基于可定義的數(shù)字與模擬電路互為切換實(shí)驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于可定義的數(shù)字與模擬電路互為切換實(shí)驗(yàn)裝置，包括SN實(shí)驗(yàn)單元模塊、以及用于安裝SN實(shí)驗(yàn)單元模塊的試驗(yàn)綜合平臺(tái)，所述的SN實(shí)驗(yàn)單元模塊為完成單個(gè)的數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)用的邏輯芯片或者模擬電路實(shí)驗(yàn)用的元件功能程序，通過(guò)定義使SN實(shí)驗(yàn)單元模塊具有數(shù)字電路的實(shí)驗(yàn)或者模擬電路的實(shí)驗(yàn)所需要的單元功能，并可實(shí)現(xiàn)兩者的電路互為切換。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有使實(shí)驗(yàn)裝置不局限于數(shù)字電路或模擬電路，器件的數(shù)量和信號(hào)發(fā)生器可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需要而增減，只要通過(guò)對(duì)每個(gè)模塊的定義而得到，大大擴(kuò)展了實(shí)驗(yàn)裝置的用途。
【專利說(shuō)明】基于可定義的數(shù)字與模擬電路互為切換實(shí)驗(yàn)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種數(shù)字與模擬電路互為切換實(shí)驗(yàn)裝置，尤其是涉及一種基于可定義的數(shù)字與模擬電路互為切換實(shí)驗(yàn)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]教學(xué)儀器發(fā)展到今天，市場(chǎng)上電子類教學(xué)儀器仍然以三四十年前的產(chǎn)品為主，多數(shù)設(shè)備缺乏擴(kuò)展性，偶有幾款可以實(shí)現(xiàn)模塊化的儀器，在模塊接口定義上又過(guò)于封閉，只適用于某個(gè)廠商的某幾款產(chǎn)品，這樣既不利于整個(gè)行業(yè)的專業(yè)分工，儀器復(fù)用，也不利于行業(yè)內(nèi)資源整合，形成實(shí)驗(yàn)儀器的規(guī)模效益，因此，從技術(shù)上實(shí)現(xiàn)一個(gè)開(kāi)放的，更通用性的電氣接口定義迫在眉睫。來(lái)解決傳統(tǒng)數(shù)字和模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的功能單一、受硬件限制、靈活差等問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種基于可定義的數(shù)字與模擬電路互為切換實(shí)驗(yàn)裝置。
[0004]本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0005]一種基于可定義的數(shù)字與模擬電路互為切換實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，包括SN實(shí)驗(yàn)單元模塊、以及用于安裝SN實(shí)驗(yàn)單元模塊的試驗(yàn)綜合平臺(tái)，所述的SN實(shí)驗(yàn)單元模塊為完成單個(gè)的數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)用的邏輯芯片或者模擬電路實(shí)驗(yàn)用的元件功能程序，通過(guò)定義使SN實(shí)驗(yàn)單元模塊具有數(shù)字電路的實(shí)驗(yàn)或者模擬電路的實(shí)驗(yàn)所需要的單元功能，并可實(shí)現(xiàn)兩者的電路互為切換。
[0006]所述的SN實(shí)驗(yàn)單元模塊包括相互連接的微型計(jì)算機(jī)和IXD，所述的微型計(jì)算機(jī)中內(nèi)置數(shù)字電路的芯片邏輯和模擬電路的功能程序；LCD顯示當(dāng)前SN實(shí)驗(yàn)單元模塊所實(shí)現(xiàn)的那種功能。
[0007]所述的模擬電路的功能程序包括運(yùn)算放大器和信號(hào)發(fā)生器的功能程序。
[0008]所述的SN實(shí)驗(yàn)單元模塊的輸入與輸出量為數(shù)字量或模擬量，根據(jù)定義的功能決定。
[0009]所述的微型計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)有74系列數(shù)字電路的邏輯，以及運(yùn)算放大器和信號(hào)發(fā)生器的方波、三角波、正弦波函數(shù)。
[0010]所述的試驗(yàn)綜合平臺(tái)包括支架、PC機(jī)、測(cè)量系統(tǒng)、電源系統(tǒng)和信號(hào)源，所述的支架上安裝SN實(shí)驗(yàn)單元模塊，所述的電源系統(tǒng)分別與測(cè)量系統(tǒng)和信號(hào)源連接。
[0011]所述的電源系統(tǒng)供SN實(shí)驗(yàn)單元模塊、測(cè)量系統(tǒng)、信號(hào)源工作；測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量實(shí)驗(yàn)中的數(shù)字量和模擬量的電量參數(shù)；信號(hào)源提供實(shí)驗(yàn)需要的數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)。
[0012]所述的PC機(jī)管理下屬的SN實(shí)驗(yàn)單元模塊，兩者之間通過(guò)485通訊接口作數(shù)據(jù)傳輸，PC機(jī)的操作可定義SN實(shí)驗(yàn)單元模塊實(shí)現(xiàn)某種類型功能，設(shè)定信號(hào)發(fā)生器的波形、頻率和幅值；PC機(jī)屏幕上顯示經(jīng)定義后當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上所執(zhí)行器件的分布位置圖，指示所有SN實(shí)驗(yàn)單元模塊當(dāng)前實(shí)現(xiàn)的功能。
[0013]所述的SN實(shí)驗(yàn)單元模塊為實(shí)現(xiàn)單一實(shí)驗(yàn)器件功能的單元，呈現(xiàn)出與同型號(hào)集成電路元件相同的功能，PC機(jī)通過(guò)485接口來(lái)設(shè)定或下載參數(shù)，使SN實(shí)現(xiàn)同型號(hào)的集成電路器件性質(zhì)，所述的SN實(shí)驗(yàn)單元模塊與電源系統(tǒng)連接，根據(jù)實(shí)驗(yàn)使用要求，所述的SN實(shí)驗(yàn)單元模塊分別與PC機(jī)、測(cè)量系統(tǒng)和信號(hào)源連接。
[0014]所述的SN實(shí)驗(yàn)單元模塊具有自定義功能，呈現(xiàn)出一種新的器件，對(duì)這新設(shè)計(jì)器件作試用和實(shí)驗(yàn)，通過(guò)修改SN實(shí)驗(yàn)單元模塊程序來(lái)完善新器件的功能，其中自定義內(nèi)容包括復(fù)雜數(shù)字邏輯電路、多級(jí)模擬電路和數(shù)模混合電路，組成新功能的器件單元。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0016]1、突破了傳統(tǒng)數(shù)字和模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的功能單一、受硬件限制、靈活差。
[0017]2、采用現(xiàn)有的微型計(jì)算機(jī)技術(shù)，使實(shí)驗(yàn)裝置不局限于數(shù)字電路或模擬電路，器件的數(shù)量和信號(hào)發(fā)生器可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需要而增減，只要通過(guò)對(duì)每個(gè)模塊的定義而得到，大大擴(kuò)展了實(shí)驗(yàn)裝置的用途。
[0018]3、實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，SN模塊含有微型計(jì)算機(jī)和數(shù)模接口，根據(jù)定義確定對(duì)接口的初始化，執(zhí)行定義功能芯片的程序，同時(shí)功能可以通過(guò)軟件不斷更新和增加。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本發(fā)明SN實(shí)驗(yàn)單元模塊的工作流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0021]實(shí)施例
[0022]一種基于可定義的數(shù)字與模擬電路互為切換實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，包括SN實(shí)驗(yàn)單元模塊、以及用于安裝SN實(shí)驗(yàn)單元模塊的試驗(yàn)綜合平臺(tái)，所述的SN實(shí)驗(yàn)單元模塊為完成單個(gè)的數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)用的邏輯芯片或者模擬電路實(shí)驗(yàn)用的元件功能程序，通過(guò)定義使SN實(shí)驗(yàn)單元模塊具有數(shù)字電路的實(shí)驗(yàn)或者模擬電路的實(shí)驗(yàn)所需要的單元功能，并可實(shí)現(xiàn)兩者的電路互為切換。
[0023]所述的SN實(shí)驗(yàn)單元模塊包括相互連接的微型計(jì)算機(jī)和LCD，所述的微型計(jì)算機(jī)中內(nèi)置數(shù)字電路的芯片邏輯和模擬電路的功能程序；LCD顯示當(dāng)前SN實(shí)驗(yàn)單元模塊所實(shí)現(xiàn)的那種功能
[0024]所述的模擬電路的功能程序包括運(yùn)算放大器和信號(hào)發(fā)生器的功能程序。
[0025]所述的SN實(shí)驗(yàn)單元模塊的輸入與輸出量為數(shù)字量或模擬量，根據(jù)定義的功能決定。
[0026]所述的微型計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)有74系列數(shù)字電路的邏輯，以及運(yùn)算放大器和信號(hào)發(fā)生器的方波、三角波、正弦波函數(shù)?？筛鶕?jù)需要設(shè)計(jì)新的器件功能、輸入與輸出的關(guān)系式、一種邏輯功能的集合、一種數(shù)?；旌瞎δ艿慕M合。因此，可以大大地拓展器件功能，甚至于沒(méi)有某種器件，而實(shí)現(xiàn)自己想要的功能。
[0027]所述的試驗(yàn)綜合平臺(tái)包括支架、PC機(jī)、測(cè)量系統(tǒng)、電源系統(tǒng)和信號(hào)源，所述的支架上安裝SN實(shí)驗(yàn)單元模塊，所述的SN實(shí)驗(yàn)單元模塊分別與PC機(jī)、測(cè)量系統(tǒng)、電源系統(tǒng)和信號(hào)源連接，所述的電源系統(tǒng)分別與測(cè)量系統(tǒng)和信號(hào)源連接。
[0028]所述的電源系統(tǒng)供SN實(shí)驗(yàn)單元模塊、測(cè)量系統(tǒng)、信號(hào)源工作；測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量實(shí)驗(yàn)中的數(shù)字量和模擬量的電量參數(shù)；信號(hào)源提供實(shí)驗(yàn)需要的數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)。
[0029]所述的PC機(jī)管理下屬的SN實(shí)驗(yàn)單元模塊，兩者之間通過(guò)485通訊接口作數(shù)據(jù)傳輸，PC機(jī)的操作可定義SN實(shí)驗(yàn)單元模塊實(shí)現(xiàn)某種類型功能，設(shè)定信號(hào)發(fā)生器的波形、頻率和幅值；PC機(jī)屏幕上顯示經(jīng)定義后當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上所執(zhí)行器件的分布位置圖，指示所有SN實(shí)驗(yàn)單元模塊當(dāng)前實(shí)現(xiàn)的功能。
[0030]如圖1所示，SN實(shí)驗(yàn)單元模塊工作流程如下:
[0031]I)接收PC機(jī)的定義設(shè)置；
[0032]2)查詢相關(guān)的庫(kù)，判斷是否存在該設(shè)置，若為是，實(shí)現(xiàn)各種功能的關(guān)系庫(kù)，否則，執(zhí)行步驟3)；
[0033]3)端口初始化，并判斷是否有輸入端口，若為是，輸入信號(hào)采樣，并執(zhí)行步驟4)，否則直接執(zhí)行步驟4)；
[0034]4)進(jìn)行運(yùn)算，輸出結(jié)果信號(hào)，并哦按段是否有PC機(jī)新設(shè)置，若為是，返回步驟I)，否則，返回步驟3)。
[0035]本發(fā)明中的SN實(shí)驗(yàn)單元模塊包含有嵌入式微處理控制器、實(shí)驗(yàn)引出端口和通訊接口，實(shí)驗(yàn)引出端口有端口保護(hù)電路和嵌入式微處理控制器引腳，通過(guò)軟件定義嵌入式微處理控制器引腳端口的類型，來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字和模擬的I/o、配合程序的邏輯運(yùn)算和數(shù)值運(yùn)算，是SN外部呈現(xiàn)出對(duì)應(yīng)要實(shí)現(xiàn)集成電路的功能，或者信號(hào)發(fā)生器的周期性函數(shù)。SN儲(chǔ)存著多種集成電路邏輯關(guān)系、模擬器件的關(guān)系和周期性函數(shù)，PC機(jī)通過(guò)485接口對(duì)SN作設(shè)置。
【權(quán)利要求】
1.一種基于可定義的數(shù)字與模擬電路互為切換實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，包括SN實(shí)驗(yàn)單元模塊、以及用于安裝SN實(shí)驗(yàn)單元模塊的試驗(yàn)綜合平臺(tái)，所述的SN實(shí)驗(yàn)單元模塊為完成單個(gè)的數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)用的邏輯芯片或者模擬電路實(shí)驗(yàn)用的元件功能程序，通過(guò)定義使SN實(shí)驗(yàn)單元模塊具有數(shù)字電路的實(shí)驗(yàn)或者模擬電路的實(shí)驗(yàn)所需要的單元功能，并可實(shí)現(xiàn)兩者的電路互為切換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于可定義的數(shù)字與模擬電路互為切換實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的SN實(shí)驗(yàn)單元模塊包括相互連接的微型計(jì)算機(jī)和LCD，所述的微型計(jì)算機(jī)中內(nèi)置數(shù)字電路的芯片邏輯和模擬電路的功能程序；LCD顯示當(dāng)前SN實(shí)驗(yàn)單元模塊所實(shí)現(xiàn)的那種功能。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于可定義的數(shù)字與模擬電路互為切換實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的模擬電路的功能程序包括運(yùn)算放大器和信號(hào)發(fā)生器的功能程序。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于可定義的數(shù)字與模擬電路互為切換實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的SN實(shí)驗(yàn)單元模塊的輸入與輸出量為數(shù)字量或模擬量，根據(jù)定義的功能決定。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于可定義的數(shù)字與模擬電路互為切換實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的微型計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)有74系列數(shù)字電路的邏輯，以及運(yùn)算放大器和信號(hào)發(fā)生器的方波、三角波、正弦波函數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于可定義的數(shù)字與模擬電路互為切換實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的試驗(yàn)綜合平臺(tái)包括支架、PC機(jī)、測(cè)量系統(tǒng)、電源系統(tǒng)和信號(hào)源，所述的支架上安裝SN實(shí)驗(yàn)單元模塊，所述的電源系統(tǒng)分別與測(cè)量系統(tǒng)和信號(hào)源連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于可定義的數(shù)字與模擬電路互為切換實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的電源系統(tǒng)供SN實(shí)驗(yàn)單元模塊、測(cè)量系統(tǒng)、信號(hào)源工作；測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量實(shí)驗(yàn)中的數(shù)字量和模擬量的電量參數(shù)；信號(hào)源提供實(shí)驗(yàn)需要的數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于可定義的數(shù)字與模擬電路互為切換實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的PC機(jī)管理下屬的SN實(shí)驗(yàn)單元模塊，兩者之間通過(guò)485通訊接口作數(shù)據(jù)傳輸，PC機(jī)的操作可定義SN實(shí)驗(yàn)單元模塊實(shí)現(xiàn)某種類型功能，設(shè)定信號(hào)發(fā)生器的波形、頻率和幅值；PC機(jī)屏幕上顯示經(jīng)定義后當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上所執(zhí)行器件的分布位置圖，指示所有SN實(shí)驗(yàn)單元模塊當(dāng)前實(shí)現(xiàn)的功能。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種基于可定義的數(shù)字與模擬電路互為切換實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的SN實(shí)驗(yàn)單元模塊為實(shí)現(xiàn)單一實(shí)驗(yàn)器件功能的單元，呈現(xiàn)出與同型號(hào)集成電路元件相同的功能，PC機(jī)通過(guò)485接口來(lái)設(shè)定或下載參數(shù)，使SN實(shí)現(xiàn)同型號(hào)的集成電路器件性質(zhì)，所述的SN實(shí)驗(yàn)單元模塊與電源系統(tǒng)連接，根據(jù)實(shí)驗(yàn)使用要求，所述的SN實(shí)驗(yàn)單元模塊分別與PC機(jī)、測(cè)量系統(tǒng)和信號(hào)源連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于可定義的數(shù)字與模擬電路互為切換實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的SN實(shí)驗(yàn)單元模塊具有自定義功能，呈現(xiàn)出一種新的器件，對(duì)這新設(shè)計(jì)器件作試用和實(shí)驗(yàn)，通過(guò)修改SN實(shí)驗(yàn)單元模塊程序來(lái)完善新器件的功能，其中自定義內(nèi)容包括復(fù)雜數(shù)字邏輯電路、多級(jí)模擬電路和數(shù)模混合電路，組成新功能的器件單元。
【文檔編號(hào)】G09B23/18GK104077945SQ201410331004
【公開(kāi)日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月11日
【發(fā)明者】沈行良 申請(qǐng)人:上海工程技術(shù)大學(xué)