本實(shí)用新型屬于教學(xué)用具領(lǐng)域，具體地講是一種教學(xué)用單片機(jī)開(kāi)發(fā)電路板。

背景技術(shù)：

單片機(jī)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)是現(xiàn)大專院校與高等院校的電氣專業(yè)的常規(guī)課，該教學(xué)課需要在相關(guān)的仿真軟件上進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)之外，也需要針對(duì)實(shí)物模塊進(jìn)行編程訓(xùn)練，因此需要專用的單片機(jī)開(kāi)發(fā)電路板以供教學(xué)使用。現(xiàn)市場(chǎng)供應(yīng)有種類繁多的單片機(jī)應(yīng)用開(kāi)發(fā)板，但其大部分涉及到的功能較多、電路復(fù)雜，大部分與課堂教學(xué)內(nèi)容貼合度低，不適于初學(xué)者學(xué)習(xí)使用和理解，其適合具有一定基礎(chǔ)的電子愛(ài)好者使用。并且，大部分現(xiàn)有的單片機(jī)應(yīng)用開(kāi)發(fā)板中的各個(gè)功能模塊之間的電路均導(dǎo)通，在使用者使用其中一個(gè)功能模塊時(shí)，其余功能模塊容易對(duì)該功能模塊產(chǎn)生干擾與影響。另外有小部分的單片機(jī)應(yīng)用開(kāi)發(fā)板將各個(gè)功能模塊斷開(kāi)并采用跳線連通模塊，該類型的單片機(jī)應(yīng)用開(kāi)發(fā)板斷開(kāi)處較多，若均采用跳線連接并導(dǎo)通，會(huì)耗費(fèi)較多時(shí)間，使用不方便。電路中過(guò)多干擾存在，也會(huì)增加能量損耗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種功能精簡(jiǎn)、電路簡(jiǎn)單實(shí)用的教學(xué)用單片機(jī)開(kāi)發(fā)電路板，其主要根據(jù)現(xiàn)有教材所需功能進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)，并將各個(gè)功能模塊隔離分開(kāi)，便于單功能使用。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：一種教學(xué)用單片機(jī)開(kāi)發(fā)電路板，包括單片機(jī)主控模塊和與單片機(jī)主控模塊電連接的波形發(fā)生模塊、LED發(fā)光模塊、獨(dú)立數(shù)碼管顯示及點(diǎn)陣模塊、并聯(lián)數(shù)碼管顯示模塊、LCD顯示模塊、矩陣鍵盤模塊、AD輸入模塊、串口接口模塊、發(fā)聲模塊，并為波形發(fā)生模塊、LED發(fā)光模塊、獨(dú)立數(shù)碼管顯示及點(diǎn)陣模塊、并聯(lián)數(shù)碼管顯示模塊、LCD顯示模塊、串口接口模塊、發(fā)生模塊供電的電源模塊；所述LED發(fā)光模塊、獨(dú)立數(shù)碼管顯示及點(diǎn)陣模塊、發(fā)聲模塊各自均設(shè)有一三引腳排針，LED發(fā)光模塊、獨(dú)立數(shù)碼管顯示及點(diǎn)陣模塊、發(fā)聲模塊的電源端連接至各自三引腳排針的中間引腳，三引腳排針的兩側(cè)引腳分別與電源模塊電源端和接地端連接；所述并聯(lián)數(shù)碼管顯示模塊、LCD顯示模塊的電源端共同設(shè)有一三引腳排針，并聯(lián)數(shù)碼管顯示模塊的電源端、LCD顯示模塊的電源端分別與該三引腳排針兩側(cè)的兩個(gè)引腳連接，該三引腳排針的中間引腳與電源模塊電源端連接；所述單片機(jī)主控模塊中的并行連接口連接有雙排針。

進(jìn)一步地，所述波形發(fā)生模塊包括DA0832芯片，DA0832的片選端并聯(lián)連接有兩個(gè)用于控制波形發(fā)生模塊運(yùn)行和停止的二引腳排針，其中一雙排針的兩個(gè)引腳短路連接，另一二引腳排針的另一引腳連接至單片機(jī)主控模塊的一個(gè)并行連接口。

進(jìn)一步地，所述電源模塊包括USB連接口和一用于外接電源使用的三引腳排針，USB連接口的電源端和接地端分別連至三引腳排針的兩側(cè)引腳，三引腳排針的中間引腳與接地端引腳短接。

進(jìn)一步地，還設(shè)有秒表預(yù)置模塊，秒表預(yù)置模塊為雙排直插撥碼開(kāi)關(guān)，雙排直插撥碼開(kāi)關(guān)一端并聯(lián)并接地，另一端與單片機(jī)的輸入端電連接。

進(jìn)一步地，所述獨(dú)立數(shù)碼管顯示及點(diǎn)陣模塊為8點(diǎn)*8點(diǎn)，點(diǎn)陣的兩列輸入分別連接至該模塊中兩個(gè)不同的獨(dú)立數(shù)碼管的輸入端，即為并聯(lián)。

進(jìn)一步地，所述單片機(jī)型號(hào)為AT89C51。

本實(shí)用新型的有益效果如下：一、本實(shí)用新型主要設(shè)置有LED燈、數(shù)碼管顯示、LCD顯示、矩陣鍵盤和點(diǎn)陣等器件，其完全貼合教學(xué)課本，減去了大部分初學(xué)者難以使用的器件，降低了制作成本和能量損耗，也便于初學(xué)者循序漸進(jìn)地學(xué)習(xí)課程。

二、本實(shí)用新型將各個(gè)功能模塊隔離，并根據(jù)模塊設(shè)置相應(yīng)的單排針、雙排針或三排針等插接件以便通過(guò)短線帽插拔連接使對(duì)應(yīng)的功能模塊得以工作，大大提升了工作性能，并增加了本實(shí)用新型所提供的電路開(kāi)發(fā)板的穩(wěn)定性，降低了能量損耗，其操作、控制以及使用均十分方便。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型工作原理示意圖。

圖2為本實(shí)用新型單片機(jī)主控模塊電路圖。

圖3為本實(shí)用新型單片機(jī)矩陣鍵盤電路圖。

圖4為本實(shí)用新型單片機(jī)AD輸入模塊電路圖。

圖5為本實(shí)用新型單片機(jī)獨(dú)立按鍵電路圖。

圖6為本實(shí)用新型單片機(jī)秒表預(yù)置電路圖。

圖7為本實(shí)用新型單片機(jī)LED發(fā)光模塊電路圖。

圖8為本實(shí)用新型單片機(jī)波形發(fā)生模塊電路圖。

圖9為本實(shí)用新型單片機(jī)獨(dú)立數(shù)碼管顯示及點(diǎn)陣模塊電路圖。

圖10為本實(shí)用新型單片機(jī)LCD顯示模塊及并聯(lián)數(shù)碼管顯示模塊電路圖。

圖11為本實(shí)用新型單片機(jī)發(fā)聲模塊電路圖。

圖12為本實(shí)用新型單片機(jī)串口接口模塊電路圖。

圖13為本實(shí)用新型單片機(jī)電源模塊電路圖。

圖中所示：電源模塊1、串口接口模塊2、獨(dú)立數(shù)碼管顯示及點(diǎn)陣模塊3、LCD顯示模塊4、并聯(lián)數(shù)碼管顯示模塊5、LED發(fā)光模塊6、發(fā)聲模塊7、單片機(jī)主控模塊8、波形發(fā)生模塊9、AD輸入模塊10、秒表預(yù)置模塊11、獨(dú)立按鍵模塊12、矩陣鍵盤模塊13。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)施例包括單片機(jī)主控模塊8和與單片機(jī)主控模塊8電連接的波形發(fā)生模塊9、LED發(fā)光模塊6、獨(dú)立數(shù)碼管顯示及點(diǎn)陣模塊3、并聯(lián)數(shù)碼管顯示模塊5、LCD顯示模塊4、矩陣鍵盤模塊13、AD輸入模塊10、串口接口模塊2、發(fā)聲模塊7、秒表預(yù)置模塊11和獨(dú)立按鍵模塊12，并設(shè)有為上述模塊供電的電源模塊1。

如圖2所示，本實(shí)施例中單片機(jī)主控模塊8主要為單片機(jī)最小系統(tǒng)，單片機(jī)的四個(gè)I/O口P0~P3分別連接有用于上拉的排阻RP1、排阻RP2、排阻RP3、排阻RP4，并分別并聯(lián)連接有每排具有八引腳的雙排針J1、雙排針J2、雙排針J3、雙排針J4用于擴(kuò)展連接，以提高電路開(kāi)發(fā)板的可連接性和可擴(kuò)展度。

如圖3所示，本實(shí)施例中所述矩陣鍵盤模塊13為由四橫、四豎共計(jì)16個(gè)按鍵KEY1~KEY16組成的常規(guī)矩陣鍵盤電路，該矩陣鍵盤的輸出端連接至單片機(jī)的P3口。

如圖4所示，AD輸入模塊10用于實(shí)現(xiàn)模數(shù)信號(hào)轉(zhuǎn)換，由AD轉(zhuǎn)換芯片U2、可調(diào)電阻RV1組成。AD轉(zhuǎn)換芯片U2為UAD0831， UAD0831的連接電路為常規(guī)連接。

如圖5所示，獨(dú)立按鍵模塊12包括四個(gè)按鍵，分別為按鍵k1、按鍵k2、按鍵k3、按鍵k4，按鍵k1、按鍵k2、按鍵k3、按鍵k4的一端接地，另一端分別各自串聯(lián)電容C7、C8、C9、C10后接地，另一端還分別與P3口的P32、P33、P34、P35引腳并聯(lián)連接，所述按鍵k4的另一端還并聯(lián)連接有單引腳插座J5。

如圖6所示，秒表預(yù)置模塊11包括一個(gè)八位的直插式撥動(dòng)開(kāi)關(guān)DSW1，撥動(dòng)開(kāi)關(guān)DSW1的一端的八位引腳接地，另一端的八位引腳分別連接至P1口的P10~P17。

如圖7所示，LED發(fā)光模塊6包括具有8個(gè)LED的LED燈條L1，該燈條L1的負(fù)極一端串聯(lián)排阻RN5后與P1口連接，排阻RN5與P1口P10、P11連接的兩個(gè)引腳還分別并聯(lián)連接有單引腳插座J23和單引腳插座J24用于擴(kuò)展連接。該燈條L1的正極八個(gè)引腳短接并連接至三引腳排針J6的第三引腳上，與第三引腳相鄰的第二引腳與電源模塊1的高電平的電源端連接。

如圖8所示，波形發(fā)生模塊9包括用于將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)的數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片U3以及由運(yùn)算放大器UA、電阻R19、電阻R20、電阻R21、電阻R22和運(yùn)算放大器UB構(gòu)成雙極性電壓輸出電路。其中數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片U3采用UDA0832DA，其片選端CS連接有并排設(shè)置的雙引腳排針J14和雙引腳排針J15，雙引腳排針J14的兩個(gè)引腳短接，雙引腳排針J15的另一引腳連至單片機(jī)P27，UDA0832DA數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片U3的其余引腳連接均為常規(guī)連接。在運(yùn)算放大器UA的輸出端、運(yùn)算放大器UB的輸出端以及電阻R23與電容C4之間的連接線路上分別引出有單引腳排針J7、單引腳排針J8、單引腳排針J9，單引腳排針J7、單引腳排針J8、單引腳排針J9分別輸出反向電壓波形、雙極性電壓波形、濾波后的雙極性電壓波形。單引腳排針J7、單引腳排針J8、單引腳排針J9便于學(xué)生在學(xué)習(xí)和實(shí)踐過(guò)程中插接進(jìn)行使用和波形觀測(cè)。

如圖9所示，獨(dú)立數(shù)碼管顯示及點(diǎn)陣模塊3包括三個(gè)獨(dú)立數(shù)碼管D1、獨(dú)立數(shù)碼管D2、獨(dú)立數(shù)碼管D3以及三個(gè)用于將串行信號(hào)轉(zhuǎn)為并行信號(hào)的轉(zhuǎn)換芯片U4、轉(zhuǎn)換芯片U5、轉(zhuǎn)換芯片U6，每個(gè)獨(dú)立數(shù)碼管與其對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換芯片之間的連接為常規(guī)連接。獨(dú)立數(shù)碼管D1、獨(dú)立數(shù)碼管D2、獨(dú)立數(shù)碼管D3為共陽(yáng)極數(shù)碼管，獨(dú)立數(shù)碼管D1、獨(dú)立數(shù)碼管D2、獨(dú)立數(shù)碼管D3的電源端并聯(lián)并連接至三引腳排針J12的中間引腳，三引腳排針J12的兩側(cè)引腳分別接電源和地。轉(zhuǎn)換芯片U4、轉(zhuǎn)換芯片U5、轉(zhuǎn)換芯片U6均為74HC595，轉(zhuǎn)換芯片U4、轉(zhuǎn)換芯片U5、轉(zhuǎn)換芯片U6之間采用級(jí)聯(lián)傳輸方式連接，轉(zhuǎn)換芯片U4、轉(zhuǎn)換芯片U5、轉(zhuǎn)換芯片U6的輸入端SH_cp并聯(lián)后連接至三引腳排針J11的中間引腳連接，三引腳排針J11的兩側(cè)引腳分別與單片機(jī)的P31引腳連接和接地。轉(zhuǎn)換芯片U4、轉(zhuǎn)換芯片U5、轉(zhuǎn)換芯片U6的的輸入端ST_cp并聯(lián)并與單片機(jī)的P37連接。其中轉(zhuǎn)換芯片U4的輸入端DS連接至三引腳排針J10的中間引腳，三引腳排針J10的兩側(cè)引腳分別與單片機(jī)的P30引腳連接和接地。本實(shí)施例中，還包括點(diǎn)陣DOT，點(diǎn)陣DOT的輸入端連接至獨(dú)立數(shù)碼管D1、獨(dú)立數(shù)碼管D2的八位輸入引腳，獨(dú)立數(shù)碼管D1、獨(dú)立數(shù)碼管D2、獨(dú)立數(shù)碼管D3的輸入端與轉(zhuǎn)換芯片U4、轉(zhuǎn)換芯片U5、轉(zhuǎn)換芯片U6之間分別串聯(lián)有排阻RN2、排阻RN3、排阻RN4。

如圖10所示，并聯(lián)數(shù)碼管顯示模塊5、LCD顯示模塊4的電源端共同設(shè)有三引腳排針J16，并聯(lián)數(shù)碼管顯示模塊5的電源端、LCD顯示模塊4的電源端分別與三引腳排針J16兩側(cè)的兩個(gè)引腳連接，三引腳排五J16的中間引腳與電源模塊1電源端連接。并聯(lián)數(shù)碼管顯示模塊5由排阻RN1、多位數(shù)碼管DIS4以及驅(qū)動(dòng)芯片U7組成.LCD顯示模塊4采用LCD1602字符型液晶LCD1用于顯示，并設(shè)有多引腳排針J17用于擴(kuò)展連接。

如圖11所示，發(fā)聲模塊7由蜂鳴器LS1、驅(qū)動(dòng)三極管Q1以及電阻R18組成，蜂鳴器LS1的連接電路為常規(guī)電路設(shè)計(jì)。發(fā)聲模塊7的電源端，電阻R18用于輸入信號(hào)的一端連接至三引腳排針J25的中間引腳，三引腳排針J25的兩側(cè)引腳中一側(cè)引腳與中間引腳短接，另一側(cè)引腳連接至單片機(jī)P37引腳。

如圖12所示，串口接口模塊2包括三位撥動(dòng)開(kāi)關(guān)DSW3和串口接口SIN1，三位撥動(dòng)開(kāi)關(guān)DSW3的第三、第六引腳短接并連接至串口接口SIN1的第一引腳，三位撥動(dòng)開(kāi)關(guān)DSW3的第二、第五引腳短接并接高電平，串口接口SIN1的第三、第四引腳連接至單片機(jī)的P30、P31，串口接口SIN1的第五引腳接地。

如圖13所示，電源模塊1包括USB接口SIN2，USB接口SIN2的電源端和接地端分別連接至三引腳排針J20兩側(cè)的第一引腳和第三引腳，三引腳排針J20中間的第二引腳與第三引腳短接并與外接電源接地端連接，三引腳排針J20的第一引腳外接電源高電平端連接。外接電源的接地端和高點(diǎn)平端分別連接有四引腳排針J18和四引腳排針J19，四引腳排針J18的四個(gè)引腳短接，四引腳排針J19的四個(gè)引腳短接。