一種微控制器實驗平臺的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種實驗平臺，更具體地說，尤其涉及一種微控制器實驗平臺。
【背景技術(shù)】
[0002]單片微型計算機是電子信息和自動控制類學(xué)科一門很重要的專業(yè)課，在課程體系中起著承前啟后的紐帶作用。該課程以數(shù)字電子技術(shù)、模擬電子技術(shù)和C語言程序設(shè)計為前續(xù)基礎(chǔ)課，同時對嵌入式系統(tǒng)和DSP技術(shù)等后續(xù)課程有重要影響；教學(xué)質(zhì)量的好壞，甚至能夠左右學(xué)生的就業(yè)。
[0003]實踐教學(xué)是單片微型計算機教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)，很多高校的單片微型計算機實驗平臺都是從教儀企業(yè)采購，該類設(shè)備往往在追求功能大而全的同時造成價格居高不下。很多教儀企業(yè)生產(chǎn)的實驗平臺電路都是固定的，且往往不公開全部技術(shù)資料，不利于學(xué)生掌握軟硬件原理，學(xué)生只能做驗證性、訓(xùn)練性實驗項目，沒法做開放性、創(chuàng)新性的實驗項目。在網(wǎng)店中，也有不少實驗板，但它們的硬件電路也不是全開放的，且只能完成下載實驗，沒法進行單步跟蹤、調(diào)試，而后者是學(xué)習(xí)單片微型計算機編程的重要環(huán)節(jié)。
[0004]從降低設(shè)備采購成本，滿足課程教學(xué)的角度出發(fā)，彌補通用教學(xué)儀器適應(yīng)性和靈活性不足的缺陷，設(shè)計一種集仿真、下載和實驗為一體，硬件模塊化，軟件可用多種語言編程，軟硬件資源完全開放的微控制器實驗平臺。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種使用方便、效果良好的微控制器實驗平臺。
[0006]本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:一種微控制器實驗平臺，包括實驗板主體，在實驗板主體上設(shè)有微控制器最小系統(tǒng)，所述微控制器最小系統(tǒng)由微控制器、時鐘電路、復(fù)位電路和若干擴展接口組成；微控制器通過帶香蕉插頭的線纜連接有串行總線模塊，所述串行總線模塊包括溫度檢測模塊、仿真與下載通信模塊和時鐘模塊；微控制器通過帶香蕉插頭的線纜連接有電源模塊；微控制器通過帶香蕉插頭的線纜連接有輸入模塊；微控制器通過帶香蕉插頭的線纜連接有輸出模塊。
[0007]上述的一種微控制器實驗平臺中，所述電源模塊包括直流電源模塊和交流電源模塊。
[0008]上述的一種微控制器實驗平臺中，所述輸入模塊包括自鎖按鈕開關(guān)模塊、紅外接收模塊、行列式鍵盤模塊和輕觸開關(guān)模塊。
[0009]上述的一種微控制器實驗平臺中，所述輸出模塊包括三極管驅(qū)動模塊、鎖存器模塊、數(shù)碼管顯示模塊、點陣模塊、字符液晶顯示模塊、跑馬燈模塊、蜂鳴器模塊和復(fù)合管驅(qū)動模塊；復(fù)合管驅(qū)動模塊輸出端與蜂鳴器模塊連接。
[0010]上述的一種微控制器實驗平臺中，微控制器通過帶香蕉插頭的線纜連接有模擬量模塊，所述模擬量模塊包括數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊和模擬電壓源模塊；模擬電壓源模塊輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊連接。
[0011]上述的一種微控制器實驗平臺中，微控制器通過帶香蕉插頭的線纜連接有自動控制模塊，所述自動控制模塊包括步進電機模塊；自動控制模塊與復(fù)合管驅(qū)動模塊輸出端連接。
[0012]本實用新型采用上述結(jié)構(gòu)后，實驗平臺集仿真、下載與實驗于一體，根據(jù)需要的不同，安裝不同型號的微控制器，可通過仿真與下載通信模塊將計算機編寫的程序下載至微控制器P89C52RD2、STC89C52RC，進行全速運行實驗；通過仿真與下載通信模塊將計算機編寫的程序加載至微控制器SST89E516RD，進行硬件仿真調(diào)試程序。
[0013]本實用新型具有以下優(yōu)點、特點:
[0014]第一，本實用新型具有結(jié)構(gòu)合理、功能強大、操作方便、性價比高的特點，可用于初學(xué)者同時學(xué)習(xí)不同類型的微控制器。
[0015]第二，本實用新型集成相互獨立的仿真與下載通信模塊、輸入模塊、輸出模塊、串行總線模塊、驅(qū)動模塊、模擬量模塊、自動控制模塊和電源模塊，使得實驗平臺擁有強大的外圍支持。
[0016]第三，本實用新型采用模塊化設(shè)計思想，靈活性大，微控制器及外圍功能模塊所有硬件資源完全開放，所有功能部件的控制總線、地址總線、數(shù)據(jù)總線與微控制器的I/o 口均不相連，而是引出至香蕉插孔上，操作者可以通過帶香蕉插頭的線纜連接各個模塊，自由組合，設(shè)計自己需要的實驗項目電路，有利于發(fā)揮操作者的主觀能動性，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，鍛煉動手技能。
[0017]第四，本實用新型微控制器及其他功能模塊的所有1接口都引出至香蕉插孔上，方便使用者以此實驗平臺為母板，連接控制其他設(shè)備，或者用其他平臺的微控制器控制此實驗平臺上的功能模塊，進行二次開發(fā)實驗。
[0018]第五，本實用新型可根據(jù)需要，安裝不同型號的微控制器，不需要額外的硬件設(shè)備支持，即可實現(xiàn)硬件仿真與下載功能。其他已燒錄程序的DIP40封裝通用51系列單片微型計算機，可直接安裝在本實驗平臺上，利用本實驗平臺上的模塊進行實驗。
【附圖說明】
[0019]下面結(jié)合附圖中的實施例對本實用新型作進一步的詳細說明，但并不構(gòu)成對本實用新型的任何限制。
[0020]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021 ] 圖2是電路連接方框結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖中:實驗板主體1、微控制器最小系統(tǒng)2、微控制器2a、時鐘電路2b、復(fù)位電路2c、擴展接口 2d、溫度檢測模塊3、仿真與下載通信模塊4、時鐘模塊5、電源模塊6、直流電源模塊6a、交流電源模塊6b、輸入模塊7、自鎖按鈕開關(guān)模塊7a、紅外接收模塊7b、行列式鍵盤模塊7c、輕觸開關(guān)模塊7d、輸出模塊8、三極管驅(qū)動模塊8a、鎖存器模塊8b、數(shù)碼管顯不模塊8c、點陣模塊8d、字符液晶顯示模塊8e、跑馬燈模塊8f、蜂鳴器模塊8g、復(fù)合管驅(qū)動模塊8h、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊9、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊10、模擬電壓源模塊11、步進電機模塊12。
【具體實施方式】
[0023]參閱圖1至圖2所示，本實用新型的一種微控制器實驗平臺，包括實驗板主體I，實驗板主體I設(shè)在實驗箱內(nèi)部，實驗板主體I與實驗箱通過相互配合的螺柱和螺紋孔固定連接，在實驗箱的側(cè)邊設(shè)有電源插座，用于接通外部電源。在實驗板主體I上設(shè)有微控制器最小系統(tǒng)2，所述微控制器最小系統(tǒng)2由微控制器2a、時鐘電路2b、復(fù)位電路2c和若干擴展接口 2d組成；在實驗板主體I上設(shè)有緊縮座，微控制器2a安裝在緊縮座上。優(yōu)選的，微控制器2a的型號可以使用P89C52RD2、STC89C52RC或SST89E516RD ;使用者可根據(jù)實驗要求通過改變時鐘電路2b中的跳線位置來選擇微控制器2a的晶振頻率；擴展接口 2d—般為PO 口擴展接口、Pl 口擴展接口、P2 口擴展接口和P3 口擴展接口，分別對應(yīng)連接微控制器2a的引腳，微控制器2a通過控制擴展接口 2d的電平，從而控制各功能模塊進行實驗。微控制器2a通過帶香蕉插頭的線纜連接有串行總線模塊，所述串行總線模塊包括溫度檢測模塊3、仿真與下載通信模塊4和時鐘模塊5 ;串行總線模塊可用于完成1-Wire單總線、RS-232-C串行總線和三線制SPI總線的串行通信實驗，優(yōu)選的，溫度檢測模塊3核心器件為數(shù)字型單總線溫度傳感器QT18B20，可檢測傳感器周圍環(huán)境的溫度；仿真與下載通信模塊4核心器件是電平轉(zhuǎn)換器HIN232CPZ，HIN232CPZ芯片起電平轉(zhuǎn)換作用，從而能實現(xiàn)計算機與微控制器的串行通信，在計算機上使用不同的軟件，通過仿真與下載通信模塊4對對應(yīng)的芯片進行仿真或下載；時鐘模塊5核心器件為實時時鐘芯片SLM1302。在本實用新型中，微控制器2a與所有模塊都沒有固接，而是讓操作者通過帶香蕉接頭的線纜自行連接，設(shè)計不同的實驗項目。采用3線制SPI總線通信的方式，微控制器2a可通過時鐘模塊電路讀取SLM1302的計時及日期信息。微控制器2a通過帶香蕉插頭的線纜連接有電源模塊6，所述電源模塊6包括直流電源模塊6a和交流電源模塊6b。電源模塊6連接開關(guān)電源，完成交流電至直流電的變換，電源插座將外部220V的交流電接入到交流電源模塊之后，送至開關(guān)電源，開關(guān)電源輸出+5V、