CN114120741A - 一种三核心嵌入式实训装置 - Google Patents
一种三核心嵌入式实训装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114120741A CN114120741A CN202111407848.2A CN202111407848A CN114120741A CN 114120741 A CN114120741 A CN 114120741A CN 202111407848 A CN202111407848 A CN 202111407848A CN 114120741 A CN114120741 A CN 114120741A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- module
- embedded
- core
- board
- practical training
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000012549 training Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 14
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 7
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 claims description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 7
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 230000006870 function Effects 0.000 description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
- G09B9/00—Simulators for teaching or training purposes
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
- G09B23/00—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
- G09B23/06—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for physics
- G09B23/18—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for physics for electricity or magnetism
- G09B23/183—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for physics for electricity or magnetism for circuits
- G09B23/186—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for physics for electricity or magnetism for circuits for digital electronics; for computers, e.g. microprocessors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Educational Administration (AREA)
- Educational Technology (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Algebra (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Rehabilitation Tools (AREA)
Abstract
本发明公开了一种三核心嵌入式实训装置，包括多核嵌入式核心外围功能板和嵌入式核心板，所述多核嵌入式核心外围功能板与嵌入式核心板之间通过两组组板对板高速连接器进行连接。本发明采用项目化设计，整个平台共规划为四个完整的子项目，预设多种应用场景，使初学者可以快速上手学习嵌入式技术，使企业研发人员可以快速评估测试进行二次开发，同时按预设应用场景分配硬件接口资源，划分为智慧农业模块、智能小车模块、智能音箱模块、工业互联网模块、公共资源模块共五个功能区，各类输入、输出、存储、通信等设备，均按功能区场景进行物理分布，并通过直观的印刷文字图形进行区分说明，可以通过所见所得的方式快速搭建应用系统。
Description
技术领域
本发明涉及一种实训装置，具体为一种三核心嵌入式实训装置。
背景技术
嵌入式系统，是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁减，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗的严格要求的专用计算机系统。
单片机，即微控制器，是将微型计算机的主要部分集成在一个芯片上的单芯片微型计算机。
嵌入式系统发展至今，种类繁多，常见的有8位单片机、32位单片机、FPGA等。
嵌入式系统应用广泛，多种技术竞争，对于初学者来说每项技术从头开始学习耗时耗力，无法快速评估测试。市面上已有嵌入式开发板无法兼容多种嵌入式核心板，硬件平台不统一，技术标准不统一，导致学习成本增加、难度增加。还存在使用传统杜邦线的硬件连接方式，使得系统连接不可靠、故障率高等问题，为此，我们提出一种三核心嵌入式实训装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种三核心嵌入式实训装置，以解决背景技术中解决的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种三核心嵌入式实训装置，包括多核嵌入式核心外围功能板和嵌入式核心板，所述多核嵌入式核心外围功能板与嵌入式核心板之间通过两组组板对板高速连接器进行连接，所述嵌入式核心板采用统一硬件平台，统一支持满足8位单片机、32位单片机和FGPA三种嵌入式核心板。
优选的，所述多核嵌入式核心外围功能板按预设应用场景分配硬件接口资源，划分为智慧农业模块、智能小车模块、智能音箱模块、工业互联网模块和公共资源模块共五个功能区，所述智慧农业模块、智能小车模块、智能音箱模块和工业互联网模块通过两组100PIN电性连接于板对板高速连接器上。
优选的，所述智慧农业模块由ASR语音识别MIC组成，所述ASR语音识别MIC与嵌入式核心板相互配合，可实现非特定人声语音识别。
优选的，所述智能小车模块由步进电机、直流电机、第一码盘和第二码盘组成，所述步进电机与直流电机的一端分别设置有第一码盘和第二码盘，所述第一码盘与第二码盘所对应的位置设置有两组红外对管测速传感器，所述智能小车模块的一侧设置有超声波测距传感器。
优选的，所述智能音箱模块由扬声器和矩阵键盘组成，所述扬声器与矩阵键盘通过SPI与嵌入式核心板电连接，音频信号经功放芯片HT6872连接至扬声器，实现音乐外放播放。
优选的，所述工业互联网模块由百兆网口、千兆网口和摄像头组成，所述工业互联网模块可通过8位或32位单片机采集实时画面。
优选的，所述公共资源模块包含彩色触摸屏，所述彩色触摸屏自带电容式触摸屏，支持多点触摸。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明采用项目化设计，整个平台共规划为四个完整的子项目，预设多种应用场景，使初学者可以快速上手学习嵌入式技术，使企业研发人员可以快速评估测试进行二次开发。
同时按预设应用场景分配硬件接口资源，划分为智慧农业模块、智能小车模块、智能音箱模块、工业互联网模块、公共资源模块共五个功能区。各类输入、输出、存储、通信等设备，均按功能区场景进行物理分布，并通过直观的印刷文字图形进行区分说明。摒弃了杜邦线硬件连接的各种弊端，可以通过所见所得的方式快速搭建应用系统。
附图说明
图1为本发明系统原理示意图；
图2为本发明多核嵌入式核心外围功能板布局图；
图3为本发明智慧农业模块布局图；
图4为本发明智能小车模块布局图；
图5为本发明智能音箱模块布局图；
图6为本发明工业互联网模块布局图；
图7为本发明公共资源模块布局图。
图中：1多核嵌入式核心外围功能板、2嵌入式核心板、3智慧农业模块、4智能小车模块、5智能音箱模块、6工业互联网模块、7公共资源模块、31ASR语音识别MIC、32温湿度传感器、33红外检测模块、34直流电机、35LED灯、36数码管、37调光LED、38光敏电阻、41步进电机、42直流电机、43超声波测距传感器、44第一码盘、45第二码盘、46蜂鸣器、47温度传感器、51扬声器、52矩阵键盘、61百兆网口、62千兆网口、63高速AD调整旋钮、64高速DA接口、65高速AD接口、66继电器接口、67摄像头、71WIFI模块、72核心板接口、73彩色触摸屏、74单片机ISP下载接口、75TF卡、76EERPROM存储器芯片、77RTC芯片、78独立LED、79复位按键、710电源接口、711电源开关、712WIFI模块下载接口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：一种三核心嵌入式实训装置，包括多核嵌入式核心外围功能板1和嵌入式核心板2，所述多核嵌入式核心外围功能板1与嵌入式核心板2之间通过两组组板对板高速连接器进行连接，所述嵌入式核心板2采用统一硬件平台，统一支持满足8位单片机、32位单片机和FGPA三种嵌入式核心板。
优选的，所述多核嵌入式核心外围功能板1按预设应用场景分配硬件接口资源，划分为智慧农业模块3、智能小车模块4、智能音箱模块5、工业互联网模块6和公共资源模块7共五个功能区，所述智慧农业模块3、智能小车模块4、智能音箱模块5和工业互联网模块6通过两组100PIN电性连接于板对板高速连接器上。
优选的，所述智慧农业模块3由ASR语音识别MIC31组成，所述ASR语音识别MIC31与嵌入式核心板2相互配合，可实现非特定人声语音识别。
优选的，所述智能小车模块4由步进电机41、直流电机42、第一码盘44和第二码盘45组成，所述步进电机41与直流电机42的一端分别设置有第一码盘44和第二码盘45，所述第一码盘44与第二码盘45所对应的位置设置有两组红外对管测速传感器，所述智能小车模块4的一侧设置有超声波测距传感器43。
优选的，所述智能音箱模块5由扬声器51和矩阵键盘52组成，所述扬声器51与矩阵键盘52通过SPI与嵌入式核心板2电连接，音频信号经功放芯片HT6872连接至扬声器，实现音乐外放播放。
优选的，所述工业互联网模块6由百兆网口61、千兆网口62和摄像头67组成，所述工业互联网模块6可通过8位或32位单片机采集实时画面。
优选的，所述公共资源模块7包含彩色触摸屏73，所述彩色触摸屏73自带电容式触摸屏，支持多点触摸。
如图1，本发明提出了一种三核心嵌入式实训装置，通过统一的2组100PIN板对板高速连接器将嵌入式核心板2与多核嵌入式核心外围功能板1连接，本系统可插拔，可替换，从而组合成不同种类实训平台，即STC51单片机实训平台、STM32实训平台、FPGA实训平台。既节约资源，又灵活可靠。如图1所示，所述嵌入式核心板2包括8位STC51单片机核心板、32位STM32核心板和FPGA核心板，其中8位STC51单片机核心板采用宏晶科技的STC15W4K56S4，板载256Kb外置SRAM存储器；32位STM32核心板采用意法半导体的STM32F103ZET6，板载512Kb外置SRAM存储器；FPGA核心板采用XILINX的XC7A35T-2FGG484C，板载2GbitDDR3内存芯片，板载QSPIFlash用于存储固化FPGA程序。
进一步地，如图3，为本发明的智慧农业模块3器件布局图，本区模块部分器件相关引脚均连接至公共资源模块7的2组100PIN板对板高速连接器上。其中ASR语音识别MIC31设置为LD3320，通过SPI总线与嵌入式核心板2连接，通过内置特有的快速而稳定的优化算法，实现非特定人语音识别，而只会农业模块3还包括温湿度传感器32、红外检测模块33、直流电机34、LED灯35、数码管36、调光LED37和光敏电阻38，所述温湿度传感器31的型号为DHT11，一路直流电机34通过ULN2003芯片驱动控制，智慧农业模块3结合嵌入式核心板2可实现非特定人声语音识别。
进一步地，如图4，为本发明的智能小车模块4器件布局图，本区域大部分器件相关引脚均连接至本发明的公共资源模块7的2组100PIN板对板高速连接器上，其中智能小车模块4还包括蜂鸣器46和温度传感器47。其中温度传感器47芯片为DS18B20，其中一路步进电机41和一路直流电机42均是通过ULN2003芯片驱动控制。而安装于一路步进电机41和一路直流电机4上的第一码盘44和第二码盘45和红外对管测速传感器实现直流脉冲输出，然后通过嵌入式核心板2统计计数，实现电机的光电计数测速功能。
进一步地，如图5，为本发明的智能音箱模块5器件布局图，本区域大部分器件相关引脚均连接至本发明的公共资源模块7的2组100PIN板对板高速连接器上。其中音乐播放的多媒体解码器芯片为VS1053，通过SPI与嵌入式核心板2连接，而音频信号经功放芯片HT6872连接至扬声器，实现音乐外放播放。
进一步地，如图6，为本发明的工业互联网模块6器件布局图，工业互联网模块6还包括高速AD调整旋钮63、高速DA接口64、高速AD接口65和继电器接口66，本区域大部分器件相关引脚均连接至本发明的公共资源模块7的2组100PIN板对板高速连接器上。其中百兆网口61使用的核心芯片为W5500，通过SPI与嵌入式核心板2连接，千兆网口62使用的核心芯片为RTL8211E，而千兆网口62，可通过FPGA进行控制；1个板载摄像头67为OV7670,可通过8位/32位单片机采集实时画面，摄像头67模组型号为OV7670，连接至FIFO芯片，再通过并口连接至嵌入式核心板2。
进一步地，如图7，除去智慧农业模块3、智能小车模块4、智能音箱模块5、工业互联网模块6所余下的部分为本发明的公共资源模块7，所述公共资源模块7还包括WIFI模块71、核心板接口72、单片机ISP下载接口74、TF卡75、EERPROM存储器芯片76、RTC芯片77、独立LED78、复位按键79、电源接口710、电源开关711、和WIFI模块下载接口712，其中还包括DS1302时钟芯片，即TTC芯片，以及后备电池接口，其中WIFI模块71型号为ESP32，通过串口与嵌入式核心板2连接，嵌入式核心板2主控MCU可以通过串口发送AT指令对应进行控制，所述单片机ISP下载接口74可用于8位或32位单片机程序下载，所述TF卡75支持SPI和SDIO接口协议，其中彩色触摸屏73设置为3.5寸TFT液晶彩屏，320*480分辨率，16位真彩显示，自带电容式触摸屏，支持多点触摸。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种三核心嵌入式实训装置，包括多核嵌入式核心外围功能板(1)和嵌入式核心板(2)，其特征在于：所述多核嵌入式核心外围功能板(1)与嵌入式核心板(2)之间通过两组组板对板高速连接器进行连接，所述嵌入式核心板(2)采用统一硬件平台，统一支持满足8位单片机、32位单片机和FGPA三种嵌入式核心板。
2.根据权利要求1所述的一种三核心嵌入式实训装置，其特征在于：所述多核嵌入式核心外围功能板(1)按预设应用场景分配硬件接口资源，划分为智慧农业模块(3)、智能小车模块(4)、智能音箱模块(5)、工业互联网模块(6)和公共资源模块(7)共五个功能区，所述智慧农业模块(3)、智能小车模块(4)、智能音箱模块(5)和工业互联网模块(6)通过两组100PIN电性连接于板对板高速连接器上。
3.根据权利要求2所述的一种三核心嵌入式实训装置，其特征在于：所述智慧农业模块(3)由ASR语音识别MIC(31)组成，所述ASR语音识别MIC(31)与嵌入式核心板(2)相互配合，可实现非特定人声语音识别。
4.根据权利要求3所述的一种三核心嵌入式实训装置，其特征在于：所述智能小车模块(4)由步进电机(41)、直流电机(42)、第一码盘(44)和第二码盘(45)组成，所述步进电机(41)与直流电机(42)的一端分别设置有第一码盘(44)和第二码盘(45)，所述第一码盘(44)与第二码盘(45)所对应的位置设置有两组红外对管测速传感器，所述智能小车模块(4)的一侧设置有超声波测距传感器(43)。
5.根据权利要求4所述的一种三核心嵌入式实训装置，其特征在于：所述智能音箱模块(5)由扬声器(51)和矩阵键盘(52)组成，所述扬声器(51)与矩阵键盘(52)通过SPI与嵌入式核心板(2)电连接，音频信号经功放芯片HT6872连接至扬声器，实现音乐外放播放。
6.根据权利要求5所述的一种三核心嵌入式实训装置，其特征在于：所述工业互联网模块(6)由百兆网口(61)、千兆网口(62)和摄像头(67)组成，所述工业互联网模块(6)可通过8位或32位单片机采集实时画面。
7.根据权利要求6所述的一种三核心嵌入式实训装置，其特征在于：所述公共资源模块(7)包含彩色触摸屏(73)，所述彩色触摸屏(73)自带电容式触摸屏，支持多点触摸。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111407848.2A CN114120741A (zh) | 2021-11-25 | 2021-11-25 | 一种三核心嵌入式实训装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111407848.2A CN114120741A (zh) | 2021-11-25 | 2021-11-25 | 一种三核心嵌入式实训装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114120741A true CN114120741A (zh) | 2022-03-01 |
Family
ID=80372378
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111407848.2A Pending CN114120741A (zh) | 2021-11-25 | 2021-11-25 | 一种三核心嵌入式实训装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114120741A (zh) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202183199U (zh) * | 2011-08-09 | 2012-04-04 | 天津芯慧鸿业科技发展有限公司 | 传感运动控制实训平台 |
| CN202662200U (zh) * | 2012-07-09 | 2013-01-09 | 济宁学院 | 一种基于多核的电子创新实训平台 |
| CN203300121U (zh) * | 2013-06-14 | 2013-11-20 | 四川信息职业技术学院 | 嵌入式智能家居实训平台 |
| CN104240558A (zh) * | 2014-09-23 | 2014-12-24 | 无锡职业技术学院 | 一种嵌入式技术实训系统及其实训方法 |
| CN107203166A (zh) * | 2017-07-14 | 2017-09-26 | 武汉朗宇智能科技有限公司 | 一种智能传感器实训装置 |
| CN107204142A (zh) * | 2017-06-01 | 2017-09-26 | 安徽福讯信息技术有限公司 | 一种基于单片机及嵌入式的实训平台系统 |
| CN112068469A (zh) * | 2020-09-02 | 2020-12-11 | 湖北三江航天万峰科技发展有限公司 | 基于dsp28379的通用型嵌入式主控板 |
| CN113050485A (zh) * | 2021-03-12 | 2021-06-29 | 山西国惠光电科技有限公司 | 一种用于智能控制系统的核心控制平台 |
-
2021
- 2021-11-25 CN CN202111407848.2A patent/CN114120741A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202183199U (zh) * | 2011-08-09 | 2012-04-04 | 天津芯慧鸿业科技发展有限公司 | 传感运动控制实训平台 |
| CN202662200U (zh) * | 2012-07-09 | 2013-01-09 | 济宁学院 | 一种基于多核的电子创新实训平台 |
| CN203300121U (zh) * | 2013-06-14 | 2013-11-20 | 四川信息职业技术学院 | 嵌入式智能家居实训平台 |
| CN104240558A (zh) * | 2014-09-23 | 2014-12-24 | 无锡职业技术学院 | 一种嵌入式技术实训系统及其实训方法 |
| CN107204142A (zh) * | 2017-06-01 | 2017-09-26 | 安徽福讯信息技术有限公司 | 一种基于单片机及嵌入式的实训平台系统 |
| CN107203166A (zh) * | 2017-07-14 | 2017-09-26 | 武汉朗宇智能科技有限公司 | 一种智能传感器实训装置 |
| CN112068469A (zh) * | 2020-09-02 | 2020-12-11 | 湖北三江航天万峰科技发展有限公司 | 基于dsp28379的通用型嵌入式主控板 |
| CN113050485A (zh) * | 2021-03-12 | 2021-06-29 | 山西国惠光电科技有限公司 | 一种用于智能控制系统的核心控制平台 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN203300121U (zh) | 嵌入式智能家居实训平台 | |
| CN109814468A (zh) | 一种基于stm32l4芯片的物联网开发板 | |
| CN207149238U (zh) | 一种光立方体演示系统 | |
| CN114120741A (zh) | 一种三核心嵌入式实训装置 | |
| CN204029206U (zh) | 物联网智能网关教学模拟系统 | |
| CN207337339U (zh) | 透明显示互动系统 | |
| CN206907294U (zh) | 一种聋哑人专用交流眼镜 | |
| CN208319989U (zh) | 一种复合型的电路控制器件 | |
| CN206209686U (zh) | 一种互动多感官训练仪 | |
| CN202003556U (zh) | 基于智能家居控制系统项目的dsp应用技术教学设备 | |
| CN206596002U (zh) | 一种基于以太网通讯的应急广播信息发布控制器 | |
| CN204087541U (zh) | 一种益智电子积木 | |
| CN203899156U (zh) | 一种智能竖琴 | |
| CN208889074U (zh) | 一种瞄准镜模拟装置 | |
| CN206710808U (zh) | 一种用电脑改变时间的定时器 | |
| CN206312135U (zh) | 一种安卓智能核心板 | |
| CN208334959U (zh) | 一种智能玩具的电路控制器件 | |
| CN217034951U (zh) | 一种驾驶员训练记录装置 | |
| CN206048218U (zh) | 一种气象机器人 | |
| CN215583243U (zh) | 一种迎宾仿真植物 | |
| CN204044948U (zh) | 太阳能供电展馆入口迎宾器 | |
| CN209183266U (zh) | 一种语音交互播放器 | |
| CN209328287U (zh) | 一种可编程教育机器人小车 | |
| CN211454907U (zh) | 一种用于培养汽车电子软硬件开发技术的实战教学设备 | |
| CN210639852U (zh) | 一种交通信号控制实验灯组 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |