[實(shí)用新型]全插件可互換型單片機(jī)開發(fā)板

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420123551.2
• 申請日: 2014-03-19
• 公開（公告）號: CN203759950U
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉安勇;王亞奎;章洋
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽福訊信息技術(shù)有限公司
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18
• 代理公司: 合肥天明專利事務(wù)所 34115
• 代理人: 金凱

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種單片機(jī)實(shí)驗(yàn)開發(fā)板，具體是一種全插件并且可互換型的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)開發(fā)板。

背景技術(shù)

目前市面上的單片機(jī)開發(fā)板種類比較多，主要分三種，第一種是板載器件采用貼片形式，支持單片機(jī)互換功能，不支持彩屏，這種形式的開發(fā)板一般是產(chǎn)品形式提供，無法鍛煉到焊接技能，也無法了解新型顯示器件的原理與操作。第二種是板載器件采用貼片，不支持單片機(jī)互換，這種形式開發(fā)板，無法鍛煉焊接同時只能對單一單片機(jī)了解，局限性明顯。第三種是板載器件采用插件形式，不支持單片機(jī)互換和TFT彩屏，這種類型開發(fā)板可以做到自行焊接，但功能過于單一，不利于知識的拓展。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型提供一種針對高校的教學(xué)實(shí)訓(xùn)要求，方便學(xué)生焊接和調(diào)試，提供多種類型顯示接口，能多種類型單片機(jī)互換的單片機(jī)開發(fā)板。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種全插件可互換型單片機(jī)開發(fā)板，所述開發(fā)板板載器件設(shè)計為插件形式，該板載器件包括兼容引腳MCU以及基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)器件，所述兼容引腳MCU可直接插入開發(fā)板，非兼容的MCU使用核心板，并通過開發(fā)板擴(kuò)展插座接入，所述開發(fā)板上設(shè)置有可更換晶體振蕩電路，該晶體振蕩電路的輸出端與MCU的晶振引腳連接。

本開發(fā)板是面向本科院校和高職高專院校的電子、自動化、機(jī)電一體化等工科專業(yè)的學(xué)生，作為其教學(xué)實(shí)訓(xùn)、計算機(jī)原理、單片機(jī)、C語言編程等教學(xué)使用。要求能夠做到焊接、編程、調(diào)試、掌握。為滿足這些要求，首先單片機(jī)開發(fā)板板載器件需要設(shè)計為插件形式，學(xué)生拿到蓋開發(fā)板散件后，可以鍛煉焊接技術(shù)，即使是初次使用烙鐵也不會焊壞焊盤和電路板。可以一次只焊單一功能，方便調(diào)試，利于理解。為了更多的兼容不同的單片機(jī)，本開發(fā)板在PCB布板上進(jìn)行了精心設(shè)計，一是支持傳統(tǒng)的89C51/89S51單片機(jī)引腳順序，與傳統(tǒng)單片機(jī)兼容的新型、增強(qiáng)型單片機(jī)都可直接接入系統(tǒng)，比如STC12系列增強(qiáng)型單片機(jī)，AVR的Atmega8515、Atmega162等單片機(jī)。二是為了能接入更多的MCU，比如PIC/ARM/430，本實(shí)用新型將MCU通過核心板安裝在開發(fā)板上，該核心板預(yù)留有擴(kuò)展插孔，可以通過制作核心板，能接入其它引腳不能直接兼容的MCU，方便學(xué)習(xí)和擴(kuò)展。很多增強(qiáng)型單片機(jī)可以在更快的時鐘頻率下運(yùn)行，為了獲取更好的性能，本開發(fā)板將單片機(jī)晶振設(shè)計成可更換。

所述兼容引腳MCU為40腳DIP封裝的51單片機(jī)、AVR單片機(jī)或STC增強(qiáng)型單片機(jī)。開發(fā)板設(shè)計成兼容51、AVR、STC等單片機(jī)，使用任一款單片機(jī)，都能夠?qū)崿F(xiàn)開發(fā)板的所有功能，可以實(shí)現(xiàn)多種單片機(jī)之間的互換，一者滿足不同高校使用不同單片機(jī)教材的要求，二者滿足擴(kuò)大學(xué)生視野，廣泛了解之目的。

所述可更換晶體振蕩電路與MCU之間設(shè)置撥動開關(guān)，該撥動開關(guān)能將MCU的晶振引腳引到MCU普通IO口。對于內(nèi)部自帶晶振的單片機(jī)，可以不用外接晶振，可以通過撥動開關(guān)將晶振引腳引到普通IO口，去除了外部晶振，增加單片機(jī)的IO口數(shù)量。

進(jìn)一步地，所述開發(fā)板包括用于下載單片機(jī)固件程序的USB接口和串口，該串口通過轉(zhuǎn)換芯片與MCU輸入端口連接，該轉(zhuǎn)換芯片采用電源適配器供電，USB接口通過USB接口芯片與MCU輸入端口連接，所述電源適配器與USB接口芯片之間設(shè)有用于反向切斷電源適配器對USB芯片供電的二極管。采用上述設(shè)計的單片機(jī)開發(fā)板可以使用串口或USB口下載單片機(jī)固件程序，當(dāng)使用串口下載程序時，可以使用電源適配器供電，為了使用串口下載不受到USB的TXD/RXD信號引腳的影響，設(shè)計中使用IN4148二極管，反向切斷電源適配器對USB芯片的供電，使得USB芯片不工作。

當(dāng)使用USB下載時，不需要使用電源適配器，為了實(shí)現(xiàn)下載，需要對單片機(jī)進(jìn)行冷啟動，而當(dāng)USB芯片掉電，計算機(jī)會識別成USB設(shè)備故障，造成下載中斷。為了解決上述問題，需在電源適配器的電源信號輸出端設(shè)有電源開關(guān)，該電源開關(guān)給MCU斷電，但不切斷USB芯片電源，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)固件程序的下載。

進(jìn)一步地，所述基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)器件包括矩陣鍵盤、獨(dú)立鍵盤、RTC時鐘、蜂鳴器、流水燈、七段數(shù)碼管、紅外接收模塊、熱敏電阻、光敏電阻、電機(jī)驅(qū)動電路、溫度傳感器、繼電器以及顯示接口。通過連接基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)器件來實(shí)現(xiàn)多種實(shí)驗(yàn)功能，鍛煉學(xué)生操作單片機(jī)GPIO口、UART口、SPI、IIC、AD/DA、RTC、Timer、中斷等功能和使用，鍛煉學(xué)生對電機(jī)驅(qū)動、TFT彩屏、鍵盤掃描、光敏電阻、熱敏電阻、繼電器的原理及應(yīng)用的掌握。

優(yōu)選地，所述開發(fā)板擴(kuò)展插座為2.54mm間距的20*2插孔。