專利名稱：多功能單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)開發(fā)板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)開發(fā)電路，尤其是涉及一種用于C51單片機(jī)和AVR單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和產(chǎn)品開發(fā)的多功能單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)開發(fā)板。
背景技術(shù)：
單片機(jī)技術(shù)以前所未有的勢(shì)頭迅猛發(fā)展，在生產(chǎn)與技術(shù)開發(fā)領(lǐng)域已成為電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)和通信技術(shù)中的一個(gè)重要開發(fā)工具。同時(shí)，市場(chǎng)對(duì)從事單片機(jī)開發(fā)人員的需求非常迫切，這也對(duì)單片機(jī)的教學(xué)和實(shí)踐提出了更高的要求。
由于C51系列單片機(jī)和AVR單片機(jī)是目前比較流行的幾種單片機(jī)，普通高校用戶都有同時(shí)學(xué)習(xí)和使用兩種單片機(jī)。
普通的單片機(jī)教學(xué)板只是以單一的單片機(jī)(比如C51單片機(jī)或AVR單片機(jī))為核心的平臺(tái)，而且將單片機(jī)的外圍電路焊接在PCB電路板上，對(duì)IO接口的功能進(jìn)行了強(qiáng)制化的限定，更沒有開放式的開發(fā)環(huán)境和學(xué)習(xí)環(huán)境，導(dǎo)致學(xué)習(xí)者很難方便搭建電路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷和不足之處，提出一個(gè)集成C51單片機(jī)和AVR單片機(jī)共用平臺(tái)的多功能單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)開發(fā)板，方便用戶搭接基于單片機(jī)的開發(fā)電路。
為解決本發(fā)明的技術(shù)問題，本發(fā)明公開一種多功能單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)開發(fā)板，其包括單電源系統(tǒng)；集成設(shè)置于一塊PCB板上的多個(gè)不同的單片機(jī)，每個(gè)單片機(jī)均連接所述單電源系統(tǒng)，由跳線選擇切換使所述單電源系統(tǒng)接通其中一個(gè)單片機(jī)；具有多個(gè)串行通信通道的電平轉(zhuǎn)換芯片，每個(gè)單片機(jī)的串行通信接口分別連接該電平轉(zhuǎn)換芯片的其中 一個(gè)串行通信通道；用于方便用戶搭接應(yīng)用電路的應(yīng)用擴(kuò)充接口，該應(yīng)用擴(kuò)充接口中每個(gè)接腳連接每個(gè)單片機(jī)的部分信號(hào)接口 、所述單電源系統(tǒng)的輸入電源信號(hào)和輸出電源信號(hào)。
其中，所述單片機(jī)為2個(gè)，且分別C51單片機(jī)和AVR單片機(jī)。
其中，所述單電源系統(tǒng)包括為直流輸入電源的穩(wěn)壓器，以及分別串接在穩(wěn)壓器的輸入端和輸出端的2個(gè)濾波器；串接在穩(wěn)壓器的輸出端的發(fā)光二極管。其中，所述濾波器為電解電容。
其中，所述電平轉(zhuǎn)換芯片為具有2個(gè)RS232串口通信通道的MAX232芯片。其中，所述應(yīng)用擴(kuò)充接口包括多個(gè)具有20個(gè)接腳的應(yīng)用模塊接口，每個(gè)應(yīng)用模塊接口對(duì)應(yīng)連接一個(gè)單片機(jī)，且該應(yīng)用模塊接口的其中16個(gè)接腳連接對(duì)應(yīng)單片機(jī)的其中16個(gè)10接口 ， 2個(gè)接腳分別連接所述單電源系統(tǒng)的輸入電源信號(hào)和輸出電源信號(hào)，而另外2個(gè)接腳接地。
其中，所述應(yīng)用擴(kuò)充接口還包括多個(gè)提供了 4組3個(gè)接腳連接器的驅(qū)動(dòng)模塊接口，且每個(gè)連接器的3個(gè)接腳分別連接其中一個(gè)單片機(jī)的一個(gè)10接口 、所述單電源系統(tǒng)的輸入電源信號(hào)或輸出電源信號(hào)和地線。
其中，所述應(yīng)用擴(kuò)充接口還包括分別連接每個(gè)單片機(jī)提供的IO接口，用于為外圍電路提供使用各個(gè)單片機(jī)的10接口的面包板接口 ，且該面包板接口還提供了 5組所述單電源系統(tǒng)的輸出電源信號(hào)的接口 、 3組所述單電源系統(tǒng)的輸入電源信號(hào)的接口和4組地線接口 。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果
本發(fā)明將C51單片機(jī)和AVR單片機(jī)共同布局在一塊PCB上，通過跳線進(jìn)行選擇，從而方便用戶選擇使用；同時(shí)，本發(fā)明提供開放式的面包板接口使得用戶可方便搭建任何基于單片機(jī)的外圍電路或應(yīng)用電路；且本發(fā)明還提供應(yīng)用接口和驅(qū)動(dòng)接口 ，使用戶在應(yīng)用C51/AVR單片機(jī)時(shí)，具有較好的兼容性及可擴(kuò)展性。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明使用的單電源系統(tǒng)的電路示意圖3是本發(fā)明中兩種單片機(jī)通信集成的電路示意圖4是本發(fā)明中C51單片機(jī)與C51應(yīng)用模塊接口和C51驅(qū)動(dòng)模塊接口的示意圖；圖5是本發(fā)明中AVR單片機(jī)與AVR應(yīng)用模塊接口和AVR驅(qū)動(dòng)模塊接口的示意圖；圖6是本發(fā)明中面包板接口的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明是將幾種不同系列的單片機(jī)平臺(tái)集成到一塊PCB板上，采用單電源供電，使用跳線分別對(duì)不同系列單片機(jī)系統(tǒng)的電源進(jìn)行控制。為便于描述，本發(fā)明采用將C51單片機(jī)和AVR單片機(jī)集成到一塊PCB板上為實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
如圖l所示，本發(fā)明提出的實(shí)驗(yàn)開發(fā)板是基于一塊PCB板，該P(yáng)CB板上設(shè)置使用跳線分別對(duì)C51單片機(jī)和AVR單片機(jī)提供工作電源的單電源系統(tǒng)；連接單電源系統(tǒng)和C51單片機(jī)的10總線的C51應(yīng)用模塊接口和C51驅(qū)動(dòng)模塊接口 ；連接單電源系統(tǒng)和AVR單片機(jī)的10總線的AVR應(yīng)用模塊接口和AVR驅(qū)動(dòng)模塊接口 ；以及用于引出C51單片機(jī)和AVR單片機(jī)的所有IO接口，提供一個(gè)完全開放的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和開發(fā)環(huán)境的面包板接口，其固定于PCB板上。
其中，C51應(yīng)用模塊接口和AVR應(yīng)用模塊接口均為一個(gè)2x 10的排母插座，方便用戶使用更多的應(yīng)用模塊。而C51驅(qū)動(dòng)模塊接口和AVR驅(qū)動(dòng)模塊接口都提供了 4組3PIN的接口， 3PIN按順序分別為信號(hào)線、電源線和地線，電源線電壓可通過跳線進(jìn)行輸入電壓Vin和穩(wěn)壓器穩(wěn)壓后電壓VCC的選擇，該接口可應(yīng)用于伺服電機(jī)和其他一些兼容該接口的應(yīng)用模塊。
如圖2所示，所述單電源系統(tǒng)采用6到9V的直流電源為電源輸入Vin,若采用交流輸入電源，則還需使用整流橋進(jìn)行整流；采用型號(hào)為L(zhǎng)M2940T-5.0的芯片U3作為所述單電源系統(tǒng)的5V穩(wěn)壓器，在穩(wěn)壓器前后各使用一個(gè)容值為1000uF、耐壓值為25V的電解電容C12和C13，分別對(duì)輸入電壓Vin和穩(wěn)壓后電壓Vcc進(jìn)行濾波；并在電解電容C13上并接一個(gè)發(fā)光二^f及管Dl作為電源指示燈。
如圖3所示。在本實(shí)施例中，C51單片機(jī)采用PLCC封裝的AT89S52單片機(jī)U5， AVR單片機(jī)采用DIP封裝的ATMEGA8單片機(jī)，兩者作為該實(shí)驗(yàn)開發(fā)板的控制核心，且分別從每個(gè)單片機(jī)的內(nèi)部電路引出了所有的10接口 。每個(gè)單片機(jī)都要有各自獨(dú)立的串行通信接口 ，因此，本實(shí)驗(yàn)開發(fā)板采用了 MAX232芯片U7作為串口的電平轉(zhuǎn)換芯片，該芯片采用5V(Vcc)供電，具有雙通道RS232發(fā)送和接收器，由該MAX232芯片分別為C51單片機(jī)和AVR單片機(jī)提供一個(gè)各自獨(dú)立的串行通信接口 。
其中，C51單片機(jī)和AVR單片機(jī)各占一個(gè)通道在第一串口通信通道中，接腳Tlin(發(fā)送接口 )和Rlout (接收接口 )分別連接C51單片機(jī)中的串口通信接收接口 (對(duì)應(yīng)P3.1 10接口 )和串口通信發(fā)送接口 (對(duì)應(yīng)P3.0 IO接口 )，而MAX232芯片上的接口接腳Tlout和Rlin用于連接外部的應(yīng)用電路J吏應(yīng)用電路能夠通過MAX232芯片與C51單片機(jī)進(jìn)行RS232串口通信；C51單片機(jī)和AVR單片機(jī)各占一個(gè)通道在第二串口通信通道中，接腳T2in(發(fā)送接口 )和R2out (接收接口 )分別連接AVR單片機(jī)中的串口通信接收接口 (對(duì)應(yīng)PD1 10接口 )和串口通信發(fā)送接口 (對(duì)應(yīng)PDO 10接口 )，而MAX232芯片上的接口接腳T2out和R2in用于連接外部的應(yīng)用電路，使應(yīng)用電路能夠通過MAX232芯片與AVR單片機(jī)進(jìn)行RS232串口通信。
為了便于用戶通過該實(shí)驗(yàn)開發(fā)板進(jìn)行單片機(jī)學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)或開發(fā)，本發(fā)明提出的實(shí)驗(yàn)開發(fā)板引出了 C51單片機(jī)和AVR單片機(jī)的所有的IO接口，包括C51單片機(jī)的P0、 Pl、 P2、P3共32個(gè)IO接口，以及AVR單片機(jī)的PB、 PC、 PD共23個(gè)IO接口。其中，C51單片機(jī)的P3.0和P3.1 、 AVR單片機(jī)的PDO和PD1分別用于它們各自的串行通信。
因此，該實(shí)驗(yàn)開發(fā)板對(duì)各個(gè)單片機(jī)的IO接口資源作如下分配使用，以最大可能的滿足客戶需求
如圖4所示，利用C51單片機(jī)的P0和P2共16個(gè)IO接口、從單電源系統(tǒng)引出的Vcc和Vin兩組電源、以及2個(gè)接地接口，共20個(gè)接口分別連接用于擴(kuò)展設(shè)備的C51應(yīng)用模塊接口 JP7。
引出C51單片機(jī)的P1.0-P1.3作為信號(hào)接口 、通過跳線選擇使用單電源系統(tǒng)引出Vin或Vcc，分別連接連接器Jll至J14，由連接器Jll至J14組成C51驅(qū)動(dòng)模塊接口 ，其功能是給伺服設(shè)備(比如伺服電機(jī))提供源源不斷的電源和控制脈沖信號(hào)，從而便于基于本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)開發(fā)板學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)和開發(fā)驅(qū)動(dòng)電路。
如圖5所示，從AVR單片機(jī)上引出16個(gè)信號(hào)接口 、從單電源系統(tǒng)引出的Vcc和Vin兩組電源、以及2個(gè)接地接口 ，共20個(gè)接口分別連接用于擴(kuò)展設(shè)備的AVR應(yīng)用模塊接口JP6。
引出AVR單片機(jī)的PCO至PC3作為信號(hào)接口 、通過跳線選擇使用單電源系統(tǒng)引出Vin或Vcc,分別連接至連接器J0至J3;還引出了 AVR單片機(jī)的PC4和PC5兩個(gè)信號(hào)接口連接至連接器J7為用戶使用I2C接口提供方便；由連接器JO至J3和J7組成AVR驅(qū)動(dòng)模塊接o 。
如圖6所示。為了方便用戶搭建單片機(jī)外圍電路，進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)或開發(fā)，本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)開發(fā)板提供了面包板接口。在該面包板接口 (由連接器J15至J17組成)上，引出了C51單片機(jī)的P1.0 P1.7、 P2,1~P2.4、P3.2 P3.7共18個(gè)10接口 ，以及AVR單片機(jī)的PB0 PB5 、PD0 PD7、 PC0 PC3共18個(gè)10接口 ，并且提供了 5組Vcc接口 、 3組Vin接口和4組地線接口為外圍電路提供電源。
綜上，本發(fā)明將C51單片機(jī)和AVR單片機(jī)共同布局在一塊PCB上，通過跳線進(jìn)行選擇，從而方便用戶選擇使用；同時(shí)，本發(fā)明提供開放式的面包板接口使得用戶可方便搭建任何基于單片機(jī)的外圍電路或應(yīng)用電路；且本發(fā)明還提供應(yīng)用接口和驅(qū)動(dòng)接口，使用戶在應(yīng)用C51/AVR單片機(jī)時(shí)，具有較好的兼容性及可擴(kuò)展性。
權(quán)利要求
1、一種多功能單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)開發(fā)板，其特征在于包括單電源系統(tǒng)；集成設(shè)置于一塊PCB板上的多個(gè)不同的單片機(jī)，每個(gè)單片機(jī)均連接所述單電源系統(tǒng)，由跳線選擇切換使所述單電源系統(tǒng)接通其中一個(gè)單片機(jī)；具有多個(gè)串行通信通道的電平轉(zhuǎn)換芯片，每個(gè)單片機(jī)的串行通信接口分別連接該電平轉(zhuǎn)換芯片的其中一個(gè)串行通信通道；用于方便用戶搭接應(yīng)用電路的應(yīng)用擴(kuò)充接口，該應(yīng)用擴(kuò)充接口中每個(gè)接腳連接每個(gè)單片機(jī)的部分信號(hào)接口、所述單電源系統(tǒng)的輸入電源信號(hào)和輸出電源信號(hào)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述多功能單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)開發(fā)板，其特征在于，所述單片機(jī)為2個(gè)， 且分別C51單片機(jī)和AVR單片機(jī)。
3 、根據(jù)權(quán)利要求1所述多功能單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)開發(fā)板，其特征在于，所述單電源系統(tǒng)包 括為直流輸入電源的穩(wěn)壓器，以及分別串接在穩(wěn)壓器的輸入端和輸出端的2個(gè)濾波器； 串接在穩(wěn)壓器的輸出端的發(fā)光二極管。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述多功能單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)開發(fā)板，其特征在于，所述濾波器為電解 電容。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述多功能單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)開發(fā)板，其特征在于，所述電平轉(zhuǎn)換芯片 為具有2個(gè)RS232串口通信通道的MAX232芯片。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述多功能單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)開發(fā)板，其特征在于，所述應(yīng)用擴(kuò)充接口 包括多個(gè)具有20個(gè)接腳的應(yīng)用模塊接口，每個(gè)應(yīng)用模塊接口對(duì)應(yīng)連接一個(gè)單片機(jī)，且該 應(yīng)用模塊接口的其中16個(gè)接腳連接對(duì)應(yīng)單片機(jī)的其中16個(gè)I0接口， 2個(gè)接腳分別連接所 述單電源系統(tǒng)的輸入電源信號(hào)和輸出電源信號(hào)，而另外2個(gè)接腳接地。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述多功能單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)開發(fā)板，其特征在于，所述應(yīng)用擴(kuò)充接口 還包括多個(gè)提供了 4組3個(gè)接腳連接器的驅(qū)動(dòng)模塊接口 ，且每個(gè)連接器的3個(gè)接腳分別 連接其中一個(gè)單片機(jī)的一個(gè)10接口 、所述單電源系統(tǒng)的輸入電源信號(hào)或輸出電源信號(hào)和地 線。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述多功能單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)開發(fā)板，其特征在于，所述應(yīng)用擴(kuò)充接口 還包括分別連接每個(gè)單片機(jī)提供的IO接口，用于為外圍電路提供使用各個(gè)單片機(jī)的10 接口的面包板接口 ，且該面包板接口還提供了 5組所述單電源系統(tǒng)的輸出電源信號(hào)的接口 、 3組所述單電源系統(tǒng)的輸入電源信號(hào)的接口和4組地線接口 。
全文摘要
本發(fā)明公開一種多功能單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)開發(fā)板，其包括單電源系統(tǒng)；集成設(shè)置于一塊PCB板上的多個(gè)不同的單片機(jī)，每個(gè)單片機(jī)均連接所述單電源系統(tǒng)，由跳線選擇切換使所述單電源系統(tǒng)接通其中一個(gè)單片機(jī)；具有多個(gè)串行通信通道的電平轉(zhuǎn)換芯片，每個(gè)單片機(jī)的串行通信接口分別連接該電平轉(zhuǎn)換芯片的其中一個(gè)串行通信通道；用于方便用戶搭接應(yīng)用電路的應(yīng)用擴(kuò)充接口，該應(yīng)用擴(kuò)充接口中每個(gè)接腳連接每個(gè)單片機(jī)的部分信號(hào)接口、所述單電源系統(tǒng)的輸入電源信號(hào)和輸出電源信號(hào)。本發(fā)明提出了集成C51單片機(jī)和AVR單片機(jī)共用平臺(tái)的多功能單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)開發(fā)板，方便用戶搭接基于單片機(jī)的開發(fā)電路。
文檔編號(hào)G06F13/40GK101667168SQ20091010822
公開日2010年3月10日 申請(qǐng)日期2009年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月19日
發(fā)明者秦志強(qiáng), 陳國(guó)璋 申請(qǐng)人:深圳市鷗鵬科技有限公司