單片機實驗板的製作方法
2023-07-22 13:12:06
專利名稱：單片機實驗板的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種學習單片機原理以及開發單片機應用產品時使用的一種裝置，尤其是不用專門仿真器和程序燒寫器就能下載單片機應用程式，調試軟體程序及硬體電路的單片機實驗板。
背景技術：
單片機被廣泛應用於工業控制及家用電器等領域，是工科類學生必須學習和掌握的電子產品開發工具之一。單片機的特點之一就是實時控制功能強，但在結構上，單片機只有計算機的核心控制部件，既沒有輸入設備和輸出設備，也沒有相應的軟體程序，因此單片機自身不能運行，也不能自行將軟體程序燒寫(下載)到程序存儲器，即單片機自身沒有開發能力，基本原理的學習和應用產品的開發都必須藉助專用的單片機仿真器和單片機程序燒寫器。目前，公知的進行單片機應用產品開發的思路和方法是設計硬體電路，設計軟體程序，將軟體程序燒寫(下載)到程序存儲器。燒寫(下載)軟體程序使用的是專用程序燒寫器，檢查、驗證設計的硬體電路和軟體程序是否正確使用的是仿真器。現行通用的單片機原理教學和單片機應用產品開發的工具就是這種專用程序燒寫器與仿真器相結合的單片機仿真實驗箱。但是，這種單片機仿真實驗箱價格昂貴，一般的學習或開發者，特別是在校的學生並不擁有，造成理論和實踐，理論和應用的脫節，影響學習效果以及應用產品的開發。
發明內容為了克服現有的單片機實驗箱必須與專用的仿真器結合才能燒錄應用程式，調試單片機軟體程序和硬體電路的不足，本實用新型提供一種能直接與PC機串口通信燒錄(下載)軟體程序，並能調試應用軟體及硬體電路的單片機實驗板。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是以AT89S52單片機作為主控晶片，搭建一個單片機最小系統；在單片機AT89S52的控制系統中增加了一個同步串行外設總線接口即ISP總線接口，通過此接口將PC機中的單片機應用程式直接燒寫(下載)到單片機的程序存儲器中，單片機實驗板上電即可運行該程序，不必再通過專用燒錄器進行應用程式的下載。在單片機實驗板上使用一個帶鎖緊的單片機插座，用於更換單片機晶片，進行單片機應用產品的開發；在單片機AT89S52的控制系統中外擴一定數量的開關作為系統的輸入設備，再外擴一定數量的數碼管和發光二極體作為系統的輸出設備，通過開關的通斷模擬外界變化對控制系統的作用和影響，通過數碼管或發光二極體輸出結果來模擬控制系統的運行狀態，並以此調試硬體電路和軟體程序，實現軟、硬體仿真功能。最小控制系統與外擴設備及ISP總線接口均連接在插座上，通過插頭連線連接， 這樣不僅使單片機實驗板系統內輸入、輸出設備可以自由組合，控制關係可調，靈活、方便地調試軟體程序，而且單片機最小系統通過插頭連線還可連接單片機實驗板外界設備，對單片機實驗板外的應用系統進行仿真、開發。[0006]本實用新型的有益效果是，可以通過ISP 口直接從PC機串口燒寫(下載)軟體程序，並能用單片機實驗板上的數碼管或發光二極體調試軟體程序，通過單片機實驗板上的插座連接外部硬體電路並對外部開發系統的硬體電路和軟體程序仿真；單片機實驗板造價低。
圖1是本實用新型原理框圖；圖2是本實用新型所提供的單片機實驗板的一個實施例的電原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。參見圖1，本實用新型由單片機AT89S52最小系統(包括AT89S52單片機及一個帶鎖緊的單片機插座，復位電路和時鐘電路。)，ISP軟體程序下載口，按鍵輸入開關，發光二極體，數碼管及驅動電路，電源插口等模塊組成。圖2是本實用新型的一個實施例的電原理圖，該實施例是一個具有基本功能的單片機實驗板，其中，開關Si、電容Cl、電阻R18組成上電和手動復位電路，電容C2、C3、晶振Yl組成時鐘外圍電路，上述的復位電路和時鐘外圍電路與AT89S52 —起構成單片機最小系統，滿足單片機正常工作硬體基本條件。插座Jl是 ISP軟體程序下載口，通過另外配備的下載線與PC機的串口相連，實現軟體程序的燒寫(下載)。開關K1、K2作為輸入設備，用以模擬外界變化對單片機控制系統的影響。插座J5、 發光二極體D8 D15組成一路輸出；數碼管D2 D7、插座J4、J6、電阻RlO R17、三極體Ql Q6組成第二路輸出，兩路輸出模擬單片機控制系統運行狀態，用於對軟體程序的仿真。U2(74LS240)、電阻Rl R8、插座J2作為輸出電路的驅動電路。插座S01、雙刀雙擲開關S02、電阻R9、發光二極體Dl是單片機控制系統的供電及供電顯示電路。插座J7 JlO 可作為對外界硬體電路仿真時的供電電源插口。單片機AT89S52的P2 口與插座J3連接， 輸出電路與插座J4 J6連接以及輸出驅動電路與插座J2連接，這樣不僅可以方便靈活的通過插頭連線組合連接輸入、輸出電路，實現不同的軟體程序仿真，而且單片機最小系統的插座J3也可以連接單片機實驗板系統外的應用系統，實現對外界應用開發系統的硬體和軟體仿真。上述僅為本實用新型的一個實施例，並不僅限於本實用新型附圖中給定的結構內容。對於本領域的技術人員來說，在本實用新型技術理論範圍內可以將輸入和輸出設備以及接口進行各種變化和更改。凡是通過ISP下載口進行軟體程序的下載，輸入、輸出設備作為軟體和硬體仿真調試的任何結構變動、等同替換和改進等均屬於本實用新型專利的保護範圍(比如說輸入開關、輸出二極體、輸出數碼管的數量和其它類型的輸入、輸出設備等的變動等)。
權利要求1.一種單片機實驗板，包括單片機最小系統，單片機插座，總線接口，系統輸入設備，系統輸出設備，其特徵是總線接口是一個同步串行ISP接口，系統輸入設備是按鍵開關，系統輸出設備是數碼管和發光二極體。
2.根據權利要求1所述的單片機實驗板，其特徵是單片機插座使用的是一個帶鎖緊的單片機插座。
3.根據權利要求1所述的單片機實驗板，其特徵是單片機最小系統，輸入設備，輸出設備都連有插座，通過插頭連接。
4.根據權利要求3所述的單片機實驗板，其特徵是單片機最小系統的插座可以連接外界設備。
專利摘要一種能通過ISP口直接從PC機串口燒寫(下載)軟體程序並能對單片機開發系統的硬體和軟體調試仿真的單片機實驗板。單片機實驗板以AT89S52單片機作為主控晶片搭建一個單片機最小系統，另設一個同步串行ISP總線接口，將PC機中的單片機應用軟體程序直接燒寫(下載)到單片機的程序存儲器，使用一個帶鎖緊的單片機插座，方便更換燒寫後的單片機晶片，外擴一定數量的開關作為系統的輸入設備，再外擴一定數量的數碼管和發光二極體作為系統的輸出設備，通過開關的通斷模擬外界變化對控制系統的作用和影響，通過數碼管或發光二極體輸出結果來模擬控制系統的運行狀態，並以此調試硬體電路和軟體程序，實現軟、硬體仿真功能。
文檔編號G09B19/00GK202159445SQ20112029390
公開日2012年3月7日 申請日期2011年7月24日 優先權日2011年7月24日
發明者劉純利 申請人:劉純利