CN202110705U - 便携式单片机系统设计检测实验平台 - Google Patents

Abstract

便携式单片机系统设计检测实验平台属于单片机技术领域，由AT89S52、AVR MGA16L、FPGA\DSP\ARM单片机，8155、7289、L298N、NOR、D\A 0832、A\D 0809、SD、编码器、继电器、AT24CO2IIC模块；电源稳压、电源输出、电位调节、蜂鸣器板块，直流电机、步进电机、液晶显示屏、PS2、16键盘、数码管、拨码开关LED和高速RS232串行通信、VGA显示、以太网、RS232串行接口28个区块布局在长395mm、宽295mm的盘面上，盘面为印刷电路板，盘面设置排针和接口将单片机模块和电子板块引出，可供本平台之外需用的资源，机箱长420mm、宽320mm、高130mm。本平台能进行51个检测实验项目，是讲授单片机课程和实训的教具，也是从事设计研发单片机应用技术的器件、工具和设备，为单片机教学和应用技术提供多功能、多用途的一种新产品。

Description

便携式单片机系统设计检测实验平台

技术领域

本实用新型属于单片机技术领域，特别涉及一种便携式单片机系统设计检测实验平台。 

背景技术

单片机又称微控制器(MCU)，是20世纪70年代兴起并迅速发展的一门科学技术。由于它具有集成度高、功能多、速度快、体积小、耗能低、可靠性强和使用方便等优点，被广泛地应用在工业、农业、国防、网络、通信和各行各业之中。发达国家应用单片机技术很普通，国内1980年开始有越来越多的科技人员投身到单片机技术应用，大专院校开设了单片机课程，但由于单片机种类多，每种单片机都必须有配套的编程器(固化程序用)、硬件仿真器(调试程序用)、指令系统和芯片及其说明书，大专院校讲授单片机课程和工程技术人员进行单片机应用技术的设计研发时，需要种类多、数量大的单片机及配套件，准备和携带这么多单片机及配套件需要的空间和面积很大，而且连接更换单片机及配套件费时、费力，给单片机教学和技术应用造成很多的障碍和困难。为克服这些障碍和困难，提供一种便携式单片机系统设计检测实验平台是本实用新型发明的目的。 

发明内容

本实用新型采用的技术方案是：由直流稳压电路区、直流电机转显盘、AT89S52单片机模块、L298N电机驱动模块、步进电机转显盘、AVR MEGA16L单片机模块、液晶显示屏、PS2键盘鼠标接口、高速RS232串行通信接口、FPGA/DSP/ARM单片机核心板模块、SD及传输模块、VGA显示器接口、以太网接口、16键键盘及显示数码管、8155模块、译码器模块、NOR模块、电源输出双排针、7289模块、D/A0832模块、拨码输入输出开关及LED显示、电位调节电路、A/D0809模块、编码器模块、继电器模块、RS232串行接口、蜂鸣器声音输出电路和AT24C02IIC模块等28个区块，布局在长395mm、宽295mm的盘面上，盘面内置电路原理图的印刷电路。本实用新型以AT89S52、AVR MEGA16L和FPGA/DSP/ARM单片机模块为主控其它区块配合的检测实验系统，可做51个检测实验项目，具体是：(一)使用AT89S52单片机模块系统可进行：(1)LED流水灯(2)键盘扫描(3)OCMJ4×8C液晶(4)串口通讯(5)A/D、D/A(6)USB下载仿真接口(7)8位七段数码管显示(8)蜂鸣器(9)PWM test工程(10)24C02工程(11)PI口输入输出(12)IN TO中断(13)脉冲计数(14)继电器(15)步进和直流电机(16)以太网接口(17)51与FPGA通讯项目的检测实验(二)使用AVRMEGA16L单片机模块系统可进行：(1)跑马灯工程(2)键盘(3)液晶(4)Uart工程(5)ADC、DAC工程(6)USB下载、JTAG接口(7)数码管显示(8)Mus ic工程(9)PWM test工程(10)24C02工程(11)EEPROM工程(12)中断工程(13)脉冲计数(14)继电器(15)步进和直流电机(16)以太网接口(17)Mega16与FPGA通讯项目的检测实 验。(三)使用FPGA/DSP/ARM单片机模块系统可进行：(1)交通灯(2)按键部分(3)液晶测试整机出厂设置(4)Uart工程(5)A/D、D/A(6)USB下载(7)动态数码显示(8)Music工程(9)可调PWM(10)1个数字时钟源(11)VGA接口PS2接口(12)自动售饮机(13)组合逻辑电路(14)数据比较电路(15)存储器(16)步进和直流电机(17)试验箱硬件出厂设置项目的检测实验。在盘面上设置排针和接口装置，将AT89S52、AVR MEGA16L及FPGA/DSP/ARM单片机模块和直流稳压电路区等电子板块引出，是单片机教学和应用技术的一套容量大、资源多的器材、工具和设备库，可供单片机教学实训和应用技术设计研发所需要的资源。整机装配在长420mm、宽320mm、高130mm的机箱内，机箱上盖高60mm内设网袋存放下载器、连线等附件，机箱下底高70mm内装交流变直流电的变压器、外装AC220V供电插座和总开关，构成本便携式单片机系统设计检测实验平台。 

本实用新型还采取了如下技术措施 

1、印刷电路板的设计与制作：设计的电路原理图应既能满足单片机教学实训的需要，又能满足单片机应用技术检测实验的需要，同时还能提供单片机教学和应用技术所需的器材、工具和设备等资源，从而确定本实用新型由28个区块组成。按原理图采集所需300多个元器件经典组合，矩阵布局在长395mm、宽295mm的盘面上。绘制电路原理图后，用微机布线并优化处理绘制出PCB文件图，再制成印刷电路板。 

2、AT89S52和AVR MEGA16L单片机模块，采用40P芯片万能锁紧座与印刷电路板连接，便于这两个CPU装上去和拆下来还能保证引脚连接良好。AT89S52模块区装配ISP下载接口供在线编程，AVR MEGA16L模块区装配JTAG和ISP仿真编程接口，可对AVR芯片在线仿真调试和ISP在线编程。 

3、FPGA/DSP/ARM单片机模块区配置两排50P双列排针，将该芯片资源全部引出，不仅可与SD及传输模块区共用，而且还可为本平台之外的单片机教学和应用技术提供资源。 

本实用新型的优点和积极效果 

本实用新型适应现代单片机技术的需要，把多种单片机和电子元件优化组合，设计出单片机模块和电子板块28个区块，布局在长395mm、宽295mm PCB材质的盘面上，盘面内置电路原理图的印刷电路，盘面上设置排针和接口把多个CPU模块和直流稳压电路区等电子板块引出，是单片机教学实训和应用技术的一套容量大、品种多的器材、工具和设备库。本实用新型以AT89S52、AVR MEGA16L和FPGA/DSP/ARM单片机模块为主控其它区块配合的检测实验系统，可进行检测实验51项。本便携式单片机设计检测实验平台体积只有0.17m³，却有大容量、多品种的资源和能进行多项检测实验，充分体现出本实用新型具有集成度高、功能多、体积小、耗能低、实用性强和使用方便等特征和优点，对促进大专院校单片机教学实训和工程技术人员应用单片机技术进行设计研发工作很给力，便携式单片机设计检测实验平台被誉为是单片机教学和应用技术的“万能箱”，深受广大师生和科技人员喜爱和欢迎。 

附图说明

附图1：便携式单片机系统设计检测平台结构示意图。 

附图2：便携式单片机系统设计检测平台印刷电路板图。 

附图标记说明：1、电路稳压电路区2、直流电机转显盘3、AT89S52单片机模块4、L298N电机驱动模块5、步进电机转显盘6、AVR MEGA16L单片机模块7、液晶显示屏8、PS2键盘鼠标接口9、高速RS232串行通信接口10、FPGA/DSP/ARM单片机核心板模块11、SD及传输模块12、VGA显示器接口13、以太网接口14、16键键盘及显示数码管15、8155模块16、译码器模块17、NOR模块18、电源输出双排针19、7289模块20、0832D/A模块21、拨码输入输出开关及LED显示22、电位调节电路23、0809A/D模块24、编码器模块25、继电器模块26、RS232串行接口27、蜂鸣器声音输出电路28、AT24C02 IIC模块。 

具体实施方式

1、配置供电开关电源一个、输入AC220V50Hz、输出DC5V、功率3W，装在机箱内。 

2、配置附件：(1)51/AVR下载器和EDA下载器各1个(2)下载线2根(3)串口线、USB线和网线各1根(4)杜邦线40根、长度400mm。计：8P的7根、8/4(一端8头另端分为两个4头)3根、6P的1根、6/1(一端6头另端分为六个1头)1根、5P的3根、5/1(一端5头另端分为五个1头)3根、4P的3根、4/1(一端4头另端分为四个1头)2根、3P的2根、2P的4根、2/1(一端2头另端分为两个1头)1根、1P的10根，杜邦线是用于本平台检测实验的连线。 

3、编写51个检测实验项目的连线程序资料。例如《LED流水灯检测实验的连线》：把“AT89S52系统模块”区域中的P0端口用杜邦线接到“输入输出模块”区域中的JTED3端口上，下载程序后8个LED灯瞬间全亮，用来检测实验LED灯的好坏，然后8个LED灯从左到右依次亮，再从右到左依次亮，间隔0.5秒。再例《8位7段数码管显示检测实验的连线》：把“AT89S52系统模块”区域中的P0端口用8P杜邦线连接到“键盘显示模块”区域中的JLED2端口，下载程序后在“键盘显示模块”区域中的8位数码管显示出1、2、3、4、5、6、7、8数字。其他检测实验项目的连线，已编写在使用指导书内，因其不属于申请本专利必须的内容，故不在此赘述。 

4、为保护本平台的盘面和便利携带，制作坚固精美的机箱，机箱长420mm、宽320mm、高130mm，机箱的下底高70mm、上盖高60mm。机箱上盖内设置网袋存放配置附件，在机箱下底板上面安装一块长285mm、宽63mm厚15mm的木隔板，用以支撑盘面在机箱内的水平位置，盘面及木隔板用螺丝与机箱下底边框固定。 

Claims (3)

1.一种便携式单片机系统设计检测实验平台，其特征是：由直流稳压电路区、直流电机转显盘、AT89S52单片机模块、L298N电机驱动模块、步进电机转显盘、AVR MEGA16L单片机模块、液晶显示屏、PS2键盘鼠标接口、高速RS232串行通信接口、FPGA/DSP/ARM单片机核心板模块、SD及传输模块、VGA显示器接口、以太网接口、16键键盘及显示数码管、8155模块、译码器模块、NOR模块、电源输出双排针、7289模块、D/A0832模块、拨码输入输出开关及LED显示、电位调节电路、A/D0809模块、编码器模块、继电器模块、RS232串行接口、蜂鸣器声音输出电路和AT24C02IIC模块计28个区块布局在盘面上，盘面内置电路原理图的印刷电路，盘面上设置排针和接口将单片机模块和电子板块引出，供平台之外需用的资源，本平台能够进行51个检测实验项目，整机装配在一个便携式机箱内。

2.根据权利要求1所述便携式单片机系统设计检测平台，其特征是：28个区块布局在印刷电路盘面上，盘面长395mm、宽295mm，整机装配在一个便携式机箱内，机箱长420mm、宽320mm、高130mm、机箱上盖高60mm、机箱下底高70mm。

3.根据权利要求1所述便携式单片机系统设计检测平台其特征是：盘面上设置排针和接口将AT89S52、AVR MEGA16L及FPGA/DSP/ARM单片机模块和直流稳压电路区电子板块引出，供平台之外需用的资源。 

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