[发明专利]一种基于智能评价的数字电子技术实验系统及方法

摘要

本发明公开一种基于智能评价的数字电子技术实验系统，包括单片机最小系统，单片机最小系统连接有液晶显示屏、逻辑笔、实时时钟、多个按键、多个受控逻辑电平接线插座、受控单脉冲源接线插座和连续脉冲源接线插座，驱动多个数码管；单片机最小系统通过并入串出移位寄存器连接有蜂鸣器、数码管译码选择开关、多个数码管接线插座、发光二极管接线插座和逻辑电平开关。本发明将数字电路实验分为“实验状态”与“评价状态”，在“实验状态”可实现常规数字电子实验箱的功能，在“评价状态”，根据评价规则，对实验电路进行智能评价，大大减少了教师和实验人员的检查、测试和成绩评定的工作量；使学生可以独立完成数字电路实验，利于进行开放性实验。

主权项

一种基于智能评价的数字电子技术实验方法，其特征在于，实验系统分为实验状态和智能评价状态两种状态，在实验状态时，可实现常规数字电子实验箱的功能，在评价状态时，可根据智能评价规则，对实验电路进行智能评价；当实验系统处于智能评价状态时，单片机根据智能评价规则决定逻辑电平输出接线插座(28)的输出电平、连续脉冲源接线插座(8)的输出频率、单脉冲源接线插座(9)的输出脉冲；所述智能评价规则如下：5.1)对于组合逻辑电路：5.1.1)实验规则总数：输入规则条数不多于256条；5.1.2)占用规则：指具体实验所使用的逻辑电平开关输入(27)与逻辑电平输出接线插座(28)；占用规则共需4个字节，字节一和字节二表示16个逻辑电平开关的占用情况，每个逻辑电平开关对应一个位，对应的位为1表示使用该逻辑电平开关，为0表示不使用该逻辑电平开关；字节三表示8个发光二极管(6)的占用情况，每个发光二极管(6)对应1个位，为1表示使用对应的发光二极管(6)；字节四表示蜂鸣器(4)、数码管译码方式和4个数码管(5)占用情况，其中每个数码管(5)占用1个位，为1表示使用对应的数码管(5)；蜂鸣器(4)占用1个位，为1表示使用蜂鸣器(4)；数码管译码方式占用1个位，为1表示选择段码译码方式，为0表示选择BCD译码方式；5.1.3)检查规则：每条检查规则共计8个字节；只有相应的逻辑电平开关输入(27)和逻辑电平输出接线插座(28)在占用规则中为1，检查规则中的定义才有效；字节一和字节二为逻辑电平开关的状态，按真值表的顺序列出，作为智能评价的输入；字节三为对应智能评价的输入时，发光二极管应有的输出；字节四、字节五、字节六和字节七为数码管(5)对应智能评价的输入时，应有的输出；字节八的最高位，为对应智能评价的输入时，蜂鸣器(4)的输出；5.2)对于简单时序逻辑电路：5.2.1)实验规则总数：输入规则条数不多于256条；5.2.2)占用规则：为表示连续脉冲源的使用情况，共需要5个字节；字节一和字节二表示16个逻辑电平开关的占用情况，每个逻辑电平开关对应一个位，对应的位为1表示使用该逻辑电平开关，为0表示不使用该逻辑电平开关；字节三表示8个发光二极管(6)的占用情况，每个发光二极管(6)对应1个位，为1表示使用对应的发光二极管(6)；字节四表示蜂鸣器(4)、数码管译码方式和4个数码管(5)占用情况，其中每个数码管(5)占用1个位，为1表示使用对应的数码管(5)；蜂鸣器(4)占用1个位，为1表示使用蜂鸣器(4)；数码管译码方式占用1个位，为1表示选择段码译码方式，为0表示选择BCD译码方式；字节五的高4位表示连续脉冲源占有情况，为1表示对应的脉冲源被使用，低4位表示单脉冲源占用情况，为1表示该单脉冲源被使用；对于简单时序逻辑电路，只允许使用一种脉冲源；5.2.3)初始化规则：使用单脉冲源，对实验电路中所有时序芯片进行初始化；初始化规则占用1个字节，其中高4位表示使用的单脉冲源，为1表示对应的单脉冲源被使用；5.2.4)检查规则：每条规则占用8个字节；字节一定义经过若干个时钟数；字节二的高4位表示该时钟条件下，对应单脉冲源的状态；字节三为对应智能评价的输入时，发光二极管(6)应有的输出；字节四、字节五、字节六和字节七为数码管(5)对应智能评价的输入时，应有的输出；字节八的最高位，为对应智能评价的输入时，蜂鸣器(4)的输出；5.3)对于复杂时序逻辑电路：5.3.1)占用规则：为表示连续脉冲源的使用情况，共需要5个字节；字节一和字节二表示16个逻辑电平开关的占用情况，每个逻辑电平开关对应一个位，对应的位为1表示使用该逻辑电平开关，为0表示不使用该逻辑电平开关；字节三表示8个发光二极管(6)的占用情况，每个发光二极管(6)对应1个位，为1表示使用对应的发光二极管(6)；字节四表示蜂鸣器(4)、数码管译码方式和4个数码管(5)占用情况，其中每个数码管(5)占用1个位，为1表示使用对应的数码管(5)；蜂鸣器(4)占用1个位，为1表示使用蜂鸣器(4)；数码管译码方式占用1个位，为1表示选择段码译码方式，为0表示选择BCD译码方式；字节五的高4位表示连续脉冲源占有情况，为1表示对应的脉冲源被使用，低4位表示单脉冲源占用情况，为1表示该单脉冲源被使用；5.3.2)初始化规则：使用单脉冲源，对实验电路中所有时序芯片进行初始化；初始化规则占用1个字节，其中高4位表示使用的单脉冲源，为1表示对应的单脉冲源被使用；5.3.3)检查规则：对于复杂时序逻辑需要根据实验的具体内容，制定检查规则，编写独立的检查程序；其方法为：模拟学生实验的过程，指定输入和控制时间，并检查输出的逻辑状态，当实验电路的输出与预期相符时，可认为实验电路已正确连接。