一种基于口袋实验室理念的单片机开发板制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于口袋实验室理念的单片机开发板，包括单片机，E2PROM存储电路、实时时钟模块、串口通讯、AD/DA模块、键盘电路、直流电机驱动电路、步进电机驱动电路、温度传感器、蜂鸣器、时钟数码管、热释电模块接口电路、红外接收头、光敏传感器、OLED接口电路、LED流水灯、全彩LED分别与单片机连接。采用表面贴装技术，整个装置尽可能地采用贴片芯片，以进一步地减小开发板的体积，提高其稳定性和便携性。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于单片机
，设计一种基于口袋实验室理念的单片机开发板。
技术介绍
随着微电子技术的发展，不仅芯片的功能和稳定性有所提升，而且其体积和引脚间距也进一步缩小。此外，PCB(印制电路板)技术也发展迅猛，PCB电路板中两条导线的间距可小至6mil(毫英寸)，甚至更小。这两种技术使得设计出的电路板相对于传统实验箱，在完成相同功能的情况下，体积大大减小，从而使其变得更加小巧、便携。此外，这两种技术也促使了微电子封装技术中SMT(表面贴装技术)的发展，这使得设计出来的电路板更具稳定性。市面上存在大量的51单片机开发板，虽然这些开发板相对于传统实验箱其体积已有明显的缩减，也具了一定的便携性，但市面上以51单片机为控制核心的开发板却多采用插针封装，且为了有针对性地学习具体模块，各模块往往都会外扩排针接口，以便通过导线与单片机互连，这种结构的单片机开发板由于存在大量排针，因此在操作不当时可能扎伤用户的手指，且稳定性相对于贴片封装的单片机开发板显得稍差。此外，插针封装的器件由于体积相对于贴片封装较大，因此造成单片机开发板的体积还不够小巧、便携。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种基于口袋实验室理念的单片机开发板，结构小巧便携。本技术所采用的技术方案，一种基于口袋实验室理念的单片机开发板，包括单片机，E2PROM存储电路、实时时钟模块、串口通讯、AD/DA模块、键盘电路、直流电机驱动电路、步进电机驱动电路、温度传感器、蜂鸣器、时钟数码管、热释电模块接口电路、红外接收头、光敏传感器、OLED接口电路、LED流水灯、全彩LED分别与单片机连接。进一步的，所述单片机采用STC89C52RC单片机，控制器采用的封装为LQFP-44。进一步的，所述实时时钟模块(3)采用DS1307实时时钟芯片+备用电源CR1220锂电池。进一步的，所述串口通讯采用CH340T芯片。进一步的，所述AD/DA模块芯片为PCF8591。进一步的，所述温度传感器为DS18B20型号。进一步的，步进电机驱动电路驱动芯片采用ULN2003。本技术的有益效果是，表面贴装技术，整个装置尽可能地采用贴片芯片，以进一步减小开发板的体积，提高其稳定性和便携性。在设计中将外围模块进行有机组合，而非像市场上的单片机开发板那样，将各功能模块进行独立堆砌。因此在使用时无需再采用外部导线对功能模块与单片机进行互连，从而有效避免了因导线问题造成的实验失败现象或因为导线遗失而造成实践无法继续的现象。设计中所采用的芯片大部分采用贴片封装，从而在大大减少实验装置体积的同时，还有效提高了装置本身的稳定性。适合于初学单片机的学生群体，其体积较小，且单片机各端口与外围器件已完成互连，电源与程序下载均通过该装置同一USB口通过数据线与电脑相连，因而连接方便，此外装置较小的体积，也使它极易携带，方便51单片机学习者随时随地进行实验，从而可大大增加其动手实践的机会，培养其创新思维和提高动手实践能力。附图说明图1是单片机开发板的结构示意图。图2是单片机的结构图。图3是系统时钟电路图。图4是串口通讯电路图。图5是E2PROM存储电路图。图6是AD/DA模块接口电路图。图7是温度传感器接口电路。图8是蜂鸣器接口电路。图9是直流电机驱动电路。图1中，1.单片机，2.E2PROM存储电路，3.实时时钟模块，4.串口通讯，5.AD/DA模块，6.键盘电路，7.直流电机驱动电路，8.步进电机驱动电路，9.温度传感器，10.蜂鸣器，11.时钟数码管，12.热释电模块接口电路，13.红外接收头，14.光敏传感器，15.OLED接口电路，16.LED流水灯，17.全彩LED。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术进行详细说明。基于口袋实验室理念的单片机开发板，结构如图1所示。包括单片机1，E2PROM存储电路2、实时时钟模块3、串口通讯4、AD/DA模块5、键盘电路6、直流电机驱动电路7、步进电机驱动电路8、温度传感器9、蜂鸣器10、时钟数码管11、热释电模块接口电路12、红外接收头13、光敏传感器14、OLED接口电路15、LED流水灯16、全彩LED17分别与单片机1连接。其中，单片机1的结构如图2所示，采用STC89C52RC单片机，控制器采用的封装为LQFP-44。本技术中电源电路由B型USB母头提供，除通过该USB口向本装置提供电源外，程序的下载，上、下位机数据的通讯也都由该口完成。当本装置通过USB数据线连电脑时，为避免因为所带负载过重而损坏电脑USB端口，本装置在设计时在电源电路当中串入了500mA自恢复保险，以保护本装置和电脑USB端口。系统时钟电路，如图3所示，采用双时钟振荡器，分别为12M和11.0592M晶体振荡器。通过跳线帽可在实验时轻松地选取时钟，从而方便完成常规的控制实验和串口通讯实验。为了能通过本装置上的USB口下载程序及完成上、下位机之间的串口通讯，本装置采用了CH340T芯片实现协议的转换，串口通讯4如图4所示。还包含LED流水灯16，有8盏0805封装的LED灯，其直接接口到单片机P1口，即可进行并口操作，也可进行位操作，能够完成各种样式的流水灯实验。这8盏LED灯通过一个三极管进行选通。开发板配备一片时钟芯片DS1307，通过该芯片不仅可以进行数字时钟实验，还可通过该芯片让学生掌握IIC协议的操作。E2PROM存储电路，如图5，型号为AT24C02，可方便地将不希望掉电丢失的数据放入其中，从而实现非易失。该芯片与DS1307的时钟线和数据线相同，可训练学生IIC总线的多器件操作，有利于学生深入掌握IIC协议。如图6所示，为了能够进行数/模转换和模/数转换实验，配置了一片AD/DA模块6，芯片PCF8591，模拟输出端除接了一颗LED灯外，还将该端口外部引出，以方便通过模拟电压控制板外设备。模拟输入端有4个，AIN0连接到电位器，可以通过调节电位器来向该芯片提供模拟电压。AIN1通过一个三极管连接至光敏电阻，从而可以通过光线明暗来向该芯片提供模拟电压。另外两路输入外部引出，可连接其他模拟电压或构成差分输入方式。如图7所示，为了能够检测环境温度，本装置还配置了DS18B20温度传感器9，通过该传感器，可使学生掌握one-wire总线协议的操作。该传感器与光敏传感器在布局上采用对称结构，提高了布局的美观性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于口袋实验室理念的单片机开发板，其特征在于，包括单片机(1)，E2PROM存储电路(2)、实时时钟模块(3)、串口通讯(4)、AD/DA模块(5)、键盘电路(6)、直流电机驱动电路(7)、步进电机驱动电路(8)、温度传感器(9)、蜂鸣器(10)、时钟数码管(11)、热释电模块接口电路(12)、红外接收头(13)、光敏传感器(14)、OLED接口电路(15)、LED流水灯(16)、全彩LED(17)分别与单片机(1)连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于口袋实验室理念的单片机开发板，其特征在于，包括单片机(1)，E2PROM
存储电路(2)、实时时钟模块(3)、串口通讯(4)、AD/DA模块(5)、键盘电路(6)、
直流电机驱动电路(7)、步进电机驱动电路(8)、温度传感器(9)、蜂鸣器(10)、
时钟数码管(11)、热释电模块接口电路(12)、红外接收头(13)、光敏传感器(14)、
OLED接口电路(15)、LED流水灯(16)、全彩LED(17)分别与单片机(1)连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于口袋实验室理念的单片机开发板，其特征在于，所
述单片机(1)采用STC89C52RC单片机，控制器采用的封装为LQFP-44。
3.根据权利要求1所述的一种基...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈海峰，丁丽丽，史春笑，邹恩，朱明杰，陈盛闯，马奔，邱广萍，
申请(专利权)人：华南农业大学珠江学院，
类型：新型
国别省市：广东;44