一種單片機(jī)與可編程邏輯器件實(shí)驗(yàn)板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種實(shí)驗(yàn)板，更具體地說(shuō)，尤其涉及一種單片機(jī)與可編程邏輯器件實(shí)驗(yàn)板。
【背景技術(shù)】
[0002]單片機(jī)、數(shù)字電路與數(shù)字邏輯、電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化是高校電子信息和自動(dòng)控制類學(xué)科三門(mén)很重要的專業(yè)課，在課程體系中起著承前啟后的紐帶作用，教學(xué)質(zhì)量的好壞，甚至能夠左右學(xué)生的就業(yè)。
[0003]學(xué)好上述三門(mén)課程的最好方法就是動(dòng)手實(shí)踐。高校實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有商品化的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)硬件固定且不完全透明，學(xué)生只能進(jìn)行有限的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。在學(xué)習(xí)過(guò)程中，不少學(xué)生都會(huì)從網(wǎng)店購(gòu)買(mǎi)各種小型實(shí)驗(yàn)板。這樣做的好處是能夠直接使用，缺陷是學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)板系統(tǒng)的硬件了解不夠深入，購(gòu)買(mǎi)的實(shí)驗(yàn)板往往只能滿足某一門(mén)課程的教學(xué)需求，且價(jià)格較貴，各實(shí)驗(yàn)板的共性部分不能重復(fù)使用。市場(chǎng)上現(xiàn)有的一些單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板，給單片機(jī)燒錄固件時(shí)，必須使用額外購(gòu)置的下載器；如果想實(shí)現(xiàn)仿真功能，則要再購(gòu)置單片機(jī)仿真器。不管是下載器還是仿真器，其成本均較高，甚至高于實(shí)驗(yàn)板。
[0004]從降低學(xué)生的學(xué)習(xí)成本，提高學(xué)生動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生掌握微處理器架構(gòu)設(shè)計(jì)方法，滿足企業(yè)對(duì)求職者的技能要求這四個(gè)角度出發(fā)，有必要自制一款將單片機(jī)與可編程邏輯器件合二為一，能夠滿足多門(mén)課程教學(xué)需求，且可以進(jìn)行下載、燒錄程序的實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種使用方便、效果良好的單片機(jī)與可編程邏輯器件實(shí)驗(yàn)板。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種單片機(jī)與可編程邏輯器件實(shí)驗(yàn)板，包括實(shí)驗(yàn)板主體以及設(shè)在實(shí)驗(yàn)板主體上的電源接口，電源接口分別連接有單片機(jī)最小系統(tǒng)和可編程邏輯器件電源電路；可編程邏輯器件電源電路連接有可編程邏輯器件最小系統(tǒng)，可編程邏輯器件最小系統(tǒng)連接有JTAG接口電路；單片機(jī)最小系統(tǒng)連接有電平轉(zhuǎn)換電路，電平轉(zhuǎn)換電路連接有單片機(jī)編程/調(diào)試接口 ；單片機(jī)最小系統(tǒng)連接有輸入模塊；單片機(jī)最小系統(tǒng)連接有輸出模塊。
[0007]上述的一種單片機(jī)與可編程邏輯器件實(shí)驗(yàn)板中，單片機(jī)最小系統(tǒng)包含單片機(jī)、單片機(jī)復(fù)位電路、單片機(jī)時(shí)鐘電路以及單片機(jī)1 口擴(kuò)展接口。
[0008]上述的一種單片機(jī)與可編程邏輯器件實(shí)驗(yàn)板中，可編程邏輯器件最小系統(tǒng)包含可編程邏輯器件、可編程邏輯器件復(fù)位電路、可編程邏輯器件時(shí)鐘電路以及可編程邏輯器件1 口擴(kuò)展接口。
[0009]上述的一種單片機(jī)與可編程邏輯器件實(shí)驗(yàn)板中，單片機(jī)連接有自動(dòng)控制模塊，所述自動(dòng)控制模塊包含達(dá)林頓管驅(qū)動(dòng)電路、電機(jī)接口以及繼電器電路。
[0010]上述的一種單片機(jī)與可編程邏輯器件實(shí)驗(yàn)板中，單片機(jī)連接有模擬量模塊，所述模擬量模塊包含模數(shù)轉(zhuǎn)換模擬電壓產(chǎn)生電路以及數(shù)模轉(zhuǎn)換電路。
[0011]上述的一種單片機(jī)與可編程邏輯器件實(shí)驗(yàn)板中，單片機(jī)連接有障礙物檢測(cè)模塊，所述障礙物檢測(cè)模塊包含超聲波模塊接口以及紅外發(fā)射接收對(duì)管電路。
[0012]上述的一種單片機(jī)與可編程邏輯器件實(shí)驗(yàn)板中，單片機(jī)連接有串行總線模塊，所述串行總線模塊包含溫濕度傳感器電路、溫度傳感器電路、電可擦除可編程存儲(chǔ)器電路、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路以及短距離無(wú)線通信模塊接口。
[0013]上述的一種單片機(jī)與可編程邏輯器件實(shí)驗(yàn)板中，在實(shí)驗(yàn)板主體邊緣設(shè)有安裝孔，在安裝孔內(nèi)設(shè)有支撐柱。
[0014]上述的一種單片機(jī)與可編程邏輯器件實(shí)驗(yàn)板中，所述輸出模塊包含中文字符液晶接口、OLED液晶接口、字符液晶接口、四位一體共陽(yáng)數(shù)碼管接口、無(wú)源蜂鳴器電路、發(fā)光二極管電路、8 X 8單色LED點(diǎn)陣電路以及LED驅(qū)動(dòng)電路；LED驅(qū)動(dòng)電路與四位一體共陽(yáng)數(shù)碼管接口串聯(lián)，8X8單色LED點(diǎn)陣電路與四位一體共陽(yáng)數(shù)碼管接口并聯(lián)。
[0015]上述的一種單片機(jī)與可編程邏輯器件實(shí)驗(yàn)板中，所述輸入模塊包含撥碼開(kāi)關(guān)電路、紅外接收頭電路以及矩陣鍵盤(pán)。
[0016]本實(shí)用新型采用上述結(jié)構(gòu)后，實(shí)驗(yàn)板集仿真、下載與實(shí)驗(yàn)于一體，根據(jù)需要的不同，安裝不同型號(hào)的單片機(jī)，通過(guò)單片機(jī)編程/調(diào)試接口將計(jì)算機(jī)編寫(xiě)的程序下載至STC12C5A60S2單片機(jī)，進(jìn)行全速運(yùn)行實(shí)驗(yàn)；通過(guò)單片機(jī)編程/調(diào)試接口將計(jì)算機(jī)編寫(xiě)的程序加載至SST89E516RD單片機(jī)，進(jìn)行硬件仿真，調(diào)試程序；通過(guò)JTAG接口將CPLD程序下載至EPM7128SLC84，進(jìn)行全速運(yùn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)板上的所有功能模塊資源都可以用單片機(jī)或者可編程邏輯器件獨(dú)立控制。
[0017]本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)、特點(diǎn):
[0018]第一，本實(shí)用新型具有性價(jià)比高、功能強(qiáng)大、片內(nèi)資源豐富、1接口數(shù)量多的單片機(jī)與可編程邏輯器件，可用于初學(xué)者同時(shí)學(xué)習(xí)兩種不同類型的處理器。
[0019]第二，本實(shí)用新型集成輸入模塊、輸出模塊、串行總線模塊、模擬量模塊、自動(dòng)控制模塊和障礙物檢測(cè)模塊等，使得實(shí)驗(yàn)板擁有強(qiáng)大的外圍支持，這些模塊可以用單片機(jī)或者可編程邏輯器件單獨(dú)控制，能夠提高外圍器件的利用率，節(jié)約設(shè)備購(gòu)置成本。
[0020]第三，本實(shí)用新型單片機(jī)與可編程邏輯器件的所有1接口都通過(guò)排針引出，方便使用者以此實(shí)驗(yàn)板為母板，連接控制其他設(shè)備，進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)。
[0021]第四，本實(shí)用新型可根據(jù)需要，安裝不同型號(hào)的單片機(jī)，不需要額外的硬件設(shè)備支持，即可實(shí)現(xiàn)硬件仿真與下載功能。其他已燒錄程序的DIP40封裝通用51系列單片機(jī)，可直接安裝在本實(shí)驗(yàn)板上，利用本實(shí)驗(yàn)板上的模塊進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
[0022]第五，本實(shí)用新型的可編程邏輯器件電源有5V和3.3V兩種選擇，使得可編程邏輯器件能獨(dú)立在兩種不同電壓下工作，方便使用者以此實(shí)驗(yàn)板為母板，控制不同工作電壓的外圍設(shè)備，進(jìn)行擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)。
【附圖說(shuō)明】
[0023]下面結(jié)合附圖中的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的任何限制。
[0024]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2是電路連接方框結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖中:實(shí)驗(yàn)板主體1、安裝孔la、電源接口 2、單片機(jī)最小系統(tǒng)3、單片機(jī)3a、單片機(jī)復(fù)位電路3b、單片機(jī)時(shí)鐘電路3c、單片機(jī)1 口擴(kuò)展接口 3d、可編程邏輯器件電源電路4、可編程邏輯器件最小系統(tǒng)5、可編程邏輯器件5a、可編程邏輯器件復(fù)位電路5b、可編程邏輯器件時(shí)鐘電路5c、可編程邏輯器件1 口擴(kuò)展接口 5d、JTAG接口電路6、電平轉(zhuǎn)換電路7、單片機(jī)編程/調(diào)試接口 8、輸入模塊9、輸出模塊10、達(dá)林頓管驅(qū)動(dòng)電路11、電機(jī)接口 12、繼電器電路13、模數(shù)轉(zhuǎn)換模擬電壓產(chǎn)生電路14、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路15、超聲波模塊接口 16、紅外發(fā)射接收對(duì)管電路17、溫濕度傳感器電路18、溫度傳感器電路19、電可擦除可編程存儲(chǔ)器電路20、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路21、短距離無(wú)線通信模塊接口 22、中文字符液晶接口 23、OLED液晶接口 24、字符液晶接口 25、四位一體共陽(yáng)數(shù)碼管接口 26、無(wú)源蜂鳴器電路27、發(fā)光二極管電路28、8X8單色LED點(diǎn)陣電路29、LED驅(qū)動(dòng)電路30、撥碼開(kāi)關(guān)電路31、紅外接收頭電路32、矩陣鍵盤(pán)33。
【具體實(shí)施方式】
[0027]參閱圖1和圖2所示，本實(shí)用新型的一種單片機(jī)與可編程邏輯器件實(shí)驗(yàn)板，包括實(shí)驗(yàn)板主體I以及設(shè)在實(shí)驗(yàn)板主體I上的電源接口 2，在實(shí)驗(yàn)板主體I邊緣設(shè)有安裝孔la，在安裝孔Ia內(nèi)設(shè)有支撐柱，支撐柱將實(shí)驗(yàn)板墊高，以免實(shí)驗(yàn)板下方的電路觸碰到其他導(dǎo)體，造成短路。電源接口 2分別連接有單片機(jī)最小系統(tǒng)3和可編程邏輯器件電源電路4。單片機(jī)最小系統(tǒng)3包含單片機(jī)3a、單片機(jī)復(fù)位電路3b、單片機(jī)時(shí)鐘電路3c以及單片機(jī)1 口擴(kuò)展接口 3d。優(yōu)選的，單片機(jī)3a的型號(hào)為STC12C5A60S2或SST89E516RD。優(yōu)選的，可編程邏輯器件電源電路4中可編程邏輯器件電源穩(wěn)壓芯片的型號(hào)為ASM1117-3.3?？删幊踢壿嬈骷娫措娐?連接有可編程邏輯器件最小系統(tǒng)5，可編程邏輯器件最小系統(tǒng)5包含可編程邏輯器件5a、可編程邏輯器件復(fù)位電路5b、可編程邏輯器件時(shí)鐘電路5c以及可編程邏輯器件1 口擴(kuò)展接口 5d。優(yōu)選的，可編程邏輯器件5a的型號(hào)為EPM7128SLC84?？删幊踢壿嬈骷钚∠到y(tǒng)5連接有JTAG接口電路6。單片機(jī)最小系統(tǒng)3連接有電平轉(zhuǎn)換電路7，優(yōu)選的，電平轉(zhuǎn)換電路7中電平轉(zhuǎn)換器的型號(hào)為MAX232CPE。電平轉(zhuǎn)換電路7連接有單片機(jī)編程/調(diào)試接口 8，優(yōu)選的，單片機(jī)編程/調(diào)試接口 8為DB9母頭RS232串口。單片機(jī)最小系統(tǒng)3連接有輸入模塊9，所述輸入模塊9包含撥碼開(kāi)關(guān)電路31、紅外接收頭電路32以及矩陣鍵盤(pán)33，輸入模塊9可用于識(shí)別使用者的控制信息。優(yōu)選的，在紅外接收頭電路32中紅外接收頭的型號(hào)為T(mén)L1838，矩陣鍵盤(pán)33由16個(gè)輕觸開(kāi)關(guān)構(gòu)成，在鍵盤(pán)工作方式控制端子的控制下，矩陣鍵盤(pán)33可工作于1X4獨(dú)立按鍵和4X4矩陣鍵盤(pán)兩種方式，以提高硬件