专利名称：一种教学用模块组合式两位数计算器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于单片机教学设备技术领域，涉及ー种用于单片机教学的计算器模型，具体涉及ー种教学用模块组合式两位数计算器。
背景技术：
在大专院校的计算机、电子和自动化等专业中，都开设有《单片机原理及其应用》这门课程，这是ー门将软件与硬件结合非常紧密的课程，通常必须在完成硬件设计的基础上才能完成对相关软件的设计，所以在学习的过程中牢固扎实的掌握好硬件知识是非常重要的。多年来在对这门课程的教学中一直都采用了传统的教学方式，通常是老师在黒板上画电路连接图、写程序，整堂课不仅非常的枯燥、抽象，而且难以理解。在如今这个多媒体飞速发展的时代，多媒体教学蓬勃发展起来，在课堂上配合生动的图片、动画等在一定程度上改善了枯燥的教学氛围，但是还存在学生们很难实际參与、真实感受单片机相关产品开发 过程的缺点。在目前的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模型，老师只能对照固定的模型给学生进行讲解，学生很难实际參与并真实感受单片机相关产品开发的过程。两位数计算器是ー种常见的单片机相关产品，在《单片机原理及其应用》教学中也是必不可少的教学内容之一。现有用于《单片机原理及其应用》教学的两位数计算器大多数是内部硬件电路已经完全焊接固定的完整产品模型。在教学中一般都是采用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，这种模型体积较大、拿起来不方便，而且无法将电路拆卸下来为学生们详细讲解组成完整电路的各个模块，也没有办法演示一个两位数计算器中各模块的组装过程。这种对照实物单纯的理论讲解对于很多初学者或者理解能力较低的学生来说，由于没有实际參与或真实感受产品的开发过程而难以理解，此外学生在实际训练环节中缺乏实验设备所以导致无法法自己动手构建、调试电路，使得实训内容不充实。而老师由于缺乏教具，学生没有素材导致教学内容空洞。
发明内容本实用新型的目的是提供ー种教学用模块组合式两位数计算器，解决了现有教学用两位数计算器模型硬件电路焊接固定、无法拆卸以及重新组装的问题。本实用新型采用的技术方案是，ー种教学用模块组合式两位数计算器，包括有CPU核心模块，CPU核心模块内设置有存储模块、运算模块以及电源模块，运算模块与动态数码管模块通过排线连接，还包括键盘模块，键盘模块上设置有矩阵键盘模块，矩阵键盘模块通过排线分别与CPU核心模块内的存储模块、动态数码管模块连接，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干，矩阵键盘模块为4X4矩阵键盘模块；[0009]总线扩展及驱动模块包括3线 8线译码器74LS138、芯片74LS245和锁存器74LS373三个部分；电源模块由独立5V 12V的普通直流电源供电或由USB接口供电。本实用新型的有益效果是，本实用新型教学用模块组合式两位数计算器由四个具有独立功能的电路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。这种组合式模型非常适合初学者，可 的单片机硬件知识，动手进行模块间的连接操作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；本设备具有很好的耐用性，拆卸后体积小巧携帯方便；此外，设备的可扩展性好，学生可以以此为基础，添加其他模块完成对扩展系统的实践操作。该教具对老师的教学具有一定辅助作用，为实施导向式教学、现场教学等提供了合适的教学设备，同时对学生的实践训练也是一个阶梯性的提高过程，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，具有很好的推广价值。
图I是本实用新型ー种教学用模块组合式两位数计算器的结构图。图中，I.CPU核心模块，2.存储模块，3.运算模块，4.键盘模块，5.矩阵键盘模块，6.动态数码管模块，7.总线扩展及驱动模块，8.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。本实用新型ー种教学用模块组合式两位数计算器，如图I所示，包括有CPU核心模块1，CPU核心模块I内设置有存储模块2、运算模块3以及电源模块8，运算模块3与动态数码管模块6通过排线连接，还包括键盘模块4，键盘模块4上设置有矩阵键盘模块5，矩阵键盘模块5通过排线分别与CPU核心模块I内的存储模块2、动态数码管模块6连接，CPU核心模块I还通过插孔线与总线扩展及驱动模块7连接，整个装置依靠CPU核心模块I上设置的电源模块8供电。在教学过程中，可先将两位数计算器的各个模块拆卸下，把每ー个大模块所包含的小模块给学生讲解，整个装置的控制核心是CPU核心模块1，其内部设置有存储模块2、运算模块3以及电源模块8。键盘模块4上设置有4X4矩阵键盘模块，该矩阵键盘模块上有10个数字键0 9，其余六个键分别为“ +X ”、“ + ”、“ = ”和“清除键”。动态数码管模块6用于显示由键盘输入的数字和输出计算结果；总线扩展及驱动模块7包括3线 8线译码器74LS138、芯片74LS245和锁存器74LS373三个部分，以方便系统总线进行扩展，使系统具有更多的功能；这样可以使学生可以很清楚的认识ー个单片机应用系统的组成部分。在连接的时候，根据所学的硬件知识，通过插孔线、排线就可以将多个具有独立功能的电路模块连接起来，即可构建出两位数计算器产品模型。也可以通过与CPU核心模块I连接的总线扩展及驱动模块7连接其它模块构建出更多的单片机相关产品。在实验、实训的过程中，学生可以自己动手将各个模块根据自己的理解用插孔线、排线连接起来构建电路，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，増加相应的复杂模块，扩展自己的系统。当连接好整个装置后，数据通过矩阵键盘模块输入CPU核心模块I内的存储模块2内存储，再通过动态数码管模块6显示出输入的数据，CPU核心模块I内的运算模块3计算数据，将计算结果存储后输出显示在动态数码管模块6上。权利要求1.ー种教学用模块组合式两位数计算器，其特征在于，包括有CPU核心模块(1)，CPU核心模块(I)内设置有存储模块(2)、运算模块(3)以及电源模块(8)，运算模块(3)与动态数码管模块(6)通过排线连接，还包括键盘模块(4)，键盘模块(4)上设置有矩阵键盘模块(5)，矩阵键盘模块(5)通过排线分别与CPU核心模块(I)内的存储模块(2)、动态数码管模块(6)连接，CPU核心模块(I)还通过插孔线与总线扩展及驱动模块(7)连接，整个装置依靠CPU核心模块(I)上设置的电源模块(8)供电。
2.根据权利要求I所述的教学用模块组合式两位数计算器，其特征在于，所述矩阵键盘模块(5)为4X4矩阵键盘模块。
3.根据权利要求I所述的教学用模块组合式两位数计算器，其特征在于，所述总线扩展及驱动模块(7)包括3线 8线译码器74LS138、芯片74LS245和锁存器74LS373三个部分。
4.根据权利要求I所述的教学用模块组合式两位数计算器，其特征在于，所述电源模块⑶由独立5V 12V的普通直流电源供电或由USB接口供电。
专利摘要本实用新型公开的一种教学用模块组合式两位数计算器，包括有CPU核心模块，CPU核心模块内设置有存储模块、运算模块以及电源模块，运算模块与动态数码管模块通过排线连接，还包括键盘模块，键盘模块上设置有矩阵键盘模块，矩阵键盘模块通过排线分别与CPU核心模块内的存储模块、动态数码管模块连接，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。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G09B19/02GK202523251SQ20122006328
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