CN101667168A - 多功能单片机的实验开发板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种多功能单片机的实验开发板，其包括：单电源系统；集成设置于一块PCB板上的多个不同的单片机，每个单片机均连接所述单电源系统，由跳线选择切换使所述单电源系统接通其中一个单片机；具有多个串行通信通道的电平转换芯片，每个单片机的串行通信接口分别连接该电平转换芯片的其中一个串行通信通道；用于方便用户搭接应用电路的应用扩充接口，该应用扩充接口中每个接脚连接每个单片机的部分信号接口、所述单电源系统的输入电源信号和输出电源信号。本发明提出了集成C51单片机和AVR单片机共用平台的多功能单片机的实验开发板，方便用户搭接基于单片机的开发电路。
Description
技术领域
本发明涉及一种单片机的实验开发电路，尤其是涉及一种用于C51单片机和AVR单片机的实验教学和产品开发的多功能单片机的实验开发板。
背景技术
单片机技术以前所未有的势头迅猛发展，在生产与技术开发领域已成为电子技术、自动化技术、计算机技术、检测技术和通信技术中的一个重要开发工具。同时，市场对从事单片机开发人员的需求非常迫切，这也对单片机的教学和实践提出了更高的要求。
由于C51系列单片机和AVR单片机是目前比较流行的几种单片机，普通高校用户都有同时学习和使用两种单片机。
普通的单片机教学板只是以单一的单片机(比如C51单片机或AVR单片机)为核心的平台，而且将单片机的外围电路焊接在PCB电路板上，对IO接口的功能进行了强制化的限定，更没有开放式的开发环境和学习环境，导致学习者很难方便搭建电路。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术存在的缺陷和不足之处，提出一个集成C51单片机和AVR单片机共用平台的多功能单片机的实验开发板，方便用户搭接基于单片机的开发电路。
为解决本发明的技术问题，本发明公开一种多功能单片机的实验开发板，其包括：单电源系统；集成设置于一块PCB板上的多个不同的单片机，每个单片机均连接所述单电源系统，由跳线选择切换使所述单电源系统接通其中一个单片机；具有多个串行通信通道的电平转换芯片，每个单片机的串行通信接口分别连接该电平转换芯片的其中一个串行通信通道；用于方便用户搭接应用电路的应用扩充接口，该应用扩充接口中每个接脚连接每个单片机的部分信号接口、所述单电源系统的输入电源信号和输出电源信号。
其中，所述单片机为2个，且分别C51单片机和AVR单片机。
其中，所述单电源系统包括：为直流输入电源的稳压器，以及分别串接在稳压器的输入端和输出端的2个滤波器；串接在稳压器的输出端的发光二极管。
其中，所述滤波器为电解电容。
其中，所述电平转换芯片为具有2个RS232串口通信通道的MAX232芯片。
其中，所述应用扩充接口包括：多个具有20个接脚的应用模块接口，每个应用模块接口对应连接一个单片机，且该应用模块接口的其中16个接脚连接对应单片机的其中16个IO接口，2个接脚分别连接所述单电源系统的输入电源信号和输出电源信号，而另外2个接脚接地。
其中，所述应用扩充接口还包括：多个提供了4组3个接脚连接器的驱动模块接口，且每个连接器的3个接脚分别连接其中一个单片机的一个IO接口、所述单电源系统的输入电源信号或输出电源信号和地线。
其中，所述应用扩充接口还包括：分别连接每个单片机提供的IO接口，用于为外围电路提供使用各个单片机的IO接口的面包板接口，且该面包板接口还提供了5组所述单电源系统的输出电源信号的接口、3组所述单电源系统的输入电源信号的接口和4组地线接口。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明将C51单片机和AVR单片机共同布局在一块PCB上，通过跳线进行选择，从而方便用户选择使用；同时，本发明提供开放式的面包板接口使得用户可方便搭建任何基于单片机的外围电路或应用电路；且本发明还提供应用接口和驱动接口，使用户在应用C51/AVR单片机时，具有较好的兼容性及可扩展性。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明使用的单电源系统的电路示意图；
图3是本发明中两种单片机通信集成的电路示意图；
图4是本发明中C51单片机与C51应用模块接口和C51驱动模块接口的示意图；
图5是本发明中AVR单片机与AVR应用模块接口和AVR驱动模块接口的示意图；
图6是本发明中面包板接口的示意图。
具体实施方式
本发明是将几种不同系列的单片机平台集成到一块PCB板上，采用单电源供电，使用跳线分别对不同系列单片机系统的电源进行控制。为便于描述，本发明采用将C51单片机和AVR单片机集成到一块PCB板上为实施例来进一步详细说明。
如图1所示，本发明提出的实验开发板是基于一块PCB板，该PCB板上设置：使用跳线分别对C51单片机和AVR单片机提供工作电源的单电源系统；连接单电源系统和C51单片机的IO总线的C51应用模块接口和C51驱动模块接口；连接单电源系统和AVR单片机的IO总线的AVR应用模块接口和AVR驱动模块接口；以及用于引出C51单片机和AVR单片机的所有IO接口，提供一个完全开放的实验教学和开发环境的面包板接口，其固定于PCB板上。
其中，C51应用模块接口和AVR应用模块接口均为一个2×10的排母插座，方便用户使用更多的应用模块。而C51驱动模块接口和AVR驱动模块接口都提供了4组3PIN的接口，3PIN按顺序分别为信号线、电源线和地线，电源线电压可通过跳线进行输入电压Vin和稳压器稳压后电压VCC的选择，该接口可应用于伺服电机和其他一些兼容该接口的应用模块。
如图2所示，所述单电源系统采用6到9V的直流电源为电源输入Vin，若采用交流输入电源，则还需使用整流桥进行整流；采用型号为LM2940T-5.0的芯片U3作为所述单电源系统的5V稳压器，在稳压器前后各使用一个容值为1000uF、耐压值为25V的电解电容C12和C13，分别对输入电压Vin和稳压后电压Vcc进行滤波；并在电解电容C13上并接一个发光二极管D1作为电源指示灯。
如图3所示。在本实施例中，C51单片机采用PLCC封装的AT89S52单片机U5，AVR单片机采用DIP封装的ATMEGA8单片机，两者作为该实验开发板的控制核心，且分别从每个单片机的内部电路引出了所有的IO接口。每个单片机都要有各自独立的串行通信接口，因此，本实验开发板采用了MAX232芯片U7作为串口的电平转换芯片，该芯片采用5V(Vcc)供电，具有双通道RS232发送和接收器，由该MAX232芯片分别为C51单片机和AVR单片机提供一个各自独立的串行通信接口。
其中，C51单片机和AVR单片机各占一个通道：在第一串口通信通道中，接脚T1in(发送接口)和R1out(接收接口)分别连接C51单片机中的串口通信接收接口(对应P3.1IO接口)和串口通信发送接口(对应P3.0IO接口)，而MAX232芯片上的接口接脚T1out和R1in用于连接外部的应用电路，使应用电路能够通过MAX232芯片与C51单片机进行RS232串口通信；C51单片机和AVR单片机各占一个通道：在第二串口通信通道中，接脚T2in(发送接口)和R2out(接收接口)分别连接AVR单片机中的串口通信接收接口(对应PD1IO接口)和串口通信发送接口(对应PD0 IO接口)，而MAX232芯片上的接口接脚T2out和R2in用于连接外部的应用电路，使应用电路能够通过MAX232芯片与AVR单片机进行RS232串口通信。
为了便于用户通过该实验开发板进行单片机学习、实验或开发，本发明提出的实验开发板引出了C51单片机和AVR单片机的所有的IO接口，包括：C51单片机的P0、P1、P2、P3共32个IO接口，以及AVR单片机的PB、PC、PD共23个IO接口。其中，C51单片机的P3.0和P3.1、AVR单片机的PD0和PD1分别用于它们各自的串行通信。
因此，该实验开发板对各个单片机的IO接口资源作如下分配使用，以最大可能的满足客户需求：
如图4所示，利用C51单片机的P0和P2共16个IO接口、从单电源系统引出的Vcc和Vin两组电源、以及2个接地接口，共20个接口分别连接用于扩展设备的C51应用模块接口JP7。
引出C51单片机的P1.0～P1.3作为信号接口、通过跳线选择使用单电源系统引出Vin或Vcc，分别连接连接器J11至J14，由连接器J11至J14组成C51驱动模块接口，其功能是给伺服设备(比如伺服电机)提供源源不断的电源和控制脉冲信号，从而便于基于本发明的实验开发板学习、实验和开发驱动电路。
如图5所示，从AVR单片机上引出16个信号接口、从单电源系统引出的Vcc和Vin两组电源、以及2个接地接口，共20个接口分别连接用于扩展设备的AVR应用模块接口JP6。
引出AVR单片机的PC0至PC3作为信号接口、通过跳线选择使用单电源系统引出Vin或Vcc，分别连接至连接器J0至J3；还引出了AVR单片机的PC4和PC5两个信号接口连接至连接器J7为用户使用I2C接口提供方便；由连接器J0至J3和J7组成AVR驱动模块接口。
如图6所示。为了方便用户搭建单片机外围电路，进行相关的实验或开发，本发明的实验开发板提供了面包板接口。在该面包板接口(由连接器J15至J17组成)上，引出了C51单片机的P1.0～P1.7、P2.1～P2.4、P3.2～P3.7共18个IO接口，以及AVR单片机的PB0～PB5、PD0～PD7、PC0～PC3共18个IO接口，并且提供了5组Vcc接口、3组Vin接口和4组地线接口为外围电路提供电源。
综上，本发明将C51单片机和AVR单片机共同布局在一块PCB上，通过跳线进行选择，从而方便用户选择使用；同时，本发明提供开放式的面包板接口使得用户可方便搭建任何基于单片机的外围电路或应用电路；且本发明还提供应用接口和驱动接口，使用户在应用C51/AVR单片机时，具有较好的兼容性及可扩展性。
Claims (8)
1、一种多功能单片机的实验开发板，其特征在于包括：
单电源系统；
集成设置于一块PCB板上的多个不同的单片机，每个单片机均连接所述单电源系统，由跳线选择切换使所述单电源系统接通其中一个单片机；
具有多个串行通信通道的电平转换芯片，每个单片机的串行通信接口分别连接该电平转换芯片的其中一个串行通信通道；
用于方便用户搭接应用电路的应用扩充接口，该应用扩充接口中每个接脚连接每个单片机的部分信号接口、所述单电源系统的输入电源信号和输出电源信号。
2、根据权利要求1所述多功能单片机的实验开发板，其特征在于，所述单片机为2个，且分别C51单片机和AVR单片机。
3、根据权利要求1所述多功能单片机的实验开发板，其特征在于，所述单电源系统包括：为直流输入电源的稳压器，以及分别串接在稳压器的输入端和输出端的2个滤波器；串接在稳压器的输出端的发光二极管。
4、根据权利要求3所述多功能单片机的实验开发板，其特征在于，所述滤波器为电解电容。
5、根据权利要求1所述多功能单片机的实验开发板，其特征在于，所述电平转换芯片为具有2个RS232串口通信通道的MAX232芯片。
6、根据权利要求1所述多功能单片机的实验开发板，其特征在于，所述应用扩充接口包括：多个具有20个接脚的应用模块接口，每个应用模块接口对应连接一个单片机，且该应用模块接口的其中16个接脚连接对应单片机的其中16个IO接口，2个接脚分别连接所述单电源系统的输入电源信号和输出电源信号，而另外2个接脚接地。
7、根据权利要求6所述多功能单片机的实验开发板，其特征在于，所述应用扩充接口还包括：多个提供了4组3个接脚连接器的驱动模块接口，且每个连接器的3个接脚分别连接其中一个单片机的一个IO接口、所述单电源系统的输入电源信号或输出电源信号和地线。
8、根据权利要求6所述多功能单片机的实验开发板，其特征在于，所述应用扩充接口还包括：分别连接每个单片机提供的IO接口，用于为外围电路提供使用各个单片机的IO接口的面包板接口，且该面包板接口还提供了5组所述单电源系统的输出电源信号的接口、3组所述单电源系统的输入电源信号的接口和4组地线接口。
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| CN102194351A (zh) * | 2011-05-30 | 2011-09-21 | 大连理工大学 | 一种基于8051或avr的多核心单片机教学实验平台 |
| CN103646585A (zh) * | 2013-12-17 | 2014-03-19 | 张玉馥 | 嵌入式单片机应用技术项目实训系统 |
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| CN112445159A (zh) * | 2019-09-01 | 2021-03-05 | 杨跃龙 | 一种用于单片机开发板的自由桥接制式接口系统 |
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2009
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