接口和右侧级联接口。
[0045]图19为本发明实施例主控板连接电脑接口。
[0046]图20为本发明实施例主控板与仪器主体上的电路的接口连接图。
[0047]图21为本发明实施例的机械图的正面立体图。
[0048]图22为本发明实施例的机械图的正面立体剖视图。
[0049]图23为本发明实施例的机械图后视立体图。
[0050][【具体实施方式】]以下介绍本发明的较佳实施例，它是一个由四根中空的其内布置有电子电路的直条框架围拢形成的电子单摆演示装置，基本形态为一个方框。其电子电路的一部分被设置在所述的四根中空的直条框架里，而其余部分则分布在与其本体相分离的方形盒体48内，盒体内装有主控板(未显示)。四条直条框架上间隔均匀地布置有排列整齐的红外发射管65或红外接收管66，它们左右对称，上下对称的布置。这四条直条框架就构成了一个由纵横交错的红外射线组成的电子传感坐标系。
[0051]图1为本发明实施例的二维电子单摆演示装置电路的系统框图:它包含有居主控板电路核心部位的单片机芯片4，其周边电路有外接电源1、电源电路2、横向红外接收模块5、纵向红外接收模块7、纵向红外发射模块9、横向红外发射模块8、存储模块6、和电脑软件3。
[0052]图2为图1电子单摆演示装置的电路系统总图与外接电源相连接的电源连接口10，外接直流的5v电源是用来为本发明的二维实验仪提供电源的。
[0053]图3为DC-DC电源电路:此电路的功能是把外接电源的直流5v电源转换成为单片机4供电的3.3v直流电源。Dl芯片11的型号是ASl117-3.3v是DC-DC转换芯片，它把5v的直流电压转换为3.3v的直流电压。
[0054]图4为单片机4的引脚定义图。
[0055]单片机引脚定义如下:
[0056]SCL，SDA:存储芯片控制信号。
[0057]595EN, C_595EN:74HC595 级联芯片片选信号。
[0058]SFT_CLK, C_SFT_CLK:74HC595 级联芯片移位时钟信号。
[0059]LCH_CLK, C_LCH_CLK:74HC595级联芯片信号输出时钟信号。
[0060]DAT, C-DAT:74HC595级联芯片数据输入信号。
[0061]SIG_0UT, SIG_0UT2:红外接收总线信号。
[0062]USB_D+, USB_D-:单片机USB接口数据线，连接电脑USB接口。
[0063]RST, P20单片机复位信号和程序烧录控制线。
[0064]XTALl，XTAL2晶振信号输入。
[0065]图5是单片机晶振电路。在此电路中Yl晶振元件12的XTAL1，XTAL2分别连接到单片机4的XTAL1，XTAL2引脚上。XTAL1，XTAL2为单片机4提供12MHz的振荡频率。
[0066]图6是单片机烧录接口 13，其RST，P20两个信号线是连接单片机4的RST，P20引脚的。
[0067]图7为存储模块电路图，SCL，SDA两个信号线连接到单片机4的SCL，SDA引脚。Ul单元芯片14是型号为AT24C02集成块，它是EEPROM性质的集成块，它用于存储系统实验数据。
[0068]图7为存储模块电路图，SCL，SDA两个信号线连接到单片机4的SCL，SDA引脚。Ul单元芯片14是型号为AT24C02集成块，它是EEPROM性质的集成块，它用于存储系统实验数据。
[0069]图8为主控板与红外发射板的2个连接接口。P3接口 15为红外发射管左侧入口，其中信号 C_595EN，C_SFT_CLK, C_LCH_CLK, C_DAT，分别连接到单片机 4 中的 C_595EN，C_SFT_CLK, C_LCH_CLK, C_DAT引脚。P4接口 16为红外发射管上侧入口，其中信号595EN，SFT_CLK, LCH_CLK, DAT 分别连接单片机 4 的 595EN，SFT_CLK, LCH_CLK, DAT 引脚。所述的直条框架载上了红外发射管后就成为这里所称的红外发射板。
[0070]图9为主控板与红外接收板的2个连接接口。图9中Pl接口 17为红外接收管右侧入口，其中信号 C_595EN，C_SFT_CLK, C_LCH_CLK, C_DAT, SIG_0UT_2 分别连接到单片机 4的 C_595EN，C_SFT_CLK，C_LCH_CLK，C_DAT，SIG_0UT_2 引脚。P2 接口 18 为红外接收管下侧入口，其中信号 595EN，SFT_CLK, LCH_CLK, DAT, SIG_0UT 分别连接单片机 4 的 595EN，SFT_CLK, LCH_CLK, DAT, SIG_0UT 引脚。
[0071]图10为本发明实施例中的红外发射板的入口接口。P67接口 19为红外发射管左侧入口，其中595EN，SFT_CLK, LCH_CLK, DAT分别连接到发射板上的图11中Ul单元21的级联芯片74HC595的595EN，SFT_CLK, LCH_CLK, DAT引脚。P68接口 20为红外发射管上侧入口，其中595EN_2，SFT_CLK_2, LCH_CLK_2, DAT_2分别连接到图12中的Ull单元27的数字信号整形芯片 74HC14 的 595EN_2，SFT_CLK_2, LCH_CLK_2, U12 单元 28 的 74HC14 芯片的DAT_2引脚。
[0072]
[0073]
[0074]图11为红外发射管发射电路。红外发射板共有两块，这两块都是直条框架，其上的电路布置样式是一样的。第一块是竖直布置的红外发射直条框架49，其上有7块级联芯片74HC595和54个红外发射管电路和4块74HC14数字信号整形芯片，红外发射直条框架49位于电子围框的左侧。而第二块是水平布置的红外发射上直条框架50，其上共有5块级联芯片74HC595和4块74HC14数字信号整形芯片，以及还有40个红外发射管电路。
[0075]在该电路中，每一块74HC595级联芯片是与八组由三极管、电阻、红外发射管组成的线路单元相连的，本电路显示的就是这样的情况。红外发射直条框架49上共有7个级联芯片74HC595 ;而红外发射直条框架50上共有5个级联芯片74HC595。
[0076]级联芯片74HC595上的595EN，SFT_CLK, LCH_CLK, DAT分别连接到图10中红外发射管入口中的 P67 接口 19 中信号 595EN，SFT_CLK, LCH_CLK, DAT。
[0077]Ul 单元 21 的级联芯片 74HC595 上的 LEDl，LED2, LED3, LED4, LED5, LED6, LED7,LED8分别连接红外发射管电路的电阻R5，R6，R13，R14，R7，R8，R15，R16。此电路图为整体电路中许多相似电路中的一个代表部分。
[0078]在上侧红外发射管电路板50中，有5个74HC595级联芯片，40个红外发射管电路。在左侧红外发射管电路板49中有7个74HC595级联芯片，54个红外发射管电路。
[0079]由信号控制线SFT_CLK，LCH_CLK, 595EN, DAT 控制 74HC595 级联芯片 21，使 LEDl输出高低电平完成对红外发射管23的控制，以此类推LED2，LED3，LED4，LED5，LED6，LED7，LED8分别控制各自相应的相似电路块。
[0080]Ql三极管22的集电极通过电阻Rl连接到5V电源，当LEDl高电平时，Ql三极管22导通，此时红外发射管Pl接口 23发光。当LEDl低电平时，Ql三极管22截止，此时红外发射管Pl接口 23熄灭。以此类推，信号LED2控制接口 P2，LED3控制接口 P3，LED4控制接口 P4，LED5控制接口 P5，LED6控制接口 P6，LED7控制接口 P7，LED8控制接口 P8。芯片21的74HC595中的信号SDOI，用来级联下一块74HC595级联芯片24的输入端SDOI。
[0081]图12为红外发射板中具有数字信号整形功能的74HC14整形芯片电路。
[0082]规格为28的红外发射直条框架50、和规格为38的红外发射直条框架49上各自有四片数字信号整形电路芯片74HC14。
[0083]其中:U2单元25的数字信号整形芯片74HC14中595EN，LCH_CLK，SFT_CLK，U12单元 28 的 74HC14 中 DAT_2，Ull 单元 27 的 74HC14 中 SFT_CLK_2，LCH_CLK_2, 595EN2 分别连接图10中的红外发射管输入P67接口 19，P68接口 20中的相应引脚。
[0084]U4单元26的74HC14的SDOUT弓丨脚连接图16中U5单元39的74HC595中的SDOUT引脚。
[0085]U2 单元 25 中信号 C_595EN，C_LCH_CLK, C_SFT_CLK, U4 单元 26 中信号 C_SD0UT，Ull 单元 27 中信号 SFT_CLK_20UT，LCH_CLK_20UT，595EN_20UT，U12 单元 28 中 DAT_20UT 分别连接到图13红外发射级联接口上的P65接口 29中的C_595EN，C_LCH_CLK, C_SFT_CLK,C_SD0UT 信号，P66 接口 30 中 SFT_CLK_20UT，LCH_CLK_20UT, 595EN_20UT, DAT_20UT。
[0086]红外发射板数字信号整形电路的工作如下:图12中