CN202372822U

CN202372822U - 基于cpld或fpga的单片机通用型开发实验板

Info

Publication number: CN202372822U
Application number: CN2011205547435U
Authority: CN
Inventors: 李英珠
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-12-27
Filing date: 2011-12-27
Publication date: 2012-08-08
Anticipated expiration: 2021-12-27

Abstract

本实用新型公开了一种基于CPLD或FPGA的单片机通用型开发实验板，包括可用于锁紧单片机的集成电路锁紧座、复位跳线、跳线组合、可编程逻辑芯片、可编程逻辑芯片下载模块、功能模块、电源模块、单片机复位电路和单片机下载模块，电源模块为整个开发板提供电源，单片机复位电路和单片机下载模块的复位线通过复位跳线电连接在集成电路锁紧座的插脚上，可编程逻辑芯片通过跳线组合和集成电路锁紧座电连接在一起，所述可编程逻辑芯片下载模块和功能模块和单片机下载模块的信号线电连接在可编程逻辑芯片上。实现了各个功能模块与不同型号的单片机进行灵活配置的信号传递，达到了不同型号的单片机可以一板通用、所有功能模块可以一板复用的目的。

Description

基于CPLD或FPGA的单片机通用型开发实验板

技术领域

本实用新型涉及单片机开发板，具体地，涉及一种基于CPLD或FPGA的单片机通用型开发实验板。

背景技术

目前，单片机是当前使用最为广泛的中央处理器芯片(CPU)，由于其价格低廉、功能强大、使用简单，自90年代开始大量使用以来，一直保持着很强的生命力。对于使用者来说，为了学习和使用单片机，最常见的方法是购买单片机开发板，从中学习硬软件技术，为研发奠定基础，也可以在开发板上测试硬件和调试软件，但无法调试硬件。因此，单片机开发板应运而生。

对于中高级的开发人员和科研人员，在研发新产品的预研开发阶段，希望用最小的成本搭建新产品的原型机，用以调试硬件和调试软件，即为单片机实验板，当前市面上还没有很明确的这种功能界定的单片机实验板，市面上的单片机实验板大多数与单片机开发板功能类同。

当前市面上的开发板主要有51系列单片机开发板、AVR系列单片机开发板、PIC系列单片机开发板，也有51系列和AVR系列结合的单片机开发板。这些开发板主要针对开发板所使用的特定系列特定型号的单片机来帮助使用者学习软硬件技术、测试硬件和在开发板硬件基础上调试软件。使用者在这些开发板上不能随意更换使用同系列的其它型号单片机，特别是单片机管脚不兼容或管脚个数不同的其它单片机。这些开发板更无法做到51系列、AVR系列、PIC系列和其它系列单片机在同一块开发板上通用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对上述问题，提出一种基于CPLD或FPGA的单片机通用型开发实验板，以实现可使用不同型号的单片机进行实验或开发的优点。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种基于CPLD或FPGA的单片机通用型开发实验板，包括可用于锁紧单片机的集成电路锁紧座、复位跳线、跳线组合、可编程逻辑芯片、可编程逻辑芯片下载模块、功能模块、电源模块、单片机复位电路和单片机下载模块，所述电源模块为整个开发板提供电源，所述单片机复位电路的复位线通过复位跳线电连接在集成电路锁紧座的插脚上，所述可编程逻辑芯片通过跳线组合和集成电路锁紧座电连接在一起，所述可编程逻辑芯片下载模块和功能模块和单片机下载模块的信号线电连接在可编程逻辑芯片上。

根据本实用新型的优选实施例，所述可编程逻辑芯片采用CPLD或FPGA。

根据本实用新型的优选实施例，所述功能模块为数码管数字模块、数码管点阵模块、A\D转换模块、D\A转换模块、液晶数字显示模块、液晶点阵显示模块、独立按键模块、矩阵按键模块、温度传感器模块、蜂鸣器或喇叭模块、数字时钟模块、RS232通信模块、RS485通信模块、红外接口模块、步进电机模块、直流电机模块、EEPROM存储模块、SD卡模块和继电器模块，上述各个功能模块并联在上述CPLD或FPGA上。

根据本实用新型的优选实施例，所述单片机包括51系列单片机、AVR系列单片机和PIC系列单片机。

根据本实用新型的优选实施例，所述集成电路锁紧座上电连接有单片机扩展接口。

根据本实用新型的优选实施例，所述可编程逻辑芯片上电连接有扩展接口。

根据本实用新型的优选实施例，所述单片机复位电路包括51单片机复位电路、AVR单片机复位电路和PIC单片机复位电路，单片机下载模块包括51单片机下载模块、AVR单片机下载模块和PIC单片机下载模块，可根据集成电路锁紧座上插入的单片机的型号利用复位跳线选择相对应的复位电路和下载模块。

本实用新型的技术方案在单片机和功能模块之间加设可编程逻辑芯片，并通过跳线组合实现单片机和可编程逻辑芯片的连接，从而可根据不同的单片机型号，对可编程逻辑芯片进行编程，实现了各个功能模块于不同型号的单片机进行高度灵活配置的信号传递，达到了不同型号的单片机可以一板通用、所有功能模块可以一板复用的目的。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的基于CPLD或FPGA的单片机通用型开发实验板。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，一种基于CPLD或FPGA的单片机通用型开发实验板，包括可用于锁紧单片机的集成电路锁紧座、复位跳线、跳线组合、可编程逻辑芯片、可编程逻辑芯片下载模块、功能模块、电源模块、单片机复位电路和单片机下载模块，电源模块为整个开发板提供电源，单片机复位电路的复位线通过复位跳线连接在集成电路锁紧座的插脚上，可编程逻辑芯片通过跳线组合和集成电路锁紧座电连接在一起，可编程逻辑芯片下载模块和功能模块和单片机下载模块的信号线电连接在可编程逻辑芯片上。单片机包括51系列单片机、AVR系列单片机和PIC系列单片机。集成电路锁紧座上电连接有单片机扩展接口。集成电路锁紧座可以方便用户使用其它型号的单片机，单片机扩展接口可以方便用户使用扩展连接功能模块，可编程逻辑芯片采用CPLD或FPGA。可编程逻辑芯片连接有扩展接口，方便用户进行电路的扩展。功能模块为数码管数字模块、数码管点阵模块、A\D转换模块、D\A转换模块、液晶数字显示模块、液晶点阵显示模块、独立按键模块、矩阵按键模块、温度传感器模块、蜂鸣器或喇叭模块、数字时钟模块、RS232通信模块、RS485通信模块、红外接口模块、步进电机模块、直流电机模块、EEPROM存储模块、SD卡模块和继电器模块，各个功能模块并联在CPLD或FPGA上。开发板上的复位电路包括51单片机复位电路、AVR单片机复位电路和PIC单片机复位电路，单片机下载模块包括51单片机下载模块、AVR单片机下载模块和PIC单片机下载模块，可根据集成电路锁紧座上插入的单片机的型号利用跳线选择相对应的复位电路和下载模块。

单片机管脚可分为下面5类：VCC管脚、GND管脚、复位管脚、通用数字管脚、具有A\D或D\A功能的管脚。

在每个集成电路锁紧座管脚旁边放置一个4选1的跳线，分别选择此管脚是VCC管脚、GND管脚、复位管脚、通用数字管脚；而具有A\D或D\A功能的管脚可以直接接到单片机扩展接口上。即可实现大多数单片机的所有管脚的电气兼容。

同时将通用数字管脚全部接到CPLD或FPGA的通用I/O上，利用编程CPLD或FPGA来达到这些通用数字管脚功能上的兼容和管脚的灵活调配。

具备A\D或D\A功能的复用管脚(单片机内部具备A\D或D\A功能的管脚大多是复用管脚)，可以同时接CPLD或FPGA和单片机扩展接口，在使用数字功能时，单片机扩展接口相应口线悬空；在使用A\D或D\A功能时，配置CPLD或FPGA相应I/O口内部悬空即可。

对于没有DIP封装的单片机，使用者可以根据该款单片机定制一个转接板，保证实际使用管脚在40个以内，插入集成电路锁紧座中，调整跳线并配置CPLD或FPGA，即可使用基于CPLD或FPGA的单片机通用型开发实验板的各项功能；

对于管脚数量超过40脚的单片机，使用者可以根据该款单片机定制一个转接板，保证实际使用管脚在40个以内，插入集成电路锁紧座中，调整跳线并配置CPLD或FPGA，即可使用基于CPLD或FPGA的单片机通用型开发实验板的各项功能；

使用者选择的单片机实际使用管脚确实不能压缩到40个以内，使用者可以根据该款单片机定制一个转接实验板，最大限度利用基于CPLD或FPGA的单片机通用型开发实验板上40脚的单片机管脚资源，其余管脚可以从转接实验板上直接引出，也能使用基于CPLD或FPGA的单片机通用型开发实验板的各项功能，最大限度降低学习和实验的成本。

综上所述本实用新型具有以下特点：

对于需要学习51系列、AVR系列、或PIC系列单片机的初学者来说，基于CPLD或FPGA的单片机通用型开发实验板提供了这3个系列的各1个较为典型的单片机芯片，针对这3个单片机芯片提供了各自的复位电路和下载模块，提供了这3个单片机芯片所对应的跳线组合方式和CPLD或FPGA配置程序，提供了这3个单片机芯片的丰富的软硬件学习资料。初学者按照说明设定好跳线组合方式和CPLD或FPGA配置程序后不再改动，结合提供的硬件原理图、软件测试例子、和其它大量软硬件资料，则可实现市面上大多单片机开发板的功能，学习并使用单片机。

对于中高级开发人员和科技人员来说，基于CPLD或FPGA的单片机通用型开发实验板提供了一个硬件平台，特点如下：

开放的单片机接口：使用者可以根据待研发产品的需求选择不同的单片机芯片插入集成电路锁紧座中；

高度精炼的跳线组合，使用者可以根据插入的单片机芯片的数据手册，来自行设定跳线组合方式，保证单片机管脚的电气性能；

高度灵活的CPLD或FPGA配置，使用者可以根据待研发产品来合理分配单片机硬件资源，自行编写和下载CPLD或FPGA配置程序，调配单片机管脚接通需要的功能模块(基于CPLD或FPGA的单片机通用型开发实验板提供)，断开不需要的功能模块，从单片机扩展接口或CPLD或FPGA扩展接口接入使用者自定义功能模块，搭建待研发产品的原型机，可以调试硬件和软件。原型机完成后，实际产品中需要用CPLD或FPGA的，可以直接把CPLD或FPGA的硬件和软件都移植到产品中；实际产品没必要使用CPLD或FPGA的，可以使用原理图方式编写CPLD或FPGA配置程序，用实际的数字电路芯片组合来代替CPLD或FPGA移植到到产品中。

集成电路锁紧座中不插入单片机，其它部分可构成CPLD或FPGA开发板，这个思路很多人都提及，不是基于CPLD或FPGA的单片机通用型开发实验板的特色，但基于CPLD或FPGA的单片机通用型开发实验板具备这个功能。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种基于CPLD或FPGA的单片机通用型开发实验板，其特征在于，包括可用于锁紧单片机的集成电路锁紧座、复位跳线、跳线组合、可编程逻辑芯片、可编程逻辑芯片下载模块、功能模块、电源模块、单片机复位电路和单片机下载模块，所述电源模块为整个开发板提供电源，所述单片机复位电路通过复位跳线电连接在集成电路锁紧座的插脚上，所述可编程逻辑芯片通过跳线组合和集成电路锁紧座电连接在一起，所述可编程逻辑芯片下载模块和功能模块和单片机下载模块的信号线电连接在可编程逻辑芯片上。

2.根据权利要求1所述的基于CPLD或FPGA的单片机通用型开发实验板，其特征在于，所述可编程逻辑芯片采用CPLD或FPGA。

3.根据权利要求2所述的基于CPLD或FPGA的单片机通用型开发实验板，其特征在于，所述功能模块为数码管数字模块、数码管点阵模块、A\D转换模块、D\A转换模块、液晶数字显示模块、液晶点阵显示模块、独立按键模块、矩阵按键模块、温度传感器模块、蜂鸣器或喇叭模块、数字时钟模块、RS232通信模块、RS485通信模块、红外接口模块、步进电机模块、直流电机模块、EEPROM存储模块、SD卡模块和继电器模块，上述各个功能模块并联在上述CPLD或FPGA上。

4.根据权利要求3所述的基于CPLD或FPGA的单片机通用型开发实验板，其特征在于，所述单片机包括51系列单片机、AVR系列单片机和PIC系列单片机。

5.根据权利要求4所述的基于CPLD或FPGA的单片机通用型开发实验板，其特征在于，所述集成电路锁紧座上电连接有单片机扩展接口。

6.根据权利要求4或5所述的基于CPLD或FPGA的单片机通用型开发实验板，其特征在于，所述可编程逻辑芯片上电连接有扩展接口。

7.根据权利要求6所述的基于CPLD或FPGA的单片机通用型开发实验板，其特征在于，所述单片机复位电路包括51单片机复位电路、AVR单片机复位电路和PIC单片机复位电路，单片机下载模块包括51单片机下载模块、AVR单片机下载模块和PIC单片机下载模块，可根据集成电路锁紧座上插入的单片机的型号利用复位跳线选择相对应的复位电路和下载模块。