一种单片机技术实训考核装置的制作方法

本发明属于电子教具领域，具体涉及一种单片机技术实训考核装置。

背景技术：

1、单片机因其结构简单、功能强大的优点被广泛应用于工业控制、消费电子、通信等领域。为了培养学生的编程能力和应用技术，单片机实训在教育领域中扮演着重要角色。

2、针对单片机技术的学习实训，目前主要采用三种方式。第一种是通过仿真软件来模拟单片机系统，这种方法虚拟化、模拟化感受较强，难以直观体会硬件电子零件的动作与对应的真实世界的交互；第二种是使用单片机开发板，它除了包含单片机最小系统外还包含一些常用的外设接口，如led、按键、数码管、蜂鸣器、继电器、串口等。这种方法单片机外设配置与接口等接线已经设好，在外设的丰富性、任务的多样性、学习实践的全面性方面存在限制。第三种是使用单片机实训装置,它除了包含单片机最小系统外还包含一些常用的外设接口。学生可以对其进行硬件连接和编程练习。这种方法现有的单片机实训装置无法实现对学生编程和硬件使用情况的自动评分。同时，由于现有的实训装置一般无硬件识别功能，即，当出现单片机直接连接电机，而不连接驱动电路时，实训装置所呈现的结果只是电机不动作，对于出现这样错误的同学自然也不知道为什么不动作，只能再去翻阅书籍或在老师同学的帮助下改正作业，实训装置无对应的错误识别，因此教师无法直观快速了解学生的学习掌握程度，实训装置无对应的提示功能，学生也无法得到准确的反馈和改进建议，从而影响学习效果，也限制了单片机实训装置的应有学习效率和整体效果。

3、综上所述，设计一种单片机技术实训考核装置实现对学生实训的快速化评估,对提高单片机实训效率与质量具有重要意义。

技术实现思路

1、针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种单片机技术实训考核装置，以实现单片机实训过程硬件连接的评价。

2、本发明提供了一种单片机技术实训考核装置，包含台架，台架上设有控制单元、模块识别单元、若干单片机连接插口与外设连接插口；还设有与单片机连接插口可拆卸连接的单片机模块，与外设连接插口可拆卸连接的单片机外设功能模块；在单片机模块、单片机外设功能模块上分别设有用于区分识别模块功能的id信号区；在所述外设连接插口、单片机连接插口上还集成有用于线缆连接的电连接插口与id信号传输口；所述模块识别单元与id信号传输口之间设有信号通路，以识别对应的单片机模块或单片机外设功能模块；对应的，还包含连接线缆，以便于操作人员实现单片机模块与单片机外设模块的硬件连接，同时建立对应的模块功能识别信号传输通路；所述模块识别单元的输出与控制单元的输入相连。

3、进一步的，所述单片机外设功能模块至少包含发光二极管模块、数码管模块、lcd模块、交通灯模块、传感器模块、电机模块、eeprom存储模块、继电器模块、蜂鸣器模块、驱动模块、数模转换/模数转换模块、通信模块中的其中一种或多种。

4、进一步的，台架上还包含显示交互单元，显示交互单元与控制单元的输出相连。

5、进一步的，所述模块识别单元为光信号识别单元，对应的，单片机模块与单片机外设功能模块上设置的id信号区为光信号编码单元，所述连接线缆为光电复合线缆。

6、进一步的，所述光信号识别单元所用的光信号包含可见光信号或红外光信号。

7、进一步的，所述光信号识别单元包含颜色识别模块、编码识别模块中的其中一种。

8、进一步的，所述单片机连接插口包含单片机io连接插接口、单片机通信连接插接口、单片机复位连接插接口、单片机boot连接插口；所述单片机io连接插接口、单片机通信连接插接口、单片机复位连接插接口与单片机boot连接插口分别与单片机模块的io引脚、通信引脚、单片机复位引脚与单片机boot引脚对应相连。

9、进一步的，所述台架上置有电源模块，以供给单片机模块、单片机外设功能模块、控制单元与模块识别单元所需用电。

10、进一步的，还包含电控开关与驱动单元，所述控制单元通过驱动单元控制电控开关的开闭动作；所述电控开关的动作端连接供电电源与单片机模块和/或单片机外设功能模块的供电端，以实现电信号控制。

11、进一步的，还包含报警单元，报警单元的输入与控制单元的输出相连。

12、本发明通过在单片机模块、单片机外设功能模块上设置用于识别的id信号区，在所述外设连接插口、单片机连接插口上均集成有线缆连接的电连接插口与id信号传输口，使得学生在使用连接线缆对单片机模块、单片机外设功能模块进行硬件连接的同时，也建立了功能模块识别的连接通道，当单片机外设功能模块等具有id信息时，使得能够通过模块识别单元对所连接的硬件进行识别，并结合通路信息，可以获知实训过程的实物连接情况与连接关系，由此则能够判断操作过程是否存在不应当出现的问题，比如短路、反向连接、缺少驱动等内容，并根据错误情况进行进一步的评判打分，对于一些可能导致短路的情形也能够给与及时提醒。

13、相比于现有技术，本发明将能够及时性获得同学们实训过程的信息，具有了信息数字化的基础，可快速及时获悉整体实训的过程进度与相关情况，能够对实训中出现问题提出告警或语音提示，从而既能够让老师了解实训过程的硬件评价，也能够让同学们及时熟悉准确的知识内容。

技术特征：

1.一种单片机技术实训考核装置，其特征在于：包含台架，台架上设有控制单元、模块识别单元、若干单片机连接插口与外设连接插口；还设有与单片机连接插口可拆卸连接的单片机模块，与外设连接插口可拆卸连接的单片机外设功能模块；在单片机模块、单片机外设功能模块上分别设有用于区分识别模块功能的id信号区；在所述外设连接插口、单片机连接插口上还集成有用于线缆连接的电连接插口与id信号传输口；所述模块识别单元与id信号传输口之间设有信号通路，以识别对应的单片机模块或单片机外设功能模块；对应的，还包含连接线缆，以便于操作人员实现单片机模块与单片机外设模块的硬件连接，同时建立对应的模块功能识别信号传输通路；所述模块识别单元的输出与控制单元的输入相连。

2.如权利要求1所述的一种单片机技术实训考核装置，其特征在于：所述单片机外设功能模块至少包含发光二极管模块、数码管模块、lcd模块、交通灯模块、传感器模块、电机模块、eeprom存储模块、继电器模块、蜂鸣器模块、驱动模块、数模转换/模数转换模块、通信模块中的其中一种或多种。

3.如权利要去2所述的一种单片机技术实训考核装置，其特征在于：任一单片机外设功能模块、单片机模块均有引出插接端，所述连接线缆设有电连接插头与id信号连接插头，以便于实现单片机插接连接。

4.如权利要求2所述的一种单片机技术实训考核装置，其特征在于：台架上还包含显示交互单元，显示交互单元与控制单元的输出相连。

5.如权利要求1所述的一种单片机技术实训考核装置，其特征在于：所述模块识别单元为光信号识别单元，对应的，单片机模块与单片机外设功能模块上设置的id信号区为光信号编码单元，所述连接线缆为光电复合线缆。

6.如权利要求5所述的一种单片机技术实训考核装置，其特征在于：所述光信号识别单元所用的光信号包含可见光信号或红外光信号。

7.如权利要求1所述的一种单片机技术实训考核装置，其特征在于：所述单片机连接插口包含单片机io连接插接口、单片机通信连接插接口、单片机复位连接插接口、单片机boot连接插口；所述单片机io连接插接口、单片机通信连接插接口、单片机复位连接插接口与单片机boot连接插口分别与单片机模块的io引脚、通信引脚、单片机复位引脚与单片机boot引脚对应相连。

8.如权利要求1所述的一种单片机技术实训考核装置，其特征在于：所述台架上置有供电电源，以供给单片机模块、单片机外设功能模块、控制单元与模块识别单元所需用电。

9.如权利要求8所述的一种单片机技术实训考核装置，其特征在于：还包含电控开关与驱动单元，所述控制单元通过驱动单元控制电控开关的开闭动作；所述电控开关的动作端连接供电电源与单片机模块和/或单片机外设功能模块的供电端，以实现电信号控制。

10.如权利要求8所述的一种单片机技术实训考核装置，其特征在于：还包含报警单元，报警单元的输入与控制单元的输出相连。

技术总结本发明提供了一种单片机技术实训考核装置，包含台架，台架上设有控制单元、模块识别单元、若干单片机连接插口与外设连接插口；还设有与单片机连接插口可拆卸连接的单片机模块，与外设连接插口可拆卸连接的单片机外设功能模块；在单片机模块、单片机外设功能模块上分别设有用于区分识别模块功能的ID信号区；在所述外设连接插口、单片机连接插口上还集成有用于线缆连接的电连接插口与ID信号传输口；所述模块识别单元与ID信号传输口之间设有信号通路，以识别对应的单片机模块或单片机外设功能模块；本发明将能够及时性获得同学们实训过程的信息，具有了信息数字化的基础，可快速及时获悉整体实训的过程进度与相关情况。技术研发人员：王一,王继,张宪科,张志刚,张格文受保护的技术使用者：山东星科智能科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/8