專利名稱：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
專利說明
一、技術(shù)領(lǐng)域本實(shí)用新型涉及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)和實(shí)驗(yàn)裝置。它能幫助學(xué)生理解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本原理，提高教學(xué)效率，屬于教學(xué)設(shè)備制造的技術(shù)領(lǐng)域。
二背景技術(shù)：
《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)》課程是計(jì)算機(jī)專業(yè)和計(jì)算機(jī)信息專業(yè)的必修課程，該課程要求理解網(wǎng)絡(luò)工作原理，掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)協(xié)議和相關(guān)算法，熟練運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和實(shí)現(xiàn)使用技術(shù)。實(shí)驗(yàn)是必不可少的重要環(huán)節(jié)。
目前現(xiàn)狀是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及操作系統(tǒng)變化較快，大多數(shù)院校沒有專用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室和實(shí)驗(yàn)裝置。即使有部分院校有實(shí)驗(yàn)，大多采用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成局域網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)部分網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)。這種實(shí)驗(yàn)方法存在兩點(diǎn)不足(1)能解決實(shí)驗(yàn)線路連接方法，但是，它不能讓直觀地觀察到網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)通路，學(xué)生難以理解網(wǎng)絡(luò)工作原理。(2)只是使用和配置計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，實(shí)驗(yàn)操作性較強(qiáng)，但是，它設(shè)備屏蔽了網(wǎng)絡(luò)傳輸分層實(shí)現(xiàn)關(guān)系，學(xué)生不能對各層編程實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及算法，難以掌握和體會理論和協(xié)議算法。
一
發(fā)明內(nèi)容
1、技術(shù)問題本實(shí)用新型的發(fā)明目的是提供一種能直觀地進(jìn)行計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程基本原理的教學(xué)示范，具有教學(xué)示范作用和學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的雙重功能的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置。
2、技術(shù)方案本發(fā)明的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，由計(jì)算機(jī)、交換機(jī)、示教板、實(shí)驗(yàn)電路所組成，其特征在于計(jì)算機(jī)和交換機(jī)分別有若干臺，計(jì)算機(jī)、路由器、交換機(jī)、網(wǎng)絡(luò)測試電路、示教板實(shí)驗(yàn)電路、實(shí)驗(yàn)接口電路分別與公共配線理線器相連接，組成一個計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，其中示教板實(shí)驗(yàn)電路由嵌入式系統(tǒng)核心模塊電路RCM、LCD顯示器、LCD輸出接口電路、發(fā)光二極管顯示器、發(fā)光二極管輸出接口電路、鍵盤電路、鍵盤輸入接口電路、以太網(wǎng)接口電路、異步通訊接口電路組成；嵌入式系統(tǒng)核心模塊電路RCM的輸出端分別接LCD輸出接口電路、發(fā)光二極管輸出接口電路、鍵盤輸入接口電路、以太網(wǎng)接口電路、異步通訊接口電路；LCD輸出接口電路的輸出接LCD顯示器，發(fā)光二極管輸出接口電路的輸出端接發(fā)光二極管顯示器，鍵盤輸入接口電路的輸入端接鍵盤電路；以太網(wǎng)接口電路通過接口“RJ45”與公共配線理線器相接，異步通訊接口電路通過接口“RS232”與公共配線理線器相接。
以太網(wǎng)接口電路中的集成電路“U8”的“A0～A7”接嵌入式系統(tǒng)核心模塊電路RCM中集成電路“U2A”；異步通訊接口電路中的集成電路“MAX232”的“PC2、PC3、PC4、PC5”端接嵌入式系統(tǒng)核心模塊電路RCM中的集成電路“U2A”。
3、有益效果本實(shí)用新型的有益效果是，可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)的教師示教和學(xué)生實(shí)驗(yàn)，該裝置與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接簡單，網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)信息顯示直觀。
本實(shí)用新型的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，通過示教板實(shí)驗(yàn)電路實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)各層協(xié)議和算法的示教和實(shí)驗(yàn)。示教板實(shí)驗(yàn)電路的RJ45接口、RS232接口電路與示教和實(shí)驗(yàn)者的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接和通訊，并通過編程實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)各層協(xié)議和算法實(shí)驗(yàn)。
RJ45接口電路與RS232接口電路由嵌入式系統(tǒng)控制與管理，RJ45和RS232接口電路可與實(shí)驗(yàn)者的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通訊通路，實(shí)驗(yàn)者可通過編程實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和算法。鍵盤和LCD顯示電路完成人機(jī)交互功能，鍵盤實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的選擇，LCD和發(fā)光二極管可顯示實(shí)驗(yàn)過程狀態(tài)變化和相關(guān)協(xié)議數(shù)據(jù)。裝置的外觀具有示教和實(shí)驗(yàn)的雙重功能。
四

圖1是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)框圖。其中有計(jì)算機(jī)1-1m，路由器2，交換機(jī)3-3n，公共配線理線器4，網(wǎng)絡(luò)測試電路5，示教板實(shí)驗(yàn)電路6，實(shí)驗(yàn)接口電路7。
圖2是示教實(shí)驗(yàn)板電路6的電原理框圖。其中有嵌入式系統(tǒng)核心模塊電路RCM61，LCD顯示電路62，LCD輸出接口電路63，發(fā)光二極管顯示電路64，發(fā)光二極管輸出接口電路65，鍵盤電路66，鍵盤輸入接口電路67，以太網(wǎng)接口電路68，異步通訊接口電路69，接口RJ45、RS232。
圖3是示教實(shí)驗(yàn)板電路嵌入式系統(tǒng)核心模塊電路RCM 61電路原理圖。
圖4是以太網(wǎng)接口電路電路原理圖。
圖5是LCD顯示電路62，LCD輸出接口電路63和鍵盤輸入接口電路67的電路原理圖。
圖6是異步通訊接口電路69的電原理圖。
五具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
該裝置由核心部件微處理器Rabbit 3000、靜態(tài)存儲器SRAM(128K)、閃存Flash Memory(512K)、以太網(wǎng)口和通用的輸入輸出接口組成基本的嵌入式系統(tǒng)核心控制模塊RCM電路。人機(jī)交互的輸入鍵盤接到嵌入式系統(tǒng)核心控制模塊RCM的輸入接口上，嵌入式系統(tǒng)核心控制模塊RCM的輸出接口接到LCD(AXG24064)液晶顯示電路和發(fā)光二極管上，嵌入式系統(tǒng)核心控制模塊RCM的以太網(wǎng)接口(RTL8019)可接到交換機(jī)設(shè)備上，嵌入式系統(tǒng)上的串行接口(RS232)接到計(jì)算機(jī)的串行接口COM1或COM2上。
該裝置在微處理器Rabbit 3000控制和管理下，靜態(tài)存儲器SRAM用來存儲工作區(qū)數(shù)據(jù)，閃存Flash Memory存儲嵌入式操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序，鍵盤可輸入各種命令，液晶顯示器LCD可顯示點(diǎn)陣組成的圖案或字符，以太網(wǎng)口可實(shí)現(xiàn)該裝置用TCP/IP協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)上的交換信息，串行接口可以實(shí)現(xiàn)與某個實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)異步串行通信。
該裝置通過以太網(wǎng)口接收實(shí)驗(yàn)者計(jì)算機(jī)發(fā)出各層協(xié)議數(shù)據(jù)信息，將其按照一定格式顯示在LCD液晶顯示器上，解決了網(wǎng)絡(luò)各層的協(xié)議通信的編程實(shí)驗(yàn)問題，在數(shù)據(jù)通信的過程中，用LED發(fā)光二極管顯示工作狀態(tài)，以此達(dá)到實(shí)驗(yàn)示教和幫助學(xué)生掌握和理解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和工作原理效果。
通過鍵盤輸入相關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，由嵌入式系統(tǒng)核心模塊電路RCM接收信息之后，再將顯示信息輸出到LCD顯示器和發(fā)光二極管顯示器顯示，嵌入式系統(tǒng)核心模塊電路RCM程序控制以太網(wǎng)接口電路或異步通訊接口電路準(zhǔn)備接收實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)信息。
計(jì)算機(jī)和交換機(jī)分別有若干臺，計(jì)算機(jī)、路由器、交換機(jī)、網(wǎng)絡(luò)測試電路、示教板實(shí)驗(yàn)電路、實(shí)驗(yàn)接口電路分別與公共配線理線器相連接，組成一個計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，其中示教板實(shí)驗(yàn)電路由嵌入式系統(tǒng)核心模塊電路RCM、LCD顯示器、LCD輸出接口電路、發(fā)光二極管顯示器、發(fā)光二極管輸出接口電路、鍵盤電路、鍵盤輸入接口電路、以太網(wǎng)接口電路、異步通訊接口電路組成；嵌入式系統(tǒng)核心模塊電路RCM的輸出端分別接LCD輸出接口電路、發(fā)光二極管輸出接口電路、鍵盤輸入接口電路、以太網(wǎng)接口電路、異步通訊接口電路；LCD輸出接口電路的輸出接LCD顯示器，發(fā)光二極管輸出接口電路的輸出端接發(fā)光二極管顯示器，鍵盤輸入接口電路的輸入端接鍵盤電路；以太網(wǎng)接口電路通過接口“RJ45”與公共配線理線器相接，異步通訊接口電路通過接口“RS232”與公共配線理線器相接。
圖3是示教實(shí)驗(yàn)板的嵌入式系統(tǒng)核心模塊電路RMC原理圖。電路中的微處理器芯片為RABBIT 3000，存儲器部分包括SRAM、FLASH1和FLASH2電路芯片，其中SRAM芯片是存放過程數(shù)據(jù)，F(xiàn)LASH1和FLASH2電路存儲程序。
圖4是以太網(wǎng)接口電路的電路原理圖，集成芯片RTL8019AS是以太網(wǎng)接口電路，實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸和協(xié)議處理，RJ45接口插座連接到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，通過74LS245緩沖電路與嵌入式系統(tǒng)核心模塊電路RCM并行傳輸數(shù)據(jù)。
圖5是示教實(shí)驗(yàn)板的LCD/LED顯示線路和鍵盤接口電路原理圖。LCD顯示器是128*64液晶顯示器，內(nèi)藏T6963C控制器的液晶模塊為含EL(場致發(fā)光)背光器件，點(diǎn)陣式液晶圖形顯示控制器可以圖形方式、文本方式及圖文合成方式進(jìn)行顯示。LCD輸出接口電路受嵌入式系統(tǒng)核心模塊電路RCM控制，由譯碼電路74LS139和74LS00提供LCD的選擇，由LCD輸出接口電路驅(qū)動和控制。鍵盤電路是由輕觸按鍵開關(guān)組成的陣列，通過電路組合和程序定義其鍵義，由嵌入式系統(tǒng)核心模塊電路RCM程序釋義其鍵，并轉(zhuǎn)入相應(yīng)的程序。發(fā)光二極管輸出接口電路采用74LS574和三極管驅(qū)動電路構(gòu)成，由嵌入式系統(tǒng)核心模塊電路RCM的輸出接口發(fā)出控制二極管發(fā)光和熄滅控制命令，發(fā)光二極管顯示電路按照控制命令顯示紅色或綠色的指示。
圖6是異步通訊接口電路原理圖。異步通訊接口電路提供標(biāo)準(zhǔn)的RS232電平和信號，集成電路MAX232實(shí)現(xiàn)TTL電平與EIA232電平的轉(zhuǎn)換，并將信號連接到輸出的插座上。異步通訊接口的數(shù)據(jù)信息由嵌入式系統(tǒng)核心模塊電路RCM負(fù)責(zé)接收和發(fā)送的。
權(quán)利要求1.一種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，由計(jì)算機(jī)、交換機(jī)、示教板、實(shí)驗(yàn)電路所組成，其特征在于計(jì)算機(jī)和交換機(jī)分別有若干臺，計(jì)算機(jī)(1～1m)、路由器(2)、交換機(jī)(3～3n)、網(wǎng)絡(luò)測試電路(5)、示教板實(shí)驗(yàn)電路(6)、實(shí)驗(yàn)接口電路(7)分別與公共配線理線器(4)相連接，組成一個計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，其中示教板實(shí)驗(yàn)電路(6)由嵌入式系統(tǒng)核心模塊電路RCM(61)、LCD顯示器(62)、LCD輸出接口電路(63)、發(fā)光二極管顯示器(64)、發(fā)光二極管輸出接口電路(65)、鍵盤電路(66)、鍵盤輸入接口電路(67)、以太網(wǎng)接口電路(68)、異步通訊接口電路(69)組成；嵌入式系統(tǒng)核心模塊電路RCM(61)的輸出端分別接LCD輸出接口電路(63)、發(fā)光二極管輸出接口電路(65)、鍵盤輸入接口電路(67)、以太網(wǎng)接口電路(68)、異步通訊接口電路(69)；LCD輸出接口電路(63)的輸出接LCD顯示器(62)，發(fā)光二極管輸出接口電路(65)的輸出端接發(fā)光二極管顯示器(64)，鍵盤輸入接口電路(67)的輸入端接鍵盤電路(66)；以太網(wǎng)接口電路(68)通過接口“RJ45”與公共配線理線器(4)相接，異步通訊接口電路(69)通過接口“RS232”與公共配線理線器(4)相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于以太網(wǎng)接口電路(68)中的集成電路“U8”的“A0～A7”接嵌入式系統(tǒng)核心模塊電路RCM(61)中集成電路“U2A”；異步通訊接口電路(69)中的集成電路“MAX232”的“PC2、PC3、PC4、PC5”端接嵌入式系統(tǒng)核心模塊電路RCM(61)中的集成電路“U2A”。
專利摘要計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置是一種幫助學(xué)生理解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本原理，提高教學(xué)效率的教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置中計(jì)算機(jī)和交換機(jī)分別有若干臺，計(jì)算機(jī)、路由器、交換機(jī)、網(wǎng)絡(luò)測試電路、示教板實(shí)驗(yàn)電路、實(shí)驗(yàn)接口電路分別與公共配線理線器相連接，組成一個計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，嵌入式系統(tǒng)核心模塊電路RCM的輸出端分別接LCD輸出接口電路、發(fā)光二極管輸出接口電路、鍵盤輸入接口電路、以太網(wǎng)接口電路、異步通訊接口電路；發(fā)光二極管輸出接口電路的輸出端接發(fā)光二極管顯示器，鍵盤輸入接口電路的輸入端接鍵盤電路；以太網(wǎng)接口電路通過接口“RJ45”與公共配線理線器相接，異步通訊接口電路通過接口“RS232”與公共配線理線器相接。
文檔編號G09B25/02GK2610428SQ0322065
公開日2004年4月7日 申請日期2003年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月26日
發(fā)明者孫燕, 王綺紅, 吳一鋒, 張春良 申請人:南京師范大學(xué)