電子實驗箱的製作方法
2023-09-21 04:10:50 1
專利名稱：電子實驗箱的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電子教學與電子工程師認證儀器技術領域，具體
說是一種電子實驗箱。
技術背景 中國電子學會在全國推廣電子工程師認證項目，其實訓部分需要
硬體平臺即實驗箱做支撐，按照電子學會的要求此平臺要以單片機為核心。單 片機應用技術是一門實踐性很強的學科，理論與實踐相結合是最好和最快捷的 學習方法。目前，市場上的單片機實驗箱結構固定、功能單一，實驗箱一旦定 型，所能開發的實驗也隨之固定，實驗項目有限；並且，實驗箱結構複雜，調 試、維修、維護都比較困難，不能直接用於電子工程師認證。單片機實驗箱硬 件配置落後，以並行擴展為主，在現場實際使用中多數已不適用，不能使學生 或者使用者能夠迅速與市場接軌。現有實驗箱一旦有晶片損壞，査找、驗證、 更換都比較困難，特別是對於貼片封裝的晶片。而且，現有實驗箱多數採用編 程器+仿真器的開發方式，增加使用者的購買成本，且仿真實驗不能完全仿真芯 片運行實際情況
實用新型內容
本實用新型所要解決的技術問題是提供一種實驗功能多，結 構簡單，操作方便的電子實驗箱。
本實用新型解決上述技術問題所採用的技術方案如下 一種電子實驗箱，包括機箱、設置有印刷電路的底板、220V交流電源外接 電路、變壓器；其特徵在於它還包括M個獨立的功能模塊；底板的正面面板 (即朝向上的這面)分成N個模塊區，每個模塊區分別設有針孔式插座；各功 能模塊的下面設有與針孔式插座位置對應的針式插銷；每個針孔式插座上以插 接可拆卸方式連接有一塊功能模塊，功能模塊包括必須的電源模塊、可選取的 基本模塊與提高模塊。
本實用新型的機箱採用標準機箱，底板為採用標準電路設計的印刷電路板；針孔式插座與底板相應的功能引線連接。
基本模塊包括單片機處理模塊、AD+DA模塊、信號調理模塊、通信和ISP 下載模塊、鍵盤模塊、8155並口擴展模塊、顯示模塊；利用基本模塊能夠完成 電子工程師認證及學生教程所要求達到的基礎實驗。
提高模塊包括繼電器/紅外/IO模塊、fC接口模塊、無線遙控模塊、232/485 轉換模塊、CAN接口模塊、USB接口模塊。
本實用新型配備有實驗箱說明書，使用者按照說明書的指示操作，就可方 便的完成實驗。
本實用新型設計上立足於單片機本科教學大綱，緊密結合單片機應用開發 實際，採用模塊化插接，具有很強的模塊組合與擴展能力，使單片機教學實驗 步入"設計性實驗"的新階段。因本實用新型採用開放式的獨立模塊結構，可 以方便拆裝、調試和維修；各個功能模塊可以根據實際情況進行互換或者升級。 因底板和機箱採用標準電路設計方式，使用者只需一次購買；基礎模塊和提高 模塊可以根據實驗需要靈活選擇，使用一個實驗箱就能夠完成多項實驗；集下 載編程器、試驗開發板、實用外設為一體，節約成本。在培訓或考試時，可以 不破壞單元模塊電路。考試時僅需通過不同的跳線來出題，操作性強，單位用 戶只要購買一次便可以多次重複使用。
本實用新型面向工業應用現場，以串行擴展為主，包括12(:、 SPI、 USB等， 所選晶片均為常用、易用、價格適中、功能適中的器件，這些器件均是目前在 現場中大量使用的器件；這些器件資料詳實，易於查找。本實用新型通過底板 上面設有的雙排針孔式插座把相應信號從印刷電路板輸送到功能模塊相應位 置，功能模塊及可開發的實驗完全由實驗者自己掌握。
圖1為本實用新型的主體結構示意圖2為底板的正面面板結構示意圖3為底板的一個模塊區的結構示意圖4 一個功能模塊的結構示意圖；圖5是圖4的左視圖6是拔掉了一根插針的模塊示意圖7是遮擋鋼板的結構示意圖8是插接有模塊的底板示意圖。
圖中1_機箱、2—變壓器，3—220交流電源外接電路，4—底板，401 一雙排針孔式插座，402—模塊區，403—針孔，404—實心，5—遮擋鋼板，501 一通孔，6—功能模塊，601—針式插銷，602—電子元器件，603—插針。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
如圖l所示本實用新型提供的電子實驗箱，包括機箱l、設置有印刷電路 的底板4、 220V交流電源外接電路3、機箱1內裝有變壓器2，為電源模塊提供 相應電壓；它還包括十幾個獨立的功能模塊6;參見圖2:底板4的正面面板分 成十個模塊區402，每個模塊區的左右兩邊分別設有雙排針孔式插座401;參見 圖4與圖5:每個功能模塊6下面的左右兩邊設有與針孔式插座401位置對應的 雙排針式插銷601;功能模塊6上固裝有電子元器件602;每個針孔式插座401 上通過雙排針式插銷601的插針603以插接可拆卸方式連接有一塊功能模塊6， 功能模塊6包括必須的電源模塊、可選取的基本模塊與提高模塊。本實施例所 提供的底板4設有十個功能模塊區402，並不意味著對本實用新型的限制，功能 模塊區域也可以是大於或小於十的其它數目。雖然本實施例的底板4的正面面 板分成十個模塊區402，底板4可以插接十個模塊，使用者並非一定要購買或者 使用十個模塊，可以根據需要選用模塊的數量。
功能模塊6兩邊設有的雙排針式插銷601插接到雙排針孔式插座401上， 即將功能模塊6固定在底板4上，通過底板把電源以及相應的信號線引到功能 模塊對應的引腳上；這樣，就可在功能模塊上設計相應功能的電路進行開發實 驗。所有功能模塊均可以從底板上方便的拔下來，根據使用需要，更換所需用 的功能模塊。
為了防止功能模塊插錯或插反，作為本實用新型的完善，可以採取下述兩項措施。參見圖4:每個功能模塊6上面標註有"UP"、 "D0麗"提示標誌，"UP" 表示該功能模塊插在底板上時此方向朝上，"DOWN"表示該功能模塊插在底板 上時此方向朝下，以防止功能模塊插反。參見圖3與圖6:將雙排針孔式插座 401的某個針孔403封堵上成為實心404，將相應模塊與實心404處所對應的那 根插針603拔掉，避免功能模塊插錯。
作為本實用新型的進一步完善，參見圖1與圖7:為了保持底板4的乾淨整 潔，在底板4的上面裝有不鏽鋼材質的遮擋鋼板5，遮擋鋼板5設有與針孔式插 座401位置對應的通孔501，功能模塊6的針孔式插針601與針孔式插座401插 接後，功能模塊6位於遮擋鋼板5上面。
本實用新型配備有實驗箱說明書手冊，使用者按照說明書手冊的指示操作， 就可方便的完成實驗。
本實用新型提供的基本模塊包括單片機處理模塊、AD+DA模塊、信號調 理模塊、通信和ISP下載模塊、鍵盤模塊、8155並口擴展模塊、顯示模塊，利 用基本模塊能夠完成電子工程師認證及學生教程所要求達的基礎實驗；其中AD
+DA模塊有串行AD/DA模塊和並行AD/DA模塊，顯示模塊有字符型液晶模塊、 漢字型液晶模塊和LED模塊。本實用新型提供的提高模塊包括繼電器/紅外/10模 塊、fC接口模塊、無線遙控模塊、RS 232/485轉換模塊、CAN總線接口模塊、 USB通信接口模塊。
本實用新型提供的繼電器/紅外/IO模塊、fC接口模塊可透明互換，不用短 路帽進行選擇，軟體不需要任何修改；本實用新型提供的8155並口擴展模塊、 AD+DA模塊、USB通信接口模塊和CAN總線接口模塊，根據隨箱手冊上的引腳 定義只需修改模塊上的幾根連線(同時需要修改軟體定義)而不需要改動底板 連線即可互換。由於模塊位置的可互換性，用戶不必擔心插錯位置而導致電路 板損壞；節省成本，即使底板電路中某區域由於意外而導致短路，由於模塊位 置的可互換性，也可以在別的位置做實驗，而不需要更換底板。
本實施例底板4的十個模塊區402，左邊四個為4.5求9CM的20針小板，中間、右邊各三個為6*9 CM的26針大板。四塊小板外觀完全相同，包括長、寬、 厚與插座的規格尺寸；六塊大板外觀也完全相同，包括長、寬、厚與插座的規 格尺寸。
參見圖8:相應的，本實施例底板左邊插接的分別獨立的四個20針模塊是 電源模塊、繼電器/紅外/IO模塊、12(:接口模塊和信號調理模塊；本實施例底板 中間與右邊插接的26針模塊有4*4鍵盤模塊、單片機處理模塊、AD+DA模塊、 顯示模塊、8155並口擴展模塊和通信和ISP下載模塊。
每個功能模塊上都預留有數量不等的跳線帽位置，可以方便的進行出題(出 故障)，進行考核，出故障不會損壞模塊本身。
為了更好培訓並節約成本，各個實驗功能模塊6均採用跳線、跳帽方式連 接。在培訓或考試時，可以不破壞單元模塊電路。考試時僅需通過不同的跳線 來出題，操作性強，單位用戶只要購買一次便可以多次重複使用。
權利要求1、一種電子實驗箱，包括機箱、設置有印刷電路的底板、220V交流電源外接電路、變壓器；其特徵在於它還包括M個獨立的功能模塊(6)；所述底板(4)的正面面板分成N個模塊區(402)，每個所述模塊區(402)分別設有針孔式插座(401)；每個所述功能模塊(6)的下面設有與所述針孔式插座(401)位置對應的針式插銷(601)；每個所述針孔式插座(401)上以插接可拆卸方式連接有一塊所述功能模塊(6)，所述功能模塊(6)包括電源模塊和選取的基本模塊與提高模塊。
2、 根據權利要求l所述的一種電子實驗箱，其特徵在於所述針孔式插座 (401)是雙排式針孔式插座(401)，所述針式插銷(601)是雙排式針式插銷 (601);每個所述模塊區(402)的左右兩邊設有所述雙排式針孔式插座(401)，每個所述功能模塊(6)下面兩邊與所述雙排式針孔式插座(401)對應處設有 雙排式針式插銷(601)。
3、 根據權利要求l所述的一種電子實驗箱，其特徵在於所述基本模塊包 括單片機處理模塊、AD+DA模塊、信號調理模塊、通信和ISP下載模塊、鍵 盤模塊、8155並口擴展模塊、顯示模塊；所述提高模塊包括繼電器/紅外/IO模 塊、fC接口模塊、無線遙控模塊、RS 232/485轉換模塊、CAN接口模塊、USB 通信接口模塊。
4、 根據權利要求1所述的一種電子實驗箱，其特徵在於所述功能模塊(6) 上面標註有"UP"、 "DO麗"提示標誌；所述針孔式插座(401)的某個針孔(403) 封堵成實心(404)，將相應模塊與所述實心(404)處所對應的插針(603)去 除。
5、 根據權利要求1至4任意一項所述的一種電子實驗箱，其特徵在於所述底板(4)的上面裝有不鏽鋼材質的遮擋鋼板(5)，所述遮擋鋼板(5)設有 與所述針孔式插座(401)位置對應的通孔(501)。
6、 根據權利要求5所述的一種電子實驗箱，其特徵在於所述模塊區(402) 為十個，左邊四個為4.5求9CM的20針小板，中間與右邊各三個為6求9CM的26針大板。
7、根據權利要求6所述的一種電子實驗箱，其特徵在於所述功能模塊(6) 上預留有跳線帽位置；所述功能模塊(6)採用跳線、跳帽方式連接。
專利摘要一種電子實驗箱，包括機箱、設置有印刷電路的底板、220V交流電源外接電路、變壓器；它還包括M個獨立的功能模塊；底板的正面面板分成N個模塊區，每個模塊區分別設有針孔式插座；各功能模塊的下面設有與針孔式插座位置對應的針式插銷；每個針孔式插座上以插接可拆卸方式連接有一塊功能模塊，功能模塊包括必須的電源模塊、可選取的基本模塊與提高模塊。本實用新型採用開放式的獨立模塊結構，可以方便拆裝、調試和維修；各個功能模塊可以根據實際情況進行互換或者升級。一個實驗箱能完成多項實驗；集下載編程器、試驗開發板、實用外設為一體，節約成本。培訓或考試時，可不破壞單元模塊電路。操作性強，用戶只要購買一次便可以多次重複使用。
文檔編號G09B19/00GK201378367SQ20092000264
公開日2010年1月6日 申請日期2009年2月20日 優先權日2009年2月20日
發明者嚴天峰, 王瑞峰, 王耀琦, 苗新法 申請人:蘭州眾仕通電子科技有限公司