一种用于辅助c语言教学的单片机装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及教学器材领域，尤其涉及一种用于辅助C语言教学的单片机装置。
【背景技术】
[0002]C语言(C++语言)是重要的计算机程序设计工作语言，也是很多学校都开设的一门基础课程，是计算机等级考试的重要内容。目前，大多数学校的教学中仅仅是在屏幕上显示程序运行的结果，不够直观、有趣，也不能体现C语言在硬件控制上的重要作用。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是实现一种能够应用在C语言教学中的教具。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为:1、一种用于辅助C语言教学的单片机装置，其特征在于:该装置设有Arduino单片机，还设有流水灯、数码管、雾型RGB三基色复合LED发光二极管三组电路，三组电路的一端分别通过跳线开关的一个通路接入所述Arduino单片机GND端，另一端连接至所述Arduino单片机的输出端口，所述的Arduino单片机设有用于与电脑连接的USB接口。
[0005]所述的Arduino单片机的输出端口均串联有分压电阻，所述的Arduino单片机的GND端与跳线开关之间串联有自恢复保险管。
[0006]所述的Arduino单片机设有扩展插槽。
[0007]所述的流水灯、数码管、雾型RGB三基色复合LED发光二极管、跳线开关、扩展插槽、自恢复保险管均焊接在一块电路板上，所述的Arduino单片机通过扩展插槽固定在电路板上。
[0008]所述流水灯由12只LED组成。助C语言教学的单片机装置，其特征在于:所述的电路板和Arduino单片机外设有透明机罩，所述的USB接口和跳线开关延伸出机罩外。
[0009]本实用新型教学装置可以直观的显示C语言程序的工作过程，美观、有趣，最大限度地调动学生学习兴趣，同时可以在此基础上学习Arduino单片机的相关知识，由于各元件都是焊接在电路板上，比用面包板临时搭建实验电路具有更高的可靠性。
[0010]本实验板把C语言编程与Arduino单片机自动控制有机地结合起来，使目前教学中软件、硬件两个教学内容及早发生联系，有利于学生全面认识C语言的功能、有利于培养创新精神，提高实际开发能力。此外，本装置制作简便，电子元件由于复用，故数量很少，价格低廉，适于普及推广。
【附图说明】
[0011]下面对本实用新型说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明:
[0012]图1为单片机装置结构示意图；
[0013]上述图中的标记均为:l、Arduino单片机;2、流水灯;3、数码管;4、雾型RGB三基色复合LED发光二极管;5、跳线开关;6、USB接口； 7、扩展插槽;8、自恢复保险管。
【具体实施方式】
[0014]本实用新型主要包括一块自制的电路板和固定在电路板上的Arduino单片机1(Mini Ardiuno)构成，其中流水灯2、数码管3、雾型RGB三基色复合LED发光二极管4、跳线开关5、扩展插槽7、自恢复保险管8均焊接电路板上，其中Arduino单片机1通过插槽固定在电路板上，插座为双排型插座，即扩展插槽7，从而使得本装置具有一定的扩展空间，方便后期开发。
[0015]如图1所示，流水灯2、数码管3、雾型RGB三基色复合LED发光二极管4的一端分别通过跳线开关5的一个通路接入Arduino单片机1GND端，另一端连接至Arduino单片机1的输出端口，构成三套电路方案，方便教学中使用不同的显示功能，增加教学的趣味性。Arduino单片机1设有USB接口6，因此该装置的上位机可以采用PC机，通过C语言编写控制程序(教学中由老师或学生根据教学内容编写程序，或验证教学内容)，通过标准USB接口 6下载到Arduino单片机1中，实现流水灯2、数码管3、雾型RGB三基色复合LED发光二极管4的显示。
[0016]为确保装置工作的稳定性，Arduino单片机1的输出端口均串联有分压电阻，电阻阻值均为470欧姆，Arduino单片机1的GND端与跳线开关5之间串联有自恢复保险管8，当总电流超过200mA时，即可断开，保护所有电子元件，断开后，撤去电源，保险管冷却后，又可恢复导电，继续使用。电路板上还留有一个红色电源指示灯，单独供电，用来显示电路板供电状态。
[0017]具体工作原理如下:
[0018]C语言控制程序可以在电脑上编写，并通过USB接口传到本装置上的Arduino单片机中。该USB接口也是本装置的供电接口。
[0019]当跳线开关5的跳线帽选择短接位置①时，由12个蓝色LED发光二极管组成的流水灯2电路接通，在C语言程序的控制下，Arduino单片机1的D2?D13共12个数字输出端口按要求输出高电平或低电平，从而控制12个LED灯明灭。由于LED灯达到12个，所有发光的组合很多，可以供学生充分发挥自己的想象能力、创新能力。把输出给各LED灯的控制信号改向，可以驱动一组继电器(不超过12个)，从而获得更强大的控制能力。
[0020]当跳线开关5的跳线帽选择短接位置②时，雾型RGB三基色复合LED发光二极管4电路被接通。由Arduino数码输出端中可以调节占空比的D3、D6、D9分别驱动复合管中的红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)三只LED管，控制它们的发光强度，从而混合出千万种不同的色彩(理论值有16万种)，选择雾型管，就是为了更好地混色。
[0021]当跳线开关5的跳线帽选择短接位置③时，(八笔画)数码管3电路将被接通。在C语言控制下，可以快速点亮七条笔画对应的LED灯(由于是一位数字，所以小数点DP位放弃了)，分别显示0?9十个数字，也可以显示A?F六个字母，用于十六进制数的显示。当跳线开关5的跳线帽同时短接①③时，还可以演示二进制数与十进制数、八进制数、十六进制数的对应关系。
[0022]为了保护整个装置不在教学实验过程中损坏，将电路板和Arduino单片机1密封在透明机罩，将需要长期操作的USB接口 6和跳线开关5延伸出机罩外，这样既方便观察编写程序的效果，也能保护器件不受损坏。
[0023]本装置很好地解决了C语言初学者对程序的理解问题。直观形象，学起来趣味盎然。并且在C语言学习中及早引入了硬件控制知识，对学生全面认识C语言，提高创新开发能力提供了新的途径，把Arduino单片机1常用的实验电路组合一块小小的电路板上，连接可靠，使用方便，改善了学习Arduino单片机1的实验条件。同时，本发明保留了Arduino的全部对外接口，留有极大地拓展空间，可以物尽其用。且更加安全。同时可以供学生DIY自制，加工简单，结构可靠、外观美观、价格低廉。
[0024]上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种用于辅助C语言教学的单片机装置，其特征在于:该装置设有Arduino单片机，还设有流水灯、数码管、雾型RGB三基色复合LED发光二极管三组电路，三组电路的一端分别通过跳线开关的一个通路接入所述Arduino单片机GND端，另一端连接至所述Arduino单片机的输出端口，所述的Arduino单片机设有用于与电脑连接的USB接口。2.根据权利要求1所述的用于辅助C语言教学的单片机装置，其特征在于:所述的Arduino单片机的输出端口均串联有分压电阻，所述的Arduino单片机的GND端与跳线开关之间串联有自恢复保险管。3.根据权利要求1或2所述的用于辅助C语言教学的单片机装置，其特征在于:所述的Arduino单片机设有扩展插槽。4.根据权利要求1所述的用于辅助C语言教学的单片机装置，其特征在于:所述的流水灯、数码管、雾型RGB三基色复合LED发光二极管、跳线开关、扩展插槽、自恢复保险管均焊接在一块电路板上，所述的Arduino单片机通过扩展插槽固定在电路板上。5.根据权利要求4所述的用于辅助C语言教学的单片机装置，其特征在于:所述流水灯由12只LED组成，所述的电路板和Arduino单片机外设有透明机罩，所述的USB接口和跳线开关延伸出机罩外。
【专利摘要】本实用新型揭示了一种用于辅助C语言教学的单片机装置，该装置设有Arduino单片机，另有流水灯、数码管、雾型RGB三基色复合LED发光二极管三套电路，其一端分别通过跳线开关的一个通路接入所述Arduino单片机GND端，另一端连接至所述Arduino单片机的输出端口，所述的Arduino单片机设有USB接口。本实验板把C语言编程与Arduino单片机自动控制有机地结合起来，使目前教学中软件、硬件两个教学内容及早发生联系，有利于学生全面认识C语言的功能、有利于培养创新精神，提高实际开发能力。此外，本装置制作简便，电子元件由于复用，故数量很少，价格低廉，适于普及推广。
【IPC分类】G09B23/18
【公开号】CN205104114
【申请号】CN201520556252
【发明人】张淼, 刘淳渌, 王序然
【申请人】张淼, 刘淳渌, 王序然
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年7月27日