本發明涉及一種教具，特別涉及一種基于3D打印的PSW程序狀態字寄存器教具。

背景技術：

在計算機方面的教研教學中，不管是軟件硬件，計算機原理，計算機組成等學科，都要求學生很好的理解計算機最基本的工作原理，用高低電平(即01)運算和儲存一切。所以，讓學生更好的更直觀的了解這一最基本原理在今后的學習研究中非常重要，單一的講解和讓學生憑空想象微觀電子世界，很難讓學生明明白白的理解清楚計算機底層01這種工作方式原理及其構造。

基于3D打印、激光刻蝕技術和模塊化思想的01開關教具及其實例在市場上屬于完全空白，之前還沒有相關產品的概念或者實體出現。

技術實現要素：

本發明要解決現有實際教學中學生難以理解清楚計算機底層01工作方式的技術問題，利用3D打印和激光刻蝕技術以及模塊化思想，制作01開關教具，提供一種基于3D打印的PSW程序狀態字寄存器教具。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案具體如下：

一種基于3D打印的PSW程序狀態字寄存器教具，包括：多個單體教具；每個單體教具設有：

基礎01開關長方體底座；該基礎01開關長方體底座上設有01開關電路和磁鐵；

所述01開關電路包括：兩條水平和兩條豎直的導線，其中一條水平導線與 一條豎直導線導通，另外一條水平導線與另外一條豎直導線導通；兩條豎直導線之間連接有針腳插孔，用來插接用電設備；

所述磁鐵可將多個單體教具并列或并排吸引連接在一起；

所述01開關電路可與并列或并排吸引連接在一起的其他單體教具的01開關電路利用接觸的方式互聯；所述01開關電路上設有0位置和1位置相互切換的開關。

在上述技術方案中，所述基礎01開關長方體底座上設有磁鐵卡槽，所述磁鐵設置在磁鐵卡槽里。

在上述技術方案中，所述01開關電路的外接電源為低壓電源。

在上述技術方案中，所述基礎01開關長方體底座可利用激光刻蝕技術打印上所需字體或者圖案；向下繼續刻蝕掉一層，即可寫入新的內容。

在上述技術方案中，所述用電設備包括：LED，電子設備，傳感器，燈泡，內存，電路檢測裝置，以及顯示屏中的一種或者幾種。

在上述技術方案中，兩條水平和兩條豎直的導線在電路跳線處，中間層全包裹，避免產生短路情況；導線的形狀與電路圖中跳線符號一樣。

在上述技術方案中，所述導線為金屬的箔層，所述箔層設有多個下凸和上凸；所述下凸可更緊密的和基礎01開關長方體底座融合，所述上凸可在與并列或并排吸引連接在一起的其他單體教具上的箔層的互相接觸時充分貼合。

本發明具有以下的有益效果：

本發明的基于3D打印的PSW程序狀態字寄存器教具，可以使學生可以直接使用或者利用01開關教具任意組合為需要的芯片大體結構，詳細了解01開關或者某芯片的工作原理及其結構。

本發明的基于3D打印的PSW程序狀態字寄存器教具，單個01開關電路和其他01開關電路可以利用接觸的方式互聯，自定義需要的功能，而不用想做一個型號的芯片，就完整從頭設計一遍，只需要組合出來即可。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細說明。

圖1為本發明的基于3D打印的PSW程序狀態字寄存器教具的單個教具的整體結構示意圖。

圖2為本發明中的主體部分的三視圖示意圖。

圖3為本發明中的單個開關的01開關電路的結構示意圖。

圖4為本發明中的單體模塊之間組合時互相吸引的磁鐵分布示意圖。

圖5為本發明中的磁鐵卡槽結構示意圖。

圖6為本發明中的導電層結構示意圖。

圖7為本發明中的開關結構示意圖。

圖8為本發明中的外接電源結構示意圖。

圖9為本發明中的電路跳線結構示意圖。

圖10為本發明中的針腳插孔結構示意圖。

圖11為本發明中的PSW寄存器主體俯視示意圖。

圖12為本發明中的單個開關的電路示意圖。

圖13為本發明中的多個開關組合電路示意圖。

圖14為本發明中的模擬內存加屏幕組合電路示意圖。

具體實施方式

本發明的發明思想為：利用3D打印和激光刻蝕技術以及模塊化思想，制作 的基于3D打印的PSW程序狀態字寄存器教具。單個01開關電路和其他01開關電路可以利用接觸的方式互聯，自定義需要的功能，而不用想做一個型號的芯片，就完整從頭設計一遍，只需要組合出來即可。

下面結合附圖對本發明做以詳細說明。

如圖1所示，本發明的基于3D打印的PSW程序狀態字寄存器教具包括：多個單體教具；每個單體教具設有：

基礎01開關長方體底座；該基礎01開關長方體底座上設有01開關電路和磁鐵；

所述01開關電路包括：兩條水平和兩條豎直的導線，其中一條水平導線與一條豎直導線導通，另外一條水平導線與另外一條豎直導線導通；兩條豎直導線之間設有針腳插孔，用來插接用電設備；所述磁鐵可將多個單體教具并列或并排吸引連接在一起；所述01開關電路可與并列或并排吸引連接在一起的其他單體教具的01開關電路利用接觸的方式互聯；所述01開關電路上設有0位置和1位置相互切換的開關。

所述基礎01開關長方體底座上設有磁鐵卡槽，所述磁鐵設置在磁鐵卡槽里。所述01開關電路的外接電源為低壓電源，電壓為小于36v的安全電壓。

本發明的基于3D打印的PSW程序狀態字寄存器教具的一個單體教具如圖2所示，由高分子材料打印的基礎01開關長方體底座，利用激光刻蝕技術可以快速環保的打印上所需字體或者圖案，自定義更加輕松，并且涂抹非常簡單，只需要向下繼續刻蝕掉一層，即可寫入新的內容。

圖3是01開關電路的結構示意圖，此部分電路就很好的展現了發明思想，單個01開關電路和其他01開關電路可以利用接觸的方式互聯，自定義需要的功能，而不用想做一個型號的芯片，就完整從頭設計一遍，只需要組合出來即可，此 部分可以看出側面全部可以組合，電源線可以從任意接口接入，非常方便。

圖4所示是用來單體模塊之間組合時互相吸引的磁鐵分布，讓組合非常簡易，只需要互相靠近，即可吸緊并且導通電路。四個方向可以任意組合。

圖5所示是磁鐵卡槽的設計細節，讓磁鐵緊密卡入卡槽。

圖6所示是全部導電層的設計，箔層下凸為了更緊密的和底座融合，上凸是為了互相接觸時可以充分貼合。

圖7所示是開關處細節設計，金屬滑塊置于0位置，電路就不會導通，置于1位置，就會通電。讓學生親自操作，非常容易理解01開關的本質和運作方式。用直觀和動手的方式加深理解。

圖8所示是外接電源處細節設計，用于外接安全學生電源，直接將銅線插入孔內即可讓教具通電，孔內打印金屬保證接觸面積，避免產生金屬部分貼合面積太小情況，導致發熱。所述學生電源的電壓小于36v。

圖9所示是電路跳線處設計，中間層全包裹，保證不會產生短路情況，同時讓電路設計和電路圖中跳線符號一樣，易于被學生直觀看懂電路圖。

圖10是針腳插孔處設計，也很好的體現了模塊化思想，這里提供了數對插孔，可以自定義當做LED插孔，測電點，或是連接各類電子設備，傳感器等。自定義非常方便，節約了大量開模成本。

圖11是模塊組裝實例，這里展示的是組裝為PSW狀態字寄存器，激光打印處打印上單個開關名稱以及功能注釋，讓學生清楚看清單個開關位的功能。這里選擇在針腳處插入LED作為電路通斷的指示，老師在臺上列出操作數，學生根據操作數來控制各個位的開關，得出寄存這個操作數的正確01關系，輕松直觀理解此芯片的工作原理，比直接死記硬背好得多。如果有條件，LED也可以換成各種電子電路，可以直接用開關控制電子屏幕等，更加直觀。

圖12是單個開關的電路圖；圖13是多個開關組合電路圖。圖中示意均用燈泡作為例子。

實際操作中，本發明提供了多個接口，不僅僅可以接燈泡。圖14展示的是組合為內存，接入電路檢測裝置，配合屏幕顯示。

本發明安裝簡單，只要在桌子上互相拼裝為需要狀態即可找到合適方位的電源線接口接入電源即可工作。

基于其他制作工藝的本產品，自定義難度和成本都將會提高。這兩種技術和模塊化思想正是本發明的核心。

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明創造的保護范圍之中。