[发明专利]便携式电子技术实验箱

说明书

技术领域

本发明涉及一种便携式电子技术实验箱，属于电子技术领域。

背景技术

随着科技的发展，电子技术在生产和研究活动中的重要作用愈发凸显。电子技术实验设备装置，即模拟电子技术、数字电子技术实验箱，是各大高校实施电子技术实践教学和学生创新的重要实验装置。目前各大高等院校广泛使用的电子技术实验箱是针对电子技术基础课程的实验内容设计而成。该类实验箱有三个显著缺陷：一是实验箱的设备功能单一，拓展、创新性能弱；二是不同厂家实验箱的电路板不能相互转换和连接，尺寸、接口、性能难以兼容；三是箱体体积太大，既不美观，也不便于移动携带。

发明内容

本发明提供一种便携式电子技术实验箱，该实验箱体积小巧便于移动和携带，功能齐全，且采用模块化设计，兼容性及扩展性好。

该电子技术实验箱包括：箱体、主板、电源模块和两块子板。所述两块子板分别为单片机系统板和可编程片上系统板。所述电源模块固定在箱体底部的内表面，其接线插头由箱体后侧的交流电源接口引出。所述主板固定在箱体内部，其四周均与箱体的内表面固接。

所述主板包括子板区、位于子板区上方的显示区，位于子板区左侧的电源区，位于子板区下方的功能模块区和位于子板区右侧的扩展接线模块。所述子板区依据具体实验需要选择放置面包板、单片机系统板或可编程片上系统板。所述显示区内包括数码管模块、逻辑电平指示模块、拨码开关和逻辑笔模块。所述电源区内包括电源总开关和直流电源及短路报警模块，其中直流电源及短路报警模块与电源模块相连。所述功能模块区内包括脉冲信号源模块、单脉冲模块、固定阻容模块、报警电路模块和A/D和D/A转换模块。所述主板上的所有模块均能独立工作。

所述数码管模块用以实现数码管显示实验。所述逻辑电平指示模块采用指示灯来表示被测信号的逻辑状态。所述逻辑笔模块采用不同颜色的指示灯来表示数字电平的高低。所述直流电源及短路报警模块将外部电源转换为满足实验箱功率要求的直流电源。并提供限流保护电路和短路报警电路。所述扩展接线模块用于提供对外的扩展接口。所述脉冲信号源模块用于提供频率可调的方波信号源。所述单脉冲模块提供单次上升沿和下降沿。所述固定阻容模块提供两个以上具有固定电阻值的电阻和固定电容值的电容。

所述单片机系统板包括供电模块A、液晶显示模块、蜂鸣器模块、JTAG接口、RS232接口A、单片机芯片、扩展I/O接口A、EEPROM模块和键盘模块。

所述可编程片上系统板包括液晶显示接口、RS232接口B、扩展I/O接口B、供电模块B、程序下载模块、可编程片上芯片、自定义模块和电容屏模块。所述自定义模块提供对外的接口。

所述箱体的尺寸为长230mm、宽230mm、高100mm。主板的尺寸为长230mm、宽230mm。子板区的尺寸为：长165mm、宽108mm。单片机系统板的尺寸为长165mm、宽54mm。可编程片上系统板的尺寸为长165mm、宽108mm。

所述单片机系统板中的单片机芯片的型号为MSP430F149芯片。

所述可编程片上系统板中的可编程片上芯片的型号为CY8C55芯片。

所述主板、单片机系统板和可编程片上系统板上都预留有接插口，通过扁平电缆能够实现单片机芯片、可编程片上芯片对主板上数码管模块、报警模块、A/D及D/A转换模块的控制。

所述单片机系统板上，在固定单片机芯片区域的四周固定有排针，安装单片机芯片时直接通过其芯片四周的排母与排针配合。

所述供电模块A和主板上均设置有USB接口，所述主板能够通过USB连接对单片机芯片和可编程片上芯片供电。

有益效果

（1）该实验箱功能齐全、扩展性及兼容性强：拥有单片机系统板和可编程片上系统板两大编程模块，同时基于可拆卸替换的模块化思想，提供用户自定义的实验区，实现单片机系统板、可编程片上系统板和面包板模块的自由更换，既满足了电子技术基础课程实验的需要，又可以作为学生自主创新实践的平台。

（2）本发明的便携式实验箱体积小巧、便于移动和携带，既可满足电子技术课程教学实践的需求，又可以帮助使用者提高创新能力，从而为使用者准备实验带来了方便。

（3）为方便该实验箱在实验室外使用，通过固定阻容模块分别提供一系列实验常用的固定电阻及固定电容，方便使用者从主板上直接获取常用阻容值，免去了额外准备电阻电容进行实验的烦恼。