[发明专利]电子积木系统

说明书

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种应用于教学实验和电子积木玩具的电子积木系统。

背景技术

传统技术上用于教学实验或电子积木玩具的电子积木系统一般包括一块完整的电路基板及各种功能的器件，电路基板上预设有指定的线路及安装孔，在使用时，将需要的功能器件搭建在电路基板上以实现特定的功能。但是，普通的电路基板或功能器件是不可拆分的整体，这样的产品不仅局限于几项单一功能，灵活性低，而且，一旦电路基板上任意器件出现故障，整个产品将无法正常工作，这样对于喜欢动手拆卸或拼装玩具的用户来说，无法了解该产品中各功能模块的结构及功能，易失去趣味性。

中国专利申请号为201310037891.3，专利名称为磁吸附式电子积木系统，其中电子积木模块中电路板是通过电源正极线路、电源负极线路和数据信号线路三路信号线路来完成信号的传递，而对某些功能电路三路信号线路是无法实现信号传递，非常有限的积木模块进行教学对于学生来说很枯燥，且孩子短暂的把玩便会失去兴趣。

发明内容

本发明的目的在于：为解决以上问题提供一种可随意级联拼接、自动对位快速连接、可编程控制、功能更多的电子积木系统。

本发明所采用的技术方案是这样的：

电子积木系统，包括多个相连的电子积木模块、电源及信号发生模块，多个电子积木模块与电源及信号发生模块级联；

每个电子积木模块包括设有功能电路的电路板和选择性固定设置于线路板侧边的插头连接器或/和插座连接器；电子积木模块可以是插座连接器与线路板的组合，可以是插头连接器和线路板的组合，也可以是插座连接器、插头连接器和线路板的组合，根据每个积木模块的功能作用来决定组合方式。

所述电路板上设置有四路信号线路，分别是电源正极线路、电源负极线路、两路数据信号线路；四条信号线路即能实现现有三条信号线路的传输功能，又能满足更多功能电路信号传输的需要；相应地，在所述插头连接器和所述插座连接器设置有四个导电端子，分别是正电源端、负电源端和两个数据信号端；三条信号线路能完成信号传递的功能模块，处于工作状态下，第四条信号线路处于悬空状态，即电子积木模块插座连接器与插头连接器内部直接连接。

电子积木模块为设有单一功能电路的电路板，每一块电路板设有两路基本的供电线路VCC和GND，用于电路板的供电，另外，电路板上集成设置有两路用于信号传输的数据信号线路SIGA和SIGD，主要用于传输控制信号，多个电子积木模块上的功能电路用于处理数据信号线路输出的信号，使经过该模块后的信号具有该模块的特性。电源通过正电源线路和负电源线路传输到下一级电子积木模块中，信号源通过数据信号线路传输到下一级电子积木模块，经过该级电子积木模块后的信号具有该电子积木模块的功能特性。下一级电子积木模块上可以依次级联多个电子积木模块，进行多个功能叠加，同时根据电子积木系统拼接的功能需要，可以对各电子积木模块的位置进行调换，实现随意拼接。

进一步地，所述电子积木系统中包括一用于实现多路模块连接的转换连接模块，转换连接模块上设置有一个插头和至少两个插座连接器或一个插座连接器和至少两个插头连接器；插头连接器和插座连接器通过线路板上的电源正极线路、电源负极线路、数据信号线路和模拟信号线路相连；所述转换连接模块上设置有电压跟随电路。

进一步地，所述转换连接模块上设置有一个插头连接器和三个插座连接器或一个插座连接器和三个插头连接器；四通的转换连接模块，使一个输入信号转换成三个输出信号，便于系统功能的扩展。

进一步地，所述电子积木系统还包括一编程控制所述功能电路发生的编程模块，多个电子积木模块与所述编程模块级联。

进一步地，所述编程模块包括单片机芯片、电源、USB串口驱动芯片和信号指示灯。

进一步地，所述编程模块还包括一ICSP，其与单片机芯片直接连接。

进一步地，所述电路板上设有电压跟随电路和与电压跟随电路相连的功能电路，电压跟随电路接收数据信号线路输入端的信号，功能电路输出处理后的信号到数据信号线路的输出端，功能电路为外部信号采集电路、信号处理电路和信号执行电路中的一种；每一个电子积木模块上的功能电路为单一功能电路，其中外部信号采集电路用于采集外面信号，为传感类器件及其电路，信号处理电路用于控制及处理各级联模块中的信号，使传输的信号具有变化，信号执行电路是用于输出信号及反馈。所述电源及信号发生模块设有电源和信号源。