一種電子控制技術(shù)實驗設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種電子控制技術(shù)實驗設(shè)備，涉及電氣設(shè)備領(lǐng)域，其不受地點(diǎn)和電源的限制，并可以進(jìn)行自主設(shè)計。本發(fā)明電子控制技術(shù)實驗設(shè)備，由亞克力底板、主控制板、電池、面包板及元件組成，包括：電源輸入自動切換電路、穩(wěn)壓電路、電壓采樣電路、電流采樣電路、微控制器、輸出狀態(tài)指示電路和輸出接口電路，其中，電源輸入自動切換電路用于切換電池或電源適配器提供的供電電源；穩(wěn)壓電路用于給微控制器和輸出狀態(tài)指示電路供電，供5V和3V穩(wěn)壓輸出，并為5V電平提供電源；電壓采樣電路用于電源過壓保護(hù)、欠壓報警；電流采樣電路用于過載保護(hù)；輸出狀態(tài)指示電路用于顯示輸出狀態(tài)；輸出接口電路用于提供輸出電壓及電平的接口。
【專利說明】一種電子控制技術(shù)實驗設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電氣設(shè)備領(lǐng)域，特別是指一種電子控制技術(shù)實驗設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，本科及大專院校采用實驗箱作為《電子控制技術(shù)》的配套實驗平臺，完成課本和活動手冊要求的實驗，然而這種實驗箱只能接線，存在受地點(diǎn)的限制和電源的限制較大，并且無法進(jìn)行自主設(shè)計的缺陷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種電子控制技術(shù)實驗設(shè)備，克服現(xiàn)有的實驗箱只能接線，存在受地點(diǎn)的限制和電源的限制較大，并且無法進(jìn)行自主設(shè)計的問題。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實施例提供一種電子控制技術(shù)實驗設(shè)備，由亞克力底板、主控制板、電池、面包板及元件組成，該電子控制技術(shù)實驗設(shè)備包括:電源輸入自動切換電路、穩(wěn)壓電路、電壓采樣電路、電流采樣電路、微控制器、輸出狀態(tài)指示電路和輸出接口電路，其中，
所述電源輸入自動切換電路，用于切換電池或電源適配器提供的供電電源；
所述穩(wěn)壓電路連接所述電源輸入自動切換電路，用于給微控制器和輸出狀態(tài)指示電路供電，供5V和3V穩(wěn)壓輸出，并為5V電平提供電源；
所述電壓采樣電路經(jīng)分壓后輸入至微控制器，計算輸入電源的電壓值，并用于電源過壓保護(hù)、欠壓報警；
所述電流采樣電路與微控制器連接，用于過載保護(hù)；
所述輸出狀態(tài)指示電路與微控制器連接，用于顯示輸出狀態(tài)；
所述輸出接口電路與所述電流采樣電路連接，用于提供輸出電壓及電平的接口。
[0005]進(jìn)一步地，所述電源輸入自動切換電路包括:電池輸入接口和電源適配器輸入接口，當(dāng)電源適配器未插入電源適配器輸入接口時，此時為電池供電；當(dāng)將電源適配器插入電源適配器輸入接口時，切斷電池供電，系統(tǒng)由電源適配器供電。
[0006]進(jìn)一步地，所述穩(wěn)壓電路包括:第一穩(wěn)壓電路、第二穩(wěn)壓電路和第三穩(wěn)壓電路，其中，第一穩(wěn)壓電路用于給微控制器和輸入電壓顯示電路供電，第二穩(wěn)壓電路為受微控制器控制的可關(guān)斷的低壓差線性穩(wěn)壓電路，輸出電壓5V，為5V穩(wěn)壓輸出和三路5V電平提供電源；第二穩(wěn)壓電路的5V輸出后經(jīng)第三穩(wěn)壓電路變?yōu)?V，供3V穩(wěn)壓輸出。
[0007]進(jìn)一步地，電壓采樣電路為電阻分壓電路，經(jīng)分壓后，輸入至微控制器的內(nèi)置ADC，微控制器經(jīng)ADC采樣后計算輸入電源的電壓值，輸出至顯示器顯示。
[0008]進(jìn)一步地，電流采樣電路為串聯(lián)于輸入地和輸出地間的低阻值取樣電阻。
[0009]進(jìn)一步地，該電子控制技術(shù)實驗設(shè)備還包括，連接于電流采樣電路和微控制器之間的比較電路，若負(fù)載電流大于預(yù)設(shè)值，則由比較電路輸出低電平，此信號輸入至微控制器，微控制器關(guān)斷第二穩(wěn)壓電路的輸出，切斷負(fù)載端的5V電源、5V電平信號和3V穩(wěn)壓輸出。
[0010]進(jìn)一步地，該電子控制技術(shù)實驗設(shè)備還包括:輸入電壓顯示電路，與微控制器連接，接收微控制器輸出的數(shù)字信號，驅(qū)動三位筆段液晶顯示器。
[0011]進(jìn)一步地，該電子控制技術(shù)實驗設(shè)備所述輸出接口電路由六個2.54*2雙排母座輸出，與面包板的板孔相同，通過面包板專用線連接面包板。
[0012]本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下:
上述方案中，該電子控制技術(shù)實驗設(shè)備，能夠進(jìn)行自主設(shè)計，在該實驗設(shè)備上進(jìn)行實驗時，不受地點(diǎn)的限制，也不受電源的限制，在一般的教室里就能很好的完成，所有的元器件直接接到設(shè)備上的面包板上，該實驗設(shè)備有經(jīng)過穩(wěn)壓的3V和5V，還有過載、過壓保護(hù)，不燒電源、不燒元器件，安全性極高；并且，本實驗設(shè)備配有專門的元件盒，把所需要用到的元器件清晰的排列、擺放，容易識別，拿取容易，實驗效率高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明實施例中電子控制技術(shù)實驗設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明實施例中電子控制技術(shù)實驗設(shè)備的原理結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明實施例中電源輸入自動切換電路示意圖；
圖4為本發(fā)明實施例中穩(wěn)壓電路示意圖；
圖5為本發(fā)明實施例中電壓采樣和電流采樣電路示意圖；
圖6為本發(fā)明實施例中微控制器電路示意圖；
圖7為本發(fā)明實施例中輸入電壓顯示電路示意圖；
圖8為本發(fā)明實施例中輸出狀態(tài)指示電路示意圖；
圖9為本發(fā)明實施例中輸出接口電路示意圖。

【具體實施方式】
[0014]為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0015]本發(fā)明針對現(xiàn)有的實驗箱只能接線，存在受地點(diǎn)的限制和電源的限制較大，并且無法進(jìn)行自主設(shè)計的問題，提供一種電子控制技術(shù)實驗設(shè)備。
[0016]如圖1和圖2所示，本發(fā)明實施例的電子控制技術(shù)實驗設(shè)備，由亞克力底板、主控制板、電池、面包板及元件組成，該電子控制技術(shù)實驗設(shè)備包括:電源輸入自動切換電路、穩(wěn)壓電路、電壓采樣電路、電流采樣電路、微控制器、輸出狀態(tài)指示電路和輸出接口電路，其中，
所述電源輸入自動切換電路，用于切換電池或電源適配器提供的供電電源；
所述穩(wěn)壓電路連接所述電源輸入自動切換電路，用于給微控制器和輸出狀態(tài)指示電路供電，供5V和3V穩(wěn)壓輸出，并為5V電平提供電源；所述電壓采樣電路經(jīng)分壓后輸入至微控制器，計算輸入電源的電壓值，并用于電源過壓保護(hù)、欠壓報警；
所述電流采樣電路通過比較電路與微控制器連接，用于過載保護(hù)；
所述輸出狀態(tài)指示電路與微控制器連接，用于顯示輸出狀態(tài)；
所述輸出接口電路與所述電流采樣電路連接，用于提供輸出電壓及電平的接口。
[0017]進(jìn)一步地，所述電源輸入自動切換電路包括:電池輸入接口和電源適配器輸入接口，當(dāng)電源適配器未插入電源適配器輸入接口時，此時為電池供電；當(dāng)將電源適配器插入電源適配器輸入接口時，切斷電池供電，系統(tǒng)由電源適配器供電。
[0018]進(jìn)一步地，所述穩(wěn)壓電路包括:第一穩(wěn)壓電路、第二穩(wěn)壓電路和第三穩(wěn)壓電路，其中，第一穩(wěn)壓電路用于給微控制器和顯示器供電，第二穩(wěn)壓電路為受微控制器控制的可關(guān)斷的低壓差線性穩(wěn)壓電路，輸出電壓5V，為5V穩(wěn)壓輸出和三路5V電平提供電源；第二穩(wěn)壓電路的5V輸出后經(jīng)第三穩(wěn)壓電路變?yōu)?V，供3V穩(wěn)壓輸出。
[0019]進(jìn)一步地，電壓采樣電路為電阻分壓電路，經(jīng)分壓后，輸入至微控制器的內(nèi)置ADC，微控制器經(jīng)ADC采樣后計算輸入電源的電壓值，輸出至顯示器顯示。
[0020]進(jìn)一步地，電流采樣電路為串聯(lián)于輸入地和輸出地間的低阻值取樣電阻。
[0021 ] 進(jìn)一步地，該電子控制技術(shù)實驗設(shè)備還包括，連接于電流采樣電路和微控制器之間的比較電路，若負(fù)載電流大于預(yù)設(shè)值，則由比較電路輸出低電平，此信號輸入至微控制器，微控制器關(guān)斷第二穩(wěn)壓電路的輸出，切斷負(fù)載端的5V電源、5V電平信號和3V穩(wěn)壓輸出。
[0022]進(jìn)一步地，該電子控制技術(shù)實驗設(shè)備還包括:輸入電壓顯示電路，與微控制器連接，接收微控制器輸出的數(shù)字信號，驅(qū)動三位筆段液晶顯示器。
[0023]進(jìn)一步地，該電子控制技術(shù)實驗設(shè)備所述輸出接口電路由六個2.54*2雙排母座輸出，與面包板的板孔相同，通過面包板專用線連接面包板。
[0024]以下以具體的實例說明本發(fā)明的技術(shù)方案，如圖3所示，為本發(fā)明實施例的電源輸入自動切換電路示意圖，其中，Jl為電池輸入接口，J2為電源適配器輸入接口，電源適配器為供電電源變換設(shè)備，可外接電源進(jìn)行供電。當(dāng)電源適配器未插入電源適配器輸入接口時，J2電源適配器輸入接口的2-3腳接通，電池負(fù)極與系統(tǒng)地接通，此時為電池供電；當(dāng)將電源適配器的插頭插入J2電源適配器輸入接口時，J2電源適配器輸入接口的2-3腳斷開，切斷電池供電，系統(tǒng)由電源適配器供電。
[0025]如圖4所示，為本發(fā)明實施例的穩(wěn)壓電路示意圖，經(jīng)電源輸入自動切換電路的電源輸入后，分為三路穩(wěn)壓電路，包括:第一穩(wěn)壓電路(U3)、第二穩(wěn)壓電路(Ul)和第三穩(wěn)壓電路(U2)，其中，第一穩(wěn)壓電路(U3)用于給微控制器和輸入電壓顯示電路供電，輸入電壓顯示電路與微控制器連接，接收微控制器輸出的數(shù)字信號，驅(qū)動三位筆段液晶顯示器，第二穩(wěn)壓電路(Ul)為受微控制器控制的可關(guān)斷的低壓差線性穩(wěn)壓電路，輸出電壓5V，為第二穩(wěn)壓電路的5V穩(wěn)壓輸出和三路5V電平提供電源；5V輸出后經(jīng)第三穩(wěn)壓電路(U2)變?yōu)?V，供3V穩(wěn)壓輸出。
[0026]如圖5所示，為本發(fā)明實施例的電壓采樣和電流采樣電路示意圖，其中，電壓采樣電路為電阻分壓電路，經(jīng)分壓后，輸入至微控制器的內(nèi)置ADC，微控制器經(jīng)ADC采樣后計算輸入電源的電壓值，輸出至輸入電壓顯示電路的顯示器顯示；電壓采樣電路同時也用于電源過壓保護(hù)、欠壓報警。通過與程序設(shè)置的過壓保護(hù)值(7V)和欠壓報警值(5.2V)比較:如果輸入電壓大于7V，微控制器關(guān)斷第二穩(wěn)壓電路的輸出端，同時過欠壓指示報警；如果輸入電壓小于5.2V,過欠壓指不報警。
[0027]電流采樣電路為串聯(lián)于輸入地和輸出地間的低阻值取樣電阻(R7)，若負(fù)載電流大于550mA,則由U4組成的比較器輸出低電平,此信號輸入至微控制器,微控制器關(guān)斷第二穩(wěn)壓電路的輸出，此時負(fù)載端的5V電源、5V電平信號和3V穩(wěn)壓輸出均切斷，從而保護(hù)負(fù)載和電源，同時過載保護(hù)指示燈閃爍報警。
[0028]如圖6所示，為本發(fā)明實施例的微控制器電路示意圖，在本實施例中，微控制器是本裝置的核心部分，采用STM8S105芯片，本微處理器內(nèi)置ADC，采樣從電源電壓采樣電路來的模擬量電壓，計算輸入電壓，并在顯示器顯示，控制第二穩(wěn)壓電路的輸出與關(guān)斷，接收過載短路保護(hù)電路輸出的信號，驅(qū)動三個LED指示燈。
[0029]如圖7所示,為本發(fā)明實施例的輸入電壓顯示電路示意圖，U6為筆端液晶顯示驅(qū)動集成塊，接收微控制器輸出的數(shù)字信號，驅(qū)動三位筆段液晶顯示器。
[0030]如圖8所示，為本發(fā)明實施例的輸出狀態(tài)指示電路示意圖，輸出狀態(tài)指示電路由三個發(fā)光二極管組成。當(dāng)輸入電壓在5.2V至7V之間，輸出電流小于550mA時，綠燈(LEDI)亮，其余燈滅；當(dāng)輸入電壓低于5.2V時，黃燈(LED2)閃爍，表示欠壓，提示需更換電池；當(dāng)輸出電流超過550mA時，過載保護(hù)電路輸出數(shù)字信號至微控制器，此時微控制器關(guān)斷第二穩(wěn)壓電路，使輸出關(guān)斷，同時紅燈(LED3)閃爍，表示過載或短路；如果電源適配器輸入電壓大于7V時，微控制器關(guān)斷第二穩(wěn)壓電路，使輸出關(guān)斷，同時三個指示燈同時閃爍，表示過壓。
[0031]如圖9所示，為本發(fā)明實施例的輸出接口電路示意圖，輸出接口電路由六個2.54*2雙排母座輸出，與面包板的板孔相同，可通過面包板專用線連接面包板。J5至J7為+5V、+3V、GND輸出端口，J8至JlO為三路5V電平信號輸出端口，S2至S4為5V電平控制開關(guān)。每個輸出端均接有LED指示燈，高電平亮。
[0032]需要說明的是，面包板是專為電子電路的無焊接實驗設(shè)計制造的。由于各種電子元器件可根據(jù)需要隨意插入或拔出，免去了焊接，節(jié)省了電路的組裝時間，而且元件可以重復(fù)使用，所以非常適合電子電路的組裝、調(diào)試和訓(xùn)練。
[0033]本發(fā)明實施例提供的電子控制技術(shù)實驗設(shè)備，能夠進(jìn)行自主設(shè)計，在該實驗設(shè)備上進(jìn)行實驗時，不受地點(diǎn)的限制，也不受電源的限制，在一般的教室里就能很好的完成，所有的元器件直接接到設(shè)備上的面包板上，該實驗設(shè)備有經(jīng)過穩(wěn)壓的3V和5V，還有過載、過壓保護(hù)，不燒電源、不燒元器件，安全性極高；并且，本實驗設(shè)備配有專門的元件盒，把所需要用到的元器件清晰的排列、擺放，容易識別，拿取容易，實驗效率高。
[0034]以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種電子控制技術(shù)實驗設(shè)備，由亞克力底板、主控制板、電池、面包板及元件組成，其特征在于，包括:電源輸入自動切換電路、穩(wěn)壓電路、電壓采樣電路、電流采樣電路、微控制器、輸出狀態(tài)指示電路和輸出接口電路，其中， 所述電源輸入自動切換電路，用于切換電池或電源適配器提供的供電電源； 所述穩(wěn)壓電路連接所述電源輸入自動切換電路，用于給微控制器和輸出狀態(tài)指示電路供電，供5V和3V穩(wěn)壓輸出，并為5V電平提供電源； 所述電壓采樣電路經(jīng)分壓后輸入至微控制器，計算輸入電源的電壓值，并用于電源過壓保護(hù)、欠壓報警； 所述電流采樣電路與微控制器連接，用于過載保護(hù)； 所述輸出狀態(tài)指示電路與微控制器連接，用于顯示輸出狀態(tài)； 所述輸出接口電路與所述電流采樣電路連接，用于提供輸出電壓及電平的接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子控制技術(shù)實驗設(shè)備，其特征在于，所述電源輸入自動切換電路包括:電池輸入接口和電源適配器輸入接口，當(dāng)電源適配器未插入電源適配器輸入接口時，此時為電池供電；當(dāng)將電源適配器插入電源適配器輸入接口時，切斷電池供電，系統(tǒng)由電源適配器供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電子控制技術(shù)實驗設(shè)備，其特征在于，所述穩(wěn)壓電路包括:第一穩(wěn)壓電路、第二穩(wěn)壓電路和第三穩(wěn)壓電路，其中，第一穩(wěn)壓電路用于給微控制器和輸入電壓顯示電路供電，第二穩(wěn)壓電路為受微控制器控制的可關(guān)斷的低壓差線性穩(wěn)壓電路，輸出電壓5V，為5V穩(wěn)壓輸出和三路5V電平提供電源；第二穩(wěn)壓電路的5V輸出后經(jīng)第三穩(wěn)壓電路變?yōu)?V，供3V穩(wěn)壓輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子控制技術(shù)實驗設(shè)備，其特征在于，電壓采樣電路為電阻分壓電路，經(jīng)分壓后，輸入至微控制器的內(nèi)置ADC，微控制器經(jīng)ADC采樣后計算輸入電源的電壓值，輸出至顯不器顯不。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子控制技術(shù)實驗設(shè)備，其特征在于，電流采樣電路為串聯(lián)于輸入地和輸出地間的低阻值取樣電阻。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電子控制技術(shù)實驗設(shè)備，其特征在于，還包括，連接于電流采樣電路和微控制器之間的比較電路，若負(fù)載電流大于預(yù)設(shè)值，則由比較電路輸出低電平，此信號輸入至微控制器，微控制器關(guān)斷第二穩(wěn)壓電路的輸出，切斷負(fù)載端的5V電源、5V電平信號和3V穩(wěn)壓輸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子控制技術(shù)實驗設(shè)備，其特征在于，還包括:輸入電壓顯示電路，與微控制器連接，接收微控制器輸出的數(shù)字信號，驅(qū)動三位筆段液晶顯示器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電子控制技術(shù)實驗設(shè)備，其特征在于，所述輸出接口電路由六個2.54*2雙排母座輸出，與面包板的板孔相同，通過面包板專用線連接面包板。
【文檔編號】G09B23/18GK104504977SQ201510000920
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2015年1月5日 優(yōu)先權(quán)日:2015年1月5日
【發(fā)明者】張曉青, 唐根寶, 費(fèi)志剛 申請人:湖州愛迪電氣有限公司