电子信息综合实验系统及实验方法技术方案

本发明专利技术提供一种电子信息综合实验系统及实验方法，该系统包括实验子系统(3)，该实验子系统(3)包括多个用于实验的级联的实验模块(31)，每个实验模块(31)选自接口模块、微处理器类模块、可编程逻辑类模块、显示驱动模块中的任一个以使得该实验子系统构成一个LED显示系统，所述实验模块(31)为其上设置有至少一个逻辑子模块(311)的电路板，不同实验模块(31)之间的级联由各自的至少一个逻辑子模块(311)通过信号线相连接，逻辑子模块(311)与电路板之间为物理可插拔式结构或者连接在逻辑子模块(311)之间的信号线与逻辑子模块(311)之间为物理可插拔式结构。该系统充分利用LED显示系统技术内涵丰富、系统开放、层次清晰及经济实用的独特优点，将典型的LED显示系统设计为动态可组的实验子系统。

【技术实现步骤摘要】
电子信息综合实验系统及实验方法
本专利技术涉及电子信息类教学实验领域，具体涉及一种电子信息综合实验系统及实验方法。
技术介绍
现如今，高等院校为了对在校学生进行全方面的教育和培养，多会采用课堂教学与实验操作相结合的方式以培养学生的动手能力和实验能力，从而可以让学生在实际操作中理解课堂教授的内容。对于电子信息类专业，由于学习内容较为抽象，更是需要全方面的教学实验操作辅助课堂教学。目前，高校采用的与电子信息有关的教学实验设备或系统大致有以下几类：(1)实验箱：是一种简单而普及的教学实验设备，通常由一个金属箱和其内部叠放的若干实验电路板组成，这些实验电路板可以是通用面包板或印有电路图的PCB板。学生实验时，可选择某个实验电路板，进行插器件、连线、搭建电路。其优点是设备简单、实验范围广及符合实验大纲，缺点是缺乏启发性、实用性、系统性和综合性。因此，这种设备只适合课内基本电路的验证性实验，不适用于培养、提升学生动手能力、创新能力和综合素质的综合性、设计性及创新性实验。(2)专用实验系统：是一种针对某个特定课程设计的实验系统，一般会基于某种产品，可提供实物演示、逻辑测试、系统设置及操作使用等功能，如数字电视实验系统等。其优点是可以增加学生的感性认识，有助于课内理解。但由于其基本上是原产品的模块陈列，并没有进一步细化为可行的实验，其少数的几个模块过于复杂，使得大多数学生和教师都无从下手。另外，它虽然提供了一些测试点，有些器件也带有插座，但没有提供方便可行的实验方法和手段。因此，这类设备较适合教学演示，而不适用于综合性、设计性及创新性实验，因为它不具备方便性、开放性、综合性和渐进性，因而也缺乏实用性。(3)开发系统：是针对某一种或某类可编程器件或微处理器设计的开发系统，如单片机开发系统等。学生在实验时，可在开发系统上编程和调试软件。这种设备的优点是功能单一、使用简单，具有一定的交互性和渐进性。但缺点是没有应用环境，系统过于单一，不具备启发性、实用性、综合性和系统性。因此，这种设备只适合于某些特定电路的编程实验，而不能满足提升学生综合素质的综合类实验。(4)仿真系统：是用软件实现的实验系统，如电路仿真软件等。学生在实验时，可以通过计算机上的仿真软件模拟各种电路实验。这种系统的优点是不受硬件条件限制，可以模拟各种实验。但模拟毕竟不同于物理实验，无法达到实验目的。通过对以上设备及系统的分析总结和对高校实验室的考察了解，我们知悉目前市场上有关电子信息的教学实验设备都存在一定的缺陷，特别是缺乏启发性、实用性、开放性、系统性、综合性、渐进性和方便性，缺少能培养和提升学生动手能力、创新能力和综合素质的具备综合性、设计性及创新性教学实验功能的综合实验系统及实验方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种电子信息综合实验系统及实验方法，其相对于现有的各种电子信息综合实验系统与实验方法而言，更为开放、灵活、全面、简单、方便，能够很好地适用于电子信息类专业的综合性、设计性及创新性教学实验以及某些行业的专业培训。本专利技术的专利技术人经过对电子信息类专业所涉及的各种实验进行详细地研究，发现了一种电子电路系统能够十分巧妙地支持电子信息类专业所涉及的各种综合实验项目(如大学生课程设计、大学生实习实训、大学生毕业设计、大学生开发设计、大学生科技活动、实验室开放实验等等)，这就是LED显示系统。LED显示系统所涉及的技术内涵丰富，基本包含了电子信息的主要技术，如数字电路设计、计算机接口与通信、微处理器应用、可编程逻辑设计、网络底层设计、存储技术、图像采集技术、图像处理技术、扫描技术、LED显示技术、在线编程等等，并且系统开放、层次清晰、经济实用。因此，本专利技术的专利技术人想到，如果将几种不同的LED显示系统有机结合，并将相应的软硬件分解、细化，再经过重新设计，可以形成电子信息类专业所涉及的多种典型实验，并且具有综合性、设计性、创新性及延续性。基于上述目的，本专利技术提供一种电子信息综合实验系统，该系统包括实验子系统，该实验子系统包括多个用于实验的级联的实验模块，每个实验模块选自接口模块、微处理器类模块、可编程逻辑类模块、显示驱动模块中的任一个以使得该实验子系统构成一个LED显示系统，所述实验模块为其上设置有至少一个逻辑子模块的电路板，不同实验模块之间的级联由各自的至少一个逻辑子模块通过信号线相连接，逻辑子模块与电路板之间为物理可插拔式结构或者连接在逻辑子模块之间的信号线与逻辑子模块之间为物理可插拔式结构。优选地，该系统可以包括并联的多个实验子系统，多个实验子系统构成多种不同类型的LED显示系统。所述LED显示系统可以为数码时钟子系统、异步显示子系统或同步显示子系统。优选地，每个逻辑子模块包括至少一个作为接口的信号插头，所有的信号插头具有相同的规格，逻辑子模块之间通过可插拔的信号排线插入信号插头而相连。优选地，该系统还可以包括至少一个实验电路板，所述实验电路板包括至少一个与逻辑子模块同规格的信号插头，通过将信号排线从一逻辑子模块拔出并插入到该实验电路板的信号插头中而将该逻辑子模块替换为实验电路板。优选地，所述逻辑子模块或实验模块可以包括至少两个并联的输入信号插头或输出信号插头，其中至少一个输入信号插头或输出信号插头直接接入实验电路板并与该逻辑子模块或实验模块、或后一级逻辑子模块或实验模块并行工作，并且通过逻辑子模块或实验模块与实验电路板上对应的测试点进行对比测试。优选地，所述实验子系统可以包括至少两个相同的并联的逻辑子模块或实验模块，并且任何两个相同的逻辑子模块或实验模块可以并行同步工作，其中一个逻辑子模块或实验模块被替换为实验电路板，并通过另一逻辑子模块或实验模块与该实验电路板上对应的测试点进行对比测试。优选地，该系统还包括主控计算机，主控计算机与实验子系统相连。优选地，该系统还包括实验辅助设备，实验辅助设备与主控计算机相连。所述实验辅助设备包括至少一个逻辑采集器或逻辑分析仪。优选地，该系统还包括操作台，该操作台上安装主控计算机、实验模块和实验辅助设备。优选地，所述微处理器类模块包括至少一种微处理器开发板，可编程逻辑类模块包括至少一种在线编程电路。优选地，所述微处理器类模块包括以下中的一者或几者：显示控制模块、图像处理模块、时钟控制模块、数据处理模块；可编程逻辑类模块包括以下中的一者或几者：扫描分配模块、数据接收与格式转换模块、网络发送模块、网络接收模块、扫描控制模块、数据处理模块、存储模块。基于该实验系统的优选实施方式，本专利技术还提出了一种电子信息综合实验方法，该方法包括：提供一包括至少一个与逻辑子模块同规格的信号插头的实验电路板；通过将信号排线从一逻辑子模块拔出并插入到该实验电路板的信号插头中而将该逻辑子模块替换为实验电路板。优选地，所述逻辑子模块或实验模块可以包括至少两个并联的输入信号插头或输出信号插头，该实验方法还包括：将该逻辑子模块或实验模块的至少一个输入信号插头或输出信号插头接入实验电路板；使该实验电路板与该逻辑子模块或实验模块、或后一级逻辑子模块或实验模块并行同步工作；通过逻辑子模块或实验模块与实验电路板上对应的测试点进行对比测试。优选地，所述实验子系统可以包括至少两个相同的并联的逻辑子模块或实验模块，该实验方法还包括：使任何两个相同的逻辑子模块或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子信息综合实验系统，该系统包括实验子系统(3)，该实验子系统(3)包括多个用于实验的级联的实验模块(31)，每个实验模块(31)选自接口模块、微处理器类模块、可编程逻辑类模块、显示驱动模块中的任一个以使得该实验子系统构成一个LED显示系统，所述实验模块(31)为其上设置有至少一个逻辑子模块(311)的电路板，不同实验模块(31)之间的级联由各自的至少一个逻辑子模块(311)通过信号线相连接，逻辑子模块(311)与电路板之间为物理可插拔式结构或者连接在逻辑子模块(311)之间的信号线与逻辑子模块(311)之间为物理可插拔式结构。

【技术特征摘要】
1.一种电子信息综合实验系统，该实验系统包括实验子系统(3)，该实验子系统(3)包括多个用于实验的级联的实验模块(31)，每个实验模块(31)选自接口模块、微处理器类模块、可编程逻辑类模块、显示驱动模块中的任一个以使得该实验子系统构成一个LED显示系统，所述实验模块(31)为其上设置有至少一个逻辑子模块(311)的电路板，不同实验模块(31)之间的级联由各自的至少一个逻辑子模块(311)通过信号线相连接，逻辑子模块(311)与电路板之间为物理可插拔式结构或者连接在逻辑子模块(311)之间的信号线与逻辑子模块(311)之间为物理可插拔式结构；该实验系统还包括至少一个实验电路板，所述实验电路板包括至少一个与逻辑子模块(311)同规格的信号插头，通过将信号排线从一逻辑子模块(311)的信号插头中拔出并插入到该实验电路板的信号插头中而将该逻辑子模块(311)替换为实验电路板。2.根据权利要求1所述的实验系统，其中，该实验系统包括并联的多个实验子系统(3)，多个实验子系统(3)构成多种不同类型的LED显示系统。3.根据权利要求1或2所述的实验系统，其中，所述实验子系统(3)为数码时钟子系统、异步显示子系统或同步显示子系统。4.根据权利要求1所述的实验系统，其中，每个逻辑子模块(311)包括至少一个作为接口的信号插头，所有的信号插头具有相同的规格，逻辑子模块(311)之间通过可插拔的信号排线插入信号插头而相连。5.根据权利要求4所述的实验系统，其中，所述逻辑子模块(311)或实验模块(31)包括至少两个并联的输入信号插头或输出信号插头，其中至少一个输入信号插头或输出信号插头直接接入实验电路板并与该逻辑子模块(311)或实验模块(31)、或后一级逻辑子模块(311)或实验模块(31)并行工作，并且通过逻辑子模块(311)或实验模块(31)与实验电路板上对应的测试点(3112)进行对比测试。6.根据权利要求4所述的实验系统，其中，所述实验子系统(3)包括至少两个相同的并联的逻辑子模块(311)或实验模块(31)，并且任何两个相同的逻辑子模块(311)或实验模块(31)并行同步工作，其中一个逻辑子模块(311)或实验模块(31)被替换为实验电路板...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建军，
申请(专利权)人：北京航天芯光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11