CN105513470A - 一种多功能单片机学习板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能单片机学习板，包括模块载体板，所述模块载体板固定有MCU模块、LED灯模块、蜂鸣器模块、独立按键模块、矩阵按键接口模块、蓝牙接口模块、PCF8563时钟模块、红外接收模块、预留端口模块、光敏电阻比较器模块、程序烧写模块、+3.3V电源模块、+5V电源接口模块、温度传感器模块、DS1302时钟模块、D/A数模转换模块、RGB模块和液晶显示模块。所述多功能单片机学习板设有多个独立且成熟的功能模块，满足多种不同设计性实验的需求，提高实验技术水平，开发性拓展性强，利于加强使用者的硬件实践能力，创造力和发散性思维的培养。

Description

一种多功能单片机学习板

技术领域

本发明涉及实验教学仪器设备领域，尤其涉及一种多功能单片机学习板。

背景技术

随着电子技术的迅速发展，单片机广泛应用于各种智能系统和电子教学实验中，这种开发板是电子教学实验的重要内容，单片机的学习与开发成为众多高校电子类专业的必修课程。但现有的单片机学习板的各个模块已固定连接好，使得学习者的单片机的硬件连接能力较弱，偏向于软件编程，忽略了单片机硬件开发设计的重要性。而且，现有的单片机学习板的功能模块较少，无法涵盖单片机的多种应用技术，其拓展性和实验效率较低。

发明内容

本发明的目的在于提出一种功能丰富、模块独立、拓展性能好的多功能单片机学习板。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种多功能单片机学习板，包括模块载体板，所述模块载体板固定有MCU模块、LED灯模块、蜂鸣器模块、独立按键模块、矩阵按键接口模块、蓝牙接口模块、PCF8563时钟模块、红外接收模块、预留端口模块、光敏电阻比较器模块、程序烧写模块、+3.3V电源模块、+5V电源接口模块、温度传感器模块、DS1302时钟模块、D/A数模转换模块、RGB模块和液晶显示模块；

所述MCU模块包括单片机芯片和外围电路，所述程序烧写模块的RXD、TXD端口依次对应电连接至单片机芯片的RXD、TXD端口；

两路所述温度传感器模块包括温度传感器U6、U7和电阻R91，所述温度传感器U6和U7的VDD端、电阻R91的一端和+3.3V电源模块的VCC端电连接，所述温度传感器U6和U7的GND端接地，所述温度传感器U6和U7的DQ端与电阻R91的另一端电连接并通过排针引出固定于所述模块载体板上；所述D/A数模转换模块包括电阻R104、R105、R106和电容C31、C32，所述电阻R104的一端与单片机芯片的PWM端电连接，所述电阻R105的一端、电容C31的一端与电阻R104的另一端电连接，所述电阻R106的一端与单片机芯片的A/D端电连接，所述电容C32的一端、电阻R105的另一端、电阻R106的另一端与单片机芯片的D/A端电连接，所述电容C31的另一端和所述电容C32的另一端均接地。

优选地，所述PCF8563时钟模块包括PCF8563芯片U10、二极管D85、电容C27、C28、极性电容C29、晶振Y3和贴片拨码开关S10；所述二极管D85的正极与+3.3V电源模块的VCC端电连接，所述二极管D85的负极、极性电容C29的正极和PCF8563芯片U10的VDD端电连接，所述极性电容C29的负极接地，所述电容C27的一端、晶振Y3的一端与PCF8563芯片U10的OSCI端电连接，所述电容C28的一端、晶振Y3的另一端与PCF8563芯片U10的OSCOCLK端电连接，所述电容C27的另一端、电容C28的另一端、极性电容C29的负极和PCF8563芯片U10的VSS端接地，所述PCF8563芯片U10的SCL端与贴片拨码开关S10的1端口电连接，所述PCF8563芯片U10的SDA端与贴片拨码开关S10的2端口电连接，所述贴片拨码开关S10的4端口与单片机芯片的9端口电连接，所述贴片拨码开关S10的3端口与单片机芯片的10端口电连接，所述PCF8563芯片U10的OUT端和INT’端悬空。

优选地，所述程序烧写模块包括程序烧写芯片U2、USB_A母座U3、极性电容C30、晶振Y1、烧录接口U4、发光二极管D65、二极管D66、电阻R63、R64、R65、R66、电容C3、C4、C5、开关SW1、烧写外联接口S1和保险丝PC1；所述烧录接口U4为4引脚单排排针，所述烧写外联接口S1为4引脚双排排针，所述烧录接口U4的第3引脚、第4引脚依次对应和烧写外联接口S1的第2引脚、第4引脚电连接，所述烧写外联接口S1的第1引脚与二极管D66的正极电连接，所述二极管D66的负极与程序烧写芯片U2的TXD端电连接，所述烧写外联接口S1的第3引脚和电阻R66的一端电连接，所述电阻R66的另一端与程序烧写芯片U2的RXD端电连接，所述晶振Y1的一端、电容C3的一端与程序烧写芯片U2的XI端电连接，所述晶振Y1的另一端、电容C4的一端与程序烧写芯片U2的XO端电连接，所述电容C5的一端与程序烧写芯片U2的V3端电连接，所述USB_A母座U3的Data-端通过电阻R63与程序烧写芯片U2的UD-端电连接，所述USB_A母座U3的Data+端通过电阻R64与程序烧写芯片U2的UD+端电连接，所述极性电容C30的正极、保险丝PC1的一端与USB_A母座U3的VCC端电连接，所述开关SW1的一端、电阻R65的一端、烧录接口U4的第1引脚与+3.3V电源模块的VCC端电连接，所述电阻R65的另一端与发光二极管D65的正极电连接，所述保险丝PC1的另一端、程序烧写芯片U2的VCC端、开关SW1的另一端与+5V电源接口模块的输出端电连接，所述极性电容C30的负极、电容C3、C4和C5的另一端、程序烧写芯片U2的GND端、USB_A母座U3的GND端、发光二极管D65的负极和烧录接口U4的第2引脚均接地，所述程序烧写芯片U2的其他端口悬空，所述烧写外联接口S1通过跳帽与所述MCU模块的对应端口连接。

优选地，所述光敏电阻比较器模块设有两个光敏电阻比较电路，每个光敏电阻比较电路包括电压比较器U11、光敏电阻G4、电位器RP_4、电阻R97、R98、发光二极管D82和电容C11；所述电阻R97的一端、电位器RP_4的1端口、电压比较器U11的电源端、发光二极管D82的正极均与+3.3V电源模块的VCC端电连接，所述光敏电阻G4的一端、电容C11的一端、电压比较器U11的IN-端与电阻R97的另一端电连接，所述光敏电阻G4的另一端接地，所述电位器RP_4的2端口接地，所述电位器RP_4的3端口与电压比较器U11的IN+端电连接，所述电容C11的另一端接地，所述发光二极管D82的负极与电阻R98的一端电连接，所述电阻R98的另一端与电压比较器U11的OUT端电连接，所述电压比较器U11的接地端接地，所述电压比较器U11的OUT端通过排针引出并固定于所述模块载体板上。

优选地，所述DS1302时钟模块包括DS1302芯片U5、纽扣电池BT1、晶振Y2、电容C9、C10、C16和时钟外联接口P5；所述时钟外联接口P5为6引脚双排排针，所述纽扣电池BT1的正极与DS1302芯片U5的VCC1端电连接，所述晶振Y2的一端、电容C9的一端与DS1302芯片U5的X1端电连接，所述晶振Y2的另一端、电容C10的一端与DS1302芯片U5的X2端电连接，所述DS1302芯片U5的SCLK端与时钟外联接口P5的第1引脚电连接，所述DS1302芯片U5的I/O端与时钟外联接口P5的第2引脚电连接，所述DS1302芯片U5的RST’端与时钟外联接口P5的第3引脚电连接，所述时钟外联接口P5的第4引脚、第5引脚和第6引脚依次对应与单片机芯片的第29引脚、第30引脚和第31引脚电连接，所述DS1302芯片U5的VCC2端、电容C16的一端与+3.3V电源模块的VCC端电连接，所述DS1302芯片U5的GND端、电容C9、C10和C16的另一端和纽扣电池BT1的负极均接地。

优选地，所述MCU模块2的单片机芯片为STC15W4K48S4芯片。

所述多功能单片机学习板的程序烧写模块电连接至单片机芯片，实现数据的接收和发送。使用时，所述MCU模块的单片机芯片的其他端口与其他模块的输出端使用排针电连接，即如需要使用其中一个或多个模块则使用跳帽把排针的相应引脚连接即可，按需连接方便快捷。所述多功能单片机学习板设有多个独立且成熟的功能模块，满足多种不同设计性实验的需求，提高实验技术水平，开发性拓展性强，利于加强使用者的硬件实践能力，创造力和发散性思维的培养。

附图说明

图1是本发明其中一个实施例的结构示意图；

图2是本发明其中一个实施例的模块框图；

图3是本发明其中一个实施例的温度传感器模块电路图；

图4是本发明其中一个实施例的D/A数模转换模块电路图；

图5是本发明其中一个实施例的PCF8563时钟模块电路图；

图6是本发明其中一个实施例的程序烧写模块电路图；

图7是本发明其中一个实施例的光敏电阻比较器模块电路图；

图8是本发明其中一个实施例的DS1302时钟模块电路图。

其中：模块载体板1；MCU模块2；LED灯模块3；蜂鸣器模块4；独立按键模块5；矩阵按键接口模块6；蓝牙接口模块7；PCF8563时钟模块8；红外接收模块9；预留端口模块10；光敏电阻比较器模块11；程序烧写模块12；+3.3V电源模块13；+5V电源接口模块14；温度传感器模块15；DS1302时钟模块16；D/A数模转换模块17；RGB模块18；液晶显示模块19；电压比较器U11；光敏电阻G4；电位器RP_4；电阻R97、R98、R91、104、R105、R106、R63、R64、R65、R66；发光二极管D82、D65；二极管D85、D66；电容C11、C27、C28、C31、C32、C3、C4、C5、C9、C10、C16；PCF8563芯片U10；极性电容C29、C30；晶振Y1、Y2、Y3；贴片拨码开关S10；温度传感器U6、U7；程序烧写芯片U2；USB_A母座U3；烧录接口U4；开关SW1；烧写外联接口S1；保险丝PC1；DS1302芯片U5；纽扣电池BT1；时钟外联接口P5。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本实施例的多功能单片机学习板，如图1-2所示，包括模块载体板1，所述模块载体板1固定有MCU模块2、LED灯模块3、蜂鸣器模块4、独立按键模块5、矩阵按键接口模块6、蓝牙接口模块7、PCF8563时钟模块8、红外接收模块9、预留端口模块10、光敏电阻比较器模块11、程序烧写模块12、+3.3V电源模块13、+5V电源接口模块14、温度传感器模块15、DS1302时钟模块16、D/A数模转换模块17、RGB模块18和液晶显示模块19；

所述MCU模块2包括单片机芯片和外围电路，所述程序烧写模块12的RXD、TXD端口依次对应电连接至单片机芯片的RXD、TXD端口；

两路所述温度传感器模块15，如图3所示，包括温度传感器U6、U7和电阻R91，所述温度传感器U6和U7的VDD端、电阻R91的一端和+3.3V电源模块的VCC端电连接，所述温度传感器U6和U7的GND端接地，所述温度传感器U6和U7的DQ端与电阻R91的另一端电连接并通过排针引出固定于所述模块载体板1上；

所述D/A数模转换模块17，如图4所示，包括电阻R104、R105、R106和电容C31、C32，所述电阻R104的一端与单片机芯片的PWM端电连接，所述电阻R105的一端、电容C31的一端与电阻R104的另一端电连接，所述电阻R106的一端与单片机芯片的A/D端电连接，所述电容C32的一端、电阻R105的另一端、电阻R106的另一端与单片机芯片的D/A端电连接，所述电容C31的另一端和所述电容C32的另一端均接地。

所述MCU模块2为所述多功能单片机学习板的控制模块，MCU为微控制单元，是把中央处理器的频率与规格做适当缩减，并将内存、计数器、USB、A/D转换等周边接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。诸如手机、PC外围、遥控器，至汽车电子、工业上的步进马达、机器手臂的控制等，都可见到MCU的身影。

所述程序烧写模块12的RXD、TXD端口依次对应电连接至单片机芯片的RXD、TXD端口，所述RXD端口为接收数据端口，所述TXD端口为发送数据端口，从而实现数据的接收和发送。使用时，所述MCU模块2的单片机芯片的其他端口与其他模块的输出端使用排针电连接，即如需要使用其中一个或多个模块则使用跳帽把排针的相应引脚连接即可，按需连接方便快捷。

另外，所述LED灯模块3为62路的采用高电平驱动的LED灯电路，所述蜂鸣器模块4提供提示、警报等功能，所述矩阵按键接口模块6为4*4矩阵键盘或者4*4薄膜键盘，多路所述RGB模块18为具有三输出端的三原色灯珠电路，所述+3.3V电源模块13和+5V电源接口模块14为所述多功能单片机学习板供电，所述液晶显示模块19设有对比度调节电位器并可实现字符显示功能，设有所述预留端口模块10可对所述多功能单片机学习板进行功能扩展。

所述多功能单片机学习板设有多个独立且成熟的功能模块，满足多种不同设计性实验的需求，提高实验技术水平，开发性拓展性强，利于加强使用者的硬件实践能力，创造力和发散性思维的培养。

所述温度传感器模块15可满足多种设计性实验的需求，比如空调环境控制，感测建筑物内温设备或机器，并进行过程监测和控制等。所述温度传感器U6和U7的VDD端为电源输入端，GND端为接地端，DQ端为数据I/O端。所述温度传感器U6和U7的DQ端共用一条总线并连接排针引出固定于所述模块载体板1上，可以实现单总线挂载多个温度传感器的实验。

所述D/A数模转换模块17用于将数字信号转换为模拟信号，所述电阻R106的一端与单片机芯片的A/D端电连接，为所述D/A数模转换模块17提供数字输入信号；与单片机芯片的PWM端电连接，为所述D/A数模转换模块17提供高速脉冲，单片机芯片的数字信号接入所述D/A数模转换模块17通过脉冲宽度调制变为模拟信号并根据A/D检测的电压值来逐步调整所需电压D/A值。所述D/A数模转换模块17利用所述单片机芯片提供高速脉冲，无需增加额外的数模转换芯片，简化结构，降低成本。

优选地，所述PCF8563时钟模块8，如图5所示，包括PCF8563芯片U10、二极管D85、电容C27、C28、极性电容C29、晶振Y3和贴片拨码开关S10；所述二极管D85的正极与+3.3V电源模块的VCC端电连接，所述二极管D85的负极、极性电容C29的正极和PCF8563芯片U10的VDD端电连接，所述极性电容C29的负极接地，所述电容C27的一端、晶振Y3的一端与PCF8563芯片U10的OSCI端电连接，所述电容C28的一端、晶振Y3的另一端与PCF8563芯片U10的OSCOCLK端电连接，所述电容C27的另一端、电容C28的另一端、极性电容C29的负极和PCF8563芯片U10的VSS端接地，所述PCF8563芯片U10的SCL端与贴片拨码开关S10的1端口电连接，所述PCF8563芯片U10的SDA端与贴片拨码开关S10的2端口电连接，所述贴片拨码开关S10的4端口与单片机芯片的9端口电连接，所述贴片拨码开关S10的3端口与单片机芯片的10端口电连接，所述PCF8563芯片U10的OUT端和INT’端悬空。

所述PCF8563时钟模块8设有所述PCF8563芯片U10，PCF8563为飞利浦公司设计生产的一款CMOS实时时钟和日历，最适合低功耗应用，还提供可编程时钟输出、中断输出和电压过低检测器；通过两线双向I²C总线串行传送所有地址和数据；最大总线速度为400kbit/s，寄存器地址会在每次写入或读取数据字节后自动递增。

所述PCF8563时钟模块8可提供多种报警功能、定时器功能、时钟输出功能、中断输出功能以及看门狗功能。所述PCF8563芯片U10的OSCI端、OSCOCLK端分别为振荡器输入端、振荡器输出端。所述晶振Y3、电容C27、C28组成的回路为振荡器，为所述PCF8563芯片U10提供时钟信号。所述极性电容C29起到储能和滤波作用。所述PCF8563芯片的SCL端、SDA端分别为串行时钟输入端、串行数据I/O端。所述贴片拨码开关S10为2位贴片拨码开关，一端与所述PCF8563芯片U10的SCL端和SDA端电连接，另一端与单片机芯片的9和10端口电连接，若需要使用所述PCF8563时钟模块8则需要把所述贴片拨码开关S10打至ON端即可。

优选地，所述程序烧写模块12，如图6所示，包括程序烧写芯片U2、USB_A母座U3、极性电容C30、晶振Y1、烧录接口U4、发光二极管D65、二极管D66、电阻R63、R64、R65、R66、电容C3、C4、C5、开关SW1、烧写外联接口S1和保险丝PC1；所述烧录接口U4为4引脚单排排针，所述烧写外联接口S1为4引脚双排排针，所述烧录接口U4的第3引脚、第4引脚依次对应和烧写外联接口S1的第2引脚、第4引脚电连接，所述烧写外联接口S1的第1引脚与二极管D66的正极电连接，所述二极管D66的负极与程序烧写芯片U2的TXD端电连接，所述烧写外联接口S1的第3引脚和电阻R66的一端电连接，所述电阻R66的另一端与程序烧写芯片U2的RXD端电连接，所述晶振Y1的一端、电容C3的一端与程序烧写芯片U2的XI端电连接，所述晶振Y1的另一端、电容C4的一端与程序烧写芯片U2的XO端电连接，所述电容C5的一端与程序烧写芯片U2的V3端电连接，所述USB_A母座U3的Data-端通过电阻R63与程序烧写芯片U2的UD-端电连接，所述USB_A母座U3的Data+端通过电阻R64与程序烧写芯片U2的UD+端电连接，所述极性电容C30的正极、保险丝PC1的一端与USB_A母座U3的VCC端电连接，所述开关SW1的一端、电阻R65的一端、烧录接口U4的第1引脚与+3.3V电源模块的VCC端电连接，所述电阻R65的另一端与发光二极管D65的正极电连接，所述保险丝PC1的另一端、程序烧写芯片U2的VCC端、开关SW1的另一端与+5V电源接口模块的输出端电连接，所述极性电容C30的负极、电容C3、C4和C5的另一端、程序烧写芯片U2的GND端、USB_A母座U3的GND端、发光二极管D65的负极和烧录接口U4的第2引脚均接地，所述程序烧写芯片U2的其他端口悬空，所述烧写外联接口S1通过跳帽与所述MCU模块2的对应端口连接。

所述程序烧写模块12可通过数据线将控制程序烧写到所述多功能单片机学习板。所述USB_A母座为通用串行总线插口，用于传输控制烧写程序至单片机。所述程序烧写芯片U2的XI端、XO端分别为振荡器输入端、振荡器输出端，与所述晶振Y3、电容C27和C28组成的振荡器回路连接。因为所述程序烧写芯片U2的VCC端外接+5V电源，因此所述程序烧写芯片U2的V3端通过所述电容C5接地，起到退耦作用，消除电路网络之间的寄生耦合。所述USB_A母座U3的VCC端通过保险丝PC1外接+5V电源并通过极性电容C30接地；所述保险丝PC1为可恢复保险丝，防止电流过大烧坏所述USB_A母座U3；所述极性电容C30起到储能滤波作用。所述程序烧写芯片U2的UD-端通过电阻R63与USB_A母座U3的Data-电连接，所述程序烧写芯片U2的UD+端通过电阻R64与USB_A母座U3的Data+电连接，从而通过串行数据总线将程序烧写至所述程序烧写芯片U2中，所述电阻R63和R64起到限流作用。所述开关SW1为所述多功能单片机学习板的电源开关，发光二极管D65为电源工作指示灯。所述烧写外联接口S1的一端连接到程序烧写芯片U2的TXD端和RXD端，另一端连接至单片机芯片的RXD端和TXD端，如需给所述多功能单片机学习板烧写程序则需要用跳帽把排针相应连接即可。所述电阻R66和二极管D66可防止USB器件给单片机芯片供电，所述烧录接口U4为所述蓝牙接口模块7和MCU模块2的串口连接接口。

优选地，所述光敏电阻比较器模块11设有两个光敏电阻比较电路，每个光敏电阻比较电路，如图7所示，包括电压比较器U11、光敏电阻G4、电位器RP_4、电阻R97、R98、发光二极管D82和电容C11；所述电阻R97的一端、电位器RP_4的1端口、电压比较器U11的电源端、发光二极管D82的正极均与+3.3V电源模块的VCC端电连接，所述光敏电阻G4的一端、电容C11的一端、电压比较器U11的IN-端与电阻R97的另一端电连接，所述光敏电阻G4的另一端接地，所述电位器RP_4的2端口接地，所述电位器RP_4的3端口与电压比较器U11的IN+端电连接，所述电容C11的另一端接地，所述发光二极管D82的负极与电阻R98的一端电连接，所述电阻R98的另一端与电压比较器U11的OUT端电连接，所述电压比较器U11的接地端接地，所述电压比较器U11的OUT端通过排针引出并固定于所述模块载体板1上。

所述光敏电阻比较器模块11设有两个光敏电阻比较电路，用于检测周围环境的光度变化从而实现输出电平高低变化，给出触发信号。所述光敏电阻G4的阻值随光度变化，调节所述电位器RP_4的阻值即可调节所述光敏电阻比较器模块11的光感灵敏度。所述光敏电阻比较器模块11的光敏电阻G4的一端、电位器RP_4的3端口依次对应与电压比较器U11的IN-、IN+端电连接从而比较所述光敏电阻G4和电位器RP_4的电压：当光敏电阻G4的阻值因光度变化而减小，从而使所述电压比较器U11的IN+端电压大于IN-端的电压，则所述电压比较器U11的OUT端输出高电平电压，反之OUT端输出低电平。所述发光二极管D82在所述电压比较器U11启动时通电发光，起到电路工作提示作用。

优选地，所述DS1302时钟模块16，如图8所示，包括DS1302芯片U5、纽扣电池BT1、晶振Y2、电容C9、C10、C16和时钟外联接口P5；所述时钟外联接口P5为6引脚双排排针，所述纽扣电池BT1的正极与DS1302芯片U5的VCC1端电连接，所述晶振Y2的一端、电容C9的一端与DS1302芯片U5的X1端电连接，所述晶振Y2的另一端、电容C10的一端与DS1302芯片U5的X2端电连接，所述DS1302芯片U5的SCLK端与时钟外联接口P5的第1引脚电连接，所述DS1302芯片U5的I/O端与时钟外联接口P5的第2引脚电连接，所述DS1302芯片U5的RST’端与时钟外联接口P5的第3引脚电连接，所述时钟外联接口P5的第4引脚、第5引脚和第6引脚依次对应与单片机芯片的第29引脚、第30引脚和第31引脚电连接，所述DS1302芯片U5的VCC2端、电容C16的一端与+3.3V电源模块的VCC端电连接，所述DS1302芯片U5的GND端、电容C9、C10和C16的另一端和纽扣电池BT1的负极均接地。

DS1302为美国达拉斯半导体公司推出的一种高性能、具有涓细电流充电能力的低功耗实时时钟芯片，工作电压为2.5V～5.5V，采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据，DS1302内部有一个31×8的用于临时性存放数据的RAM寄存器，。

所述DS1302时钟模块16为实时时钟模块，可对年、月、日、周日、时、分和秒进行计时，具有闰年补偿功能。所述DS1302芯片U5的X1端、X2端分别为振荡器输入端、振荡器输出端。所述晶振Y2、电容C9和C10组成的回路为振荡器，为所述DS1302芯片U5提供时钟信号。所述DS1302芯片U5的VCC2端为主电源，外接+3.3V电源；所述DS1302芯片U5的VCC1端为备用电源，外接所述纽扣电池BT1；从而在主电源关闭的情况下，也能保持所述DS1302时钟模块16的连续运行。所述电容C16与所述DS1302时钟芯片U5的GND端电连接，起到退耦滤波作用。所述时钟外联接口P5的一端与DS1302时钟芯片U5的SCLK端、I/O端和RST端电连接，另一端与单片机芯片的第29、30和31引脚电连接，如需要使用所述DS1302时钟模块16则使用跳帽把所述时钟外联接口P5的相应引脚连接即可。

优选地，所述MCU模块2的单片机芯片为STC15W4K48S4芯片。所述STC15W4K48S4芯片为宏晶科技公司设计生产的一种低功耗、高性能增强型51单片机芯片，拥有灵巧的CPU和在系统可编程Flash，为嵌入式控制应用系统提供灵活有效的解决方案。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种多功能单片机学习板，包括模块载体板，所述模块载体板固定有MCU模块、LED灯模块、蜂鸣器模块、独立按键模块、矩阵按键接口模块、蓝牙接口模块、PCF8563时钟模块、红外接收模块、预留端口模块、光敏电阻比较器模块、程序烧写模块、+3.3V电源模块、+5V电源接口模块、温度传感器模块、DS1302时钟模块、D/A数模转换模块、RGB模块和液晶显示模块，其特征在于：

所述MCU模块包括单片机芯片和外围电路，所述程序烧写模块的RXD、TXD端口依次对应电连接至单片机芯片的RXD、TXD端口；

两路所述温度传感器模块包括温度传感器U6、U7和电阻R91，所述温度传感器U6和U7的VDD端、电阻R91的一端和+3.3V电源模块的VCC端电连接，所述温度传感器U6和U7的GND端接地，所述温度传感器U6和U7的DQ端与电阻R91的另一端电连接并通过排针引出固定于所述模块载体板上；所述D/A数模转换模块包括电阻R104、R105、R106和电容C31、C32，所述电阻R104的一端与单片机芯片的PWM端电连接，所述电阻R105的一端、电容C31的一端与电阻R104的另一端电连接，所述电阻R106的一端与单片机芯片的A/D端电连接，所述电容C32的一端、电阻R105的另一端、电阻R106的另一端与单片机芯片的D/A端电连接，所述电容C31的另一端和所述电容C32的另一端均接地。

2.根据权利要求1所述的多功能单片机学习板，其特征在于：所述PCF8563时钟模块包括PCF8563芯片U10、二极管D85、电容C27、C28、极性电容C29、晶振Y3和贴片拨码开关S10；所述二极管D85的正极与+3.3V电源模块的VCC端电连接，所述二极管D85的负极、极性电容C29的正极和PCF8563芯片U10的VDD端电连接，所述极性电容C29的负极接地，所述电容C27的一端、晶振Y3的一端与PCF8563芯片U10的OSCI端电连接，所述电容C28的一端、晶振Y3的另一端与PCF8563芯片U10的OSCOCLK端电连接，所述电容C27的另一端、电容C28的另一端、极性电容C29的负极和PCF8563芯片U10的VSS端接地，所述PCF8563芯片U10的SCL端与贴片拨码开关S10的1端口电连接，所述PCF8563芯片U10的SDA端与贴片拨码开关S10的2端口电连接，所述贴片拨码开关S10的4端口与单片机芯片的9端口电连接，所述贴片拨码开关S10的3端口与单片机芯片的10端口电连接，所述PCF8563芯片U10的OUT端和INT’端悬空。

3.根据权利要求1所述的多功能单片机学习板，其特征在于：所述程序烧写模块包括程序烧写芯片U2、USB_A母座U3、极性电容C30、晶振Y1、烧录接口U4、发光二极管D65、二极管D66、电阻R63、R64、R65、R66、电容C3、C4、C5、开关SW1、烧写外联接口S1和保险丝PC1；所述烧录接口U4为4引脚单排排针，所述烧写外联接口S1为4引脚双排排针，所述烧录接口U4的第3引脚、第4引脚依次对应和烧写外联接口S1的第2引脚、第4引脚电连接，所述烧写外联接口S1的第1引脚与二极管D66的正极电连接，所述二极管D66的负极与程序烧写芯片U2的TXD端电连接，所述烧写外联接口S1的第3引脚和电阻R66的一端电连接，所述电阻R66的另一端与程序烧写芯片U2的RXD端电连接，所述晶振Y1的一端、电容C3的一端与程序烧写芯片U2的XI端电连接，所述晶振Y1的另一端、电容C4的一端与程序烧写芯片U2的XO端电连接，所述电容C5的一端与程序烧写芯片U2的V3端电连接，所述USB_A母座U3的Data-端通过电阻R63与程序烧写芯片U2的UD-端电连接，所述USB_A母座U3的Data+端通过电阻R64与程序烧写芯片U2的UD+端电连接，所述极性电容C30的正极、保险丝PC1的一端与USB_A母座U3的VCC端电连接，所述开关SW1的一端、电阻R65的一端、烧录接口U4的第1引脚与+3.3V电源模块的VCC端电连接，所述电阻R65的另一端与发光二极管D65的正极电连接，所述保险丝PC1的另一端、程序烧写芯片U2的VCC端、开关SW1的另一端与+5V电源接口模块的输出端电连接，所述极性电容C30的负极、电容C3、C4和C5的另一端、程序烧写芯片U2的GND端、USB_A母座U3的GND端、发光二极管D65的负极和烧录接口U4的第2引脚均接地，所述程序烧写芯片U2的其他端口悬空，所述烧写外联接口S1通过跳帽与所述MCU模块的对应端口连接。

4.根据权利要求1所述的多功能单片机学习板，其特征在于：所述光敏电阻比较器模块设有两个光敏电阻比较电路，每个光敏电阻比较电路包括电压比较器U11、光敏电阻G4、电位器RP_4、电阻R97、R98、发光二极管D82和电容C11；所述电阻R97的一端、电位器RP_4的1端口、电压比较器U11的电源端、发光二极管D82的正极均与+3.3V电源模块的VCC端电连接，所述光敏电阻G4的一端、电容C11的一端、电压比较器U11的IN-端与电阻R97的另一端电连接，所述光敏电阻G4的另一端接地，所述电位器RP_4的2端口接地，所述电位器RP_4的3端口与电压比较器U11的IN+端电连接，所述电容C11的另一端接地，所述发光二极管D82的负极与电阻R98的一端电连接，所述电阻R98的另一端与电压比较器U11的OUT端电连接，所述电压比较器U11的接地端接地，所述电压比较器U11的OUT端通过排针引出并固定于所述模块载体板上。

5.根据权利要求1所述的多功能单片机学习板，其特征在于：所述DS1302时钟模块包括DS1302芯片U5、纽扣电池BT1、晶振Y2、电容C9、C10、C16和时钟外联接口P5；所述时钟外联接口P5为6引脚双排排针，所述纽扣电池BT1的正极与DS1302芯片U5的VCC1端电连接，所述晶振Y2的一端、电容C9的一端与DS1302芯片U5的X1端电连接，所述晶振Y2的另一端、电容C10的一端与DS1302芯片U5的X2端电连接，所述DS1302芯片U5的SCLK端与时钟外联接口P5的第1引脚电连接，所述DS1302芯片U5的I/O端与时钟外联接口P5的第2引脚电连接，所述DS1302芯片U5的RST’端与时钟外联接口P5的第3引脚电连接，所述时钟外联接口P5的第4引脚、第5引脚和第6引脚依次对应与单片机芯片的第29引脚、第30引脚和第31引脚电连接，所述DS1302芯片U5的VCC2端、电容C16的一端与+3.3V电源模块的VCC端电连接，所述DS1302芯片U5的GND端、电容C9、C10和C16的另一端和纽扣电池BT1的负极均接地。

6.根据权利要求1所述的多功能单片机学习板，其特征在于：所述MCU模块的单片机芯片为STC15W4K48S4芯片。