专利名称：嵌入式智能数字电路实验仪的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及一种实验仪，尤其是涉及一种对数字电路实验能作正确与否的判断评价并显示实验结果的实验仪；特别适合于以高素质应用型人才为培养目标的高等学校使用。
背景技术：
数字电路是高校电类专业必修的主干基础课，现今常用的实验设备，一般都是在一块面板上插入所需的IC芯片，连接好实验电路后通过测量输入输出逻辑电平来检查、评估实验的正确性，如果遇到接触不良或接线错误等故障时，需要实验人员耐心地逐级查找，教师在辅导检查时必然要花费很大精力，费工、耗时、效率低下，学生则容易陷入被动乏味状态，甚至滋生急躁情绪，在多年教学实践中设计者深知普通仪器的弊端。随着我国高等教育事业大发展，理工类实验仪器数量和品种以前所未有的速度增长，但细看我国教学实验设备尤其是基础实验设备，在技术上绝大多数还只是停留在模仿、验证水平，一般院校首先满足“有实验设备”这个起码的要求，对于一大批近年在高教事业发展中建设起来的电子类实验室，繁重的日常教学是当务之急，高新实验设备的研究暂时被置于次要位置，这就导致目前很少或者没有高水平高教基础实验设备的局面。
综观国外测量仪器的发展，无不采用计算机高新技术，逐渐向智能化过渡，把原先需要人做的思维判断交由高速计算机处理，这就大大提高了测试仪器的性能，这就是所谓的“智能化”，是国际仪器设备研制重要发展方向。在高教事业大发展大提高的今天，我国的实验设备应该有一个质的飞跃，实现更新换代。
为此人们进行了长期的探索，提出了多种多样的实施方案。例如，中国专利文献公开了一种多功能电子技术实验教学装置(申请号95207117.7)，它把频率计、交流毫伏表、函数发生器、直流稳压电源、逻辑电平开关及显示、译码及数码显示、模拟及数字实验电路优化于一机，只需配一台示波器就可完成原需六、七台设备才能完成的模拟和数字电路实验与设计，且便于开发新的实验和课程设计课题。该方案仅仅是将多种设备进行简单的叠加，其结构复杂、造价高，使用起来仍然不甚方便。还有人申请了一种单层行列式电路实验板(申请号95207117.7)，由单层塑料板框、金属插脚、两脚专用插头组成，能实现拼接扩充容量。该方案功能单一，实验步骤较为繁琐，精度不高，自动化程度不高。
发明内容
本实用新型主要是解决现有技术所存在的实验过程繁琐，效率低下，费时费力，无自动评测功能，一旦遇到接触不良、接线错误或元器件故障时，需要实验人员耐心地逐级查找等的技术问题；提供了以嵌入式计算机技术为基础的、使用简便、效率高、能够自动检测评价实验、智能化程度高的嵌入式智能数字电路实验仪。
本实用新型又解决了现有技术所存在的功能单一，不能自我学习、记忆新实验等的技术问题；提供了一种功能全面，能够根据需要设置实验种类，又能自我学习的嵌入式智能数字电路实验仪。
本实用新型还解决了现有技术所存在的实验过程难以管理，实验效果不甚理想，无法实现多机联网的网络教学实验等技术问题；提供了一种易于管理，教学效果好，能够实现多机联网实验，便于教学管理的新型嵌入式智能数字电路实验仪。
本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的嵌入式智能数字电路实验仪，包括实验操作面板、信号采集处理部件和电源等三部分。其特征在于所述的实验操作面板与一个信号采集处理部件相连，所述的信号采集处理部件包括嵌入式微处理器。本实用新型是一种具有智能化功能的新一代实验仪器。它克服原有设备不足，自动检测、评价、记录实验过程，集示波器、电压电流表、信号发生器多种电子测量仪器于一体，功能强效率高，而且能够激发学员实验的主动性。此外，实验操作面板采用双面PCB贴模工艺，元件采用插入式连接，简洁直观，使用维护方便。
作为优选，所述的嵌入式微处理器通过多路缓冲开关与实验操作面板上的信号检测接口相连，通过嵌入式微处理器采集实验实时信号与预先存储在微处理数据库中的实验标准模式进行比对，由仪器判断实验线路的连接正确与否，从而对实验过程进行评价，实现实验指导评价的智能化，无需配备其他实验仪器设备就可完成二三十种典型数字电路基础实验。
作为优选，所述的信号采集处理部件包括LCD显示屏，所述的LCD显示屏通过LCD显示接口与嵌入式微处理器相连。实验的步骤、信号波形图、实验的评价结果通过LCD显示出来，引导使用者正确操作，人机界面好。
作为优选，所述的信号采集处理部件包括键盘，所述的键盘与嵌入式微处理器相连，键盘选择所要进行的实验种类，嵌入式微处理器从数据库中调出该实验种类的标准数据，从而可进行比对。
作为优选，所述的嵌入式微处理器与软件调试接口相连，所述的软件调试接口与软件调试仿真设备相连。这里的接口电路还可以采用多种实施方案，例如红外接口，JTAG接口，蓝牙接口等。调试仿真设备通过软件调试接口可以对嵌入式微处理器进行在线编程调试，同时也可以根据需要随时输入新的实验项目数据参数，更新应用程序，使实验仪具备自我学习功能，实验项目可以随时扩展更新。
作为优选，所述的信号检测接口包括用户输入口、用户输出口和电压、电流检测口以及其它接口，实验仪可以检测实验操作面板送来的多种信号，同时可作为双列直插集成块的检验工具。
作为优选，所述的实验操作面板上集成有电流表、电压表以及若干个分立元件插座、集成块插座，并设有若干个电源、地线、信号源等插口和多个开关，所述的集成块插座为各种引脚数的双列直插式插座，使实验者可以在实验操作面板上作多种多样的电路连接。
作为优选，所述的嵌入式微处理器连接有报警电路和信号输出接口，所述的信号输出接口通过用户输入口与实验操作面板相连。当实验线路发生错误时，发出报警信号，及时提醒实验者检查实验线路；信号输出接口输出各种实验所需的信号。
作为优选，所述的信号采集处理部件设有与联网计算机相连的接口电路，所述的接口电路的另一端与嵌入式微处理器相连，所述的联网计算机通过通讯电缆与若干个接口电路相连。多个实验仪可以独立工作，也可以通过通讯电缆集中连到一台联网计算机上，形成一个LAN架构的网络数字电路实验室。
此外，作为优选，所述的接口电路为USB接口。
因此，本实用新型具有设计合理，结构简单，功能全面，使用维护方便，具有优异的性能价格比，可节省大量投资，减轻实验管理强度，是大专院校及企业培训学校中电子技术实验的理想仪器；能够根据需要设置实验，自动检测实验过程，智能化程度高，实验效果好，易于管理，教学效果显著，而且能够实现多机联网，拓展实验的时间空间。
附图1是本实用新型的一种结构框图。
附图2是本实用新型中的一种软件的工作流程图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
实施例
嵌入式智能数字电路实验仪，包括实验操作面板1，与其相连的信号采集处理部件3，以及电源2。信号采集处理部件包括嵌入式微处理器4，所述嵌入式微处理器通过信号检测输入口、多路缓冲开关5与实验操作面板上的各信号检测接口相连；所述的信号采集处理部件包括LCD显示屏6，所述的LCD显示屏通过LCD显示接口7与嵌入式微处理器相连。所述的嵌入式微处理器上连接有键盘8、软件调试接口9，软件调试接口与调试仿真设备相连。所述的信号检测接口包括用户输入口15、用户输出口10、电压、电流检测口11、其它接口12。所述的实验操作面板上集成有电流表、电压表以及若干分立元件插座、集成块插座，并设有若干个电源、地线、信号源等插口和多个开关；所述的集成块插座为各种引脚数的双列直插式插座。所述的嵌入式微处理器上设有与联网计算机16相连的接口电路17，所述的联网计算机通过通讯电缆与若干个接口电路相连。所述的接口电路17为USB接口。
1.电源输入220V±10％ 输出5V/1A，+12V(可选)0.4A 具过载保护报警，自动恢复功能2.信号源 频率基本频率0.5Hz；1Hz；1000Hz；其他可任选波形①连续方波 前后沿陡度≤20ns②单脉冲 去抖动 宽度2us幅度TTL电平3.输入测试逻辑电平开关输出(8路，分别记为I0～I7)4.输出测试点8路(记为P0～P7)接有红色LED，逻辑1时亮，0时不亮。
5.数字显示12位(其中原码10位，反码2位)，七段数码管红、绿、黄三色各4只。
6.电压、电流表电压表2位有效数字，电流表3位有效数字，测量范围0.0V～9.9V(带超标显示)，000MA～999MA(带超标显示)，电压电流表在无测量输入时自动显示实验仪电源负载(电压，电流)，有输入时，显示被测电压电流值。
7.元件插座分立元件插座若干双列直插式14Pin2只16Pin13只20Pin1只另有扩充插座板二块28Pin，40Pin数字电路实验操作面板在一块360MM×280MM电路面板上集成了P14、P16、P18、P20双列直插式插座若干，以及电源、地线、信号源等插口和多个开关。是实验操作区。
信号采集处理部件硬件部分主要由功能强大的嵌入式微处理器电路组成，所谓的智能检测主要由本功能单元完成。
微处理器软件设计软件部分用高级程序语言设计。软件的工作流程图如附图2所示。
软件具有“自我学习”功能，能够在人工干预下学习新实验项目，保持技术上不断地创新。调试仿真设备通过软件调试接口对实验仪调试编程，输入新的实验数据参数。因此本实验仪具备了自我学习功能，大大扩展了实验项目。
嵌入式微处理机采集、检测实验操作面板上的逻辑电路关键节点的电位波形，实时显示在LCD显示屏屏幕上，运用逻辑函数判断实验结果正确与否。联网计算机则负责处理网络实验教学事宜，集中检测子系统实验状况，记录存储实验过程与结果，形成相关实验教学档案。
独立使用实验仪1.将实验仪打开，接通220v/50Hz交流电源，指示灯亮，机载蜂鸣器发出短促一声“嘟”，几秒钟后LED显示实验仪工作电压5v±0.1v。(左边红色二位)。静态工作电流xxx MA(中间三位黄色)，电压电流在额定值范围内，表示仪器状态正常，可以使用。否则仪器将发出连续的“嘟”声，表示设备有故障。
2.关断电源，在操作面板上插上所要用的实验元件、芯片，依照设计电路连接好接线，将需要检测的输入输出点接好。
3.开机，LED将会显示实验仪电源的电压电流值和实验项目选择提示(两位绿色)。根据提示，实验者可选择实验项目，然后根据LCD显示屏上提示一步步完成实验，直至结束。
特别注意不要将输入输出混淆，否则会造成实验失败。
4.注意各测点平时电压都是0V，实验仪自动扫描检测，长时间0V状况时机器将会忽略此测点不再显示该处电压，但不会改变该处电压值。
5.使用完毕，先断电，后撤线。拆除面板所有实验连线，拔出电源插头，附件归位，合上盖子。网络线可以不拆除。
实验仪可以独立工作，也可以通过通讯电缆集中接到一台联网计算机上，形成一个LAN架构的网络数字电路实验室。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了信号采集处理部件、实验操作面板、LCD显示屏、LED、软件调试接口、多路缓冲开关等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
权利要求1.一种嵌入式智能数字电路实验仪，包括实验操作面板(1)和电源(2)，其特征在于所述的实验操作面板与一个信号采集处理部件(3)相连，所述的信号采集处理部件包括嵌入式微处理器(4)。
2.根据权利要求1所述的嵌入式智能数字电路实验仪，其特征在于所述的嵌入式微处理器(4)通过多路缓冲开关(5)与实验操作面板(1)上的信号检测接口相连。
3.根据权利要求1所述的嵌入式智能数字电路实验仪，其特征在于所述的信号采集处理部件(3)包括LCD显示屏(6)，所述的LCD显示屏通过LCD显示接口(7)与嵌入式微处理器(4)相连。
4.根据权利要求1所述的嵌入式智能数字电路实验仪，其特征在于所述的信号采集处理部件(3)包括键盘(8)，所述的键盘与嵌入式微处理器(4)相连。
5.根据权利要求1所述的嵌入式智能数字电路实验仪，其特征在于所述的嵌入式微处理器(4)与软件调试接口(9)相连，所述的软件调试接口与软件调试仿真设备相连。
6.根据权利要求2所述的嵌入式智能数字电路实验仪，其特征在于所述的信号检测接口包括用户输入口(15)、用户输出口(10)和电压、电流检测口(11)以及其它接口(12)。
7.根据权利要求1或2所述的嵌入式智能数字电路实验仪，其特征在于所述的实验操作面板(1)上集成有电流表、电压表以及若干个分立元件插座、集成块插座，并设有若干个电源、地线、信号源等插口和多个开关；所述的集成块插座为各种引脚数的双列直插式插座。
8.根据权利要求1所述的嵌入式智能数字电路实验仪，其特征在于所述的嵌入式微处理器(4)连接有报警电路(13)和信号输出接口(14)，所述的信号输出接口通过用户输入口(15)与实验操作面板(1)相连。
9.根据权利要求1或2或3或4或5或8所述的嵌入式智能数字电路实验仪，其特征在于所述的信号采集处理部件(3)设有与联网计算机(16)相连的接口电路(17)，所述的接口电路的另一端与嵌入式微处理器相连(4)，所述的联网计算机(16)通过通讯电缆与若干个接口电路(17)相连。
10.根据权利要求9所述的嵌入式智能数字电路实验仪，其特征在于所述的接口电路(17)为USB接口。
专利摘要本实用新型涉及一种对数字电路实验能作正确与否的判断评价并显示实验结果的嵌入式智能数字电路实验仪，特别适合于以高素质应用型人才为培养目标的高等学校使用。它包括实验操作面板、信号采集处理部件和电源等三部分。信号采集处理部件以嵌入式微处理器为核心，与之相连的有键盘、LCD显示屏、多路缓冲开关等。信号采集处理部件实时采集实验操作面板上的信号，与数据库中标准数据比对，自动检测、评价、显示、记录实验过程。本实用新型是一种具有智能化功能的新一代实验仪器，集示波器、电压电流表、信号发生器等多种电子测量仪器于一体，功能强，效率高，而且能够激发学员实验的主动性。
文档编号G09B25/00GK2814564SQ200520101198
公开日2006年9月6日 申请日期2005年3月25日 优先权日2005年3月25日
发明者孙荣高, 柳东林 申请人:孙荣高, 柳东林