[發明專利]一種單片機實驗教學系統

有效

• 申請號: 201711394705.6
• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN107967851B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 朱黎麗;張偉;張馨月
• 申請（專利權）人: 重慶工程職業技術學院
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18
• 代理公司: 重慶中之信知識產權代理事務所(普通合伙) 50213
• 代理人: 林祖鋒

本發明提供了一種單片機實驗教學系統，包含支撐架、單片機控制板、圓管、功率器件、第一傳感器、第二傳感器與第三傳感器；所述支撐架整體呈倒置的T形結構，T形結構的中部為豎直設置的矩形立板，在立板的上端設有若干安裝孔；單片機控制板固定在立板的安裝孔區域；所述圓管的一端可拆卸連接有轉軸，轉軸套接軸承并嵌裝在立板的下側，轉軸的長度方向與立板平面垂直，圓管繞轉軸轉動；所述圓管的長度小于矩形立板的長度；本發明的有益效果為可快速搭建模擬實驗場景，方便功能展示，將書本知識的單一教學向解決實際問題轉變，提高分析及處理問題的能力。

技術領域

本發明涉及教學設施領域，具體涉及一種單片機實驗教學系統。

背景技術

現有的單片機教學通常從書本入手，由單片機架構組成，程序指令等逐步深入進行，所涉及的教學器材主要為單片機及接口外設硬件制成的單片機最小系統板，其功能展示通常使用發光LED或液晶屏結合按鍵輸入實現，使同學們容易只關注到單片機程序指令以及單片機最小系統本身，而缺少對單片機系統解決的實際問題的聯系；針對現有單片機教學存在的問題：一方面是不能快速直觀的體現單片機的功能作用，提高同學們的學習興趣；另一方面，容易使同學們養成依賴傳感器等現成市售產品的習慣，不利于同學們建立合理利用單片機系統解決實際問題的方法觀，也不利于高階的建模學習；為了解決這些問題，有必要進行深入研究。

發明內容

針對現有技術中所存在的不足，本發明提供了一種便于單片機的功能展示，利于建模學習的單片機系統教學支架。

為實現上述目的，本發明采用了如下的技術方案：

一種單片機實驗教學系統，包含支撐架、單片機控制板、圓管、功率器件、第一傳感器、第二傳感器與第三傳感器；

所述支撐架整體呈倒置的T形結構，T形結構的中部為豎直設置的矩形立板，在立板的上端設有若干安裝孔；單片機控制板固定在立板的安裝孔區域；所述圓管的一端可拆卸連接有轉軸，轉軸套接軸承并嵌裝在立板的下側，轉軸的長度方向與立板平面垂直，圓管繞轉軸轉動；所述圓管的長度小于矩形立板的長度；在圓管上沿長度方向分別設有第一插孔與第二插孔，其中第一插孔插接有第一傳感器，第二插孔插接有第二傳感器；

所述單片機控制板包含單片機、模數轉換模塊、線性放大電路、第一傳感器連接端、第二傳感器連接端、第三傳感器連接端、數值比較器、觸摸顯示模塊、驅動模塊、功率器件連接端、用于顯示第三傳感器傳感數值變化的指示燈模塊、以及用于設置數值比較基準大小的撥碼選擇模塊；

其中，第三傳感器的輸出經第三傳感器連接端分別與模數轉換模塊的輸入、線性放大電路的輸入以及單片機的輸入相連；模數轉換模塊的輸出、撥碼選擇模塊的輸出分別對應與數值比較器的輸入相連，數值比較器的輸出與單片機的輸入相連；線性放大電路的輸出與指示燈模塊的觸發端相連，指示燈模塊的供電端與單片機的輸出相連；第一傳感器經第一傳感器連接端與單片機的輸入相連；第二傳感器經第二傳感器的連接端與單片機的輸入相連；觸摸顯示模塊與單片機相連；功率器件經功率器件連接端與驅動模塊的輸出相連，驅動模塊的輸入與單片機的輸出相連。

本發明作為功能展示使用時，利用立板上的安裝孔安裝固定單片機控制板、步進電機或舵機，以帶動圓管按照單片機系統板設定參數旋轉，通過圓管的運動形態展示單片機對電機的精確控制；在立板上固定多個單片機系統板，方便學生觀察，也便于單片機的接口外設、交互顯示、串行通信、傳感器連接、算法效果展示等動態實驗；在建模時，可結合輔助實驗器材，如將反射式光電傳感器嵌裝在圓管插孔內壁處，從圓管遠端放置小球使其由圓管內滾下，通過兩個反射式光電傳感器的獲取時間間隔計算小球速度，結合加速度分量計算獲取圓管與水平面的所成夾角。

相比于現有技術，本發明具有如下有益效果：便于單片機系統板及實驗裝置的插接，可快速搭建模擬實驗場景，既方便功能展示，也將書本知識的單一教學向解決實際問題轉變，提高分析及處理問題的能力。

附圖說明