专利名称：计算机网络教学实验装置的制作方法
专利说明
一、技术领域本实用新型涉及计算机网络的教学和实验装置。它能帮助学生理解计算机网络的基本原理，提高教学效率，属于教学设备制造的技术领域。
二背景技术：
《计算机网络》课程是计算机专业和计算机信息专业的必修课程，该课程要求理解网络工作原理，掌握计算机网络实现协议和相关算法，熟练运用网络设备和实现使用技术。实验是必不可少的重要环节。
目前现状是计算机网络设备及操作系统变化较快，大多数院校没有专用计算机网络实验室和实验装置。即使有部分院校有实验，大多采用计算机和网络设备组成局域网络，实现部分网络技术的实验。这种实验方法存在两点不足(1)能解决实验线路连接方法，但是，它不能让直观地观察到网络拓扑结构和数据通路，学生难以理解网络工作原理。(2)只是使用和配置计算机和网络设备，实验操作性较强，但是，它设备屏蔽了网络传输分层实现关系，学生不能对各层编程实现网络协议及算法，难以掌握和体会理论和协议算法。
一
发明内容
1、技术问题本实用新型的发明目的是提供一种能直观地进行计算机网络课程基本原理的教学示范，具有教学示范作用和学生参与实验的双重功能的计算机网络教学实验装置。
2、技术方案本发明的计算机网络教学实验装置，由计算机、交换机、示教板、实验电路所组成，其特征在于计算机和交换机分别有若干台，计算机、路由器、交换机、网络测试电路、示教板实验电路、实验接口电路分别与公共配线理线器相连接，组成一个计算机网络，其中示教板实验电路由嵌入式系统核心模块电路RCM、LCD显示器、LCD输出接口电路、发光二极管显示器、发光二极管输出接口电路、键盘电路、键盘输入接口电路、以太网接口电路、异步通讯接口电路组成；嵌入式系统核心模块电路RCM的输出端分别接LCD输出接口电路、发光二极管输出接口电路、键盘输入接口电路、以太网接口电路、异步通讯接口电路；LCD输出接口电路的输出接LCD显示器，发光二极管输出接口电路的输出端接发光二极管显示器，键盘输入接口电路的输入端接键盘电路；以太网接口电路通过接口“RJ45”与公共配线理线器相接，异步通讯接口电路通过接口“RS232”与公共配线理线器相接。
以太网接口电路中的集成电路“U8”的“A0～A7”接嵌入式系统核心模块电路RCM中集成电路“U2A”；异步通讯接口电路中的集成电路“MAX232”的“PC2、PC3、PC4、PC5”端接嵌入式系统核心模块电路RCM中的集成电路“U2A”。
3、有益效果本实用新型的有益效果是，可以实现计算机网络实验的教师示教和学生实验，该装置与计算机网络连接简单，网络体系结构数据信息显示直观。
本实用新型的计算机网络教学实验装置，通过示教板实验电路实现计算机网络各层协议和算法的示教和实验。示教板实验电路的RJ45接口、RS232接口电路与示教和实验者的计算机系统组成计算机网络连接和通讯，并通过编程实现网络各层协议和算法实验。
RJ45接口电路与RS232接口电路由嵌入式系统控制与管理，RJ45和RS232接口电路可与实验者的计算机系统组成计算机网络和通讯通路，实验者可通过编程实现网络协议和算法。键盘和LCD显示电路完成人机交互功能，键盘实现实验项目的选择，LCD和发光二极管可显示实验过程状态变化和相关协议数据。装置的外观具有示教和实验的双重功能。
四
图1是计算机网络系统框图。其中有计算机1-1m，路由器2，交换机3-3n，公共配线理线器4，网络测试电路5，示教板实验电路6，实验接口电路7。
图2是示教实验板电路6的电原理框图。其中有嵌入式系统核心模块电路RCM61，LCD显示电路62，LCD输出接口电路63，发光二极管显示电路64，发光二极管输出接口电路65，键盘电路66，键盘输入接口电路67，以太网接口电路68，异步通讯接口电路69，接口RJ45、RS232。
图3是示教实验板电路嵌入式系统核心模块电路RCM 61电路原理图。
图4是以太网接口电路电路原理图。
图5是LCD显示电路62，LCD输出接口电路63和键盘输入接口电路67的电路原理图。
图6是异步通讯接口电路69的电原理图。
五具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
该装置由核心部件微处理器Rabbit 3000、静态存储器SRAM(128K)、闪存Flash Memory(512K)、以太网口和通用的输入输出接口组成基本的嵌入式系统核心控制模块RCM电路。人机交互的输入键盘接到嵌入式系统核心控制模块RCM的输入接口上，嵌入式系统核心控制模块RCM的输出接口接到LCD(AXG24064)液晶显示电路和发光二极管上，嵌入式系统核心控制模块RCM的以太网接口(RTL8019)可接到交换机设备上，嵌入式系统上的串行接口(RS232)接到计算机的串行接口COM1或COM2上。
该装置在微处理器Rabbit 3000控制和管理下，静态存储器SRAM用来存储工作区数据，闪存Flash Memory存储嵌入式操作系统和应用程序，键盘可输入各种命令，液晶显示器LCD可显示点阵组成的图案或字符，以太网口可实现该装置用TCP/IP协议在网络上的交换信息，串行接口可以实现与某个实验计算机异步串行通信。
该装置通过以太网口接收实验者计算机发出各层协议数据信息，将其按照一定格式显示在LCD液晶显示器上，解决了网络各层的协议通信的编程实验问题，在数据通信的过程中，用LED发光二极管显示工作状态，以此达到实验示教和帮助学生掌握和理解计算机网络体系结构和工作原理效果。
通过键盘输入相关实验项目，由嵌入式系统核心模块电路RCM接收信息之后，再将显示信息输出到LCD显示器和发光二极管显示器显示，嵌入式系统核心模块电路RCM程序控制以太网接口电路或异步通讯接口电路准备接收实验数据信息。
计算机和交换机分别有若干台，计算机、路由器、交换机、网络测试电路、示教板实验电路、实验接口电路分别与公共配线理线器相连接，组成一个计算机网络，其中示教板实验电路由嵌入式系统核心模块电路RCM、LCD显示器、LCD输出接口电路、发光二极管显示器、发光二极管输出接口电路、键盘电路、键盘输入接口电路、以太网接口电路、异步通讯接口电路组成；嵌入式系统核心模块电路RCM的输出端分别接LCD输出接口电路、发光二极管输出接口电路、键盘输入接口电路、以太网接口电路、异步通讯接口电路；LCD输出接口电路的输出接LCD显示器，发光二极管输出接口电路的输出端接发光二极管显示器，键盘输入接口电路的输入端接键盘电路；以太网接口电路通过接口“RJ45”与公共配线理线器相接，异步通讯接口电路通过接口“RS232”与公共配线理线器相接。
图3是示教实验板的嵌入式系统核心模块电路RMC原理图。电路中的微处理器芯片为RABBIT 3000，存储器部分包括SRAM、FLASH1和FLASH2电路芯片，其中SRAM芯片是存放过程数据，FLASH1和FLASH2电路存储程序。
图4是以太网接口电路的电路原理图，集成芯片RTL8019AS是以太网接口电路，实现以太网数据传输和协议处理，RJ45接口插座连接到计算机网络系统中，通过74LS245缓冲电路与嵌入式系统核心模块电路RCM并行传输数据。
图5是示教实验板的LCD/LED显示线路和键盘接口电路原理图。LCD显示器是128*64液晶显示器，内藏T6963C控制器的液晶模块为含EL(场致发光)背光器件，点阵式液晶图形显示控制器可以图形方式、文本方式及图文合成方式进行显示。LCD输出接口电路受嵌入式系统核心模块电路RCM控制，由译码电路74LS139和74LS00提供LCD的选择，由LCD输出接口电路驱动和控制。键盘电路是由轻触按键开关组成的阵列，通过电路组合和程序定义其键义，由嵌入式系统核心模块电路RCM程序释义其键，并转入相应的程序。发光二极管输出接口电路采用74LS574和三极管驱动电路构成，由嵌入式系统核心模块电路RCM的输出接口发出控制二极管发光和熄灭控制命令，发光二极管显示电路按照控制命令显示红色或绿色的指示。
图6是异步通讯接口电路原理图。异步通讯接口电路提供标准的RS232电平和信号，集成电路MAX232实现TTL电平与EIA232电平的转换，并将信号连接到输出的插座上。异步通讯接口的数据信息由嵌入式系统核心模块电路RCM负责接收和发送的。
权利要求1.一种计算机网络教学实验装置，由计算机、交换机、示教板、实验电路所组成，其特征在于计算机和交换机分别有若干台，计算机(1～1m)、路由器(2)、交换机(3～3n)、网络测试电路(5)、示教板实验电路(6)、实验接口电路(7)分别与公共配线理线器(4)相连接，组成一个计算机网络，其中示教板实验电路(6)由嵌入式系统核心模块电路RCM(61)、LCD显示器(62)、LCD输出接口电路(63)、发光二极管显示器(64)、发光二极管输出接口电路(65)、键盘电路(66)、键盘输入接口电路(67)、以太网接口电路(68)、异步通讯接口电路(69)组成；嵌入式系统核心模块电路RCM(61)的输出端分别接LCD输出接口电路(63)、发光二极管输出接口电路(65)、键盘输入接口电路(67)、以太网接口电路(68)、异步通讯接口电路(69)；LCD输出接口电路(63)的输出接LCD显示器(62)，发光二极管输出接口电路(65)的输出端接发光二极管显示器(64)，键盘输入接口电路(67)的输入端接键盘电路(66)；以太网接口电路(68)通过接口“RJ45”与公共配线理线器(4)相接，异步通讯接口电路(69)通过接口“RS232”与公共配线理线器(4)相接。
2.根据权利要求1所述的计算机网络教学实验装置，其特征在于以太网接口电路(68)中的集成电路“U8”的“A0～A7”接嵌入式系统核心模块电路RCM(61)中集成电路“U2A”；异步通讯接口电路(69)中的集成电路“MAX232”的“PC2、PC3、PC4、PC5”端接嵌入式系统核心模块电路RCM(61)中的集成电路“U2A”。
专利摘要计算机网络教学实验装置是一种帮助学生理解计算机网络的基本原理，提高教学效率的教学实验装置，该装置中计算机和交换机分别有若干台，计算机、路由器、交换机、网络测试电路、示教板实验电路、实验接口电路分别与公共配线理线器相连接，组成一个计算机网络，嵌入式系统核心模块电路RCM的输出端分别接LCD输出接口电路、发光二极管输出接口电路、键盘输入接口电路、以太网接口电路、异步通讯接口电路；发光二极管输出接口电路的输出端接发光二极管显示器，键盘输入接口电路的输入端接键盘电路；以太网接口电路通过接口“RJ45”与公共配线理线器相接，异步通讯接口电路通过接口“RS232”与公共配线理线器相接。
文档编号G09B25/02GK2610428SQ0322065
公开日2004年4月7日 申请日期2003年3月26日 优先权日2003年3月26日
发明者孙燕, 王绮红, 吴一锋, 张春良 申请人:南京师范大学