专利名称：开放式单片机实验仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种教学实验仪器，尤其是一种单片机实验仪器。
单片机技术的发展很快，新型单片机及外围器件日新月异。上述单片机实验教学仪器存在以下缺点由于单片机及单片机与扩展电路之间的电路连接固定，使得学生只能进行特定单片机的验证性实验，不能进行新型单片机及外围器件实验，不利于学生动手及创新能力的培养。
由于单片机及单片机与扩展电路之间的电路连接固定，使得单片机有限的I/O引脚资源被专用。例如，现有的MCS-51系列单片机教学实验仪器(我国大专院校目前使用较多)，单片机的4个I/O端口(P0、P1、P2、P3)中，仅有P1口及P3口的部分引脚可以进行I/O实验，不能用P0、P2口进行端口I/O实验。
没有对单片机的片内程序存储器在线编程的功能，学生不能将在PC机上自编的程序在线写入单片机。做过实验后，不能掌握单片机产品开发的全过程。
本实用新型的目的是这样实现的一种开放式单片机实验仪，包括通用单片机插座、单片机、单片机扩展电路、外围电路。其特征在于a、通用单片机插座的每一个引脚仅与一个台阶插座(自锁紧插座)相连；b、单片机扩展电路及每一种外围电路分别是独立的电路模块，它们与单片机的每一个连接点设有台阶插座；c、单片机与各独立电路模块之间通过对应的台阶插座和可插拔导线实现连接。d、能对有ISP功能的单片机在线编程。
本实用新型的优点在于由于单片机的所有引脚全部开放，同时，通用单片机插座各引脚及单片机扩展电路和外围电路中各独立电路模块的每一个连接点均设有台阶插座，电路连接中，实验者可以通过台阶插座及可插拔的导线搭试各种实验电路。由于设置了通用扩展实验区，实验者可以在这个区域内插入各种双列直插式集成电路、电阻、电容等元件，搭建新的单片机实验电路，加上对单片机的在线编程。使实验者能掌握单片机产品开发的全过程。使用该仪器，有利于提高实验者的动手及创新能力，更好地掌握单片机原理及开发应用技术。
图2为通用单片机插座及其台阶插座结构布局示意图。
图3为通用扩展实验区结构布局示意图。
图4为一个单片机扩展电路的实施例电路原理图。
图5为TTL电平至RS232C电平转换电路原理图。
由
图1可见，本实用新型包括通用单片机插座、单片机扩展电路、通用扩展实验区以及外围电路。在本实施例中，所述的外围电路包括显示电路、驱动电路、时钟电路、脉冲电路、串行E2PROM、看门狗电路、晶振电路、复位电路、电源等。使用中，通用单片机插座中插接有单片机芯片，单片机与单片机扩展电路和外设电路中的独立电路模块之间以及与通用扩展实验区搭建的实验电路，均可以通过台阶插座及可插拔的导线实现连接。同一实验仪中，所有的台阶插座及可插拔的导线型号应分别统一，台阶插座的型号可以选择K1A30(内径1mm)，可插拔的导线两端应带插头，型号可以选择K1ABB5E。单片机的型号可选PHILIPS公司的P89C51RX系列(与MCS-51系列单片机兼容)；ATMEL公司的AT89S53、AT898252系列；Microchip Technology公司的PIC16F87X系列等具有ISP功能的单片机。
图2是通用单片机插座及其两侧台阶插座的布设图，本实用新型中通用单片机插座选用的是40脚万能锁紧插座(窄距)，其两侧设置的台阶插座区呈平行四边形排列形式，电路板上通过印制导线将万能锁紧插座的引脚1～40与将台阶插座1～40接通。
图3是通用实验扩展区中设置的面包板及两侧台阶插座布设图，图中，面包板两侧设有台阶插座，所述的台阶插座呈平等四边形排列。面包板中设有A、B、C、D、E、F、G、H八行金属小圆孔插座，其中每行中各金属小圆孔插座互不连通，每列中A、B、C、D四孔通过印制导线与其同侧正对的台阶插座相连通；同理E、F、G、H四孔也通过印制导线与同侧正对的台阶插座相连通。小圆孔插座可选用工业单排圆孔插座，孔间距为2.54mm。A、B、C、D之间，E、F、G、H之间，排间距为2.54mm；D排与E排之间排间距7.62mm。
图4是一种单片机扩展电路的实施例原理图。图中，U2是地址锁存器，其型号可为74LS373；U3是地址译码器，其型号可为74LS138；U4是静态RAM，其型号可为6264；U5是A/D转换器，其型号可为ADC0809；U6是或非门，其型号可为74LS02；U7是D/A转换器，其型号可为DAC0832，U8是运算放大器，其型号可为LM324。
图5是单片机在线编程的所需的TTL电平至RS232C电平转换电路。编程时直接利用单片机片内串行接口，将U9的第9脚、第10脚分别连单片机的RXD、TXD；U9的第7脚、第8脚分别连PC机串行口的TXD、RXD。在PC机上运行编程软件即可对单片机在线编程。在本实施例中U9可选用MAX232CPE。
权利要求1.一种开放式单片机实验仪，包括通用单片机插座、单片机、单片机扩展电路、外围电路、通用扩展实验区、其特征在于a、通用单片机插座的每一个引脚仅与一个台阶插座(自锁紧插座)相连；b、单片机扩展电路及每一种外围电路分别是独立的电路模块，它们与单片机的每一个连接点设有台阶插座；c、单片机与各独立电路模块之间通过相应的台阶插座和可插拔导线实现连接。
2.根据权利要求1所述的开放式单片机实验仪，其特征在于实验仪上辟设有通用扩展实验区，该区设有实验面包板，中心线两侧面包板每一列插孔与一个台阶插座相连接。
3.根据权利要求1所述的开放式单片机实验仪，其特征在于实验仪上设有可实现单片机在线编程的电路。
4.根据权利要求1所述的开放式单片机实验仪，其特征在于所述的通用单片机插座采用万能锁紧插座。
专利摘要本实用新型涉及一种开放式单片机实验仪，包括通用单片机插座、单片机、单片机扩展电路、外围电路、通用扩展实验区。单片机与外部电路通过台阶插座和可插拔的导线连接。本实用新型的优点在于单片机的引脚全部开放，实验者可自行选择实验方案、搭试新实验电路、并能对有ISP功能的单片机在线编程。使用该仪器有利于提高实验者的动手及创新能力，更好地掌握单片机原理及开发应用技术。
文档编号G09B25/00GK2555547SQ0226358
公开日2003年6月11日 申请日期2002年8月8日 优先权日2002年8月8日
发明者李耀 申请人:南京经济学院