具有故障智能檢測的高校數(shù)字電路試驗系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種具有故障智能檢測的高校數(shù)字電路試驗系統(tǒng)。其技術方案是：包括微處理器模塊、液晶顯示模塊、信號調理模塊、信號隔離及選擇模塊、聲光報警模塊、鍵盤輸入模塊，多組待檢芯片及待檢電路分別連接到信號隔離及選擇模塊的輸入端，信號隔離及選擇模塊利用存貯在微控制器模塊中的電路特征、芯片型號進行比較，出錯的地方通過液晶屏顯示并連接聲光報警模塊進行報警；信號隔離及選擇模塊與微處理器模塊之間通過信號調理模塊連接，微處理器模塊的輸入端連接鍵盤輸入模塊。有益效果是：在學生開始做新實驗前，可以快速檢測試驗系統(tǒng)的完好性，尤其是實驗用芯片是否有損壞，不需要連線，不需要拆卸芯片。
【專利說明】具有故障智能檢測的高校數(shù)字電路試驗系統(tǒng)【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種數(shù)字電路教學實驗系統(tǒng)，特別涉及一種具有故障智能檢測的聞校數(shù)字電路試驗系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]數(shù)字電路、數(shù)字邏輯課程是理工科院校電專業(yè)和非電專業(yè)的一門基礎課程，而實驗教學是理論教學的重要組成部分，數(shù)字電路試驗系統(tǒng)是實驗教學的硬件核心，具有使用頻繁、使用周期長、試驗用芯片易損壞等特點。每套數(shù)字電路實驗系統(tǒng)均包含許多不同種類實驗芯片，由于試驗系統(tǒng)利用率比較高、學生誤操作等原因，芯片經常損壞，而且由于課時安排緊湊，實驗老師不可能每次做完實驗后及時進行實驗系統(tǒng)的故障判斷和維修。這樣下一組學生在不知情的情況下進行試驗，將嚴重影響學生的實驗效果和內容的完成。

【發(fā)明內容】

[0003]本實用新型的目的就是針對現(xiàn)有技術存在的上述缺陷，提供一種具有故障智能檢測的聞校數(shù)字電路試驗系統(tǒng)。
[0004]其技術方案是:包括微處理器模塊、液晶顯示模塊、信號調理模塊、信號隔離及選擇模塊、聲光報警模塊、鍵盤輸入模塊，多組待檢芯片及待檢電路分別連接到信號隔離及選擇模塊的輸入端，信號隔離及選擇模塊利用存貯在微控制器模塊中的電路特征、芯片型號進行比較，出錯的地方通過液晶屏顯示并連接聲光報警模塊進行報警；信號隔離及選擇模塊與微處理器模塊之間通過信號調理模塊連接，微處理器模塊的輸入端連接鍵盤輸入模塊，所述的微處理器模塊米用c8051F120微處理器。
[0005]上述的信號隔離及選擇模塊包括變壓器Tl、比較器Al、加法器A2、電壓跟隨器、過壓保護電路，信號從輸入端i nput進入后，經過變壓器Tl，可以把信號中的大部分的直流雜波噪聲濾掉，之后信號通過比較器Al和加法器A2，通過比較器Al判斷信號是否有效，如果有效通過加法器A2提升信號的零點位置，處理后的信號再通過電壓跟隨器，增大信號的驅動能力，信號隔離及選擇模塊的最后一級電路功能是過壓保護，防止電壓過高損壞下一級的電路。
[0006]上述的信號調理模塊包括一階濾波電路、二階濾波電路、電壓跟隨器、電壓補償器、電壓幅度限位器，通過隔離及選擇模塊處理后的信號進入一階濾波電路、二階濾波電路進行濾波，經過兩次濾波后的信號通過電壓跟隨器提高信號的驅動能力，并且所述信號要先后經過電壓補償器、電壓幅度限位器，使信號的電壓幅值滿足要求。
[0007]上述的通信電路模塊包括九針接口 J1、電壓比較模塊、電壓電平轉換模塊、信號驅動電路，通過標準的九針接口 J1，信號首先通過電壓電平轉換模塊，實現(xiàn)TTL電平的轉換，轉換后的信號再經過電壓比較模塊，實現(xiàn)電壓的矯正與提升，最后通過驅動電路實現(xiàn)信號驅動能力的提聞。
[0008]本實用新型的有益效果是:在學生開始做新實驗前，可以快速檢測試驗系統(tǒng)的完好性，尤其是實驗用芯片是否有損壞，不需要連線，不需要拆卸芯片，可以通過按鍵選擇硬件檢測的范圍和試驗用芯片的種類，可以支持軟件升級，擴大檢測芯片的種類和范圍。同時在個別芯片損壞或者短缺的情況下，通過更新微控制器的檢測程序，在不改變硬件電路的情況下，可以通過智能檢測系統(tǒng)進行模擬代替。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]附圖1是本實用新型的整體電路結構示意圖；
[0010]附圖2是本實用新型的通信電路模塊電路圖；
[0011]圖中:九針接口 J1、電壓比較模塊U3、電阻R1-R4、三極管Q1-Q2、電壓比較模塊U2、U4，發(fā)光二極管LEDl ；
[0012]附圖3是本實用新型的調理電路模塊電路圖；
[0013]上圖中:電阻R2.1-2.12、電容C2.1-2.3、二極管D2.1-2.2，電壓比較器A2.1-2.3 ；
[0014]附圖4是本實用新型的信號隔離及選擇模塊電路圖；
[0015]上圖中:變壓器Tl、電壓比較器Al、A2，電阻R3.1-3.4，電容C3.1-3.2，二極管D3.1_3.2 ο
【具體實施方式】
[0016]結合附圖1-4，對本實用新型作進一步的描述:
[0017]本實用新型包括微處理器模塊、液晶顯示模塊、信號調理模塊、信號隔離及選擇模塊、聲光報警模塊、鍵盤輸入模塊，多組待檢芯片及待檢電路分別連接到信號隔離及選擇模塊的輸入端，信號隔離及選擇模塊利用存貯在微控制器模塊中的電路特征、芯片型號進行比較，出錯的地方通過液晶屏顯示并連接聲光報警模塊進行報警；信號隔離及選擇模塊與微處理器模塊之間通過信號調理模塊連接，微處理器模塊的輸入端連接鍵盤輸入模塊，所述的微處理器模塊米用c8051F120微處理器。
[0018]參照附圖4，信號隔離及選擇模塊包括變壓器Tl、比較器Al、加法器A2、電壓跟隨器、過壓保護電路等組成。信號從輸入端input進入后，經過變壓器Tl，可以把信號中的大部分的直流雜波噪聲濾掉，之后信號通過比較器Al和加法器A2，通過比較器判斷信號是否有效，如果有效通過加法器提升信號的零點位置，處理后的信號再通過電壓跟隨器，增大信號的驅動能力，信號隔離及選擇模塊的最后一級電路功能是過壓保護，防止電壓過高損壞下一級的電路。
[0019]參照附圖3，信號調理模塊包括一階濾波電路、二階濾波電路、電壓跟隨器、電壓補償器、電壓幅度限位器。首先通過隔離及選擇模塊處理后的信號進入一階濾波電路、二階濾波電路進行濾波，經過兩次濾波后信號基本沒有了噪聲，但是驅動能力有限，需要通過電壓跟隨器提高信號的驅動能力。因為微處理器對輸入信號的電壓幅值有嚴格的要求，所以信號還要先后經過電壓補償器、電壓幅度限位器，使信號的電壓幅值滿足要求。
[0020]參照附圖2，通信電路模塊包括九針接口 J1、電壓比較模塊、電壓電平轉換模塊、信號驅動電路等。為了實現(xiàn)試驗系統(tǒng)的升級和優(yōu)化，需要通過通信電路實現(xiàn)與部分第三方的設備進行通訊。通過標準的九針接口 J1，信號首先通過電壓電平轉換模塊，實現(xiàn)TTL電平的轉換，轉換后的信號再經過電壓比較模塊U2、U4，實現(xiàn)電壓的矯正與提升，最后通過由三極管Ql和Q2組成的驅動電路實現(xiàn)信號驅動能力的提高。
[0021]在學生正式開始做新實驗前，首先啟動故障檢測部分，通過鍵盤輸入自動檢測命令，自動檢測電路在微處理器的控制下進行系統(tǒng)掃描，利用存貯在微控制器中的電路特征、芯片型號等信息進行比較，如果比較結果不一致，微控制器就將比較結果出錯的地方通過液晶屏顯示出來。這樣學生將很快判斷出出錯點，提醒老師進行相應的處理。該智能檢測系統(tǒng)可以通過鍵盤設定指定的檢測范圍和檢測芯片，使用比較靈活。
【權利要求】
1.一種具有故障智能檢測的高校數(shù)字電路試驗系統(tǒng)，其特征是:包括微處理器模塊、液晶顯示模塊、信號調理模塊、信號隔離及選擇模塊、聲光報警模塊、鍵盤輸入模塊，多組待檢芯片及待檢電路分別連接到信號隔離及選擇模塊的輸入端，信號隔離及選擇模塊利用存貯在微控制器模塊中的電路特征、芯片型號進行比較，出錯的地方通過液晶屏顯示并連接聲光報警模塊進行報警；信號隔離及選擇模塊與微處理器模塊之間通過信號調理模塊連接，微處理器模塊的輸入端連接鍵盤輸入模塊，所述的微處理器模塊采用C8051F120微處理器。
2.根據(jù)權利要求1所述的具有故障智能檢測的高校數(shù)字電路試驗系統(tǒng)，其特征是:所述的信號隔離及選擇模塊包括變壓器Tl、比較器Al、加法器A2、電壓跟隨器、過壓保護電路，信號從輸入端input進入后，經過變壓器Tl，可以把信號中的大部分的直流雜波噪聲濾掉，之后信號通過比較器Al和加法器A2，通過比較器Al判斷信號是否有效，如果有效通過加法器A2提升信號的零點位置，處理后的信號再通過電壓跟隨器，增大信號的驅動能力，信號隔離及選擇模塊的最后一級電路功能是過壓保護，防止電壓過高損壞下一級的電路。
3.根據(jù)權利要求1所述的具有故障智能檢測的高校數(shù)字電路試驗系統(tǒng)，其特征是:所述的信號調理模塊包括一階濾波電路、二階濾波電路、電壓跟隨器、電壓補償器、電壓幅度限位器，通過隔離及選擇模塊處理后的信號進入一階濾波電路、二階濾波電路進行濾波，經過兩次濾波后的信號通過電壓跟隨器提高信號的驅動能力，并且所述信號要先后經過電壓補償器、電壓幅度限位器，使信號的電壓幅值滿足要求。
【文檔編號】G05B19/042GK203673298SQ201420044854
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年1月22日 優(yōu)先權日:2014年1月22日
【發(fā)明者】李林, 陳璨, 于云華, 呂新榮, 郭曙光 申請人:中國石油大學(華東)