一种智能答题板

技术领域

本发明涉及一种智能答题板。

背景技术

目前为了提高学生的学习成绩，开发的各种智能教育产品主要有答题器、抢答器、书写答题板等，这些产品的功能较为单一，性能差别也大，现有的教学产品一般只能实现课上的答题，无法为教学指导提供有用的信息，且大部分电子产品都需要学生长时间观看，容易出现视觉疲劳影响视力，还有一些产品依托于手机、pad等开发的，但由于手机和pad上的应用繁多，同时提供学生更有吸引性的游戏等，对学生学习成绩的提升造成不利影响，因此需要一种能解决上述问题的，专用的可同时满足课上交互和课下学习的教学产品。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种智能答题板，可实现断网答题后联网上传数据，满足课堂交互和课后答题的需要，对学生视力友好，集多功能于一体。

本发明是这样实现的：一种智能答题板，包括中央处理器MCU、LCD水墨屏、触控手写板、电源驱动模块、flash存储模块、按键模块、状态灯模块、WiFi驱动模块、触控驱动模块和lcd驱动模块，所述电源驱动模块、flash存储模块、按键模块、状态灯模块、WiFi驱动模块、触控驱动模块和lcd驱动模块分别与中央处理器MCU连接，所述触控驱动模块与触控手写板连接，所述显示驱动模块与LCD水墨屏连接，所述电源驱动模块分别与DC5V电源输入模块和电池连接。

进一步的，所述中央处理器MCU的芯片型号为stm32F101CBT6。

进一步的，所述flash存储模块包括64M flash memory存储芯片U3，所述芯片U3的第1引脚与MCU的第25引脚连接，所述芯片U3的第2引脚与MCU的第16引脚连接，所述芯片U3的第5引脚与MCU的第17引脚连接，所述芯片U3的第6引脚与MCU的第15引脚连接。所述芯片U3的第3引脚、第7引脚及第8引脚与VCC电源连接，所述芯片U3的第4引脚通过一电容C16与VCC电源连接，同时所述芯片U3的第4引脚接地。

进一步的，所述LCD水墨屏为红黑白三色水墨屏J3，所述红黑白三色水墨屏J3采用标准的LCD显示驱动I2C1接口，所述J3的第5引脚通过一电容C19接地，所述J3的第6引脚与MCU的第45引脚连接，所述J3的第7引脚与MCU的第46引脚连接，所述J3的第9引脚与MCU的第22引脚连接，所述J3的第10引脚与MCU的第21引脚连接，所述J3的第11引脚与MCU的第20引脚连接，所述J3的第12引脚与MCU的第19引脚连接，所述J3的第13引脚与MCU的第15引脚连接，所述J3的第14引脚与MCU的第17引脚连接，所述J3的第15引脚和第16引脚均与VCC电源连接，所述VCC电源通过一电容C29接地，所述J3的第15引脚和第16引脚均接地。

进一步的，所述WiFi驱动模块包括WiFi通信接口JP1、电容C4、电容C5和磁珠FB1，所述WiFi通信接口JP1的第1引脚与MCU的第42引脚连接，所述WiFi通信接口JP1的第7引脚接地，所述WiFi通信接口JP1的第2引脚分别与磁珠FB1的一端、电容C4的一端和电容C5的一端连接，所述磁珠FB1的另一端与VCC电源连接，所述电容C4的另一端和电容C5的另一端分别接地，所述WiFi通信接口JP1的第8引脚与MCU的第43引脚连接。

进一步的，所述触控驱动模块包括芯片U4、电容C27、电容C28和磁珠FB2，所述芯片U4为12位高精度模数转换芯片，所述芯片U4的第1引脚与触控手写板的接口J4的第4引脚Y1连接，所述芯片U4的第4引脚与触控手写板的接口J4的第3引脚X2连接，所述芯片U4的第5引脚与触控手写板的接口J4的第2引脚Y2连接，所述芯片U4的第16引脚与触控手写板的接口J4的第1引脚X1连接，所述芯片U4的第14引脚与MCU的第26引脚连接，所述芯片U4的第12引脚与MCU的第27引脚连接，所述芯片U4的第9引脚与MCU的第16引脚连接，所述芯片U4的第8引脚与MCU的第15引脚连接，所述芯片U4的第6引脚与MCU的第17引脚连接，所述芯片U4的第7引脚接地，所述芯片U4的第15引脚分别与磁珠FB2的一端、电容C27的一端及电容C28的一端连接，所述磁珠FB2的另一端与VCC电源连接，所述电容C27的另一端和电容C28的另一端均接地。

进一步的，所述状态灯模块包括电阻R1、电阻R4、二级发光管D2和二级发光管D3，所述电阻R1一端与VCC电源连接，另一端与二级发光管D2一端连接，所述二级发光管D2的另一端与MCU的第2引脚连接，所述电阻R4一端与VCC电源连接，另一端与二级发光管D3一端连接，所述二级发光管D3的另一端与MCU的第3引脚连接。

进一步的，所述按键模块包括开关键、重置键、确认键、取消键、向上键、向下键、A键、B键、C键、D键、E键和F键。

本发明的优点在于：通过lcd驱动模块将LCD水墨屏与MCU连接，通过触控驱动模块将触控手写板与MCU连接，实现答题板的水墨屏以及触控的功能，防止学生长时间使用造成视力下降，同时设置按键模块支持选择题的作答，能满足学生学习需要的所有题型答题操作，设置flash存储模块和WiFi驱动模块，可实现线下答题存储与联网数据传输，可以杜绝其它不利环境的影响，且便于开展后续的数据挖掘工作。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1为本发明一种智能答题板的结构示意图。

图2为本发明一种智能答题板的MCU结构示意图。

图3为本发明一种智能答题板的flash存储模块的电路图。

图4为本发明一种智能答题板的水墨屏及其驱动的电路图。

图5为本发明一种智能答题板的wifi驱动模块的电路图。

图6为本发明一种智能答题板的触控驱动模块的电路图。

图7为本发明一种智能答题板的状态灯模块的电路图。

图8为本发明一种智能答题板的按键模块的电路图之一。

图9为本发明一种智能答题板的按键模块的电路图之二。

图10为本发明一种智能答题板的电源驱动模块的电路图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作出进一步地详细说明，但本发明的结构并不仅限于以下实施例。

如图1所示，本发明的一种智能答题板，包括中央处理器MCU、LCD水墨屏、触控手写板、电源驱动模块、flash存储模块、按键模块、状态灯模块、WiFi驱动模块、触控驱动模块和lcd驱动模块，所述电源驱动模块、flash存储模块、按键模块、状态灯模块、WiFi驱动模块、触控驱动模块和lcd驱动模块分别与中央处理器MCU连接，所述触控驱动模块与触控手写板连接，所述显示驱动模块与LCD水墨屏连接，所述电源驱动模块分别与DC5V电源输入模块和电池连接。

较佳的，如图2所示，所述中央处理器MCU的芯片型号为stm32F101CBT6。

较佳的，如图3所示，所述flash存储模块包括64M flash memory存储芯片U3，所述芯片U3的第1引脚与MCU的第25引脚连接，所述芯片U3的第2引脚与MCU的第16引脚连接，所述芯片U3的第5引脚与MCU的第17引脚连接，所述芯片U3的第6引脚与MCU的第15引脚连接。所述芯片U3的第3引脚、第7引脚及第8引脚与VCC电源连接，所述芯片U3的第4引脚通过一电容C16与VCC电源连接，同时所述芯片U3的第4引脚接地。

较佳的，如图4所示，所述LCD水墨屏为红黑白三色水墨屏J3，所述红黑白三色水墨屏J3采用标准的LCD显示驱动I2C1接口，所述J3的第5引脚通过一电容C19接地，所述J3的第6引脚与MCU的第45引脚连接，所述J3的第7引脚与MCU的第46引脚连接，所述J3的第9引脚与MCU的第22引脚连接，所述J3的第10引脚与MCU的第21引脚连接，所述J3的第11引脚与MCU的第20引脚连接，所述J3的第12引脚与MCU的第19引脚连接，所述J3的第13引脚与MCU的第15引脚连接，所述J3的第14引脚与MCU的第17引脚连接，所述J3的第15引脚和第16引脚均与VCC电源连接，所述VCC电源通过一电容C29接地，所述J3的第15引脚和第16引脚均接地。

较佳的，如图5所示，所述WiFi驱动模块包括WiFi通信接口JP1(ESP-01S)、电容C4、电容C5和磁珠FB1，所述WiFi通信接口JP1的第1引脚与MCU的第42引脚连接，所述WiFi通信接口JP1的第7引脚接地，所述WiFi通信接口JP1的第2引脚分别与磁珠FB1的一端、电容C4的一端和电容C5的一端连接，所述磁珠FB1的另一端与VCC电源连接，所述电容C4的另一端和电容C5的另一端分别接地，所述WiFi通信接口JP1的第8引脚与MCU的第43引脚连接。JP1的WiFi通信模块与U1中央处理器这间的通信接口，采用UART标准的通信接口。JP1的WiFi通信模块通过引脚1发送数据信息给U1中央处理器，JP1的WiFi通信模块通过引脚8接收来自U1中央处理器的数据信息。所述WiFi驱动模块可实现与智慧教育系统连接，将数据进行上传，实现数据的采集。

较佳的，如图6所示，所述触控驱动模块包括芯片U4、电容C27、电容C28和磁珠FB2，所述芯片U4为12位高精度模数转换芯片AD7879，可为触控板提供良好的驱动支撑，通过些芯片4线的触控板模数转换，并将转换的结果以SPI的接口的方式与MCU中央处理器通信，向MCU中央处理器提供触控的数据，所述芯片U4的第1引脚与触控手写板的接口J4的第4引脚Y1连接，所述芯片U4的第4引脚与触控手写板的接口J4的第3引脚X2连接，所述芯片U4的第5引脚与触控手写板的接口J4的第2引脚Y2连接，所述芯片U4的第16引脚与触控手写板的接口J4的第1引脚X1连接，所述芯片U4的第14引脚与MCU的第26引脚连接，所述芯片U4的第12引脚与MCU的第27引脚连接，所述芯片U4的第9引脚与MCU的第16引脚连接，所述芯片U4的第8引脚与MCU的第15引脚连接，所述芯片U4的第6引脚与MCU的第17引脚连接，所述芯片U4的第7引脚接地，所述芯片U4的第15引脚分别与磁珠FB2的一端、电容C27的一端及电容C28的一端连接，所述磁珠FB2的另一端与VCC电源连接，所述电容C27的另一端和电容C28的另一端均接地。

较佳的，如图7所示，所述状态灯模块包括电阻R1、电阻R4、二级发光管D2和二级发光管D3，所述电阻R1一端与VCC电源连接，另一端与二级发光管D2一端连接，所述二级发光管D2的另一端与MCU的第2引脚连接，所述电阻R4一端与VCC电源连接，另一端与二级发光管D3一端连接，所述二级发光管D3的另一端与MCU的第3引脚连接，所述状态灯包括电源状态灯LED POWER和WiFi状态灯LED WIFI，并对其中的LED POWER灯设置下拉时LED POWER灯亮，上拉时LED POWER灯灭，且对其中的LED WIFI灯设置为下拉时LED WIFI灯亮，设置为上拉时LED WIFI灯灭。

较佳的，所述按键模块包括开关键、重置键、确认键、取消键、向上键、向下键、A键、B键、C键、D键、E键和F键。如图8所示，向上键、向下键、A键、B键、C键、D键、E键、F键、确认键、取消键和开关键共11个功能按键的电路图表示为K1至K10以及S1，具体的，K1为按键接插件，其一端接地，另一端与MCU的第29引脚PA8连接；K2为按键接插件，其一端接地，另一端与MCU的第31引脚PA10连接；K3为按键接插件，其一端接地，另一端与MCU的第33引脚PA12连接；K4为按键接插件，其一端接地，另一端与MCU的第39引脚PB3连接；K5为按键接插件，其一端接地，另一端与MCU的第40引脚PB4连接；K6为按键接插件，其一端接地，另一端与MCU的第28引脚PB15连接；K7为按键接插件，其一端接地，另一端与MCU的第30引脚PA9连接；K8为按键接插件，其一端接地，另一端与MCU的第32引脚PA11连接；K9为按键接插件，其一端接地，另一端与MCU的第38引脚PA15连接；K10为按键接插件，其一端接地，另一端与MCU的第41引脚PB5连接；S1为按键接插件，其一端接地，另一端与MCU的第4引脚PC15连接；K1至K10，S1为板加电初始化时，将被设置为弱上拉，当按下按键时触发下降沿中断，对应MCU相应的流程操作。如图9所示，重置键rest的电路图中，VCC电源与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端分别与MCU的第7引脚NRST、电容C17的一端及按键接插件K11的一端连接，所述电容C17另一端和按键接插件K11的另一端均接地，当K11按下时，电源经电阻R6后和MCU引脚NRST直接接地，对MCU中央处理器硬复位。

另外，如图10所示，所述电源驱动模块包括充电外部接口J5，所述接口J5采用的是mricro USB接口，所述接口J5内第1引脚为DC 5V，第2引脚和第3引脚分别接电阻R8的两端，第4引脚、第5引脚和第6引脚分别接地，其中，第1引脚电源输入中联F1500A自恢复保险丝，该保险丝的另一端分别与可恢复二极管D1的一端、电容C3的一端、电容C1的一端及电容C2的一端连接，可恢复二极管D1的另一端、电容C3的另一端、电容C1的另一端及电容C2的另一端分别接地。所述接口J5引脚1DC 5V线路经过自恢复保险丝后，接入TPS563201DDCR简单易用型3A同步降压转换芯片U2的第3引脚，并串联电阻R3后接入所述芯片U2的第5引脚，所述U2芯片的第5引脚接地，所述U2芯片的第4引脚分别与电阻R5的一端和电阻R2的一端连接，电阻R5的另一端接地，电阻R2的另一端接CPU_1(此处为电压测试点，3.3V)，同时输入VCC电源，芯片U2的第6引脚与电容C6的一端连接，所述芯片U2的第2引脚分别与电容C6的另一端以及电感L1的一端连接，所述电感L1的另一端分别与CPU_1和VCC电源连接，电容C7的一端、电容C8的一端、电容C11的一端、电容C12的一端、电容C13的一端、电容C14的一端和电容C15的一端分别与VCC电源连接，电容C12的另一端、电容C13的另一端、电容C14的另一端和电容C15的另一端分别接地。

所述接口J5的第1引脚DC 5V线路接入芯片U5的SGM4056充电控制芯片的第1引脚，同时并入电容C30一端，电容C30的另一端接地，所述芯片U5的第2引脚与MCU的第11引脚PA1连接，所述芯片U5的第3引脚与MCU的第12引脚PA2连接，所述芯片U5的第4引脚与MCU的第13引脚PA3连接，所述芯片U5的第5引脚接地，所述U5的第6引脚电阻R9的一端连接，所述所述U5的第7引脚电阻R10的一端连接，所述电阻R9的另一端和电阻R10的另一端均接地，所述芯片U5的第8引脚分别与电池BAT正极、MBR0530二极管D7的输入端及电阻R11的一端连接，所述电池BAT的负极接地，所述MBR0530二极管D7的输出为DC 5V，所述电阻R11的另一端分别与电阻R12的一端和MCU的第10引脚PAO连接，所述电阻R12的另一端接地。

本发明的触控手写板采用12位高精度模数转换芯片AD7879，实现精准触控，电源驱动中采用开关稳压器TPS563201DDCR支持4.5V-7V电压输入，可有效保护内部芯片，确保智能答题板的正常运行。本发明通过设置lcd驱动模块、触控驱动模块将红黑白三色水墨屏和触控手写板与MCU连接，实现答题板的水墨屏以及触控的功能，并设置按键模块支持选择题的作答，实现一板多用，设置rest按键实现硬复位，方便教师对答题板进行恢复，通过flash存储模块和WiFi驱动模块，实现线下答题存储与联网数据传输，使得智能答题板满足课上课下多种应用场景的正常使用，作为专用的学生答题器，可杜绝其它应用干扰，也便于采集学生的做题信息，从而为后续的数据挖掘提供依据。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。