一种用于编程教育的智能主板.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110568798A(43)申请公布日2019.12.13(21)申请号201910914909.0(22)申请日2019.09.26(71)申请人北京琦思智慧科技发展有限公司地址101100北京市通州区漷兴二街6号3号楼1层3251(72)发明人关维冯涛王勇睿(74)专利代理机构北京棘龙知识产权代理有限公司11740代理人戴丽伟(51)Int.Cl.G05B19/042(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图6页(54)发明名称一种用于编程教育的智能主板(57)摘要本发明涉及一种用于编程教育的智能主板，包括：单片机以及与所述单片机连接的外围模块，所述外围模块包括外扩数字IO口、外扩AD输入口、通讯接口电路、编程平台通讯电路、LED、蜂鸣器、光敏传感器电路、蓝牙通讯模块、电机驱动电路、声音侦测电路、红外发射及接收电路和电源及充电管理电路。该主板集成了在青少年编程学习中会经常用到的各种外围模块，设计紧凑，功能强大，同时还留有拓展接口，可以外接更多各类的功能模块，实现更强大的功能。CN110568798ACN110568798A权利要求书1/1页1.一种用于编程教育的智能主板，其特征在于，包括：单片机以及与所述单片机连接的外围模块，所述外围模块包括外扩数字IO口、外扩AD输入口、通讯接口电路、编程平台通讯电路、LED、蜂鸣器、光敏传感器电路、蓝牙通讯模块、电机驱动电路、声音侦测电路、红外发射及接收电路和电源及充电管理电路；所述单片机用于运行用户程序，并控制所述外围模块；所述外扩数字IO口用于实现外部数字量的采集和控制；所述外扩AD输入口用于实现外部模拟量的采集；所述通讯接口电路用于与外界接口的模块进行通讯；所述编程平台通讯电路用于与通用编程平台软件进行通讯，以实现软硬件协同工作和编程；所述LED及蜂鸣器用于展示程序运行状态，实现报警提示；所述光敏传感器电路用于实现对光线强度的侦测；所述蓝牙通讯模块用于实现所述单片机与上位机的蓝牙通讯；所述电机驱动电路用于实现对直流电机的正反转和调速控制；所述声音侦测电路用于实现对外界声音的采集和侦测；所述红外发射及接收电路用于接收红外遥控器的遥控指令，以及向外发出红外线控制指令；所述电源及充电管理电路用于实现电源变换，给所述智能主板上的各个功能模块供电，同时实现锂电池的充电管理。2.根据权利要求1所述的一种用于编程教育的智能主板，其特征在于，所述通讯接口电路包括USART通讯电路和/或TWI通讯电路。3.根据权利要求1所述的一种用于编程教育的智能主板，其特征在于，所述编程平台通讯电路为MagePIE通讯电路。4.根据权利要求1所述的一种用于编程教育的智能主板，其特征在于，所述单片机采用8位ATMEGA328芯片或者32位的STM32F103系列芯片。2CN110568798A说明书1/4页一种用于编程教育的智能主板技术领域[0001]本发明涉及主板领域，具体涉及一种用于编程教育的智能主板。背景技术[0002]放眼世界，很多发达国家都在积极推动青少年编程教育，美国青少年编程普及率已达40％以上。美国的很多孩子在六七岁时就开始接触编程课程，前总统奥巴马发起了“编程一小时”的运动，旨在让全美小学生开始学习编程。编写程序已经差不多形同日常生活技能，要更好地理解机器的思维工作模式，未来与机器共处工作，学习编程是必然的选择。但我国编程方面的人才远不能满足市场需要，对青少年这一人群的编程教育几乎为零。“少年强则国强”，青少年是推动未来祖国发展的主力军，当下也没有推出一套适合青少年学习的编程教育体系，可见必须及时设计出一套适合青少年的编程教育体系及配套工具。[0003]在专利“201710721145.4”中，提出了一种用于青少年科普的机器人控制系统，但是该系统专用于机器人控制，缺少很多在编程学习中必要的其他模块。专利“201810768627.X”中也提供了一种便于儿童和青少年理解、学习掌握和使用的积木式编程系统。系统由指令积木，指令插槽、指令拼接板和指令解码系统四个系统组成。使用者不需要操作辅助工具，按编程顺序把指令积木插入到指令拼接板的指令插槽中就完成了编程程序的实现。该发明也存在着同样的问题，外围模块种类不够，无法对青少年实现全面的编程教育。[0004]目前市面上也存在一些基于ardunio的编程学习主板，但是这些主板都只包括单片机核心模块，如果要学习使用其他模块，需要另外购买并通过导线或者接插件外接，使用繁琐并且降低了系统可靠性，提高了青少年学习编程的门槛和复杂度。发明内容[0005]针对上述技术问题，本发明提供一种用于编程教育的智能主板。[0006]本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于编程教育的智能主板，包括