CN206057864U - 一种开源硬件Arduino单片机控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种开源硬件Arduino单片机控制器，开源硬件Arduino单片机控制器的边缘均设有插接口；开源硬件Arduino单片机控制器为堆塔式结构，堆塔式结构包括上、中、下三层，上层和下层均为亚克力外壳，中层为PCB电路板，上层和中层之间以及中层和下层之间均采用若干铜柱连接固定；上层与中层之间的铜柱高度相等，中层与下层之间的铜柱高度也相等，上层与中层之间的铜柱高度大于中层与下层之间的铜柱高度。本技术方案的接口采用特有人性化带定位功能的DC3简易牛角座JTAG插座标志符号，可以防止接口误插接错误而导致程序运行不能得到预想效果，甚至接线错误烧毁硬件电路或伤人。

Description

一种开源硬件Arduino单片机控制器

技术领域

本实用新型涉及一种控制器，具体涉及一种开源硬件Arduino单片机控制器。

背景技术

目前现有的开源硬件单片机控制器开发板种类繁多，但存在很多的缺陷：外观形状单调，普通的长方形棱角形状设计导致伤人，此外电路板表面没有任何的保护措施，电路板接触金属材质导致短路烧毁，用户直接接触电路板的焊点，导致手指刮伤。接口使用尖头排针和大量的杜邦线等进行插接，排针容易戳手伤人。端口没有指示灯区分接口的数据类型，这样导致用户需要懂得很多的电子技术，使用时插接速度慢，而且接线容易出错导致烧毁电路板，存在一定的安全隐患。电路设计死板不合理，用户不能自定义组合扩展。单片机开发板不支持蓝牙无线通信，用户只能外接无线模块，这样导致体积变大，使用复杂。单片机程序下载方式需要插接USB数据线传输，使用距离收到数据线带来的束缚，编程开发平台需要背负着沉重的电脑，不支持其他方式编程开发，不支持无线远程烧录程序，这样不方便用户在任何场所开发使用。当外接无线通信模块时，通过USB数据线下载程序时，每次都必须拔掉无线串口通信模块，将TX、RX串口连接断开，当烧录好程序之后，需要再次插上无线串口通信模块使用，因为无线串口模块和单片机烧录串口一起共用存在冲突，导致程序下载出错，这样给用户带来了很多不便。

实用新型内容

本实用新型的目的提供一种开源硬件Arduino单片机控制器，解决上述现有技术问题中的一个或者多个。

一种开源硬件Arduino单片机控制器，其创新点在于：开源硬件Arduino单片机控制器的边缘均设有插接口；

开源硬件Arduino单片机控制器为堆塔式结构，堆塔式结构包括上、中、下三层，上层和下层均为亚克力外壳，中层为PCB电路板，上层和中层之间以及中层和下层之间均采用若干铜柱连接固定；

上层与中层之间的铜柱高度相等，中层与下层之间的铜柱高度也相等，上层与中层之间的铜柱高度大于中层与下层之间的铜柱高度。

开源硬件Arduino单片机控制器的PCB电路板上层设有蓝牙4.0无线通信模块，下层设有基于Arduino的开源硬件电路，上下两层电路板使用双排针和排座进行拼接形成两层或多层结构；

开源硬件Arduino单片机控制器的PCB电路板边缘还设有若干黄色带定位功能的DC3-10P弯针JTAG简易牛角插座；

开源硬件Arduino单片机控制器的PCB电路板背面设有黄绿蓝三种颜色的LED指示灯对管脚特定IO数据端口类型照亮标记提示，蓝色LED指示灯对应数字量传感器，绿色LED指示灯对应模拟输入量传感器，黄色LED指示灯对应模拟输出量传感器；

开源硬件Arduino单片机控制器的PCB电路板还内置有UART TTL，UART TTL可通过数字口0和1与外部设备实现串口通信，UART TTL的CP2012串口芯片通过USB和串行通信软件在电脑上显示为一个虚拟COM端口，通过COM串口可实现Arduino板和电脑的简单文本数据通信；

开源硬件Arduino单片机控制器的PCB电路板还设有一可解决任何类型的单片机程序串口下载和无线串口通信模块需插拔蓝牙无线通信模块才能直接在线烧录程序的过渡电路；该过渡电路包括第一部分和第二部分，第一部分以CP2012单片机为主体，CP2012单片机的7、8、9号管脚连接同一0.1UF的电容器后在接地，CP2012单片机的3、4、5号管脚连接USB端口，CP2012单片机的28号管脚连接任意电容器，CP2012单片机的25号管脚连接任意二极管，CP2012单片机的24号管脚连接电阻R1，CP2012单片机的剩余管脚均空插；第二部分以ATMEGA328单片机为主体，ATMEGA328单片机的17号管脚依次串联发光二极管和电阻R14后接地，ATMEGA328单片机的18号管脚接电源，ATMEGA328单片机的30号管脚接串联一电阻R2后接电源，ATMEGA328单片机的7和8号管脚接一保护电路，ATMEGA328单片机剩余管脚分别与开源硬件Arduino单片机控制器的PCB电路板的通信端口连接。

本技术方案的接口采用特有人性化带定位功能的DC3简易牛角座JTAG插座标志符号，可以防止接口误插接错误而导致程序运行不能得到预想效果，甚至接线错误烧毁硬件电路或伤人；主控制器采用黄绿蓝三种不同颜色的LED指示灯对管脚特定IO数据端口标记提示，LED指示灯颜色和端口引脚的数据类型一一对应，这样就可以更容易的分辨出引脚号，使用不易出错，防止因为误操作带来很多问题；自主研发设计蓝牙4.0无线通信技术电路，摆脱了传统的蓝牙无线通信和程序烧录串口下载之间共用的冲突困扰，解决所有类型的单片机程序下载和无线串口通信模块之间共用的痛点，无需插拔蓝牙无线通信模块，就能直接在线烧录程序；程序下载设计：(1)支持传统的电脑PC端软件方口USB数据线插线式程序烧录下载；(2)为了摆脱下载线材带来的插接困扰，开发出蓝牙无线编程烧录下载方式，应用程序可以通过串口实现USB蓝牙串口模块和Arduino主控制器连接配对，电脑PC建立蓝牙HID连接，进而这样更加方面自由地进行远程无线调试，无线程序升级下载等功能；(3)为了考虑用户在户外使用或者出差远离体积大、质量重的电脑，方便在任何场合下进行设备的现场调试和遥控，开发出手机、平板客户端利用蓝牙4.0无线通信技术配对，这样就可以方便自由地对设备进行编程开发、无线程序下载、远程调试等。

在一些实施方式中，开源硬件Arduino单片机控制器为六边形状且每一个插接口均设置在六边形的边沿处；本实用新型技术方案的正六边形圆角弧形，可以防止普通的棱角设计导致伤人，独特的亚克力外壳保护，可以防止电路板接触金属材质导致短路烧毁，额外避免用户直接接触电路板的焊点，而导致手指刮伤以及防止空气氧化减少寿命，给人一种耳目一新的感觉。

附图说明

图1为本实用新型的一种机器人主控制器中过渡电路的电路图。

图2为本实用新型的一种机器人主控制器的侧视图。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本实用新型进行进一步详细的说明。

如图1和图2所示一种开源硬件Arduino单片机控制器，开源硬件Arduino单片机控制器的边缘均设有插接口；开源硬件Arduino单片机控制器为堆塔式结构，堆塔式结构包括上、中、下三层，上层1和下层3均为亚克力外壳，中层2为PCB电路板，上层1和中层2之间以及中层2和下层3之间均采用若干铜柱4连接固定；上层1与中层2之间的铜柱4高度相等，中层2与下层3之间的铜柱4高度也相等，上层1与中层2之间的铜柱4高度大于中层2与下层3之间的铜柱4高度。

开源硬件Arduino单片机控制器的PCB电路板上层设有蓝牙4.0无线通信模块，下层设有基于Arduino的开源硬件电路，上下两层电路板使用双排针和排座进行拼接形成两层或多层结构；开源硬件Arduino单片机控制器的PCB电路板边缘还设有若干黄色带定位功能的DC3-10P弯针JTAG简易牛角插座；开源硬件Arduino单片机控制器的PCB电路板背面设有黄绿蓝三种颜色的LED指示灯对管脚特定IO数据端口类型照亮标记提示，蓝色LED指示灯对应数字量传感器，绿色LED指示灯对应模拟输入量传感器，黄色LED指示灯对应模拟输出量传感器；开源硬件Arduino单片机控制器的PCB电路板还内置有UART TTL，UART TTL可通过数字口0和1与外部设备实现串口通信，UART TTL的CP2012串口芯片通过USB和串行通信软件在电脑上显示为一个虚拟COM端口，通过COM串口可实现Arduino板和电脑的简单文本数据通信；开源硬件Arduino单片机控制器的PCB电路板还设有一可解决任何类型的单片机程序串口下载和无线串口通信模块需插拔蓝牙无线通信模块才能直接在线烧录程序的过渡电路；该过渡电路包括第一部分和第二部分，第一部分以CP2012单片机为主体，CP2012单片机的7、8、9号管脚连接同一0.1UF的电容器后在接地，CP2012单片机的3、4、5号管脚连接USB端口，CP2012单片机的28号管脚连接任意电容器，CP2012单片机的25号管脚连接任意二极管，CP2012单片机的24号管脚连接电阻R1，CP2012单片机的剩余管脚均空插；第二部分以ATMEGA328单片机为主体，ATMEGA328单片机的17号管脚依次串联发光二极管和电阻R14后接地，ATMEGA328单片机的18号管脚接电源，ATMEGA328单片机的30号管脚接串联一电阻R2后接电源，ATMEGA328单片机的7和8号管脚接一保护电路，ATMEGA328单片机剩余管脚分别与开源硬件Arduino单片机控制器的PCB电路板的通信端口连接。

本技术方案的接口采用特有人性化带定位功能的DC3简易牛角座JTAG插座标志符号，可以防止接口误插接错误而导致程序运行不能得到预想效果，甚至接线错误烧毁硬件电路或伤人；主控制器采用黄绿蓝三种不同颜色的LED指示灯对管脚特定IO数据端口标记提示，LED指示灯颜色和端口引脚的数据类型一一对应，这样就可以更容易的分辨出引脚号，使用不易出错，防止因为误操作带来很多问题；自主研发设计蓝牙4.0无线通信技术电路，摆脱了传统的蓝牙无线通信和程序烧录串口下载之间共用的冲突困扰，解决所有类型的单片机程序下载和无线串口通信模块之间共用的痛点，无需插拔蓝牙无线通信模块，就能直接在线烧录程序；程序下载设计：(1)支持传统的电脑PC端软件方口USB数据线插线式程序烧录下载；(2)为了摆脱下载线材带来的插接困扰，开发出蓝牙无线编程烧录下载方式，应用程序可以通过串口实现USB蓝牙串口模块和Arduino主控制器连接配对，电脑PC建立蓝牙HID连接，进而这样更加方面自由地进行远程无线调试，无线程序升级下载等功能；(3)为了考虑用户在户外使用或者出差远离体积大、质量重的电脑，方便在任何场合下进行设备的现场调试和遥控，开发出手机、平板客户端利用蓝牙4.0无线通信技术配对，这样就可以方便自由地对设备进行编程开发、无线程序下载、远程调试等。

在一些实施方式中，开源硬件Arduino单片机控制器为六边形状且每一个插接口均设置在六边形的边沿处；本实用新型技术方案的正六边形圆角弧形，可以防止普通的棱角设计导致伤人，独特的亚克力外壳保护，可以防止电路板接触金属材质导致短路烧毁，额外避免用户直接接触电路板的焊点，而导致手指刮伤以及防止空气氧化减少寿命，给人一种耳目一新的感觉。

以上所述仅是本实用新型的优选方式，应当指出，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干相似的变形和改进，这些也应视为本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种开源硬件Arduino单片机控制器，其特征在于：所述开源硬件Arduino单片机控制器的边缘均设有插接口；

所述开源硬件Arduino单片机控制器为堆塔式结构，所述堆塔式结构包括上、中、下三层，所述上层(1)和下层(3)均为亚克力外壳，所述中层(2)为PCB电路板，所述上层(1)和中层(2)之间以及中层(2)和下层(3)之间均采用若干铜柱(4)连接固定，

所述上层(1)与中层(2)之间的铜柱(4)高度相等，所述中层(2)与下层(3)之间的铜柱(4)高度也相等，所述上层(1)与中层(2)之间的铜柱(4)高度大于中层(2)与下层(3)之间的铜柱(4)高度；

所述开源硬件Arduino单片机控制器的PCB电路板上层设有蓝牙4.0无线通信模块，下层设有基于Arduino的开源硬件电路，上下两层电路板使用双排针和排座进行拼接形成两层或多层结构；

所述开源硬件Arduino单片机控制器的PCB电路板边缘还设有若干黄色带定位功能的DC3-10P弯针JTAG简易牛角插座；

所述开源硬件Arduino单片机控制器的PCB电路板背面设有黄绿蓝三种颜色的LED指示灯对管脚特定IO数据端口类型照亮标记提示，所述蓝色LED指示灯对应数字量传感器，所述绿色LED指示灯对应模拟输入量传感器，所述黄色LED指示灯对应模拟输出量传感器；

所述开源硬件Arduino单片机控制器的PCB电路板还内置有UART TTL，所述UART TTL可通过数字口0和1与外部设备实现串口通信，所述UART TTL的CP2012串口芯片通过USB和串行通信软件在电脑上显示为一个虚拟COM端口，通过COM串口可实现Arduino板和电脑的简单文本数据通信；

所述开源硬件Arduino单片机控制器的PCB电路板还设有一可解决任何类型的单片机程序串口下载和无线串口通信模块需插拔蓝牙无线通信模块才能直接在线烧录程序的过渡电路；该过渡电路包括第一部分和第二部分，所述第一部分以CP2012单片机为主体，所述CP2012单片机的7、8、9号管脚连接同一0.1UF的电容器后在接地，所述CP2012单片机的3、4、5号管脚连接USB端口，所述CP2012单片机的28号管脚连接任意电容器，所述CP2012单片机的25号管脚连接任意二极管，所述CP2012单片机的24号管脚连接电阻R1，所述CP2012单片机的剩余管脚均空插；所述第二部分以ATMEGA328单片机为主体，所述ATMEGA328单片机的17号管脚依次串联发光二极管和电阻R14后接地，所述ATMEGA328单片机的18号管脚接电源，所述ATMEGA328单片机的30号管脚接串联一电阻R2后接电源，所述ATMEGA328单片机的7和8号管脚接一保护电路，所述ATMEGA328单片机剩余管脚分别与开源硬件Arduino单片机控制器的PCB电路板的通信端口连接。

2.根据权利要求1所述的一种开源硬件Arduino单片机控制器，其特征在于：所述开源硬件Arduino单片机控制器为六边形状且每一个插接口均设置在六边形的边沿处。