一种基于AVR单片机的儿童趣味编程开发板的制作方法

本实用新型涉及编程开发板领域，特别涉及一种基于avr单片机的儿童趣味编程开发板。

背景技术：

开发板是用来进行嵌入式系统开发的电路板，包括中央处理器、存储器、输入设备、输出设备、数据通路/总线和外部资源接口等一系列硬件组件。开发板一般由嵌入式系统开发者根据开发需求自己订制，也可由用户自行研究设计。开发板是为初学者了解和学习系统的硬件和软件，同时部分开发板也提供的基础集成开发环境和软件源代码和硬件原理图等。

随着教育改革断推行，学校在小学阶段引入stem教育，在初、高中阶段对学生进行信息技术学科培养，来提高学生的思维能力和解决问题的能力。编程开发板无疑是儿童学习信息技术的一个较好入门工具。儿童可以通过编程开发板学习和掌握编程能力，同时也可以提升自身的手脑协同与科技创新能力。目前市面上能接触到的儿童编程开发板，主要有树莓派，arduino与micro:bit等国外开发板，国内面向儿童的定制开发板较少。树莓派本身功能很强大，但需要使用者具备一定的linux编程知识，对儿童入门而言难度较大。arduino开源开发板使用者最多社区完善，但因为其开放性原因开发板本身不具有功能，用户必须自行接线搭配一定的外围模块才能实现对应的功能。micro:bit开发板外观美观而且内部集成一部分常用功能，但其特有的金手指接口使得产品扩展性较差，必须搭配独有的扩展槽实现，成本相对较高。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种基于avr单片机的儿童趣味编程开发板。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：

本实用新型一种基于avr单片机的儿童趣味编程开发板，包括开发板正面和开发板背面，所述开发板背面的顶端边侧设置有超声波测距接口，所述超声波测距接口底端分别设置有数码管驱动、外部数据读写器和实时闹钟，所述超声波测距接口的一侧分别设置有红外接收和红外发射，所述超声波测距接口的另一侧设置有电池座，所述开发板背面的中央设置有主板微控制器，所述主板微控制器的一侧分别设置有usb插座、用户按键、复位按键和usb串口收发，所述主板微控制器的另一侧分别设置有温湿度检测和光照强度检测，所述开发板背面的底端边侧设置有扩展接口。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述开发板正面的中央设置有蜂鸣器，所述蜂鸣器的两侧均设置有数码管，所述开发板正面的顶端两侧均设置有led灯。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述开发板正面和开发板背面均呈熊猫脸状结构。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本实用新型是一种基于avr单片机的儿童趣味编程开发板，本结构将常用的功能集成进入开发板内部，免去用户购买常用零散模块与重复连线的苦恼，具有极好便利性，提供丰富便捷易用的扩展功能，使用户在不满足板载常用功能的情况下也能外部扩展自己想要的功能，具有极好开放性和自由度，制作成本低，实用性强。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型的正面结构示意图；

图2是本实用新型的背面结构示意图；

图中：1、开发板正面；2、开发板背面；3、蜂鸣器；4、数码管；5、led灯；6、红外接收；7、红外发射；8、电池座；9、超声波测距接口；10、数码管驱动；11、外部数据读写器；12、实时闹钟；13、usb插座；14、用户按键；15、复位按键；16、usb串口收发；17、主板微控制器；18、温湿度检测；19、光照强度检测；20、扩展接口。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1-2所示，本实用新型提供一种基于avr单片机的儿童趣味编程开发板，包括开发板正面1和开发板背面2，开发板背面2的顶端边侧设置有超声波测距接口9，超声波测距接口9底端分别设置有数码管驱动10、外部数据读写器11和实时闹钟12，超声波测距接口9的一侧分别设置有红外接收6和红外发射7，超声波测距接口9的另一侧设置有电池座8，开发板背面2的中央设置有主板微控制器17，主板微控制器17的一侧分别设置有usb插座13、用户按键14、复位按键15和usb串口收发16，主板微控制器17的另一侧分别设置有温湿度检测18和光照强度检测19，开发板背面2的底端边侧设置有扩展接口20。

进一步的，开发板正面1的中央设置有蜂鸣器3，蜂鸣器3的两侧均设置有数码管4，开发板正面1的顶端两侧均设置有led灯5，设置的蜂鸣器3用于声音的报警提示使用，设置的数码管4用于时间显示使用。

开发板正面1和开发板背面2均呈熊猫脸状结构，采用特色大熊猫的主题造型，较亲和儿童阶段的使用者。

具体的，该开发板采用特有大熊猫的主题外形，并将常用的开发板功能集成进入开发板内部，且对外提供了所有io口的便捷扩展功能。开发板同时支持avrstudio、arduinoide代码编程环境与mixly图形化编程环境。

产品外观借鉴大熊猫特色头像外形。产品pcb采用双层板结构，pcb正面黑色部分形似大熊猫双耳，其上分布对称的两颗全彩ws2812rgbled灯5。pcb正面白色部分形似大熊猫脸，其上有两个对称的0.28寸黑色两位数码管4作为表情控制和一个黑色蜂鸣器3作为声音控制，分别代表大熊猫双眼和鼻。pcb背面部分分布各种功能元件：主板微控制器atmega328p、红外接收hs0038b、红外发送ir333c、数码管驱动tm1650、外部数据读写at24c02、实时时钟pcf8563、usb串口收发ch340e、温湿度检测dht11、光照强度检测gl5528、miniusb接口、两个独立按键、一个复位按键、4p接口、2*12p双列接口。

本儿童趣味编程开发板工作原理：用户可以通过pc端的ide工具(例如avrstudio、arduinoide、mixly等)针对板载的元件进行编写程序，再通过板载usb串口或isp接口烧录单片机flash。单片机启动运行烧录程序，控制指定元器件即可实现特定功能。本儿童趣味编程开发板板载12个常用功能：红外编码发送、红外解码接收、usb串口收发、2*2位数码管显示、蜂鸣器发声控制、2个全彩led显示、温度检测、湿度检测、光照强度检测、实时时钟与闹钟提醒、外部数据读写、2路按键检测。本儿童趣味编程开发板还具有2项扩展功能：超声波测距4pin接口，便捷2*12pin扩展接口。

该开发板将常用的功能集成进入开发板内部，免去用户购买常用零散模块与重复连线的苦恼，具有极好便利性，提供丰富便捷易用的扩展功能，使用户在不满足板载常用功能的情况下也能外部扩展自己想要的功能，具有极好开放性和自由度，制作成本低，实用性强。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。