[发明专利]一种基于单片机的微控制系统综合实训平台

摘要

本发明的目的在于提供一种结构简单、体积小、性能稳定测速雷达发射源，提高了测速雷达的测量精度，降低了设备成本。本发明公开了一种基于单片机的微控制系统综合实训平台，包括印刷电路板PCB，印刷电路板PCB上设置有最小系统、USB接口模块、键盘区域、显示模块和应用模块。通过本实训平台的实训项目，学习者熟悉基于单片机的C语言程序设计的基本方法，掌握单片机内部功能部件的控制技术，熟悉有关芯片的驱动程序设计技术，建立基于单片机的微控制系统的概念；同时，通过大量的实训，学习者积累基于单片机的C语言程序设计的经验，接下来就可以基于本综合训练平台进行一些开发工作，设计出一些功能更加丰富的综合性的微控制系统，通过拓展训练，全面提高自己的综合素质。

主权项

一种基于单片机的微控制系统综合实训平台，其特征在于，包括印刷电路板PCB，所述印刷电路板PCB上设置有最小系统、USB接口模块、键盘区域、显示模块和应用模块；所述最小系统包括单片机CPU、上拉电阻、晶振电路和复位电路，所述单片机CPU为51单片机，单片机CPU包括引脚VCC、P00～P07、P10～P17、P20～P27、P30～P37、EA、ALE、PSEN、RST、X1、X2、GND共40个引脚并全部引出，所述上拉电阻PR0的引脚1与单片机CPU的VCC引脚连接，上拉电阻PR0的引脚2～9分别依次与单片机CPU的引脚P00～P07连接，所述晶振电路包括晶振Y1和电容C1、电容C2，晶振Y1的两个引脚分别接在单片机CPU的X1和X2引脚上，同时，晶振Y1的两个引脚还分别通过两个电容C1、C2接地，所述复位电路包括铝电解电容C3、电阻R1、电阻R2和按键K2，铝电解电容C3的负极与单片机CPU的RST引脚连接，铝电解电容C3的正极及电阻R1的一端均与VCC相连接，电阻R1的另一端与按键K2的一端连接，按键K2的另一端及电阻R2的一端均与单片机CPU的RST引脚相连接，电阻R2的另一端接地；所述USB接口模块包括USB接口驱动芯片U1、5芯插头JP3、电阻R3、电阻R4、电阻R7、电阻R8、晶振Y3、电容C7、电容C8、电容C10、电容C11、电容C12、按键K1、发光二极管D1，所述USB接口驱动芯片U1包括引脚TXD、RXD、VDD_325、VDD、DM、USB、VDD_3.3V、OSC1、OSC2，USB接口驱动芯片U1的TXD引脚及RXD引脚分别与单片机CPU的P30引脚及P31引脚连接，USB接口驱动芯片U1的VDD_325引脚通过电容C12接地，5芯插头JP3的引脚1与USB接口驱动芯片U1的VDD引脚连接，5芯插头JP3的引脚2及引脚3分别通过电阻R7和电阻R8接到USB接口驱动芯片U1的DM引脚及DP引脚，5芯插头JP3的引脚3还通过电阻R3接到USB接口驱动芯片U1的VDD_3.3V引脚，晶振Y3的两个引脚分别接在USB接口驱动芯片U1的OSC1引脚及OSC2引脚，同时，晶振Y3的两个引脚分别通过电容C7、电容C8接地，按键K1的两端分别与VCC及VDD连接，电阻R4的两端接分别与VCC及发光二极管D1的正极连接，发光二极管D1的负极接地，电容C10的正极接VDD而负极接地，电容C11的一端接VDD而另一端接地；所述键盘区域由S1～S16、K3～K6共20个按键组成，其中，按键S1～S16组成4×4矩阵键盘，按键S1～S4位于矩阵键盘的第1行，S5～S8位于矩阵键盘的第2行，S9～S12位于矩阵键盘的第3行，S13～S16位于矩阵键盘的第4行，按键K3～K6为独立按键并设置于4×4矩阵键盘第4行下部位置，4×4矩阵键盘的4条行线分别依次与单片机CPU的P30～P33引脚连接，4×4矩阵键盘的4条列线分别依次与单片机CPU的P34～P37引脚连接，4个独立按键K3～K6的一端均接地，另一端均依次与单片机CPU的P34～P37引脚连接；所述显示模块包括8位排阻PR1、8个发光二极管L00～L07、4位8段共阴极数码管D2、双排5芯跳线插头JP1、7路反相器U2、8×8点阵LED显示器U3、LCD1602插座J4、LCD12864插座J5、跳线插座J6、液晶对比度调节电位器J7、蜂鸣器LS1和电阻R9，8个发光二极管L00～L07的一端均通过8位排阻PR1与VCC连接，8个发光二极管L00～L07的另一端分别与单片机CPU的P00～P07连引脚接，4位8段共阴极数码管D2的位选线分别与7路反相器U2的四个输出端OUT1～OUT4连接，4位8段共阴极数码管D2的8个段码线分别与单片机CPU的P00～P07引脚连接；蜂鸣器LS1的一端与7路反相器U2的输出端OUT5连接，蜂鸣器LS1另一端与VCC连接；7路反相器U2的输入端IN1～IN4分别依次通过双排5芯跳线插头JP1与单片机CPU的P27～P24引脚连接，7路反相器U2的输入端IN5通过双排5芯跳线插头JP1与单片机CPU的P12引脚连接，8×8点阵LED显示器U3的输入端IN1～IN8分别依次与单片机CPU的P00～P07引脚连接，8×8点阵LED显示器U3的输入端IN9～IN16分别依次与单片机CPU的P20～P27引脚连接，LCD1602插座J4的引脚1与GND相连，LCD1602插座J4的引脚2与VCC相连，LCD1602插座J4的引脚3与液晶对比度调节电位器J7的输出端VO相连，LCD1602插座J4的引脚4～6分别与单片机CPU的P20～P22引脚连接，LCD1602插座J4的引脚7～14分别与单片机CPU的P00～P07连接，LCD1602插座J4的引脚15与VCC相连，LCD1602插座J4的引脚16与GND相连，LCD12864插座J5的引脚1与GND连接，LCD12864插座J5的引脚2与VCC连接，LCD12864插座J5的引脚3与液晶对比度调节电位器J7的输出端VO相连，LCD12864插座J5的引脚4～6依次分别与单片机CPU的P20～P22连接，LCD12864插座J5的引脚7～14依次分别与单片机CPU的P00～P07连接，LCD12864插座J5的引脚15及跳线插座J6的引脚2与VCC连接，LCD12864插座J5的引脚16与单片机CPU的P23连接，LCD12864插座J5的引脚17与VCC连接，LCD12864插座J5的引脚18与液晶对比度调节电位器J7的VEE连接，LCD12864插座J5的引脚19与VCC连接，LCD12864插座J5的引脚20及跳线插座J6的引脚1与GND连接；液晶对比度调节电位器J7的引脚1是VEE引脚，液晶对比度调节电位器J7的引脚2连接一个滑动变阻器R9的一端，滑动变阻器R9的另一端接地，滑动变阻器R9的输出端是VO引脚，液晶对比度调节电位器J7的引脚3与VCC连接；所述应用模块包括电机接口J8、基于I2C的EEPROM芯片U4、实时时钟芯片U5、红外一体化接收头U6、单总线数字温度传感器DS18B20接口U7、DS1302/AT24C02选择跳线插座JP2，电机接口J8的引脚1与VCC连接，电机接口J8的引脚2～5分别与7路反相器U2的输出端OUT1～OUT4连接，基于I2C的EEPROM芯片U4的引脚1～4接地，基于I2C的EEPROM芯片U4的引脚5与DS1302/AT24C02选择跳线插座JP2的DATA引脚连接，基于I2C的EEPROM芯片U4的引脚6与DS1302/AT24C02选择跳线插座JP2的CLK引脚连接，基于I2C的EEPROM芯片U4的引脚7接地，基于I2C的EEPROM芯片U4的引脚8与VCC连接，实时时钟芯片U5的引脚1与VCC连接，实时时钟芯片U5的引脚2与引脚3跨接一个晶振Y2，晶振Y2的两个引脚分别通过电容C4和电容C5接地，实时时钟芯片U5的引脚4接地，实时时钟芯片U5的引脚5与单片机CPU的P14引脚连接，实时时钟芯片U5的引脚6与DS1302/AT24C02选择跳线插座JP2的IO引脚连接，实时时钟芯片U5的引脚7与DS1302/AT24C02选择跳线插座JP2的SCLK引脚连接，实时时钟芯片U5的引脚8通过铝电解电容C6接地，红外一体化接收头U6的引脚1与单片机CPU的P32引脚连接，红外一体化接收头U6的引脚2接地，红外一体化接收头U6的引脚3通过电阻R6与VCC连接，红外一体化接收头U6的引脚2与引脚3之间连接一个电容C9，单总线数字温度传感器DS18B20接口U7的引脚1接地，单总线数字温度传感器DS18B20接口U7的引脚2与单片机CPU的P13引脚连接，单总线数字温度传感器DS18B20接口U7的引脚3与VCC连接，单总线数字温度传感器DS18B20接口U7的引脚2与引脚3之间连接一个电阻R5，DS1302/AT24C02选择跳线插座JP2的引脚1是SCLK引脚，引脚2是IO引脚，DS1302/AT24C02选择跳线插座的引脚3与单片机CPU的P11引脚连接，DS1302/AT24C02选择跳线插座的引脚4与单片机CPU的P10引脚连接，DS1302/AT24C02选择跳线插座JP2的引脚5是CLK引脚，DS1302/AT24C02选择跳线插座JP2的引脚6是DATA引脚。