[实用新型]便携通用型51单片机教学实验仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种教学实验仪器，尤其是进行51单片机综合开发的便携通用型实验仪。

背景技术

单片机是一门集计算机硬件技术与软件技术于一体的专业课程，在大专院校的电子、计算机、自动化、机电一体化等专业中有着重要的地位。该课程实践性非常强，仅靠教学计划安排的实验，对学生动手能力、创新能力和综合素质的提高非常有限，难以满足用人单位的需求。为有效地提高学生的单片机应用技能，学生应该有更多的实验操作和调试时间，单片机实验通常在硬件实验平台上进行，传统的实验箱体积大、不易携带，价格昂贵，容易损坏，维护、管理困难，难以普及。并且基本上都没有在线下载和仿真功能，需要另配编程器，仿真器等，不方便学生的学习。

针对以上问题，近期市场上出现了简易型51单片机实验装置，通过RS232串行口或打印机并口与PC机相连进行下载，使用外接电源供电，接口连接时，一般需要将主机箱从电脑搬出，才能与机箱背后的RS232串行口或并行口连接，至少使用2到3根线缆（电源线、并口或串口下载线等），而单位或学校实训室机器比较固定，移动很不方便，连线多也不便于学生携带。

USB通用串行总线接口，现在主流机器都有此接口。大多的笔记本和主流台式电脑都舍去了串口和并口，所以即使实验仪留有RS232的串行或并行下载口也无法实现下载，该实验仪使用单一的USB接口实现串口下载或并口下载，并可以为单片机工作提供电源，不仅解决了无串、并口下载的问题，也简化了实验仪连线装置，下载和携带都具有较强的便捷性。

发明内容

本实用新型的目的就是向学者提供一套通过USB接口与PC机连接的集编辑、编译、下载和调试于一体的教学实验装置，该实验装置具有通用性和便携性。

本实用新型采用的技术方案是：实验仪由核心控制模块、外围模块和下载模块三部分组成，核心控制模块由STC公司的STC89C/SXX系列和ATMEL公司的AT89C/SXX系列主控芯片和最小支撑电路构成，下载模块主要由CH341A芯片及其支撑电路构成，外围模块主要由USB接口模块、电源模块、二级管小灯、键盘、LED数码管、LCD液晶、超声波传感器、温度传感器、HALL传感器、红外发射接收电路、电流电压及功率放大电路、A/D或D/A转换电路、信号驱动和放大电路、EEPROM存储器、时钟、定时器电路、继电器控制、光敏传感器、直流电机和步进电机模块构成。

具体的说，该实验仪的主控单片机是STC公司的STC89C/SXX系列和ATMEL公司的AT89C/SXX系列的40脚直插式芯片，下载模块选用南京沁恒公司的CH341为主控芯片，可实现USB口转串口或并口下载，从而实现对该系列的多款单片机进行在线编程和下载，温度传感器芯片为DS18B20，A/D或D/A转换电路主控芯片为PCF8591，电流电压及功率放大电路芯片为LM324，EEPROM存储器芯片AT24C02，时钟芯片为DS1302，字符LCD液晶选用LCD1602，汉字LCD液晶选用LCD12864，信号驱动和放大电路选用ULN2003驱动放大芯片，超声波传感器电路由超声波发射头和接收头组成，超声波解码芯片为CX20106A，红外发射接收电路选用红外一体头1838及红外发射管，光敏传感器模块选用CDS光敏电阻器，直流电机、步进电机和继电器额定工作电压均为5V。

该实验仪可完成二级管小灯、键盘、LED数码管、LCD液晶、超声波传感器、温度传感器、HALL传感器、红外发射接收电路、电流电压及功率放大电路、A/D或D/A转换电路、EEPROM存储器、时钟、定时器电路、继电器控制、光敏传感器、直流电机和步进电机外围接口实验；实验时只要将本实验仪的下载线USB口与PC机的USB口相连后，根据目标芯片型号设置下载模式跳线，在KEIL环境下编写实验仪外围电路驱动程序，直接编辑、编译后，即可通过USB接口进行在线下载和调试。

本实用新型的优点在于：

1）、实验仪支持2家以上知名51单片机厂商的主流芯片的在线编程、下载和调试；

2）、实验仪下载接口为USB口，解决了目前笔记本和台式电脑基本无串口和并口而无法实现下载的问题；

3）实验仪体积小，与PC机通信只需要一根USB连线，主控芯片插拔方便，由USB口从PC机取电工作，无需外接电源。

附图说明

 图1是本实用新型的外观结构示意图。

具体实施方式