新型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)板的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型適用于單片機(jī)領(lǐng)域，提供了一種帶有ZigBee集成模塊的新型單片機(jī)開(kāi)發(fā)板。ZigBee集成模塊解決人工分配實(shí)驗(yàn)器材的工作，學(xué)生刷卡后分配指定試驗(yàn)臺(tái)做實(shí)驗(yàn)。開(kāi)發(fā)板分不同模塊獨(dú)立制版，電路分別設(shè)置在八個(gè)獨(dú)立PCB電路板上，包括AT89C51最小系統(tǒng)及相關(guān)外設(shè)構(gòu)成的控制模塊，無(wú)線控制模塊，數(shù)字時(shí)鐘和數(shù)碼管顯示模塊，傳感器模塊，溫濕度傳感器和液晶顯示模塊，雙色點(diǎn)陣顯示模塊，NRF24L01無(wú)線傳輸模塊，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊。學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)按需要選擇模塊，通過(guò)杜邦線與AT89C51最小系統(tǒng)模塊連接使用，減少其他模塊的損壞率，更能直觀的了解開(kāi)發(fā)板的模塊設(shè)計(jì)技術(shù)和電路走向情況。本實(shí)驗(yàn)板提供十八種基本學(xué)習(xí)功能，還設(shè)計(jì)了擴(kuò)展接口，可進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)使用，實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)板多功能性。
【專利說(shuō)明】新型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)板
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本新型單片機(jī)開(kāi)發(fā)板是一種應(yīng)用于教學(xué)單片機(jī)外圍電路開(kāi)發(fā)的學(xué)習(xí)板，屬于通信工程、電子信息、自動(dòng)化控制等領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)板按功能可分為簡(jiǎn)易型和多功能型，以簡(jiǎn)易型為主。主要用于演示，多數(shù)情況下學(xué)生不參與到他的動(dòng)手實(shí)踐練習(xí)中，功能上一般只包括流水燈顯示控制，蜂鳴器控制，矩陣鍵盤控制，七段數(shù)碼管顯示控制，A / D轉(zhuǎn)換控制，EEPROM器件24C02讀寫控制等功能，并且不具備擴(kuò)展功能，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)是很困難的。
[0003]教學(xué)使用的開(kāi)發(fā)板中，少數(shù)使用多功能型開(kāi)發(fā)板，雖然功能很多，但其有結(jié)構(gòu)體積龐大，成本聞等缺點(diǎn)。
[0004]大多數(shù)教學(xué)使用的開(kāi)發(fā)板都是各個(gè)獨(dú)立的試驗(yàn)箱，教師必須根據(jù)學(xué)生提出的問(wèn)題，到學(xué)生的實(shí)驗(yàn)臺(tái)觀察才能解決相應(yīng)的問(wèn)題，這種情況給老師在教學(xué)的過(guò)程中帶來(lái)很多不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型開(kāi)發(fā)板的設(shè)計(jì)解決了簡(jiǎn)易型開(kāi)發(fā)板功能簡(jiǎn)單，不易于開(kāi)發(fā)的缺點(diǎn)，也解決了多功能型開(kāi)發(fā)板體積龐大的缺點(diǎn)，并且在滿足學(xué)生可自主學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上加上了教學(xué)中教師遠(yuǎn)程控制的功能，這一功能給教學(xué)帶來(lái)更大幫助，本實(shí)用新型開(kāi)發(fā)板還采用了模塊獨(dú)立的外型設(shè)計(jì)，每個(gè)模塊可獨(dú)立使用，也可以通過(guò)杜邦線連接，同時(shí)使用，實(shí)現(xiàn)更多功能，這個(gè)設(shè)計(jì)構(gòu)思解決了模塊不方便更換和維修的缺點(diǎn)。
[0006]本實(shí)用新型開(kāi)發(fā)板解決問(wèn)題的技術(shù)方案是:
[0007]基本功能可達(dá)十八種，其中提供了四種傳感器的設(shè)計(jì)，有煙霧傳感器，溫濕度傳感器，壓力傳感器，模擬電壓測(cè)量傳感器，其他功能模塊有流水燈控制，數(shù)碼管控制，1602控制，雙色點(diǎn)陣控制，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制，紅外解碼控制，無(wú)線傳輸NRF24L01控制，蜂鳴器控制，薄膜鍵盤控制，數(shù)字時(shí)鐘控制，A / D轉(zhuǎn)換控制，串口通信和單片機(jī)輸入輸出以及EEPROM器件24C02讀寫控制，還有繼電氣控制和ZigBee集成控制功能。每個(gè)模塊都設(shè)計(jì)相應(yīng)的擴(kuò)展接口單元，這樣增加了學(xué)習(xí)板的二次開(kāi)發(fā)的優(yōu)點(diǎn)，比如1602控制電路可擴(kuò)展為12864液晶控制電路。
[0008]教學(xué)中，使用的遠(yuǎn)程控制功能是通本實(shí)用新型中ZigBee集成模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)的，老師只須觀察計(jì)算機(jī)界面，學(xué)生刷卡后，老師分配給學(xué)生試驗(yàn)臺(tái)，并遠(yuǎn)程監(jiān)視學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。
[0009]按照實(shí)現(xiàn)不同功能的電路和各個(gè)電路是否經(jīng)常一起使用的情況，把開(kāi)發(fā)板分為八個(gè)小模塊。這八個(gè)模塊經(jīng)過(guò)PCB電路制版，合理安排他們的占用空間，制成相互獨(dú)立的PCB電路板，這樣，在學(xué)習(xí)使用時(shí)，可按照學(xué)習(xí)的模塊單獨(dú)拿出來(lái)使用，減少線路的交叉和連接，使學(xué)習(xí)者更直觀，更方便的學(xué)習(xí)電路走向。并且長(zhǎng)時(shí)間使用可能會(huì)有其中某部分損壞，每個(gè)模塊分開(kāi)設(shè)計(jì)，可以更方便的更換和檢查?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本實(shí)用新型開(kāi)發(fā)板系統(tǒng)功能原理框圖。
[0011]其中:1、AT89C51單片機(jī)最小系統(tǒng)，2、紅外解碼模塊，3、LED流水燈顯示和NRF24L01無(wú)線傳輸模塊，4、繼電器控制模塊，5、數(shù)字時(shí)鐘和數(shù)碼管顯示和薄膜鍵盤模塊，
6、雙色點(diǎn)陣顯示模塊，7、蜂鳴器報(bào)警模塊，8、煙霧傳感器模塊，9、溫濕度傳感器和1602顯示并且可擴(kuò)展12864液晶模塊，10、壓力傳感器模塊，11、模擬電壓測(cè)量傳感器模塊，12、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，13、串口通信和單片機(jī)輸入輸出以及EEPROM器件24C02讀寫模塊，14、ZigBee開(kāi)發(fā)模塊，15、A / D轉(zhuǎn)換模塊。
[0012]圖2是本實(shí)用新型開(kāi)發(fā)板PCB板分布框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0014]本實(shí)用新型中每個(gè)模塊都設(shè)置擴(kuò)展接口單元，基于AT89C51的實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)板的使用，是根據(jù)學(xué)習(xí)任務(wù)選擇獨(dú)立模塊，用杜邦線與單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊(I)連接，完成實(shí)驗(yàn)板的組裝。
[0015]基于AT89C51的實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)板的結(jié)構(gòu)如圖1所示，在制成PCB電路板時(shí)，按照是否經(jīng)常使用和是否經(jīng)常一起使用的情況，十五個(gè)模塊分別設(shè)置在八塊獨(dú)立PCB板上，為了使本實(shí)用新型的目的，技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0016]如圖2所示，設(shè)置在圖2中PCB電路板⑴上的控制模塊包括圖1中的單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊(I)、繼電器模塊(4)、蜂鳴器報(bào)警模塊(7)、串口通信和單片機(jī)輸入輸出以及EEPROM器件24C02讀寫模塊(13)、A / D轉(zhuǎn)換模塊(15)，其中24C02讀寫模塊電路應(yīng)用I2C總線通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與EEPROM器件24C02的數(shù)據(jù)交換，24C02的WP寫保護(hù)端口可通過(guò)杜邦線接VCC或GND，時(shí)鐘端口和數(shù)據(jù)端口分別與單片機(jī)Pl.1和Pl.0 口直接連接，實(shí)驗(yàn)時(shí)，根據(jù)單片機(jī)預(yù)留I / O 口的使用情況，用杜邦線將蜂鳴器報(bào)警模塊和合適的I / O 口相連。
[0017]設(shè)置在圖2中PCB電路板(2)上的數(shù)字時(shí)鐘和數(shù)碼管顯示和薄膜鍵盤模塊包括圖1中的數(shù)字時(shí)鐘和數(shù)碼管顯示和薄膜鍵盤模塊(5)，實(shí)驗(yàn)時(shí)，用杜邦線將輸入輸出口與數(shù)字時(shí)鐘和數(shù)碼管顯示和薄膜鍵盤模塊(2)相連。
[0018]設(shè)置在圖2中PCB電路板(3)上的傳感器模塊包括圖1中的煙霧傳感器模塊⑶、壓力傳感器模塊(10)、模擬電壓測(cè)量傳感器模塊(11)，實(shí)驗(yàn)時(shí)，用杜邦線將各傳感器的數(shù)據(jù)端口和單片機(jī)預(yù)留I/O口相連。
[0019]設(shè)置在圖2中PCB電路板(4)上的溫濕度傳感器和液晶顯示模塊包括圖1中的溫濕度傳感器和1602顯示并且可擴(kuò)展12864液晶模塊(9)，在使用時(shí)，溫濕度傳感器數(shù)據(jù)端口與單片機(jī)預(yù)留I / O 口相連，1602或12864控制端口與單片機(jī)輸出口相連。
[0020]設(shè)置在圖2中PCB電路板(5)上的雙色點(diǎn)陣顯示模塊包括圖1中的雙色點(diǎn)陣顯示模塊(6)、紅外解碼模塊(2)，在實(shí)驗(yàn)時(shí)，用杜邦線將紅外發(fā)射電路輸出端與單片機(jī)預(yù)留I /O 口相連，將紅外接收頭與單片機(jī)預(yù)留I / O 口相連；設(shè)置在PCB電路板(6)上的LED流水燈顯示和NRF24L01無(wú)線傳輸模塊包括圖1中的LED流水燈顯示和NRF24L01無(wú)線傳輸模塊(3)，在實(shí)驗(yàn)時(shí)，用杜邦線分別將兩個(gè)NRF24L01的傳輸與接受端口與單片機(jī)I / O 口相連，八個(gè)LED分別與單片機(jī)預(yù)留I / O 口相連，薄膜鍵盤數(shù)據(jù)端口與單片機(jī)預(yù)留I / O相連。
[0021]設(shè)置在圖2中PCB電路板(7)上的ZigBee開(kāi)發(fā)模塊包括圖1中的ZigBee開(kāi)發(fā)模塊(14)，在實(shí)驗(yàn)時(shí)，ZigBee模塊的傳輸端口與單片機(jī)預(yù)留I / O 口相連，與教師計(jì)算機(jī)系統(tǒng)匹配后，完成數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程收發(fā)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對(duì)單片機(jī)工作狀態(tài)的控制和對(duì)單片機(jī)中信息的接受。
[0022]設(shè)置在圖2中PCB電路板(8)上的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊包括圖1中的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊(12)，實(shí)驗(yàn)時(shí)，這個(gè)模塊與薄膜鍵盤模塊一起使用情況較多，用杜邦線將步進(jìn)電機(jī)數(shù)據(jù)端口與單片機(jī)輸出口相連，薄膜鍵盤與單片機(jī)輸入口相連。
【權(quán)利要求】
1.新型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)板，包括AT89C51最小系統(tǒng)及相關(guān)外設(shè)構(gòu)成的控制模塊，其特征在于，所述實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)板還包括無(wú)線控制模塊，數(shù)字時(shí)鐘和數(shù)碼管顯示模塊，傳感器模塊，溫濕度傳感器和液晶顯示模塊，雙色點(diǎn)陣顯示模塊，NRF24L01無(wú)線傳輸模塊，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，各功能電路模塊是獨(dú)立的PCB電路板，主系統(tǒng)與各功能模塊用杜邦線相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)板，其特征是:無(wú)線控制模塊用于，系統(tǒng)與教師計(jì)算機(jī)無(wú)線連接，是采用ZigBee技術(shù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，刷卡分配試驗(yàn)臺(tái)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)板，其特征是:設(shè)置在PCB電路板控制模塊上的電路模塊有:單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊、繼電器模塊、蜂鳴器報(bào)警模塊、串口通信和單片機(jī)輸入輸出以及EEPROM器件24C02讀寫模塊、A / D轉(zhuǎn)換模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)板，其特征是:設(shè)置在PCB電路板傳感器模塊上的電路模塊有:煙霧傳感器模塊、壓力傳感器模塊、模擬電壓測(cè)量傳感器模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)板，其特征是:設(shè)置在PCB電路板雙色點(diǎn)陣顯示模塊上的電路模塊有:雙色點(diǎn)陣顯示模塊、紅外解碼模塊。
【文檔編號(hào)】G09B23/18GK203773808SQ201320821161
【公開(kāi)日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月4日
【發(fā)明者】董亮, 朱磊, 戴瑩 申請(qǐng)人:齊齊哈爾大學(xué)