[實用新型]一種內嵌多種加載電路的AVR單片機開發實驗系統

有效

• 申請號: 201320503914.0
• 申請日: 2013-08-16
• 公開（公告）號: CN203397579U
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 盛春明
• 申請（專利權）人: 深圳技師學院
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙) 44248
• 代理人: 胡玉

技術領域

本實用新型涉及一種單片機開發實驗系統，尤其涉及一種內嵌多種加載電路的AVR單片機開發實驗系統。

背景技術

單片機系統設計和開發技術的學習離不開單片機開發實驗系統或套件的支持。目前市面上能夠提供的單片機開發實驗系統或套件的種類非常繁多且功能性能各異。各式各樣的單片機開發實驗系統普遍都存在這樣一個相同的問題，那就是這些單片機開發實驗系統的程序加載和調試都需要專門的設備支持才能完成，這樣就給單片機開發實驗系統的成本帶來了極大地浪費。通常一個完整的單片機開發系統主要包括仿真器（或編程器）、加載調試線和開發板。仿真器（或編程器）主要完成單片機程序的下載和調試，加載調試線主要連接仿真器（或編程器）、PC機以及開發板，而開發板上主要是提供一些基于某一單片機的外圍接口模塊的通用實現電路。

現有的單片機開發實驗系統一般是通過專門的仿真器、編程器或者加載頭再通過加載調試線將在PC機上編譯完成的單片機二進制執行文件下載到開發板上的單片機芯片上并執行。如果是通過仿真器連接的話，還可以在線觀察下載下去的單片機程序運行的情況并進行程序的調試。還有一些型號比較老的單片機（如51單片機）是采用將單片機芯片取下來放在專門的編程器中進行編程，編程完成后再將芯片插回到開發板上去執行。另外，也有些型號的單片機則是采用單片機內部的通用異步收發串行接口來加載程序到芯片內部的程序存儲空間的。

現有技術的缺點

1、單片機開發系統或者使用單片機芯片的電子產品，如果是通過仿真器、編程器或者加載頭將程序加載到單片機芯片中去的話，主要存在兩個問題，一個是價格不菲，通常一臺仿真器和編程器的價格在幾百到幾千元不等，而一個加載頭也至少需要幾十元，這樣的價格對于初學者尤其是在校大學生來說也是一筆不小的費用。另外一個問題是使用起來比較麻煩。通過這種方式來下載程序的單片機開發系統，通常需要一臺電腦、仿真器（或編程器和加載頭）、兩根加載調試線才能建立一個完成單片機開發和學習環境。電腦用于編寫和編譯單片機程序并將其生成二進制執行程序。仿真器、編程器或加載頭是將二進制執行程序固化或燒寫到單片機芯片上去。兩根加載調試線中的一根用于連接電腦和仿真器、編程器或加載頭，另外一根用于連接仿真器、編程器或加載頭以及單片機電路板。此種方式工作原理框圖如附圖1所示。

2、一些老的型號的單片機芯片程序編程時還需要將芯片從單片機電路板上拔下來然后放在專門的編程器中進行編程，編程完成后再將芯片插回到開發板上執行。這種方式的缺點是當芯片程序需要升級則每次都需將電路板上的單片機芯片取下來，既費時也不方便。同時為了方便芯片在電路板上的來回插拔，這種方式的單片機電路板在設計上必須包含有單片機芯片的插座，這樣電路板的面積就大大增大，增加了產品的成本。同時這樣專門的編程器在價格上也不便宜。

3、有些單片機還采用單片機內部的通用異步收發串行接口來加載程序到芯片內部的程序存儲空間。這種方式的單片機在上電后芯片內部會自動運行一個啟動程序檢測單片機的通用異步串行通信口是否有程序需要下載，如有則將電腦上的單片機二進制執行程序下載到電路板上的單片機芯片上。下載完成后芯片再執行下載后的程序。這種方式的弊端一個是會占用單片機芯片中本就比較少的對外通信接口，同時也占用了電腦中常用的串行通信接口。另外一個弊端是單片機芯片的啟動程序也會占用芯片內部的硬件資源。第三個弊端是通過串行接口加載程序的話速度也不是很快（加載速率一般最多達到115200bps）。此種方式工作原理框圖如附圖2所示。

實用新型內容

針對現有技術中存在的問題，本實用新型提出了一種內嵌多種加載電路的AVR單片機開發實驗系統。此AVR單片機開發實驗系統只需要通過不同的加載調試線連接開發板和PC機就能實現單片機程序的在線下載，而不需要通過專門的仿真器或編程器的參與。通過這種方式大大降低了AVR單片機開發實驗系統的使用成本，使得高校學生通過很低的價格就可以自行建立AVR單片機的開發實驗環境。

本實用新型通過如下技術方案實現：

一種內嵌多種加載電路的AVR單片機開發實驗系統，包括計算機和AVR單片機開發板，其特征在于，所述AVR單片機開發板包括AVR單片機、通過開關電路連接所述ARV單片機的ISP接口的串行接口轉換電路和并行接口轉換電路、若干個功能模塊以及時鐘和電源；所述計算機通過串行加載線與所述AVR單片機的串行接口轉換電路相連，通過并行加載線與所述AVR單片機的并行接口轉換電路相連。

進一步地，所述計算機還通過仿真器與所述AVR單片機的JTAG接口相連。