[發明專利]一種多核心單片機嵌入式教學實驗平臺

在審

• 申請號: 201610071775.7
• 申請日: 2016-02-02
• 公開（公告）號: CN105513472A
• 公開（公告）日: 2016-04-20
• 發明（設計）人: 袁鵬;陳淑芳
• 申請（專利權）人: 青島工學院
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及單片機及嵌入式系統設計與開發領域，尤其涉及一種多核心單片機嵌 入式教學實驗平臺。

背景技術

單片微型計算機簡稱單片機(MicrocontrollerUnit)，常用縮寫MCU表示，是把 一個計算機系統集成到一個芯片上。單片機經過幾十年的發展，目前已經廣泛應用于生產 生活的各個領域。全國高等院校的計算機科學與技術專業和電子信息工程等專業，已經普 遍開設了單片機相關的課程。《單片機技術》，《單片機原理與接口技術應用》等課程作為工 科專業的必修專業基礎課，對教學提出了較高的要求，尤其是實踐教學環節。單片機技術的 教學必須要有一定課時的高質量的實驗課程來配合理論課的教學，只有這樣才能使學生更 好的掌握單片機的開發，提高動手實踐的能力，培養創新精神。因此在學習過程中，應盡可 能地通過各種單片機的操作實驗來充分了解掌握和鞏固單片機的性能，這對今后相關領域 的學習和工作尤為重要。現在市售的單片機教學用具只有單一的編程用途，教學和學習功 能不強，學生無法通過一臺設備去盡可能地了解掌握單片機及嵌入式系統的功能，為學生 的學習生活帶來了麻煩，還容易造成教學資源的浪費。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種能夠利用51系列單片機以及stm32為核心， 設計完成多核心的單片機嵌入式教學實驗系統的硬件開發工作，并且調試成功。提供所有 的硬件電路原理圖，以供給教學使用。結合單片機及嵌入式系統教學實驗系統的硬件和教 學需要，開發一系列的基礎類的實驗，即基礎接口設計實驗。

為實現上述目的本發明采用的技術方案是：一種多核心單片機嵌入式教學實驗平 臺，包括51單片機實驗核心板以及stm32嵌入式系統擴展板，所述51單片機實驗核心板包 括：51單片機最小系統，LED顯示模塊、7段數碼管顯示模塊、獨立/矩陣按鍵模塊、模數/數模 轉換模塊、紅外模塊、溫度傳感器模塊、E2PROM模塊、實時時鐘模塊、蜂鳴器模塊、串行接口、 電源保護模塊。

各模塊功能原理如下：

其中LED顯示模塊由8個發光二極管組成，可以用來完成I/O口的基本輸出控制實驗，例 如編寫流水燈程序，控制發光二極管的亮滅，也可以用來作為設備的指示燈；

數據緩沖器模塊由雙向三態數據緩沖器74HC245構成。可以用來增強51系列單片機I/O 口的驅動能力；

38譯碼器模塊由74HC138構成。可以用來完成對7段數碼管顯示模塊的6個數碼管進行 譯碼片選；

7段數碼管顯示模塊由6個共陰極數碼管組成，可以用來完成數字的顯示，例如可以用 來顯示時間，日期，溫度值，濕度值等數據。

LCD1602液晶模塊可以用來完成數字，字母等簡單字符的顯示，可以作為硬件系統 的顯示模塊來使用；

LCD12864液晶模塊自帶漢字字庫，可以用來完成數字、字母、漢字等字符的顯示，通過 字模軟件的配合，還可以顯示一些簡單的圖形，可以作為硬件系統的顯示模塊來使用；

獨立/矩陣按鍵模塊由16個機械按鍵組成，可以用來完成I/O的基本輸入實驗，編寫按 鍵程序控制發光二極管的亮滅。可以在需要按鍵的設備開發中使用此模塊，例如數字萬年 歷中需要進行時間和日期的調整時需要用到按鍵；

模數轉換模塊以及數模轉換模塊由PCF8591構成。可以用來完成數字信號到模擬信號 的轉換以及模擬信號到數字信號的轉換。例如可以用來采集由壓力傳感器得到的模擬信 號，轉換為數字信號供單片機計算使用。例如可以由數字信號轉換為模擬信號輸出，在函數 信號發生器中使用，可以產生各種函數信號；

紅外模塊由TL1838構成，可以用來完成采集紅外信號，例如可以用來完成紅外遙控的 實驗；

溫度測量模塊由DS18B20的數字溫度傳感器構成，可以用來采集外界的環境溫度，實時 得到溫度數據，例如可以用來完成溫度測量儀的設計；

E²PROM模塊由AT24C02構成，是一個基于I²C總線技術的E²PROM，可以用來存儲數據，掉 電不丟失，例如可以用來完成數字密碼鎖的設計。也可以用來進行I²C總線技術實驗；

實時時鐘模塊由DS1302構成，可以用來完成實時時鐘的實驗，例如用來完成數字萬年 歷的設計；