专利名称：激光教学实验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于教学的激光教学实验装置。
背景技术：
如今市场上常见的教学实验装置采用MAX232串口进行数据通信，通信速度慢， 实验装置上的模块需要通过大量跳线连接，实验装置上的实验资源也逐渐与工业应用脱节。接口不通用，使用者需要另外使用USB转串口 IC转换为TTL电平，再通过电脑USB 口连接电脑进行通信；需要进行多次转换才能实现与电脑的通信，在实际应用中难以与电脑进行程序下载、调试程序等功能；如今市场上常见的教学实验装置采用现有的学习模块，功能无法做到与工业应用接轨。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服上述现有教学实验装置存在的不足，提供一种通信容易、功能更优、造价便宜、维修方便、与工业应用接轨的，可适用于各理工科院校、大专、中专、职业院校、实验室的教学上的激光教学实验装置。本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的激光教学实验装置，它包括核心处理单元、USB转串口的下载通信模块、工业激光对射计时计数模块、LED显示模块、AD/DA转换模块、RTC数字时钟模块、按键模块、继电器控制模块、蜂鸣器模块、红外通信模块、IIC总线模块、电机控制模块、电源模块以及复位模块，其中，USB转串口的下载通信模块一端通过USB数据线与电脑相连，另一端与核心处理单元相连，LED显示模块通过锁存器连接核心处理单元，其余各模块直接与核心处理单元连接。所述的USB转串口下载通信模块包括CH34系列高速通信IC以及与CH34系列高速通信IC连接的振荡电路。所述的工业激光对射计时计数模块包括激光发射管D、激光调制管P1、反相器U2A、激光接收管P2，激光发射管D与激光接收管P2采用对射方式。所述的LED显示模块包括8*8点阵显示模块、LED液晶显示屏、LED流水灯以及8位数码管显示模块，核心处理单元控制锁存器输出，8*8点阵显示模块、LED液晶显示屏、LED流水灯以及8位数码管显示模块共用一组I/O 口或具备独立的I/O 口。本实用新型的有益效果是(I)增加了工业激光对射计时计数模块，激光发射器和激光接收器使用对射型安装，核心处理单元编写相应的程序，实现了计时计数的功能，模拟工业应用上产品生产线上的计数装置、计时装置；(2)取消了现有的跳线，采取锁存器对核心处理单元的信号进行锁存，使得核心处理单元输出信号不冲突，从软件程序上控制锁存器件，方便用户使用； (3)连接方便，通信容易，可实现高速下载，取消繁杂的跳线，操作方便，功能更优，模拟工业应用，适用于各理工科院校、大专、中专、职业院校、实验室的教学，使学习者真正做到学以致用。
图I为本实用新型的结构示意图；图2为本实用新型激光教学实验装置USB通信下载模块电路图；图3为本实用新型激光教学实验装置激光计时计数模块电路图。图中，I-核心处理单元，2-USB转串口的下载通信模块，3-工业激光对射计时计数模块，4-LED显示模块，5-AD/DA转换模块，6-RTC数字时钟模块，7-按键模块，8-继电器控制模块，9-蜂鸣器模块，10-红外通信模块，Il-IIC总线模块，12-电机控制模块，13-电源模±夹，14-复位模块，15-锁存器，16-8位数码管显示模块，17-8*8点阵显示模块，18-LED液晶显示屏，19-LED流水灯，20-电脑。
具体实施方式
以下结合附图进一步描述本实用新型的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。如图1，激光教学实验装置，它包括核心处理单元1、USB转串口的下载通信模块2、工业激光对射计时计数模块3、LED显示模块4、AD/DA转换模块5、RTC数字时钟模块6、按键模块7、继电器控制模块8、蜂鸣器模块9、红外通信模块10、IIC总线模块11、电机控制模块12、电源模块13以及复位模块14，其中，USB转串口的下载通信模块2 —端通过USB数据线与电脑20相连，另一端与核心处理单元I相连，LED显示模块4通过锁存器15连接核心处理单元I，其余各模块直接与核心处理单元I连接。如图2，所述的USB转串口下载通信模块2包括CH34系列高速通信IC以及与CH34系列高速通信IC连接的振荡电路，只需要一根USB数据线即可实现与电脑20通信，将电脑20上已经编写好的程序下载至核心处理单元1，可以通过USB转串口通信模块2与电脑20进行通信，将本装置的运行状况在电脑20上显示出来，下载、通信速度快，使用方便。如图3，所述的工业激光对射计时计数模块3包括激光发射管D、激光调制管P1、反相器U2A、激光接收管P2，激光发射管D与激光接收管P2采用对射方式。核心处理单元I根据激光接收管P2传输回来的信号，输出相应的信号控制LED显示模块4显示时间、个数，此应用可以广泛使用于工业方面的计时计数工作。所述的LED显示模块4包括8*8点阵显示模块17、LED液晶显示屏18、LED流水灯19以及8位数码管显示模块16，核心处理单元I控制锁存器15输出，8*8点阵显示模块17,LED液晶显示屏18、LED流水灯19以及8位数码管显示模块16共用一组I/O 口或具备独立的I/O 口。激光发射管D出激光束，照射激光接收管P2，在实现计时功能时，激光发射管D与激光接收管P2之间有物体经过时，物体挡住激光束，激光接收管P2输出的电平信号发生变化，核心处理单元I采集激光接收管P2所变化的信号，激光接收管P2的传输给核心处理单元I的信号第一次变化时，核心处理单元I开始计时，并通过8位数码管显示模块16显示对应数据，8位数码管显示模块16显示的时间不断的增加；物体再次经过激光发射管D，与激光接收管P2之间时，激光接收管P2输出信号电平发生第二次变化，核心处理单元I捕捉到信号变化，核心处理单元I停止计时，并通过8位数码管显示模块16显示出时间；这时候可以人为进行数码管显示清零，也可以是物体第三次经过激光发射管D与激光接收管P2之间，数码管显示清零；如果一定时间之后没有进行人为清零或者没有物体第三次经过激光发射管D与激 光接收管P2之间，核心处理单元I则发出指令，将数码管显示模块清零；在实现计数功能时，激光发射管D与激光接收管P2之间有物体经过时，物体挡住激光束，激光接收管P2输出的信号发生电平信号，核心处理单元I采集激光接收管P2的信号，激光接收管P2输出给核心处理单元I的信号每发生一次变化时，核心处理单元I进行相应的计数，并通过8位数码管显示模块16显示，8位数码管显示模块16显示的数字随着物体经过的次数相应的增加，以此类推。
权利要求1.激光教学实验装置，其特征在于它包括核心处理单元(I)、USB转串口的下载通信模块(2)、工业激光对射计时计数模块(3)、LED显示模块(4)、AD/DA转换模块(5)、RTC数字时钟模块出)、按键模块(7)、继电器控制模块(8)、蜂鸣器模块(9)、红外通信模块(10)、IIC总线模块(11)、电机控制模块(12)、电源模块(13)以及复位模块(14)，其中，USB转串口的下载通信模块(2) —端通过USB数据线与电脑(20)相连，另一端与核心处理单元(I)相连，LED显示模块(4)通过锁存器(15)连接核心处理单元(I)，其余各模块直接与核心处理单元⑴连接。
2.根据权利要求I所述的激光教学实验装置，其特征在于所述的USB转串口下载通信模块(2)包括CH34系列高速通信IC以及与CH34系列高速通信IC连接的振荡电路。
3.根据权利要求I所述的激光教学实验装置，其特征在于所述的工业激光对射计时计数模块(3)包括激光发射管D、激光调制管P1、反相器U2A、激光接收管P2，激光发射管D与激光接收管P2采用对射方式。
4.根据权利要求I所述的激光教学实验装置，其特征在于所述的LED显示模块(4)包括8*8点阵显示模块(17)、LED液晶显示屏(18)、LED流水灯(19)以及8位数码管显示模块(16)，核心处理单元(I)控制锁存器(15)输出，8*8点阵显示模块(17)、LED液晶显示屏(18)、LED流水灯(19)以及8位数码管显示模块(16)共用一组I/O 口或具备独立的I/O 口。
专利摘要本实用新型公开激光教学实验装置，包括核心处理单元、USB转串口的下载通信模块、工业激光对射计时计数模块、LED显示模块、AD/DA转换模块等，其中，USB转串口的下载通信模块一端通过USB数据线与电脑相连，另一端与核心处理单元相连，LED显示模块通过锁存器连接核心处理单元。本实用新型的有益效果是增加了工业激光对射计时计数模块，实现了计时计数的功能；取消了现有的跳线，采取锁存器对核心处理单元的信号进行锁存，使得核心处理单元输出信号不冲突；连接方便，通信容易，可实现高速下载，操作方便，功能更优，模拟工业应用，适用于教学，使学习者真正做到学以致用。
文档编号G09B25/02GK202549162SQ201220179160
公开日2012年11月21日 申请日期2012年4月24日 优先权日2012年4月24日
发明者胡贵贤, 钟玉灵, 陈德才 申请人:广州手之创电子科技有限公司