電子積木系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于教學(xué)實(shí)驗(yàn)和電子積木玩具的電子積木系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)技術(shù)上用于教學(xué)實(shí)驗(yàn)或電子積木玩具的電子積木系統(tǒng)一般包括一塊完整的電路基板及各種功能的器件，電路基板上預(yù)設(shè)有指定的線路及安裝孔，在使用時(shí)，將需要的功能器件搭建在電路基板上以實(shí)現(xiàn)特定的功能。但是，普通的電路基板或功能器件是不可拆分的整體，這樣的產(chǎn)品不僅局限于幾項(xiàng)單一功能，靈活性低，而且，一旦電路基板上任意器件出現(xiàn)故障，整個(gè)產(chǎn)品將無(wú)法正常工作，這樣對(duì)于喜歡動(dòng)手拆卸或拼裝玩具的用戶來(lái)說(shuō)，無(wú)法了解該產(chǎn)品中各功能模塊的結(jié)構(gòu)及功能，易失去趣味性。
[0003]中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?01310037891.3，專利名稱為磁吸附式電子積木系統(tǒng)，其中電子積木模塊中電路板是通過(guò)電源正極線路、電源負(fù)極線路和數(shù)據(jù)信號(hào)線路三路信號(hào)線路來(lái)完成信號(hào)的傳遞，而對(duì)某些功能電路三路信號(hào)線路是無(wú)法實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳遞，非常有限的積木模塊進(jìn)行教學(xué)對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)很枯燥，且孩子短暫的把玩便會(huì)失去興趣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于:為解決以上問(wèn)題提供一種可隨意級(jí)聯(lián)拼接、自動(dòng)對(duì)位快速連接、可編程控制、功能更多的電子積木系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是這樣的:
[0006]電子積木系統(tǒng)，包括多個(gè)相連的電子積木模塊、電源及信號(hào)發(fā)生模塊，多個(gè)電子積木模塊與電源及信號(hào)發(fā)生模塊級(jí)聯(lián)；
[0007]每個(gè)電子積木模塊包括設(shè)有功能電路的電路板和選擇性固定設(shè)置于線路板側(cè)邊的插頭連接器或/和插座連接器；電子積木模塊可以是插座連接器與線路板的組合，可以是插頭連接器和線路板的組合，也可以是插座連接器、插頭連接器和線路板的組合，根據(jù)每個(gè)積木模塊的功能作用來(lái)決定組合方式。
[0008]所述電路板上設(shè)置有四路信號(hào)線路，分別是電源正極線路、電源負(fù)極線路、兩路數(shù)據(jù)信號(hào)線路；四條信號(hào)線路即能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有三條信號(hào)線路的傳輸功能，又能滿足更多功能電路信號(hào)傳輸?shù)男枰?相應(yīng)地，在所述插頭連接器和所述插座連接器設(shè)置有四個(gè)導(dǎo)電端子，分別是正電源端、負(fù)電源端和兩個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)端;三條信號(hào)線路能完成信號(hào)傳遞的功能模塊，處于工作狀態(tài)下，第四條信號(hào)線路處于懸空狀態(tài)，即電子積木模塊插座連接器與插頭連接器內(nèi)部直接連接。
[0009 ]電子積木模塊為設(shè)有單一功能電路的電路板，每一塊電路板設(shè)有兩路基本的供電線路VCC和GND，用于電路板的供電，另外，電路板上集成設(shè)置有兩路用于信號(hào)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號(hào)線路SIGA和SIGD，主要用于傳輸控制信號(hào)，多個(gè)電子積木模塊上的功能電路用于處理數(shù)據(jù)信號(hào)線路輸出的信號(hào)，使經(jīng)過(guò)該模塊后的信號(hào)具有該模塊的特性。電源通過(guò)正電源線路和負(fù)電源線路傳輸?shù)较乱患?jí)電子積木模塊中，信號(hào)源通過(guò)數(shù)據(jù)信號(hào)線路傳輸?shù)较乱患?jí)電子積木模塊，經(jīng)過(guò)該級(jí)電子積木模塊后的信號(hào)具有該電子積木模塊的功能特性。下一級(jí)電子積木模塊上可以依次級(jí)聯(lián)多個(gè)電子積木模塊，進(jìn)行多個(gè)功能疊加，同時(shí)根據(jù)電子積木系統(tǒng)拼接的功能需要，可以對(duì)各電子積木模塊的位置進(jìn)行調(diào)換，實(shí)現(xiàn)隨意拼接。
[0010]進(jìn)一步地，所述電子積木系統(tǒng)中包括一用于實(shí)現(xiàn)多路模塊連接的轉(zhuǎn)換連接模塊，轉(zhuǎn)換連接模塊上設(shè)置有一個(gè)插頭和至少兩個(gè)插座連接器或一個(gè)插座連接器和至少兩個(gè)插頭連接器;插頭連接器和插座連接器通過(guò)線路板上的電源正極線路、電源負(fù)極線路、數(shù)據(jù)信號(hào)線路和模擬信號(hào)線路相連;所述轉(zhuǎn)換連接模塊上設(shè)置有電壓跟隨電路。
[0011 ]進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)換連接模塊上設(shè)置有一個(gè)插頭連接器和三個(gè)插座連接器或一個(gè)插座連接器和三個(gè)插頭連接器；四通的轉(zhuǎn)換連接模塊，使一個(gè)輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成三個(gè)輸出信號(hào)，便于系統(tǒng)功能的擴(kuò)展。
[0012]進(jìn)一步地，所述電子積木系統(tǒng)還包括一編程控制所述功能電路發(fā)生的編程模塊，多個(gè)電子積木模塊與所述編程模塊級(jí)聯(lián)。
[0013]進(jìn)一步地，所述編程模塊包括單片機(jī)芯片、電源、USB串口驅(qū)動(dòng)芯片和信號(hào)指示燈。
[0014]進(jìn)一步地，所述編程模塊還包括一ICSP，其與單片機(jī)芯片直接連接。
[0015]進(jìn)一步地，所述電路板上設(shè)有電壓跟隨電路和與電壓跟隨電路相連的功能電路，電壓跟隨電路接收數(shù)據(jù)信號(hào)線路輸入端的信號(hào)，功能電路輸出處理后的信號(hào)到數(shù)據(jù)信號(hào)線路的輸出端，功能電路為外部信號(hào)采集電路、信號(hào)處理電路和信號(hào)執(zhí)行電路中的一種;每一個(gè)電子積木模塊上的功能電路為單一功能電路，其中外部信號(hào)采集電路用于采集外面信號(hào)，為傳感類器件及其電路，信號(hào)處理電路用于控制及處理各級(jí)聯(lián)模塊中的信號(hào)，使傳輸?shù)男盘?hào)具有變化，信號(hào)執(zhí)行電路是用于輸出信號(hào)及反饋。所述電源及信號(hào)發(fā)生模塊設(shè)有電源和信號(hào)源。
[0016]進(jìn)一步地，所述外部信號(hào)采集電路為傳感器電路、麥克風(fēng)電路、重力加速度電路、電容觸摸電路、傾斜角電路中的一種;信號(hào)處理電路為調(diào)頻電路、調(diào)幅電路、延時(shí)電路、定時(shí)電路、觸發(fā)電路、信號(hào)發(fā)生電路、信號(hào)傳遞電路、信號(hào)接收電路和信號(hào)存儲(chǔ)電路中的一種;信號(hào)執(zhí)行電路為L(zhǎng)ED燈電路、蜂鳴器電路、揚(yáng)聲器電路、振動(dòng)器電路、電機(jī)控制電路、繼電器開(kāi)關(guān)電路、顯示屏電路、打印機(jī)電路、四位數(shù)碼管電路中的一種。
[0017]綜上所述，由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是:
[0018]本發(fā)明電子積木結(jié)構(gòu)上可以是線路板與插頭連接器和/或插座連接器選擇性的組合連接，使得電子積木模塊種類更多，功能更多；
[0019]采用四路信號(hào)連接，避免有些功能電路單信號(hào)無(wú)法完成傳輸?shù)膯?wèn)題，使得電子積木模塊相應(yīng)的功能電路種類更多，功能更多；
[0020]作為教學(xué)用具集合編程模塊使用，不僅是可依靠改變級(jí)聯(lián)模式來(lái)改變電子積木系統(tǒng)的特性，還可以通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)，充分發(fā)揮孩子們的拓展思維，使得電子積木系統(tǒng)更有趣味，更能吸引孩子。
【附圖說(shuō)明】
[0021 ]圖1為本發(fā)明端子面結(jié)構(gòu)圖；
[0022]圖2為本發(fā)明電路板上信號(hào)采集電路火焰?zhèn)鞲衅麟娐穲D；
[0023]圖3為本發(fā)明電路板上信號(hào)采集電路傾斜角電路圖；
[0024]圖4為本發(fā)明電路板上信號(hào)處理電路鎖存器電路圖；
[0025]圖5a為本發(fā)明電路板上信號(hào)處理電路藍(lán)牙數(shù)傳發(fā)送端降壓電路圖；
[0026]圖5b為本發(fā)明電路板上信號(hào)處理電路藍(lán)牙數(shù)傳發(fā)送端數(shù)據(jù)發(fā)射電平轉(zhuǎn)換電路；
[0027]圖5c為本發(fā)明電路板上信號(hào)處理電路藍(lán)牙數(shù)傳發(fā)送端數(shù)據(jù)接收電平轉(zhuǎn)換電路；
[0028]圖5d為本發(fā)明電路板上信號(hào)處理電路藍(lán)牙數(shù)傳發(fā)送端主芯片及外圍系統(tǒng)電路；
[0029]圖6a為本發(fā)明電路板上信號(hào)處理電路藍(lán)牙數(shù)傳接收端降壓電路圖；
[0030]圖6b為本發(fā)明電路板上信號(hào)處理電路藍(lán)牙數(shù)傳接收端數(shù)據(jù)發(fā)射電平轉(zhuǎn)換電路；
[0031]圖6c為本發(fā)明電路板上信號(hào)處理電路藍(lán)牙數(shù)傳接收端數(shù)據(jù)接收電平轉(zhuǎn)換電路；
[0032]圖6d為本發(fā)明電路板上信號(hào)處理電路藍(lán)牙數(shù)傳接收端主芯片及外圍系統(tǒng)電路；
[0033]圖7為本發(fā)明電路板上信號(hào)執(zhí)行電路電機(jī)控制電路圖；
[0034]圖8a為本發(fā)明電路板上信號(hào)執(zhí)行電路四位數(shù)碼管輸入端口電源指示電路圖；
[0035]圖8b為本發(fā)明電路板上信號(hào)執(zhí)行電路四位數(shù)碼管電路圖；
[0036]圖8c為本發(fā)明電路板上信號(hào)執(zhí)行電路四位數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)芯片電路圖；
[0037]圖9為本發(fā)明編程模塊線路板連接器端子連接結(jié)構(gòu)圖；
[0038]圖10為本發(fā)明編程模塊電源電路連接圖；<