專利名稱：一種pic單片機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種PIC單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)，具體地說(shuō)，是指一種PIC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
PIC單片機(jī)(Peripheral Interface Controller)是一種用來(lái)開發(fā)的去控制外圍設(shè)備的集成電路(IC)。一種具有分散作用(多任務(wù))功能的CPU(中央處理器)。
PIC單片機(jī)的應(yīng)用和開發(fā)和傳統(tǒng)的MCS-51系列單片機(jī)相比還處于起步階段，PIC單片機(jī)開發(fā)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)功能還不夠完善，特別是在PIC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，往往使學(xué)生處于更多的模仿、按部就班和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)等被動(dòng)型性實(shí)驗(yàn)的情況，往往被動(dòng)實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)致留給學(xué)生設(shè)計(jì)和創(chuàng)新的空間和內(nèi)容比較有限。
因此，如何通過(guò)一種新型的PIC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)來(lái)改變PIC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)形式，變模仿、按部就班，從驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)到創(chuàng)新自主化，也即從驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容到開發(fā)性和設(shè)計(jì)性自由組合，以提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的參與度和實(shí)驗(yàn)興趣，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)能力和應(yīng)用開發(fā)技能的提高，是本申請(qǐng)人致力研究的內(nèi)容之一。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型旨在提供一種可以適應(yīng)從PIC單片機(jī)基本驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)到開發(fā)拓展性、系統(tǒng)性實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生開發(fā)應(yīng)用和創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供了一個(gè)多功能的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)在線程序設(shè)計(jì)和功能調(diào)試的PIC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
本實(shí)用新型所提供的一種PIC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括PIC單片機(jī)、與所述PIC單片機(jī)相連的顯示模塊、鍵盤模塊，其特征在于它還包括與所述PIC單片機(jī)相連的電動(dòng)機(jī)演示模塊、總線式數(shù)字溫度傳感器模塊、串行(同步/異步)通信模塊和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器模塊，其中電動(dòng)機(jī)演示模塊，其包括電動(dòng)機(jī)及與之相連的驅(qū)動(dòng)回路，用于實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行、正反轉(zhuǎn)運(yùn)行和PWM調(diào)速；總線式數(shù)字溫度傳感器模塊，其配置分辨率可編程的一線總線式數(shù)字溫度傳感器，用于采集環(huán)境溫度，形成一具有較高精度的溫度檢測(cè)儀；串行通信模塊，其組合有串行同步和異步通信模塊，用于實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)串行口的直接通信；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器模塊，其包括可以通過(guò)并行方式外擴(kuò)展的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，用于數(shù)據(jù)的快速存取。
在上述的PIC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，顯示模塊包括若干種分別連接在所述PIC單片機(jī)上組合形成的顯示模塊。
在上述的PIC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，若干種組合形成的顯示模塊包括若干個(gè)LED發(fā)光二極管、若干位八段數(shù)碼靜態(tài)顯示器、若干位八段數(shù)碼動(dòng)態(tài)顯示器、LCD液晶顯示屏、點(diǎn)陣模塊。
在上述的PIC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，鍵盤模塊包括若干種分別連接在所述PIC單片機(jī)上組合形成的鍵盤。
在上述的PIC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，組合形成的鍵盤包括組成矩陣式實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的輸入和進(jìn)行功能鍵定義的16鍵鍵盤功能鍵；可根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的需要進(jìn)行臨時(shí)定義為控制功能鍵的四鍵盤。
在上述的PIC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，串行通信模塊是通過(guò)RS-232方式實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)串行口的直接通信。
由于采用了上述的技術(shù)解決方案，即在包括PIC單片機(jī)內(nèi)核控制開發(fā)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)之上，采用面向?qū)ο笫浇鉀Q方案，以開放型的實(shí)驗(yàn)理念，一方面各類工程技術(shù)人員可以非常輕松地構(gòu)成各類實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)，根據(jù)自己設(shè)計(jì)的線路，采用簡(jiǎn)單的接插連接方式，能夠形成獨(dú)特而又個(gè)性化的設(shè)計(jì)方案，無(wú)須再進(jìn)行制版加工、線路焊接和排除故障之苦；另一方面學(xué)習(xí)人員能夠主動(dòng)地參與整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，并把更多的時(shí)間和聰明才智，用于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和軟件開發(fā)，將極大地提高工作效率。因此，本實(shí)用新型為教學(xué)提供一個(gè)可用于單片機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)的選擇方案、實(shí)現(xiàn)在線程序設(shè)計(jì)和功能調(diào)試的PIC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。


圖1是本實(shí)用新型PIC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖框圖；圖2是本實(shí)用新型中顯示模塊之一，8個(gè)LED發(fā)光二極管連接線路的示意圖；圖3是本實(shí)用新型中顯示模塊之二，8位八段數(shù)碼靜態(tài)顯示器接線方式示意圖。
圖4是本實(shí)用新型中顯示模塊之三，3位八段數(shù)碼動(dòng)態(tài)顯示器接線方式示意圖；圖5是本實(shí)用新型中顯示模塊之四，點(diǎn)陣模塊連接線路示意圖；圖6是本實(shí)用新型中鍵盤模塊之一，矩陣組合鍵盤連接線路示意圖；圖7是本實(shí)用新型中鍵盤模塊之二，獨(dú)立式鍵盤連接線路示意圖；圖8是本實(shí)用新型中電動(dòng)機(jī)演示模塊連接線路示意圖；圖9是本實(shí)用新型中總線式數(shù)字溫度傳感器模塊的連接線路示意圖；圖10是本實(shí)用新型中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器模塊之一，并行擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器連接線路示意圖；圖11是本實(shí)用新型中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器模塊之二，串行擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器連接線路示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型PIC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的總體思想是構(gòu)建一個(gè)開發(fā)型實(shí)驗(yàn)環(huán)境，采用模塊式框架，使學(xué)生能夠主動(dòng)地參與整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，包括既能這樣PIC單片機(jī)初級(jí)課程的基本實(shí)驗(yàn)開發(fā)內(nèi)容，又能實(shí)施PIC單片機(jī)高級(jí)課程的綜合性的實(shí)驗(yàn)開發(fā)系統(tǒng)，為學(xué)生留有充分發(fā)揮的余地和創(chuàng)新的技術(shù)空間。
如圖1所示，本實(shí)用新型PIC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包括PIC單片機(jī)7、與所述PIC單片機(jī)7相連的顯示模塊1、鍵盤模塊2、電動(dòng)機(jī)演示模塊3、總線式數(shù)字溫度傳感器模塊4、串行(同步/異步)通信模塊5和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器模塊6。
本實(shí)用新型分為兩個(gè)部分，即基本實(shí)驗(yàn)部分和拓展實(shí)驗(yàn)部分。
一、為了能夠完成PIC單片機(jī)基本指令系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)，本實(shí)用新型組合有基本的顯示和鍵盤功能模塊，通過(guò)這些模塊，完成基本常規(guī)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)范例。
1.顯示模塊實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)組合有多種顯示模塊，包括8位LED發(fā)光二極管、8位數(shù)碼八段顯示器(靜態(tài)顯示)、2位數(shù)碼八段顯示器(動(dòng)態(tài)顯示)、LCD液晶顯示屏(16字符)、8×8點(diǎn)陣等。
1)如圖2所示，8位LED發(fā)光二極管通過(guò)一接線器11連接至PIC單片機(jī)(型號(hào)為PIC16F877)7，其一般可用于基本指令程序的調(diào)試或特殊功能模塊調(diào)試的信息輸出窗口，間接觀察和評(píng)估應(yīng)用程序的運(yùn)行情況。本模塊由8個(gè)常規(guī)的LED發(fā)光二極管組成，并將這8個(gè)LED發(fā)光二極管連接成為開放型正邏輯點(diǎn)亮工作方式。
8個(gè)LED發(fā)光二極管模塊，在學(xué)習(xí)PIC單片機(jī)軟件指令的調(diào)試和功能分析的初期具有較廣泛的應(yīng)用價(jià)值。可以根據(jù)教學(xué)進(jìn)度，承擔(dān)一些基本的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，包括自動(dòng)和手動(dòng)計(jì)數(shù)顯示、高低4位交變顯示、單燈流動(dòng)顯示和跑馬燈顯示等。
2)如圖3所示，8位八段數(shù)碼靜態(tài)顯示器適用于一般的應(yīng)用場(chǎng)合，目的是為了解放和節(jié)約單片機(jī)CPU的工作時(shí)間。有多種方法可以構(gòu)成靜態(tài)多位八段數(shù)碼顯示器，數(shù)據(jù)信息的傳送可以通過(guò)SPI(串行外圍接口)串行通信經(jīng)過(guò)型號(hào)為74LS164的芯片移位實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的同步驅(qū)動(dòng)。這種選擇方案的優(yōu)勢(shì)在于數(shù)碼的數(shù)字顯示是靜態(tài)驅(qū)動(dòng)，當(dāng)其數(shù)據(jù)沒有發(fā)生變化時(shí)就不必進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的刷新，可以有效節(jié)約計(jì)算機(jī)的工作周期，在實(shí)時(shí)控制中有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。
3)如圖4所示，3位八段數(shù)碼動(dòng)態(tài)顯示器，數(shù)據(jù)信息通過(guò)位控制選擇方式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。采用這種選擇方案的優(yōu)點(diǎn)在于數(shù)碼顯示的驅(qū)動(dòng)元器件比較簡(jiǎn)單，但數(shù)據(jù)即使沒有發(fā)生變化也必須進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的動(dòng)態(tài)循環(huán)刷新。
4)LCD液晶顯示器采用通用YEJHD161A系列1×16字符產(chǎn)品，字符點(diǎn)陣5×8，驅(qū)動(dòng)方式1/16D，帶LED背光源。
5)如圖5所示，8×8的點(diǎn)陣模塊，點(diǎn)陣模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，主要采用行列平行線布局方式，在行列線交錯(cuò)處嵌入一個(gè)LED發(fā)光三極管。
點(diǎn)陣模塊的驅(qū)動(dòng)實(shí)際上就是一個(gè)動(dòng)態(tài)字符內(nèi)容顯示的掃描過(guò)程，可以采用行或列進(jìn)行循環(huán)掃描，字符所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)編碼與行、列掃描方式有關(guān)(每個(gè)字符都有8個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)量)。
2.鍵盤模塊作為人機(jī)對(duì)話的主體，鍵盤是一個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)或者應(yīng)用開發(fā)系統(tǒng)中最為常見的部件。一般鍵盤均可以構(gòu)成2類模式一種是矩陣組合式鍵盤，常用可選4×4或2×8等，投入的I/O接口線較少而可以設(shè)置較多的鍵盤；另一種是獨(dú)立式鍵盤，接口線的數(shù)量與鍵盤數(shù)相等。
如圖6所示，矩陣組合鍵盤是在應(yīng)用系統(tǒng)中使用比較廣泛，常用作為數(shù)字鍵和功能鍵，在具體的實(shí)驗(yàn)中，既可以定義為常規(guī)0～F數(shù)字鍵，又可以根據(jù)用戶的特殊需要定義為部分?jǐn)?shù)字鍵和部分功能鍵。內(nèi)部連線結(jié)構(gòu)和簡(jiǎn)易點(diǎn)陣顯示模塊基本類似，也是采用行列平行線布局方式，在行列線交錯(cuò)處嵌入一個(gè)按鍵，如圖6所示。
獨(dú)立式鍵盤的使用比較隨意，一般作為某種信號(hào)的輸入或功能的設(shè)定。本實(shí)用新型配置有4個(gè)此類的按鍵，各鍵的線路連接方式如圖7所示。獨(dú)立式鍵盤工作電平的設(shè)置是這樣的按鍵處于正常狀態(tài)下，外引出接線柱為低電平，當(dāng)按下鍵盤后，外引出接線柱為高電平。正是通過(guò)判斷接線柱的電平狀態(tài)，可以很方便獲得按鍵的工作情況。
二、為了能夠完成PIC單片機(jī)功能性實(shí)驗(yàn)和外圍擴(kuò)展性實(shí)驗(yàn)，本實(shí)用新型根據(jù)PIC單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)需求，組合有多種功能性模塊，通過(guò)這些模塊，能夠構(gòu)建和完成許多綜合性、設(shè)計(jì)性和應(yīng)用性的實(shí)驗(yàn)范例。
1.電動(dòng)機(jī)演示模塊電動(dòng)機(jī)演示模塊是一個(gè)可進(jìn)行正反向運(yùn)轉(zhuǎn)的小型直流電動(dòng)，驅(qū)動(dòng)工作電壓9V，直接來(lái)源于整流初級(jí)電壓。這個(gè)模塊主要是配合PWM調(diào)制方式，它是PIC16F877單片機(jī)內(nèi)嵌的一個(gè)非常重要的CCP(捕捉、比較和脈寬調(diào)制)功能，可應(yīng)用于很多控制應(yīng)用領(lǐng)域。PWM調(diào)制就是通過(guò)調(diào)整輸出脈沖信號(hào)的占空比，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)等進(jìn)行速度調(diào)整和變化，一般輸出脈沖信號(hào)的占空比(正脈寬)越大，電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度越快。本實(shí)用新型帶有一個(gè)小電動(dòng)機(jī)，通過(guò)一個(gè)繼電器控制可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正反向運(yùn)轉(zhuǎn)，控制電路如圖8所示。
2.總線式數(shù)字溫度傳感器模塊總線式數(shù)字溫度傳感器模塊采用美國(guó)DALLAS公司最新推出的DS18B20數(shù)字式溫度傳感器，將地址線、數(shù)據(jù)線和控制線合為一根雙向傳輸數(shù)據(jù)的信號(hào)線，允許在這根信號(hào)線上掛接多個(gè)DS18B20芯片。這種新穎的傳感器能夠根據(jù)實(shí)際要求，通過(guò)簡(jiǎn)單的編程方法進(jìn)行初始化，能夠在一秒不到的時(shí)間內(nèi)將溫度值轉(zhuǎn)化9位至12位的數(shù)字量。DS18B20具有較為寬廣的線性溫度測(cè)量范圍-55℃～+125℃，并且在-10～+85℃范圍內(nèi)測(cè)量精度為±0.5℃，分辨率0.0625℃。另外，DS18B20具有非易失性上、下限溫度報(bào)警功能，用戶只需在初始化程序中設(shè)置高溫、低溫報(bào)警溫度掉電不丟失方式。
DS18B20采用DALLAS公司特有的一線總線通信協(xié)議(類似于I2C通信)，只用一條數(shù)據(jù)線就能夠?qū)崿F(xiàn)與CPU的通信和數(shù)據(jù)傳送。現(xiàn)場(chǎng)溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，各自攜帶地址信息，大大減少了系統(tǒng)的電纜數(shù)，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾性，適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量。其工作電源既可在遠(yuǎn)端引入，也可采用寄生電源方式產(chǎn)生；多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)到3或2根線上，CPU只需一根端口線就能與諸多DS18B20通信，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。每只DS18B20都可以設(shè)置成兩種供電方式，即數(shù)據(jù)總線供電方式和外部供電方式，采取數(shù)據(jù)總線供電方式可以節(jié)省一根導(dǎo)線，但完成溫度測(cè)量的時(shí)間較長(zhǎng)；采取外部供電方式則多用一根導(dǎo)線，但測(cè)量速度較快。以上特點(diǎn)使DS18B20非常適合于遠(yuǎn)距離多點(diǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)中。如環(huán)境控制、設(shè)備或過(guò)程控制、測(cè)溫類消費(fèi)電子產(chǎn)品等。對(duì)應(yīng)與傳統(tǒng)概念，這一粒三極管一樣的傳感器相當(dāng)于傳統(tǒng)的溫度傳感器+數(shù)字化+CPU+總線協(xié)議及接口。與前一代產(chǎn)品不同，新的產(chǎn)品支持3V～5.5V的電壓范圍，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更靈活、方便，而且新一代產(chǎn)品更便宜，體積更小。
DS18B20有兩種供電方式寄生電源模式和外部電源模式。外部電源模式下的應(yīng)用，硬件電路如圖9所示。
3.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器模塊本實(shí)用新型擴(kuò)展有2類64KB數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，一種是采用并行方式存取數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器HM628128，另一種是采用串行方式存取數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器24LS515。這2種數(shù)據(jù)傳送方式正好是系統(tǒng)內(nèi)部2類數(shù)據(jù)總線方式信息傳送的主要手段。
1)并行方式外擴(kuò)存儲(chǔ)器對(duì)外界并行方式一次同步8位存取數(shù)據(jù)是快速數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵，但當(dāng)處理數(shù)據(jù)訪問(wèn)的單元超過(guò)一定的范圍后，所需提供的地址總線數(shù)量就比較多，如64K數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器HM628128地址總線可達(dá)17根。如何提供這17根地址線呢？一般可采用I/O直接驅(qū)動(dòng)方式、地址鎖存的方式或SPI通信方式。I/O直接驅(qū)動(dòng)最為簡(jiǎn)單快速，將單片機(jī)的17根接口線直接與HM628128地址總線相連，但在一般的單片機(jī)系統(tǒng)中是很難提供這么多的I/O線；第2種方案需要地址鎖存和控制切換，對(duì)硬件的要求較高并將需要用到10根以上I/O線，這在某些條件下有一定的困難；SPI通信方式相對(duì)比較簡(jiǎn)單，一般只需要一根時(shí)鐘線SCL和一根數(shù)據(jù)線SDA就可進(jìn)行傳送，但生存地址線會(huì)產(chǎn)生一定的時(shí)間延遲，對(duì)于常規(guī)的應(yīng)用場(chǎng)合不會(huì)有什么問(wèn)題，但在個(gè)別應(yīng)用系統(tǒng)如語(yǔ)音識(shí)別處理中就顯得慢了些。YB03-1實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)就是運(yùn)用SPI通信方式，通過(guò)3塊74LS164組成的移位電路構(gòu)成所需的17根地址線，如圖10所示。
2)串行方式外擴(kuò)存儲(chǔ)器串行方式擴(kuò)展存儲(chǔ)器是采用一種基于I2C通信方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的器件，線路連接相對(duì)于并行方式要簡(jiǎn)單得多，特別方便于同類器件的連接或擴(kuò)展。根據(jù)I2C通信協(xié)議，采用三位器件識(shí)別A2、A1和A0，可以輕松在I2C總線上掛接(擴(kuò)展)8個(gè)同類器件。不論是單元地址還是數(shù)據(jù)均通過(guò)I2C單線SDA串行傳送，數(shù)據(jù)傳遞的工作效率相對(duì)要弱一些，所以I2C總線通信有時(shí)又被稱為“一線式”數(shù)據(jù)通信。YB03-1實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)帶有一個(gè)基于I2C總線通信的外擴(kuò)存儲(chǔ)器24LC515，除固定引腳外，只需外接2條引線SCL和SDA，如圖11所示。
4.串行(同步/異步)通信模塊系統(tǒng)內(nèi)部組合有串行(同步/異步)通信模塊，即通過(guò)RS-232方式實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)串行口的直接通信。
具有以上附加的功能模塊后，使得PIC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的內(nèi)容更加豐富，結(jié)合PIC內(nèi)部的功能模塊，還可以借助于本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)很多其他功能。如外部中斷、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC以及同步串行通信(SPI、I2C)、輸入信號(hào)捕捉/輸出信號(hào)比較/脈寬調(diào)制PWM功能的實(shí)現(xiàn)、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換和和并機(jī)通信等方面。
綜上所述，本實(shí)用新型主要具有以下特點(diǎn)1.各功能性模塊均處于獨(dú)立準(zhǔn)備工作狀態(tài)，將有關(guān)的控制線和數(shù)據(jù)線連接到專用接線端柱。學(xué)生可以根據(jù)教學(xué)的進(jìn)程和實(shí)驗(yàn)要求，通過(guò)專用連接線，將模塊有序地連接起來(lái)，便可以對(duì)一個(gè)模塊或部分環(huán)境進(jìn)行軟件調(diào)試和功能實(shí)驗(yàn)。體現(xiàn)出很大的靈活性和實(shí)用性，極大地提高學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的主觀能動(dòng)性。
2.本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的推出，徹底改變以往PIC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)形式，變一味模仿、按部就班，從驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)到創(chuàng)新自主化，也就是從驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容到開發(fā)性和設(shè)計(jì)性自由組合，極大地提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的參與度和實(shí)驗(yàn)興趣，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)能力和應(yīng)用開發(fā)技能的提高都有很大的促進(jìn)作用。同時(shí)，學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)，可以比較深刻理解實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的構(gòu)造和各模塊的工作方式。
3.實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的多功能組合，即為學(xué)生進(jìn)行PIC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)開發(fā)提供了一個(gè)實(shí)用環(huán)境，同時(shí)也為PIC單片機(jī)的工程技術(shù)人員進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供一個(gè)試驗(yàn)和開發(fā)的平臺(tái)。通過(guò)本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，很容易構(gòu)成形式多樣的應(yīng)用開發(fā)系統(tǒng)，具有很強(qiáng)的移植功能。
4.本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)自主意識(shí)，徹底改變以往PIC單片機(jī)被動(dòng)實(shí)驗(yàn)的局面，學(xué)生的軟件設(shè)計(jì)不再是跟著既定的硬件走，而是留給學(xué)生統(tǒng)一思考的余地，兩者形成有機(jī)的結(jié)合。沒有統(tǒng)一的模式，走軟件和硬件協(xié)調(diào)開發(fā)的設(shè)計(jì)思路，給學(xué)生留出更多自由發(fā)揮的空間。
雖然本實(shí)用新型已參照當(dāng)前的具體實(shí)例進(jìn)行了描述，但是本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)例僅是用來(lái)說(shuō)明本實(shí)用新型，在沒有脫離本實(shí)用新型精神的情況下還可作出各種等效的變化和修改。因此，只要在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)對(duì)上述實(shí)例的變化，變型都將落在本實(shí)用新型的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種PIC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括PIC單片機(jī)、與所述PIC單片機(jī)相連的顯示模塊、鍵盤模塊，其特征在于它還包括與所述PIC單片機(jī)相連的電動(dòng)機(jī)演示模塊、總線式數(shù)字溫度傳感器模塊、串行(同步/異步)通信模塊和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器模塊，其中電動(dòng)機(jī)演示模塊，其包括電動(dòng)機(jī)及與之相連的驅(qū)動(dòng)回路，用于實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行、正反轉(zhuǎn)運(yùn)行和PWM調(diào)速；總線式數(shù)字溫度傳感器模塊，其配置分辨率可編程的一線總線式數(shù)字溫度傳感器，用于采集環(huán)境溫度，形成一具有較高精度的溫度檢測(cè)儀；串行通信模塊，其組合有串行同步和異步通信模塊，用于實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)串行口的直接通信；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器模塊，其包括可以通過(guò)并行方式外擴(kuò)展的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，用于數(shù)據(jù)的快速存取。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PIC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于所述的顯示模塊包括若干種分別連接在所述PIC單片機(jī)上組合形成的顯示模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的PIC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于所述若干種組合形成的顯示模塊包括若干個(gè)LED發(fā)光二極管、若干位八段數(shù)碼靜態(tài)顯示器、若干位八段數(shù)碼動(dòng)態(tài)顯示器、LCD液晶顯示屏、點(diǎn)陣模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PIC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于所述的鍵盤模塊包括若干種分別連接在所述PIC單片機(jī)上組合形成的鍵盤。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的PIC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于所述的組合形成的鍵盤包括組成矩陣式實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的輸入和進(jìn)行功能鍵定義的16鍵鍵盤功能鍵；可根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的需要進(jìn)行臨時(shí)定義為控制功能鍵的四鍵盤。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PIC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于所述的串行通信模塊是通過(guò)RS-232方式實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)串行口的直接通信。
專利摘要一種PIC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括PIC單片機(jī)、與所述PIC單片機(jī)相連的顯示模塊、鍵盤模塊、電動(dòng)機(jī)演示模塊、總線式數(shù)字溫度傳感器模塊、串行(同步/異步)通信模塊和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器模塊。本實(shí)用新型在包括PIC單片機(jī)內(nèi)核控制開發(fā)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)之上，采用面向?qū)ο笫浇鉀Q方案，以開放型的實(shí)驗(yàn)理念，一方面各類工程技術(shù)人員可以非常輕松地構(gòu)成各類實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)，根據(jù)自己設(shè)計(jì)的線路，采用簡(jiǎn)單的接插連接方式，能夠形成獨(dú)特而又個(gè)性化的設(shè)計(jì)方案；另一方面學(xué)習(xí)人員能夠主動(dòng)地參與整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，并把更多的時(shí)間和聰明才智用于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和軟件開發(fā)，極大地提高了工作效率。因此，本實(shí)用新型為教學(xué)提供一個(gè)可用于單片機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)的選擇方案、實(shí)現(xiàn)在線程序設(shè)計(jì)和功能調(diào)試的PIC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G09B25/00GK2901480SQ20062004184
公開日2007年5月16日 申請(qǐng)日期2006年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月17日
發(fā)明者李榮正, 杜威, 秦侃 申請(qǐng)人:上海工程技術(shù)大學(xué)