调试用控制电路及教育机器人的制作方法

本实用新型涉及电子终端领域，尤其涉及一种调试用控制电路及教育机器人。

背景技术：

随着社会生活水平的快速提高，计算机技术已经渗入到机械自动控制行业、智能制造行业、智能服务行业等各个行业，因此，国家也越来越重视青少年的计算机技术的教育，特征象征未来发展趋势的智能控制机器人的计算机技术教育。

但是，现有的计算机技术学习者，虽然掌握了一定的理论知识，但是不具备一定编程实践能力。因此，一方面从学习者自身来说，降低了自身的社会竞争力，另一方面从企业角度来时，计算机技术学习者的培养周期长，既增加了企业的成本，也延长了研发周期。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种调试用控制电路及教育机器人，以解决现有的计算机技术的学习者，编程实践能力差的技术问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种调试用控制电路，其包括：

主控芯片；

与主控芯片连接的USB转换UART通信电路，用于将外部终端传输的USB数据形式的可执行程序转换为UART数据形式，以在主控芯片运行；

与主控芯片连接的感应信息获取模块，用于获取感应数据，并交互至主控芯片；

与主控芯片连接的控制信息获取模块，用于获取控制信号，并交互至主控芯片；

与主控芯片连接的操作响应模块，用于接收主控芯片根据控制信号和感应数据生成的操作指令，并执行与操作指令对应的操作动作。

作为本实用新型的进一步改进，USB转换UART通信电路包括USB接口和转换芯片，转换芯片分别与USB接口、主控芯片电性连接。

作为本实用新型的进一步改进，其还包括充电管理电路，充电管理电路包括充电管理芯片、第一指示灯LED1、第二指示灯LED2、第五电阻R5、第六电阻R6和充电电池BT1，充电管理芯片的STDBY引脚经第六电阻R6、第一指示灯LED1与USB接口连接，充电管理芯片的CHRG引脚经第五电阻R5、第二指示灯LED2与USB接口连接，充电管理芯片与充电电池BT1连接。

作为本实用新型的进一步改进，其还包括升压电源电路，升压电源电路包括升压转换器、二极管D10、第二电阻R2、第十电阻R10、第二十电容C20和第十三电容C13，升压转换器与充电电池BT1连接，第二电阻R2和第十电阻R10串联后，与第二十电容C20并联后、与第十三电容C13并联，并联后的一端与升压转换器的GND引脚连接，并联后的另一端经二极管D10与升压转换器的LX引脚连接、以及与主控芯片连接。

作为本实用新型的进一步改进，感应信息获取模块包括红外感应电路和超声波感应电路，红外感应电路与主控芯片连接，超声波感应电路与主控芯片连接。

作为本实用新型的进一步改进，控制信息获取模块包括红外遥控电路和蓝牙通信电路，蓝牙通信电路与主控芯片连接，红外遥控电路与主控芯片连接。

作为本实用新型的进一步改进，操作响应模块包括发声电路、发光电路和舵机驱动电路，发声电路与主控芯片连接，发光电路与主控芯片连接，舵机驱动电路与主控芯片连接。

作为本实用新型的进一步改进，发声电路包括第一电阻R1、第一三极管Q1、第二二极管D2和蜂鸣器，主控芯片的PB5引脚经第一电阻R1与第一三极管Q1的基级连接，第一三极管Q1的发射极接地，蜂鸣器的1引脚与主控芯片、第二二极管D2的阴极连接，蜂鸣器的2引脚与第一三极管Q1的发射极、第二二极管D2的阳极连接。

作为本实用新型的进一步改进，发光电路包括第三十一电阻R31、第三十二电阻R32、第三十三电阻R33、绿色指示灯、红色指示灯和蓝色指示灯，主控芯片的PC2引脚经第三十二电阻R32与绿色指示灯连接，主控芯片的PC5引脚经第三十一电阻R31与蓝色指示灯连接，主控芯片的PC3引脚经第三十三电阻R33与红色指示灯连接。

为了解决上述问题，本发明还提供了一种教育机器人，其包括上述的调试用控制电路。

本实用新型提供了USB转换UART通信电路，从而编译后的可执行程序可以直接传输至控制芯片运行，以进行调试，因此，简化了调试操作，进而提升了调试速率。进一步地，本实用新型还提供了感应信息获取模块、控制信息获取模块以及操作响应模块，便于用户即时获知输出的操作动作是否符合需求，以判定编译后的可执行程序是否存在漏洞或错误，进而提升了用户的编程实践能力，从而既提升了用户的社会竞争力，也减少了企业的人员培养成本以及缩短了培养周期。

附图说明

图1为本实用新型调试用控制电路一个实施例的框架结构示意图；

图2为本实用新型调试用控制电路一个实施例的电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，附图中类似的组件标号代表类似的组件。显然，以下将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作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。

图1至图2展示了本实用新型调试用控制电路的一个实施例。在本实施例中，该调试用控制电路包括主控芯片10、USB转换UART通信电路11、感应信息获取模块12、控制信息获取模块13、操作响应模块14、充电管理电路15和升压电源电路16。

其中，主控芯片10分别与USB转换UART通信电路11、感应信息获取模块12、控制信息获取模块13、操作响应模块14、升压电源电路16连接，充电管理电路15与升压电源电路16连接。

具体地，在本申请实施例中，该主控芯片10可以采用ATMEL品牌的ATmega328P，该主控芯片具有32个I/O引脚，时钟频率为16MHz。

其中，USB转换UART通信电路11，用于将外部终端传输的USB数据形式的可执行程序转换为UART数据形式，以在主控芯片10运行；感应信息获取模块12，用于获取感应数据，并交互至主控芯片10；控制信息获取模块13，用于获取控制信号，并交互至主控芯片10；操作响应模块14，用于接收主控芯片10根据控制信号和感应数据生成的操作指令，并执行与操作指令对应的操作动作。

本实施例提供了USB转换UART通信电路，从而编译后的可执行程序可以直接传输至控制芯片运行，以进行调试，因此，简化了调试操作，进而提升了调试速率。进一步地，本实用新型还提供了感应信息获取模块、控制信息获取模块以及操作响应模块，便于用户即时获知输出的操作动作是否符合需求，以判定编译后的可执行程序是否存在漏洞或错误，进而提升了用户的编程实践能力，从而既提升了用户的社会竞争力，也减少了企业的人员培养成本以及缩短了培养周期。

进一步地，在具体实施例中，USB转换UART通信电路11包括USB接口110和转换芯片111，转换芯片111分别与USB接口110、主控芯片10电性连接。

具体地，在本申请实施例中，该转换芯片111可以采用专业芯片CH340G来实现USB转UART转换功能，CH340G是一个USB总线的转接芯片，可以实现USB转串口或者USB转打印口。在串口方式下，CH340提供常用的MODEM联络信号，用于为计算机扩展异步串口，或者将普通的串口设备直接升级到USB总线。

进一步地，在具体实施例中，充电管理电路15包括充电管理芯片150、第一指示灯LED1、第二指示灯LED2、第五电阻R5、第六电阻R6和充电电池BT1，充电管理芯片150的STDBY引脚经第六电阻R6、第一指示灯LED1与USB接口110连接，充电管理芯片150的CHRG引脚经第五电阻R5、第二指示灯LED2与USB接口110连接，充电管理芯片150与充电电池BT1连接。

具体地，在本申请实施例中，该充电管理芯片150可以采用TP4056。TP4056是一款完整的单节锂离子电池充电器，带电池正负极反接保护，采用恒定电流/恒定电压线性控制；采用了内部PMOSFET架构，加上防倒充电路，所以不需要外部隔离二极管。热反馈可对充电电流进行自动调节，以便在大功率操作或高环境温度条件下对芯片温度加以限制。充电电压固定于4.2V，精度可达±1.0％；而充电电流可通过一个电阻器进行外部设置，最大充电电流可达1.5A。当充电电流在达到最终浮充电压之后降至设定值1/10时，将自动终止充电循环。

进一步地，在具体实施例中，升压电源电路16包括升压转换器160、二极管D10、第二电阻R2、第十电阻R10、第二十电容C20和第十三电容C13，升压转换器160与充电电池BT1连接，第二电阻R2和第十电阻R10串联后，与第二十电容C20并联后、与第十三电容C13并联，并联后的一端与升压转换器160的GND引脚连接，并联后的另一端经二极管D10与升压转换器160的LX引脚连接、以及与主控芯片10连接。

具体地，在本申请实施例中，该升压转换器160可以采用飞凌公司的FP6293，FP6293是一个电流模式升压DC-DC转换器。它的PWM电路包含有内建的O.14欧功率MOSFET，使得这个调节器具有很高的电源效率，芯片内部的补偿网络同样也最小化了高达6个外部元件。误差放大器的正向输入端连接到一个0.6V的精确参考电压，同时内部的软启动功能可以减少过冲电流。

进一步地，在具体实施例中，感应信息获取模块12包括红外感应电路120和超声波感应电路121，红外感应电路120与主控芯片10连接，超声波感应电路121与主控芯片10连接。

进一步地，在具体实施例中，控制信息获取模块13包括红外遥控电路130和蓝牙通信电路131，蓝牙通信电路131与主控芯片10连接，红外遥控电路130与主控芯片10连接。

进一步地，在具体实施例中，操作响应模块14包括发声电路140、发光电路141和舵机驱动电路142，发声电路140与主控芯片10连接，发光电路141与主控芯片10连接，舵机驱动电路142与主控芯片10连接。

进一步地，在具体实施例中，发声电路140包括第一电阻R1、第一三极管Q1、第二二极管D2和蜂鸣器，主控芯片10的PB5引脚经第一电阻R1与第一三极管Q1的基级连接，第一三极管Q1的发射极接地，蜂鸣器的1引脚与主控芯片10、第二二极管D2的阴极连接，蜂鸣器的2引脚与第一三极管Q1的发射极、第二二极管D2的阳极连接。

具体地，在本申请实施例中，该蜂鸣器可以采用Φ9*5.5MM无源蜂鸣器作为发声元件，电子控制器输出方波信号，通过专用电路驱动无源蜂鸣器工作，不同频率的方波信号可以驱使无源蜂鸣器发出不同声调的声音。

进一步地，在具体实施例中，发光电路141包括第三十一电阻R31、第三十二电阻R32、第三十三电阻R33、绿色指示灯、红色指示灯和蓝色指示灯，主控芯片10的PC2引脚经第三十二电阻R32与绿色指示灯连接，主控芯片10的PC5引脚经第三十一电阻R31与蓝色指示灯连接，主控芯片10的PC3引脚经第三十三电阻R33与红色指示灯连接。

具体地，在本申请实施例中，不同颜色指示灯电性连接到主控芯片对应引脚，当对应引脚为高电平时，该LED会点亮；当为低电平时，不会点亮。

本申请实施例还提供了一种教育机器人，其上设置有调试用控制电路。本实施例中的调试用控制电路与上述实施例的调试用控制电路一致，因此，在此不再赘述。

以上对实用新型的具体实施方式进行了详细说明，但其只作为范例，本实用新型并不限制与以上描述的具体实施方式。对于本领域的技术人员而言，任何对该实用新型进行的等同修改或替代也都在本实用新型的范畴之中，因此，在不脱离本实用新型的精神和原则范围下所作的均等变换和修改、改进等，都应涵盖在本实用新型的范围内。