一种便携嵌入式实验口袋机的制作方法

本实用新型涉及实验设备技术领域，具体是一种便携嵌入式实验口袋机。

背景技术：

在进行编程类实验时，试验机是必须的，现有的试验机产品只能在高校实验室使用，不能很方便的携带，也就是不能完成移动实验室的目的，限制学生的使用时间和地点，而往往高校实验课程是固定的且时间比较短，不能真正对学生动手实践能力提供足够的时间，另外，目前市面上买到的开发板虽然尺寸比较小，但没有做保护，很容易损坏，对高校来讲，很不实用，会带来很大的投入，损耗率很大。

对于传统的嵌入式实验设备来说，实验设备形式固定、体积较大、实验场景受限，这类嵌入式实验设备存在下述明显缺点：第一、嵌入式实验设备一般具有两种形式，试验箱式、实验板式；实验箱式设备不便移动，实验板式设备功能简单；第二、传统嵌入式实验设备一般体积较大，不方便携带，难以适应目前提倡的随时随地做实验的要求；第三、嵌入式实验设备必须在实验室或特定环境下，配合相关激励检测设备才能完成实验，极大的限制了设备的使用场景；第四、功能扩展单一，在没有扩展模块时，不能验证实验结果；第五、只能使用特定的处理器，不能更换和升级；第六、成本比较高，使用过程中损坏率很高。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种便携嵌入式实验口袋机，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种便携嵌入式实验口袋机，包括测试仿真主板、实验主板、一号功能扩展模块和二号功能扩展模块，所述测试仿真主板安装在实验主板的下方，测试仿真主板和实验主板通过板对板连接器连接，所述一号功能扩展模块和二号功能扩展模块均为外置模块，一号功能扩展模块、二号功能扩展模块与实验主板通过两个标准的34P扩展接口连接。

作为本实用新型进一步的方案：所述实验主板为包含处理器芯片的嵌入式实验主板，在实验主板上还设有内存芯片、电源输入接口、一号板对板接插件、时钟晶振、电源管理芯片、FLASH芯片、时钟晶振、按键输入电路、LED显示电路、10/100M以太网接口、HDMI接口、音频输入输出接口、BOOT选择拨码开关、miniUSB接口、USB接口、microSD接口、两个标准的34P扩展接口和一个20P凤凰端子接口。

作为本实用新型进一步的方案：所述测试仿真主板上设有基于STM32F4xx的嵌入式处理器、板对板接插件、数字信号采集电路、数字信号发生电路、模拟信号采集电路、模拟信号发生电路、电源管理电路、蓝牙通信模块和wifi通信模块。

作为本实用新型进一步的方案：所述一号功能扩展模块、二号功能扩展模块包含但不限于拨码开关和矩阵键盘扩展模块、16*16点阵显示扩展模块、7段数码管扩展模块、电机控制扩展模块、交通灯扩展模块、继电器扩展模块和存储器扩展模块。

作为本实用新型进一步的方案：所述实验主板为基于XILINX ZYNQ系列的XC7Z020实验主板、基于Altera Cyclone系列的EP2C35F484实验主板或基于STC 15W系列的单片机实验主板。

作为本实用新型进一步的方案：所述测试仿真主板和实验主板共同组成一个整体，整体的尺寸为135*90*34mm。

作为本实用新型再进一步的方案：所述测试仿真主板和实验主板共同组成整体的外部设有采用工程塑料制成的外壳。

与现有技术相比，本实用新型解决了学生不能把实验平台随身携带的问题，能够做到移动实验室的目的；对实验设备有更好的保护，通过设计以及对应的模具，把实验接口很科学的留出，方便学生开发，即使多次掉地，也不会损坏设备；成本比较低，至少成本降低到现有市场大实验箱的1/3；以做到更换功能扩展模块，实现一机多用；不同核心处理器主板的外扩接口是一致的，方便学生自己开发功能扩展板，突出对学生实践动手能力的锻炼。

附图说明

图1为便携嵌入式实验口袋机的结构示意图。

图2为便携嵌入式实验口袋机中实验主板的正面结构示意图。

图3为便携嵌入式实验口袋机中实验主板的反面结构示意图。

图4为便携嵌入式实验口袋机中测试仿真主板的结构示意图。

图中：1-测试仿真主板、11-嵌入式处理器、12-二号板对板接插件、13-wifi通信模块、14-蓝牙通信模块、15-模拟信号采集电路、16-模拟信号发生电路、17-数字信号发生电路、18-数字信号采集电路、19-电源管理电路、2-实验主板、21-电源输入接口、22-miniUSB接口、23-USB接口、24-microSD卡接口、25-34P扩展接口、26-10/100M以太网接口、27-HDMI接口、28-音频输入输出接口、29-BOOT选择拨码开关、210-20P凤凰端子接口、211-处理器芯片、212-内存芯片、213-按键输入电路、214-LED显示电路、215-电源管理芯片、216-一号板对板接插件、217-FLASH芯片、218-时钟晶振、3-一号功能扩展模块、4-二号功能扩展模块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1～4，本实用新型实施例中，一种便携嵌入式实验口袋机，包括测试仿真主板1、实验主板2、一号功能扩展模块3和二号功能扩展模块4，所述测试仿真主板1安装在实验主板2的下方，测试仿真主板1和实验主板2通过板对板连接器连接，所述一号功能扩展模块3和二号功能扩展模块4均为外置模块，一号功能扩展模块3、二号功能扩展模块4与实验主板2通过两个标准的34P扩展接口连接。

所述实验主板2为包含处理器芯片211的嵌入式实验主板，在实验主板上还设有内存芯片212、电源输入接口21、一号板对板接插件216、时钟晶振218、电源管理芯片215、FLASH芯片217、时钟晶振、按键输入电路213、LED显示电路214、10/100M以太网接口26、HDMI接口27、音频输入输出接口28、BOOT选择拨码开关29、miniUSB接口22、USB接口23、microSD接口24、两个标准的34P扩展接口25和一个20P凤凰端子接口210。

所述测试仿真主板1上设有基于STM32F4xx的嵌入式处理器11、二号板对板接插件12、数字信号采集电路18、数字信号发生电路17、模拟信号采集电路15、模拟信号发生电路16、电源管理电路19、蓝牙通信模块14和wifi通信模块13。

所述一号功能扩展模块3、二号功能扩展模块4包含但不限于拨码开关和矩阵键盘扩展模块、16*16点阵显示扩展模块、7段数码管扩展模块、电机控制扩展模块、交通灯扩展模块、继电器扩展模块和存储器扩展模块。

所述实验主板为基于XILINX ZYNQ系列的XC7Z020实验主板、基于Altera Cyclone系列的EP2C35F484实验主板或基于STC 15W系列的单片机实验主板。

所述测试仿真主板和实验主板共同组成一个整体，整体的尺寸为135*90*34mm。

所述测试仿真主板和实验主板共同组成整体的外部设有采用工程塑料制成的外壳。

本实用新型有两种典型的工作方式：一种是常规的实验主板接功能模块进行，第二种是在没有功能模块的条件下，可以实现虚拟的功能模块；其中第二种工作方式主要是有测试仿真主板配合手机客户端来完成；其过程是测试仿真主板和实验主板通过板对板连接器安装在实验主板的下方，实验主板上外接的端口信号线都通过板对板连接器连接到测试仿真主板上；测试仿真主板可以通过这些接口采集实验主板输出的控制信号、模拟功能扩展模块产生的信号格实验主板；在手机安装特定的功能软件，能够实现虚拟功能扩展模块的显示界面和底层逻辑，手机通过蓝牙或者是Wiif和测试仿真主板进行通信；使实验主板发出的控制指令最终能体现在手机端的虚拟功能扩展模块上，虚拟功能扩展模块产生的反馈信号也可以被控制主板收集到，从而达到实验主板和真实功能扩展模块相同的效果。

本实用新型解决了学生不能把实验平台随身携带的问题，能够做到移动实验室的目的；对实验设备有更好的保护，通过设计以及对应的模具，把实验接口很科学的留出，方便学生开发，即使多次掉地，也不会损坏设备；成本比较低，至少成本降低到现有市场大实验箱的1/3；以做到更换功能扩展模块，实现一机多用；不同核心处理器主板的外扩接口是一致的，方便学生自己开发功能扩展板，突出对学生实践动手能力的锻炼。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。