本發(fā)明涉及單片機(jī)/嵌入式實驗設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及的是一種基于單片機(jī)及嵌入式的實訓(xùn)平臺系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前市場上的單片機(jī)及嵌入式實訓(xùn)平臺多采用電路集成的方式，即所有的電路集成在一塊pcb板上，電路之間采用固定連接的方式，電路各功能與主控芯片之間以直接連接的方式固定，用戶只需要按照原理圖進(jìn)行程序編寫即可完成實訓(xùn)的目的。這樣的系統(tǒng)是存在缺陷的，實訓(xùn)以培養(yǎng)鍛煉學(xué)生的實際動手為目的，需要學(xué)生在硬件、軟件等方面進(jìn)行全方位訓(xùn)練，該系統(tǒng)由于電路連接固定，在硬件上無法達(dá)到實訓(xùn)的目的，學(xué)生只需要編寫軟件代碼即可完成實訓(xùn)任務(wù)，無法在根本上實現(xiàn)實訓(xùn)的目的；其次，各功能電路固定連接，即主控芯片的引腳固定，使得用戶只能按照板載已有的功能模塊進(jìn)行訓(xùn)練，擴(kuò)展性差，基本上實現(xiàn)不了二次開發(fā)的功能；此外在原理展示上，電路集成電路顯得復(fù)雜，不能對電路原理進(jìn)行分模塊分析，使得原理圖的可讀性變差。因此，為了達(dá)到實訓(xùn)目的，幫助學(xué)生從原理上了解電路設(shè)計原理，我們需要設(shè)計一種基于單片機(jī)及嵌入式的實訓(xùn)平臺系統(tǒng)。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有的實訓(xùn)平臺教學(xué)效果差的缺陷，提供了一種基于單片機(jī)及嵌入式的實訓(xùn)平臺系統(tǒng)，以幫助學(xué)生從原理上了解電路設(shè)計原理。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種基于單片機(jī)及嵌入式的實訓(xùn)平臺系統(tǒng)，以當(dāng)前主流實訓(xùn)平臺為基礎(chǔ)，設(shè)計出以5個核心板為控制核心，集成外圍輸入輸出單元構(gòu)建的多核心實訓(xùn)平臺，其特征在于：用戶可根據(jù)實際需求選用合適的核心板及外圍模塊，根據(jù)自身的設(shè)計方案進(jìn)行自由組合，實訓(xùn)平臺上各功能電路單元采用非固定連接，即核心板與各功能模塊單元之間的連接為可拆卸連接。
可選地，5個核心板的實訓(xùn)模塊分別為msp430單片機(jī)實訓(xùn)模塊，pic單片機(jī)實訓(xùn)模塊，51單片機(jī)實訓(xùn)模塊，at單片機(jī)實訓(xùn)模塊和嵌入式stm32實訓(xùn)模塊，各實訓(xùn)模塊根據(jù)各實訓(xùn)模塊設(shè)置一主控芯片，主控芯片分別為msp430f149，pic16f877，stc12c5a60s2，atmega16，stm32f103zet6。
可選地，所述的各實訓(xùn)模塊還包括核心板、輸入單元、輸出單元、顯示單元、傳感器單元及通訊單元。
作為優(yōu)選，所述的輸入單元包括4路獨(dú)立按鍵模塊、4*4矩陣按鍵模塊，所述的輸出單元包括8位流水燈模塊、蜂鳴器模塊、繼電器模塊，所述的顯示單元包括8位共陽/共陰數(shù)碼管模塊、8*8點(diǎn)陣模塊、所述的顯示單元還包括1602液晶屏接口、12864液晶屏接口和tft彩屏接口中的一種或多種組合，所述的傳感器單元包括dht11溫濕度傳感器、ds18b20溫度傳感器、ad采集模塊。
可選地，所述的各核心板上還設(shè)置有集成電源供電電路單元，電源轉(zhuǎn)換電路單元，單片機(jī)最小工作電路單元，通訊及下載電路單元，供電防反及保護(hù)電路單元，所述的集成電源供電電路單元，電源轉(zhuǎn)換電路單元，單片機(jī)最小工作電路單元，通訊及下載電路單元，供電防反及保護(hù)電路單元均與主控芯片固定連接連。
可選地，所述的各核心板上還設(shè)置有多種預(yù)留接口：多類型液晶顯示接口、仿真器調(diào)試接口、電源引出接口、主控芯片i/o口用單排針進(jìn)行引出；所述的多種預(yù)留接口是用于模塊連接及系統(tǒng)的二次擴(kuò)展與開發(fā)。
作為優(yōu)選，所述的5個核心板的實訓(xùn)平臺核心板與各功能模塊之間采用杜邦線或者排線連接。
本發(fā)明提供了一種基于單片機(jī)及嵌入式的實訓(xùn)平臺系統(tǒng)，以當(dāng)前主流實訓(xùn)平臺為基礎(chǔ)，設(shè)計出以5個核心板為控制中心的實訓(xùn)平臺，用戶可根據(jù)實際需求選用合適的核心板及外圍模塊，根據(jù)自身的設(shè)計方案進(jìn)行自由組合，實訓(xùn)平臺上各功能電路單元采用非固定連接，核心板與各功能模塊單元之間的連接為可拆卸連接，使得用戶可以按照自己設(shè)計的功能模塊進(jìn)行訓(xùn)練，擴(kuò)展性好，增強(qiáng)學(xué)生的動手能力，使得學(xué)生在實訓(xùn)過程中能夠達(dá)到軟件、硬件同步鍛煉的目的，與現(xiàn)有技術(shù)相比：不僅達(dá)到實訓(xùn)目的，改變以往實訓(xùn)硬件及原理鍛煉的局限性和弊端，幫助學(xué)生從原理上了解電路設(shè)計原理；擴(kuò)展性好，靈活性大；節(jié)約成本，性價比高，教學(xué)效果好。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的一種基于單片機(jī)及嵌入式的實訓(xùn)平臺系統(tǒng)的實施例的示意圖。
具體實施方式
下面對本發(fā)明的實施例作詳細(xì)說明，本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實施例。
一種基于單片機(jī)及嵌入式的實訓(xùn)平臺系統(tǒng)，以當(dāng)前主流實訓(xùn)平臺為基礎(chǔ)，設(shè)計出以5個核心板為控制核心，集成外圍輸入輸出單元構(gòu)建的多核心實訓(xùn)平臺，所述的5個核心板的實訓(xùn)平臺核心板與各功能模塊之間采用杜邦線或者排線連接，用戶可根據(jù)實際需求選用合適的核心板及外圍模塊，根據(jù)自身的設(shè)計方案進(jìn)行自由組合，實訓(xùn)平臺上各功能電路單元采用非固定連接，即核心板與各功能模塊單元之間的連接為可拆卸連接，5個核心板的實訓(xùn)模塊分別為msp430單片機(jī)實訓(xùn)模塊，pic單片機(jī)實訓(xùn)模塊，51單片機(jī)實訓(xùn)模塊，at單片機(jī)實訓(xùn)模塊和嵌入式stm32實訓(xùn)模塊，各實訓(xùn)模塊根據(jù)各實訓(xùn)模塊設(shè)置一主控芯片，主控芯片分別為msp430f149，pic16f877，stc12c5a60s2，atmega16，stm32f103zet6，所述的各實訓(xùn)模塊還包括核心板、輸入單元、輸出單元、顯示單元、傳感器單元及通訊單元。
需要說明的是，本方案的一種基于單片機(jī)及嵌入式的實訓(xùn)平臺系統(tǒng)，以當(dāng)前主流實訓(xùn)平臺為基礎(chǔ)，設(shè)計出以5個核心板為控制核心，集成外圍輸入輸出單元構(gòu)建的多核心實訓(xùn)平臺，用戶可根據(jù)實際需求選用合適的核心板及外圍模塊，根據(jù)自身的設(shè)計方案進(jìn)行自由組合，實訓(xùn)平臺上各功能電路單元采用非固定連接，即核心板與各功能模塊單元之間的連接為可拆卸連接，這樣充分培養(yǎng)鍛煉學(xué)生的實際動手能力，以達(dá)到學(xué)生在硬件、軟件等方面進(jìn)行全方位訓(xùn)練，以達(dá)到實訓(xùn)的目的。
可選地，所述的輸入單元包括4路獨(dú)立按鍵模塊、4*4矩陣按鍵模塊，所述的輸出單元包括8位流水燈模塊、蜂鳴器模塊、繼電器模塊，所述的顯示單元包括8位共陽/共陰數(shù)碼管模塊、8*8點(diǎn)陣模塊、所述的顯示單元還包括1602液晶屏接口、12864液晶屏接口和tft彩屏接口中的一種或多種組合，所述的傳感器單元包括dht11溫濕度傳感器、ds18b20溫度傳感器、ad采集模塊，所述的各核心板上還設(shè)置有集成電源供電電路單元，電源轉(zhuǎn)換電路單元，單片機(jī)最小工作電路單元，通訊及下載電路單元，供電防反及保護(hù)電路單元，所述的集成電源供電電路單元，電源轉(zhuǎn)換電路單元，單片機(jī)最小工作電路單元，通訊及下載電路單元，供電防反及保護(hù)電路單元均與主控芯片固定連接連。
此外，在各核心板上還設(shè)置有多種預(yù)留接口：多類型液晶顯示接口、仿真器調(diào)試接口、電源引出接口、主控芯片i/o口用單排針進(jìn)行引出；所述的多種預(yù)留接口是用于模塊連接及系統(tǒng)的二次擴(kuò)展與開發(fā)。
示例性的，本方案是這樣實施的(以51單片機(jī)的溫度采集系統(tǒng)為例)：
本溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計要求為：(1)液晶屏第一行實時顯示采集的溫度和繼電器的狀態(tài)，繼電器狀態(tài)以字母“c”表示吸合，以字母“o”表示斷開；液晶屏第二行顯示溫度的報警值。(2)四個獨(dú)立按鍵模塊第一個按鍵按下用于調(diào)整溫度的報警值，第二個按鍵按下用于對報警溫度值進(jìn)行“+”操作，每次加1℃；第三個按鍵按下用于對報警溫度值進(jìn)行“-”操作，每次減1℃；第四個按鍵作為確認(rèn)按鍵。(3)當(dāng)采集到的溫度值高于設(shè)置的溫度值時，蜂鳴器報警，第一個led點(diǎn)亮，繼電器1開啟，模擬風(fēng)扇開啟動作。當(dāng)采集到的溫度值低于設(shè)置的溫度值時，蜂鳴器報警，第二個led點(diǎn)亮，繼電器2開啟，模擬加熱設(shè)備開啟動作。
根據(jù)設(shè)計要求進(jìn)行如下設(shè)計：
(1)選用核心板及功能模塊：
a.核心板選擇：選用stc12c5a60s2單片機(jī)核心板作為控制核心；
b.顯示單元：液晶屏1602；
c.輸入單元：獨(dú)立按鍵及流水燈模塊；
d.傳感器：ds18b20溫度傳感器；
e.輸出單元：蜂鳴器模塊、繼電器模塊；
(2)設(shè)計接線方案，參照附圖1：
在本溫度采集系統(tǒng)中，液晶屏接口是單片機(jī)核心板板載接口，只要將液晶屏插到相應(yīng)的接口即可完成對液晶屏的顯示控制，其次，需要對溫度傳感器模塊、流水燈與獨(dú)立按鍵模塊、蜂鳴器模塊和2路繼電器模塊與單片機(jī)核心板的接線圖進(jìn)行設(shè)計，如附圖所示，4個獨(dú)立按鍵key1-key4分別與單片機(jī)的p30-p33端口相連，2位led燈led1和led2分別與單片機(jī)的p34-p35相連，溫度傳感器模塊輸出端口dq與單片機(jī)的位端口p24相連，蜂鳴器模塊輸出端口dq與單片機(jī)的位端口p25相連，2路繼電器模塊輸出端口dq分別與單片機(jī)的位端口p26和p27相連，各模塊供電接口與單片機(jī)引出的電源接口對應(yīng)連接，由此完成該溫度采集系統(tǒng)的接線圖設(shè)計。
(3)根據(jù)設(shè)計方案完成程序編寫。
綜上所述，本發(fā)明提供了一種基于單片機(jī)及嵌入式的實訓(xùn)平臺系統(tǒng)，以當(dāng)前主流實訓(xùn)平臺為基礎(chǔ)，設(shè)計出以5個核心板為控制中心的實訓(xùn)平臺，用戶可根據(jù)實際需求選用合適的核心板及外圍模塊，根據(jù)自身的設(shè)計方案進(jìn)行自由組合，實訓(xùn)平臺上各功能電路單元采用非固定連接，核心板與各功能模塊單元之間的連接為可拆卸連接，使得用戶可以按照自己設(shè)計的功能模塊進(jìn)行訓(xùn)練，擴(kuò)展性好，增強(qiáng)學(xué)生的動手能力，使得學(xué)生在實訓(xùn)過程中能夠達(dá)到軟件、硬件同步鍛煉的目的，與現(xiàn)有技術(shù)相比：不僅達(dá)到實訓(xùn)目的，改變以往實訓(xùn)硬件及原理鍛煉的局限性和弊端，幫助學(xué)生從原理上了解電路設(shè)計原理；擴(kuò)展性好，靈活性大；節(jié)約成本，性價比高，教學(xué)效果好。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。