CN204990829U - 一种嵌入式应用技术实训装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种嵌入式应用技术实训装置，包括微处理器、触摸屏、RS232串口模块、USB？Host接口模块、USB？Slave接口模块、以太网RJ45接口模块、音频输入输出接口模块、CAN总线接口模块、键盘模块、光敏传感器输入模块、电位器调压模块、电机控制模块、LED数码管模块以及蜂鸣器模块。本实用新型选用了典型的嵌入式微处理芯片，嵌入式应用系统功能齐全且，综合性强，成本低，训练学生硬件设计针对性强；采用模块结构，采用外接开放式GPIO接口，灵活选用了若干个主要的输入输出模块式，对嵌入式应用系统的硬件原理比较直观，便于学生的理解，效果好，使学生在学习单片机的基础上，不断提升嵌入式硬件设计的能力。
Description
技术领域
本实用新型属于电子信息技术领域，涉及一种嵌入式应用技术实训装置。
背景技术
嵌入式微处理器是性能超强、应用领域广的智能芯片，学生普遍觉得复杂、难易理解、应用比较困难。目前市场上的嵌入式实训装置，主要还是嵌入式原理及软件设计，但是专门针对嵌入式硬件设计及硬件驱动编写的实训装置几乎没有；而社会上这方面人才比较匮乏，所以，培训机构和学校急需嵌入式硬件设计的实训装置。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种嵌入式应用技术实训装置，围绕嵌入式产品的硬件开发，把实训装置分成若干的模块，循序渐进从简单到复杂，让学生更好地掌握嵌入式硬件开发能力。
本实用新型的技术方案如下：
一种嵌入式应用技术实训装置，包括微处理器、触摸屏、RS232串口模块、USBHost接口模块、USBSlave接口模块、以太网RJ45接口模块、音频输入输出接口模块、CAN总线接口模块、输入模块以及输出模块；所述输入模块包括键盘模块、光敏传感器输入模块以及电位器调压模块；所述输出模块包括电机控制模块、LED数码管模块以及蜂鸣器模块；所述微处理器分别与触摸屏、RS232串口模块、USBHost接口模块、USBSlave接口模块、以太网RJ45接口模块、音频输入输出接口模块、CAN总线接口模块、键盘模块、光敏传感器输入模块、电位器调压模块、电机控制模块、LED数码管模块以及蜂鸣器模块相连接。
进一步的，所述微处理器采用SamsungS3C2440AL-40，基于ARM9，运行主频400MHz，SDRAM:32-bit64Mbyte，2MNorflash+64MNandFlash，采用友善之臂MICRO2440核心板。
进一步的，所述触摸屏采用工业级真彩7寸LCD，分辨率1024*768。
进一步的，所述RS232串口模块采用MAX232，包括3个DB9式RS232串口。
进一步的，所述USBHost接口模块和USBSlave接口模块采用AU9254，包括2路USBHost接口和1路USBSlave接口。
进一步的，所述以太网RJ45接口模块采用DM9000，包括1个10/100M自适应以太网RJ45接口。
进一步的，所述音频输入输出接口模块采用UDA1341TS，包括1路音频输入接口和1路音频输出接口。
本实用新型的有益技术效果是：
本实用新型考虑到学生的接受能力，选用了典型的嵌入式微处理芯片ARM9，属于中档，引脚少，价格便宜。由于嵌入式的最大应用就是作为智能终端，所以采用外接开放GPIO接口，灵活选用了多个主要的输入输出模块，包括传感器信号、键盘等开关量信号，或者步进电机和直流电机、数码管、触摸屏等，例如要检测光照度，只要用一跟线，把光照度输出连接到主控板AIN1引脚，这样可以简化了嵌入式微处理芯片硬件设计，使学生掌握基本嵌入式原理图设计和印制板的布局，训练学生硬件设计能力。
嵌入式之所以成为智能电子产品的发展趋势，更是因为其有丰富资源，本实用新型设计了嵌入式产品上的常用接口，如串行接口、网络接口、USB接口和CAN总线接口，以及在PCB板设计中高低频线路的处理、网络传输线的等长设计，更好地拓展了嵌入式的应用。使学生通过本实训装置训练，基本掌握移动嵌入式电子产品的硬件设计的原理及方法。
本实用新型在实验安排上从易到难。从硬件设计原理，原理图和印制板设计、驱动编写和加载等过程，循序渐进，从简单到复杂，让学生更好地掌握嵌入式硬件开发能力。使学生既学会了基于非操作系统的硬件开发，还学会了基于操作系统硬件开发。
本实用新型功能齐全，综合性强，涵盖了嵌入式微处理器主要资源，比一般的实训设备增加了两位数码管的控制，CAN总线、片内SPI总线、I2C总线控制等内容，拓展本实用新型的应用范围。
附图说明
图1是本实用新型的结构框图。
图2是微处理器S3C2440AL-40核心板的原理图。
图3是LED数码管模块的控制接口原理图。
图4是触摸屏的控制接口原理图。
图5是电机控制模块的原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步说明。
如图1所示，本实用新型包括以下组成部分。
微处理器1，选用SamsungS3C2440AL-40，基于ARM9，运行主频400MHz，SDRAM:32-bit64Mbyte，2MNorflash+64MNandFlash(板上跳线选择)，采用友善之臂MICRO2440核心板。其原理图参见图2。
触摸屏2，选用工业级真彩7寸LCD，分辨率1024*768，其控制接口原理参见图4。
标准接口资源，包括如下组成部分：
RS232串口模块3，选用MAX232，具有3个DB9式RS232串口；
USBHost接口模块4和USBSlave接口模块5，选用AU9254，具有2路USBHost接口和1路USBSlave接口；
以太网RJ45接口模块6，选用DM9000，具有1个10/100M自适应以太网RJ45接口；
音频输入输出接口模块7，选用UDA1341TS，具有1路音频输入接口和1路音频输出接口；
CAN总线接口模块8，具有1路CAN总线接口。
输入模块，包括如下组成部分：
键盘模块9；光敏传感器输入模块10；电位器调压模块11，用于ADC转换测试。
输出模块，包括如下组成部分：
电机控制模块12，其原理参见图5，包括步进电机控制模块和直流电机控制模块；2位七段LED数码管模块13，其原理图参见图3；蜂鸣器模块14。
本实用新型的主要实验：
实验一：祼机开发环境MDK；实验二：嵌入式核心板的绘制；实验三：GPIO的使用；实验四：GPIO硬件驱动程序的编写；实验五：驱动程序的编译和加载；实验六：外部中断实验(按键)；实验七：按键驱动程序的编写；实验八：外部中断实验(按键)；实验九：按键驱动程序的编写；实验十：数码管控制；实验十一：数码管控制驱动程序的编写；实验十二：PWM(脉宽调制)；实验十三：PWM(脉宽调制)驱动程序的编写；实验十四：ADC(AD转换)；实验十五：ADC(AD转换)驱动程序的编写；实验十六：串行通信；实验十七：串行通信驱动程序的编写；实验十八：触摸屏驱动程序；实验十九：CAN总线；实验二十：CAN总线驱动程序的编写；实验二十一：SPI驱动程序的编写；实验二十二：I2C驱动程序的编写。
本实用新型的特点：
一、选用了典型的嵌入式微处理芯片ARM9，嵌入式应用系统功能齐全且简洁，成本低；训练学生硬件设计针对性强。
二、采用模块结构，采用外接开放式通用输入/输出接口，灵活选用了若干个主要的输入输出模块式，对嵌入式应用系统的硬件原理比较直观，便于学生的理解，效果好。
三、实验项目设计合理，符合认知规律，学生在学习单片机的基础上，不断提升嵌入式硬件设计的能力；通过提高学生兴趣，比较好地让学生全面掌握嵌入式智能终端硬件设计及硬件驱动的编写。
以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种嵌入式应用技术实训装置，其特征在于：包括微处理器(1)、触摸屏(2)、RS232串口模块(3)、USBHost接口模块(4)、USBSlave接口模块(5)、以太网RJ45接口模块(6)、音频输入输出接口模块(7)、CAN总线接口模块(8)、输入模块以及输出模块；所述输入模块包括键盘模块(9)、光敏传感器输入模块(10)以及电位器调压模块(11)；所述输出模块包括电机控制模块(12)、LED数码管模块(13)以及蜂鸣器模块(14)；所述微处理器(1)分别与触摸屏(2)、RS232串口模块(3)、USBHost接口模块(4)、USBSlave接口模块(5)、以太网RJ45接口模块(6)、音频输入输出接口模块(7)、CAN总线接口模块(8)、键盘模块(9)、光敏传感器输入模块(10)、电位器调压模块(11)、电机控制模块(12)、LED数码管模块(13)以及蜂鸣器模块(14)相连接。
2.根据权利要求1所述的嵌入式应用技术实训装置，其特征在于：所述微处理器(1)采用SamsungS3C2440AL-40，基于ARM9，运行主频400MHz，SDRAM:32-bit64Mbyte，2MNorflash+64MNandFlash，采用友善之臂MICRO2440核心板。
3.根据权利要求1所述的嵌入式应用技术实训装置，其特征在于：所述触摸屏(2)采用工业级真彩7寸LCD，分辨率1024*768。
4.根据权利要求1所述的嵌入式应用技术实训装置，其特征在于：所述RS232串口模块(3)采用MAX232，包括3个DB9式RS232串口。
5.根据权利要求1所述的嵌入式应用技术实训装置，其特征在于：所述USBHost接口模块(4)和USBSlave接口模块(5)采用AU9254，包括2路USBHost接口和1路USBSlave接口。
6.根据权利要求1所述的嵌入式应用技术实训装置，其特征在于：所述以太网RJ45接口模块(6)采用DM9000，包括1个10/100M自适应以太网RJ45接口。
7.根据权利要求1所述的嵌入式应用技术实训装置，其特征在于：所述音频输入输出接口模块(7)采用UDA1341TS，包括1路音频输入接口和1路音频输出接口。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107403573A (zh) * | 2017-07-20 | 2017-11-28 | 湖北工业大学 | 一种基于stm32f7的usb实验系统及方法 |
| CN108447363A (zh) * | 2018-05-11 | 2018-08-24 | 西安电子科技大学 | 基于stm32的常见总线协议实验平台 |
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| CN107403573B (zh) * | 2017-07-20 | 2018-12-14 | 湖北工业大学 | 一种基于stm32f7的usb实验系统及方法 |
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