[实用新型]一种模块化编程教具

说明书

本实用新型提供一种模块化编程教具，其特征在于，包括主控制器、按键开关、电位器、光敏传感器、LED、电机控制器、蜂鸣器；所述的按键开关、电位器、光敏传感器、LED、电机控制器、蜂鸣器通过网线与主控制器连接；所述的主控制器包括主控芯片、主控晶振电路、USB转串口电路，电量显示电路，升压电路，充电电路。本实用新型采用模块化设计，布置简单，便于教学，本实用新型的主控制器兼容大部分编程软件，兼容性强，本实用新型的外设输入模块和外设输出模块，学生可操作，增强编程学习的认知感和体验感，本实用新型的主控制器可适应更多的外设输入模块和输出模块，可以丰富编程教学的形式。

技术领域

本发明属于教学用具领域，尤其涉及一种模块化编程教具。

背景技术

互联网和人工智能的发展，不仅推动了社会高速发展，同时也推动了教育的创新。现如今创客教育在我国兴来，学校和家长都开始注重编程教育，特别是少儿编程。在少儿编程教学领域中，主要是纯软件教学、软件和硬件配合教学。软硬件配合的方式更形象，更有互动性，能够增强学生学习意愿。但是现有的编程教学的硬件大部分布置较复杂，接口较多，另外需要单位定义，教学难度大。

发明内容

针对上述问题，本发明设计一款模块化，布置简单，接口定义明确，便于教学，学生容易操作的编程教具。

本发明的技术方案为：

一种模块化编程教具，包括主控制器、按键开关、电位器、光敏传感器、LED、电机控制器、蜂鸣器；

所述的按键开关、电位器、光敏传感器、LED、电机控制器、蜂鸣器通过网线与主控制器连接；

所述的主控制器包括主控芯片、主控晶振电路、USB转串口电路，电量显示电路，升压电路，充电电路；

所述的主控制器能进行编程，能通过不同程序设计，接收输入模块信号后，输出不同的结果；

所述的主控芯片为U2,U2采用单片机，U2设置14个数字输入/输出引脚,其中6个用于PWM输出、6个模拟输入引脚；所述的U2的4号、6号引脚接VCC，U2的3号、5号引脚接公共地，20号引脚经电容C9连接到公共地，29号引脚经电阻R1连接到VCC，其他引脚连接到水晶头作为对外输入或输出接口；

所述的主控晶振电路中，GND连接公共地，Y2晶振的1号引脚连接主控芯片的7号引脚、电容C14的一端，Y2晶振2号引脚连接主控芯片的8号引脚、电容C16的一端，电容C14、电容C16的另一端连接公共地，电阻R6与Y2晶振并联；

所述的USB转串口电路中，U3是USB转串口芯片，主控芯片的RXD连接至U3的2号引脚，主控芯片的TXD连接至U3的3号引脚；U3的4号引脚经电容C7连接至GND，Y1晶振的2号引脚连接U3的7号脚、电容C10的一端，Y1晶振1号引脚连接至U3的8号引脚、电容C15的一端，电容C10、电容C15的另一端接到公共地，U3的13号引脚DTR经电容C8连接至RESET，U3的引脚16连接VCC，GND连接公共地，U3的5号引脚连接J2的3号引脚，U3的6号引脚连接J2的2号引脚，J2的5号引脚接公共地；

所述的电量显示电路中，U4是电池电压检测芯片，VCC_4.2连接U4的1号引脚，U4的3、4、5、6号引脚分别连接一个发光二极管的阴极，发光二极管的阳极并联后经电阻R5连接到VCC_4.2；

所述的升压电路中，U5是升压芯片，U5的5号引脚连接VCC_4.2，电容C19、电容C20是滤波电容，二极管D1连接在U5的1号引脚与VCC之间，电感FB1连接在U5的1号引脚与U5的4号引脚之间，U5的2号引脚连接公共地，U5的3号引脚连接在分压电阻R7与分压电阻R8的中间，分压电阻R8的另一端连接公共地，分压电阻R7的另一端连接VCC，电容C17、电容C18是VCC和GND之间的滤波电容；