[发明专利]可编程自由拼接电子积木模块

说明书

本发明涉及一种用于可编程自由拼接电子积木模块，包括：电源模块、控制模块以及功能模块，所述功能模块包括交互模块、通信模块、检测模块以及执行模块中的一个或多个，所述各模块能以任意顺序通过总线连接，其中所述各模块的接口类型是统一的，并且所述各模块之间通过防呆机制接口电气连接。这样对于学生可以不用涉及太多枯燥的底层知识，充分调动学生的兴趣并且发挥学生的想象力。这样设计不需要涉及底层知识，免除了初期大量的理论学习，使使用者在初期可以聚焦于功能的实现，在培养兴趣的前提下循序渐进的学习。

技术领域

本发明涉及一种用于可编程自由拼接电子积木模块。

背景技术

当代教育背景下，学生的动手实践能力成为素质教育的重要组成部分，学生在学习数理化等传统知识的同时可以接触工程知识以及实际应用。各种学习板、实验套件被引入到学生的课外教育中去。但是，电子系统的软件编程与硬件设计需要花费大量精力，进行长时间的理论和实践学习，并不适用于学生的课外学习使用。

传统的学习套件对学生学习的专业性有很高的要求。中国专利申请CN105513470A提出了一种多功能单片机学习板，增加了许多功能模块，涵盖多种单片机应用技术以提高实验效率和拓展性。尽管增加了许多的功能，但在软硬件方面涉及了过多的底层知识。在学习过程中，需要进行大量的接线拼装工作，接口易于发生连接错误导致系统故障甚至电路损毁，致使实验结果无法显现。学习套件的教程及其各模块位置功能是固定的，学生只能被动的学习实验接受信息，而无法利用学习套件实现自己的创新想法。

发明内容

为解决上述问题，本发明基于机械结构设计、电子电路设计和编程软件设计，提供一种可编程自由拼接电子积木，该款电子积木应适用于各阶层年龄段学生生活创意的具体实现以及嵌入式入门学习。

本发明的目的在于，能够让学生充分发挥创造力根据自己的创意通过这个作为学习套件的电子积木将其快速实现，并且在这个实现的过程中培养兴趣，学习最为基础的编程电路知识。为学生的创意提供将其转化为现实的硬件基础和软件设计平台。

自由拼接电子积木是指，学生可以根据自己的想法选择实现所需功能的模块，并且将这些模块按自己的想法进行拼接。可编程是指，使用者可以通过编程的方式来控制这些模块按照使用者的逻辑实现期望的效果。

按照本发明提供一种用于可编程自由拼接电子积木的模块，包括：电源模块、控制模块以及功能模块，所述功能模块包括交互模块、通信模块、检测模块以及执行模块中的一个或多个，所述各模块能以任意顺序通过总线连接，其中所述各模块的接口类型是统一的，并且所述各模块之间通过防呆机制接口电气连接。

通过对每个模块进行统一化处理，亦即统一各模块的接口类型，可以有效防止接口连接错误，从而有效避免在实验过程中发生连接错误导致系统故障甚至电路损毁，致使实验目的无法实现。

在本发明中，所谓接口的引导部分使两个模块的接口部分可以正确的对准便于接口连接，例如连接的一部分为凸出部、对应部分为凹入部，连接时先将这两部分对齐其余部分即可准确的连接。所谓固定部分能实现两个模块的牢固连接，例如采用磁吸连接或者插头插槽的连接方式，同时使连接器分公头母头，从而达到防反接目的。电气连接部分可以典型地采用触点连接方式或者插头插槽连接。

根据本发明的一种改进，所述各模块并联连接到所述总线上。因此，可以实现模块之间在进行连接时没有顺序位置的区分。使得学生充分将注意力聚焦于实现不同的功能本身上。

根据本发明的一种改进，所述各模块之间通过防呆机制电气连接。通过防呆机制的连接方式进一步避免发生接口连接错误的现象，从而解决实验失败的一个重要问题，并降低了学生学习和教师教学的难度。

根据本发明的一种改进，所述各模块是可编程的。这样通过编程可以按照学生的构思和要求来实现不同的功能并达到不同效果。