[發明專利]一種用于編程教育的智能主板

在審

• 申請號: 201910914909.0
• 申請日: 2019-09-26
• 公開（公告）號: CN110568798A
• 公開（公告）日: 2019-12-13
• 發明（設計）人: 關維;馮濤;王勇睿
• 申請（專利權）人: 北京琦思智慧科技發展有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 11740 北京棘龍知識產權代理有限公司
• 代理人: 戴麗偉

本發明涉及一種用于編程教育的智能主板，包括：單片機以及與所述單片機連接的外圍模塊，所述外圍模塊包括外擴數字IO口、外擴AD輸入口、通訊接口電路、編程平臺通訊電路、LED、蜂鳴器、光敏傳感器電路、藍牙通訊模塊、電機驅動電路、聲音偵測電路、紅外發射及接收電路和電源及充電管理電路。該主板集成了在青少年編程學習中會經常用到的各種外圍模塊，設計緊湊，功能強大，同時還留有拓展接口，可以外接更多各類的功能模塊，實現更強大的功能。

技術領域

本發明涉及主板領域，具體涉及一種用于編程教育的智能主板。

背景技術

放眼世界，很多發達國家都在積極推動青少年編程教育，美國青少年編程普及率已達40％以上。美國的很多孩子在六七歲時就開始接觸編程課程，前總統奧巴馬發起了“編程一小時”的運動，旨在讓全美小學生開始學習編程。編寫程序已經差不多形同日常生活技能，要更好地理解機器的思維工作模式，未來與機器共處工作，學習編程是必然的選擇。但我國編程方面的人才遠不能滿足市場需要，對青少年這一人群的編程教育幾乎為零。“少年強則國強”，青少年是推動未來祖國發展的主力軍，當下也沒有推出一套適合青少年學習的編程教育體系，可見必須及時設計出一套適合青少年的編程教育體系及配套工具。

在專利“201710721145.4”中，提出了一種用于青少年科普的機器人控制系統，但是該系統專用于機器人控制，缺少很多在編程學習中必要的其他模塊。專利“201810768627.X”中也提供了一種便于兒童和青少年理解、學習掌握和使用的積木式編程系統。系統由指令積木，指令插槽、指令拼接板和指令解碼系統四個系統組成。使用者不需要操作輔助工具，按編程順序把指令積木插入到指令拼接板的指令插槽中就完成了編程程序的實現。該發明也存在著同樣的問題，外圍模塊種類不夠，無法對青少年實現全面的編程教育。

目前市面上也存在一些基于ardunio的編程學習主板，但是這些主板都只包括單片機核心模塊，如果要學習使用其他模塊，需要另外購買并通過導線或者接插件外接，使用繁瑣并且降低了系統可靠性，提高了青少年學習編程的門檻和復雜度。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供一種用于編程教育的智能主板。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種用于編程教育的智能主板，包括：單片機以及與所述單片機連接的外圍模塊，所述外圍模塊包括外擴數字IO口、外擴AD輸入口、通訊接口電路、編程平臺通訊電路、LED、蜂鳴器、光敏傳感器電路、藍牙通訊模塊、電機驅動電路、聲音偵測電路、紅外發射及接收電路和電源及充電管理電路；

所述單片機用于運行用戶程序，并控制所述外圍模塊；

所述外擴數字IO口用于實現外部數字量的采集和控制；

所述外擴AD輸入口用于實現外部模擬量的采集；

所述通訊接口電路用于與外界接口的模塊進行通訊；

所述編程平臺通訊電路用于與通用編程平臺軟件進行通訊，以實現軟硬件協同工作和編程；

所述LED及蜂鳴器用于展示程序運行狀態，實現報警提示；

所述光敏傳感器電路用于實現對光線強度的偵測；

所述藍牙通訊模塊用于實現所述單片機與上位機的藍牙通訊；

所述電機驅動電路用于實現對直流電機的正反轉和調速控制；

所述聲音偵測電路用于實現對外界聲音的采集和偵測；

所述紅外發射及接收電路用于接收紅外遙控器的遙控指令，以及向外發出紅外線控制指令；

所述電源及充電管理電路用于實現電源變換，給所述智能主板上的各個功能模塊供電，同時實現鋰電池的充電管理。