一種基于口袋實(shí)驗(yàn)室理念的單片機(jī)開發(fā)板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實(shí)用新型屬于單片機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)計(jì)一種基于口袋實(shí)驗(yàn)室理念的單片機(jī)開發(fā)板。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，不僅芯片的功能和穩(wěn)定性有所提升，而且其體積和引腳間距也進(jìn)一步縮小。此外，PCB(印制電路板)技術(shù)也發(fā)展迅猛，PCB電路板中兩條導(dǎo)線的間距可小至6mil(毫英寸)，甚至更小。這兩種技術(shù)使得設(shè)計(jì)出的電路板相對于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱，在完成相同功能的情況下，體積大大減小，從而使其變得更加小巧、便攜。此外，這兩種技術(shù)也促使了微電子封裝技術(shù)中SMT(表面貼裝技術(shù))的發(fā)展，這使得設(shè)計(jì)出來的電路板更具穩(wěn)定性。
[0003]市面上存在大量的51單片機(jī)開發(fā)板，雖然這些開發(fā)板相對于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱其體積已有明顯的縮減，也具了一定的便攜性，但市面上以51單片機(jī)為控制核心的開發(fā)板卻多采用插針封裝，且為了有針對性地學(xué)習(xí)具體模塊，各模塊往往都會(huì)外擴(kuò)排針接口，以便通過導(dǎo)線與單片機(jī)互連，這種結(jié)構(gòu)的單片機(jī)開發(fā)板由于存在大量排針，因此在操作不當(dāng)時(shí)可能扎傷用戶的手指，且穩(wěn)定性相對于貼片封裝的單片機(jī)開發(fā)板顯得稍差。此外，插針封裝的器件由于體積相對于貼片封裝較大，因此造成單片機(jī)開發(fā)板的體積還不夠小巧、便攜。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種基于口袋實(shí)驗(yàn)室理念的單片機(jī)開發(fā)板，結(jié)構(gòu)小巧便攜。
[0005]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案，一種基于口袋實(shí)驗(yàn)室理念的單片機(jī)開發(fā)板，包括單片機(jī)，E2PR0M存儲(chǔ)電路、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊、串口通訊、AD/DA模塊、鍵盤電路、直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、溫度傳感器、蜂鳴器、時(shí)鐘數(shù)碼管、熱釋電模塊接口電路、紅外接收頭、光敏傳感器、0LED接口電路、LED流水燈、全彩LED分別與單片機(jī)連接。
[0006]進(jìn)一步的，所述單片機(jī)采用STC89C52RC單片機(jī)，控制器采用的封裝為LQFP-44。
[0007]進(jìn)一步的，所述實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊(3)采用DS1307實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片+備用電源CR1220鋰電池。
[0008]進(jìn)一步的，所述串口通訊采用CH340T芯片。
[0009]進(jìn)一步的，所述AD/DA模塊芯片為PCF8591。
[0010]進(jìn)一步的，所述溫度傳感器為DS18B20型號(hào)。
[0011 ] 進(jìn)一步的，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)芯片采用ULN2003。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是，表面貼裝技術(shù)，整個(gè)裝置盡可能地采用貼片芯片，以進(jìn)一步減小開發(fā)板的體積，提高其穩(wěn)定性和便攜性。在設(shè)計(jì)中將外圍模塊進(jìn)行有機(jī)組合，而非像市場上的單片機(jī)開發(fā)板那樣，將各功能模塊進(jìn)行獨(dú)立堆砌。因此在使用時(shí)無需再采用外部導(dǎo)線對功能模塊與單片機(jī)進(jìn)行互連，從而有效避免了因?qū)Ь€問題造成的實(shí)驗(yàn)失敗現(xiàn)象或因?yàn)閷?dǎo)線遺失而造成實(shí)踐無法繼續(xù)的現(xiàn)象。設(shè)計(jì)中所采用的芯片大部分采用貼片封裝，從而在大大減少實(shí)驗(yàn)裝置體積的同時(shí)，還有效提高了裝置本身的穩(wěn)定性。適合于初學(xué)單片機(jī)的學(xué)生群體，其體積較小，且單片機(jī)各端口與外圍器件已完成互連，電源與程序下載均通過該裝置同一 USB 口通過數(shù)據(jù)線與電腦相連，因而連接方便，此外裝置較小的體積，也使它極易攜帶，方便51單片機(jī)學(xué)習(xí)者隨時(shí)隨地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從而可大大增加其動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)，培養(yǎng)其創(chuàng)新思維和提高動(dòng)手實(shí)踐能力。
【附圖說明】
[0013]圖1是單片機(jī)開發(fā)板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是單片機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖3是系統(tǒng)時(shí)鐘電路圖。
[0016]圖4是串口通訊電路圖。
[0017]圖5是E2PR0M存儲(chǔ)電路圖。
[0018]圖6是AD/DA模塊接口電路圖。
[0019]圖7是溫度傳感器接口電路。
[0020]圖8是蜂鳴器接口電路。
[0021]圖9是直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。
[0022]圖1中，1.單片機(jī)，2.E2PR0M存儲(chǔ)電路，3.實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊，4.串口通訊，5.AD/DA模塊，6.鍵盤電路，7.直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，8.步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，9.溫度傳感器，10.蜂鳴器，
11.時(shí)鐘數(shù)碼管，12.熱釋電模塊接口電路，13.紅外接收頭，14.光敏傳感器，15.0LED接口電路，16.LED流水燈，17.全彩LED。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0024]基于口袋實(shí)驗(yàn)室理念的單片機(jī)開發(fā)板，結(jié)構(gòu)如圖1所示。包括單片機(jī)1，E2PR0M存儲(chǔ)電路2、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊3、串口通訊4、AD/DA模塊5、鍵盤電路6、直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路7、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路8、溫度傳感器9、蜂鳴器10、時(shí)鐘數(shù)碼管11、熱釋電模塊接口電路12、紅外接收頭13、光敏傳感器14、0LED接口電路15、LED流水燈16、全彩LED17分別與單片機(jī)1連接。
[0025]其中，單片機(jī)1的結(jié)構(gòu)如圖2所示，采用STC89C52RC單片機(jī)，控制器采用的封裝為LQFP-44o
[0026]本實(shí)用新型中電源電路由B型USB母頭提供，除通過該USB 口向本裝置提供電源外，程序的下載，上、下位機(jī)數(shù)據(jù)的通訊也都由該口完成。當(dāng)本裝置通過USB數(shù)據(jù)線連電腦時(shí)，為避免因?yàn)樗鶐ж?fù)載過重而損壞電腦USB端口，本裝置在設(shè)計(jì)時(shí)在電源電路當(dāng)中串入了500mA自恢復(fù)保險(xiǎn)，以保護(hù)本裝置和電腦USB端口。
[0027]系統(tǒng)時(shí)鐘電路，如圖3所示，采用雙時(shí)鐘振蕩器，分別為12M和11.0592M晶體振蕩器。通過跳線帽可在實(shí)驗(yàn)時(shí)輕松地選取時(shí)鐘，從而方便完成常規(guī)的控制實(shí)驗(yàn)和串口通訊實(shí)驗(yàn)。
[0028]為了能通過本裝置上的USB 口下載程序及完成上、下位機(jī)之間的串口通訊，本裝置采用了CH340T芯片實(shí)現(xiàn)協(xié)議的轉(zhuǎn)換，串口通訊4如圖4所示。
[0029]還包含LED流水燈16，有8盞0805封裝的LED燈，其直接接口到單片機(jī)P1 口，即可進(jìn)行并口操作，也可進(jìn)行位操作，能夠完成各種樣式的流水燈實(shí)驗(yàn)。這8盞LED燈通過一個(gè)三極管進(jìn)行選通。
[0030]開發(fā)板配備一片時(shí)鐘芯片DS1307，通過該芯片不僅可以進(jìn)行數(shù)字時(shí)鐘實(shí)驗(yàn)，還可通過該芯片讓學(xué)生掌握IIC協(xié)議的操作。
[0031]E2PR0M存儲(chǔ)電路，如圖5，型號(hào)為AT24C02，可方便地將不希望掉電丟失的數(shù)據(jù)放入其中，從而實(shí)現(xiàn)非易失。該芯片與DS1307的時(shí)鐘線和數(shù)據(jù)線相同，可訓(xùn)練學(xué)生IIC總線的多器件操作，有利于學(xué)生深入掌握IIC協(xié)議。
[0032]如圖6所示，為