專利名稱：電子實(shí)驗(yàn)箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電子教學(xué)與電子工程師認(rèn)證儀器技術(shù)領(lǐng)域，具體
說是一種電子實(shí)驗(yàn)箱。
技術(shù)背景 中國(guó)電子學(xué)會(huì)在全國(guó)推廣電子工程師認(rèn)證項(xiàng)目，其實(shí)訓(xùn)部分需要
硬件平臺(tái)即實(shí)驗(yàn)箱做支撐，按照電子學(xué)會(huì)的要求此平臺(tái)要以單片機(jī)為核心。單 片機(jī)應(yīng)用技術(shù)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，理論與實(shí)踐相結(jié)合是最好和最快捷的 學(xué)習(xí)方法。目前，市場(chǎng)上的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱結(jié)構(gòu)固定、功能單一，實(shí)驗(yàn)箱一旦定 型，所能開發(fā)的實(shí)驗(yàn)也隨之固定，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有限；并且，實(shí)驗(yàn)箱結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào) 試、維修、維護(hù)都比較困難，不能直接用于電子工程師認(rèn)證。單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱硬 件配置落后，以并行擴(kuò)展為主，在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用中多數(shù)已不適用，不能使學(xué)生 或者使用者能夠迅速與市場(chǎng)接軌?，F(xiàn)有實(shí)驗(yàn)箱一旦有芯片損壞，査找、驗(yàn)證、 更換都比較困難，特別是對(duì)于貼片封裝的芯片。而且，現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)箱多數(shù)采用編 程器+仿真器的開發(fā)方式，增加使用者的購(gòu)買成本，且仿真實(shí)驗(yàn)不能完全仿真芯 片運(yùn)行實(shí)際情況
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種實(shí)驗(yàn)功能多，結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便的電子實(shí)驗(yàn)箱。
本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下 一種電子實(shí)驗(yàn)箱，包括機(jī)箱、設(shè)置有印刷電路的底板、220V交流電源外接 電路、變壓器；其特征在于它還包括M個(gè)獨(dú)立的功能模塊；底板的正面面板 (即朝向上的這面)分成N個(gè)模塊區(qū)，每個(gè)模塊區(qū)分別設(shè)有針孔式插座；各功 能模塊的下面設(shè)有與針孔式插座位置對(duì)應(yīng)的針式插銷；每個(gè)針孔式插座上以插 接可拆卸方式連接有一塊功能模塊，功能模塊包括必須的電源模塊、可選取的 基本模塊與提高模塊。
本實(shí)用新型的機(jī)箱采用標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱，底板為采用標(biāo)準(zhǔn)電路設(shè)計(jì)的印刷電路板；針孔式插座與底板相應(yīng)的功能引線連接。
基本模塊包括單片機(jī)處理模塊、AD+DA模塊、信號(hào)調(diào)理模塊、通信和ISP 下載模塊、鍵盤模塊、8155并口擴(kuò)展模塊、顯示模塊；利用基本模塊能夠完成 電子工程師認(rèn)證及學(xué)生教程所要求達(dá)到的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。
提高模塊包括繼電器/紅外/IO模塊、fC接口模塊、無線遙控模塊、232/485 轉(zhuǎn)換模塊、CAN接口模塊、USB接口模塊。
本實(shí)用新型配備有實(shí)驗(yàn)箱說明書，使用者按照說明書的指示操作，就可方 便的完成實(shí)驗(yàn)。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)上立足于單片機(jī)本科教學(xué)大綱，緊密結(jié)合單片機(jī)應(yīng)用開發(fā) 實(shí)際，采用模塊化插接，具有很強(qiáng)的模塊組合與擴(kuò)展能力，使單片機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn) 步入"設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)"的新階段。因本實(shí)用新型采用開放式的獨(dú)立模塊結(jié)構(gòu)，可 以方便拆裝、調(diào)試和維修；各個(gè)功能模塊可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行互換或者升級(jí)。 因底板和機(jī)箱采用標(biāo)準(zhǔn)電路設(shè)計(jì)方式，使用者只需一次購(gòu)買；基礎(chǔ)模塊和提高 模塊可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要靈活選擇，使用一個(gè)實(shí)驗(yàn)箱就能夠完成多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)；集下 載編程器、試驗(yàn)開發(fā)板、實(shí)用外設(shè)為一體，節(jié)約成本。在培訓(xùn)或考試時(shí)，可以 不破壞單元模塊電路?？荚嚂r(shí)僅需通過不同的跳線來出題，操作性強(qiáng)，單位用 戶只要購(gòu)買一次便可以多次重復(fù)使用。
本實(shí)用新型面向工業(yè)應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)，以串行擴(kuò)展為主，包括12(:、 SPI、 USB等， 所選芯片均為常用、易用、價(jià)格適中、功能適中的器件，這些器件均是目前在 現(xiàn)場(chǎng)中大量使用的器件；這些器件資料詳實(shí)，易于查找。本實(shí)用新型通過底板 上面設(shè)有的雙排針孔式插座把相應(yīng)信號(hào)從印刷電路板輸送到功能模塊相應(yīng)位 置，功能模塊及可開發(fā)的實(shí)驗(yàn)完全由實(shí)驗(yàn)者自己掌握。

圖1為本實(shí)用新型的主體結(jié)構(gòu)示意圖2為底板的正面面板結(jié)構(gòu)示意圖3為底板的一個(gè)模塊區(qū)的結(jié)構(gòu)示意圖4 一個(gè)功能模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是圖4的左視圖6是拔掉了一根插針的模塊示意圖7是遮擋鋼板的結(jié)構(gòu)示意圖8是插接有模塊的底板示意圖。
圖中1_機(jī)箱、2—變壓器，3—220交流電源外接電路，4—底板，401 一雙排針孔式插座，402—模塊區(qū)，403—針孔，404—實(shí)心，5—遮擋鋼板，501 一通孔，6—功能模塊，601—針式插銷，602—電子元器件，603—插針。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
如圖l所示本實(shí)用新型提供的電子實(shí)驗(yàn)箱，包括機(jī)箱l、設(shè)置有印刷電路 的底板4、 220V交流電源外接電路3、機(jī)箱1內(nèi)裝有變壓器2，為電源模塊提供 相應(yīng)電壓；它還包括十幾個(gè)獨(dú)立的功能模塊6;參見圖2:底板4的正面面板分 成十個(gè)模塊區(qū)402，每個(gè)模塊區(qū)的左右兩邊分別設(shè)有雙排針孔式插座401;參見 圖4與圖5:每個(gè)功能模塊6下面的左右兩邊設(shè)有與針孔式插座401位置對(duì)應(yīng)的 雙排針式插銷601;功能模塊6上固裝有電子元器件602;每個(gè)針孔式插座401 上通過雙排針式插銷601的插針603以插接可拆卸方式連接有一塊功能模塊6， 功能模塊6包括必須的電源模塊、可選取的基本模塊與提高模塊。本實(shí)施例所 提供的底板4設(shè)有十個(gè)功能模塊區(qū)402，并不意味著對(duì)本實(shí)用新型的限制，功能 模塊區(qū)域也可以是大于或小于十的其它數(shù)目。雖然本實(shí)施例的底板4的正面面 板分成十個(gè)模塊區(qū)402，底板4可以插接十個(gè)模塊，使用者并非一定要購(gòu)買或者 使用十個(gè)模塊，可以根據(jù)需要選用模塊的數(shù)量。
功能模塊6兩邊設(shè)有的雙排針式插銷601插接到雙排針孔式插座401上， 即將功能模塊6固定在底板4上，通過底板把電源以及相應(yīng)的信號(hào)線引到功能 模塊對(duì)應(yīng)的引腳上；這樣，就可在功能模塊上設(shè)計(jì)相應(yīng)功能的電路進(jìn)行開發(fā)實(shí) 驗(yàn)。所有功能模塊均可以從底板上方便的拔下來，根據(jù)使用需要，更換所需用 的功能模塊。
為了防止功能模塊插錯(cuò)或插反，作為本實(shí)用新型的完善，可以采取下述兩項(xiàng)措施。參見圖4:每個(gè)功能模塊6上面標(biāo)注有"UP"、 "D0麗"提示標(biāo)志，"UP" 表示該功能模塊插在底板上時(shí)此方向朝上，"DOWN"表示該功能模塊插在底板 上時(shí)此方向朝下，以防止功能模塊插反。參見圖3與圖6:將雙排針孔式插座 401的某個(gè)針孔403封堵上成為實(shí)心404，將相應(yīng)模塊與實(shí)心404處所對(duì)應(yīng)的那 根插針603拔掉，避免功能模塊插錯(cuò)。
作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步完善，參見圖1與圖7:為了保持底板4的干凈整 潔，在底板4的上面裝有不銹鋼材質(zhì)的遮擋鋼板5，遮擋鋼板5設(shè)有與針孔式插 座401位置對(duì)應(yīng)的通孔501，功能模塊6的針孔式插針601與針孔式插座401插 接后，功能模塊6位于遮擋鋼板5上面。
本實(shí)用新型配備有實(shí)驗(yàn)箱說明書手冊(cè)，使用者按照說明書手冊(cè)的指示操作， 就可方便的完成實(shí)驗(yàn)。
本實(shí)用新型提供的基本模塊包括單片機(jī)處理模塊、AD+DA模塊、信號(hào)調(diào) 理模塊、通信和ISP下載模塊、鍵盤模塊、8155并口擴(kuò)展模塊、顯示模塊，利 用基本模塊能夠完成電子工程師認(rèn)證及學(xué)生教程所要求達(dá)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)；其中AD
+DA模塊有串行AD/DA模塊和并行AD/DA模塊，顯示模塊有字符型液晶模塊、 漢字型液晶模塊和LED模塊。本實(shí)用新型提供的提高模塊包括繼電器/紅外/10模 塊、fC接口模塊、無線遙控模塊、RS 232/485轉(zhuǎn)換模塊、CAN總線接口模塊、 USB通信接口模塊。
本實(shí)用新型提供的繼電器/紅外/IO模塊、fC接口模塊可透明互換，不用短 路帽進(jìn)行選擇，軟件不需要任何修改；本實(shí)用新型提供的8155并口擴(kuò)展模塊、 AD+DA模塊、USB通信接口模塊和CAN總線接口模塊，根據(jù)隨箱手冊(cè)上的引腳 定義只需修改模塊上的幾根連線(同時(shí)需要修改軟件定義)而不需要改動(dòng)底板 連線即可互換。由于模塊位置的可互換性，用戶不必?fù)?dān)心插錯(cuò)位置而導(dǎo)致電路 板損壞；節(jié)省成本，即使底板電路中某區(qū)域由于意外而導(dǎo)致短路，由于模塊位 置的可互換性，也可以在別的位置做實(shí)驗(yàn)，而不需要更換底板。
本實(shí)施例底板4的十個(gè)模塊區(qū)402，左邊四個(gè)為4.5求9CM的20針小板，中間、右邊各三個(gè)為6*9 CM的26針大板。四塊小板外觀完全相同，包括長(zhǎng)、寬、 厚與插座的規(guī)格尺寸；六塊大板外觀也完全相同，包括長(zhǎng)、寬、厚與插座的規(guī) 格尺寸。
參見圖8:相應(yīng)的，本實(shí)施例底板左邊插接的分別獨(dú)立的四個(gè)20針模塊是 電源模塊、繼電器/紅外/IO模塊、12(:接口模塊和信號(hào)調(diào)理模塊；本實(shí)施例底板 中間與右邊插接的26針模塊有4*4鍵盤模塊、單片機(jī)處理模塊、AD+DA模塊、 顯示模塊、8155并口擴(kuò)展模塊和通信和ISP下載模塊。
每個(gè)功能模塊上都預(yù)留有數(shù)量不等的跳線帽位置，可以方便的進(jìn)行出題(出 故障)，進(jìn)行考核，出故障不會(huì)損壞模塊本身。
為了更好培訓(xùn)并節(jié)約成本，各個(gè)實(shí)驗(yàn)功能模塊6均采用跳線、跳帽方式連 接。在培訓(xùn)或考試時(shí)，可以不破壞單元模塊電路?？荚嚂r(shí)僅需通過不同的跳線 來出題，操作性強(qiáng)，單位用戶只要購(gòu)買一次便可以多次重復(fù)使用。
權(quán)利要求1、一種電子實(shí)驗(yàn)箱，包括機(jī)箱、設(shè)置有印刷電路的底板、220V交流電源外接電路、變壓器；其特征在于它還包括M個(gè)獨(dú)立的功能模塊(6)；所述底板(4)的正面面板分成N個(gè)模塊區(qū)(402)，每個(gè)所述模塊區(qū)(402)分別設(shè)有針孔式插座(401)；每個(gè)所述功能模塊(6)的下面設(shè)有與所述針孔式插座(401)位置對(duì)應(yīng)的針式插銷(601)；每個(gè)所述針孔式插座(401)上以插接可拆卸方式連接有一塊所述功能模塊(6)，所述功能模塊(6)包括電源模塊和選取的基本模塊與提高模塊。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種電子實(shí)驗(yàn)箱，其特征在于所述針孔式插座 (401)是雙排式針孔式插座(401)，所述針式插銷(601)是雙排式針式插銷 (601);每個(gè)所述模塊區(qū)(402)的左右兩邊設(shè)有所述雙排式針孔式插座(401)，每個(gè)所述功能模塊(6)下面兩邊與所述雙排式針孔式插座(401)對(duì)應(yīng)處設(shè)有 雙排式針式插銷(601)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種電子實(shí)驗(yàn)箱，其特征在于所述基本模塊包 括單片機(jī)處理模塊、AD+DA模塊、信號(hào)調(diào)理模塊、通信和ISP下載模塊、鍵 盤模塊、8155并口擴(kuò)展模塊、顯示模塊；所述提高模塊包括繼電器/紅外/IO模 塊、fC接口模塊、無線遙控模塊、RS 232/485轉(zhuǎn)換模塊、CAN接口模塊、USB 通信接口模塊。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電子實(shí)驗(yàn)箱，其特征在于所述功能模塊(6) 上面標(biāo)注有"UP"、 "DO麗"提示標(biāo)志；所述針孔式插座(401)的某個(gè)針孔(403) 封堵成實(shí)心(404)，將相應(yīng)模塊與所述實(shí)心(404)處所對(duì)應(yīng)的插針(603)去 除。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)所述的一種電子實(shí)驗(yàn)箱，其特征在于所述底板(4)的上面裝有不銹鋼材質(zhì)的遮擋鋼板(5)，所述遮擋鋼板(5)設(shè)有 與所述針孔式插座(401)位置對(duì)應(yīng)的通孔(501)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種電子實(shí)驗(yàn)箱，其特征在于所述模塊區(qū)(402) 為十個(gè)，左邊四個(gè)為4.5求9CM的20針小板，中間與右邊各三個(gè)為6求9CM的26針大板。
7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種電子實(shí)驗(yàn)箱，其特征在于所述功能模塊(6) 上預(yù)留有跳線帽位置；所述功能模塊(6)采用跳線、跳帽方式連接。
專利摘要一種電子實(shí)驗(yàn)箱，包括機(jī)箱、設(shè)置有印刷電路的底板、220V交流電源外接電路、變壓器；它還包括M個(gè)獨(dú)立的功能模塊；底板的正面面板分成N個(gè)模塊區(qū)，每個(gè)模塊區(qū)分別設(shè)有針孔式插座；各功能模塊的下面設(shè)有與針孔式插座位置對(duì)應(yīng)的針式插銷；每個(gè)針孔式插座上以插接可拆卸方式連接有一塊功能模塊，功能模塊包括必須的電源模塊、可選取的基本模塊與提高模塊。本實(shí)用新型采用開放式的獨(dú)立模塊結(jié)構(gòu)，可以方便拆裝、調(diào)試和維修；各個(gè)功能模塊可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行互換或者升級(jí)。一個(gè)實(shí)驗(yàn)箱能完成多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)；集下載編程器、試驗(yàn)開發(fā)板、實(shí)用外設(shè)為一體，節(jié)約成本。培訓(xùn)或考試時(shí)，可不破壞單元模塊電路。操作性強(qiáng)，用戶只要購(gòu)買一次便可以多次重復(fù)使用。
文檔編號(hào)G09B19/00GK201378367SQ20092000264
公開日2010年1月6日 申請(qǐng)日期2009年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月20日
發(fā)明者嚴(yán)天峰, 王瑞峰, 王耀琦, 苗新法 申請(qǐng)人:蘭州眾仕通電子科技有限公司