专利名称：一种用于单片机教学的模块组合式数字时钟的制作方法
技术领域：
本实用新型属于单片机教学设备技术领域，涉及一种数字时钟模型，具体涉及一种用于单片机教学的模块组合式数字时钟。
技术背景 在大专院校的计算机、电子和自动化等专业中，都纷纷开设了《单片机原理及其应用》这门课程，这是一门将软件与硬件结合非常紧密的课程，一般只有在完成对硬件设计的基础上才能完成有关软件的设计，因此在学习的过程中牢固掌握硬件的知识是非常有必要的。多年来在对这门课的教学中一直都采用了传统的教学手段，通常是老师在黑板上画电路图、写复杂的程序，学生在下面记录听讲，大部分属于理论教学，整堂课听下来非常的抽象，难以理解。在如今多媒体教学被蓬勃发展起来，在课堂上配合生动的图片、动画等在一定程度上改善了原来枯燥的教学氛围，但是还是大多限于理论教学，学生们还是很难实际参与，真实感受到单片机相关产品的开发过程。目前教学中所使用的单片机教学实验仪器一般是内部硬件电路已经焊接固定的整体实验设备，学生在实际训练环节中无法自己搭建电路、构建单片机系统。数字时钟是《单片机原理及其应用》教学中常见的单片机产品之一，现有用于《单片机原理及其应用》教学的数字时钟大多数是内部硬件电路已经焊接固定的完整产品模型，在单片机系统的硬件教学中，老师一般是拿这种硬件电路已经焊接固定的完整产品模型在课堂上进行实物讲解，这种模型由于电路已焊接固定，所以很难将电路拆卸开来为学生们一一讲解组成电路的各个部分，也就无法演示数字时钟各部分的组装过程，这对于很多初学者或者理解能力较低的学生来说由于没有实际参与或真实感受产品的开发过程而理解非常困难，也不会给学生们留下很深刻的印象，学生缺乏实验工具，在实际训练环节中也没有办法自己动手构建和调试电路。
发明内容本实用新型的目的是提供一种用于单片机教学的模块组合式数字时钟，解决了现有单片机教学中缺乏实验教具，已有的实验教具硬件电路已焊接固定以及无法拆卸后重新组装的问题。本实用新型采用的技术方案是，一种用于单片机教学的模块组合式数字时钟，包括有CPU核心模块，CPU核心模块通过排线与流水灯/动态数码管模块上的动态数码管模块连接，还包括键盘模块，键盘模块上设置有独立按键模块，独立按键模块上设置有3个独立按键，3独立按键分别通过插孔线与CPU核心模块连接，CPU核心模块还通过插孔线与总线扩展及驱动模块连接，整个装置依靠CPU核心模块上设置的电源模块供电。本实用新型的特点还在于，流水灯/动态数码管模块包括共阳LED灯模块、共阴LED灯模块及动态数码管模块；[0008]总线扩展及驱动模块包括74LS138、74LS245和74LS373三个部分；电源模块由独立5V 12V的普通直流电源或通过USB接口供电。本实用新型的有益效果是，本实用新型用于单片机教学的模块组合式数字时钟由多个独立功能的模块通过排线以及插孔线连接组成，通过各模块之间的组合可以构建出产品的模型。使学生可以很清楚的认识一个单片机应用系统的硬件组成，在实验和实训过程中，学生可以根据自己所掌握的单片机知识，动手进行类似搭积木的操作，通过将各个模块之间进行组合，即可完成对单片机基本系统的应用。本设备拆卸后体积小巧携带方便，设备的可扩展性好，目前以够用为主，还可以根据实际的需要增加相应的复杂模块，学生可以以此为基础，完成对扩展系统的实践操作。该模块式单片机对老师的教学具有一定辅助作用，最终解决在教学过程中老师无教具，学生无素材，教学内容空洞，实训内容不充实等问题，为教师实施导向式教学、现场教学等提供了合适的教学设备；学生可利用本设备完成课程的实验、实训及课程设计等教学内容，充分掌握所学内容。
图I是本实用新型一种用于单片机教学的模块组合式数字时钟的结构图。图中，I.CPU核心模块，2.流水灯/动态数码管模块，3.动态数码管模块，4.键盘模块，5.独立按键模块，6.总线扩展及驱动模块，7.电源模块。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型进行详细说明。本实用新型一种用于单片机教学的模块组合式数字时钟，如图I所示，包括有CPU核心模块1，CPU核心模块I通过排线与流水灯/动态数码管模块2上的动态数码管模块3连接，还包括键盘模块4，键盘模块4上设置有独立按键模块5，独立按键模块5上设置有三个独立按键，三独立按键分别通过插孔线与CPU核心模块I连接，CPU核心模块I还通过插孔线与总线扩展及驱动模块6连接，整个装置依靠CPU核心模块I上设置的电源模块7供电。在教学过程中，可先将组成数字时钟的各个模块拆卸下来给学生逐一讲解，其中流水灯/动态数码管模块2包括共阳LED灯模块、共阴LED灯模块及动态数码管模块3 ;总线扩展及驱动模块6包括74LS138、74LS245和74LS373三个部分，以方便系统总线扩展；键盘模块4有独立按键模块5，独立开关模块上有3个独立按键，每个独立按键分别通过插孔线连接到CPU核心模块I上；这样可以使学生可以很清楚的认识一个单片机应用系统的组成部分。在连接的时候，通过插孔线、排线就可以将多个独立的功能电路模块连接起来，SP可构建出数字时钟或通过总线扩展及驱动模块6构建出其他的单片机相关产品。在实验、实训的过程中，学生可以自己动手进行类似搭积木的操作，将各个模块根据自己的理解用线路连接起来构建电路，这样可以更加直观地了解单片机系统的设计的思路和方法。此外，还根据实际的需要，增加相应的复杂模块，扩展自己的系统。
权利要求1.一种用于单片机教学的模块组合式数字时钟，其特征在于，包括有CPU核心模块(1),CPU核心模块(I)通过排线与流水灯/动态数码管模块(2)上的动态数码管模块(3)连接，还包括键盘模块(4)，键盘模块(4)上设置有独立按键模块(5)，所述独立按键模块(5)上设置有三个独立按键，三独立按键分别通过插孔线与CPU核心模块(I)连接，CPU核心模块(I)还通过插孔线与总线扩展及驱动模块(6)连接，整个装置依靠CPU核心模块(I)上设置的电源模块(7)供电。
2.根据权利要求I所述的用于单片机教学的模块组合式数字时钟，其特征在于，所述流水灯/动态数码管模块(2 )包括共阳LED灯模块、共阴LED灯模块及动态数码管模块(3 )。
3.根据权利要求I所述的用于单片机教学的模块组合式数字时钟器，其特征在于，所述总线扩展及驱动模块(6)包括74LS138、74LS245和74LS373三个部分。
4.根据权利要求I所述的用于单片机教学的模块组合式数字时钟，其特征在于，所述电源模块(7)由独立5V 12V的普通直流电源供电或通过USB接口供电。
专利摘要本实用新型公开的一种用于单片机教学的模块组合式数字时钟，包括有CPU核心模块，CPU核心模块通过排线与流水灯/动态数码管模块上的动态数码管模块连接，还包括键盘模块，键盘模块上设置有独立按键模块和开关模块，独立按键模块和开关模块分别通过插孔线连接到CPU核心模块上，CPU核心模块还与总线扩展及驱动模块连接，整个装置依靠CPU核心模块上设置的电源模块供电。解决在单片机教学过程中教具的硬件电路已焊接固定，难以拆卸、重新组装电路的问题，在实际教学过程中充实了学生的实训内容。该模块式单片机对老师的教学具有一定辅助作用，同时对学生的实践训练也是一个阶梯性的提高过程，具有很好的推广价值。
文档编号G09B23/18GK202523285SQ20122006255
公开日2012年11月7日 申请日期2012年2月24日 优先权日2012年2月24日
发明者赵红毅 申请人:西安理工大学