一種用于輔助c語(yǔ)言教學(xué)的單片機(jī)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及教學(xué)器材領(lǐng)域，尤其涉及一種用于輔助C語(yǔ)言教學(xué)的單片機(jī)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]C語(yǔ)言(C++語(yǔ)言)是重要的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)工作語(yǔ)言，也是很多學(xué)校都開(kāi)設(shè)的一門(mén)基礎(chǔ)課程，是計(jì)算機(jī)等級(jí)考試的重要內(nèi)容。目前，大多數(shù)學(xué)校的教學(xué)中僅僅是在屏幕上顯示程序運(yùn)行的結(jié)果，不夠直觀、有趣，也不能體現(xiàn)C語(yǔ)言在硬件控制上的重要作用。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是實(shí)現(xiàn)一種能夠應(yīng)用在C語(yǔ)言教學(xué)中的教具。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:1、一種用于輔助C語(yǔ)言教學(xué)的單片機(jī)裝置，其特征在于:該裝置設(shè)有Arduino單片機(jī)，還設(shè)有流水燈、數(shù)碼管、霧型RGB三基色復(fù)合LED發(fā)光二極管三組電路，三組電路的一端分別通過(guò)跳線開(kāi)關(guān)的一個(gè)通路接入所述Arduino單片機(jī)GND端，另一端連接至所述Arduino單片機(jī)的輸出端口，所述的Arduino單片機(jī)設(shè)有用于與電腦連接的USB接口。
[0005]所述的Arduino單片機(jī)的輸出端口均串聯(lián)有分壓電阻，所述的Arduino單片機(jī)的GND端與跳線開(kāi)關(guān)之間串聯(lián)有自恢復(fù)保險(xiǎn)管。
[0006]所述的Arduino單片機(jī)設(shè)有擴(kuò)展插槽。
[0007]所述的流水燈、數(shù)碼管、霧型RGB三基色復(fù)合LED發(fā)光二極管、跳線開(kāi)關(guān)、擴(kuò)展插槽、自恢復(fù)保險(xiǎn)管均焊接在一塊電路板上，所述的Arduino單片機(jī)通過(guò)擴(kuò)展插槽固定在電路板上。
[0008]所述流水燈由12只LED組成。助C語(yǔ)言教學(xué)的單片機(jī)裝置，其特征在于:所述的電路板和Arduino單片機(jī)外設(shè)有透明機(jī)罩，所述的USB接口和跳線開(kāi)關(guān)延伸出機(jī)罩外。
[0009]本實(shí)用新型教學(xué)裝置可以直觀的顯示C語(yǔ)言程序的工作過(guò)程，美觀、有趣，最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)可以在此基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)Arduino單片機(jī)的相關(guān)知識(shí)，由于各元件都是焊接在電路板上，比用面包板臨時(shí)搭建實(shí)驗(yàn)電路具有更高的可靠性。
[0010]本實(shí)驗(yàn)板把C語(yǔ)言編程與Arduino單片機(jī)自動(dòng)控制有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，使目前教學(xué)中軟件、硬件兩個(gè)教學(xué)內(nèi)容及早發(fā)生聯(lián)系，有利于學(xué)生全面認(rèn)識(shí)C語(yǔ)言的功能、有利于培養(yǎng)創(chuàng)新精神，提高實(shí)際開(kāi)發(fā)能力。此外，本裝置制作簡(jiǎn)便，電子元件由于復(fù)用，故數(shù)量很少，價(jià)格低廉，適于普及推廣。
【附圖說(shuō)明】
[0011]下面對(duì)本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)中每幅附圖表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡(jiǎn)要說(shuō)明:
[0012]圖1為單片機(jī)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]上述圖中的標(biāo)記均為:l、Arduino單片機(jī);2、流水燈;3、數(shù)碼管;4、霧型RGB三基色復(fù)合LED發(fā)光二極管;5、跳線開(kāi)關(guān);6、USB接口； 7、擴(kuò)展插槽;8、自恢復(fù)保險(xiǎn)管。
【具體實(shí)施方式】
[0014]本實(shí)用新型主要包括一塊自制的電路板和固定在電路板上的Arduino單片機(jī)1(Mini Ardiuno)構(gòu)成，其中流水燈2、數(shù)碼管3、霧型RGB三基色復(fù)合LED發(fā)光二極管4、跳線開(kāi)關(guān)5、擴(kuò)展插槽7、自恢復(fù)保險(xiǎn)管8均焊接電路板上，其中Arduino單片機(jī)1通過(guò)插槽固定在電路板上，插座為雙排型插座，即擴(kuò)展插槽7，從而使得本裝置具有一定的擴(kuò)展空間，方便后期開(kāi)發(fā)。
[0015]如圖1所示，流水燈2、數(shù)碼管3、霧型RGB三基色復(fù)合LED發(fā)光二極管4的一端分別通過(guò)跳線開(kāi)關(guān)5的一個(gè)通路接入Arduino單片機(jī)1GND端，另一端連接至Arduino單片機(jī)1的輸出端口，構(gòu)成三套電路方案，方便教學(xué)中使用不同的顯示功能，增加教學(xué)的趣味性。Arduino單片機(jī)1設(shè)有USB接口6，因此該裝置的上位機(jī)可以采用PC機(jī)，通過(guò)C語(yǔ)言編寫(xiě)控制程序(教學(xué)中由老師或?qū)W生根據(jù)教學(xué)內(nèi)容編寫(xiě)程序，或驗(yàn)證教學(xué)內(nèi)容)，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)USB接口 6下載到Arduino單片機(jī)1中，實(shí)現(xiàn)流水燈2、數(shù)碼管3、霧型RGB三基色復(fù)合LED發(fā)光二極管4的顯示。
[0016]為確保裝置工作的穩(wěn)定性，Arduino單片機(jī)1的輸出端口均串聯(lián)有分壓電阻，電阻阻值均為470歐姆，Arduino單片機(jī)1的GND端與跳線開(kāi)關(guān)5之間串聯(lián)有自恢復(fù)保險(xiǎn)管8，當(dāng)總電流超過(guò)200mA時(shí)，即可斷開(kāi)，保護(hù)所有電子元件，斷開(kāi)后，撤去電源，保險(xiǎn)管冷卻后，又可恢復(fù)導(dǎo)電，繼續(xù)使用。電路板上還留有一個(gè)紅色電源指示燈，單獨(dú)供電，用來(lái)顯示電路板供電狀態(tài)。
[0017]具體工作原理如下:
[0018]C語(yǔ)言控制程序可以在電腦上編寫(xiě)，并通過(guò)USB接口傳到本裝置上的Arduino單片機(jī)中。該USB接口也是本裝置的供電接口。
[0019]當(dāng)跳線開(kāi)關(guān)5的跳線帽選擇短接位置①時(shí)，由12個(gè)藍(lán)色LED發(fā)光二極管組成的流水燈2電路接通，在C語(yǔ)言程序的控制下，Arduino單片機(jī)1的D2?D13共12個(gè)數(shù)字輸出端口按要求輸出高電平或低電平，從而控制12個(gè)LED燈明滅。由于LED燈達(dá)到12個(gè)，所有發(fā)光的組合很多，可以供學(xué)生充分發(fā)揮自己的想象能力、創(chuàng)新能力。把輸出給各LED燈的控制信號(hào)改向，可以驅(qū)動(dòng)一組繼電器(不超過(guò)12個(gè))，從而獲得更強(qiáng)大的控制能力。
[0020]當(dāng)跳線開(kāi)關(guān)5的跳線帽選擇短接位置②時(shí)，霧型RGB三基色復(fù)合LED發(fā)光二極管4電路被接通。由Arduino數(shù)碼輸出端中可以調(diào)節(jié)占空比的D3、D6、D9分別驅(qū)動(dòng)復(fù)合管中的紅色(R)、綠色(G)、藍(lán)色(B)三只LED管，控制它們的發(fā)光強(qiáng)度，從而混合出千萬(wàn)種不同的色彩(理論值有16萬(wàn)種)，選擇霧型管，就是為了更好地混色。
[0021]當(dāng)跳線開(kāi)關(guān)5的跳線帽選擇短接位置③時(shí)，(八筆畫(huà))數(shù)碼管3電路將被接通。在C語(yǔ)言控制下，可以快速點(diǎn)亮七條筆畫(huà)對(duì)應(yīng)的LED燈(由于是一位數(shù)字，所以小數(shù)點(diǎn)DP位放棄了)，分別顯示0?9十個(gè)數(shù)字，也可以顯示A?F六個(gè)字母，用于十六進(jìn)制數(shù)的顯示。當(dāng)跳線開(kāi)關(guān)5的跳線帽同時(shí)短接①③時(shí)，還可以演示二進(jìn)制數(shù)與十進(jìn)制數(shù)、八進(jìn)制數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0022]為了保護(hù)整個(gè)裝置不在教學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中損壞，將電路板和Arduino單片機(jī)1密封在透明機(jī)罩，將需要長(zhǎng)期操作的USB接口 6和跳線開(kāi)關(guān)5延伸出機(jī)罩外，這樣既方便觀察編寫(xiě)程序的效果，也能保護(hù)器件不受損壞。
[0023]本裝置很好地解決了C語(yǔ)言初學(xué)者對(duì)程序的理解問(wèn)題。直觀形象，學(xué)起來(lái)趣味盎然。并且在C語(yǔ)言學(xué)習(xí)中及早引入了硬件控制知識(shí)，對(duì)學(xué)生全面認(rèn)識(shí)C語(yǔ)言，提高創(chuàng)新開(kāi)發(fā)能力提供了新的途徑，把Arduino單片機(jī)1常用的實(shí)驗(yàn)電路組合一塊小小的電路板上，連接可靠，使用方便，改善了學(xué)習(xí)Arduino單片機(jī)1的實(shí)驗(yàn)條件。同時(shí)，本發(fā)明保留了Arduino的全部對(duì)外接口，留有極大地拓展空間，可以物盡其用。且更加安全。同時(shí)可以供學(xué)生DIY自制，加工簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)可靠、外觀美觀、價(jià)格低廉。
[0024]上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本實(shí)用新型具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于輔助C語(yǔ)言教學(xué)的單片機(jī)裝置，其特征在于:該裝置設(shè)有Arduino單片機(jī)，還設(shè)有流水燈、數(shù)碼管、霧型RGB三基色復(fù)合LED發(fā)光二極管三組電路，三組電路的一端分別通過(guò)跳線開(kāi)關(guān)的一個(gè)通路接入所述Arduino單片機(jī)GND端，另一端連接至所述Arduino單片機(jī)的輸出端口，所述的Arduino單片機(jī)設(shè)有用于與電腦連接的USB接口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于輔助C語(yǔ)言教學(xué)的單片機(jī)裝置，其特征在于:所述的Arduino單片機(jī)的輸出端口均串聯(lián)有分壓電阻，所述的Arduino單片機(jī)的GND端與跳線開(kāi)關(guān)之間串聯(lián)有自恢復(fù)保險(xiǎn)管。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于輔助C語(yǔ)言教學(xué)的單片機(jī)裝置，其特征在于:所述的Arduino單片機(jī)設(shè)有擴(kuò)展插槽。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于輔助C語(yǔ)言教學(xué)的單片機(jī)裝置，其特征在于:所述的流水燈、數(shù)碼管、霧型RGB三基色復(fù)合LED發(fā)光二極管、跳線開(kāi)關(guān)、擴(kuò)展插槽、自恢復(fù)保險(xiǎn)管均焊接在一塊電路板上，所述的Arduino單片機(jī)通過(guò)擴(kuò)展插槽固定在電路板上。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于輔助C語(yǔ)言教學(xué)的單片機(jī)裝置，其特征在于:所述流水燈由12只LED組成，所述的電路板和Arduino單片機(jī)外設(shè)有透明機(jī)罩，所述的USB接口和跳線開(kāi)關(guān)延伸出機(jī)罩外。
【專利摘要】本實(shí)用新型揭示了一種用于輔助C語(yǔ)言教學(xué)的單片機(jī)裝置，該裝置設(shè)有Arduino單片機(jī)，另有流水燈、數(shù)碼管、霧型RGB三基色復(fù)合LED發(fā)光二極管三套電路，其一端分別通過(guò)跳線開(kāi)關(guān)的一個(gè)通路接入所述Arduino單片機(jī)GND端，另一端連接至所述Arduino單片機(jī)的輸出端口，所述的Arduino單片機(jī)設(shè)有USB接口。本實(shí)驗(yàn)板把C語(yǔ)言編程與Arduino單片機(jī)自動(dòng)控制有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，使目前教學(xué)中軟件、硬件兩個(gè)教學(xué)內(nèi)容及早發(fā)生聯(lián)系，有利于學(xué)生全面認(rèn)識(shí)C語(yǔ)言的功能、有利于培養(yǎng)創(chuàng)新精神，提高實(shí)際開(kāi)發(fā)能力。此外，本裝置制作簡(jiǎn)便，電子元件由于復(fù)用，故數(shù)量很少，價(jià)格低廉，適于普及推廣。
【IPC分類】G09B23/18
【公開(kāi)號(hào)】CN205104114
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520556252
【發(fā)明人】張淼, 劉淳淥, 王序然
【申請(qǐng)人】張淼, 劉淳淥, 王序然
【公開(kāi)日】2016年3月23日
【申請(qǐng)日】2015年7月27日