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單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)儀的制作方法

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單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)儀的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)儀,主要包括鍵盤(pán)與LCD交互多級(jí)菜單顯示實(shí)驗(yàn)、溫度傳感器信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)、D/A轉(zhuǎn)換與波形發(fā)生實(shí)驗(yàn)、CAN總線通信實(shí)驗(yàn)、RS485總線通信實(shí)驗(yàn)、LIN總線通信通信實(shí)驗(yàn)、RS232接口通信實(shí)驗(yàn)、無(wú)線射頻收發(fā)通信實(shí)驗(yàn)、基于CPLD實(shí)現(xiàn)的雙機(jī)并行通信實(shí)驗(yàn)、基于通信SPI接口的雙單片機(jī)通信實(shí)驗(yàn),基于H橋PWM驅(qū)動(dòng)器的微型直流電機(jī)調(diào)速實(shí)驗(yàn)、微型步進(jìn)電機(jī)調(diào)速實(shí)驗(yàn)、看門(mén)狗實(shí)驗(yàn),適用于廣大學(xué)生和從事單片機(jī)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)科技人員深入系統(tǒng)學(xué)習(xí)單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)方法。
【專(zhuān)利說(shuō)明】單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)領(lǐng)域,具體地說(shuō),是一種單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi) 發(fā)實(shí)驗(yàn)儀。

【背景技術(shù)】
[0002] 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程一直以來(lái)作為電子信息類(lèi)大學(xué)本科首選基礎(chǔ)課程之一,與 之配套單片機(jī)原理及應(yīng)用教材,傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容主要包括51單片機(jī)的匯編指令系統(tǒng),匯編語(yǔ) 言程序設(shè)計(jì),C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)(C51),51單片機(jī)常規(guī)接口技術(shù),如并行接口,串行接口,A/D轉(zhuǎn) 換器及其接口,鍵盤(pán)與IXD顯示屏及其接口,I2C接口,SPI接口等。雖然有些單片機(jī)教材 增加一些新的接口技術(shù)以及proteus單片機(jī)仿真軟件等教學(xué)內(nèi)容,但重點(diǎn)仍是傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi) 容。學(xué)生使用這些教材,只能學(xué)到簡(jiǎn)單的編程方法和簡(jiǎn)單的接口技術(shù),缺乏單片機(jī)系統(tǒng)整體 設(shè)計(jì)概念,不能從系統(tǒng)的角度來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。
[0003] 目前國(guó)內(nèi)普通高等院校使用的單片機(jī)原理實(shí)驗(yàn)箱,不論是什么廠家生產(chǎn)的,也不 論實(shí)驗(yàn)內(nèi)容如何推陳出新,都是互相孤立的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,僅僅針對(duì)單片機(jī)控制某一特定外設(shè) 的原理性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),沒(méi)有從工程應(yīng)用的角度系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)僅能了解單 片機(jī)控制某一特定外設(shè)原理和實(shí)驗(yàn)結(jié)果,缺乏了解單片機(jī)控制某一特定外設(shè)有什么用?為 什么要采用某種接口方式控制外設(shè)?其他控制方式又會(huì)怎么?單片機(jī)控制接口信號(hào)電平 有什么特點(diǎn),傳感器輸出電壓與調(diào)理放大器的輸出電壓如何測(cè)試?模擬通道采集電壓與A/ D轉(zhuǎn)換器結(jié)果的對(duì)應(yīng)關(guān)系如何驗(yàn)證?串行通信和并行通信為什么要制定通信協(xié)議,如何制 定?諸如此類(lèi)帶工程應(yīng)用背景的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)方法、啟發(fā)性思考題,傳統(tǒng)單片機(jī)原理實(shí)驗(yàn) 箱都無(wú)能為力。只有從單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)出發(fā),把單片機(jī)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與工程應(yīng)用背景相結(jié)合,與 接口信號(hào)電平特征、接口數(shù)據(jù)格式相結(jié)合,才能使學(xué)生建立起單片機(jī)系統(tǒng)的概念,建立起從 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到數(shù)據(jù)傳輸、再到數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)顯示等一系列相關(guān)的系統(tǒng)概念,建立 起信號(hào)測(cè)試、信號(hào)測(cè)量、信號(hào)發(fā)生、信號(hào)傳輸、信號(hào)控制一系列相關(guān)的系統(tǒng)概念,為單片機(jī)系 統(tǒng)工程應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 基于上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題,本發(fā)明的目的在于提供了一種系統(tǒng)集成化高, 實(shí)用性強(qiáng)的一種單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)儀。
[0005] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為:
[0006] 一種單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)儀,包括主板、擴(kuò)展板;所述主板中,STC89系列 單片機(jī)與圖形點(diǎn)陣LCD模塊、字符點(diǎn)陣LCD模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、4按鍵及接口電路、地址譯碼 器、串行鐵電存儲(chǔ)器、CPLD芯片、ISP下載接口相連接;地址譯碼器與圖形點(diǎn)陣IXD模塊、字 符點(diǎn)陣IXD模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、4按鍵及接口電路、CPLD芯片相連接;CPLD芯片和JTAG接口 相連接;主板的+5V直流電源插座與STC89系列單片機(jī)、圖形點(diǎn)陣LCD模塊、字符點(diǎn)陣LCD 模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、4按鍵及接口電路、ISP下載接口、地址譯碼器、STC89系列單片機(jī)、CPLD 芯片、JTAG接口相連接;主板的+5V直流電源插座、地址譯碼器、STC89系列單片機(jī)、CPLD芯 片均與主板的64芯PC104插接件相連接;所述主板的64芯PC104插接件與所述擴(kuò)展板的 64芯PC104插接件上、下堆棧式連接;所述擴(kuò)展板中,擴(kuò)展板的64芯PC104插接件分別與串 行ADC電路、并行ADC電路、并行DAC電路,串行DAC電路、8位并口通信接口、+5V與+3. 3V 電平轉(zhuǎn)換電路、擴(kuò)展板的+5V直流電源插座、獨(dú)立CAN控制器、RS485總線收發(fā)器、STCl2系 列單片機(jī)相連接;所述+5V與3. 3V電平轉(zhuǎn)換電路與無(wú)線射頻模塊SPI接口電路相連接; +3. 3V電壓調(diào)節(jié)器與無(wú)線射頻模塊SPI接口電路相連接;所述+3. 3V電壓調(diào)節(jié)器與+5V直 流電源插座相連接,所述擴(kuò)展板的+5V直流電源插座與串行ADC電路、并行ADC電路、并行 DAC電路,串行DAC電路、8位并口通信接口、+5V與+3. 3V電平轉(zhuǎn)換電路、+5V/±5V隔離 DC-DC電路、獨(dú)立CAN控制器、RS485總線收發(fā)器、LIN總線收發(fā)器、H橋可逆PWM驅(qū)動(dòng)電路、 STC12系列單片機(jī)、雙霍爾開(kāi)關(guān)傳感器、步進(jìn)電機(jī)達(dá)林頓驅(qū)動(dòng)電路、+5V步進(jìn)電機(jī)相連接;所 述+5V/±5V隔離DC-DC電路分別與溫度傳感器及接口電路、串行ADC電路、并行ADC電路、 并行DAC電路、串行DAC電路、+3V減速直流電機(jī)電壓電流檢測(cè)電路相連接;所述溫度傳感 器及接口電路通過(guò)短接器與串行ADC電路相連接,所述溫度傳感器及接口電路通過(guò)短接器 與并行ADC電路相連接;所述STC12系列單片機(jī)分別與ISP下載接口、3檔撥動(dòng)開(kāi)關(guān)、H橋可 逆PWM驅(qū)動(dòng)電路、+3V減速直流電機(jī)電壓電流檢測(cè)電路、雙霍爾開(kāi)關(guān)傳感器、+5V步進(jìn)電機(jī)達(dá) 林頓驅(qū)動(dòng)電路、LIN總線收發(fā)器相連接;所述+5V步進(jìn)電機(jī)達(dá)林頓驅(qū)動(dòng)電路和+5V步進(jìn)電機(jī) 相連接;+3V減速直流電機(jī)分別與H橋可逆PWM驅(qū)動(dòng)電路、+3V減速直流電機(jī)電壓電流檢測(cè) 電路相連接;
[0007] 所述圖形點(diǎn)陣LCD模塊用于多級(jí)漢字菜單顯示;所述字符點(diǎn)陣LCD模塊用于字符 串顯示;所述主板STC89系列單片機(jī)用于采集、處理、存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù);所述溫度傳感器及接 口電路連接串行ADC電路或并行ADC電路,在STC89系列單片機(jī)控制下用于室溫采集實(shí)驗(yàn); 所述擴(kuò)展板STC12系列單片機(jī)是電機(jī)控制專(zhuān)用微控制器,一方面用來(lái)控制H橋可逆PWM驅(qū) 動(dòng)電路,實(shí)現(xiàn)+3V減速直流電機(jī)的調(diào)速實(shí)驗(yàn),另一方面用于控制步進(jìn)電機(jī)達(dá)林頓驅(qū)動(dòng)電路, 實(shí)現(xiàn)+5V步進(jìn)電機(jī)調(diào)速實(shí)驗(yàn);所述RS485總線收發(fā)器完成基于主板STC89系列單片機(jī)控制 的RS485總線通信實(shí)驗(yàn);所述獨(dú)立CAN控制器用于完成基于主板STC89系列單片機(jī)控制的 CAN總線通信實(shí)驗(yàn);所述主板的ISP下載接口除了完成主板STC89系列單片機(jī)在系統(tǒng)編程 下載實(shí)驗(yàn)代碼外,還用于完成RS232接口通信實(shí)驗(yàn);所述無(wú)線射頻模塊SPI接口電路用于完 成基于主板STC89系列單片機(jī)或CPLD芯片控制的無(wú)線射頻點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信實(shí)驗(yàn)以及無(wú)線射頻 防碰撞通信實(shí)驗(yàn);所述LIN總線收發(fā)器用于完成基于擴(kuò)展板STC12系列單片機(jī)控制的LIN 總線通信實(shí)驗(yàn);所述8位并口通信接口用于完成基于主板STC89系列單片機(jī)控制的并行通 信實(shí)驗(yàn)。
[0008] 進(jìn)一步,所述主板底層朝上疊裝在頂層朝上的擴(kuò)展板之上,兩者通過(guò)64芯PC104 接插件自堆棧式可靠連接。
[0009] 進(jìn)一步,所述圖形點(diǎn)陣IXD模塊疊裝在底層朝上的主板之上,兩者通過(guò)20芯單排 插針、插座可靠連接;所述字符點(diǎn)陣LCD模塊疊裝在底層朝上的主板上,兩者通過(guò)16芯單排 插針、插座可靠連接。
[0010] 進(jìn)一步,所述擴(kuò)展板的+5V直流電源插座、主板的+5V直流電源插座均能夠插接 +5V/IA直流電源適配器,從而為實(shí)驗(yàn)儀供電。
[0011] 進(jìn)一步,所述+3V減速直流電機(jī)固定在頂層朝上的擴(kuò)展板的一側(cè)下部,通過(guò)2芯引 線及插頭連接到擴(kuò)展板的2芯插座上;所述+5V步進(jìn)電機(jī)固定在頂層朝上的擴(kuò)展板另一側(cè) 下部,通過(guò)5芯引線及插頭連接到擴(kuò)展板的5芯插座上;所述無(wú)線射頻收發(fā)器模塊固定在頂 層朝上的擴(kuò)展板的上側(cè)中部,通過(guò)14芯雙排插頭連接到擴(kuò)展板的14芯插座上。
[0012] 進(jìn)一步,所述主板與擴(kuò)展板互連的64芯PC104插接件傳遞的信號(hào)包括:主板的地 址譯碼器對(duì)擴(kuò)展板上并行ADC電路、并行DAC電路以及相關(guān)接口電路進(jìn)行片選的地址譯碼 信號(hào);主板STC89系列單片機(jī)的對(duì)擴(kuò)展板的獨(dú)立CAN控制器進(jìn)行控制的八位數(shù)據(jù)/地址總 線復(fù)用信號(hào)、讀寫(xiě)控制信號(hào)、地址鎖存控制信號(hào);并行ADC電路、并行DAC電路、獨(dú)立CAN總 線控制器輸出給主板STC89系列單片機(jī)的中斷請(qǐng)求信號(hào);主板STC89系列單片機(jī)對(duì)串行 ADC電路、串行DAC電路、SPI接口無(wú)線射頻收發(fā)電路進(jìn)行串行控制的接口信號(hào);SPI接口無(wú) 線射頻收發(fā)電路輸出給主板STC89系列單片機(jī)或CPLD芯片的狀態(tài)信號(hào);主板STC89系列單 片機(jī)與擴(kuò)展板STC12系列單片機(jī)之間雙機(jī)通信的SPI接口信號(hào);主板STC89系列單片機(jī)對(duì) 擴(kuò)展板的RS485收發(fā)器進(jìn)行串行通信的接口信號(hào);基于CPLD芯片實(shí)現(xiàn)的對(duì)擴(kuò)展板上并行 ADC電路、并行DAC電路以及相關(guān)接口電路進(jìn)行片選的地址譯碼信號(hào);基于CPLD芯片實(shí)現(xiàn) 的對(duì)SPI接口無(wú)線射頻收發(fā)電路進(jìn)行串行控制的接口信號(hào);基于CPLD芯片實(shí)現(xiàn)的帶握手信 號(hào)的8位并口通信接口信號(hào);+5V電源線和地線。
[0013] 進(jìn)一步,所述擴(kuò)展板還布置有多組短接器,其中,一組短接器可為并行ADC電路、 并行DAC電路以及相關(guān)接口電路選擇來(lái)自主板地址譯碼器的或來(lái)自CPLD芯片實(shí)現(xiàn)的地址 譯碼信號(hào);一組短接器可為SPI接口無(wú)線射頻收發(fā)器電路選擇來(lái)自主板STC89系列單片機(jī) 實(shí)現(xiàn)或來(lái)自CPLD芯片實(shí)現(xiàn)的控制接口信號(hào);一組短接器可為主板單片機(jī)STC89系列單片機(jī) 與擴(kuò)展板STC12系列單片機(jī)之間的雙機(jī)通信選擇SPI接口信號(hào)。
[0014] 進(jìn)一步,所述溫度傳感器接口電路由KTY84系列溫度傳感器、非平衡電橋和儀表 放大器組成;所述串行ADC電路由一個(gè)集成可編程放大器和濾波器的Σ-Λ轉(zhuǎn)換型串行A/ D轉(zhuǎn)換器芯片組成,通過(guò)一組短接器可將非平衡電橋的輸出電壓連接到串行ADC電路的差 端輸入,或?qū)x表放大器輸出電壓連接到串行ADC電路的單端輸入。
[0015] 進(jìn)一步,所述雙霍爾開(kāi)關(guān)傳感器電路與+3V減速直流電機(jī)旋轉(zhuǎn)軸上安裝的碼盤(pán)共 同組成電機(jī)旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)器,用來(lái)產(chǎn)生電機(jī)往復(fù)正反轉(zhuǎn)切換信號(hào)。
[0016] 進(jìn)一步,所述擴(kuò)展板頂層四周邊上,還布置有:測(cè)試儀與外界RS485通信接線端 子、CAN總線通信接線端子、并行通信接線端子,RS232通信接線端子、外部中斷請(qǐng)求接線端 子;還布置有各種外設(shè)電路輸入控制信號(hào)、輸出狀態(tài)信號(hào)的測(cè)試單排針;還布置有控制+3V 減速直流電機(jī)停、慢、快轉(zhuǎn)速的3檔撥動(dòng)開(kāi)關(guān)。
[0017] 本發(fā)明公開(kāi)的一種單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)儀的功能和技術(shù)效果具體體現(xiàn) 在:
[0018] 本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)的51實(shí)驗(yàn)程序囊括了目前51單片機(jī)在通信、控制、測(cè)量方面應(yīng)用的 典型實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,例如:人機(jī)交互界面實(shí)現(xiàn),點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)無(wú)線通信,有線RS232和RS485 通信,CAN總線通信,LIN總線通信,帶握手信號(hào)的8位并口通信,結(jié)合擴(kuò)展儀表放大器的 A/D轉(zhuǎn)換器溫度測(cè)量與顯示,集成儀表放大器的A/D轉(zhuǎn)換器溫度測(cè)量與顯示,基于D/A轉(zhuǎn)換 器的波形發(fā)生器實(shí)現(xiàn),微型直流電機(jī)正反轉(zhuǎn)與調(diào)速,微型步進(jìn)電機(jī)的調(diào)速,信號(hào)的標(biāo)度變換 算法實(shí)現(xiàn),二-十進(jìn)制轉(zhuǎn)換算法的實(shí)現(xiàn),LCD多級(jí)菜單與鍵盤(pán)交互算法的實(shí)現(xiàn),通信協(xié)議的 制定與實(shí)現(xiàn),固態(tài)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)協(xié)議的制定與查詢(xún)算法的實(shí)現(xiàn),數(shù)字PID控制器算法的實(shí)現(xiàn)。 通過(guò)本實(shí)驗(yàn)儀的設(shè)計(jì)型和綜合型實(shí)驗(yàn)程序開(kāi)發(fā),可以深入淺出地學(xué)習(xí)單片機(jī)原理與應(yīng)用技 術(shù),不僅能提高單片機(jī)的編程能力,而且能用萬(wàn)用表測(cè)量、示波器觀察各種外設(shè)電路的接口 控制與輸出狀態(tài)信號(hào),加深理解單片機(jī)的控制信號(hào)時(shí)序與外設(shè)輸出狀態(tài)信號(hào),同時(shí),加深理 解CPLD芯片在單片機(jī)系統(tǒng)中發(fā)揮的獨(dú)特作用,大幅度提高單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)水平,鍛 煉創(chuàng)新思維能力,形成單片機(jī)系統(tǒng)工程應(yīng)用的完整概念,而且許多設(shè)計(jì)模塊稍加修改就可 以移植到具體工程應(yīng)用項(xiàng)目中,具有事半功倍的學(xué)習(xí)效果。本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)儀適用于電子信 息類(lèi)各本科專(zhuān)業(yè)單片機(jī)課程的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)教學(xué),也可作為廣大科技工作者學(xué)習(xí)單片機(jī)系統(tǒng) 設(shè)計(jì)技術(shù)的理想開(kāi)發(fā)板。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖1為單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)儀電路原理框圖;
[0020]圖2為單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)儀電路模塊架構(gòu)框圖;
[0021] 圖3為單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)儀電路結(jié)構(gòu)功能框圖;
[0022] 圖4為單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)儀實(shí)物示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0024] 如圖1-2所示,一種單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)儀,包括主板、擴(kuò)展板;所述主板 中,STC89系列單片機(jī)與圖形點(diǎn)陣LCD模塊、字符點(diǎn)陣LCD模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、4按鍵及接口 電路、地址譯碼器、串行鐵電存儲(chǔ)器、CPLD芯片、ISP下載接口相連接;地址譯碼器與圖形點(diǎn) 陣IXD模塊、字符點(diǎn)陣IXD模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、4按鍵及接口電路、CPLD芯片相連接;CPLD芯 片和JTAG接口相連接;主板的+5V直流電源插座與STC89系列單片機(jī)、圖形點(diǎn)陣IXD模塊、 字符點(diǎn)陣IXD模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、4按鍵及接口電路、ISP下載接口、地址譯碼器、STC89系列 單片機(jī)、CPLD芯片、JTAG接口相連接;主板的+5V直流電源插座、地址譯碼器、STC89系列單 片機(jī)、CPLD芯片均與主板的64芯PC104插接件相連接;所述主板的64芯PC104插接件與所 述擴(kuò)展板的64芯PC104插接件上、下堆棧式連接;所述擴(kuò)展板中,擴(kuò)展板的64芯PC104插 接件分別與串行ADC電路、并行ADC電路、并行DAC電路,串行DAC電路、8位并口通信接口、 +5V與+3. 3V電平轉(zhuǎn)換電路、擴(kuò)展板的+5V直流電源插座、獨(dú)立CAN控制器、RS485總線收發(fā) 器、STC12系列單片機(jī)相連接;所述+5V與+3. 3V電平轉(zhuǎn)換電路與無(wú)線射頻模塊SPI接口電 路相連接;+3. 3V電壓調(diào)節(jié)器與無(wú)線射頻模塊SPI接口電路相連接;所述+3. 3V電壓調(diào)節(jié)器 與+5V直流電源插座相連接,所述擴(kuò)展板的+5V直流電源插座與串行ADC電路、并行ADC電 路、并行DAC電路,串行DAC電路、8位并口通信接口、+5V與+3. 3V電平轉(zhuǎn)換電路、+5V/±5V 隔離DC-DC電路、獨(dú)立CAN控制器、RS485總線收發(fā)器、LIN總線收發(fā)器、H橋可逆PWM驅(qū)動(dòng) 電路、STC12系列單片機(jī)、雙霍爾開(kāi)關(guān)傳感器、步進(jìn)電機(jī)達(dá)林頓驅(qū)動(dòng)電路、+5V步進(jìn)電機(jī)相連 接;所述+5V/±5V隔離DC-DC電路分別與溫度傳感器及接口電路、串行ADC電路、并行ADC 電路、并行DAC電路、串行DAC電路、+3V減速直流電機(jī)電壓電流檢測(cè)電路相連接;所述溫度 傳感器及接口電路通過(guò)短接器與串行ADC電路相連接,所述溫度傳感器及接口電路通過(guò)短 接器與并行ADC電路相連接;所述STC12系列單片機(jī)分別與ISP下載接口、3檔撥動(dòng)開(kāi)關(guān)、 H橋可逆PWM驅(qū)動(dòng)電路、+3V減速直流電機(jī)電壓電流檢測(cè)電路、雙霍爾開(kāi)關(guān)傳感器、+5V步進(jìn) 電機(jī)達(dá)林頓驅(qū)動(dòng)電路、LIN總線收發(fā)器相連接;所述+5V步進(jìn)電機(jī)達(dá)林頓驅(qū)動(dòng)電路和+5V步 進(jìn)電機(jī)相連接;+3V減速直流電機(jī)分別與H橋可逆PWM驅(qū)動(dòng)電路、+3V減速直流電機(jī)電壓電 流檢測(cè)電路相連接;
[0025] 所述圖形點(diǎn)陣LCD模塊用于多級(jí)漢字菜單顯示;所述字符點(diǎn)陣LCD模塊用于字符 串顯示;所述主板STC89系列單片機(jī)用于采集、處理、存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù);所述溫度傳感器及接 口電路連接串行ADC電路或并行ADC電路,在STC89系列單片機(jī)控制下用于室溫采集實(shí)驗(yàn); 所述擴(kuò)展板STC12系列單片機(jī)是電機(jī)控制專(zhuān)用微控制器,一方面用來(lái)控制H橋可逆PWM驅(qū) 動(dòng)電路,實(shí)現(xiàn)+3V減速直流電機(jī)的調(diào)速實(shí)驗(yàn),另一方面用于控制步進(jìn)電機(jī)達(dá)林頓驅(qū)動(dòng)電路, 實(shí)現(xiàn)+5V步進(jìn)電機(jī)調(diào)速實(shí)驗(yàn);所述RS485總線收發(fā)器完成基于主板STC89系列單片機(jī)控制 的RS485總線通信實(shí)驗(yàn);所述獨(dú)立CAN控制器用于完成基于主板STC89系列單片機(jī)控制的 CAN總線通信實(shí)驗(yàn);所述主板的ISP下載接口除了完成主板STC89系列單片機(jī)在系統(tǒng)編程 下載實(shí)驗(yàn)代碼外,還用于完成RS232接口通信實(shí)驗(yàn);所述無(wú)線射頻模塊SPI接口電路用于完 成基于主板STC89系列單片機(jī)或CPLD芯片控制的無(wú)線射頻點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信實(shí)驗(yàn)以及無(wú)線射頻 防碰撞通信實(shí)驗(yàn);所述LIN總線收發(fā)器用于完成基于擴(kuò)展板STC12系列單片機(jī)控制的LIN 總線通信實(shí)驗(yàn);所述8位并口通信接口用于完成基于主板STC89系列單片機(jī)控制的并行通 信實(shí)驗(yàn)。
[0026] 所述主板底層朝上疊裝在頂層朝上的擴(kuò)展板之上,兩者通過(guò)64芯PC104接插件自 堆棧式可靠連接。所述圖形點(diǎn)陣LCD模塊疊裝在底層朝上的主板之上,兩者通過(guò)20芯單排 插針、插座可靠連接;所述字符點(diǎn)陣LCD模塊疊裝在底層朝上的主板上,兩者通過(guò)16芯單排 插針、插座可靠連接。所述擴(kuò)展板的+5V直流電源插座、主板的+5V直流電源插座均能夠插 接+5V/1A直流電源適配器,從而為實(shí)驗(yàn)儀供電。所述+3V減速直流電機(jī)固定在頂層朝上的 擴(kuò)展板的一側(cè)下部,通過(guò)2芯引線及插頭連接到擴(kuò)展板的2芯插座上;所述+5V步進(jìn)電機(jī)固 定在頂層朝上的擴(kuò)展板另一側(cè)下部,通過(guò)5芯引線及插頭連接到擴(kuò)展板的5芯插座上;所述 無(wú)線射頻收發(fā)器模塊固定在頂層朝上的擴(kuò)展板的上側(cè)中部,通過(guò)14芯雙排插頭連接到擴(kuò) 展板的14芯插座上。
[0027] 所述主板與擴(kuò)展板互連的64芯PC104插接件傳遞的信號(hào)包含:主板的地址譯碼器 對(duì)擴(kuò)展板上并行ADC電路、并行DAC電路以及相關(guān)接口電路進(jìn)行片選的地址譯碼信號(hào);主 板STC89系列單片機(jī)的對(duì)擴(kuò)展板的獨(dú)立CAN控制器進(jìn)行控制的八位數(shù)據(jù)/地址總線復(fù)用信 號(hào)、讀寫(xiě)控制信號(hào)、地址鎖存控制信號(hào);并行ADC電路、并行DAC電路、獨(dú)立CAN總線控制器 輸出給主板STC89系列單片機(jī)的中斷請(qǐng)求信號(hào);主板STC89系列單片機(jī)對(duì)串行ADC電路、串 行DAC電路、SPI接口無(wú)線射頻收發(fā)電路進(jìn)行串行控制的接口信號(hào);SPI接口無(wú)線射頻收發(fā) 電路輸出給主板STC89系列單片機(jī)的狀態(tài)信號(hào);主板STC89系列單片機(jī)與擴(kuò)展板STC12系 列單片機(jī)之間雙機(jī)通信的SPI接口信號(hào);主板STC89系列單片機(jī)對(duì)擴(kuò)展板的RS485收發(fā)器 進(jìn)行串行通信的接口信號(hào);基于CPLD芯片實(shí)現(xiàn)的對(duì)擴(kuò)展板上并行ADC電路、并行DAC電路 以及相關(guān)接口電路進(jìn)行片選的地址譯碼信號(hào);基于CPLD芯片實(shí)現(xiàn)的對(duì)SPI接口無(wú)線射頻收 發(fā)電路進(jìn)行串行控制的接口信號(hào);基于CPLD芯片實(shí)現(xiàn)的帶握手信號(hào)的8位并口通信接口信 號(hào);+5V電源線和地線。
[0028] 所述擴(kuò)展板還布置有多組短接器,其中,一組短接器可為并行ADC電路、并行DAC 電路以及相關(guān)接口電路選擇來(lái)自主板地址譯碼器的或來(lái)自CPLD芯片實(shí)現(xiàn)的地址譯碼信 號(hào);一組短接器可為SPI接口無(wú)線射頻收發(fā)器電路選擇來(lái)自主板STC89系列單片機(jī)實(shí)現(xiàn)或 來(lái)自CPLD芯片實(shí)現(xiàn)的控制接口信號(hào);一組短接器可為主板單片機(jī)STC89系列單片機(jī)與擴(kuò)展 板STC12系列單片機(jī)之間的雙機(jī)通信選擇SPI接口信號(hào)。
[0029] 所述溫度傳感器接口電路由KTY84系列溫度傳感器、非平衡電橋和儀表放大器組 成;所述串行ADC電路由一個(gè)集成可編程放大器和濾波器的Σ-Λ轉(zhuǎn)換型串行A/D轉(zhuǎn)換器 芯片組成,通過(guò)一組短接器可將非平衡電橋的輸出電壓連接到串行ADC電路的差端輸入, 或?qū)x表放大器輸出電壓連接到串行ADC電路的單端輸入。所述雙霍爾開(kāi)關(guān)傳感器電路與 +3V減速直流電機(jī)旋轉(zhuǎn)軸上安裝的碼盤(pán)共同組成電機(jī)旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)器,用來(lái)產(chǎn)生+3V減速 直流電機(jī)往復(fù)正反轉(zhuǎn)切換信號(hào)。
[0030] 所述擴(kuò)展板頂層四周邊上,還布置有:測(cè)試儀與外界RS485通信接線端子、CAN總 線通信接線端子、并行通信接線端子,RS232通信接線端子、外部中斷請(qǐng)求接線端子;還布 置有各種外設(shè)電路輸入控制信號(hào)、輸出狀態(tài)信號(hào)的測(cè)試單排針;還布置有控制+3V減速直 流電機(jī)停、慢、快轉(zhuǎn)速的3檔撥動(dòng)開(kāi)關(guān)。
[0031] 參閱圖3,主板單片機(jī)STC89控制圖型點(diǎn)陣IXD模塊可顯示漢字多級(jí)菜單,由于 LCD-屏顯示的內(nèi)容有限,需要利用鍵盤(pán)來(lái)選擇多級(jí)菜單命令控制多屏切換顯示,這就需要 開(kāi)發(fā)一種LCD多級(jí)菜單與鍵盤(pán)交互算法。本發(fā)明涉及的鍵盤(pán)電路只有4個(gè)獨(dú)立鍵盤(pán),不足 以提供所有〇?9以及小數(shù)點(diǎn)等數(shù)字鍵盤(pán)的輸入功能,為此,本發(fā)明提出了一種基于3維狀 態(tài)轉(zhuǎn)移表的LCD多級(jí)菜單與鍵盤(pán)交互設(shè)計(jì)方法,3維狀態(tài)轉(zhuǎn)移表包括2維狀態(tài)轉(zhuǎn)移表和第3 維數(shù)字計(jì)數(shù)器,4個(gè)鍵盤(pán)定義成""丨"鍵,"丨"鍵,鍵,"一"鍵,作為2維狀態(tài)轉(zhuǎn)移表的 4行,LCD的多屏顯示根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要設(shè)定,所有屏數(shù)作為2維狀態(tài)轉(zhuǎn)移表的所有列,4個(gè) 按鍵中任一個(gè)有效按鍵,產(chǎn)生顯示屏切換,定義成狀態(tài)轉(zhuǎn)移的屏號(hào),把上電初始化顯示的主 菜單屏定義為初始化屏號(hào),賦值為〇,每個(gè)按鍵產(chǎn)生的顯示屏切換,人為編上有效屏號(hào),從1 開(kāi)始順序編號(hào),賦予一個(gè)唯一的屏號(hào),每個(gè)按鍵產(chǎn)生的無(wú)效顯示屏切換,統(tǒng)一編寫(xiě)為無(wú)效屏 號(hào)0FFH,把2維狀態(tài)轉(zhuǎn)移表每行與每列交叉點(diǎn)的表項(xiàng)值,根據(jù)具體應(yīng)用設(shè)計(jì),填寫(xiě)上有效屏 號(hào)或無(wú)效屏號(hào),每當(dāng)有鍵盤(pán)按下,程序識(shí)別按鍵名后,把鍵名作為2維狀態(tài)轉(zhuǎn)移表的行數(shù), 把當(dāng)前屏號(hào)寄存器中存放的現(xiàn)態(tài)屏號(hào)作為2維狀態(tài)轉(zhuǎn)移表的列數(shù),讀取行與列交叉點(diǎn)的表 項(xiàng)值,作為下一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)移的屏號(hào),寫(xiě)入當(dāng)前屏號(hào)寄存器,同時(shí)顯示屏更新標(biāo)志清為〇,將主 程序根據(jù)當(dāng)前屏號(hào)寄存器的值,調(diào)用LCD顯示屏子程序,完成LCD屏幕切換顯示。
[0032] 一般來(lái)說(shuō),LCD顯示屏子程序開(kāi)頭,需要執(zhí)行LCD清屏命令,把原本LCD屏幕的內(nèi)容 全部清除干凈,確保新的屏幕沒(méi)有污點(diǎn)顯示,但是,有些LCD顯示屏需要周期性調(diào)用,刷新 顯示變化的數(shù)字,若數(shù)字顯示先清屏再更新,就會(huì)帶來(lái)屏幕閃爍感,為了防止屏幕閃爍感, 在LCD顯示屏子程序入口,判斷顯示屏更新標(biāo)志是否為0,若為0,就執(zhí)行一次LCD清屏命 令,然后就將顯示屏更新標(biāo)志置1,再執(zhí)行IXD顯示屏畫(huà)面顯示程序,下一次調(diào)用IXD顯示屏 子程序時(shí),由于屏號(hào)沒(méi)有變化,判斷顯示屏更新標(biāo)志就為1 了,不執(zhí)行LCD清屏命令。
[0033] 數(shù)字串輸入功能是在2維狀態(tài)轉(zhuǎn)移表的基礎(chǔ)上,把數(shù)字串的每一位數(shù)字符輸入看 作一個(gè)屏號(hào),在該屏號(hào)下,調(diào)用第3維數(shù)字計(jì)數(shù)器連續(xù)增或減產(chǎn)生所需輸入的數(shù)字符,實(shí)現(xiàn) 非數(shù)字鍵盤(pán)完成數(shù)字輸入的功能,具體實(shí)現(xiàn)方法如下:把數(shù)字串輸入設(shè)計(jì)成一個(gè)輸入屏幕 窗口,事先確定輸入數(shù)字串長(zhǎng)度為固定,每位數(shù)字符的輸入以該數(shù)字符輸入位置的光標(biāo)反 顯作為標(biāo)志,假設(shè)輸入數(shù)字串長(zhǎng)度為L(zhǎng),則數(shù)字串每位輸入對(duì)應(yīng)一個(gè)有效屏號(hào),每輸入完一 位數(shù)字,光標(biāo)反顯位置向右移一位,對(duì)應(yīng)另一個(gè)有效屏號(hào),因此,輸入L個(gè)數(shù)字串,需要狀態(tài) 轉(zhuǎn)移切換L個(gè)屏號(hào)。利用4個(gè)鍵盤(pán)輸入L個(gè)數(shù)字串的交互算法是:首先為L(zhǎng)個(gè)數(shù)字串的每 一位輸入安排一個(gè)數(shù)字計(jì)數(shù)器,數(shù)字計(jì)數(shù)器的進(jìn)制基數(shù)根據(jù)具體應(yīng)用來(lái)確定,可以是十進(jìn) 制、十六進(jìn)制等,在數(shù)字符輸入位置的光標(biāo)反顯處,按"丨"鍵或"丨"鍵啟動(dòng)一個(gè)計(jì)數(shù)器,循 環(huán)增1或減1計(jì)數(shù),把當(dāng)前計(jì)數(shù)值送到數(shù)字符輸入位置LCD反顯,操作員看到所需要的數(shù)字 顯示后,按"J"鍵(確定鍵),程序就把數(shù)字符輸入位置反顯的數(shù)字作為鍵盤(pán)輸入數(shù)字符讀 入內(nèi)存緩沖單元,再經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理,轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)字節(jié)的一部分存入指定內(nèi)存緩沖單元, 完成1位數(shù)據(jù)符的輸入,同時(shí),鍵使光標(biāo)反顯位置向右移一位,等待操作員按"丨"鍵或 "I"鍵,輸入下一位數(shù)字符。"一"鍵可以定義為光標(biāo)反顯位置向左移一位,重新輸入上一 位。當(dāng)L個(gè)數(shù)字串全部輸入完畢后,再按鍵,彈出一個(gè)對(duì)話屏,問(wèn)"輸入是否保存",光 標(biāo)反顯位置顯示"否",等待操作員按"丨"鍵或"丨"鍵,切換為"是",若操作員看到輸入的 數(shù)字串正確,在光標(biāo)反顯位置顯示"是"時(shí),按"J"鍵,就把輸入L個(gè)數(shù)字串轉(zhuǎn)換為若干數(shù)據(jù) 字節(jié)從內(nèi)存緩沖區(qū)讀入有效的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元保存,若操作員看到輸入的數(shù)字串不正確,則 不按"J"鍵,再按"丨"鍵或"丨"鍵,切換為"否",再按鍵,屏號(hào)再次切換到數(shù)字串輸入 初始屏幕,即光標(biāo)反顯位置在數(shù)字串最高位上。
[0034] 以工程應(yīng)用背景為設(shè)計(jì)素材,以單片機(jī)典型接口技術(shù)為設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),采用單片機(jī)系 統(tǒng)設(shè)計(jì)方法,設(shè)計(jì)了基于鍵盤(pán)與LCD顯示屏的人機(jī)接口電路,實(shí)現(xiàn)儀表面板的LCD多級(jí)菜 單;設(shè)計(jì)了基于74HC138高速CMOS譯碼器器件與基于CPLD芯片的地址譯碼器電路,實(shí)現(xiàn)單 片機(jī)對(duì)相關(guān)擴(kuò)展外設(shè)的地址譯碼;設(shè)計(jì)了基于KTY84系列溫度傳感器的放大器調(diào)理電路、 并行A/D轉(zhuǎn)換器和串行A/D轉(zhuǎn)換器電路,實(shí)現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)換、標(biāo)度變換、數(shù)制轉(zhuǎn)換、室溫測(cè)量值 LCD顯示屏顯示、溫度值長(zhǎng)期存儲(chǔ)與查詢(xún)功能;設(shè)計(jì)了基于KTY84系列溫度傳感器的非平衡 電橋和一個(gè)集成可編程放大器和濾波器的Σ-△轉(zhuǎn)換型串行A/D轉(zhuǎn)換器電路,實(shí)現(xiàn)無(wú)額外 放大器調(diào)理電路的A/D轉(zhuǎn)換器內(nèi)部放大器調(diào)理的數(shù)模轉(zhuǎn)換、標(biāo)度變換、數(shù)制轉(zhuǎn)換、室溫測(cè)量 值LCD顯示屏顯示、溫度值長(zhǎng)期存儲(chǔ)與查詢(xún)等功能;設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)的+3V減速直流電機(jī) H橋MOSFET管可逆PWM調(diào)速系統(tǒng)電路,實(shí)現(xiàn)+3V減速直流電機(jī)調(diào)速控制器,模擬雨刮器電 機(jī)的調(diào)速;設(shè)計(jì)了LIN總線收發(fā)器,實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)實(shí)驗(yàn)儀的基于+3V減速直流電機(jī)調(diào)速控制器的 LIN總線主從站通信,模擬雨刮器雙電機(jī)同步左右搖擺運(yùn)動(dòng)軌跡;設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)的+5V 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路,實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的間斷旋轉(zhuǎn)、連續(xù)旋轉(zhuǎn)以及調(diào)速;設(shè)計(jì)了主板STC89系列 單片機(jī)與擴(kuò)展板STC12系列單片機(jī)之間雙機(jī)通信的SPI接口電路,可把主板儀表面板上設(shè) 置的直流電機(jī)快、慢速度檔命令發(fā)送給擴(kuò)展板的+3V減速直流電機(jī)調(diào)速控制器,實(shí)現(xiàn)電機(jī) 的快、慢檔調(diào)速,或者擴(kuò)展板STC12系列單片機(jī)把檢測(cè)到的3擋位開(kāi)關(guān)設(shè)定的停、慢、快速度 3檔狀態(tài)傳送給主板儀表面板的LCD顯示屏上顯示;可把主板儀表面板上設(shè)置的步進(jìn)電機(jī) 轉(zhuǎn)動(dòng)角度命令、轉(zhuǎn)動(dòng)頻率命令發(fā)送給擴(kuò)展板的STC12系列單片機(jī),實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的間斷旋 轉(zhuǎn)、連續(xù)旋轉(zhuǎn)以及調(diào)速;設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)控制的無(wú)線射頻收發(fā)器接口電路,利用儀表面板 設(shè)置無(wú)線節(jié)點(diǎn)的ID號(hào)(標(biāo)識(shí)符),實(shí)現(xiàn)一個(gè)實(shí)驗(yàn)儀與其他實(shí)驗(yàn)儀之間的近距離點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或點(diǎn) 對(duì)多點(diǎn)無(wú)線數(shù)據(jù)通信,可在發(fā)送實(shí)驗(yàn)儀的IXD顯示屏上輸入發(fā)送數(shù)據(jù),接收實(shí)驗(yàn)儀的IXD顯 示屏上顯示接收數(shù)據(jù);設(shè)計(jì)了基于獨(dú)立CAN控制器的CAN總線節(jié)點(diǎn)電路,利用儀表面板設(shè) 置CAN節(jié)點(diǎn)的ID號(hào)(標(biāo)識(shí)符),實(shí)現(xiàn)一個(gè)試驗(yàn)儀與其他實(shí)驗(yàn)儀之間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)CAN 總線有線數(shù)據(jù)通信,可在發(fā)送實(shí)驗(yàn)儀的LCD顯示屏上輸入發(fā)送數(shù)據(jù),接收實(shí)驗(yàn)儀的LCD顯示 屏上顯示接收數(shù)據(jù);設(shè)計(jì)了RS485總線節(jié)點(diǎn)電路,利用儀表面板設(shè)置RS485節(jié)點(diǎn)的地址號(hào), 實(shí)現(xiàn)一個(gè)實(shí)驗(yàn)儀與其他實(shí)驗(yàn)儀之間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)RS485總線有線數(shù)據(jù)通信,可在發(fā)送 實(shí)驗(yàn)儀的LCD顯示屏上輸入發(fā)送數(shù)據(jù),接收實(shí)驗(yàn)儀的LCD顯示屏上顯示接收數(shù)據(jù);設(shè)計(jì)了 RS232接口電路,利用儀表面板設(shè)置發(fā)送與接收數(shù)據(jù)顯示界面,實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)儀其他實(shí)驗(yàn)儀之間 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)RS232接口有線數(shù)據(jù)通信,可在發(fā)送實(shí)驗(yàn)儀的IXD顯示屏上輸入發(fā)送數(shù)據(jù),接收實(shí)驗(yàn) 儀的IXD顯示屏上顯示接收數(shù)據(jù);設(shè)計(jì)了基于CPLD帶握手信號(hào)的8位并口通信接口電路, 實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)儀與實(shí)驗(yàn)儀之間的8位數(shù)據(jù)并行通信。設(shè)計(jì)了基于并行DAC的波形發(fā)生器電路, 實(shí)現(xiàn)鋸齒波、三角波、正弦波的輸出,并且波形幅值可編程調(diào)節(jié);設(shè)計(jì)了基于串行DAC的信 號(hào)發(fā)生器電路,實(shí)現(xiàn)鋸齒波、三角波、正弦波的輸出;設(shè)計(jì)了基于CPLD實(shí)現(xiàn)的無(wú)線射頻收發(fā) 器接口電路,利用儀表面板設(shè)置無(wú)線節(jié)點(diǎn)的地址號(hào),實(shí)現(xiàn)一個(gè)實(shí)驗(yàn)儀與其他實(shí)驗(yàn)儀之間的 近距離點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)無(wú)線數(shù)據(jù)通信,可在發(fā)送實(shí)驗(yàn)儀的LCD顯示屏上輸入發(fā)送數(shù)據(jù), 接收實(shí)驗(yàn)儀的LCD顯示屏上顯示接收數(shù)據(jù)。單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)儀電路結(jié)構(gòu)框圖如 圖1所示。
[0035] 本發(fā)明可開(kāi)發(fā)的單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容如下:
[0036] (1)圖形點(diǎn)陣IXD顯示實(shí)驗(yàn):基于鍵盤(pán)與圖形點(diǎn)陣IXD顯示屏的多級(jí)漢字菜單顯 不O
[0037] (2)字符點(diǎn)陣IXD顯示實(shí)驗(yàn):字符點(diǎn)陣IXD顯示屏的字符串顯示。
[0038] (3)看門(mén)狗實(shí)驗(yàn):看門(mén)狗電路的"踢狗"與"不踢狗"實(shí)驗(yàn)。
[0039] (4)鐵電存儲(chǔ)器實(shí)驗(yàn):通過(guò)圖形點(diǎn)陣LCD顯示屏輸入鐵電存儲(chǔ)器4位十六進(jìn)制首 地址,然后輸入最少1個(gè)存儲(chǔ)單元、最多8個(gè)存儲(chǔ)單元的十六進(jìn)制數(shù)據(jù),可將該1?8個(gè)2 位十六進(jìn)制數(shù)據(jù)寫(xiě)入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器首址地址起的1?8存儲(chǔ)單元中,又可通過(guò)圖形點(diǎn)陣LCD 顯示屏輸入4位十六進(jìn)制存儲(chǔ)器地址,讀出該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器首址單元開(kāi)始的8個(gè)存儲(chǔ)單元的 十六進(jìn)制數(shù)據(jù)。
[0040] (5)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器實(shí)驗(yàn):通過(guò)圖形點(diǎn)陣LCD顯示屏輸入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器4位十六進(jìn)制首 地址,然后輸入最少1個(gè)存儲(chǔ)單元、最多8個(gè)存儲(chǔ)單元的2位十六進(jìn)制數(shù)據(jù),可將該1?8 個(gè)2位十六進(jìn)制數(shù)據(jù)寫(xiě)入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器首址地址起的1?8存儲(chǔ)單元中,又可通過(guò)圖形點(diǎn)陣 LCD顯示屏輸入4位十六進(jìn)制存儲(chǔ)器地址,讀出該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器首址單元開(kāi)始的8個(gè)存儲(chǔ)單元 的十六進(jìn)制數(shù)據(jù)。
[0041] (6)室溫采集實(shí)驗(yàn):擴(kuò)展板上的KTY84系列溫度傳感器組成非平衡電橋通過(guò)儀表 放大器調(diào)理輸出室溫測(cè)量信號(hào),主板單片機(jī)STC89控制擴(kuò)展板上的并行A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行采 集、處理后,把室溫測(cè)量值以十進(jìn)制形式顯示在圖形點(diǎn)陣LCD屏幕上或者字符點(diǎn)陣LCD屏幕 上。
[0042] (7)傳感器信號(hào)無(wú)調(diào)理放大器的采集實(shí)驗(yàn):擴(kuò)展板上的KTY84系列溫度傳感器組 成非平衡電橋通過(guò)儀表放大器調(diào)理輸出,連接到串行A/D轉(zhuǎn)換器的單端輸入端,主板STC89 系列單片機(jī)控制串行A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行采集、A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果處理,把室溫測(cè)量值以十進(jìn)制形式 顯示在圖形點(diǎn)陣IXD屏幕上或者字符點(diǎn)陣IXD屏幕上。然后,通過(guò)短接器把KTY84系列溫 度傳感器組成的非平衡電橋輸出電壓跳過(guò)儀表放大器,直接連接到串行A/D轉(zhuǎn)換器的差端 輸入,利用主板STC89系列單片機(jī)控制串行A/D轉(zhuǎn)換器內(nèi)部集成可編程放大器進(jìn)行適當(dāng)放 大倍數(shù)調(diào)理、采集、A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果處理,把室溫測(cè)量值以十進(jìn)制形式顯示在圖形點(diǎn)陣LCD屏 幕上或者字符點(diǎn)陣IXD屏幕上。
[0043] (8)+3V減速直流電機(jī)調(diào)速實(shí)驗(yàn):擴(kuò)展板STC12系列單片機(jī)是電機(jī)控制專(zhuān)用微控制 器,集成有PWM單元,用來(lái)控制H橋可逆PWM驅(qū)動(dòng)電路,實(shí)現(xiàn)+3V減速直流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控 制、軟啟動(dòng)、調(diào)速、能耗制動(dòng)和回饋制動(dòng),并可通過(guò)雙機(jī)通信SPI接口,將主板STC89系列單 片機(jī)在儀表面板上設(shè)置的停、慢、快3檔速度命令發(fā)送給擴(kuò)展板STC12系列單片機(jī),或者擴(kuò) 展板STC12系列單片機(jī)檢測(cè)3檔撥動(dòng)開(kāi)關(guān)設(shè)定的停、慢、快轉(zhuǎn)速3檔狀態(tài)傳送給主板儀表面 板的IXD顯示屏上顯示。
[0044] (9)+5V步進(jìn)電機(jī)調(diào)速實(shí)驗(yàn):利用擴(kuò)展板STC12系列單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)達(dá)林頓驅(qū) 動(dòng)電路,驅(qū)動(dòng)+5V步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行間斷旋轉(zhuǎn)、連續(xù)旋轉(zhuǎn)以及調(diào)速,可把主板儀表面板上設(shè)置的 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度命令、轉(zhuǎn)動(dòng)頻率命令發(fā)送給擴(kuò)展板STC12系列單片機(jī),控制步進(jìn)電機(jī)的 間斷旋轉(zhuǎn)、連續(xù)旋轉(zhuǎn)以及調(diào)速。
[0045] (10)通信SPI接口雙機(jī)通信實(shí)驗(yàn):主板STC89系列單片機(jī)作為主控制器,擴(kuò)展板 STC12系列單片機(jī)作為從控制器,通過(guò)制定雙機(jī)通信協(xié)議,實(shí)現(xiàn)主板STC89系列單片機(jī)單片 機(jī)與擴(kuò)展板STC12系列單片機(jī)的雙向通信。
[0046] (11)RS485總線通信實(shí)驗(yàn):將2臺(tái)或若干臺(tái)(小于400臺(tái))實(shí)驗(yàn)儀擴(kuò)展板上的2 芯RS485接口接線端子用2芯雙絞線互連,每臺(tái)實(shí)驗(yàn)儀的圖形點(diǎn)陣IXD顯示屏上顯示一個(gè) RS485通信命令菜單,有發(fā)送命令子菜單、接收命令子菜單、本機(jī)通信地址設(shè)置子菜單,發(fā)送 命令子菜單顯示發(fā)送數(shù)據(jù)輸入窗口,完成限定數(shù)據(jù)幀輸入與發(fā)送;接收命令子菜單顯示接 收數(shù)據(jù)輸入窗口,完成其他試驗(yàn)儀發(fā)給本試驗(yàn)儀的串行數(shù)據(jù)顯示;本機(jī)通信地址設(shè)置子菜 單,完成本實(shí)驗(yàn)儀在RS485網(wǎng)絡(luò)中唯一 8位通信地址的顯示與修改,8位通信地址保存在鐵 電存儲(chǔ)器的專(zhuān)用單元中,每次執(zhí)行本機(jī)通信地址設(shè)置子菜單調(diào)出顯示,若需要修改,再?gòu)棾?8位通信地址即2位十六進(jìn)制數(shù)據(jù)字節(jié)輸入窗口,完成8位通信地址的修改與保存。1臺(tái)執(zhí) 行發(fā)送數(shù)據(jù)命令,另一臺(tái)或若干臺(tái)執(zhí)行接收數(shù)據(jù)命令。
[0047] (12)CAN總線通信實(shí)驗(yàn):將2臺(tái)或若干臺(tái)(小于110臺(tái))實(shí)驗(yàn)儀擴(kuò)展板上的2芯 CAN接口接線端子用2芯雙絞線互連,每臺(tái)實(shí)驗(yàn)儀的圖形點(diǎn)陣IXD顯示屏上顯示一個(gè)CAN通 信命令菜單,有發(fā)送命令子菜單、接收命令子菜單、本機(jī)標(biāo)識(shí)碼設(shè)置子菜單、驗(yàn)收屏蔽碼設(shè) 置子菜單,發(fā)送命令子菜單顯示發(fā)送數(shù)據(jù)輸入窗口,完成限定數(shù)據(jù)幀輸入與發(fā)送;接收命令 子菜單顯示接收數(shù)據(jù)輸入窗口,完成其他試驗(yàn)儀發(fā)給本試驗(yàn)儀的串行數(shù)據(jù)顯示;本機(jī)標(biāo)識(shí) 碼設(shè)置子菜單完成本實(shí)驗(yàn)儀在CAN網(wǎng)絡(luò)中唯一 29位標(biāo)識(shí)碼的顯示與修改,29位通信地址 保存在鐵電存儲(chǔ)器的特定存儲(chǔ)單元中,每次執(zhí)行本機(jī)標(biāo)識(shí)碼設(shè)置子菜單時(shí)讀出顯示,若需 要修改,再?gòu)棾?9位通信地址即4字節(jié)十六進(jìn)制數(shù)據(jù)輸入窗口,完成29位標(biāo)識(shí)碼的修改與 保存;驗(yàn)收屏蔽寄存器設(shè)置子菜單完成本實(shí)驗(yàn)儀4字節(jié)接收屏蔽碼的顯示與修改,4字節(jié)接 收屏蔽碼保存在鐵電存儲(chǔ)器的特定存儲(chǔ)單元中,每次執(zhí)行驗(yàn)收屏蔽碼設(shè)置子菜單時(shí)讀出顯 示,若需要修改,再?gòu)棾?2位接收屏蔽碼即4字節(jié)十六進(jìn)制數(shù)據(jù)輸入窗口,完成32位接收 屏蔽碼的修改與保存。當(dāng)1臺(tái)實(shí)驗(yàn)儀執(zhí)行發(fā)送數(shù)據(jù)命令,另一臺(tái)或若干臺(tái)實(shí)驗(yàn)儀執(zhí)行接收 數(shù)據(jù)命令時(shí),若作為接收節(jié)點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)儀4字節(jié)接收屏蔽碼均設(shè)置為0,則實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信; 若4字節(jié)接收屏蔽碼均設(shè)置為FFH,實(shí)現(xiàn)廣播通信。
[0048] (13)RS232接口通信實(shí)驗(yàn):將2臺(tái)實(shí)驗(yàn)儀主板板上的ISP下載接口9芯D型插座 用3芯通信電纜互連,每臺(tái)實(shí)驗(yàn)儀的圖形點(diǎn)陣IXD顯示屏上顯示一個(gè)RS232通信命令菜單, 有發(fā)送命令子菜單、接收命令子菜單,發(fā)送命令子菜單顯示發(fā)送數(shù)據(jù)輸入窗口,完成限定數(shù) 據(jù)幀輸入與發(fā)送;接收命令子菜單顯示接收數(shù)據(jù)輸入窗口,1臺(tái)實(shí)驗(yàn)儀執(zhí)行發(fā)送數(shù)據(jù)命令, 另一臺(tái)實(shí)驗(yàn)儀執(zhí)行接收數(shù)據(jù)命令,完成2臺(tái)試驗(yàn)儀串行數(shù)據(jù)通信。
[0049] (14)無(wú)線射頻點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信實(shí)驗(yàn):2臺(tái)實(shí)驗(yàn)儀同時(shí)上電工作,每臺(tái)實(shí)驗(yàn)儀IXD顯示 屏上顯示無(wú)線通信命令菜單,有發(fā)送命令子菜單、接收命令子菜單、本機(jī)通信地址設(shè)置子菜 單,發(fā)送命令子菜單顯示發(fā)送數(shù)據(jù)輸入窗口,完成限定數(shù)據(jù)幀輸入與發(fā)送;接收命令子菜單 顯示接收數(shù)據(jù)輸入窗口,完成其他試驗(yàn)儀發(fā)給本試驗(yàn)儀的串行數(shù)據(jù)顯示;本機(jī)通信地址設(shè) 置子菜單,完成本實(shí)驗(yàn)儀在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中唯一 8位通信地址的顯示與修改,8位通信地址保存 在鐵電存儲(chǔ)器的專(zhuān)用單元中,每次執(zhí)行本機(jī)通信地址設(shè)置子菜單調(diào)出顯示,若需要修改,再 彈出8位通信地址即2位十六進(jìn)制數(shù)據(jù)字節(jié)輸入窗口,完成8位通信地址的修改與保存。1 臺(tái)實(shí)驗(yàn)儀執(zhí)行發(fā)送數(shù)據(jù)命令,另一臺(tái)實(shí)驗(yàn)儀執(zhí)行接收數(shù)據(jù)命令,完成無(wú)線射頻點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信。
[0050] (15)無(wú)線射頻防碰撞通信實(shí)驗(yàn):3臺(tái)實(shí)驗(yàn)儀同時(shí)上電工作,其中2臺(tái)實(shí)行發(fā)送數(shù)據(jù) 命令,并且同一時(shí)間向第3臺(tái)發(fā)送數(shù)據(jù),第3臺(tái)執(zhí)行接收數(shù)據(jù)命令,第3臺(tái)能分別收到兩個(gè) 實(shí)驗(yàn)儀發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù),完成防碰撞通信實(shí)驗(yàn)。
[0051] (16)8位并口通信實(shí)驗(yàn):將2臺(tái)實(shí)驗(yàn)儀擴(kuò)展板上的8位并口通信接口D型15芯插 座用11芯通信電纜互連,每臺(tái)實(shí)驗(yàn)儀的圖形點(diǎn)陣IXD顯示屏上顯示一個(gè)并通信命令菜單, 有發(fā)送命令子菜單、接收命令子菜單,發(fā)送命令子菜單顯示發(fā)送數(shù)據(jù)輸入窗口,完成限定數(shù) 據(jù)幀輸入與發(fā)送;接收命令子菜單顯示接收數(shù)據(jù)輸入窗口,1臺(tái)實(shí)驗(yàn)儀執(zhí)行發(fā)送數(shù)據(jù)命令, 另一臺(tái)實(shí)驗(yàn)儀執(zhí)行接收數(shù)據(jù)命令,完成2臺(tái)試驗(yàn)儀并行數(shù)據(jù)通信。
[0052] (17)LIN總線通信實(shí)驗(yàn):將2臺(tái)實(shí)驗(yàn)儀擴(kuò)展板上的2芯LIN接口接線端子用2芯 雙絞線互連,其中一個(gè)LIN總線收發(fā)器設(shè)置為主站,另一個(gè)LIN總線收發(fā)器設(shè)置為從站,通 過(guò)2臺(tái)+3V減速直流電機(jī)調(diào)速控制器的LIN總線通信,結(jié)合+3V減速直流電機(jī)調(diào)速實(shí)驗(yàn),實(shí) 現(xiàn)2臺(tái)+3V減速直流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)同步搖擺控制。
[0053] 雖然以上描述了本發(fā)明的一個(gè)【具體實(shí)施方式】,但本領(lǐng)域內(nèi)的科技人員應(yīng)當(dāng)理解, 這些實(shí)施實(shí)例可以做出多種變更或修改,而不背離本發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì),本發(fā)明的范圍僅 由所附權(quán)利要求書(shū)限定。
【權(quán)利要求】
1. 一種單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)儀,其特征在于,包括主板、擴(kuò)展板; 所述主板中,STC89系列單片機(jī)與圖形點(diǎn)陣LCD模塊、字符點(diǎn)陣LCD模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、 4按鍵及接口電路、地址譯碼器、串行鐵電存儲(chǔ)器、CPLD(復(fù)雜可編程邏輯器件)芯片、ISP 下載接口相連接;地址譯碼器與圖形點(diǎn)陣LCD模塊、字符點(diǎn)陣LCD模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、4按鍵 及接口電路、CPLD芯片相連接;CPLD芯片和JTAG接口相連接;主板的+5V直流電源插座與 STC89系列單片機(jī)、圖形點(diǎn)陣LCD模塊、字符點(diǎn)陣LCD模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、4按鍵及接口電路、 ISP下載接口、地址譯碼器、STC89系列單片機(jī)、CPLD芯片、JTAG接口相連接;主板的+5V直 流電源插座、地址譯碼器、STC89系列單片機(jī)、CPLD芯片均與主板的64芯PC104插接件相連 接; 所述主板的64芯PC104插接件與所述擴(kuò)展板的64芯PC104插接件上、下堆棧式連接; 所述擴(kuò)展板中,擴(kuò)展板的64芯PC104插接件分別與串行ADC電路、并行ADC電路、并行 DAC電路,串行DAC電路、8位并口通信接口、+5V與+3. 3V電平轉(zhuǎn)換電路、擴(kuò)展板的+5V直流 電源插座、獨(dú)立CAN控制器、RS485總線收發(fā)器、STC12系列單片機(jī)相連接;所述+5V與+3. 3V 電平轉(zhuǎn)換電路與無(wú)線射頻模塊SPI接口電路相連接;+3. 3V電壓調(diào)節(jié)器與無(wú)線射頻模塊SPI 接口電路相連接;所述+3. 3V電壓調(diào)節(jié)器與+5V直流電源插座相連接,所述擴(kuò)展板的+5V直 流電源插座與串行ADC電路、并行ADC電路、并行DAC電路,串行DAC電路、8位并口通信接 口、+5V與+3. 3V電平轉(zhuǎn)換電路、+5V/±5V隔離DC-DC電路、獨(dú)立CAN控制器、RS485總線收 發(fā)器、LIN總線收發(fā)器、H橋可逆PWM驅(qū)動(dòng)電路、STC12系列單片機(jī)、雙霍爾開(kāi)關(guān)傳感器、步進(jìn) 電機(jī)達(dá)林頓驅(qū)動(dòng)電路、+5V步進(jìn)電機(jī)相連接;所述+5V/±5V隔離DC-DC電路分別與溫度傳 感器及接口電路、串行ADC電路、并行ADC電路、并行DAC電路、串行DAC電路、+3V減速直 流電機(jī)電壓電流檢測(cè)電路相連接;所述溫度傳感器及接口電路通過(guò)短接器與串行ADC電路 相連接,所述溫度傳感器及接口電路通過(guò)短接器與并行ADC電路相連接;所述STC12系列單 片機(jī)分別與ISP下載接口、3檔撥動(dòng)開(kāi)關(guān)、H橋可逆PWM驅(qū)動(dòng)電路、+3V減速直流電機(jī)電壓電 流檢測(cè)電路、雙霍爾開(kāi)關(guān)傳感器、+5V步進(jìn)電機(jī)達(dá)林頓驅(qū)動(dòng)電路、LIN總線收發(fā)器相連接;所 述+5V步進(jìn)電機(jī)達(dá)林頓驅(qū)動(dòng)電路和+5V步進(jìn)電機(jī)相連接;+3V減速直流電機(jī)分別與H橋可 逆PWM驅(qū)動(dòng)電路、+3V減速直流電機(jī)電壓電流檢測(cè)電路相連接; 所述圖形點(diǎn)陣LCD模塊用于多級(jí)漢字菜單顯示;所述字符點(diǎn)陣LCD模塊用于字符串顯 示;所述主板STC89系列單片機(jī)用于采集、處理、存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù);所述溫度傳感器及接口電 路連接串行ADC電路或并行ADC電路,在STC89系列單片機(jī)控制下用于室溫采集實(shí)驗(yàn);所 述擴(kuò)展板STC12系列單片機(jī)是電機(jī)控制專(zhuān)用微控制器,一方面用來(lái)控制H橋可逆PWM驅(qū)動(dòng) 電路,實(shí)現(xiàn)+3V減速直流電機(jī)的調(diào)速實(shí)驗(yàn),另一方面用于控制步進(jìn)電機(jī)達(dá)林頓驅(qū)動(dòng)電路,實(shí) 現(xiàn)+5V步進(jìn)電機(jī)調(diào)速實(shí)驗(yàn);所述RS485總線收發(fā)器完成基于主板STC89系列單片機(jī)控制的 RS485總線通信實(shí)驗(yàn);所述獨(dú)立CAN控制器用于完成基于主板STC89系列單片機(jī)控制的CAN 總線通信實(shí)驗(yàn);所述主板的ISP下載接口除了完成主板STC89系列單片機(jī)在系統(tǒng)編程下載 實(shí)驗(yàn)代碼外,還用于完成RS232接口通信實(shí)驗(yàn);所述無(wú)線射頻模塊SPI接口電路用于完成基 于主板STC89系列單片機(jī)或CPLD芯片控制的無(wú)線射頻點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信實(shí)驗(yàn)以及無(wú)線射頻防碰 撞通信實(shí)驗(yàn);所述LIN總線收發(fā)器用于完成基于擴(kuò)展板STC12系列單片機(jī)控制的LIN總線 通信實(shí)驗(yàn);所述8位并口通信接口用于完成基于主板STC89系列單片機(jī)控制的并行通信實(shí) 驗(yàn)。
2. 如權(quán)利要求1所述的單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)儀,其特征在于,所述主板底層朝 上疊裝在頂層朝上的擴(kuò)展板之上,兩者通過(guò)64芯PC104接插件自堆棧式可靠連接。
3. 如權(quán)利要求1所述的單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)儀,其特征在于,所述圖形點(diǎn)陣LCD 模塊疊裝在底層朝上的主板之上,兩者通過(guò)20芯單排插針、插座可靠連接;所述字符點(diǎn)陣 IXD模塊疊裝在底層朝上的主板上,兩者通過(guò)16芯單排插針、插座可靠連接。
4. 如權(quán)利要求1所述的單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)儀,其特征在于,所述擴(kuò)展板的+5V 直流電源插座、主板的+5V直流電源插座均能夠插接+5V/1A直流電源適配器,從而為實(shí)驗(yàn) 儀供電。
5. 如權(quán)利要求1所述的單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)儀,其特征在于,所述+3V減速直流 電機(jī)固定在頂層朝上的擴(kuò)展板的一側(cè)下部,通過(guò)2芯引線及插頭連接到擴(kuò)展板的2芯插座 上;所述+5V步進(jìn)電機(jī)固定在頂層朝上的擴(kuò)展板另一側(cè)下部,通過(guò)5芯引線及插頭連接到擴(kuò) 展板的5芯插座上;所述無(wú)線射頻收發(fā)器模塊固定在頂層朝上的擴(kuò)展板的上側(cè)中部,通過(guò) 14芯雙排插頭連接到擴(kuò)展板的14芯插座上。
6. 如權(quán)利要求1所述的單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)儀,其特征在于, 所述主板與擴(kuò)展板互連的64芯PC104插接件傳遞的信號(hào)包括:主板的地址譯碼器對(duì) 擴(kuò)展板上并行ADC電路、并行DAC電路以及相關(guān)接口電路進(jìn)行片選的地址譯碼信號(hào);主板 STC89系列單片機(jī)的對(duì)擴(kuò)展板的獨(dú)立CAN控制器進(jìn)行控制的八位數(shù)據(jù)/地址總線復(fù)用信號(hào)、 讀寫(xiě)控制信號(hào)、地址鎖存控制信號(hào);并行ADC電路、并行DAC電路、獨(dú)立CAN總線控制器輸 出給主板STC89系列單片機(jī)的中斷請(qǐng)求信號(hào);主板STC89系列單片機(jī)對(duì)串行ADC電路、串 行DAC電路、SPI接口無(wú)線射頻收發(fā)電路進(jìn)行串行控制的接口信號(hào);SPI接口無(wú)線射頻收發(fā) 電路輸出給主板STC89系列單片機(jī)或CPLD芯片的狀態(tài)信號(hào);主板STC89系列單片機(jī)與擴(kuò) 展板STC12系列單片機(jī)之間雙機(jī)通信的SPI接口信號(hào);主板STC89系列單片機(jī)對(duì)擴(kuò)展板的 RS485收發(fā)器進(jìn)行串行通信的接口信號(hào);基于CPLD芯片實(shí)現(xiàn)的對(duì)擴(kuò)展板上并行ADC電路、 并行DAC電路以及相關(guān)接口電路進(jìn)行片選的地址譯碼信號(hào);基于CPLD芯片實(shí)現(xiàn)的對(duì)SPI接 口無(wú)線射頻收發(fā)電路進(jìn)行串行控制的接口信號(hào);基于CPLD芯片實(shí)現(xiàn)的帶握手信號(hào)的8位并 口通信接口信號(hào);+5V電源線和地線。
7. 如權(quán)利要求1所述的單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)儀,其特征在于,所述擴(kuò)展板還布 置有多組短接器,其中,一組短接器可為并行ADC電路、并行DAC電路以及相關(guān)接口電路選 擇來(lái)自主板地址譯碼器的或來(lái)自CPLD芯片實(shí)現(xiàn)的地址譯碼信號(hào);一組短接器可為SPI接口 無(wú)線射頻收發(fā)器電路選擇來(lái)自主板STC89系列單片機(jī)實(shí)現(xiàn)或來(lái)自CPLD芯片實(shí)現(xiàn)的控制接 口信號(hào);一組短接器可為主板單片機(jī)STC89系列單片機(jī)與擴(kuò)展板STC12系列單片機(jī)之間的 雙機(jī)通信選擇SPI接口信號(hào)。
8. 如權(quán)利要求1所述的單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)儀,其特征在于,所述溫度傳感器 接口電路由KTY84系列溫度傳感器、非平衡電橋和儀表放大器組成;所述串行ADC電路由一 個(gè)集成可編程放大器和濾波器的E _ A轉(zhuǎn)換型串行A/D轉(zhuǎn)換器芯片組成,通過(guò)一組短接器 可將非平衡電橋的輸出電壓連接到串行ADC電路的差端輸入,或?qū)x表放大器輸出電壓連 接到串行ADC電路的單端輸入。
9. 如權(quán)利要求1所述的單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)儀,其特征在于,所述雙霍爾開(kāi)關(guān) 傳感器電路與+3V減速直流電機(jī)旋轉(zhuǎn)軸上安裝的碼盤(pán)共同組成電機(jī)旋轉(zhuǎn)位置檢測(cè)器,用來(lái) 產(chǎn)生電機(jī)往復(fù)正反轉(zhuǎn)切換信號(hào)。
10.如權(quán)利要求1所述的單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)儀,其特征在于,所述擴(kuò)展板頂層 四周邊上,還布置有:測(cè)試儀與外界RS485通信接線端子、CAN總線通信接線端子、并行通信 接線端子,RS232通信接線端子、外部中斷請(qǐng)求接線端子;還布置有各種外設(shè)電路輸入控制 信號(hào)、輸出狀態(tài)信號(hào)的測(cè)試單排針;還布置有控制+3V減速直流電機(jī)停、慢、快轉(zhuǎn)速的3檔撥 動(dòng)開(kāi)關(guān)。
【文檔編號(hào)】G09B23/18GK104504974SQ201410805855
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月22日
【發(fā)明者】張小鳴, 宋磊, 王燕萍, 劉浩 申請(qǐng)人:常州大學(xué)
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