[实用新型]用于智能电子积木信号运算的硬件模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及智能玩具技术领域，具体涉及用于智能电子积木信号运算的硬件模块。

背景技术

前的很多电路类实验产品都是以一种独立形式存在的，无法与机械结构类的产品一起使用，其拼接、电路连接都存在各种限制，使用者难以根据自己的需求和想法自由拼接，难以调动青少年儿童对于搭建结构以及电路原理的认知。而可自由组合、根据用户想法自由拼接的智能、模块化积木，能满足用户在进行积木拼接的过程中，感受电子控制电路带来的乐趣并学习相关知识。为了实现用户根据电路原理自由设计各种电路结构，有必要提出了用于智能电子积木的信号运算方法及硬件模块。本实用新型的涉及的智能积木系统由多个智能积木模块(简称积木模块)构成。

实用新型内容

为了实现用户根据电路原理自由设计各种电路结构，提出了用于智能电子积木信号运算的硬件模块，通过接收来自上位积木模块输出的一路或者多个电压信号，经过模数转换器，将电压信号转换为数字信号，一路或者多路数字信号在处理器中根据设定的运算规则(逻辑运算、数学运算等)的处理，得到的运算结果为数字信号，该数字信号经过数模转换器，转换为电压信号，从输出端输出给下位积木模块。用于智能电子积木的信号运算硬件模块，提供了电路板的封装部件，提供积木模块的安装结构，实现智能积木模块的标准安装结构，便于积木模块之间的自由拼接。

本实用新型的目的至少通过如下技术方案之一实现。

用于智能电子积木信号运算的硬件模块，包括输入端、输出端、模数转换器、模块处理器、数模转换器、下壳体、上壳体和电路板；

所述输入端包括高电平输入端、数据总线输入端、信号输入端和低电平输入端；所述输出端包括高电平输出端、数据总线输出端、信号输出端和低电平输出端；每一路信号输入端都连接了一个模数转换器，将输入的电压信号转换为数字信号，生成的数字信号作为处理器的信号来源；一路或者多路信号在处理器中进行运算，得到的结果输出给数模转换器，将数字信号转换为电压信号从信号输出端输出给下位积木模块；

数据总线输入端和数据总线输出端所连接的数据总线，是整个积木系统的共同通讯总线，该总线采用单工方式收发数据；数据总线传输由调节器所产生的数据，所述数据用途包括对智能积木模块的处理器进行逻辑与、逻辑或、逻辑非等运算规则进行设定；数据总线输入端与上位智能积木模块连接，获得上位智能积木传递的数据；数据总线输出端与下位智能积木模块连接，向下传递数据；数据总线与处理器连接，处理器通过数据总线与调节器双向通讯；调节器通过数据总线对处理器的运算规则进行设置；

所述处理器、模数转换器和数模转换器组件封装在电路板上；输入端和输出端与电路板连通；电路板连接固定并封装在下壳体和上壳体中间，仅有输入端和输出端的8个或者12个接头(多路输入信号的情况)露出在壳体外部与其他积木模块连接；

下壳体在靠近输出端接头的部位设置了接头凸台，在靠近输入端接头的部位设置了接头凹槽；积木模块的接头凸台可与另一个积木模块的接头凹槽组装配合；下壳体在底面设置了安装凹槽；上壳体在顶面设置了安装凸台；一个积木模块的安装凸台可与另一个积木模块的安装凹槽组装配合。

进一步地，所述调节器自身包括处理器、LCD显示屏、按键输入、通讯接口和供电接口；调节器的通讯接口包括数据总线输出端和信号输出端，这两个接口能将调节器的处理器的输出信号传递到智能积木中的数据总线和信号线；调节器的供电接口包括了低电平输入端和高电平输入端，这两个输入端分别与智能积木系统的低电平导线和高电平导线连通，获得供电模块的供电；调节器的处理器内嵌了处理程序，用户可通过调节器设有的按键作为信息输入端，通过调节器进行信息的编码，并通过通讯接口输出以及对智能积木模块进行设定。调节器的LCD显示屏是调节器的显示端。

进一步地，对于单目运算，只需要一个输入端和一个输出端；对于双目运算，需要两个输入端和一个输出端。

进一步地，处理器能处理如下运算：逻辑非运算，该运算规则是将高电平转换为低电平，将低电平转换为高电平；逻辑或运算，对两组输入信号进行判断，同时为低电平时输出低电平，其他情况输出高电平；逻辑与运算，对两组输入信号进行判断，同时为高电平时输出高电平，其他情况输出低电平；逻辑异或运算，对两组输入信号进行判断，两组信号为一个高电平一个低电平，则输出高电平，否则输出低电平。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优点和技术效果：