[實用新型]一種基于I2C接口的電子積木

有效

• 申請號: 201721305206.0
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN207462675U
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發明（設計）人: 程卓;張峻敏;李若琳
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: A63H33/04
• 分類號: A63H33/04;G09B23/18
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 付春霞

本實用新型公開一種基于I2C接口的電子積木，含底座以及可插拔地安裝在底座上的元件塊，每個元件塊被配置為不同地址，底座上具有微控制器以及用于管理各個元件塊與微控制器之間通信數據流的單片機，元件塊包含基于I2C通信的第一類型元件塊，第一類型元件塊與單片機之間、微控制器與單片機之間均被配置為通過I2C通信方式進行通信。本實用新型由于第一類型元件塊與底座之間只需兩根數據線，連接簡單，易于插拔，降低了兒童使用難度，提高可玩性，相對簡單的硬件連接要求也有助于控制成本，有著良好的經濟型；I2C總線可掛接數量眾多的外部設備，擴展性好，大大提高了外設模塊豐富性，產品升級相對更為方便。

技術領域

本實用新型涉及智能玩具及教具領域，更具體地說，涉及一種基于I2C接口的電子積木。

背景技術

智能玩具是由電子信息產業大發展而興起的全新市場，是未來兒童玩具/教具領域發展的方向。電子積木以一種全新的模式顛覆傳統積木的玩法，在培養兒童動手能力的同時也使其接觸到一定的物理、化學知識，讓兒童對科學有更加感性、具體的認知。電子積木很好地克服了傳統積木諸多缺點，使兒童更有興趣，帶來輕松自由的電子DIY體驗，幫助年輕的孩子們實現自己的電子創意夢想。

電子元器件之間的數據通信按傳輸時鐘有同步與異步之分，按數據收發模式則有串行并行之分。在對傳輸速率沒有很高要求情況下一般采用連接更為簡單的串行通信。在較為流行的諸如SPI、UART、I2C等串行通信協議中，同步通信協議SPI由于是全雙工通信，根據協議需要有MOSI、MISO、NSS、SCK四線連接，雖然數據傳輸能力更加強大，但硬件連接也相對復雜，并不適合在本產品中使用；通用異步串行通信UART同樣是全雙工的，且需要通信雙方有相應的通信模塊，即更加適合在微控制器之間使用；I2C通信協議有著最為簡單的硬件連接要求，只需要一根數據線SDA和一根時鐘線SCL就可以完成半雙工通訊，掛接在I2C總線上的每個器件都有唯一的地址識別碼，主機能夠根據該地址尋址到不同從機，即可實現主機與多從機的通信，很好地符合了本產品的設計理念。然而，目前確并沒有將I2C通信應用到電子積木中。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題在于，針對上述的現有技術中還沒有將I2C通信應用于電子積木的技術缺陷，提供了一種基于I2C接口的電子積木。

本實用新型為解決其技術問題，提供了一種基于I2C接口的電子積木，包含底座以及可插拔地安裝在底座上的元件塊，每個元件塊被配置為不同地址，該電子積木還包含微控制器以及用于管理各個元件塊與微控制器之間通信數據流的單片機，所述元件塊包含基于I2C通信的第一類型元件塊，第一類型元件塊與單片機之間、微控制器與單片機之間均被配置為通過I2C通信方式進行通信，元件塊包含基于I2C通信的第一類型元件塊，第一類型元件塊與單片機之間、微控制器與單片機之間均被配置為通過I2C通信方式進行通信。

在本實用新型的基于I2C接口的電子積木中，多個元件塊需要向微控制器同時發送數據時，單片機在同時接到這些元件塊所發送的數據后，將各個元件塊的數據分別按照時間的先后順序依次轉發至微控制器。

在本實用新型的基于I2C接口的電子積木中，微控制器還被配置為在所述微控制器需要同時控制多個所述元件塊時，按照時間先后順序分別發送各個控制指令至所述單片機以轉發至對應的元件塊。

在本實用新型的基于I2C接口的電子積木中，元件塊包括具有wifi模塊的元件塊、具有傳感器的元件塊以及具有顯示、發光、發聲中任意一種或者多種的功能的功能模塊。

在本實用新型的基于I2C接口的電子積木中，元件塊與底座之間采用插孔及插針的方式連接，連接的插針及插孔之間形成單片機之間的有線通信，其中第一類型元件塊與單片機之間的每個I2C接口均采用具有4對所述插針及插孔的四腳插接件實現，以分別連接SDA、SCL、電源和地線。