專利名稱：可重配置數(shù)字電路實驗箱的制作方法
專利說明
一、技術(shù)領(lǐng)域本實用新型涉及教育教學(xué)實驗中的數(shù)字電路實驗裝置，尤其涉及一種靈活配置芯片的可重配置數(shù)字電路實驗箱。
二背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的教學(xué)數(shù)字電路實驗箱，是在電路板上安設(shè)多個芯片插座，每個插座的管腳都與插孔對應(yīng)電連接，且每個插座都是獨立的，與其他插座在電路板上沒有任何連接關(guān)系。實驗時，選取相應(yīng)的插座在其上放置需要使用的芯片，并在對應(yīng)插孔中通過插入外接導(dǎo)線來連接構(gòu)成一個能完成一定功能的實際電路。這種傳統(tǒng)的教學(xué)數(shù)字電路實驗箱，存在著如下的缺點或不足(1)實驗前的準(zhǔn)備工作繁雜，如采買已經(jīng)制造好的硬件設(shè)施；通過一些特定的儀器測試邏輯門電路等硬件(包括導(dǎo)線在內(nèi))的性能指標(biāo)等，當(dāng)一切都符合要求后才能根據(jù)原理要求連接電路，確認(rèn)無誤后才能接通電源觀察現(xiàn)象與結(jié)果；(2)由于學(xué)生操作不熟練或者接線錯誤等原因，實驗中易出現(xiàn)如芯片管腳損壞、燒毀，芯片插座老化等不穩(wěn)定因素導(dǎo)致的實驗結(jié)果異常和芯片浪費；(3)由于資金和管理困難等原因，實驗室不可能把實驗所需要的芯片都配置完整，教學(xué)實驗內(nèi)容受到庫存芯片的嚴(yán)重制約；(4)現(xiàn)代高等教育正在從提倡素質(zhì)教育到鼓勵個性教育的方向迅速發(fā)展，現(xiàn)有的數(shù)字實驗裝置顯然難以滿足實驗教學(xué)進(jìn)一步發(fā)展的要求，建立真正意義上的開放實驗室已經(jīng)成為了實驗教學(xué)的必然要求。然而，由于庫存芯片有限，在傳統(tǒng)的實驗板上實現(xiàn)一些較復(fù)雜的數(shù)字電路很困難，難以充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新能力，無法真正實現(xiàn)開放性實驗。
三
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點或不足，本實用新型提供一種改進(jìn)的可重配置的數(shù)字電路實驗箱，該實驗箱不受實驗內(nèi)容、芯片等因素的限制，能夠根據(jù)實驗內(nèi)容的需要，重新配置實驗箱中各處芯片插座的管腳功能，完全模擬出對應(yīng)型號芯片的邏輯功能。
本實用新型所述的可重配置的數(shù)字電路實驗箱，包括箱體和面板及其上安設(shè)的芯片插座，還包括安設(shè)于所述面板上的主控單片機(jī)及與其相連接的液晶顯示屏、鍵盤和安設(shè)于所述芯片插座上的從屬模塊。
其中，所述從屬模塊為由芯片插座和從屬芯片構(gòu)成，其MCU、PLD或FPGA，從屬芯片與芯片插座為并行連接。所述MCU為AT89C52或80C196等，所述PLD為ispLSI2032或ispLSI1016等，所述FPGA為EPL10K10或EPL10K20等。所述芯片插座與從屬芯片的連接為對應(yīng)并聯(lián)或非對應(yīng)并聯(lián)。所述芯片插座的各個管腳與外部的各個插孔對應(yīng)電連接。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比較具有如下優(yōu)點1、簡化實驗程序，無需進(jìn)行實驗前的芯片準(zhǔn)備工作，實驗過程中不再需要實際集成芯片，只需根據(jù)實驗內(nèi)容在顯示屏上根據(jù)對應(yīng)的芯片插座編號鍵入所需芯片型號，在確認(rèn)后循環(huán)顯示配置信息，即可開始實驗。
2、由于不受芯片限制，實驗內(nèi)容靈活多樣，除了完成固定的實驗教學(xué)內(nèi)容外，還可以充分發(fā)揮大學(xué)生的創(chuàng)新能力，靈活設(shè)計實驗內(nèi)容，實現(xiàn)真正意義上的開放性實驗。這是高校實驗教學(xué)課程改革與發(fā)展的迫切要求，也是素質(zhì)教育、個性教育的必要手段，具有重要的意義。
四

圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為按圖1所示的主控單片機(jī)、液晶顯示屏和鍵盤的連接結(jié)構(gòu)示意圖，
圖3為按圖1所示的從屬模塊與從屬芯片連接結(jié)構(gòu)示意圖，圖4為按圖3所示的從屬芯片連接結(jié)構(gòu)示意圖，圖5為按圖3所示從屬芯片的另一種具體連接結(jié)構(gòu)示意圖。
五具體實施方式
參看圖1-圖5，一種可重配置的數(shù)字電路實驗箱，包括箱體和面板6及其上安設(shè)的芯片插座42，還包括安設(shè)于面板上負(fù)責(zé)實時控制其他集成芯片的型號配置的主控單片機(jī)2及與其相連接的液晶顯示屏1、鍵盤3和安設(shè)于芯片插座上的從屬模塊4、5。
從屬模塊4、5由芯片插座42和從屬芯片41構(gòu)成，其可為MCU、PLD或FPGA。MCU為AT89C52或80C196等，PLD為ispLSI2032或ispLSI1016等，F(xiàn)PGA為EPL10K10或EPL10K20等。從屬芯片41與芯片插座42的連接方式眾多，從屬芯片41與芯片插座42為并行連接?？蔀閷?yīng)并聯(lián)或非對應(yīng)并聯(lián)。芯片插座的各個管腳43與外部的各個插孔44對應(yīng)電連接。
箱體和面板6內(nèi)安設(shè)的主控單片機(jī)2，與液晶顯示屏1和鍵盤3電連接，同時也與箱體內(nèi)的從屬模塊4、5電連接，與從屬模塊4、5之間的連接可以采用串行方式，也可以采用并行方式。主控單片機(jī)2通過鍵盤3輸入選擇實驗所需集成芯片型號，在確定無誤后，實現(xiàn)對相應(yīng)從屬芯片插座各管腳的功能配置。從屬芯片實時檢測主控單片機(jī)MCU發(fā)來的信息，并根據(jù)該信息重新配置對應(yīng)芯片插座的管腳功能，最終模擬出對應(yīng)型號芯片的邏輯功能。從屬芯片41還可有另一種具體連接形式，如圖5所示，用ispLSI1016相連接。
權(quán)利要求1.一種可重配置數(shù)字電路實驗箱，包括箱體和面板及其上安設(shè)的芯片插座，其特征在于還包括安設(shè)于所述面板上的主控單片機(jī)及與其相連接的液晶顯示屏、鍵盤和安設(shè)于所述芯片插座上的從屬模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可重配置數(shù)字電路實驗箱，其特征在于所述從屬模塊由芯片插座和從屬芯片構(gòu)成，其為MCU、PLD或FPGA，從屬芯片與芯片插座為并行連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可重配置數(shù)字電路實驗箱，其特征在于所述MCU為AT89C52或80C196等，所述PLD為ispLSI2032或ispLSI1016等，所述FPGA為EPL10K10或EPL10K20等。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可重配置數(shù)字電路實驗箱，其特征在于所述芯片插座與從屬芯片的連接為對應(yīng)并聯(lián)或非對應(yīng)并聯(lián)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可重配置數(shù)字電路實驗箱，其特征在于所述芯片插座的各個管腳與外部的各個插孔對應(yīng)電連接。
專利摘要本實用新型公開了一種可重配置數(shù)字電路實驗箱，包括箱體和面板及其上安設(shè)的芯片插座，還包括安設(shè)于所述面板上的主控單片機(jī)及與其相連接的液晶顯示屏、鍵盤和安設(shè)于所述芯片插座上的從屬模塊。本實用新型具有實驗程序簡化、不受芯片限制、實驗內(nèi)容靈活多樣的特點，廣泛應(yīng)用于科研、教學(xué)實驗研究中。
文檔編號G09B23/00GK2775778SQ20052008194
公開日2006年4月26日 申請日期2005年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月27日
發(fā)明者陳璨, 游泳智, 李芳 申請人:陳璨