CN103377580A - 综合通用型模块化单片机实验台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于51系列、DSP系列和ARM系列单片机的综合通用型模块化单片机实验台。综合通用型模块化单片机实验台主要由220V交流电源、直流稳压模块、电源驱动模块、多路开关、MCS-51单片机模块、DSP单片机模块、ARM单片机模块、周边模块及外拉公共I/O管脚模块等部分构成。MCS-51单片机模块、DSP单片机模块、ARM单片机模块、外拉公共I/O管脚模块以及周边模块中的每一个电路单元都设置了专用电气插座，利用可插拔的专用电气导线实现不同单片机模块与周边模块中不同电路单元在外拉公共I/O管脚模块上的灵活连线，从实现构建具有多种不同功能的基于MCS-51单片机模块、DSP单片机模块和ARM单片机模块的测试、测控、实验与应用系统的目的。

Description

综合通用型模块化单片机实验台

技术领域

本发明涉及一台综合通用型模块化单片机实验台，该实验台不仅能够完成MCS-51单片机的相关测控系统实验，而且能够同时实现DSP单片机和ARM单片机的相关测控系统实验；该实验台除了用于在实验室中进行单片机及相关的实验教学及研究，配合单片机原理及应用等课程的教学工作外，由于实验台采用了模块化的设计思想，能够满足基于单片机实现的不同工业控制系统的测试、控制与实验。属于单片机及控制测试的技术领域。

背景技术

当前国内一些教学实验仪器生产厂家所设计的单片机实验台，都是针对特定类型的单片机进行特定的实验设计而开发的，如51单片机，或DSP单片机，或ARM单片机等，所设计出来的这类实验台单一性很强，通用性和兼容性较差，用户在使用时只能按照实验台设计好的实验开展教学或者实验工作，无法进行其他类型单片机的教学实验或者测试；目前国内各大高校机械电子工程专业所配套的单片机实验设备基本上是清一色的51类型单片机实验台，均是简单的演示性实验或者验证性实验，只是让学生照着书本上的范例输入程序，即可完成单片机控制系统的全部控制功能的演示，对于学生动手设计单片机控制系统毫无实践动手的意义；个别高校配置了DSP实验台或者ARM实验台，也只是利用了DSP单片机或者ARM单片机实现专用控制的实验台，比如利用DSP单片机或者ARM单片机实现电机调速实验台，而这种实验台并不具有通用性，只能进行指定内容的相关实验，无法拓展其他类型的实验或综合性实验，因此，单一机型的实验台缺乏综合实验的通用性。

从目前国内各教学实验仪器生产厂家所设计的单片机实验台以及高校实验室所购买的单片机实验台的应用情况来看，几乎所有的实验台都是建立在单片机开发板的基础上设计的，缺乏模块化的设计手段，这也就意味着这种实验台内部器件集成度较高，配套设备多，零部件之间的依赖关系较大，无法实现模块化操作，这种设计不利于学生对单片机控制系统内部原理的认识和理解，同时由于这些实验开发板大多已经将实验功能程序固化在系统内部，造成实验系统的扩展功能较差，只能够进行预先设计好的实验项目，虽然这样的设计方便和简化了实验和测试的过程，由于其表现形式过于抽象，而且不够灵活，系统的功能单一，不能够很好的锻炼学生的动手能力和创新能力，对于学生自主性设计综合实验实训项目，其实施难度很大，且这些实验仪器设备普遍存在着后期维护量大的问题，成本十分高昂。因此，由于缺乏模块化操作与实现的方式，使得这类实验台跨系统设计的综合性相对较差。

鉴于上述对于单片机实验与测控系统应用的局限性，必须要设计一种具有较高兼容性、能够同时面向MCS-51单片机、DSP单片机及ARM单片机的实验系统，针对目前工厂以及实验室缺少通用型的面向各种类型单片机的实验设备以及现有实验设备在功能上的局限性等问题，采用模块化的设计方法对各种类型的单片机实验进行设计，提供一种具有一定通用性的综合型模块化单片机实验台，能够灵活的实现各类单片机(包括MCS-51单片机、DSP单片机及ARM单片机)的一系列实验，从而能够满足单片机实验教学及工业系统调试测试的需求，进而达到学生和测试人员对于综合性、模块化、通用性单片机实验的目的。

发明内容

现有的单片机实验台缺乏模块化设计，通用性和综合性较差，鉴于此，本发明的目的在于设计一种综合通用型模块化的单片机实验台，该实验台能够同时面向MCS-51单片机、DSP单片机和ARM单片机，采用模块化的设计思想，通过不同单片机模块之间的组合连接，实现各类型单片机多种系统的实验与测试应用，能够同时面向教学实验用途和工控测试用途。该实验台能够实现综合性动手实验的设计与测试，具有通用性、综合性、高效、安全、可靠的特点。

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：

综合通用型模块化单片机实验台，面向51单片机、DSP单片机和ARM单片机三种类型的单片机，围绕单片机控制与测试系统的基本构成，将三种不同类型的单片机所构成的控制测试系统的基本环节全部独立并模块化设计成单独的电路模块，并为每一个电路模块都设计电气接口，从而便于使用者能够自主选择51单片机、DSP单片机或是ARM单片机，并按照自己所设计的控制测试系统选择不同的电路模块，进而搭建出不同实验功能或测试功能的单片机系统。

整个实验台采用铁质、密度板等材料打造实验台框架结构，分为上下两个部分，上半部分为操作面板区，下半部分为储物柜。在具体实现上，将操作面板区以滑槽作为间隔，每一个独立的电路模块都可以嵌入在上下相邻滑槽轨道中，以实现不同电路模块的灵活组合与应用，利用每一个电路模块上的电气接口，借助于专用的电气连接导线即可实现不同电路模块之间的电气连接关系，搭建出以不同类型的单片机为核心、不同电路模块作为系统构成环节的多种单片机控制测试实验系统，从而实现了该实验台的综合通用型模块化的创新应用。

综合通用型模块化单片机实验台，其特征在于，该实验台主要由220V交流电源模块、直流稳压模块、电源驱动模块、多路开关模块、MCS-51单片机模块、DSP单片机模块、ARM单片机模块、周边模块及外拉公共I/O管脚模块等部分构成。220V交流电源通过直流稳压模块和电源驱动模块得到了不同类型单片机常用的工作电压3.3V、5V、12V、24V等，经过多路开关的组合式选择，为MCS-51单片机模块、DSP单片机模块和ARM单片机模块提供工作电压；MCS-51单片机模块、DSP单片机模块及ARM单片机模块分别选用目前具有一定通透性且兼容性较好的处理器，并针对三种不同类型的单片机处理器，分别为其单独设计专用的接口转换单元，其中，MCS-51核心芯片选用目前通用的8位芯片AT89S51作为核心处理器，为其设计的DIP40接口转换单元能够将核心处理器AT89S51的I/O管脚转换为通用型的电气插座；DSP核心芯片选用目前通用的16位芯片MSP430F149作为核心处理器，为其设计的QFP64接口转换单元能够将核心处理器MSP430F149的I/O管脚转换为通用型的电气插座；ARM核心芯片选用目前通用的32位芯片AT91M40800作为核心处理器，为其设计的QFP100接口转换单元能够将核心处理器AT91M40800的I/O管脚转换为通用型的电气插座；周边模块包含MCS-51单片机模块、DSP单片机模块和ARM单片机模块常用的外围电路单元及单片机控制测试系统所需要的基本电路单元，具体包含晶振电路单元、复位电路单元、锁存电路单元、AD转换电路单元、DA转换电路单元、串口通信电路单元、接口扩展电路单元、外存扩展电路单元、键盘电路单元及数码管显示电路单元等，并且每一个电路单元，都设置了专用电气插座，通过专用电气插座将电路单元中的芯片或者器件的I/O管脚引出，将之转换为电气插座；外拉公共I/O管脚模块集成了MCS-51单片机模块、DSP单片机模块和ARM单片机模块的核心处理器AT89S51、MSP430F149及AT91M40800的全部I/O管脚，并且每一个I/O管脚都有一个电气插座与之相对应。将不同类型的单片机处理器管脚、不同的电路模块单元的管脚全部转换为电气插座，借助于专用的可插拔式电气导线进行连接，即可实现构建以不同类型的单片机为核心、由不同的电路模块单元组合而成的单片机控制测试系统，同时还能够依靠外拉公共I/O管脚模块实现三种类型单片机的管脚扩展式应用，极大的丰富了该实验台的功能。

本发明的实验台能够实现MCS-51单片机、DSP单片机及ARM单片机灵活搭建、模块化地组合式应用，进而实现构建具有多种不同功能的基于MCS-51单片机模块、DSP单片机模块和ARM单片机模块的测试、测控、实验与应用系统的目的，体现了本发明的模块化、通用性、综合性的特点。本发明的综合通用型模块化单片机实验台还能够实现综合性实验的设计与测试，具有通用性、综合性、高效、安全、可靠的特点，极大地提高了实验台的通用性与灵活性，具有过去单片机类实验台所无法比拟的优势。

附图说明

图1是本发明的外观结构示意图。

图2是本发明的结构原理结构示意图。

图3是直流稳压模块的原理结构示意图。

图4是电源驱动电路及多路开关电路的原理结构示意图。

图5是MCS-51单片机模块的原理结构示意图。

图6是DSP单片机模块的原理结构示意图。

图7是ARM单片机模块的原理结构示意图。

图8是周边模块电路单元的原理结构示意图。

图9是外拉公共I/O管脚模块及单片机模块化应用的整体示意图。

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

具体实施方式

本发明提出的一种综合通用型模块化单片机实验台，其外观结构图如图1所示。图1是本发明的外观结构示意图，其中：

1——单片机实验台框架；

2——储物柜；

3——上滑槽；

4——下滑槽；

5——外拉公共I/O管脚模块；

6——单片机功能模块；

7——单片机电源模块。

综合通用型模块化单片机实验台采用铁质、密度板等材料打造实验台框架结构，分为上下两个部分，上半部分为操作面板区，下半部分为储物区。下半部分储物区主要由储物柜2实现；上半部分操作面板区在具体实现上，借助于滑槽结构，通过上滑槽4和下滑槽5的设计，能够实现单片机功能模块6嵌入在滑槽轨道中自由移动，从而能够方便灵活的实现不同单片机功能模块的组合应用。单片机电源模块7通过直流稳压模块、电源驱动模块和开关电路实现对单片机功能模块6的供电；单片机功能模块6主要包含MCS-51单片机模块、DSP单片机模块、ARM单片机模块以及周边模块中的常用电路单元；各个单片机功能模块6在外拉公共I/O管脚模块5上采用专用电气导线实现电气连接，从而实现各类型单片机实验与测控系统的组合式综合性通用应用。

图2是本发明的结构原理结构示意图。该实验台主要由220V交流电源、直流稳压模块、电源驱动模块、多路开关、MCS-51单片机模块、DSP单片机模块、ARM单片机模块、周边模块及外拉公共I/O管脚模块等部分构成。220V交流电源通过直流稳压模块和电源驱动模块得到了各系列单片机常用的工作电压3.3V、5V、12V、24V等，经过多路开关的组合式选择，为MCS-51单片机模块、DSP单片机模块和ARM单片机模块提供工作电压；MCS-51单片机模块由MCS-51单片机模块主板和DIP40接口转换单元构成，MCS-51单片机模块主板上主要布局了目前通用的MCS-51芯片AT89S51；DSP单片机模块由DSP单片机模块主板和QFP64接口转换单元构成，DSP单片机模块主板上主要布局了目前通用的DSP芯片MSP430F149；ARM单片机模块由ARM单片机模块主板和QFP100接口转换单元构成，ARM单片机模块主板上主要布局了目前通用的ARM芯片AT91M40800；周边模块包含MCS-51单片机模块、DSP单片机模块和ARM单片机模块常用的外围电路，主要包含晶振电路、复位电路、锁存电路、AD转换电路、DA转换电路、串口通信电路、接口扩展电路、外存扩展电路、键盘电路及数码管显示电路等；外拉公共I/O管脚模块集成了MCS-51单片机模块、DSP单片机模块和ARM单片机模块的核心处理器AT89S51、MSP430F149及AT91M40800的I/O管脚；在具体实现方式上，MCS-51单片机模块、DSP单片机模块、ARM单片机模块、外拉公共I/O管脚模块以及周边模块中的每一个电路单元都设置了专用电气插座，利用可插拔的专用电气导线实现不同单片机模块与周边模块中不同电路单元在外拉公共I/O管脚模块上的灵活连线，方便不同模块之间的数据传输和交换，从而能够满足构建不同单片机测试应用系统的需求，实现MCS-51单片机、DSP单片机及ARM单片机灵活搭建、组合应用，进而实现构建具有多种不同功能的基于MCS-51单片机模块、DSP单片机模块和ARM单片机模块的测试、测控、实验与应用系统的目的。

图3是直流稳压模块的原理结构示意图。直流稳压模块的主要功能是将220V交流电源转换为24V直流电源，其主要结构包括分压单元、整流桥单元、RC滤波单元和稳压单元；分压单元利用精密电阻实现对交流电源降压的功能，并经过整流桥单元的整流，将交流电源转换为直流电源，通过由精密电阻与高可靠性电容组成的RC滤波器滤除由电流信号引起的电流耦合干扰，同时通过高精度稳压芯片LM7824内置的低通滤波器将电路所产生的高频尖峰脉冲干扰滤除，以减少后向通道的信号损耗，最后以直流24V电源稳定输出。

图4是电源驱动电路及多路开关电路的原理结构示意图。电源驱动模块主要由分压单元、滤波单元、稳压单元和功率放大器构成，经过直流稳压模块输出的24V直流电源分别经过不同等级的分压实现降压，由高精密电阻和高可靠性电容构成的RC滤波单元实现对电源纹波电压和噪声电流的滤除，分别采用高精度稳压芯片LM1575T、LM7805、LM7812稳压，得到了后向通道单片机正常工作所需要的工作电压3.3V、5V和12V，最后经过功率放大器实现了在对电压跟随的同时放大了电流，从而提高了后向通道单片机的带负载能力；另一方面，通过合理选取功率放大器输入输出通道上的精密电阻值，可以实现不同功率等级的放大，从而进一步提高电源驱动电路的带负载能力。多路开关由4路单刀单掷开关构成，每一路单刀单掷开关分别对应于3.3V、5V、12V和24V工作电压的输出，通过每一路单刀单掷开关的通断状态决定相对应的工作电压是否输出，通过各路单刀单掷开关的灵活组合，从而为整个实验台不同的单片机系统提供所需要的工作电压。

图5是MCS-51单片机模块的原理结构示意图。MCS-51单片机模块由MCS-51单片机模块主板、DIP40接口转换单元和专用电气插座构成，MCS-51单片机模块主板上主要布局了MCS-51核心芯片，MCS-51核心芯片选用目前通用的8位处理器芯片AT89S51作为核心处理器；DIP40接口转换单元由固定在MCS-51单片机模块主板上的插针和用于电气连接的电气杜邦线构成。AT89S51的所有管脚通过主板内部的PCB走线引至固定在MCS-51单片机模块主板上的DIP40接口转换单元的插针，电气杜邦线则用于实现插针与专用电气插座的电气连接，从而将AT89S51的所有管脚引至MCS-51单片机模块的专用电气插座；MCS-51单片机模块采用铝制板加工而成，MCS-51单片机模块主板通过四角上的螺栓螺母固定在MCS-51单片机模块铝板上，结合MCS-51核心芯片AT89S51的管脚数量在MCS-51单片机模块铝板开设相应数量的专用电气插座固定安装孔，这样对MCS-51单片机模块上的专用电气插座进行设计应用，即可实现对MCS-51核心芯片AT89S51的相应管脚进行设计应用，从而实现了MCS-51单片机模块的整体模块化应用，大大提高了组建不同单片机实验和测试应用系统的灵活性。

图6是DSP单片机模块的原理结构示意图。DSP单片机模块由DSP单片机模块主板、QFP64接口转换单元和专用电气插座构成，DSP单片机模块主板上主要布局了DSP核心芯片，DSP核心芯片选用目前通用的16位处理器芯片MSP430F149作为核心处理器；QFP64接口转换单元由固定在DSP单片机模块主板上的插针和用于电气连接的电气杜邦线构成。MSP430F149的所有管脚通过主板内部的PCB走线引至固定在DSP单片机模块主板上的QFP64接口转换单元的插针，电气杜邦线则用于实现插针与专用电气插座的电气连接，从而将MSP430F149的所有管脚引至DSP单片机模块的专用电气插座；DSP单片机模块采用铝制板加工而成，DSP单片机模块主板通过四角上的螺栓螺母固定在DSP单片机模块铝板上，结合DSP核心芯片MSP430F149的管脚数量在DSP单片机模块铝板开设相应数量的专用电气插座固定安装孔，这样对DSP单片机模块上的专用电气插座进行设计应用，即可实现对DSP核心芯片MSP430F149的相应管脚进行设计应用，从而实现了DSP单片机模块的整体模块化应用，大大提高了组建不同单片机实验和测试应用系统的灵活性。

图7是ARM单片机模块的原理结构示意图。ARM单片机模块由ARM单片机模块主板、QFP100接口转换单元和专用电气插座构成，ARM单片机模块主板上主要布局了ARM核心芯片，ARM核心芯片选用目前通用的32位处理器芯片AT91M40800作为核心处理器；QFP100接口转换单元由固定在ARM单片机模块主板上的插针和用于电气连接的电气杜邦线构成。AT91M40800的所有管脚通过主板内部的PCB走线引至固定在ARM单片机模块主板上的QFP100接口转换单元的插针，电气杜邦线则用于实现插针与专用电气插座的电气连接，从而将AT91M40800的所有管脚引至ARM单片机模块的专用电气插座；ARM单片机模块采用铝制板加工而成，ARM单片机模块主板通过四角上的螺栓螺母固定在ARM单片机模块铝板上，结合ARM核心芯片AT91M40800的管脚数量在ARM单片机模块铝板开设相应数量的专用电气插座固定安装孔，这样对ARM单片机模块上的专用电气插座进行设计应用，即可实现对ARM核心芯片AT91M40800的相应管脚进行设计应用，从而实现了ARM单片机模块的整体模块化应用，大大提高了组建不同单片机实验和测试应用系统的灵活性。

图8是周边模块电路单元的原理结构示意图。周边模块电路单元也采用了单片机模块的设计方式，每一个电路单元由相应的电路主板、接口转换单元和专用电气插座构成，电路主板上主要布局了相应电路单元所需要的核心芯片或者电子元件，以AD转换电路为例，AD转换电路主板上主要布局了实现AD转换所需要的ADC0809芯片以及所必需的分频电路单元；接口转换单元由固定在电路主板上的插针和用于电气连接的电气杜邦线构成；ADC0809的所有管脚通过主板内部的PCB走线引至固定在电路主板上的接口转换单元的插针，电气杜邦线则用于实现插针与专用电气插座的电气连接，从而将ADC0809的所有管脚引至AD转换电路单元的专用电气插座；AD转换电路单元采用铝制板加工而成，AD转换电路主板通过四角上的螺栓螺母固定在AD转换电路单元铝板上，结合AD转换电路单元的主要芯片ADC0809的管脚数量在AD转换电路单元铝板上开设相应数量的专用电气插座固定安装孔，这样对AD转换电路单元上的专用电气插座进行设计应用，即可实现对AD转换电路单元的主要芯片ADC0809的相应管脚进行设计应用，从而实现了周边模块各个电路单元模块的整体模块化应用，大大提高了组建不同单片机实验和测试应用系统的灵活性。

图9是外拉公共I/O管脚模块及单片机模块化应用的整体示意图。外拉公共I/O管脚模块采用铝制板制作而成，上面集成了若干专用电气插头，充当接口扩展的用途，对于某些复杂的单片机实验、测试、控制应用系统中，MCS-51/DSP/ARM单片机模块需要的周边模块中各个电路单元较多，在这种情况下就有可能出现MCS-51/DSP/ARM单片机模块管脚接口不够用的情况，此时就可以借助于用于外拉公共I/O管脚模块实现单片机模块和周边模块中各个电路单元之间的电气连接。配合各种不同的传感器、执行器、动作器、控制器以及不同功能的板卡，即可实现构建具有多种不同功能的基于MCS-51单片机模块、DSP单片机模块和ARM单片机模块的测试、测控、实验与应用系统的目的。

本发明与现有技术相比具有以下技术效果：

目前国内教学实验仪器生产厂家所设计的单片机实验台，其控制功能过于单一，并且配套设备多，零部件之间的依赖关系较大，集成度高，不利于学生对单片机控制系统内部原理的认识和理解，同时由于这些实验开发板大多已经将实验功能程序固化在系统内部了，因此实验系统的扩展功能较差，只能够进行预先设计好的实验项目，实验灵活性有限，系统的功能单一，不能够很好的锻炼学生的动手能力和创新能力，对于学生自主性设计综合实验实训项目，其实施难度较大；另一方面，在实际工程测试领域中，也离不开单片机系统，需要借助于单片机系统实现对工控系统的调试与测试，而目前用于工业控制系统调试测试的单片机开发板大都是集成在一块电路板上的，绝大多数都是单一类型的单片机开发板，或者是单纯的MCS-51单片机，或者是单纯的DSP单片机，或者单纯的是ARM单片机，因而单片机测试控制功能十分有限。因此十分有必要设计研究具有综合性很好的实验台来开发不同的调试测试系统，这就要求实验台的硬件需要很大的兼容性，同时具有能完全融入工厂控制系统的能力，从而能够满足单片机实验教学及工业系统调试测试的需求，进而达到学生和测试人员对于综合性、模块化、通用性单片机实验的目的。本发明采用了模块化的设计模式，本发明依靠一台框架结构的实验台，研究设计了综合通用型模块化单片机实验台，将目前主流应用的MCS-51单片机、DSP单片机和ARM单片机按照实际单片机实验、测试及应用系统的构成，从模块的角度分别进行设计，研制了具有独立功能的模块化铝制实验板，借助于专用电气插座和专用电气导线实现不同类型的单片机以及不同模块之间的电气连接，而能够在实验台卡槽内的自由移动及任意固定和取下则大大提高了实验台模块化应用的灵活性。该实验台能够同时面向MCS-51单片机、DSP单片机和ARM单片机，通过不同单片机模块之间的组合连接，实现各类型单片机多种系统的实验与测试应用，能够同时面向教学实验用途和工控测试用途。该实验台能够实现综合性动手实验的设计与测试，具有通用性、综合性、高效、安全、可靠的特点。

Claims (9)

1.一种综合通用型模块化单片机实验台，其特征在于，该实验台主要由220V交流电源、直流稳压模块、电源驱动模块、多路开关、MCS-51单片机模块、DSP单片机模块、ARM单片机模块、周边模块及外拉公共I/O管脚模块等部分构成；

220V交流电源通过直流稳压模块和电源驱动模块得到了各系列单片机常用的工作电压3.3V、5V、12V、24V等，经过多路开关的组合式选择，为MCS-51单片机模块、DSP单片机模块和ARM单片机模块提供工作电压；MCS-51单片机模块由MCS-51单片机模块主板和DIP40接口转换单元构成，MCS-51单片机模块主板上主要布局了目前通用的MCS-51芯片AT89S51；DSP单片机模块由DSP单片机模块主板和QFP64接口转换单元构成，DSP单片机模块主板上主要布局了目前通用的DSP芯片MSP430F149；ARM单片机模块由ARM单片机模块主板和QFP100接口转换单元构成，ARM单片机模块主板上主要布局了目前通用的ARM芯片AT91M40800；周边模块包含MCS-51单片机模块、DSP单片机模块和ARM单片机模块常用的外围电路，主要包含晶振电路、复位电路、锁存电路、AD转换电路、DA转换电路、串口通信电路、接口扩展电路、外存扩展电路、键盘电路及数码管显示电路等；外拉公共I/O管脚模块集成了MCS-51单片机模块、DSP单片机模块和ARM单片机模块的核心处理器AT89S51、MSP430F149及AT91M40800的I/O管脚；在具体实现方式上，MCS-51单片机模块、DSP单片机模块、ARM单片机模块、外拉公共I/O管脚模块以及周边模块中的每一个电路单元都设置了专用电气插座，利用可插拔的专用电气导线实现不同单片机模块与周边模块中不同电路单元在外拉公共I/O管脚模块上的灵活连线，进行不同模块之间的数据传输和交换，实现MCS-51单片机、DSP单片机及ARM单片机灵活搭建、组合应用，构建具有多种不同功能的基于MCS-51单片机模块、DSP单片机模块和ARM单片机模块的测试、测控、实验与应用系统。

2.如权利要求1所述的一种综合通用型模块化单片机实验台，其特征在于，直流稳压模块的主要功能是将220V交流电源转换为24V直流电源，其主要结构包括分压单元、整流桥单元、滤波单元和稳压单元；分压单元利用精密电阻实现对交流电源降压的功能，并经过整流桥单元的整流，将交流电源转换为直流电源，滤波单元通过内置的RC滤波器滤除由电流信号引起的电流耦合干扰，同时通过内置的低通滤波器将电路所产生的高频尖峰脉冲干扰滤除，以减少后向通道的信号损耗，最后经过高精度稳压芯片LM7824的稳压，以直流24V电源稳定输出。

3.如权利要求1所述的一种综合通用型模块化单片机实验台，其特征在于，电源驱动模块主要由分压单元、滤波单元、稳压单元和功率放大器构成，经过直流稳压模块输出的24V直流电源分别经过不同等级的分压，由滤波单元实现对电源纹波电压和噪声电流的滤除，再分别采用高精度稳压芯片LM1575T、LM7805、LM7812稳压，得到了后向通道单片机正常工作所需要的工作电压3.3V、5V和12V，经过功率放大器实现了在对电压跟随的同时放大电流，提高后向通道单片机的带负载能力。

4.如权利要求1所述的一种综合通用型模块化单片机实验台，其特征在于，多路开关由4路单刀单掷开关构成，每一路单刀单掷开关分别对应于3.3V、5V、12V和24V工作电压的输出，每一路单刀单掷开关的通断状态决定相对应工作电压的输出，各路单刀单掷开关的灵活组合，为整个实验台不同的单片机系统提供所需要的工作电压。

5.如权利要求1所述的一种综合通用型模块化单片机实验台，其特征在于，MCS-51单片机模块由MCS-51核心芯片和DIP40接口转换单元构成，MCS-51核心芯片选用目前通用的8位芯片AT89S51作为核心处理器，DIP40接口转换单元将核心处理器AT89S51的I/O管脚转换为电气插座，用可插拔的专用电气导线实现MCS-51单片机模块核心芯片AT89S51的I/O管脚与外拉公共I/O管脚模块上的电气插座的电气连接。

6.如权利要求1所述的一种综合通用型模块化单片机实验台，其特征在于，DSP单片机模块由DSP核心芯片和QFP64接口转换单元构成，DSP核心芯片选用目前通用的16位芯片MSP430F149作为核心处理器，QFP64接口转换单元将核心处理器MSP430F149的I/O管脚转换为电气插座，用可插拔的专用电气导线实现DSP单片机模块核心芯片MSP430F149的I/O管脚与外拉公共I/O管脚模块上的电气插座的电气连接。

7.如权利要求1所述的一种综合通用型模块化单片机实验台，其特征在于，ARM单片机模块由ARM核心芯片和QFP100接口转换单元构成，ARM核心芯片选用目前通用的32位芯片AT91M40800作为核心处理器，QFP100接口转换单元将核心处理器AT91M40800的I/O管脚转换为电气插座，用可插拔的专用电气导线实现ARM单片机模块核心芯片AT91M40800的I/O管脚与外拉公共I/O管脚模块上的电气插座的电气连接。

8.如权利要求1所述的一种综合通用型模块化单片机实验台，其特征在于，周边模块包含MCS-51单片机模块、DSP单片机模块和ARM单片机模块常用的外围电路，主要包含晶振电路、复位电路、锁存电路、AD转换电路、DA转换电路、串口通信电路、接口扩展电路、外存扩展电路、键盘电路及数码管显示电路等；周边模块中的每一个电路单元都设置了专用电气插座，通过专用电气插座将相应电路单元中的芯片或者器件的管脚引出，利用可插拔的专用电气导线实现与单片机模块核心芯片相应管脚的电气连接，实现不同电路单元之间的组合式应用。

9.如权利要求1所述的一种综合通用型模块化单片机实验台，其特征在于，外拉公共I/O管脚模块集成了MCS-51单片机模块、DSP单片机模块和ARM单片机模块的核心处理器AT89S51、MSP430F149及AT91M40800的I/O管脚，外拉公共I/O管脚模块所集成的每一个I/O管脚都有一个专用电气插座与之相对应，通过可插拔的专用电气导线与周边模块中的每一个电路单元上的专用电气插座相连接，实现单片机模块中的核心芯片、周边模块中的各个电路单元及外拉公共I/O管脚模块中的I/O管脚的电气连接。

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