[实用新型]一种多内核共享单平台实验教学装置

权利要求书

1.一种多内核共享单平台实验教学装置，其特征在于：包括CPU内核板和资源平台主板两部分；CPU内核板为独立板件，资源平台主板设计有人机交互电路、A/D及D/A信号转换电路、RTC实时时钟电路、简易信号源电路、开放式I/O接口，CPU开放所有I/O供用户使用，CPU内核板通过活动插座插入资源平台主板构成一个整体；

所述CPU内核板与资源平台主板之间定义了统一的电气接口规范，该统一电气接口规范中包含了I/O口、电源引脚、复位引脚、程序下载接口、特殊功能引脚，电源引脚同时接有5V、3.3V电压，以适应不同CPU型号电源要求，复位信号同时接入高电平复位和低电平复位信号；特殊功能引脚依据芯片型号不同定义不同功能有脉宽PWM、外部中断INTx、计数脉冲Tx，电源电路及复位电路设计在主板上，3.3V、5V电源电压同时接入CPU内核板，再从CPU内核板将电源馈入主板供给资源平台板使用，以实现CPU内核板、主板3.3V、5V电源自动切换，无需人为干预，复位电路设计手动复位功能，通过74AT04单反相器产生RESET、两路不同极性复位电平，供CPU和主板硬件电路使用。

2.如权利要求1所述多内核共享单平台实验教学装置，其特征在于：所述CPU内核板设计分成不同的内核，每种CPU内核单独设计一块PCB板，定义标准电气接口用活动插座插入平台主板，CPU内核板根据I/O口功能、电源、复位进行设计，人机交互电路、D/A转换在资源平台主板中预先接好线，通过短路帽与CPU I/O口连接，当需要使用这些资源时插上短路帽即可，去掉短路帽后则成为全开放I/O口，可以自由使用。

3.如权利要求1所述多内核共享单平台实验教学装置，其特征在于：所述CPU内核板根据教学实际分别设计STC89C51、ATMEGA16、STM32F103、LPC2148不同类型板。

4.如权利要求1或2所述多内核共享单平台实验教学装置，其特征在于：所述人机交互电路包含输出显示和输入设备，输出显示设计有8位数码管显示、1602字符型液晶显示、128×64液晶显示以及8×8点阵显示，8位数码管采用动态数码显示法，128×64选择与KS0108/SED1565兼容的设计方案，以便在软件中直接仿真，由于这几种显示装置并非同时使用，将数码管、点阵的数据线通过74HC244总线驱动器隔离后，所有显示器的数据线并联在一起共享同一组CPU I/O口总线，通过切换开关切换控制使能显示装置，人机交互电路具有4×4矩阵键盘、4独立开关按键两种基本的输入装置，4×4矩阵键盘行、列线已预接至CPU内核板的一组I/O口，套上该组I/O短路帽即可使用，无需接线。

5.如权利要求1所述多内核共享单平台实验教学装置，其特征在于：所述A/D及D/A信号转换电路中A/D信号转换电路由ADC0832组成的2通道串行结构，D/A信号转换电路则设计有串、并两种接口，并行接口D/A转换使用DAC0832实现，以便满足MCS-51单片机教学需求，使用接线最简单的直通法，串行接口D/A转换器则采用了DAC7412 12bit高精度转换芯片，以满足更高使用需求。

6.如权利要求1所述多内核共享单平台实验教学装置，其特征在于：所述RTC实时时钟设计了两种典型的实时时钟电路，包含SPI三线串行通信接口DS1302和I2C串口通讯接口的PCF8563，两个芯片共用一个备用纽扣电池保持时钟信息，并由DS1302负责给锂电池充电。

7.如权利要求1所述多内核共享单平台实验教学装置，其特征在于：所述简易信号源电路由TL555和CD4060组成，可以提供PWM脉宽可调的矩形波信号、÷N分频方波信号，PWM脉宽可调信号由TLC555时基电路产生，÷N分频脉冲源电路由CD4060产生。

8.如权利要求1所述多内核共享单平台实验教学装置，其特征在于：所述资源平台主板还设计有继电器驱动、红外收发、无线通信、蓝牙接口、温湿度测量接口和电路。

9.如权利要求1所述多内核共享单平台实验教学装置，其特征在于：所述多内核共享单平台实验教学装置能够与包括仿真软件的串口COMPIM在内的物理模型直接通信，实现虚拟仿真电路与外部实际电路的双向串行通信。