一种单片机口袋实验室实验教学开发板
技术领域
本实用新型涉及单片机技术领域，具体是一种单片机口袋实验室实验教学开发板。
背景技术
随着电子技术的快速发展，单片机在生产、生活等各个领域都得到广泛应用。在高校，单片机课程是自动化、通信工程、电子信息工程等专业的必修课程。学生在传统的单片机实验箱上做实验时，实验箱上的连线固定，可扩展性不强，学生很难按自己的想法设计电路和编写程序，只能按实验手册的要求完成一些验证性的实验，不能提高学生的动手能力和创新能力。传统的单片机实验箱大量使用直插元件，稳定性差，体积较大，学生不能随身携带。
新型单片机实验开发板除了具有传统实验箱的基本功能外，学生还可以扩展比较复杂的实验项目，如LCD的电子钟、数字温度计、数字信号发生器等。新型单片机实验开发板上单片机的I/O口都用排针引出，扩展方便，体积小，使用安卓手机线下载程序，携带方便。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种单片机口袋实验室实验教学开发板，以解决所述背景技术中提出的问题。
为实现所述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种单片机口袋实验室实验教学开发板，包括单片机最小系统、串口通信电路、USB程序下载电路、EEPROM电路、蜂鸣器电路、温度传感器电路、流水灯电路、数码管显示电路、LCD12864电路、LCD1602电路、AD/DA电路、独立键盘电路和矩阵键盘电路，所述单片机最小系统分别与串口通信电路、USB程序下载电路、EEPROM电路、蜂鸣器电路、温度传感器电路、流水灯电路、数码管显示电路、LCD12864电路、LCD1602电路、AD/DA电路、独立键盘电路和矩阵键盘电路连接。
作为本实用新型再进一步的方案：所述单片机最小系统中的单片机采用STC89C52RC，封装为DIP-40。
作为本实用新型再进一步的方案：所述串口通信电路采用RS232芯片，串口电路和USB程序下载电路共用单片机的TXD和RXD引脚，用跳线帽进行选择。
作为本实用新型再进一步的方案：所述蜂鸣器电路采用+5V的有源蜂鸣器。
作为本实用新型再进一步的方案：所述温度传感器电路采用单总线温度传感器DS18B20进行测温。
作为本实用新型再进一步的方案：所述流水灯电路由八个0805封装的贴片发光二极管组成。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型的开发板，使用USB接口供电和下载程序，使用方便，采用了大量贴片元件，减小了开发板的体积，方便携带。在设计中将单片机的I/O口引出，便于扩展，而不像实验箱那样，电路固定，不利于扩展，从而影响学生学习兴趣和积极性。本设计采用大量贴片元件和模块化电路的设计方式，不仅减小了体积，也提高了稳定性。学生学习时携带方便，可以随时随地的进行实验。
附图说明
图1为一种单片机口袋实验室实验教学开发板的结构框图。
图2为一种单片机口袋实验室实验教学开发板最小系统电路图。
图3为一种串口通信电路图。
图4为一种USB程序下载电路图。
图5为一种EEPROM存储电路图。
图6为一种蜂鸣器电路图。
图7为一种温度传感器电路图。
图8为一种流水灯电路图。
图9为一种数码管显示电路图。
图10为一种LCD12864显示电路图。
图11为一种LCD1602显示电路图。
图12为一种AD/DA电路图。
图13为一种独立键盘图。
图14为一种矩阵键盘电路图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例1：请参阅图1-14，一种单片机口袋实验室实验教学开发板，包括单片机最小系统，单片机最小系统分别与串口通信电路、USB程序下载电路、EEPROM电路、蜂鸣器电路、温度传感器电路、流水灯电路、数码管显示电路、LCD12864电路、LCD1602电路、AD/DA电路、独立键盘电路、矩阵键盘电路连接; 单片机最小系统中的单片机采用STC89C52RC，封装为DIP-40。单片机的32个I/O口通过排针引出，用跳线帽和其他电路隔开，方便扩展其他电路。本实用新型中电源电路输入接口采用贴片的Micro USB接口，除通过该USB口向本装置提供+5V电源外，也具有单片机程序下载和USB通信的功能。在开发板电源电路的输入端加了一个470uF的电解电容，并且加了一个600mA的贴片可恢复保险丝，使得单片机在下载程序和运行过程中更加稳定。
串口通信电路，如图3所示，采用RS232芯片，串口电路和USB程序下载电路共用单片机的TXD和RXD引脚，用跳线帽进行选择。
USB程序下载电路，如图4所示，可实现将编译生成的hex文件下载到单片机里面，也可以实现单片机和PC机或其他设备之间的通信。
EEPROM电路，如图5所示，可用于存储一些需要掉电保存的数据，使用的存储芯片是AT24C02，和单片机的连接使用IIC总线的方式。
蜂鸣器电路，如图6所示，采用+5V的有源蜂鸣器，可用实现报警或发出简单的音乐。
温度传感器电路，如图7所示，采用单总线温度传感器DS18B20进行测温，可测量温度的范围为－55℃～＋125℃。
流水灯电路，如图8所示，为了减小开发板体积，采用八个0805封装的贴片发光二极管，学生可利用单片机的I/O口控制发光二极管，实现各种模式的流水灯，也可以对某一个或几个发光二极管单独控制。
数码管显示电路，如图9所示，采用8个高亮度的8段共阴极数码管显示，可以通过单片机控制数码管静态或动态显示，数码管采用集成的数字芯片74LS573驱动，采用74LS573驱动的好处是可以减小电路板体积，且增加开发板电路的稳定性，同时可以使学生掌握单片机对数据锁存器的操作方法。
LCD12864电路和LCD1602电路如图10和图11 所示，本开发板上将LCD12864和LCD1602显示器上对应的引脚引出，使用时，只需将LCD12864和LCD1602显示器插到相应得引脚上，可以通过调节开发板上滑动变阻器来调节显示器的背光，LCD12864和LCD1602的数据接口采用了共用的方式，这样节省了I/O口。
AD/DA电路，如图12所示，本开发板上的AD/DA使用贴片封装芯片PCF8591，PCF8591具有4路8位的串行A/D和1路D/A，好处是电路简单，体积小，学生可以方便的在上面进行A/D和D/A实验。
独立键盘电路和矩阵键盘电路如图13和图14所示，4个独立键盘可以作为外部中断输入，也可以作为普通I/O口的输入。矩阵键盘采用16×16矩阵键盘，有助于学生掌握矩阵键盘的工作原理和编程方法，也有助于学生掌握按键去抖动的方法。
为了便于在本开发板上实现二次开发，在单片机最小系统电路部分将P0口、P1口、P2口、P3口用排阵引出。
实施例2：在实施例1的基础上，本设计的开发板的面积为12.7cm×7.6cm，大量采用贴片元器件，有效的减小了电路板面积，具有便携性、稳定性好等特点。学生携带方便，可以放在书包里，能带到实验室、教室、宿舍及其他任何地方，只需要一台台式机或笔记本和安卓手机数据线就可以下载程序，能极大的提高学生的学习兴趣和动手能力。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
