專利名稱：一種單片機開發(fā)綜合實驗箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于一般的控制或調(diào)節(jié)系統(tǒng)；這種系統(tǒng)的功能單元；用于這種系統(tǒng)或單元的監(jiān)視或測試裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種單片機開發(fā)綜合實驗箱
背景技術(shù)：
單片機是一種集成在電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O 口和中斷系統(tǒng)、定時器/計時器等功能(可能還包括顯示驅(qū)動電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路)集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個小而完善的計算機系統(tǒng)。目前單片機滲透到我們的生活中，廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過程控制等領(lǐng)域中。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機、攝像機、全自動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機，更不用說自動控制領(lǐng)域的機器人、智能儀表、醫(yī)療器械以及各種智能機械。故現(xiàn)在高校中普遍開展了單片機課程，對于課程來說，單片機程序編寫及實驗操作是不可缺少的一環(huán)，通過實驗的實踐操作可以由淺入深的指導(dǎo)學(xué)生使用單片機語言，開發(fā)單片機程序?，F(xiàn)有的單片機實驗箱主要還是采用程序編寫后燒錄至單片機上并運行程序的方式進行操作，形式比較單一，且編寫一次程序要燒錄后才知道程序是否能準(zhǔn)確達到實驗要求，操作麻煩，不利于學(xué)生更好的鍛煉單片機程序編寫、調(diào)試的能力。

實用新型內(nèi)容本實用新型解決的技術(shù)問題是，由于現(xiàn)有技術(shù)中單片機實驗設(shè)備主要采用程序編寫后燒錄至單片機上并運行程序的方式進行操作，而導(dǎo)致的實驗途徑過于單一，且程序是否編寫正確要燒錄至單片機才能驗證，若不能正確運行則還需要重復(fù)編寫、修改、燒錄、運行的流程，操作麻煩，效率較低，不利于學(xué)生更好的鍛煉單片機程序編寫、調(diào)試的能力的問題，進而提供了一種優(yōu)化結(jié)構(gòu)的單片機開發(fā)綜合實驗箱。本實用新型所采用的技術(shù)方案是，一種單片機開發(fā)綜合實驗箱，包括箱體，所述箱體內(nèi)設(shè)有主板、電源和燒錄設(shè)備，所述電源、主板和燒錄設(shè)備順次連接，所述箱體內(nèi)還設(shè)有仿真器，所述電源、主板和仿真器順次連接。優(yōu)選地，所述主板上設(shè)有輸入模塊、輸出模塊、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊、通信模塊和集成模塊。優(yōu)選地，所述電源為直流穩(wěn)壓電源。優(yōu)選地，所述輸入模塊包括邏輯電平輸出單元、鍵盤和脈沖輸出單元。優(yōu)選地,所述輸出模塊包括邏輯電平顯示單元、動態(tài)數(shù)碼顯示單元、驅(qū)動電路單元和點陣式顯示屏。[0011]優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊包括串行數(shù)模轉(zhuǎn)換單元和并行數(shù)模轉(zhuǎn)換單元。優(yōu)選地，所述集成模塊包括單片機芯片和存儲器芯片。優(yōu)選地，所述主板上還設(shè)有溫度控制單元、驅(qū)動電機、打印機接口單元和IC卡接
口單元。優(yōu)選地，所述燒錄設(shè)備為ISP燒錄器。 本實用新型提供了一種優(yōu)化結(jié)構(gòu)的單片機開發(fā)綜合實驗箱，通過在實驗箱的箱體內(nèi)設(shè)置主板、電源、燒錄設(shè)備和仿真器，使得實驗過程中，學(xué)生在編程結(jié)束后不僅可以采用將程序燒錄至單片機上并運行單片機的形式檢驗程序是否編寫正確，還可以采用將主板直接連接至仿真器的形式，直接仿真得到單片機程序的運行結(jié)果，更為方便學(xué)生進行仿真實驗，并在發(fā)現(xiàn)問題后及時調(diào)試程序，節(jié)約時間，提高效率，有利于學(xué)生掌握單片機編程技術(shù)。

圖I為本實用新型中箱體內(nèi)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本實用新型做進一步的詳細描述，但本實用新型的保護范圍并不限于此。如圖所示，本實用新型涉及一種單片機開發(fā)綜合實驗箱，包括箱體，所述箱體內(nèi)設(shè)有主板、電源和燒錄設(shè)備，所述電源、主板和燒錄設(shè)備順次連接，所述箱體內(nèi)還設(shè)有仿真器，所述電源、主板和仿真器順次連接。所述結(jié)構(gòu)使得在實驗過程中，學(xué)生不僅可以采用將程序燒錄至單片機上并運行單片機的形式檢驗程序是否編寫正確，還可以采用將主板直接連接至仿真器的形式，直接仿真得到單片機程序的運行結(jié)果。本實用新型提供的仿真器為功能強大的Keil uVision2集成調(diào)試軟件，具有編程、編譯、下載、單步、跟蹤、斷點、運行等多種功能，可使用匯編和C語言進行編程。上述電源為直流穩(wěn)壓電源。本實施例中設(shè)置為±5V (1A), ±12V (IA)各一組。所述主板上設(shè)有輸入模塊、輸出模塊、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊、通信模塊和集成模塊。所述輸入模塊包括邏輯電平輸出單元、鍵盤和脈沖輸出單元。此均為常見的觸發(fā)電路，普遍適用于數(shù)字信號處理領(lǐng)域。本實施例中，所述邏輯電平輸出單元為八位邏輯電平輸出，可以滿足大部分單片機實驗的需求；所述脈沖輸出單元為單次脈沖輸出，可以在單片機實驗中作為時鐘信號等。所述輸出模塊包括邏輯電平顯示單元、動態(tài)數(shù)碼顯示單元、驅(qū)動電路單元和點陣式顯示屏。本實施例中，所述邏輯電平顯示單元和動態(tài)數(shù)碼顯示單元均設(shè)置為八位顯示，可以滿足大部分單片機實驗的需求；所述驅(qū)動電路單元包括揚聲器驅(qū)動電路、蜂鳴器驅(qū)動電路、繼電器驅(qū)動電路等；所述點陣式顯示屏包括128 X 64點陣型、2 X 16字符型、16 X 16點陣型等，可以用于數(shù)字、字符等輸出內(nèi)容的顯示。所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊包括串行數(shù)模轉(zhuǎn)換單元和并行數(shù)模轉(zhuǎn)換單元，包括芯片TLC549、芯片ADC0809、芯片LTC1446和芯片DAC0832，滿足大部分單片機實驗中數(shù)模轉(zhuǎn)換的需求。[0026]所述集成模塊包括單片機芯片和存儲器芯片，其中單片機芯片包括用于陣列式鍵盤顯示的芯片7279、8位串入并出的移位寄存器芯片74LS164、8位串入并出的移位寄存器芯片74LS165、3線一 8線譯碼器芯片74LS138、語音控制芯片ISD1420、紅外收發(fā)芯片CX20106A、看門狗芯片MAX813、實時時鐘芯片8563、1/0擴展芯片8155、定時器芯片555、時鐘發(fā)生電路芯片；存儲器芯片包括EEPROM芯片AT24C02的I2C總線接口、EEPR0M程序存儲器芯片27C512、SRAM數(shù)據(jù)存儲器芯片6264。上述芯片可以組合使用，滿足大部分單片機實驗的使用需求。所述通信模塊主要包括了 RS-232接口、RS-485接口、USB1. I接口，完成單片機實驗中的通信功能。 所述主板上還設(shè)有溫度控制單元、驅(qū)動電機、打印機接口單元和IC卡接口單元。本實施例中，溫度控制單元采用芯片DS18B20、驅(qū)動電機主要包括直流驅(qū)動電機和步進驅(qū)動電機，所述所述打印機接口單元和IC卡接口單元滿足了在實際的實驗過程中，可以為本實用新型選配打印機和非接觸式IC卡模塊。所述燒錄設(shè)備為ISP燒錄器。ISP (In-System Programming)是指在線系統(tǒng)可編程，指電路板上的空白器件可以編程寫入最終用戶代碼，取代了從電路板上取下器件再重新燒錄的過程，已經(jīng)編程的器件也可以用ISP方式擦除或再編程。ISP技術(shù)的優(yōu)勢是不需要編程器就可以進行單片機的實驗和開發(fā)，單片機芯片可以直接焊接到電路板上，調(diào)試結(jié)束即成成品，免去了調(diào)試時由于頻繁地插入取出芯片對芯片和電路板帶來的不便。本實用新型還可以拓展CPLD (EPM7128)模塊、CAN總線接口、USB2. 0接口等，功能強大，使用十分方便。本實用新型可以完成數(shù)字信號領(lǐng)域的基本實驗，諸如I/O控制實驗、看門狗實驗、定時器輸出PWM實驗、SRAM外部數(shù)據(jù)存儲器擴展實驗、蜂鳴器驅(qū)動實驗、EEPROM外部程序存儲器擴展實驗、555電路實驗、I2C總線實驗、74LS164串轉(zhuǎn)并實驗、接觸式IC卡讀寫實驗、74LS165并轉(zhuǎn)串實驗、ADC0809并行AD轉(zhuǎn)換實驗、74HC138譯碼器實驗、TLC549串行AD轉(zhuǎn)換實驗、繼電器控制實驗、DAC0832并行DA轉(zhuǎn)換實驗、實時時鐘實驗、LTC1446串行DA轉(zhuǎn)換實驗、紅外發(fā)射接收實驗等，亦可以通過較為復(fù)雜的編程，完成開發(fā)性質(zhì)的單片機實驗，如電子琴模擬實驗、查詢式鍵盤實驗、ISD1420語音控制實驗、7279陣列式鍵盤實驗、電子萬年歷時鐘實驗、8155 I/O擴展實驗、溫度傳感器溫度控制實驗、8155 RAM/定時器擴展實驗、RS232串口通信實驗、16 X 16 LED點陣顯示實驗、RS485通信實驗、2 X 16字符型液晶顯示實驗、USB通信實驗、128X64點陣型液晶顯示實驗、以太網(wǎng)通信實驗、直流電動機調(diào)速實驗(實物)、步進電動機驅(qū)動控制實驗(實物)、微型打印機實驗(選配)、非接觸式IC卡讀寫實驗(選配)等。本實用新型通過在實驗箱的箱體內(nèi)設(shè)置主板、電源、燒錄設(shè)備和仿真器，使得實驗過程中，學(xué)生在編程結(jié)束后不僅可以采用將程序燒錄至單片機上并運行單片機的形式檢驗程序是否編寫正確，還可以采用將主板直接連接至仿真器的形式，直接仿真得到單片機程序的運行結(jié)果，更為方便學(xué)生進行仿真實驗，并在發(fā)現(xiàn)問題后及時調(diào)試程序，節(jié)約時間，提高效率，有利于學(xué)生掌握單片機編程技術(shù)。本實用新型集數(shù)據(jù)采集、顯示、通信接口于一體，實驗內(nèi)容涵蓋了單片機教材提出的單片機基礎(chǔ)實驗和開發(fā)設(shè)計運用實驗，適合大中專院校開展單片機教學(xué)實驗、課程設(shè)計及科研開發(fā)。
權(quán)利要求1.一種單片機開發(fā)綜合實驗箱，包括箱體，所述箱體內(nèi)設(shè)有主板、電源和燒錄設(shè)備，所述電源、主板和燒錄設(shè)備順次連接，其特征在于所述箱體內(nèi)還設(shè)有仿真器，所述電源、主板和仿真器順次連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種單片機開發(fā)綜合實驗箱，其特征在于所述主板上設(shè)有輸入模塊、輸出模塊、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊、通信模塊和集成模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種單片機開發(fā)綜合實驗箱，其特征在于所述電源為直流穩(wěn)壓電源。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種單片機開發(fā)綜合實驗箱，其特征在于所述輸入模塊包括邏輯電平輸出單元、鍵盤和脈沖輸出單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種單片機開發(fā)綜合實驗箱，其特征在于所述輸出模塊包括邏輯電平顯示單元、動態(tài)數(shù)碼顯示單元、驅(qū)動電路單元和點陣式顯示屏。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種單片機開發(fā)綜合實驗箱，其特征在于所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊包括串行數(shù)模轉(zhuǎn)換單元和并行數(shù)模轉(zhuǎn)換單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種單片機開發(fā)綜合實驗箱，其特征在于所述集成模塊包括單片機芯片和存儲器芯片。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種單片機開發(fā)綜合實驗箱，其特征在于所述主板上還設(shè)有溫度控制單元、驅(qū)動電機、打印機接口單元和IC卡接口單元。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種單片機開發(fā)綜合實驗箱，其特征在于所述燒錄設(shè)備為ISP燒錄器。
專利摘要本實用新型涉及一種單片機開發(fā)綜合實驗箱，包括箱體，所述箱體內(nèi)設(shè)有主板、電源和燒錄設(shè)備，所述電源、主板和燒錄設(shè)備順次連接，所述箱體內(nèi)還設(shè)有仿真器，所述電源、主板和仿真器順次連接。本實用新型提供了一種優(yōu)化結(jié)構(gòu)的單片機開發(fā)綜合實驗箱，通過在實驗箱的箱體內(nèi)設(shè)置主板、電源、燒錄設(shè)備和仿真器，使得實驗過程中，學(xué)生在編程結(jié)束后不僅可以采用將程序燒錄至單片機上并運行單片機的形式檢驗程序是否編寫正確，還可以采用將主板直接連接至仿真器的形式，直接仿真得到單片機程序的運行結(jié)果，更為方便學(xué)生進行仿真實驗，并在發(fā)現(xiàn)問題后及時調(diào)試程序，節(jié)約時間，提高效率，有利于學(xué)生掌握單片機編程技術(shù)。
文檔編號G09B23/18GK202362992SQ20112048862
公開日2012年8月1日 申請日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者冒曉東, 張威 申請人:浙江科技學(xué)院