專利名稱：一種教學(xué)用模塊組合式兩位數(shù)計(jì)算器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于單片機(jī)教學(xué)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及ー種用于單片機(jī)教學(xué)的計(jì)算器模型，具體涉及ー種教學(xué)用模塊組合式兩位數(shù)計(jì)算器。
背景技術(shù)：
在大專院校的計(jì)算機(jī)、電子和自動(dòng)化等專業(yè)中，都開(kāi)設(shè)有《單片機(jī)原理及其應(yīng)用》這門(mén)課程，這是ー門(mén)將軟件與硬件結(jié)合非常緊密的課程，通常必須在完成硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上才能完成對(duì)相關(guān)軟件的設(shè)計(jì)，所以在學(xué)習(xí)的過(guò)程中牢固扎實(shí)的掌握好硬件知識(shí)是非常重要的。多年來(lái)在對(duì)這門(mén)課程的教學(xué)中一直都采用了傳統(tǒng)的教學(xué)方式，通常是老師在黒板上畫(huà)電路連接圖、寫(xiě)程序，整堂課不僅非常的枯燥、抽象，而且難以理解。在如今這個(gè)多媒體飛速發(fā)展的時(shí)代，多媒體教學(xué)蓬勃發(fā)展起來(lái)，在課堂上配合生動(dòng)的圖片、動(dòng)畫(huà)等在一定程度上改善了枯燥的教學(xué)氛圍，但是還存在學(xué)生們很難實(shí)際參與、真實(shí)感受單片機(jī)相關(guān)產(chǎn)品開(kāi)發(fā) 過(guò)程的缺點(diǎn)。在目前的教學(xué)中所使用的單片機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器一般是內(nèi)部硬件電路已經(jīng)焊接固定的整體實(shí)驗(yàn)設(shè)備模型，老師只能對(duì)照固定的模型給學(xué)生進(jìn)行講解，學(xué)生很難實(shí)際參與并真實(shí)感受單片機(jī)相關(guān)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的過(guò)程。兩位數(shù)計(jì)算器是ー種常見(jiàn)的單片機(jī)相關(guān)產(chǎn)品，在《單片機(jī)原理及其應(yīng)用》教學(xué)中也是必不可少的教學(xué)內(nèi)容之一?，F(xiàn)有用于《單片機(jī)原理及其應(yīng)用》教學(xué)的兩位數(shù)計(jì)算器大多數(shù)是內(nèi)部硬件電路已經(jīng)完全焊接固定的完整產(chǎn)品模型。在教學(xué)中一般都是采用這種硬件電路已經(jīng)焊接固定的完整產(chǎn)品模型在課堂上進(jìn)行實(shí)物講解，這種模型體積較大、拿起來(lái)不方便，而且無(wú)法將電路拆卸下來(lái)為學(xué)生們?cè)敿?xì)講解組成完整電路的各個(gè)模塊，也沒(méi)有辦法演示一個(gè)兩位數(shù)計(jì)算器中各模塊的組裝過(guò)程。這種對(duì)照實(shí)物單純的理論講解對(duì)于很多初學(xué)者或者理解能力較低的學(xué)生來(lái)說(shuō)，由于沒(méi)有實(shí)際參與或真實(shí)感受產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)過(guò)程而難以理解，此外學(xué)生在實(shí)際訓(xùn)練環(huán)節(jié)中缺乏實(shí)驗(yàn)設(shè)備所以導(dǎo)致無(wú)法法自己動(dòng)手構(gòu)建、調(diào)試電路，使得實(shí)訓(xùn)內(nèi)容不充實(shí)。而老師由于缺乏教具，學(xué)生沒(méi)有素材導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容空洞。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供ー種教學(xué)用模塊組合式兩位數(shù)計(jì)算器，解決了現(xiàn)有教學(xué)用兩位數(shù)計(jì)算器模型硬件電路焊接固定、無(wú)法拆卸以及重新組裝的問(wèn)題。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是，ー種教學(xué)用模塊組合式兩位數(shù)計(jì)算器，包括有CPU核心模塊，CPU核心模塊內(nèi)設(shè)置有存儲(chǔ)模塊、運(yùn)算模塊以及電源模塊，運(yùn)算模塊與動(dòng)態(tài)數(shù)碼管模塊通過(guò)排線連接，還包括鍵盤(pán)模塊，鍵盤(pán)模塊上設(shè)置有矩陣鍵盤(pán)模塊，矩陣鍵盤(pán)模塊通過(guò)排線分別與CPU核心模塊內(nèi)的存儲(chǔ)模塊、動(dòng)態(tài)數(shù)碼管模塊連接，CPU核心模塊還通過(guò)插孔線與總線擴(kuò)展及驅(qū)動(dòng)模塊連接，整個(gè)裝置依靠CPU核心模塊上設(shè)置的電源模塊供電。本實(shí)用新型的特點(diǎn)還在干，矩陣鍵盤(pán)模塊為4X4矩陣鍵盤(pán)模塊；[0009]總線擴(kuò)展及驅(qū)動(dòng)模塊包括3線 8線譯碼器74LS138、芯片74LS245和鎖存器74LS373三個(gè)部分；電源模塊由獨(dú)立5V 12V的普通直流電源供電或由USB接口供電。本實(shí)用新型的有益效果是，本實(shí)用新型教學(xué)用模塊組合式兩位數(shù)計(jì)算器由四個(gè)具有獨(dú)立功能的電路模塊通過(guò)排線以及插孔線連接組成，通過(guò)各模塊之間的組合可以構(gòu)建出產(chǎn)品的模型。這種組合式模型非常適合初學(xué)者，可 的單片機(jī)硬件知識(shí)，動(dòng)手進(jìn)行模塊間的連接操作將各個(gè)模塊之間進(jìn)行組合，即可完成對(duì)單片機(jī)基本系統(tǒng)的應(yīng)用；本設(shè)備具有很好的耐用性，拆卸后體積小巧攜帯方便；此外，設(shè)備的可擴(kuò)展性好，學(xué)生可以以此為基礎(chǔ)，添加其他模塊完成對(duì)擴(kuò)展系統(tǒng)的實(shí)踐操作。該教具對(duì)老師的教學(xué)具有一定輔助作用，為實(shí)施導(dǎo)向式教學(xué)、現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)等提供了合適的教學(xué)設(shè)備，同時(shí)對(duì)學(xué)生的實(shí)踐訓(xùn)練也是一個(gè)階梯性的提高過(guò)程，學(xué)生可利用本設(shè)備完成課程的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)及課程設(shè)計(jì)等教學(xué)內(nèi)容，充分掌握所學(xué)內(nèi)容，具有很好的推廣價(jià)值。

圖I是本實(shí)用新型ー種教學(xué)用模塊組合式兩位數(shù)計(jì)算器的結(jié)構(gòu)圖。圖中，I.CPU核心模塊，2.存儲(chǔ)模塊，3.運(yùn)算模塊，4.鍵盤(pán)模塊，5.矩陣鍵盤(pán)模塊，6.動(dòng)態(tài)數(shù)碼管模塊，7.總線擴(kuò)展及驅(qū)動(dòng)模塊，8.電源模塊。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)用新型ー種教學(xué)用模塊組合式兩位數(shù)計(jì)算器，如圖I所示，包括有CPU核心模塊1，CPU核心模塊I內(nèi)設(shè)置有存儲(chǔ)模塊2、運(yùn)算模塊3以及電源模塊8，運(yùn)算模塊3與動(dòng)態(tài)數(shù)碼管模塊6通過(guò)排線連接，還包括鍵盤(pán)模塊4，鍵盤(pán)模塊4上設(shè)置有矩陣鍵盤(pán)模塊5，矩陣鍵盤(pán)模塊5通過(guò)排線分別與CPU核心模塊I內(nèi)的存儲(chǔ)模塊2、動(dòng)態(tài)數(shù)碼管模塊6連接，CPU核心模塊I還通過(guò)插孔線與總線擴(kuò)展及驅(qū)動(dòng)模塊7連接，整個(gè)裝置依靠CPU核心模塊I上設(shè)置的電源模塊8供電。在教學(xué)過(guò)程中，可先將兩位數(shù)計(jì)算器的各個(gè)模塊拆卸下，把每ー個(gè)大模塊所包含的小模塊給學(xué)生講解，整個(gè)裝置的控制核心是CPU核心模塊1，其內(nèi)部設(shè)置有存儲(chǔ)模塊2、運(yùn)算模塊3以及電源模塊8。鍵盤(pán)模塊4上設(shè)置有4X4矩陣鍵盤(pán)模塊，該矩陣鍵盤(pán)模塊上有10個(gè)數(shù)字鍵0 9，其余六個(gè)鍵分別為“ +X ”、“ + ”、“ = ”和“清除鍵”。動(dòng)態(tài)數(shù)碼管模塊6用于顯示由鍵盤(pán)輸入的數(shù)字和輸出計(jì)算結(jié)果；總線擴(kuò)展及驅(qū)動(dòng)模塊7包括3線 8線譯碼器74LS138、芯片74LS245和鎖存器74LS373三個(gè)部分，以方便系統(tǒng)總線進(jìn)行擴(kuò)展，使系統(tǒng)具有更多的功能；這樣可以使學(xué)生可以很清楚的認(rèn)識(shí)ー個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的組成部分。在連接的時(shí)候，根據(jù)所學(xué)的硬件知識(shí)，通過(guò)插孔線、排線就可以將多個(gè)具有獨(dú)立功能的電路模塊連接起來(lái)，即可構(gòu)建出兩位數(shù)計(jì)算器產(chǎn)品模型。也可以通過(guò)與CPU核心模塊I連接的總線擴(kuò)展及驅(qū)動(dòng)模塊7連接其它模塊構(gòu)建出更多的單片機(jī)相關(guān)產(chǎn)品。在實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)的過(guò)程中，學(xué)生可以自己動(dòng)手將各個(gè)模塊根據(jù)自己的理解用插孔線、排線連接起來(lái)構(gòu)建電路，這樣可以更加直觀地了解單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的思路和方法。此外，還根據(jù)實(shí)際的需要，増加相應(yīng)的復(fù)雜模塊，擴(kuò)展自己的系統(tǒng)。當(dāng)連接好整個(gè)裝置后，數(shù)據(jù)通過(guò)矩陣鍵盤(pán)模塊輸入CPU核心模塊I內(nèi)的存儲(chǔ)模塊2內(nèi)存儲(chǔ)，再通過(guò)動(dòng)態(tài)數(shù)碼管模塊6顯示出輸入的數(shù)據(jù)，CPU核心模塊I內(nèi)的運(yùn)算模塊3計(jì)算數(shù)據(jù)，將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)后輸出顯示在動(dòng)態(tài)數(shù)碼管模塊6上。權(quán)利要求1.ー種教學(xué)用模塊組合式兩位數(shù)計(jì)算器，其特征在于，包括有CPU核心模塊(1)，CPU核心模塊(I)內(nèi)設(shè)置有存儲(chǔ)模塊(2)、運(yùn)算模塊(3)以及電源模塊(8)，運(yùn)算模塊(3)與動(dòng)態(tài)數(shù)碼管模塊(6)通過(guò)排線連接，還包括鍵盤(pán)模塊(4)，鍵盤(pán)模塊(4)上設(shè)置有矩陣鍵盤(pán)模塊(5)，矩陣鍵盤(pán)模塊(5)通過(guò)排線分別與CPU核心模塊(I)內(nèi)的存儲(chǔ)模塊(2)、動(dòng)態(tài)數(shù)碼管模塊(6)連接，CPU核心模塊(I)還通過(guò)插孔線與總線擴(kuò)展及驅(qū)動(dòng)模塊(7)連接，整個(gè)裝置依靠CPU核心模塊(I)上設(shè)置的電源模塊(8)供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的教學(xué)用模塊組合式兩位數(shù)計(jì)算器，其特征在于，所述矩陣鍵盤(pán)模塊(5)為4X4矩陣鍵盤(pán)模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的教學(xué)用模塊組合式兩位數(shù)計(jì)算器，其特征在于，所述總線擴(kuò)展及驅(qū)動(dòng)模塊(7)包括3線 8線譯碼器74LS138、芯片74LS245和鎖存器74LS373三個(gè)部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的教學(xué)用模塊組合式兩位數(shù)計(jì)算器，其特征在于，所述電源模塊⑶由獨(dú)立5V 12V的普通直流電源供電或由USB接口供電。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)的一種教學(xué)用模塊組合式兩位數(shù)計(jì)算器，包括有CPU核心模塊，CPU核心模塊內(nèi)設(shè)置有存儲(chǔ)模塊、運(yùn)算模塊以及電源模塊，運(yùn)算模塊與動(dòng)態(tài)數(shù)碼管模塊通過(guò)排線連接，還包括鍵盤(pán)模塊，鍵盤(pán)模塊上設(shè)置有矩陣鍵盤(pán)模塊，矩陣鍵盤(pán)模塊通過(guò)排線分別與CPU核心模塊內(nèi)的存儲(chǔ)模塊、動(dòng)態(tài)數(shù)碼管模塊連接，CPU核心模塊還通過(guò)插孔線與總線擴(kuò)展及驅(qū)動(dòng)模塊連接，整個(gè)裝置依靠CPU核心模塊上設(shè)置的電源模塊供電。解決在單片機(jī)教學(xué)過(guò)程中教具的硬件電路已焊接固定，難以拆卸、重新組裝電路的問(wèn)題，在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中充實(shí)了學(xué)生的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，該模塊式單片機(jī)對(duì)老師的教學(xué)具有一定輔助作用，同時(shí)對(duì)學(xué)生的實(shí)踐訓(xùn)練也是一個(gè)階梯性的提高過(guò)程，具有很好的推廣價(jià)值。
文檔編號(hào)G09B19/02GK202523251SQ20122006328
公開(kāi)日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2012年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月24日
發(fā)明者趙紅毅 申請(qǐng)人:西安理工大學(xué)