一種具有結(jié)果診斷功能的交通燈實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種具有結(jié)果診斷功能的交通燈實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，該交通燈實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)還設(shè)置有基于診斷單片機(jī)的診斷單元，通過(guò)該診斷單元直接檢測(cè)用于模擬交通燈的二極管的工作電壓是否正確，來(lái)判斷學(xué)生編寫的控制程序是否正確，得到診斷結(jié)果，并將通過(guò)提示模塊將該診斷結(jié)果輸出，且診斷過(guò)程中診斷單元的診斷單片機(jī)與控制模塊需要同步運(yùn)行。本發(fā)明的交通燈實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)置有診斷單元，能夠自動(dòng)檢測(cè)學(xué)生編寫的控制程序是否正確，具有自動(dòng)診斷功能，并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果直觀的呈現(xiàn)出來(lái)，便于觀察，能夠節(jié)約教學(xué)時(shí)間，提高教學(xué)工作效率。本發(fā)明的交通燈實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)在教學(xué)實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景和實(shí)用性。
【專利說(shuō)明】一種具有結(jié)果診斷功能的交通燈實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于教具設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種具有結(jié)果診斷功能的交通燈實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)。【背景技術(shù)】
[0002]實(shí)驗(yàn)教學(xué)在教學(xué)中的比例逐步增長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力、實(shí)驗(yàn)研究能力和創(chuàng)新能力，并對(duì)理論教學(xué)的知識(shí)通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得理性認(rèn)識(shí)從而掌握理論知識(shí)，因此實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容包括了驗(yàn)證型、綜合性、設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，目前中國(guó)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力普遍欠缺，這與實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備和教學(xué)方法有直接聯(lián)系，可以通過(guò)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備和教學(xué)方法，逐步達(dá)到提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力的目的。
[0003]交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)是單片機(jī)、可編程邏輯控制器(Programmable LogicController, PLC)課程中最常見(jiàn)的一個(gè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，在實(shí)際教學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)校均采用一體化的封閉式的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱設(shè)計(jì)或PLC實(shí)驗(yàn)箱。交通燈實(shí)驗(yàn)中模仿實(shí)際交通燈控制系統(tǒng)，設(shè)置四組發(fā)光二極管，分別對(duì)應(yīng)于東、南、西、北四個(gè)方向，每個(gè)方向包括3個(gè)發(fā)光二極管，發(fā)光二極管的一點(diǎn)與I/O 口相連。
[0004]現(xiàn)有的單片機(jī)或PLC課程的交通燈控制實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后，老師需逐一檢查，每檢查一個(gè)學(xué)生需數(shù)分鐘，一個(gè)班需花費(fèi)大量的時(shí)間進(jìn)行結(jié)果檢查，增加了教師的工作量，也影響了教學(xué)效果，不利于實(shí)訓(xùn)考核。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種具有結(jié)果診斷功能的交通燈實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)。
[0006]一種具有結(jié)果診斷功能的交通燈實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，包括實(shí)訓(xùn)單元、診斷單元，以及為實(shí)訓(xùn)單元和診斷單元供電的電源電路；
[0007]所述實(shí)訓(xùn)單元包括:
[0008]發(fā)光二極管，用于模擬交通燈；
[0009]實(shí)訓(xùn)控制模塊，控制所述發(fā)光二極管工作；
[0010]所述診斷單元包括:
[0011]信號(hào)采集模塊，用于采集發(fā)光二極管工作電壓并輸出對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)；
[0012]診斷單片機(jī)，與實(shí)訓(xùn)控制模塊同步運(yùn)行，用于在預(yù)設(shè)的運(yùn)行周期內(nèi)每隔一定的時(shí)間間隔接收來(lái)自信號(hào)采集模塊的電壓信號(hào)，再與預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行比對(duì)診斷，得到比對(duì)診斷結(jié)果；
[0013]提示模塊，用于接受并輸出來(lái)自診斷單片機(jī)的比對(duì)診斷結(jié)果。
[0014]其中實(shí)訓(xùn)控制模塊多為單片機(jī)或邏輯可編程控制器(Programmable LogicController, PLC)。實(shí)際應(yīng)用中該交通燈實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)中所有組成均封裝在一個(gè)盒子中或集成在同一個(gè)電路板上，其中控制模塊可以封裝在盒子中或集成在同一電路板上，此時(shí)認(rèn)為控制模塊為內(nèi)置控制模塊；控制模塊可以不封裝在盒子中或集成在同一電路板上，實(shí)驗(yàn)時(shí)從外部接入控制模塊，此時(shí)認(rèn)為控制模塊為外接接控制模塊。為內(nèi)置控制模塊時(shí)，該控制模塊需提供下載端口，實(shí)驗(yàn)前，學(xué)生通過(guò)下載接口將控制程序?qū)懭朐摽刂颇K中。為外接控制模塊時(shí)，在交通燈實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)中設(shè)置一系列與發(fā)光二極管的負(fù)極串接的I/O 口，實(shí)驗(yàn)時(shí)，將控制模塊的輸入/輸出端與相應(yīng)的I/O對(duì)接，學(xué)生向控制模塊中寫入控制程序，從而實(shí)現(xiàn)外接的控制模塊對(duì)發(fā)光二極管工作狀態(tài)的控制。
[0015]與傳統(tǒng)的交通燈實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)比較，本發(fā)明的交通燈實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)還設(shè)置有診斷單元。發(fā)光二極管的工作電壓即反應(yīng)了其工作狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中通過(guò)診斷單元直接檢測(cè)用于模擬交通燈的二極管的工作電壓是否正確，來(lái)判斷學(xué)生編寫的控制程序是否正確，得到診斷結(jié)果，并將該診斷結(jié)果輸出，且診斷過(guò)程中診斷單元與控制模塊需要同步運(yùn)行，主要是為了保證標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)與采集到的電壓信號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，即實(shí)現(xiàn)將采集到的電壓信號(hào)與相同時(shí)刻的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行比對(duì)。診斷單元通過(guò)提示模塊做出相應(yīng)的提示信息，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果直觀的呈現(xiàn)出來(lái)，便于觀察。老師直接通過(guò)觀測(cè)最后提示模塊的信息就可以得到最終結(jié)果，不需要逐個(gè)觀察整個(gè)交通燈的運(yùn)行過(guò)程，節(jié)約時(shí)間，提高了工作效率。
[0016]所述診斷單片機(jī)進(jìn)行比對(duì)診斷時(shí):
[0017](a)若電壓信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)一致，則下一個(gè)時(shí)間間隔繼續(xù)進(jìn)行比對(duì)診斷，完成至少2個(gè)運(yùn)行周期后停止診斷，診斷結(jié)果為正確；
[0018](b)若電壓信號(hào)與預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)不一致，則停止比對(duì)診斷，診斷結(jié)果為錯(cuò)誤。
[0019]對(duì)比診斷時(shí)將該時(shí)刻每個(gè)電壓采集模塊采集到的發(fā)光二極管的電壓信號(hào)與該時(shí)刻發(fā)光二極管對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)比對(duì)，且每隔一個(gè)時(shí)間間隔比對(duì)一次。相對(duì)于實(shí)時(shí)比對(duì)，能夠減小數(shù)據(jù)量，從而提高診斷速率，且在某一時(shí)刻檢測(cè)到采集到的電壓信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)不一致，就即可生成診斷結(jié)果錯(cuò)誤，不需要整個(gè)控制程序運(yùn)行完就可以得到最終結(jié)果，進(jìn)一步提高了診斷的效率。由于實(shí)際過(guò)程中可能出現(xiàn)從啟動(dòng)后的一個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)，各時(shí)間間隔對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)和相應(yīng)時(shí)刻的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)一致，但該程序并未結(jié)束，因此實(shí)際結(jié)果為錯(cuò)誤，而只檢測(cè)一個(gè)運(yùn)行周期，是無(wú)法對(duì)該時(shí)刻進(jìn)行診斷，因此需進(jìn)行至少2個(gè)運(yùn)行周期。作為優(yōu)選，完成2個(gè)運(yùn)行周期后停止診斷
[0020]所述的提示模塊為發(fā)光二極管。當(dāng)比對(duì)診斷結(jié)果錯(cuò)誤時(shí)，發(fā)光二極管點(diǎn)亮并閃爍，當(dāng)診斷結(jié)果正確時(shí)，發(fā)光二極管點(diǎn)亮，且不閃爍。
[0021]所述的提示模塊也可以為聲光報(bào)警電路、語(yǔ)音提示電路等，診斷單片機(jī)根據(jù)對(duì)比診斷結(jié)果控制該提示模塊發(fā)出不同相應(yīng)的提示，分別代表對(duì)比診斷結(jié)果正確或錯(cuò)誤。
[0022]所述交通燈實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，還包括與所述診斷單片機(jī)無(wú)線通信的上位機(jī)，用于在診斷單片機(jī)內(nèi)設(shè)定所述預(yù)設(shè)時(shí)間間隔和所述預(yù)設(shè)運(yùn)行周期，以及寫入所述預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。所述上位機(jī)可以為PC機(jī)，且該P(yáng)C機(jī)和診斷單片機(jī)均設(shè)有可以相互發(fā)射或接收信息的無(wú)線通信模塊。
[0023]所述的診斷單元還包括與診斷單片機(jī)相連的讀寫設(shè)備，用于在診斷單片機(jī)內(nèi)設(shè)定所述預(yù)設(shè)時(shí)間間隔和所述預(yù)設(shè)運(yùn)行周期，以及寫入所述預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。所述的讀寫設(shè)備包括鍵盤輸入電路和顯示模塊。
[0024]對(duì)于所述診斷單片機(jī)，所述上位機(jī)具有比讀寫設(shè)備更高的操作優(yōu)先級(jí)。實(shí)際應(yīng)用中，所述交通燈實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)具有2種工作模式，分別為考核模式和實(shí)訓(xùn)模式，
[0025]實(shí)訓(xùn)模式下，通過(guò)鍵盤輸入電路和顯示模塊設(shè)定運(yùn)行周期和時(shí)間間隔；
[0026]考核模式下，通過(guò)無(wú)線發(fā)射模塊設(shè)定運(yùn)行周期和時(shí)間間隔，并向診斷單片機(jī)寫入標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，讀寫設(shè)備處于鎖定狀態(tài)(即無(wú)法設(shè)定所述預(yù)設(shè)時(shí)間間隔和所述預(yù)設(shè)運(yùn)行周期，以及寫入所述預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào))，且完成考核后，診斷單元采用無(wú)線傳輸技術(shù)，將最終診斷結(jié)果上傳至上位機(jī)。
[0027]所述電源電路包括:
[0028]用于連接24V電源的第一輸入端；
[0029]用于連接5V電源的第二輸入端；
[0030]公共輸出端；
[0031]連接在第一輸入端與公共輸出端之間的DC-DC電路；
[0032]連接在第二輸入端與公共輸出端之間的過(guò)壓保護(hù)二極管。
[0033]第一輸入端和第二輸入端均為該交通燈實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的電源接口，第一輸入端用于外接24V電源，第二輸入端用于外接5V電源，24V電源接口通過(guò)DC-DC電路將電壓降低至5V后為交通燈實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)供電。通過(guò)該電源電路，使該交通燈通信系統(tǒng)能夠做單片機(jī)實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)，也可以進(jìn)行PLC實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)。
[0034]此時(shí)若控制模塊為單片機(jī)(實(shí)訓(xùn)單片機(jī))時(shí)，則單片機(jī)由電源電路的第二輸入端供電，若為PLC，則PLC由第一輸入端供電。當(dāng)需要進(jìn)行單片機(jī)實(shí)驗(yàn)時(shí)，將第二輸入單元外接5V電源相連即可；當(dāng)需要進(jìn)行PLC實(shí)驗(yàn)，將第一輸入單元外接24V電源即可。
[0035]另外由于提供了 2個(gè)電源接口，為防止實(shí)際試實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，學(xué)生將5V電源接口誤接上24V電源而燒壞交通燈實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，5V電源接口還串聯(lián)后一個(gè)過(guò)壓二極管。
[0036]發(fā)光二極管分為四組，兩兩相對(duì)的布置，每組中包括三個(gè)發(fā)光二極管，分別為紅色、黃色和綠色；
[0037]在相對(duì)布置的兩組中，顏色相同的兩個(gè)發(fā)光二極管共用同一標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。
[0038]四組發(fā)光二極管分別代表東、南、西、北四個(gè)方向。相對(duì)布置的一組發(fā)光二極管中，相同顏色的發(fā)光二極管的工作狀態(tài)一致，因此可以共用一組標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，有利于提高診斷單片機(jī)的數(shù)據(jù)處理速率。
[0039]所述的運(yùn)行周期為10?60s。
[0040]運(yùn)行周期根據(jù)實(shí)際交通燈的運(yùn)行周期設(shè)定。運(yùn)行周期為某種顏色的發(fā)光二極管開(kāi)始點(diǎn)亮到下次該發(fā)光二極管開(kāi)始點(diǎn)亮的時(shí)長(zhǎng)。
[0041]所述的時(shí)間間隔為0.3?Is。
[0042]兩次讀取信號(hào)采集模塊之間的時(shí)間，由單片機(jī)程序設(shè)定。
[0043]時(shí)間間隔為診斷單片機(jī)進(jìn)行相鄰兩次比對(duì)診斷之間測(cè)間隔時(shí)間。取值過(guò)小，會(huì)增加診斷單片機(jī)的數(shù)據(jù)處理量，影響檢測(cè)效率，而取值過(guò)大會(huì)到到時(shí)檢測(cè)誤差過(guò)大，作為優(yōu)選，時(shí)間間隔為0.5s。
[0044]所述的實(shí)訓(xùn)單元還設(shè)有用于使控制模塊和診斷單片機(jī)同步運(yùn)行的啟動(dòng)電路。
[0045]本發(fā)明中診斷單片機(jī)和實(shí)訓(xùn)單片機(jī)一般可采用STC89C51的單片機(jī)。
[0046]本發(fā)明的交通燈實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)置有診斷單元，能夠自動(dòng)檢測(cè)學(xué)生編寫的控制程序是否正確，具有自動(dòng)診斷功能，能夠節(jié)約時(shí)間，提高教學(xué)工作效率，該裝置在單片機(jī)和PLC教學(xué)實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景和實(shí)用性。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】[0047]圖1為本發(fā)明的交通燈實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0048]圖2為單個(gè)發(fā)光二極管的信號(hào)檢測(cè)電路原理圖。
具體實(shí)施例
[0049]下面將結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0050]本實(shí)施例的具有結(jié)果診斷功能的交通燈實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，所有模塊集成于同一電路板上。
[0051]如圖1所示，該交通燈實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)包括上位機(jī)、實(shí)訓(xùn)單元、診斷單元、啟動(dòng)電路和電源電路，電源電路為實(shí)訓(xùn)單元、診斷單元和啟動(dòng)電路供電，其中實(shí)訓(xùn)單元包括:
[0052]發(fā)光二極管，用于模擬交通燈；
[0053]實(shí)訓(xùn)控制模塊，控制所述發(fā)光二極管工作；
[0054]該診斷單元包括:
[0055]信號(hào)采集模塊，用于采集發(fā)光二極管工作電壓并輸出對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)(一個(gè)發(fā)光二極管連接一個(gè)信號(hào)采集模塊);
[0056]診斷單片機(jī)，與實(shí)訓(xùn)控制模塊同步運(yùn)行，用于接收來(lái)自信號(hào)采集模塊的電壓信號(hào)，并在在預(yù)設(shè)運(yùn)行周期內(nèi)，每隔一定的時(shí)間間隔，將所述的電壓信號(hào)與預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行比對(duì)診斷，得到診斷結(jié)果，
[0057]提示模塊，用于接受并輸出來(lái)自診斷單片機(jī)的比對(duì)診斷結(jié)果，
[0058]啟動(dòng)電路，用于控制所述控制模塊和所述診斷單片機(jī)同步運(yùn)行，
[0059]讀寫設(shè)備，與診斷單片機(jī)相連，用于在診斷單片機(jī)內(nèi)設(shè)定所述時(shí)間間隔和所述運(yùn)行周期，以及寫入所述預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)本實(shí)施中讀寫設(shè)備為鍵盤輸入模塊和顯示模塊，且二者均與診斷單片機(jī)相連；
[0060]上位機(jī)(圖中未畫出)，與診斷單片機(jī)進(jìn)行無(wú)線通信，用于在診斷單片機(jī)內(nèi)設(shè)定所述時(shí)間間隔和所述運(yùn)行周期，以及寫入所述預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，且上位機(jī)的優(yōu)先級(jí)高于鍵盤輸入電路和顯示模塊。
[0061]本實(shí)施例中上位機(jī)為PC機(jī)，上位機(jī)和診斷單片機(jī)上均設(shè)有無(wú)線通信模塊，上位機(jī)和診斷單片機(jī)上通過(guò)無(wú)線通信模塊進(jìn)行無(wú)線通信。
[0062]本實(shí)施例中提示模塊為發(fā)光二極管。
[0063]本實(shí)施例中用于模擬交通燈的發(fā)光二極管分為四組，兩兩相對(duì)的布置，每組中包括三個(gè)發(fā)光二極管，分別為紅色、黃色和綠色；在相對(duì)布置的兩組中，顏色相同的兩個(gè)發(fā)光二極管共用同一標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。
[0064]本實(shí)施例中控制模塊為單片機(jī)(即實(shí)訓(xùn)單片機(jī)，用于運(yùn)行學(xué)生編寫的交通燈控制程序)，單片機(jī)設(shè)有下載接口，用于下載控制程序。
[0065]實(shí)訓(xùn)單片機(jī)由電源電路的第二輸入端供電。當(dāng)需要進(jìn)行單片機(jī)實(shí)驗(yàn)時(shí)，將第二輸入單元外接5V電源相連即可。
[0066]由于該交通燈實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)中，每個(gè)發(fā)光二極管的連接方式相同，因此下面將以單個(gè)發(fā)光二極管LED的診斷過(guò)程為例，來(lái)對(duì)本發(fā)明的交通燈實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明。
[0067]單個(gè)發(fā)光二極管的診斷原理圖如2所示，其中:
[0068]電源電路包括:[0069]用于連接24V電源的第一輸入端Vinl，為PLC供電；
[0070]用于連接5V電源的第二輸入端Vin2，為實(shí)訓(xùn)單片機(jī)供電；
[0071]公共輸出端Vcc，為發(fā)光二極管、信號(hào)采集模塊、啟動(dòng)電路、鍵盤輸入和顯示模塊供電；
[0072]連接在第一輸入端Vinl與公共輸出端Vcc之間的DC-DC電路，用于將24V電壓降低至5V ；
[0073]連接在第二輸入端Vin2與公共輸出端Vcc之間的過(guò)壓保護(hù)二極管Dl。
[0074]發(fā)光二極管LED的正極接電阻R1，負(fù)極與實(shí)訓(xùn)單片機(jī)的輸入引腳連接，還與信號(hào)采集模塊的限流電阻R2相連。
[0075]信號(hào)采集模塊包括限流電阻R2和三極管Tl，限流電阻R2的一端接電源電路的公共輸出端Vcc，另一端與三極管Tl的基極連接，三極管Tl的集電極接公共輸出端Vcc，三極管Tl的發(fā)射極串聯(lián)有偏置電阻R3，偏置電阻R3的另一端接地。
[0076]啟動(dòng)電路包括復(fù)位開(kāi)關(guān)K,該復(fù)位開(kāi)關(guān)K包括a端和b端,a端接地,b端連接有上拉電阻R4，上拉電阻R4的另一端接電源電路的公共輸出端Vcc，b端還與實(shí)訓(xùn)單片機(jī)的輸入引腳連接，其中b端與直接與引腳相連；b端通過(guò)限流電阻R5連接有三極管T2，三極管T2的基極與限流電阻R5連接，三極管T2的集電極接公共輸出端Vcc，三極管Tl的發(fā)射極串聯(lián)有偏置電阻R6，偏置電阻R6的另一端接地。
[0077]應(yīng)用過(guò)程中，首先接通電源使診斷單片機(jī)和實(shí)訓(xùn)單片機(jī)上電，診斷單片機(jī)和實(shí)訓(xùn)單片機(jī)開(kāi)始運(yùn)行，此時(shí)診斷單片機(jī)實(shí)時(shí)檢測(cè)啟動(dòng)電路的輸出(即啟動(dòng)信號(hào))，等待啟動(dòng)信號(hào)；實(shí)訓(xùn)單片機(jī)運(yùn)行交通燈控制程序，使交通燈工作。當(dāng)按下復(fù)位開(kāi)關(guān)K后，實(shí)訓(xùn)單片機(jī)回到初始狀態(tài)，重新開(kāi)始運(yùn)行控制程序，而診斷單片機(jī)接收到啟動(dòng)信號(hào)，開(kāi)始診斷過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)訓(xùn)單片機(jī)和診斷單片機(jī)的同步運(yùn)行。
[0078]該交通燈實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)可以有2種工作模式，分別為考核模式和實(shí)訓(xùn)模式:
[0079]實(shí)訓(xùn)模式下，運(yùn)行周期、時(shí)間間隔和標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)由學(xué)生通過(guò)鍵盤輸入電路和顯示模塊設(shè)定；
[0080]考核模式下，運(yùn)行周期、時(shí)間間隔和標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)由老師通過(guò)上位機(jī)設(shè)定，且將讀寫設(shè)備處于鎖定狀態(tài)，且完成考核后，診斷單元采用無(wú)線傳輸技術(shù)，將最終診斷結(jié)果上傳至上位機(jī)。
[0081]當(dāng)進(jìn)行單片機(jī)實(shí)驗(yàn)，且在考核模式下時(shí)，工作過(guò)程如下:
[0082]( I)初始化
[0083]老師通過(guò)上位機(jī)設(shè)定運(yùn)行周期和時(shí)間間隔，并寫入標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，學(xué)生通過(guò)下載接口將編寫的控制程序?qū)懭雽?shí)訓(xùn)單片機(jī)；
[0084](2)將電源電路中的第二輸入端Vin2外接5V電源，使系統(tǒng)上電；
[0085](3)按下復(fù)位開(kāi)關(guān)K，開(kāi)始進(jìn)行診斷，具體如下:
[0086](3-1)實(shí)訓(xùn)單片機(jī)接收到啟動(dòng)電路的啟動(dòng)信號(hào)后，重新開(kāi)始運(yùn)行，控制發(fā)光二極管LED的工作，同時(shí)診斷單片機(jī)接收到啟動(dòng)信號(hào)，開(kāi)始診斷過(guò)程；
[0087](3-2)當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定的時(shí)間間隔后，診斷單片機(jī)將信號(hào)采集模塊采集到的電壓信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行比對(duì)診斷，
[0088]若電壓信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)一致，則到達(dá)下一個(gè)時(shí)間間隔時(shí)繼續(xù)進(jìn)行比對(duì)，完成2個(gè)運(yùn)行周期后停止診斷，診斷結(jié)果為正確，并點(diǎn)亮提示模塊中的發(fā)光二極管；
[0089]若電壓信號(hào)與預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)不一致，則停止比對(duì)診斷，診斷結(jié)果為錯(cuò)誤，并使提示模塊中的發(fā)光二極管閃爍發(fā)光。
[0090]本實(shí)施例設(shè)定的運(yùn)行周期為60s，時(shí)間間隔為0.5s，該發(fā)光二極管LED的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)為時(shí)序信號(hào)。
[0091]當(dāng)進(jìn)行單片機(jī)實(shí)驗(yàn)，且在實(shí)訓(xùn)模式下時(shí)，工作過(guò)程和進(jìn)行和模式下相同，所不同的是初始化時(shí)，學(xué)生通過(guò)讀寫設(shè)備設(shè)定運(yùn)行周期，時(shí)間間隔和標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。
[0092]當(dāng)進(jìn)行PLC實(shí)驗(yàn)時(shí)，其在考核模式和實(shí)訓(xùn)模式下的工作過(guò)程分別與進(jìn)行單片機(jī)實(shí)驗(yàn)時(shí)，在考核模式和實(shí)訓(xùn)模式下的相同，所不同的是步驟(2)中電源電路中的第一輸入端外接24V電源，使系統(tǒng)上電。
[0093]以上所述的【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，應(yīng)理解的是以上所述僅為本發(fā)明的最優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的原則范圍內(nèi)所做的任何修改、補(bǔ)充和等同替換等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有結(jié)果診斷功能的交通燈實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于，包括實(shí)訓(xùn)單元、診斷單元，以及為實(shí)訓(xùn)單元和診斷單元供電的電源電路；實(shí)訓(xùn)單元包括:發(fā)光二極管，用于模擬交通燈；實(shí)訓(xùn)控制模塊，控制所述發(fā)光二極管工作；診斷單元包括:信號(hào)采集模塊，用于采集發(fā)光二極管工作電壓并輸出對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)；診斷單片機(jī)，與實(shí)訓(xùn)控制模塊同步運(yùn)行，用于接收來(lái)自信號(hào)采集模塊的電壓信號(hào)，并在在預(yù)設(shè)運(yùn)行周期內(nèi)，每隔一定的時(shí)間間隔，將所述的電壓信號(hào)與預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行比對(duì)診斷，得到診斷結(jié)果，提示模塊，用于接受并輸出來(lái)自診斷單片機(jī)的比對(duì)診斷結(jié)果。
2.如權(quán)利要求1所述的具有結(jié)果診斷功能的交通燈實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于，所述診斷單片機(jī)進(jìn)行比對(duì)診斷時(shí):Ca)若電壓信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)一致，則下一個(gè)時(shí)間間隔繼續(xù)進(jìn)行比對(duì)診斷，完成至少2個(gè)運(yùn)行周期后停止診斷，診斷結(jié)果為正確；(b)若電壓信號(hào)與預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)不一致，則停止比對(duì)診斷，診斷結(jié)果為錯(cuò)誤。
3.如權(quán)利要求2所述的具有結(jié)果診斷功能的交通燈實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述診斷單片機(jī)無(wú)線通 信的上位機(jī)，用于在診斷單片機(jī)內(nèi)設(shè)定所述時(shí)間間隔和所述運(yùn)行周期，以及寫入所述預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。
4.如權(quán)利要求3所述的具有結(jié)果診斷功能的交通燈實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于，所述的診斷單元還包括與診斷單片機(jī)相連的讀寫設(shè)備，用于在診斷單片機(jī)內(nèi)設(shè)定所述時(shí)間間隔和所述運(yùn)行周期，以及寫入所述預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。
5.如權(quán)利要求4所述的具有結(jié)果診斷功能的交通燈實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于，所述電源電路包括:用于連接24V電源的第一輸入端；用于連接5V電源的第二輸入端；公共輸出端；連接在第一輸入端與公共輸出端之間的DC-DC電路；連接在第二輸入端與公共輸出端之間的過(guò)壓保護(hù)二極管。
6.如權(quán)利要求5所述的具有結(jié)果診斷功能的交通燈實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)光二極管分為四組，兩兩相對(duì)的布置，每組中包括三個(gè)發(fā)光二極管，分別為紅色、黃色和綠色；在相對(duì)布置的兩組中，顏色相同的兩個(gè)發(fā)光二極管共用同一標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。
7.如權(quán)利要求6所述的具有結(jié)果診斷功能的交通燈實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)光二極管分為四組，兩兩相對(duì)的布置，每組中包括三個(gè)發(fā)光二極管，分別為紅色、黃色和綠色；在相對(duì)布置的兩組中，顏色相同的兩個(gè)發(fā)光二極管共用同一標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。
8.如權(quán)利要求7所述的具有結(jié)果診斷功能的交通燈實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于，所述的運(yùn)行周期為10~60s。
9.如權(quán)利要求8所述的具有結(jié)果診斷功能的交通燈實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于，所述的診斷間隔為0.3~Is。
【文檔編號(hào)】G09B23/18GK103606329SQ201310632504
【公開(kāi)日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】馬汝星, 陳海榮, 張小杭 申請(qǐng)人:金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院