另外，該平臺未能將所有芯片的引腳引出，限制了學生自己動手設計電路的能力，同時未涉及bode分析儀、示波器、任意波形發生器等電路測試和分析工具，對提高學生電子電路實踐能力方面存在不足，不能滿足測控儀器與技術學科綜合實驗平臺的需求。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明擬解決的技術問題是，提供一種基于NI myDAQ的綜合實驗平臺及其構建方法。該實驗平臺是一種能將電子電路、傳感器、微控制器、虛擬儀器和仿真軟件這五方面的內容有機地結合在一起的測控儀器與技術學科綜合實驗平臺，不僅可以用于前期單項實驗教學，而且可以更方便學生進行這五方面的綜合實驗，在學生后期的課程設計或者畢業設計中發揮顯著作用，能夠較全面地提升學生的綜合實踐能力，滿足當前教學及綜合實驗研究的需求。

該方法通過將相應的引腳引出形成排針排母，能夠有效建立適用于測控儀器與技術等專業的低成本、小體積、靈活度高的綜合實驗平臺，并提高了設計過程中的設計效率，有利于解決各專業課獨立設置實驗平臺以至于影響學生綜合能力培養的問題，也解決了傳統實驗平臺構建思路難以形成綜合實驗平臺的問題。

本發明解決所述技術問題所采用的技術方案是，

一種基于NI myDAQ的綜合實驗平臺，其特征在于該實驗平臺包括開發板、NI myDAQ和計算機，計算機內安裝有MATLAB、Labview和NI ELVISmx虛擬儀器軟件，所述開發板和NI my DAQ均通過USB數據線與計算機進行連接，通過相應的接線將開發板與NI myDAQ進行連接；

所述開發板采用上下兩層板結構設計，上層板包括微控制器、USB通訊接口、通用擴展接口和電源轉換電路及接口，下層板為面包擴展板；所述面包擴展板為由四塊獨立的面包板組成，四塊面包板環形拼接在面包擴展板上，拼接后的四塊面包板的中心形成正方形；每個面包板在上層板上對應設置一個通用擴展接口，通過通用擴展接口向下引出的插針插入相應的面包板中；所述微控制器的各個引腳與通用擴展接口相連，微控制器的通用異步通訊接口與USB通訊接口連接；電源轉換電路及接口與外部電源連接，并為整個開發板供電，通過面包板插接相應的芯片或模塊。

一種上述基于NI myDAQ的綜合實驗平臺的構建方法，該方法的具體步驟是：

第一步，構建實驗開發板

1)微控制器選擇嵌入式控制器，對微控制器進行最小系統設計，經過最小電路設計、下載接口設計和電源設計，形成電路板，然后將晶振與電路板的連接方式設計為通用排母連接；

2)采用分立元件加面包擴展板的擴展方法搭建開發板，該方法搭建的開發板采用上下兩層板結構設計，將四塊獨立的面包板環形拼接在面包擴展板上，形成下層板；在步驟1)中形成的電路板上，按照面包擴展板的尺寸設計向下引出插針，形成上層板；然后對上層板和下層板拼接構建完成開發板；

第二步，構建實驗平臺

3)將步驟2)構建完成的開發板與NI myDAQ安置在同一實驗箱內，并將NI myDAQ的各接口引出為排針排母，以便于與步驟2)中的面包擴展板進行連接；

4)在計算機內預裝MATLA軟件以及NI軟件，NI軟件包括labview和ELVISms軟件，將NI myDAQ和開發板分別通過USB數據線與計算機連接，NI myDAQ和開發板之間通過相應的接線連接；

5)對步驟4)連接好的實驗平臺進行調試，并進行相應的電路修改，調試成功后，即構建完成實驗平臺。