专利名称：一种单片机开发综合实验箱的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一般的控制或调节系统；这种系统的功能单元；用于这种系统或单元的监视或测试装置技术领域，特别涉及一种单片机开发综合实验箱
背景技术：
单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O 口和中断系统、定时器/计时器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。目前单片机渗透到我们的生活中，广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域中。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机，更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械以及各种智能机械。故现在高校中普遍开展了单片机课程，对于课程来说，单片机程序编写及实验操作是不可缺少的一环，通过实验的实践操作可以由浅入深的指导学生使用单片机语言，开发单片机程序。现有的单片机实验箱主要还是采用程序编写后烧录至单片机上并运行程序的方式进行操作，形式比较单一，且编写一次程序要烧录后才知道程序是否能准确达到实验要求，操作麻烦，不利于学生更好的锻炼单片机程序编写、调试的能力。
实用新型内容本实用新型解决的技术问题是，由于现有技术中单片机实验设备主要采用程序编写后烧录至单片机上并运行程序的方式进行操作，而导致的实验途径过于单一，且程序是否编写正确要烧录至单片机才能验证，若不能正确运行则还需要重复编写、修改、烧录、运行的流程，操作麻烦，效率较低，不利于学生更好的锻炼单片机程序编写、调试的能力的问题，进而提供了一种优化结构的单片机开发综合实验箱。本实用新型所采用的技术方案是，一种单片机开发综合实验箱，包括箱体，所述箱体内设有主板、电源和烧录设备，所述电源、主板和烧录设备顺次连接，所述箱体内还设有仿真器，所述电源、主板和仿真器顺次连接。优选地，所述主板上设有输入模块、输出模块、数据转换模块、通信模块和集成模块。优选地，所述电源为直流稳压电源。优选地，所述输入模块包括逻辑电平输出单元、键盘和脉冲输出单元。优选地,所述输出模块包括逻辑电平显示单元、动态数码显示单元、驱动电路单元和点阵式显示屏。[0011]优选地，所述数据转换模块包括串行数模转换单元和并行数模转换单元。优选地，所述集成模块包括单片机芯片和存储器芯片。优选地，所述主板上还设有温度控制单元、驱动电机、打印机接口单元和IC卡接
口单元。优选地，所述烧录设备为ISP烧录器。 本实用新型提供了一种优化结构的单片机开发综合实验箱，通过在实验箱的箱体内设置主板、电源、烧录设备和仿真器，使得实验过程中，学生在编程结束后不仅可以采用将程序烧录至单片机上并运行单片机的形式检验程序是否编写正确，还可以采用将主板直接连接至仿真器的形式，直接仿真得到单片机程序的运行结果，更为方便学生进行仿真实验，并在发现问题后及时调试程序，节约时间，提高效率，有利于学生掌握单片机编程技术。
图I为本实用新型中箱体内结构的结构框图。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细描述，但本实用新型的保护范围并不限于此。如图所示，本实用新型涉及一种单片机开发综合实验箱，包括箱体，所述箱体内设有主板、电源和烧录设备，所述电源、主板和烧录设备顺次连接，所述箱体内还设有仿真器，所述电源、主板和仿真器顺次连接。所述结构使得在实验过程中，学生不仅可以采用将程序烧录至单片机上并运行单片机的形式检验程序是否编写正确，还可以采用将主板直接连接至仿真器的形式，直接仿真得到单片机程序的运行结果。本实用新型提供的仿真器为功能强大的Keil uVision2集成调试软件，具有编程、编译、下载、单步、跟踪、断点、运行等多种功能，可使用汇编和C语言进行编程。上述电源为直流稳压电源。本实施例中设置为±5V (1A), ±12V (IA)各一组。所述主板上设有输入模块、输出模块、数据转换模块、通信模块和集成模块。所述输入模块包括逻辑电平输出单元、键盘和脉冲输出单元。此均为常见的触发电路，普遍适用于数字信号处理领域。本实施例中，所述逻辑电平输出单元为八位逻辑电平输出，可以满足大部分单片机实验的需求；所述脉冲输出单元为单次脉冲输出，可以在单片机实验中作为时钟信号等。所述输出模块包括逻辑电平显示单元、动态数码显示单元、驱动电路单元和点阵式显示屏。本实施例中，所述逻辑电平显示单元和动态数码显示单元均设置为八位显示，可以满足大部分单片机实验的需求；所述驱动电路单元包括扬声器驱动电路、蜂鸣器驱动电路、继电器驱动电路等；所述点阵式显示屏包括128 X 64点阵型、2 X 16字符型、16 X 16点阵型等，可以用于数字、字符等输出内容的显示。所述数据转换模块包括串行数模转换单元和并行数模转换单元，包括芯片TLC549、芯片ADC0809、芯片LTC1446和芯片DAC0832，满足大部分单片机实验中数模转换的需求。[0026]所述集成模块包括单片机芯片和存储器芯片，其中单片机芯片包括用于阵列式键盘显示的芯片7279、8位串入并出的移位寄存器芯片74LS164、8位串入并出的移位寄存器芯片74LS165、3线一 8线译码器芯片74LS138、语音控制芯片ISD1420、红外收发芯片CX20106A、看门狗芯片MAX813、实时时钟芯片8563、1/0扩展芯片8155、定时器芯片555、时钟发生电路芯片；存储器芯片包括EEPROM芯片AT24C02的I2C总线接口、EEPR0M程序存储器芯片27C512、SRAM数据存储器芯片6264。上述芯片可以组合使用，满足大部分单片机实验的使用需求。所述通信模块主要包括了 RS-232接口、RS-485接口、USB1. I接口，完成单片机实验中的通信功能。 所述主板上还设有温度控制单元、驱动电机、打印机接口单元和IC卡接口单元。本实施例中，温度控制单元采用芯片DS18B20、驱动电机主要包括直流驱动电机和步进驱动电机，所述所述打印机接口单元和IC卡接口单元满足了在实际的实验过程中，可以为本实用新型选配打印机和非接触式IC卡模块。所述烧录设备为ISP烧录器。ISP (In-System Programming)是指在线系统可编程，指电路板上的空白器件可以编程写入最终用户代码，取代了从电路板上取下器件再重新烧录的过程，已经编程的器件也可以用ISP方式擦除或再编程。ISP技术的优势是不需要编程器就可以进行单片机的实验和开发，单片机芯片可以直接焊接到电路板上，调试结束即成成品，免去了调试时由于频繁地插入取出芯片对芯片和电路板带来的不便。本实用新型还可以拓展CPLD (EPM7128)模块、CAN总线接口、USB2. 0接口等，功能强大，使用十分方便。本实用新型可以完成数字信号领域的基本实验，诸如I/O控制实验、看门狗实验、定时器输出PWM实验、SRAM外部数据存储器扩展实验、蜂鸣器驱动实验、EEPROM外部程序存储器扩展实验、555电路实验、I2C总线实验、74LS164串转并实验、接触式IC卡读写实验、74LS165并转串实验、ADC0809并行AD转换实验、74HC138译码器实验、TLC549串行AD转换实验、继电器控制实验、DAC0832并行DA转换实验、实时时钟实验、LTC1446串行DA转换实验、红外发射接收实验等，亦可以通过较为复杂的编程，完成开发性质的单片机实验，如电子琴模拟实验、查询式键盘实验、ISD1420语音控制实验、7279阵列式键盘实验、电子万年历时钟实验、8155 I/O扩展实验、温度传感器温度控制实验、8155 RAM/定时器扩展实验、RS232串口通信实验、16 X 16 LED点阵显示实验、RS485通信实验、2 X 16字符型液晶显示实验、USB通信实验、128X64点阵型液晶显示实验、以太网通信实验、直流电动机调速实验(实物)、步进电动机驱动控制实验(实物)、微型打印机实验(选配)、非接触式IC卡读写实验(选配)等。本实用新型通过在实验箱的箱体内设置主板、电源、烧录设备和仿真器，使得实验过程中，学生在编程结束后不仅可以采用将程序烧录至单片机上并运行单片机的形式检验程序是否编写正确，还可以采用将主板直接连接至仿真器的形式，直接仿真得到单片机程序的运行结果，更为方便学生进行仿真实验，并在发现问题后及时调试程序，节约时间，提高效率，有利于学生掌握单片机编程技术。本实用新型集数据采集、显示、通信接口于一体，实验内容涵盖了单片机教材提出的单片机基础实验和开发设计运用实验，适合大中专院校开展单片机教学实验、课程设计及科研开发。
权利要求1.一种单片机开发综合实验箱，包括箱体，所述箱体内设有主板、电源和烧录设备，所述电源、主板和烧录设备顺次连接，其特征在于所述箱体内还设有仿真器，所述电源、主板和仿真器顺次连接。
2.根据权利要求I所述的一种单片机开发综合实验箱，其特征在于所述主板上设有输入模块、输出模块、数据转换模块、通信模块和集成模块。
3.根据权利要求I所述的一种单片机开发综合实验箱，其特征在于所述电源为直流稳压电源。
4.根据权利要求2所述的一种单片机开发综合实验箱，其特征在于所述输入模块包括逻辑电平输出单元、键盘和脉冲输出单元。
5.根据权利要求2所述的一种单片机开发综合实验箱，其特征在于所述输出模块包括逻辑电平显示单元、动态数码显示单元、驱动电路单元和点阵式显示屏。
6.根据权利要求2所述的一种单片机开发综合实验箱，其特征在于所述数据转换模块包括串行数模转换单元和并行数模转换单元。
7.根据权利要求2所述的一种单片机开发综合实验箱，其特征在于所述集成模块包括单片机芯片和存储器芯片。
8.根据权利要求I所述的一种单片机开发综合实验箱，其特征在于所述主板上还设有温度控制单元、驱动电机、打印机接口单元和IC卡接口单元。
9.根据权利要求I所述的一种单片机开发综合实验箱，其特征在于所述烧录设备为ISP烧录器。
专利摘要本实用新型涉及一种单片机开发综合实验箱，包括箱体，所述箱体内设有主板、电源和烧录设备，所述电源、主板和烧录设备顺次连接，所述箱体内还设有仿真器，所述电源、主板和仿真器顺次连接。本实用新型提供了一种优化结构的单片机开发综合实验箱，通过在实验箱的箱体内设置主板、电源、烧录设备和仿真器，使得实验过程中，学生在编程结束后不仅可以采用将程序烧录至单片机上并运行单片机的形式检验程序是否编写正确，还可以采用将主板直接连接至仿真器的形式，直接仿真得到单片机程序的运行结果，更为方便学生进行仿真实验，并在发现问题后及时调试程序，节约时间，提高效率，有利于学生掌握单片机编程技术。
文档编号G09B23/18GK202362992SQ20112048862
公开日2012年8月1日 申请日期2011年11月30日 优先权日2011年11月30日
发明者冒晓东, 张威 申请人:浙江科技学院