基于3D打印的PSW程序状态字寄存器教具的制作方法

本发明涉及一种教具，特别涉及一种基于3D打印的PSW程序状态字寄存器教具。

背景技术：

在计算机方面的教研教学中，不管是软件硬件，计算机原理，计算机组成等学科，都要求学生很好的理解计算机最基本的工作原理，用高低电平(即01)运算和储存一切。所以，让学生更好的更直观的了解这一最基本原理在今后的学习研究中非常重要，单一的讲解和让学生凭空想象微观电子世界，很难让学生明明白白的理解清楚计算机底层01这种工作方式原理及其构造。

基于3D打印、激光刻蚀技术和模块化思想的01开关教具及其实例在市场上属于完全空白，之前还没有相关产品的概念或者实体出现。

技术实现要素：

本发明要解决现有实际教学中学生难以理解清楚计算机底层01工作方式的技术问题，利用3D打印和激光刻蚀技术以及模块化思想，制作01开关教具，提供一种基于3D打印的PSW程序状态字寄存器教具。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下：

一种基于3D打印的PSW程序状态字寄存器教具，包括：多个单体教具；每个单体教具设有：

基础01开关长方体底座；该基础01开关长方体底座上设有01开关电路和磁铁；

所述01开关电路包括：两条水平和两条竖直的导线，其中一条水平导线与 一条竖直导线导通，另外一条水平导线与另外一条竖直导线导通；两条竖直导线之间连接有针脚插孔，用来插接用电设备；

所述磁铁可将多个单体教具并列或并排吸引连接在一起；

所述01开关电路可与并列或并排吸引连接在一起的其他单体教具的01开关电路利用接触的方式互联；所述01开关电路上设有0位置和1位置相互切换的开关。

在上述技术方案中，所述基础01开关长方体底座上设有磁铁卡槽，所述磁铁设置在磁铁卡槽里。

在上述技术方案中，所述01开关电路的外接电源为低压电源。

在上述技术方案中，所述基础01开关长方体底座可利用激光刻蚀技术打印上所需字体或者图案；向下继续刻蚀掉一层，即可写入新的内容。

在上述技术方案中，所述用电设备包括：LED，电子设备，传感器，灯泡，内存，电路检测装置，以及显示屏中的一种或者几种。

在上述技术方案中，两条水平和两条竖直的导线在电路跳线处，中间层全包裹，避免产生短路情况；导线的形状与电路图中跳线符号一样。

在上述技术方案中，所述导线为金属的箔层，所述箔层设有多个下凸和上凸；所述下凸可更紧密的和基础01开关长方体底座融合，所述上凸可在与并列或并排吸引连接在一起的其他单体教具上的箔层的互相接触时充分贴合。

本发明具有以下的有益效果：

本发明的基于3D打印的PSW程序状态字寄存器教具，可以使学生可以直接使用或者利用01开关教具任意组合为需要的芯片大体结构，详细了解01开关或者某芯片的工作原理及其结构。

本发明的基于3D打印的PSW程序状态字寄存器教具，单个01开关电路和其他01开关电路可以利用接触的方式互联，自定义需要的功能，而不用想做一个型号的芯片，就完整从头设计一遍，只需要组合出来即可。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明的基于3D打印的PSW程序状态字寄存器教具的单个教具的整体结构示意图。

图2为本发明中的主体部分的三视图示意图。

图3为本发明中的单个开关的01开关电路的结构示意图。

图4为本发明中的单体模块之间组合时互相吸引的磁铁分布示意图。

图5为本发明中的磁铁卡槽结构示意图。

图6为本发明中的导电层结构示意图。

图7为本发明中的开关结构示意图。

图8为本发明中的外接电源结构示意图。

图9为本发明中的电路跳线结构示意图。

图10为本发明中的针脚插孔结构示意图。

图11为本发明中的PSW寄存器主体俯视示意图。

图12为本发明中的单个开关的电路示意图。

图13为本发明中的多个开关组合电路示意图。

图14为本发明中的模拟内存加屏幕组合电路示意图。

具体实施方式

本发明的发明思想为：利用3D打印和激光刻蚀技术以及模块化思想，制作 的基于3D打印的PSW程序状态字寄存器教具。单个01开关电路和其他01开关电路可以利用接触的方式互联，自定义需要的功能，而不用想做一个型号的芯片，就完整从头设计一遍，只需要组合出来即可。

下面结合附图对本发明做以详细说明。

如图1所示，本发明的基于3D打印的PSW程序状态字寄存器教具包括：多个单体教具；每个单体教具设有：

基础01开关长方体底座；该基础01开关长方体底座上设有01开关电路和磁铁；

所述01开关电路包括：两条水平和两条竖直的导线，其中一条水平导线与一条竖直导线导通，另外一条水平导线与另外一条竖直导线导通；两条竖直导线之间设有针脚插孔，用来插接用电设备；所述磁铁可将多个单体教具并列或并排吸引连接在一起；所述01开关电路可与并列或并排吸引连接在一起的其他单体教具的01开关电路利用接触的方式互联；所述01开关电路上设有0位置和1位置相互切换的开关。

所述基础01开关长方体底座上设有磁铁卡槽，所述磁铁设置在磁铁卡槽里。所述01开关电路的外接电源为低压电源，电压为小于36v的安全电压。

本发明的基于3D打印的PSW程序状态字寄存器教具的一个单体教具如图2所示，由高分子材料打印的基础01开关长方体底座，利用激光刻蚀技术可以快速环保的打印上所需字体或者图案，自定义更加轻松，并且涂抹非常简单，只需要向下继续刻蚀掉一层，即可写入新的内容。

图3是01开关电路的结构示意图，此部分电路就很好的展现了发明思想，单个01开关电路和其他01开关电路可以利用接触的方式互联，自定义需要的功能，而不用想做一个型号的芯片，就完整从头设计一遍，只需要组合出来即可，此 部分可以看出侧面全部可以组合，电源线可以从任意接口接入，非常方便。

图4所示是用来单体模块之间组合时互相吸引的磁铁分布，让组合非常简易，只需要互相靠近，即可吸紧并且导通电路。四个方向可以任意组合。

图5所示是磁铁卡槽的设计细节，让磁铁紧密卡入卡槽。

图6所示是全部导电层的设计，箔层下凸为了更紧密的和底座融合，上凸是为了互相接触时可以充分贴合。

图7所示是开关处细节设计，金属滑块置于0位置，电路就不会导通，置于1位置，就会通电。让学生亲自操作，非常容易理解01开关的本质和运作方式。用直观和动手的方式加深理解。

图8所示是外接电源处细节设计，用于外接安全学生电源，直接将铜线插入孔内即可让教具通电，孔内打印金属保证接触面积，避免产生金属部分贴合面积太小情况，导致发热。所述学生电源的电压小于36v。

图9所示是电路跳线处设计，中间层全包裹，保证不会产生短路情况，同时让电路设计和电路图中跳线符号一样，易于被学生直观看懂电路图。

图10是针脚插孔处设计，也很好的体现了模块化思想，这里提供了数对插孔，可以自定义当做LED插孔，测电点，或是连接各类电子设备，传感器等。自定义非常方便，节约了大量开模成本。

图11是模块组装实例，这里展示的是组装为PSW状态字寄存器，激光打印处打印上单个开关名称以及功能注释，让学生清楚看清单个开关位的功能。这里选择在针脚处插入LED作为电路通断的指示，老师在台上列出操作数，学生根据操作数来控制各个位的开关，得出寄存这个操作数的正确01关系，轻松直观理解此芯片的工作原理，比直接死记硬背好得多。如果有条件，LED也可以换成各种电子电路，可以直接用开关控制电子屏幕等，更加直观。

图12是单个开关的电路图；图13是多个开关组合电路图。图中示意均用灯泡作为例子。

实际操作中，本发明提供了多个接口，不仅仅可以接灯泡。图14展示的是组合为内存，接入电路检测装置，配合屏幕显示。

本发明安装简单，只要在桌子上互相拼装为需要状态即可找到合适方位的电源线接口接入电源即可工作。

基于其他制作工艺的本产品，自定义难度和成本都将会提高。这两种技术和模块化思想正是本发明的核心。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。