一種掌上智能控制系統開發裝置的製作方法
2023-09-20 11:58:15
專利名稱：一種掌上智能控制系統開發裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於單片機技術應用領域，是一種基於單片機的智能控 制系統開發裝置。
t)背景4支術
隨著電子技術的不斷發展，特別是微處理器的廣泛應用以及硬體可 編程技術的不斷成熟，以單片機編程控制的智能系統越來越受到歡迎， 融入智能控制技術成為各種電子產品新的創新點。學習並掌握單片機智 能控制技術成為大專院校電子信息、自動控制相關專業學生的必修內容， 甚至成為就業的金飯碗。無論是學習單片機技術還是運用單片機技術開 發新產品，往往都需要一個開發平臺，市場上這樣的平臺一般功能專一，
只能針對特定對象適用，比如DE2多媒體開發板，主要用來開發多媒體 數字娛樂產品，價格昂貴，學習門檻高，不適合初學者使用，特別是沒 有一種整合了低端單片機和CPLD技術的通用平臺。
曰發明內容
本實用新型的目的就是要克服現有同類技術功能專一，結構複雜、 技術性能高、價格昂貴、學習門檻高的問題，提供一種整合單片機技術 和CPLD技術的掌上智能控制系統開發裝置，以適合大專院校電子信息、
自動控制相關專業學生自主學習用，是可以背在書包裡的學習板，也可 以作為一般控制系統的核心板使用。
本實用新型包括電路板及安裝在電路板上的單片機和各種擴展接 口，其特徵在於採用單片機加複雜的可編程邏輯器件CPLD結構，且與
單片機相連的有發光二極體、蜂鳴器、繼電器、AD/DA、實時時鐘、紅外 接收、232接口、按鍵，與CPLD相連的有數碼管、LCD、 JTAG下載接口； 單片機選擇可在系統ISP編程的STC89C5X單片機，CPLD選擇EPM6064 或ATF1504;該裝置還集成了 5V穩壓電源模塊和USB電源接口為以上模 塊供電，電源可外接DC9V電源，也可以直接從計算機USB 口取電。
本實用新型中所述單片機與CPLD之間採用三總線接口 ，數據總線既 單片機PO 口同CPLD —般IO 口相連，控制總線包括單片機讀寫控制信號 Rd和Wr,以及地址鎖存信號ALE和地址總線A15分別與CPLD的全局輸 入引腳相連，包括全局時鐘輸入GCLK1,全局清零輸入GCLRn，全局使 能輸入OEl, 0E2。
本實用新型中所述單片^幾採用TSP編程，CPLD採用JTAG^妄口編程。 本實用新型中所述單片機和CPLD選用PLCC (PlastIC Leaded Chip
Carrier)封裝，使得電路印刷板緊湊，選用PLCC腳座，晶片更換容易。 本實用新型改進後具有以下特點
a. 整合了單片機和CPLD技術，功能強大，應用市場廣闊；
b. 體積小，便於攜帶，製造成本低；
c. 關鍵部件採用可置換結構，便於更換。
卿
圖1是本實用新型系統結構框圖2是本實用新型PCB布局圖3是本實用新型單片機與CPLD總線接口示意圖4是本實用新型總線結構框圖5是本實用新型電路原理(E)具體實施方式
以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述
系統結構框圖如圖l所示，實際電路印刷板PCB布局參見圖2,電 路原理圖參見圖5。本實用新型採用單片機(14)加複雜的可編程邏輯 器件CPLD(U)結構，且與單片機P1 口相連的有8隻發光二極體(21)、 蜂鳴器(23)、溫度傳感器(19)、繼電器(5) 、 AD (16) 、 DA (15), 除發光二極體直接連接外，其它連接可以通過跳線(22)斷開，與單片 機P4 口相連的有實時時鐘(4)、紅外接收(IO),與單片機P3口相連 的有232接口 (9)、按鍵(18),與單片機PO、 P2 口相連的有CPLD(13) 和LCD(l) (20);與CPLD相連的有數碼管(2)、 LCD接口 (1) (20)、 JTAG下載接口 (11)。單片機通排針(17)擴展引腳，CPLD通過排針(12) 擴展引腳。該裝置還集成了 5V穩壓電源模塊和USB電源接口為以上模塊 供電，電源可從接口 (8)外接DC9V電源，並配有LED電源指示燈(3) 及復位開關(6),也可以直接從USB接口 (7)與計算機USB相連取電。
在本實用新型中
單片機型號選擇可在系統ISP編程的STC89C5X單片機，複雜的可編 程邏輯器件CPLD型號選擇EPM6064或ATF1504,兩者採用PLCC-44封裝， 使得電路印刷板PCB布局緊湊，實際尺寸為120mm x 80mm x 15隱，體積 小巧，攜帶方便。
單片機與CPLD採用總線接口方式，參見圖3，數據總線既單片機PO 口同CPLD —般10 口相連，完成數據和低8位地址傳送；控制總線包括 單片機讀寫控制信號Rd ( P3. 7 )和Wr ( P3. 6 ),以及地址鎖存信號ALE (Address Lock Enable)和地址總線A15 ( P2. 7 )與CPLD的全局輸入 引腳相連，包括全局時鐘輸入GCLK1,全局清零輸入GCLRn，全局使能 輸入OEl, 0E2。這種總線結構原理框圖如圖4所示，單片機通過三總線 與CPLD連接後，由CPLD完成地址鎖存，地址解碼，以及單片機與外圍 其它對象之間的邏輯時序匹配電路接口設計。這種接口極大的增強了系
統的可擴展性，為設計複雜控制系統奠定了堅實的基礎，拓展了該板的 功能。
權利要求1.本實用新型公布了一種掌上智能控制系統開發裝置，包括電路板及安裝在電路板上的單片機和各種擴展接口，其特徵在於採用單片機加複雜的可編程邏輯器件CPLD結構，且與單片機相連的有發光二極體、蜂鳴器、繼電器、AD、DA、實時時鐘、紅外接收、232接口、按鍵、溫度傳感器，與CPLD相連的有數碼管、LCD接口、JTAG下載接口；單片機選擇可在系統ISP編程的STC89C5X單片機，CPLD選擇EPM7064或ATF1504；該裝置還集成了5V穩壓電源模塊和USB電源接口為以上模塊供電。
2. 如權利要求1所述的掌上智能控制系統開發裝置，其特徵在於 單片機與CPLD之間採用三總線接口 ，數據總線既單片機PO 口同CPLD 一般10 口相連，控制總線包括單片機讀寫控制信號Rd和Wr，以及地址 鎖存信號ALE和地址總線A15分別與CPLD的全局輸入引腳相連，包括全 局時鐘輸入GCLK1,全局清零輸入GCLRn，全局使能輸入OEl, 0E2。
3. 如權利要求l所述的掌上智能控制系統開發裝置，其特徵是單 片才幾和CPLD選用PLCC封裝。
專利摘要本實用新型公布了一種掌上智能控制系統開發裝置，包括電路板及安裝在電路板上的單片機和各種擴展接口，其特徵是採用單片機加CPLD結構，與單片機相連的有發光二極體、蜂鳴器、溫度傳感器、繼電器、AD/DA、實時時鐘、紅外接收、232接口、按鍵，與CPLD相連的有數碼管、LCD、JTAG下載接口；單片機選擇可在系統ISP編程的STC89C5X單片機，CPLD選擇EPM6064或ATF1504；該裝置還集成了5V穩壓電源模塊和USB電源接口為以上模塊供電，本實用新型設計合理，結構簡單，體積小巧，攜帶方便，特別適合大專院校電子信息、自動控制相關專業學生自主學習用，是可以背在書包裡的學習板，也可以作為一般控制系統核心板使用。
文檔編號G09B25/00GK201177906SQ20072030029
公開日2009年1月7日 申請日期2007年12月24日 優先權日2007年12月24日
發明者田開坤 申請人:湖北師範學院