[发明专利]一种用于物理电学的电路连接自动检测系统

说明书

本发明涉及物理电学的电路连接自动检测领域，一种用于物理电学的电路连接自动检测系统，将电池盒、灯泡、开关、电压表、电流表、滑动变阻器等元件的两端分别连接信号发生检测装置，信号发生检测装置能够利用无线通信接收命令，输出脉冲信号和检测脉冲信号。电路连接完成后，上位机发送检测命令，控制终端采用无线通信方式给信号发生检测装置发送脉冲产生和脉冲检测命令，信号发生检测装置产生脉冲，根据检测到脉冲的信号发生检测装置的ID编号判断元件之间的连接关系，控制终端将接收数据发送给上位机，上位机软件根据接收数据显示电路连接图，并根据电路功能，自动判断电路连接是否正确。

技术领域

本发明一种用于物理电学的电路连接自动检测系统，属于物理电学的电路连接检测技术领域。

背景技术

物理电学实验过程中，由学生根据实验电路图，将电池组、灯泡、开关、电压表、电流表、滑动变阻器等元器件利用导线进行实物连接，连接完成后，由实验指导老师进行电路检查，这种检查方式比较费时费力，尤其当电路复杂时，连接导线较多，可能会存在电路检查出现误判情况，而且，在物理电学实验考试过程中，由监考老师进行电路连接检查，难免出现检测错误导致的不公平现象。

为了实现物理电学电路的快速准确检查，设计一种物理电学的电路连接自动检测系统，电路连接完成后，上位机发送检测命令，能够快速、自动检测电路连接，将电路连接图在上位机上显示，并根据电路功能，自动判断电路连接是否正确。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：电路连接完成后，如何通过计算机快速检测电路连接是否正确，并通过计算机将电路连接图显示出来。

本发明所采用的技术方案是：一种用于物理电学的电路连接自动检测系统，包括设计元件、信号发生检测装置、上位机、控制终端，每个设计元件的两端分别连接信号发生检测装置，上位机通过RS232串口连接控制终端，控制终端通过无线信号连接信号发生检测装置；信号发生检测装置为每个设计元件分配不同的地址，上位机将控制命令以RS232串口协议发送给控制终端，控制终端采用无线通信方式给各个信号发生检测装置发送命令，当每个信号发生检测装置接收到命令后，输出固定频率的脉冲信号，每个信号发生检测装置都接收其它信号发生装置发出的脉冲信号并将接收到的脉冲信号作为检测结果以无线通信方式发送给控制终端，控制终端接收每个信号发生检测装置发来的型号后以RS232串口协议发送给上位机。上位机为普通电脑。

所述的信号发生检测装置由电感、电容、单片机、无线通信模块组成，其中单片机芯片选用51系列单片机、MSP430系列或STM32系列单片机，无线通信模块选用NRF24L01无线射频通信模块。

所述的控制终端由单片机、无线通信模块、USB转串口电路组成，，其中单片机芯片选用51系列单片机、MSP430系列或STM32系列单片机，无线通信模块选用NRF24L01无线射频通信模块，USB转串口芯片型号为CH340G，控制终端通过USB电缆连接上位机。

设计元件为电池组、灯泡、开关、电压表、电流表、滑动变阻器、电感、电容等中的任意多个，即为电池组、灯泡、开关、电压表、电流表、滑动变阻器、电感、电容等中的任意多个组合，其中每个元素（电池组、灯泡、开关、电压表、电流表、滑动变阻器、电感、电容） 为任意多个（其中某个元素可以为0个）。

本发明的有益效果是：本发明通过计算机对物理电学实验电路是否正确进行检测，能够快速准确的得出检测结果。

附图说明

图1是本发明的信号发生检测装置连接示意图；

图2是为本发明灯泡与信号发生检测装置的电路连接图；

图3是本发明控制终端电路连接图；

图4是本发明USB转串口电路图；

图5是控制终端发送的脉冲产生命令帧格式；