专利名称：一种教学实验单片机还原装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及教学实验领域，特别涉及一种教学实验单片机还原装置。
背景技术：
当前，大学中很多与单片机有关的实验，其目的都是培养学生对单片机的操作和修改能力。一般来说，实验课程中都是由教师布置实验任务，学生根据教师的布置，进行仪器的连接、调试，最终完成实验任务。在调试过程中，学生会根据所要完成的任务来修改单片机的系统程序，以适应当前实验操作，实现相应功能，以利于解决实验中出现的问题，完成实验任务。大学实验室中，都是同时摆放多组实验设备。根据实验设备组和实验学生人数进 行实验布置，一般来说，每一组实验设备都是通过I个人或者几个人独立或者共同操作来完成实验。极少出现实验室中仅有一台实验设备由所有实验学生共同操作完成的情况。当一节实验课程结束后，教师或者设备管理人员需要将单片机系统重新进行初始化，才可以用于下一节实验课程。否则，学生便可以利用未初始化的单片机直接完成实验任务，从而失去培养对单片机的操作和修改能力的实验目的。对于单片机来说，单片机系统相对于嵌入式或者PC机系统而言比较简单，它不具有自我恢复(自动初始化)的能力。因此，老师或者设备管理人员对单片机系统的初始化便较为麻烦，需要将初始化的系统重新下载到单片机中，而不能通过简单的指令使其进行自我恢复。当实验室中的实验设备很多时，老师或者设备管理人员更需要将所有实验设备中的单片机进行逐一恢复，将初始系统重新下载到每一个单片机中，这就使得老师或者设备管理人员不得不对每一组实验设备进行单独操作。在大学中，实验课程往往都是连续进行的，第一批学生在第一节实验课程结束后，第二批学生便会在接下来的第二节实验课程重新进行该实验。在两节课程中间一般有10 20分钟的休息时间，在这期间便需要老师或者设备管理人员抓紧时间进行单片机的系统初始化工作。当实验室中的实验设备较多时，该初始化工作的工作量必然较大，在10 20分钟的时间内采用人工方式对所有单片机进行逐一初始化恢复，必然存在初始化时间不够用而影响随后实验课程进行的问题。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型提供一种教学实验用单片机还原装置，替代人工初始化方式，实现实验用单片机初始化系统代码的自动分别下载，以加快单片机的初始化速度。本实用新型的技术方案是这样实现的一种单片机还原装置，用于对至少I个教学实验用单片机进行初始化恢复，所述装置包括[0012]用于生成教学实验用单片机的初始化信息并发送给电子开关模组，且输出初始化进度信息的控制模块；用于根据所述初始化信息分别向所述至少I个教学实验用单片机发送初始化数据的电子开关模组，电连接于所述控制模块和至少I个教学实验用单片机之间；以及用于向所述控制模块和电子开关模组供电的电源模块。进一步，所述电子开关模组包括用于接收所述初始化信息中的初始化指令，根据所述初始化指令控制数据端口模块各个输出通道的导通及截止的通道控制模块，与所述控制模块电连接；用于接收所述初始化信息中的初始化数据，并传送给数据端口模块的数据传输模块，与所述控制模块电连接；用于将所接收的初始化数据从所导通的输出通道发送给教学实验用单片机的数据端口模块，数据端口模块的控制输入端与所述通道控制模块电连接，数据端口模块的数据输入端与所述数据传输模块电连接，数据端口模块的每路输出通道与I个教学实验用单片机电连接。进一步所述每路输出通道均包括时钟输出子通道、代码输出子通道和复位输出子通道；所述数据端口模块包括用于接收初始化数据中的时钟同步信息，并从导通的时钟输出子通道发送给教学实验用单片机的时钟端口单元，时钟端口单元的控制输入端与所述通道控制模块电连接，时钟端口单元的数据输入端与所述数据传输模块电连接，时钟端口单元的每路时钟输出子通道与I个教学实验用单片机电连接；用于接收初始化数据中的初始系统代码，并从导通的代码输出子通道发送给教学实验用单片机的代码端口单元，代码端口单元的控制输入端与所述通道控制模块电连接，代码端口单元的数据输入端与所述数据传输模块电连接，代码端口单元的每路代码输出子通道与I个教学实验用单片机电连接；用于接收初始化数据中的复位指令，并从导通的复位输出子通道发送给教学实验用单片机的复位端口单元，复位端口单元的控制输入端与所述通道控制模块电连接，复位端口单元的数据输入端与所述数据传输模块电连接，复位端口单元的每路复位输出子通道与I个教学实验用单片机电连接。进一步，所述时钟输出子通道、代码输出子通道和复位输出子通道相互独立。进一步，所述每路输出通道中，同时导通的时钟输出子通道、代码输出子通道和复位输出子通道与同一个教学实验用单片机电连接。进一步，所述控制模块包括用于获取单片机初始化系统代码，根据所述初始化系统代码生成教学实验用单片机的初始化信息并发送给电子开关模组，且输出初始化进度信息的微处理器，与所述电子开关模组电连接；用于保存并向所述微处理器提供每一个所述教学实验用单片机的初始化系统代码的备份存储单元，与所述微处理器电连接。[0031]进一步，所述装置还包括用于接收并显示所述初始化进度信息的发光二极管LED显示模块，与所述控制模块电连接。进一步,所述LED显示模块包括用于接收所述初始化进度信息并转化成LED信号发送给LED进度指示灯的LED信号处理单元，与所述控制模块电连接；用于接收所述LED信号并进行显示的LED进度指示灯，与所述LED信号处理单元电连接。进一步，所述装置还包括用于接收所述初始化进度信息并进行语音播报的语音播报模块，与所述控制模块电连接。进一步，所述语音播报模块包括用于接收所述初始化进度信息并根据该初始化进度信息进行语音信息选择的语音信息处理单元，与所述控制模块电连接；用于存储并向所述语音信息处理单元提供语音信息的语音存储器，与所述语音信息处理单元电连接；用于将语音信息处理单元所选择的语音信息进行播放的扬声器，与所述语音信息处理单元电连接。进一步，所述装置还包括用于接收所述初始化进度信息并进行存储的进度信息存储模块，与所述控制模块电连接。本实用新型的单片机还原装置，将教学实验中的多个单片机通过电子开关模组与一个控制模块相连接，控制模块将初始化信息通过电子开关模组统一向多个教学实验用单片机发送，这样便可以替代传统的人工初始化恢复方式，将初始化信息中的内容(包括初始化系统代码)自动分别下载到至少多个教学实验用单片机中，加快了教学实验用单片机的初始化速度。所述电子开关模组中，数据端口模块通过至少I个输出通道分别与至少I个教学实验用单片机的一一对应连接，并利用通道控制模块对数据端口模块的输出通道进行开关控制，保证了初始化信息能够准确的发送给对应的单片机。通过时钟端口单元、代码端口单元和复位端口单元，分别实现了单片机的时钟同步、初始系统代码发送和复位指令发送。时钟端口单元、代码端口单元和复位端口单元的输出通道相互独立，易于单片机对各个单元输出的初始化数据进行区分，以及与教学实验用单片机上对应的时钟同步管脚、数据接收管脚和复位管脚一一对应连接。时钟端口单元、代码端口单元和复位端口单元各自导通的输出通道同时与一个教学实验用单片机电连接，保证了该三个单元能够同时向同一个单片机发送数据，避免了数据发送对象的错乱。本实用新型通过LED进度指示灯和语音播报模块及时的告知单片机的初始化进度信息，便于老师或者设备管理人对初始化过程进行追踪。利用进度信息存储模块对初始化进度信息并进行存储，便于后期对初始化进度信息的进行检查。另外，本实用新型中，控制模块通过JTAG协议将所述初始化数据中的初始系统代码通过电子开关模组发送给所述至少I个教学实验用单片机。可以依据具体的单片机型号进行JTAG协议的预先设定，便于本实用新型的单片机还原装置和单片机之间的操作，电子开关模组仅负责完成硬件上的一一对应连接即可。[0046]本实用新型的单片机还原装置可以与包含有单片机的实验设备融合为一体，待实验设备上电后，便自动初始化设备上的单片机，从而提高实验设备的智能化和人性化。综上所述，与传统方式相比，本实用新型的单片机还原装置实现了初始化信息的自动分别下载，加快了单片机的初始化速度，减少了人工操作的工作量，节约了工作时间。
图I为本实用新型单片机还原装置的结构框图；图2为本实用新型单片机还原装置中的电子开关模组结构框图；图3为图2中的电子开关模组实施例结构框图；图4为本实用新型单片机还原装置中的控制模块结构框图；图5为本实用新型单片机还原装置增加输出模块后的结构框图；图6为图5中LED显示模块的结构框图；图7为图5中语音播报模块的结构框图；图8为图5所示实施例的工作流程简图。附图中，各标号所代表的名称如下I、控制模块，2、电子开关模组，3、电源模块，4、教学实验用单片机，5、LED显示模块，6、语音播报模块，7、进度信息存储模块，11、微处理器，12、备份存储单元，21、通道控制模块，22、数据传输模块，23、数据端口模块，51、LED信号处理单元，52、LED进度指示灯，61、语音信息处理单元，62、语音存储器，63、扬声器，231、时钟端口单元，232、代码端口单元，233、复位端口单元。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本实用新型作进一步详细说明。如图I所示，本实用新型单片机还原装置包括控制模块I、电子开关模组2和电源模块3 ;其中，控制模块I通过电子开关模组2与多个教学实验用单片机4(包括单片机A、单片机B、……、单片机η)电连接。所述控制模块1，用于生成分别对应于每个教学实验用单片机4的初始化信息(包括对应于单片机A的初始化信息、对应于单片机B的初始化
信息、......、对应于单片机η的初始化信息)，并发送给电子开关模组2,同时还用于输出初
始化进度信息。电子开关模组2，用于接收控制模块I发送来的所述初始化信息，根据该初始化信息内容分别向多个教学实验用单片机4(包括单片机Α、单片机B、……、单片机η)发送初始化信息中的初始化数据(包括向单片机A发送单片机A的初始化数据、向单片机B发送单片机B的初始化数据，……，向单片机η发送单片机η的初始化数据)。电源模块3用于向控制模块I和电子开关模组2进行供电。本实用新型中，电子开关模组2利用其输出通道向每一个教学实验用单片机4 (包括单片机Α、单片机B、……、单片机η)发送初始化数据。每一路输出通道与每个教学实验用单片机4 一一对应电连接，每一路输出通道包含若干路输出子通道，每一路输出子通道均负责不同类型初始化数据的发送。比如，参照图I所示的结构，针每一个教学实验用单片机4(包括单片机Α、单片机B、……、单片机η)，电子开关模组2的每一路输出通道均采用了 3路输出子通道进行三类初始化数据的发送。当然，也可以对输出子通道的数量进行增加或者减少，以满足多种类型数据发送的需要。控制模块I所生成的初始化信息中，包括了初始化指令和初始化数据等。其中的初始化指令用来导通及截止电子开关模组2的输出通道。初始化数据经过导通的输出通道发送给与该通道连接的教学实验用单片机4。参照图I所示，当对教学实验用单片机4进行初始化恢复时，可以采用依次恢复单片机A、单片机B、……、单片机η的顺序。过程简述如下控制模块I生成恢复单片机A的初始化信息并发送给电子开关模组2 ;电子开关模组2接收到该恢复单片机A的初始化信息，其中包括了恢复单片机A的初始化指令和单片机A的初始化数据，根据该恢复单片机A的初始化指令，电子开关模组2导通连接于单片机A的输出通道(如图I所示，连接于单片机A的3个输出子通道全部导通)，截止除单片机A以外的其余教学实验用单片机4的输出通道；之后，控制模块I通过电子开关模组2导通的输出通道对单片机A进行初始化，即电 子开关模组2通过所导通的对应于单片机A的输出通道，将控制模块I生成的单片机A的初始化数据发送给单片机A进行初始化。单片机A初始化完毕后，控制模块I生成恢复单片机B的初始化信息并发送给电子开关模组2 ；电子开关模组2接收到该恢复单片机B的初始化信息，其中包括了恢复单片机B的初始化指令和单片机B的初始化数据，根据该恢复单片机B的初始化指令，电子开关模组2导通连接于单片机B的输出通道(如图I所示，连接于单片机B的3个输出子通道全部导通)，截止除单片机B以外的其余教学实验用单片机4的输出通道；之后，控制模块I通过电子开关模组2导通的输出通道对单片机B进行初始化，即电子开关模组2通过所导通的对应于单片机B的输出通道，将控制模块I生成的单片机B的初始化数据发送给单片机B进行初始化。……最后，控制模块I生成恢复单片机η的初始化信息并发送给电子开关模组2 ；电子开关模组2接收到该恢复单片机η的初始化信息，其中包括了恢复单片机η的初始化指令和单片机η的初始化数据，根据该恢复单片机η的初始化指令，电子开关模组2导通连接于单片机η的输出通道(如图I所示，连接于单片机η的3个输出子通道全部导通)，截止除单片机η以外的其余教学实验用单片机4的输出通道；之后，控制模块I通过电子开关模组2导通的输出通道对单片机η进行初始化，即电子开关模组2通过所导通的对应于单片机η的输出通道，将控制模块I生成的单片机η的初始化数据发送给单片机η进行初始化。经过上述过程，便完成了对所有教学实验用单片机4的初始化工作。本实用新型中，电子开关模组2的结构如图2所示，包括通道控制模块21、数据传输模块22和数据端口模块23。其中，通道控制模块21，用于接收初始化信息中的初始化指令，根据所述初始化指令控制数据端口模块23的各个输出通道的导通及截止，与控制模块I电连接。数据传输模块22，用于接收初始化信息中的初始化数据，并传送给数据端口模块23，与控制模块I电连接。数据端口模块23，用于建立输出通道的导通及截止，将所接收的初始化数据从所导通的输出通道发送给教学实验用单片机4，数据端口模块23的控制输入端与通道控制模块21电连接，数据端口模块23的数据输入端与数据传输模块22电连接，并且数据端口模块23的每路输出通道分别与I个教学实验用单片机4 一一对应电连接。电子开关模组2的工作过程如下。通道控制模块21接收初始化信息中同时含有的初始化指令和初始化数据，如果该初始化信息为针对单片机A的初始化信息，则该初始化指令即为单片机A的初始化指令，同时初始化数据也就为单片机A的初始化数据。通道控制模块21依据单片机A的初始化指令，控制数据端口模块23导通与单片机A所连接的输出通道，截止与其他教学实验用单片机所连接的输出通道；单片机A的初始化数据被数据传输模块22接收，并被传送给数据端口模块23 ;数据端口模块23将接收的单片机A的初始化数据从已导通的输出通道发送给单片机A ;由于此时连接于其他教学实验用单片机的输出通道处于截止状态，因此数据端口模块23向单片机A发送的初始化数据不会错误的发送给其他教学实验用单片机。向单片机A发送初始化数据完毕之后，通道控制模块21接收初始化信息中同时含有的初始化指令和初始化数据，如果该初始化信息为针对单片机B的初始化信息，则该初始化指令即为单片机B的初始化指令，同时初始化数据也就为单片机B的初始化数据。通道控制模块21依据单片机B的初始化指令，控制数据端口模块23导通与单片机B所连接的输出通道，截止与其他教学实验用单片机所连接的输出通道；单片机B的初始化数据被数据传输模块22接收，并被传送给数据端口模块23 ;数据端口模块23将接收的单片机B的初始化数据从已导通的输出通道发送给单片机B ;由于此时连接于其他教学实验用单片机的输出通道处于截止状态，因此数据端口模块23向单片机B发送的初始化数据不会错误的发送给其他教学实验用单片机。……最后，通道控制模块21接收初始化信息中同时含有的初始化指令和初 始化数据，如果该初始化信息为针对单片机η的初始化信息，则该初始化指令即为单片机η的初始化指令，同时初始化数据也就为单片机η的初始化数据。通道控制模块21依据单片机η的初始化指令，控制数据端口模块23导通与单片机η所连接的输出通道，截止与其他教学实验用单片机所连接的输出通道；单片机η的初始化数据被数据传输模块22接收，并被传送给数据端口模块23 ;数据端口模块23将所接收的单片机η的初始化数据从已导通的输出通道发送给单片机η ;由于此时连接于其他教学实验用单片机的输出通道处于截止状态，因此数据端口模块23向单片机η发送的初始化数据不会错误的发送给其他教学实验用单片机。图2所示的电子开关模组2的一个具体实施例结构如图3所示。该结构针对发送给教学实验用单片机4的初始化数据内容进行设计。本实施例中，发送给教学实验用单片机4的初始化数据内容包括时钟同步信息、初始系统代码和复位指令。其中，所述时钟同步信息为教学实验用单片机4根据控制模块I的时钟而进行同步的信息，该时钟同步信息能够使得所有的教学实验用单片机4的时钟统一；所述初始系统代码，即在教学实验用单片机4上运行的初始化的系统代码；所述复位指令，即使得教学实验用单片机4进行复位操作的指令。每一路输出通道均包括这3路输出子通道时钟输出子通道、代码输出子通道和复位输出子通道。图3所示的结构中，数据端口模块23包括时钟端口单元231、代码端口单元232和复位端口单元233。其中，时钟端口单元231，用于接收初始化数据中的时钟同步信息，并从导通的时钟输出子通道发送给教学实验用单片机4，时钟端口单元231的控制输入端与通道控制模块21电连接，时钟端口单元231的数据输入端与数据传输模块22电连接，时钟端口单元231的每路时钟输出子通道都与I个教学实验用单片机4 一一对应电连接。代码端口单元232，用于接收初始化数据中的初始系统代码，并从导通的代码输出子通道发送给教学实验用单片机4，代码端口单元232的控制输入端与通道控制模块21电连接，代码端口单元232的数据输入端与数据传输模块22电连接，代码端口单元232的每路代码输出子通道都与I个教学实验用单片机4 一一对应电连接。复位端口单元233，用于接收初始化数据中的复位指令，并从导通的复位输出子通道发送给教学实验用单片机4，复位端口单元233的控制输入端与通道控制模块21电连接，复位端口单元233的数据输入端与数据传输模块22电连接，复位端口单元233的每路复位输出子通道都与I个教学实验用单片机4 一一对应电连接。每一路输出通道所包括的时钟输出子通道、代码输出 子通道和复位输出子通道，都对应电连接于同一个教学实验用单片机4，即对应于单片机A电连接的输出通道中的时钟输出子通道、代码输出子通道和复位输出子通道三者都与单片机A电连接；对应于单片机B电连接的输出通道中的时钟输出子通道、代码输出子通道和复位输出子通道三者都与单片机B电连接；……;对应于单片机η电连接的输出通道中的时钟输出子通道、代码输出子通道和复位输出子通道三者都与单片机η电连接。图3所示的实施例中，时钟输出子通道可以连接于教学实验用单片机4的时钟同步管脚，代码输出子通道可以连接于教学实验用单片机4的数据接收管脚，复位输出子通道可以连接于教学实验用单片机4的复位管脚。这样，便于教学实验用单片机4区分从每一个输出子通道所接收的初始化数据的内容。图3中表示的时钟端口单元231、代码端口单元232、复位端口单元233三者与教学实验用单片机4的连接关系中分别与时钟端口单元231、代码端口单元232和复位端口单元233进行连接的单片机A为同一个单片机A ;分别与时钟端口单元231、代码端口单元232和复位端口单元233进行连接的单片机B为同一个单片机B……分别与时钟端口单元231、代码端口单元232和复位端口单元233进行连接的单片机η为同一个单片机η。图3所示的连接关系与图2所示的连接关系实质上是等同的。该实施例的电子开关模组2的工作过程如下。通道控制模块21接收初始化信息中同时含有的初始化指令和初始化数据，如果该初始化信息为针对单片机A的初始化信息，则该初始化指令即为针对单片机A的初始化指令，同时初始化数据也就为单片机A的初始化数据。通道控制模块21控制时钟端口单元231、代码端口单元232和复位端口单元233依据单片机A的初始化指令，同时导通与单片机A所连接的时钟输出子通道、代码输出子通道和复位输出子通道，截止与其他教学实验用单片机所连接的时钟输出子通道、代码输出子通道和复位输出子通道；单片机A的初始化数据被数据传输模块22接收，初始化数据中的时钟同步信息、初始系统代码和复位指令分别被——对应传送给时钟端口单元231、代码端口单元232和复位端口单元233 ;时钟端口单元231将所接收的时钟同步信息从所导通的时钟输出子通道发送给单片机Α，代码端口单元232将所接收的初始系统代码从所导通的代码输出子通道发送给单片机Α，复位端口单元233将所接收的复位指令从所导通的复位输出子通道发送给单片机Α。此时所导通的时钟输出子通道、代码输出子通道和复位输出子通道与同一个教学实验用单片机(即单片机Α)电连接，而连接于其他教学实验用单片机的时钟输出子通道、代码输出子通道和复位输出子通道均处于截止状态，因此时钟端口单元231、代码端口单元232和复位端口单元233给单片机A发送的时钟同步信息、初始系统代码和复位指令不会错误的发送给其他教学实验用单片机。通道控制模块21接收初始化信息中同时含有的初始化指令和初始化数据，如果该初始化信息为针对单片机B的初始化信息，则该初始化指令即为针对单片机B的初始化指令，同时初始化数据也就为单片机B的初始化数据。通道控制模块21控制时钟端口单元231、代码端口单元232和复位端口单元233依据单片机B的初始化指令，同时导通与单片机B所连接的时钟输出子通道、代码输出子通道和复位输出子通道，截止与其他教学实验用单片机所连接的时钟输出子通道、代码输出子通道和复位输出子通道；单片机B的初始化数据被数据传输模块22接收，初始化数据中的时钟同步信息、初始系统代码和复位指令分别被——对应传送给时钟端口单元231、代码端口单元232和复位端口单元233 ;时钟端口单元231将所接收的时钟同步信息从所导通的时钟输出子通道发送给单片机B，代码端口单元232将所接收的初始系统代码从所导通的代码输出子通道发送给单片机B，复位端口单元233将所接收的复位指令从所导通的复位输出子通道发送给单片机B。此时所导通的时钟输出子通道、代码输出子通道和复位输出子通道与同一个教学实验用单片机(即单片机B)电连接，而连接于其他教学实验用单片机的时钟输出子通道、代码输出子通道和复位输出子通道均处于截止状态，因此时钟端口单元231、代码端口单元232和复位端口单元233给单片机B发送的时钟同步信息、初始系统代码和复位指令不会错误的发送给其他教学实验用单片机。......通道控制模块21接收初始化信息中同时含有的初始化指令和初始化数据，如果该初始化信息为针对单片机η的初始化信息，则该初始化指令即为针对单片机η的初始化指令，同时初始化数据也就为单片机η的初始化数据。通道控制模块21控制时钟端口单元231、代码端口单元232和复位端口单元233依据单片机η的初始化指令，同时导通与单片机η所连接的时钟输出子通道、代码输出子通道和复位输出子通道，截止与其他教学实验用单片机所连接的时钟输出子通道、代码输出子通道和复位输出子通道；单片机η的初始化数据被数据传输模块22接收，初始化数据中的时钟同步信息、初始系统代码和复位指令分别被——对应传送给时钟端口单元231、代码端口单元232和复位端口单元233 ;时钟端口单元231将所接收的时钟同步信息从所导通的时钟输出子通道发送给单片机η，代码端口单元232将所接收的初始系统代码从所导通的代码输出子通道发送给单片机η，复位端口单元233将所接收的复位指令从所导通的复位输出子通道发送给单片机η。此时所导通的时钟输出子通道、代码输出子通道和复位输出子通道与同一个教学实验用单片机(即单片机η)电连接，而连接于其他教学实验用单片机的时钟输出子通道、代码输出子通道和复位输出子通道均处于截止状态，因此时钟端口单元231、代码端口单元232和复位端口单元233给单片机η发送的时钟同步信息、初始系统代码和复位指令不会错误的发送给其他教学实验用单片机。本实用新型中，控制模块I和教学实验用单片机4之间的数据传送，尤其是初始系统代码的发送，可采用JTAG(Joint Test Action Group,联合测试行动小组)协议。JTAG协议可以针对具体的单片机型号进行具体制定。以单片机A为例，控制模块I利用JTAG协议初始系统代码发送至教学实验用单片机4的过程如下。控制模块I将单片机A的初始系统代码经过电子开关模组2中的数据传输模块22和代码端口单元232，从导通的并与单片机A连接的代码输出子通道，发送并烧写到对应的单片机A中。该烧写过程是控制模块I通过JTAG协议控制所述单片机A的CPU (CentralProcessing Unit，中央处理器)执行相应的指令，把初始系统代码烧写到单片机A的Flash(闪存)中，控制模块I根据烧写代码的大小来检测烧写是否完成。烧写到教学实验用单片机的Flash中，是JTAG协议支持的。JTAG协议预先规定了发送初始系统代码的方式。具体的JTAG接口和协议以及连接方式可以参考中国专利100370423C以及相关的JTAG技术手册等资料获得，此处不再赘述。如图4所示，本实用新型中的控制模块I包括微处理器11和备份存储单元12。其中，微处理器11用于从备份存储单元12获取单片机初始化系统代码，根据所述初始化系统代码生成教学实验用单片机4的初始化信息并发送给电子开关模组2，并且进行初始化进度信息的输出，微处理器11与电子开关模组2电连接。备份存储单元12，用于保存并向微处理器11提供每一个教学实验用单片机4的初始化系统代码，与微处理器11电连接。本实用新型单片机还原装置的工作从微处理器11开始，通过按键触发(配置相应的触发电路)或者通过电脑发送给微处理器11的启动指令便可以启动微处理器11进行工 作。本实用新型中，微处理器11所生成的教学实验用单片机4的初始化信息包括初始化指令和初始化数据，其中初始化数据又包括有时钟同步信息、初始系统代码和复位指令。为了便于及时了解和掌握教学实验用单片机4的初始化进度信息，本实用新型还可以进一步增添一些输出模块，比如可视、可听类的信息播报模块，或者进度信息存储类的模块等。其中，可视、可听类的信息播报模块可以及时提醒或者设备管理人员关于教学实验用单片机4的恢复进度；进度信息存储类的模块可以将教学实验用单片机4的恢复信息进 行存储，以便日后对教学实验用单片机4的恢复过程进行研究等。当然，可以根据需要增添部分或者全部的这些输出模块。如图5所示，即为增加了全部上述可视、可听类的信息播报模块，以及进度信息存储类模块的实施例框图。如图5所示,本实用新型可增加LED (Light Emitting Diode,发光二极管)显示模块5，用于接收控制模块I输出的初始化进度信息并对其进行显示，该LED显示模块5与控制模块I电连接，并由电源模块3进行供电。本实用新型还可增加语音播报模块6，用于接收控制模块I输出的初始化进度信息并对其进行语音播报，该语音播报模块6与控制模块I电连接，并由电源模块3进行供电。本实用新型又可增加进度信息存储模块7，用于接收控制模块I输出的初始化进度信息并对其进行存储以备后期查阅研究，该进度信息存储模块7与控制模块I电连接，并由电源模块3进行供电。如图6所示，LED显示模块5包括LED信号处理单元51和LED进度指示灯52。其中，LED信号处理单元51用于接收控制模块I输出的教学实验用单片机的初始化进度信息，并将初始化进度信息转化成LED信号发送给LED进度指示灯52，LED信号处理单元51与控制模块I电连接。LED进度指示灯52，用于接收该LED信号并进行显示，与LED信号处理单元51电连接。如图7所示，语音播报模块6包括语音信息处理单元61、语音存储器62和扬声器63。其中，语音信息处理单元61用于接收控制模块I输出的教学实验用单片机4的初始化进度信息并根据该初始化进度信息进行语音信息选择，语音信息处理单元61与控制模块I电连接。语音存储器62，用于存储并向语音信息处理单元61提供语音信息，与语音信息处理单元61电连接。扬声器63，用于将语音信息处理单元61所选择的语音信息进行播放，与语音信息处理单元61电连接。作为一个具体实施例，语音播报模块6可以采用以下表格中的几条语音信息进行初始化过程的进度报告。
编号语音信息说明
硬件连接检测完成，开
1按下恢复键后，播报语音提示。
始恢复系统。
请检查硬件连接，谢谢按下恢复键后，如果硬件连接检测没有通
2
合作。过，播报语音提示。
系统恢复冗成，很南兴 3系统恢复冗成，播报语音提示。
为您服务。语音信息并不局限于以上几条，还可以增加更细致的播报内容，如每完成一个单片机的初始化后均进行一次语音播报等。图8所示为图5的单片机还原装置实施例的工作流程简图。参照图5和图8所示，该实施例的单片机还原装置工作过程如下。通过外部触发(如按键触发或者计算机指令触发)，该单片机还原装置进入自身的初始化阶段，该阶段主要进行状态和参数的初始化操作，例如对应于教学实验用单片机4的数量，还原装置中设置系统计数器，其初始化数值等于教学实验用单片机4的数量。随后，单片机还原装置开始检测硬件连接(如单片机还原装置和教学实验用单片机4之间的连接)是否正常，如果连接不正常，则通过语音播报模块6播报上述表格中的语音信息2，并继续检测硬件的连接，如果检测出连接正常，则播报上述表格中的语音信息I。之后，单片机还原装置判断系统计数器是否为“0”，如果不为“0”，则说明教学实验用单片机4尚未全部初始化完成，此时进行教学实验用单片机4 (如图5中的单片机A)的初始化，之后判断该单片机(单片机A)的初始化是否完成，如果未完成则重新判断，直到判断该单片机初始化完成。之后，单片机还原装置通过LED显示模块5点亮相应的LED进度指示灯52 (即对应于单片机A的LED进度指示灯)。之后，系统计数器减“ I ”，并返回前述的判断系统计数器是否为“0”的过程，如果不为“0”，则继续进行教学实验用单片机4(如图5中的单片机B)的初始化，之后判断该单片机(单片机B)的初始化是否完成，如果未完成则重新判断，直到判断该单片机初始化完成。之后，单片机还原装置通过LED显示模块5点亮相应的LED进度指示灯52 (即对应于单片机B的LED进度指示灯)。不断重复进行系统计数器的判断-单片机的初始化-系统计数器减“I”的过程直到初始化最后一个教学实验用单片机4时。当开始初始化最后一个教学实验用单片机4 (如图5中的单片机n)时，首先系统计数器减“ I ”并返回前述的判断系统计数器是否为“0”的过程，此时的系统计数器的值应该为“ 1”，不为“0”(因为系统计数器初始值为教学实验用单片机的个数值，而每初始化一个教学实验用单片机后系统计数器均减“1”，因此系统计数器的值等于没有被初始化的教学实验用单片机的个数)，则进行教学实验用单片机4(如图5中的单片机n)的初始化，之后判断该单片机(单片机n)的初始化是否完成，如果未完成则重新判断，直到判断该单片机初始化完成。最后，系统计数器减“I”并返回前述的判断系统计数器是否为“0”的过程，此时系统计数器为“0”，说明所有的教学实验用单片机均初始化完成，单片机还原装置则通过语音播报模块6播报上述表格中的语音信息3，并结束整个初始化过程。上述单片机还原装置，将教学实验中的多个单片机通过电子开关模组与一个控制模块相连接，控制模块将初始化信息通过电子开关模组统一向多个教学实验用单片机发送，这样便可以替代传统的人工初始化恢复方式，将初始化信息中的内容(包括初始化系统代码)自动分别下载到至少多个教学实验用单片机中，加快了教学实验用单片机的初始化速度。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型 保护的范围之内。
权利要求1.一种单片机还原装置，用于对至少I个教学实验用单片机进行初始化恢复，其特征在于，所述装置包括 用于生成教学实验用单片机的初始化信息并发送给电子开关模组，且输出初始化进度信息的控制模块； 用于根据所述初始化信息分别向所述至少I个教学实验用单片机发送初始化数据的电子开关模组，电连接于所述控制模块和至少I个教学实验用单片机之间；以及用于向所述控制模块和电子开关模组供电的电源模块。
2.根据权利要求I所述的单片机还原装置，其特征在于，所述电子开关模组包括 用于接收所述初始化信息中的初始化指令，根据所述初始化指令控制数据端口模块各个输出通道的导通及截止的通道控制模块，与所述控制模块电连接； 用于接收所述初始化信息中的初始化数据，并传送给数据端口模块的数据传输模块，与所述控制模块电连接； 用于将所接收的初始化数据从所导通的输出通道发送给教学实验用单片机的数据端口模块，数据端口模块的控制输入端与所述通道控制模块电连接，数据端口模块的数据输入端与所述数据传输模块电连接，数据端口模块的每路输出通道与I个教学实验用单片机电连接。
3.根据权利要求2所述的单片机还原装置，其特征在于 所述每路输出通道均包括 时钟输出子通道、代码输出子通道和复位输出子通道； 所述数据端口模块包括 用于接收初始化数据中的时钟同步信息，并从导通的时钟输出子通道发送给教学实验用单片机的时钟端口单元，时钟端口单元的控制输入端与所述通道控制模块电连接，时钟端口单元的数据输入端与所述数据传输模块电连接，时钟端口单元的每路时钟输出子通道与I个教学实验用单片机电连接； 用于接收初始化数据中的初始系统代码，并从导通的代码输出子通道发送给教学实验用单片机的代码端口单元，代码端口单元的控制输入端与所述通道控制模块电连接，代码端口单元的数据输入端与所述数据传输模块电连接，代码端口单元的每路代码输出子通道与I个教学实验用单片机电连接； 用于接收初始化数据中的复位指令，并从导通的复位输出子通道发送给教学实验用单片机的复位端口单元，复位端口单元的控制输入端与所述通道控制模块电连接，复位端口单元的数据输入端与所述数据传输模块电连接，复位端口单元的每路复位输出子通道与I个教学实验用单片机电连接。
4.根据权利要求3所述的单片机还原装置，其特征在于，所述时钟输出子通道、代码输出子通道和复位输出子通道相互独立。
5.根据权利要求3所述的单片机还原装置，其特征在于，所述每路输出通道中，同时导通的时钟输出子通道、代码输出子通道和复位输出子通道与同一个教学实验用单片机电连接。
6.根据权利要求I所述的单片机还原装置，其特征在于，所述控制模块包括 用于获取单片机初始化系统代码，根据所述初始化系统代码生成教学实验用单片机的初始化信息并发送给电子开关模组，且输出初始化进度信息的微处理器，与所述电子开关模组电连接； 用于保存并向所述微处理器提供每一个所述教学实验用单片机的初始化系统代码的备份存储单元，与所述微处理器电连接。
7.根据权利要求I至6任一项所述的单片机还原装置，其特征在于，所述装置还包括用于接收并显示所述初始化进度信息的发光二极管LED显示模块，与所述控制模块电连接。
8.根据权利要求7所述的单片机还原装置，其特征在于，所述LED显示模块包括用于接收所述初始化进度信息并转化成LED信号发送给LED进度指示灯的LED信号处理单元，与所述控制模块电连接； 用于接收所述LED信号并进行显示的LED进度指示灯，与所述LED信号处理单元电连接。
9.根据权利要求I至6任一项所述的单片机还原装置，其特征在于所述装置还包括用于接收所述初始化进度信息并进行语音播报的语音播报模块，与所述控制模块电连接。
10.根据权利要求9所述的单片机还原装置，其特征在于，所述语音播报模块包括 用于接收所述初始化进度信息并根据该初始化进度信息进行语音信息选择的语音信息处理单元，与所述控制模块电连接； 用于存储并向所述语音信息处理单元提供语音信息的语音存储器，与所述语音信息处理单元电连接； 用于将语音信息处理单元所选择的语音信息进行播放的扬声器，与所述语音信息处理单元电连接。
11.根据权利要求I至6任一项所述的单片机还原装置，其特征在于，所述装置还包括用于接收所述初始化进度信息并进行存储的进度信息存储模块，与所述控制模块电连接。
专利摘要本实用新型公开了一种教学实验单片机还原装置，用于对多个教学实验用单片机进行初始化恢复，所述装置包括用于生成教学实验用单片机的初始化信息并发送给电子开关模组，且输出初始化进度信息的控制模块；用于根据所述初始化信息分别向多个教学实验用单片机发送初始化数据的电子开关模组，电连接于所述控制模块和多个教学实验用单片机之间；以及用于向所述控制模块和电子开关模组供电的电源模块。本实用新型的单片机还原装置，替代传统的人工初始化恢复方式，可将初始化信息中的内容(包括初始化系统代码)自动分别下载到多个教学实验用单片机中，加快了教学实验用单片机的初始化速度。
文档编号G06F9/445GK202472626SQ201220108218
公开日2012年10月3日 申请日期2012年3月21日 优先权日2012年3月21日
发明者李建, 汪永利 申请人:北京凌阳爱普科技有限公司