CN203673700U

CN203673700U - 嵌入式单片机应用技术项目实训系统

Info

Publication number: CN203673700U
Application number: CN201320830774.8U
Authority: CN
Inventors: 张玉馥; 李庆辉; 闫宗梅; 吴尚
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-12-17
Filing date: 2013-12-17
Publication date: 2014-06-25
Anticipated expiration: 2023-12-17

Abstract

本实用新型提供一种真实单片机系统实际设计、开发、调试过程的嵌入式单片机项目化生产性实训教学设备，工作台上集合有计算机、稳压电源、TOP2009编程器和若干个独立存在的项目实训模块，每个实训模块分别具有供电电路、CPU、与CPU连接的外围功能电路。本系统由若干个实训模块组成，各实训模块都是一个完全独立的系统，自成一体，这样不仅减少各部件的相互混绕，使各部件连接、信息传递清晰，而且整个电路简洁，易于分析和理解。本实用新型首创项目化单体式单片机实训设备系统，实训项目典型实用，电路优化，降低了嵌入式单片机应用技术课程讲授和学习的难度，为产品开发式实训创造了条件，开辟了提高学生技能训练的新途径。

Description

嵌入式单片机应用技术项目实训系统

技术领域

本实用新型涉及一种生产性实训教学系统，特别涉及一种嵌入式单片机应用技术项目实训系统，属于实训教学技术领域。

背景技术

随着经济的快速发展和电子信息技术的不断进步，嵌入式单片机技术的应用越来越广泛，已渗透到社会生活方方面面。单片机嵌入到家用电器、工业控制、汽车航天设备、军事装备、智能仪器仪表等各种各类电子产品中。嵌入式单片机应用技术是从工业测控对象、环境、接口特点出发，向着增强控制功能、提高工业环境下的可靠性、灵活方便地构成应用计算机系统的界面接口的方向发展。因此急切需要培养具有设计、开发各种型号的嵌入式单片机系统能力的技能人才，以满足目前社会和企业对单片机技能人才的需求。

以往在单片机教学过程中，单片机课程一般注重指令运用教学，实验设备将各部分实验内容混合在一起，共用一个CPU单元，结构不够清晰，线路交织在一起，相互混绕给学生对嵌入式单片机原理分析、思维结构建立、实验操作带来一定困难，使学生缺少对整个单片机系统电路、软件设计、开发、调试一系列实际过程的技能训练。造成学生掌握单片机应用系统的设计、开发能力有一定的难度。

因此，有必要为嵌入式单片机应用技术课程教学提供更加实用有效的实训设备，紧密结合各种电子产品的生产实际，以满足生产性实训教学需求。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有设备技术中的上述缺点和不足，提供一种真实模拟单片机最小系统实际设计、开发、调试过程的嵌入式单片机项目化实训教学设备，该实训设备原理明晰、电路简洁、结构直观、功能实用。

本实用新型的技术方案：嵌入式单片机应用技术项目实训系统，包括一工作台，工作台上集合有计算机、稳压电源、TOP2009编程器和若干个独立存在的实训模块，每个实训模块分别具有供电电路、CPU、与CPU连接的外围功能电路。

所述CPU通过ZIF CPU插座与实训模块的主板连接。

所述实训模块包括七彩流水灯实训模块、交通灯实训模块、电子时钟实训模块、万年历实训模块、电子温度计实训模块、电子音乐实训模块、可燃气体检测报警实训模块、双机通信实训模块、抢答器实训模块、红外报警项目实训模块。

所述七彩流水灯实训模块采用CPU分别与时钟振荡电路、复位电路、八路流水灯、稳压电源电路连接；所述交通灯实训模块采用CPU分别与控制按键电路、时钟电路、复位电路、12个红绿黄灯、通行时间显示电路、稳压电源电路连接；所述电子时钟实训模块采用CPU分别与时间调整电路、振荡电路、复位电路、实时时钟、时分秒显示电路、稳压电源电路连接；所述万年历实训模块采用CPU分别与时间调整电路、振荡电路、复位电路、实时时钟、LCD年月日显示电路、稳压电源电路连接；所述电子温度计实训模块采用CPU分别与温度传感器、振荡电路、复位电路、温度显示电路、稳压电源电路连接；所述电子音乐实训模块采用CPU分别与键盘电路、振荡电路、复位电路、声音输出电路、节奏显示电路、稳压电源电路连接；所述可燃气体检测报警实训模块采用气敏传感器、振荡电路、复位电路、报警电路、稳压电源电路连接；所述双机通信实训模块采用指拨开关与CPU发送机A连接，CPU发送机A与CPU接收机B通讯连接，CPU接收机B与接收显示电路连接；所述抢答器实训模块采用CPU分别与按键电路、振荡电路、复位电路、显示电路、声音输出电路、稳压电源电路连接；所述红外报警项目实训模块采用CPU分别与红外接收电路、红外发射电路、振荡电路、复位电路、声音报警电路、稳压电源电路连接。本实用新型的有益效果：本系统由若干个实训模块组成，各实训模块都是一个完全独立的系统，自成一体，这样不仅减少了各部件的相互混绕，使各部件连接、信息传递清晰，而且整个电路简洁，易于分析和理解。

由于各实训模块均由CPU、输入输出等部件构成，因此每一个实训模块都能实现相应的项目功能，并且可以开发出相应的电子产品，各项目来自工程案例，具有典型明确的实用功能。

本系统以项目为导向，从实现项目功能分析出发贴近实际开发过程，通过各项目中的功能方案论证、硬件设计、软件编写及调试的单片机系统开发过程训练，使学生完整掌握单片机开发技能。

本系统采用片内flash RoM，减少外存储器扩展电路，提高编程调试的灵活性。

本实用新型开创项目化单体式单片机实训设备系统，项目典型实用，电路优化，降低了嵌入式单片机应用技术课程讲授和学习的难度，为产品开发式实训创造了条件，开辟了提高学生技能训练的新途径。

附图说明

图1是本实用新型的主体结构示意图。

图2为本实用新型模块结构示意图一。

图3为本实用新型模块结构示意图二。

图4为本实用新型七彩流水灯模块结构框图。

图5为本实用新型交通灯模块结构框图。

图6为本实用新型电子时钟实训模块结构框图。

图7为本实用新型万年历实训模块结构框图。

图8为本实用新型电子温度计实训模块结构框图。

图9为本实用新型电子音乐实训模块结构框图。

图10为本实用新型可燃气体检测报警实训模块结构框图。

图11为本实用新型双机通信实训模块结构框图。

图12为本实用新型抢答器实训模块原理框图。

图13为本实用新型红外报警项目实训模块原理框图。

具体实施方式

如图1所示，嵌入式单片机应用技术项目实训系统，包括一工作台，工作台上集合有计算机、稳压电源、TOP2009编程器和若干个独立存在的实训模块，每个实训模块分别具有供电电路、CPU、与CPU连接的外围功能电路。所述CPU通过ZIF CPU插座与实训模块的主板连接。所述实训模块包括七彩流水灯实训模块、交通灯实训模块、电子时钟实训模块、万年历实训模块、电子温度计实训模块、电子音乐实训模块、可燃气体检测报警实训模块、双机通信实训模块。

如图4所示，七彩流水灯实训模块，本模块包括CPU基本单元，八个发光二极管、电源电路。其中CPU基本单元包括：89c51 CPU，时钟振荡电路、复位电路、输入输出端口电路等。由软件控制8只七彩发光二极管轮流闪烁，从第一个开始，每次点亮一只发光管，并延时一段时间，依次循环不止，模拟流水灯过程。共设计8个七彩发光二极管从低位到高位亮、从高位到低位亮、两边向中间亮、高4位和低4位同位自高向低亮、高4位和低4位同位自低向高亮、全亮、全灭等多种模式点亮8个七彩发光二极管。

如图5所示，十字路口交通灯实训模块，本模块包括基本CPU单元12个发光二极管，4个两位数码管。控制东、西、南、北两个方向交通，用红、绿、黄三种颜色12个发光二极管实现。用4个2位LED数码管分别显示东、西、南、北方向通行时间LED数码管减1计数显示。

可控交通显示，用按键控制让急救车、消防车优先通行，即按下相应键后，东、西、南、北方向均为红灯，让急救车或消防车通行。实现控制功能。

如图6所示，电子时钟实训模块，本模块包括基本CPU单元，DS12C887实时时钟电路，3个两位LED数码管。时钟电路自动时间信息，CPU读取时间信息后，送LED数码管显示时、分、秒时间，实现计时显示年月日及时分秒功能。

如图7所示，万年历实训模块，本模块包括基本CPU单元，DS12C887实时时钟电路，LED液晶显示电路。由DS12C887提供年、月、日及当前时间信息用LED液晶显示。

如图8所示，电子温度计实训模块，本模块包括基本CPU单元，DS18B20温度检测电路，显示电路。系统由DS18B20数字温度传感器实时检测环境温度数据送CPU，并由CPU处理后送4位LED数码管实时显示当前环境下的实时温度值。

如图9所示，电子音乐播放器模块，本模块由CPU单元、播放建、演奏键盘、节奏LED显示、喇叭等部分组成。音乐播放：按相应键则播放相应歌曲音乐。发光二极管节奏显示。音乐演奏，扩展一个4×4键盘并分别定义为不同音符，当按下某个键时发出相应音符，实现演奏功能。

如图10所示，可燃气体检测报警实训模块，本模块由CPU单元、气敏传感器、报警电路组成。QM—N5气敏传感器检测电路，电压信号经比较电路送入CPU，经处理后送声音报警，实现可燃气体检测报警功能。

如图11所示，双机通信实训模块，本模块由两个CPU单元、拨码开关、发光二极管组成。双机通信，将单片机A作为发送方并设置8位指拨开关。单片机B为接受方，并连接8个发光二极管，编程实现，当单片机A按下一个按键，单片机B中对应二极管发光。

如图12所示，所述抢答器实训模块采用CPU分别与按键电路、振荡电路、复位电路、显示电路、声音输出电路、稳压电源电路连接。

如图13所示，所述红外报警项目实训模块采用CPU分别与红外接收电路、红外发射电路、振荡电路、复位电路、声音报警电路、稳压电源电路连接。

本系统提供供电电源模块（与其他项目模块组合使用）或者使用稳压电源（放在实验台面上），将电源12V，正极、地通过连接线接到实训模块相应电源上，经稳压电路输出+5V电压。

本实用新型各个实训模块独立、自成一体，使用时根据所作项目选择相应实训模块。

实训时，先根据各项目硬件结构，使用连接导线连接，导线一端插入CPU相应输出端口，导线另一端插入相应部件端口，检查确认电路准确无误；然后根据项目功能要求和硬件电路的连接在PC机上编写程序，编译调试后存盘；紧接着将ATMEL89系列单片机 CPU插入TOP2009编程器上CPU插座，将编制好的程序烧录到CPU中；最后将烧录好的CPU芯片装入实训模块的ZIF CPU插座上锁好，上电运行。

Claims

1.嵌入式单片机应用技术项目实训系统，包括一工作台，其特征在于：工作台上集合有计算机、稳压电源、TOP2009编程器和若干个独立存在的实训模块，每个实训模块分别具有供电电路、CPU、与CPU连接的外围功能电路。

2.如权利要求1所述的嵌入式单片机应用技术项目实训系统，其特征在于：所述CPU通过ZIF CPU插座与实训模块的主板连接。

3.如权利要求1所述的嵌入式单片机应用技术项目实训系统，其特征在于：所述实训模块包括七彩流水灯实训模块、交通灯实训模块、电子时钟实训模块、万年历实训模块、电子温度计实训模块、电子音乐实训模块、可燃气体检测报警实训模块、双机通信实训模块、抢答器实训模块、红外报警项目实训模块。

4.如权利要求3所述的嵌入式单片机应用技术项目实训系统，其特征在于：所述七彩流水灯实训模块采用CPU分别与时钟振荡电路、复位电路、八路流水灯、稳压电源电路连接；所述交通灯实训模块采用CPU分别与控制按键电路、时钟电路、复位电路、12个红绿黄灯、通行时间显示电路、稳压电源电路连接；所述电子时钟实训模块采用CPU分别与时间调整电路、振荡电路、复位电路、实时时钟、时分秒显示电路、稳压电源电路连接；所述万年历实训模块采用CPU分别与时间调整电路、振荡电路、复位电路、实时时钟、LCD年月日显示电路、稳压电源电路连接；所述电子温度计实训模块采用CPU分别与温度传感器、振荡电路、复位电路、温度显示电路、稳压电源电路连接；所述电子音乐实训模块采用CPU分别与键盘电路、振荡电路、复位电路、声音输出电路、节奏显示电路、稳压电源电路连接；所述可燃气体检测报警实训模块采用气敏传感器、振荡电路、复位电路、报警电路、稳压电源电路连接；所述双机通信实训模块采用指拨开关与CPU发送机A连接，CPU发送机A与CPU接收机B通讯连接，CPU接收机B与接收显示电路连接；所述抢答器实训模块采用CPU分别与按键电路、振荡电路、复位电路、显示电路、声音输出电路、稳压电源电路连接；所述红外报警项目实训模块采用CPU分别与红外接收电路、红外发射电路、振荡电路、复位电路、声音报警电路、稳压电源电路连接。