CN106448384B - 一体化综合教学平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一体化综合教学平台，属于信息化教育技术领域，包括实验平台、实验电路板以及显示屏，显示屏内置有处理器，实验平台通过异步串行接口与处理器进行通讯，实验电路板通过接口插接到实验平台上；处理器识别插接在实验平台上实验电路板的编号，处理器获取理论教学指令后在预先存储的理论课程中调取对应的章节内容供显示屏显示；处理器获取实验教学指令后向实验平台发送电路分析指令，实验平台根据接收到的电路分析指令开始获取实验电路板的电路参数并将电路参数反馈至处理器，处理器将电路参数转化后的电压波信号通过显示屏显示出电压波形。通过综合模拟电子技术的理论教学和实验教学与一体，克服理论教学和试验教学相脱节的现象。

Description

一体化综合教学平台

技术领域

本发明涉及信息化教育技术领域，特别涉及一种一体化综合教学平台。

背景技术

目前，在电子信息工程、通信工程、自动化、电子测量、电子科学与技术及机械电子等专业中，很多的课程需要结合实验来进行教学，尤其是在模拟电子技术教学中，由于模拟电子技术的教学特点是以电信号作为主线，理论教学为基础，工程实践应用为目的的学科，具有概念多，理论抽象和使用场合多样性等特点，因此，对于模拟电子技术的学习不仅需要注重理论对实践的指导，同时还需要通过实验加深对抽象理论的理解。但是，在现有的模拟电子技术教学中，理论教学和实验课程是分成两个阶段进行教学的，在理论学习和实验实践之间存在一定的时间间隔和地点的转换，理论教学与实验课程的脱节现象比较严重，学生通常在进行实验实践的时候对之前的理论教学的记忆已经淡化了。这种理论教学和实验教学脱节的现象严重影响了对学生综合素质的培养。

发明内容

本发明的目的在于提供一种一体化综合教学平台，以解决现有教学过程中，理论教学和实验教学相脱节的问题。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案为：提供一种一体化综合教学平台，包括实验平台、与理论课程每个章节内容对应设计的实验电路板以及显示屏，显示屏内置有处理器，实验平台通过异步串行接口与显示屏内置的处理器连接进行通讯，实验电路板通过接口插接到实验平台上；

处理器对插接在实验平台上的实验电路板的编号进行识别，处理器获取用户触发的理论教学指令后在预先存储的理论课程中调取与编号对应的章节内容以供显示屏进行显示；

处理器获取用户触发的实验教学指令后向实验平台发送电路分析指令，实验平台根据接收到的电路分析指令开始获取实验电路板的电路参数并将电路参数反馈至处理器，处理器将电路参数转化为电压波信号并通过显示屏显示出电压波形。

与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：本发明提供的一体化综合教学平台，综合模拟电子技术的理论教学和实验教学与一体，在理论教学中完成即可进行实验教学，而不需要在不同的地点和时间分别进行理论教学和试验教学，克服了现有的教学中，理论教学和试验教学相脱节的现象。

附图说明

图1是本发明一实施例中一体化综合教学平台的结构示意图；

图2是本发明一实施例中一体化综合教学平台的结构示意图；

图3是本发明一实施例中处理模块的结构示意图。

具体实施方式

下面结合图1至图3，对本发明做进一步详细叙述。

参阅图1所示，本实施例提供了一种一体化综合教学平台，该教学平台包括：实验平台10、实验电路板20以及显示屏30，显示屏30内置有处理器40，实验平台10通过异步串行接口与显示屏30中内置的处理器40连接进行通讯，实验电路板20通过接口插接到实验平台10上，具体地，该处的实验平台10通过RS232与显示屏30连接，实验电路板20为多块，是与理论课程每个章节内容对应设计的，实验电路板20的接口采用欧式16×2双排直插方式；

在进行实验教学过程中：首先根据所上课程的章节选择对应的实验电路板20，然后通过实验电路板20的接口插接在实验平台10上，处理器40首先识别插接在实验平台10上的实验电路板20的编号，然后处理器40根据用户触发的理论教学指令在预先存储的理论课程中调取与编号对应的章节内容以供显示屏30进行显示；

在进行实验教学过程中：处理器40获取用户触发的实验教学指令后向实验平台10发送电路分析指令，实验平台10根据接收到的电路分析指令开始获取实验电路板20的电路参数并将电路参数反馈至处理器40，处理器40将电路参数转化为电压波信号并通过显示屏30显示出电压波形。

因此，本实施例中的一体化综合教学平台可同时满足理论教学和实验教学的需要，一机两用或同步教学，使一些需要结合实验来进行教学的课程，如模拟电机技术等课程，可以避免传统的理论教学与试验教学相脱节的现象，更有利于对学生专业知识的培养。

具体地，参阅图2所示，上述实施例中的实验教学过程是利用实验电路板20上焊接形成的电路进行实验教学的，实验电路板20包括验证电路21、实验电路22和多档旋转开关23；

处理器40向实验平台10发送的电路分析指令包括验证电路分析指令和实验电路分析指令，实验电路板20根据接收到的验证电路分析指令获取验证电路21的电路参数并反馈至处理器40，处理器40将验证电路21的电路参数转化成电压波信号并通过显示屏30显示出验证电路的电压波形；

实验电路板20根据接收到的实验电路分析指令获取实验电路22的电路参数并反馈至处理器40，处理器40将实验电路22的电路参数转化成电压波信号并通过显示屏30显示出实验电路的电压波形，实验电路22的电路参数通过用户调整多档旋转开关23产生；

验证电路21的电压波与实验电路22的电压波在显示屏30上并以对比的形式同时显示。该处所说的对比的形式是指验证电路21的电压波形和实验电路22的电压波形在显示屏30上的不同位置同时显示出来。

这里需要说明的是，实验电路板20上焊接有两种电路，以模拟电子技术中的半导体二极管的教学为例，与半导体二极管内容对应设计的实验电路板20上有二极管的伏安特性验证电路(即二极管导通时正向压降为零，截止时反向电流为零)以及二极管的实验电路，在二极管的实验电路上设置有多档旋转开关，用以调节二极管的参数(包括二极管的最大整流电流、最高反向工作电压、方向电流以及最高工作频率等参数)，通过调整二极管的参数，改变二极管的输出的波形，而且二极管理论验证的波形和通过改变二极管参数产生的波形同时通过显示屏30显示出来，更有利用学生直观的看出改变二极管参数对二极管的输出波形的影响。

参阅图3所示，上述实施例中的处理器40具体包括电路板识别模块41、处理模块42和数据存储模块43；电路板识别模块41用于识别插接在实验平台10上的实验电路板20的编号，该处的编号即为理论课程的具体章节；处理模块42根据实验电路板20的编号在数据存储模块43中调取与所述编号对应的章节内容以供显示屏30进行显示；显示屏30根据用户触发的理论教学指令将处理模块42调取的与编号对应的章节内容进行显示；理论课程的全部章节内容以课件的形式预先存储在数据存储模块43中。

具体地，参阅图2所示，实验平台10包括信号发生模块11和信号采集模块12；

处理器40通过显示屏30获取用户触发的实验教学指令后，向信号发生模块11发送电路分析指令；信号发生模块11根据接收到的电路分析指令控制实验电路板20开始工作；在实验电路板20开始工作时，信号采集模块12采集实验电路板20的电路参数并将实验电路板20的电路参数反馈至处理模块42；处理模块42将实验电路板20的电路参数转化为电压波信号并通过显示屏30显示出实验电路板20上电路的电压波形。该处采用现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)作为信号发生模块11，实验平台10的接口为通用异步串行通讯接口，其信号输出采用数字信号处理DDS技术。

具体地，内置有处理模块40的显示屏30支持USB和HDMI接口，信号采集模块12采集实验电路板20的电路参数并通过USB接口或HDMI接口将实验电路板20的电路参数反馈至处理模块42。

Claims (6)

1.一种一体化综合教学平台，其特征在于：包括实验平台（10）、与理论课程每个章节内容对应设计的实验电路板（20）以及显示屏（30），显示屏（30）内置有处理器（40），实验平台（10）通过异步串行接口与处理器（40）连接进行通讯，实验电路板（20）通过接口插接到实验平台（10）上，实验电路板（20）上布置有验证电路（21）和实验电路（22）；

处理器（40）用于识别插接在实验平台（10）上的实验电路板（20）的编号，处理器（40）根据用户触发的理论教学指令后在预先存储的理论课程中调取与编号对应的章节内容以供显示屏（30）进行显示；

处理器（40）用于根据用户触发的实验教学指令后向实验平台（10）发送电路分析指令；

实验平台（10）根据接收到的电路分析指令开始分别获取验证电路（21）、实验电路（22）的电路参数并将验证电路（21）、实验电路（22）的电路参数反馈至处理器（40）；

处理器（40）将验证电路（21）、实验电路（22）的电路参数分别转化为电压波信号并通过显示屏（30）显示验证电路和实验电路的电压波形。

2.如权利要求1所述的一体化综合教学平台，其特征在于：所述的实验电路板（20）还包括多档旋转开关（23）；多档旋转开关（23）用于调整实验电路（22）的电路参数。

3.如权利要求2所述的一体化综合教学平台，其特征在于：所述的处理器（40）包括电路板识别模块（41）、处理模块（42）和数据存储模块（43）；

电路板识别模块（41）用于识别插接在实验平台（10）上的实验电路板（20）的编号；

处理模块（42）根据实验电路板（20）的编号在数据存储模块（43）中调取与所述编号对应的章节内容以供显示屏（30）进行显示；

显示屏（30）根据用户触发的理论教学指令将处理模块（42）调取的与编号对应的章节内容进行显示；

数据存储模块（43）中预先存储有理论课程的全部章节内容。

4.如权利要求3所述的一体化综合教学平台，其特征在于：所述的实验平台（10）包括信号发生模块（11）和信号采集模块（12）；

处理器（40）通过显示屏（30）获取用户触发的实验教学指令后，向信号发生模块（11）发送电路分析指令；

信号发生模块（11）根据接收到的电路分析指令控制实验电路板（20）开始工作；

在实验电路板（20）开始工作时，信号采集模块（12）采集实验电路板（20）的电路参数并将实验电路板（20）的电路参数反馈至处理模块（42）；

处理模块（42）将实验电路板（20）的电路参数转化为电压波信号并通过显示屏（30）显示出实验电路板（20）上电路的电压波形。

5.如权利要求4所述的一体化综合教学平台，其特征在于：所述的信号发生模块（11）采用FPGA。

6.如权利要求4所述的一体化综合教学平台，其特征在于：所述的信号采集模块（12）采集实验电路板（20）的电路参数并通过USB接口将实验电路板（20）的电路参数反馈至处理模块（42）。