[發明專利]一種用于計算機編程教學的插卡式單片機套件

在審

• 申請號: 202010556593.5
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111489618A
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 張曉媛;林娟
• 申請（專利權）人: 北京賽思博雅科技有限公司
• 主分類號: G09B19/00
• 分類號: G09B19/00
• 代理公司: 北京市京大律師事務所 11321
• 代理人: 方曉明

本發明涉及插卡式單片機的技術領域，特別是涉及一種用于計算機編程教學的插卡式單片機套件，避免通過連接線的連接方式造成的接線錯誤，也使得整個套件裝置集成度高，結構簡潔美觀，能夠將代碼寫入單片機，而且能夠上傳代碼到云端，供以后使用。以上的設計綜合起來，使得整個套件功能十分強大，能夠適應于各種場景的應用；包括：插槽式擴展板，插卡式單片機，底層代碼封裝，dxkIDE Python語言集成開發環境。

技術領域

本發明涉及插卡式單片機技術，尤其涉及一種用于計算機編程教學的插卡式單片機套件，可用于計算機編程語言教學等應用。

背景技術

現有的用于計算機編程教學的傳統單片機，在傳感器模塊連接方面大多采用杜邦線、面包板、插針插座等面向連接線的接插形式，這種連接線接插形式往往容易出錯，接錯線的情況時常發生錯誤導致單片機運行結果不準確，在調試時還需要掌握復雜的電路知識才能糾正錯誤，非常浪費寶貴的編程學習時間，而且，連接線的損耗率十分高。

同時，現有的用于計算機編程教學的傳感器模塊種類少，沒有單獨的控制芯片，往往共用一個主板的控制芯片，此類傳感器模塊沒有自檢功能，學習者無法通過簡單的操作來確定出現的錯誤是否由硬件本身引起，間接加大了學習的難度。

發明內容

為了克服上述現有技術存在的不足，本發明提供一種插卡式單片機套件，在其插槽式擴展板上設置多個模塊插槽、主機接口、工作模式選擇開關、蜂鳴器，通過插槽方式連接外接插卡式單片機模塊，不僅避免了通過連接線的連接方式造成的接線錯誤，也使得整個套件裝置集成度高，結構簡潔美觀；插卡式單片機種類豐富，每個單片機都有單獨的控制芯片及單獨的控制程序；封裝程序將底層復雜的芯片控制代碼封裝成一句簡單的Python語句，往往簡單的幾行代碼就可以實現復雜的功能；與整個套件配套的dxkIDE集成開發環境界面友好，不僅能夠將代碼寫入單片機，而且能夠上傳代碼到云端，供以后使用。以上的設計綜合起來，使得整個套件功能十分強大，能夠適應于各種場景的應用。

本發明的技術方案是：

插槽式擴展板，包括：內置電源、主機接口、多個模塊插槽、工作模式選擇開關、小型蜂鳴器。內置電源：擴展板集成電壓轉化電路，支持寬電壓供電，可采用普通的5號電池供電，包括各種碳電池，堿性電池，鎳氫電池，鋰電池和磷酸鐵鋰電池等；主機接口通常用于連接Micro:bit單片機，計算機編程語言學習者將編寫完成的代碼導入到主控單片機；模塊插槽用于連接插卡式單片機模塊，通過I2C(Inter－Integrated Circuit，主從通信)通信方式在插卡式單片機與主控單片機之間進行通信；此外，插槽式擴展板上還裝有一個小型蜂鳴器，主控單片機能夠控制它發出不同音調的聲音；工作模式選擇開關用于選擇擴展板的工作模式和自檢模式。

插卡式單片機，包括：6片傳感器單片機，2片效應器單片機和2片單片機轉接板。其中，傳感器單片機目前擁有的功能包括讀取環境溫度、讀取環境濕度、讀取與障礙物之間的距離、手柄輸入、讀取環境聲音強度值、讀取環境亮度值以及讀取插卡式單片機上的電位器值；效應器單片機目前擁有的功能包括單頭LED紅燈的亮滅和在OLED顯示屏上顯示中文、英文、符號及數字；單片機插槽式擴展板上的模塊插槽也可以通過單片機轉接板與插卡式單片機進行連接。單片機轉接板有兩塊，分別是轉接模塊和遠端插槽卡，轉接模塊設有轉接線插槽；遠端插槽卡設有轉接線插槽和模塊插槽；轉接線的一端連接轉接模塊上的轉接線插槽，另一端連接遠端插槽卡上的轉接線插槽；通過轉接線連接轉接模塊和遠端插槽卡，將單片機擴展板上的模塊插槽延伸到遠端插槽卡上的模塊插槽；通過遠端插槽卡的模塊插槽外接插卡式單片機，達到根據需要來擴展并延長模塊插槽與外接插卡式單片機的目的，同時也可解決因外接的插卡式單片機的形狀、體積等原因無法直接與插槽式擴展板上的模塊插槽連接的問題。