職業(yè)教育dsp技術(shù)課程教學(xué)實訓(xùn)箱的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于教學(xué)儀器技術(shù)領(lǐng)域，具體是在職業(yè)教育方面的數(shù)字信號處理(DSP:Digital Signal Processing)課程的教學(xué)實訓(xùn)箱。
【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)字信號處理是一門具有系統(tǒng)基礎(chǔ)理論和廣泛應(yīng)用的學(xué)科，主要研宄用數(shù)字或符號來表示信號，使信號量化為離散信號序列，并用數(shù)字方式去處理這些序列，從而得到所需信號形式。數(shù)字信號處理(DSP)技術(shù)應(yīng)用廣泛，只要是信息產(chǎn)品，比如通訊、計算機(jī)、語音和圖像處理等，都離不開數(shù)字信號處理。
[0003]DSP技術(shù)是理論與實踐結(jié)合課程，在掌握基礎(chǔ)理論知識后，使用DSP技術(shù)課程教學(xué)實訓(xùn)箱練習(xí)工程實踐技能，可改進(jìn)傳統(tǒng)板書理論和簡單驗證實驗的教學(xué)模式，有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)和興趣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型目的在于提供一種職業(yè)教育DSP技術(shù)課程教學(xué)實訓(xùn)箱，以實驗和實訓(xùn)教學(xué)方式帶動學(xué)生深入學(xué)習(xí)和加強(qiáng)工程實踐技能，激發(fā)學(xué)生對DSP電子產(chǎn)品的學(xué)習(xí)和制作興趣。要求學(xué)生從典型電路設(shè)計、元器件裝配、程序編寫、模擬產(chǎn)品調(diào)試等各個環(huán)節(jié)親自動手進(jìn)行實驗和實訓(xùn)，促進(jìn)學(xué)生實踐動手能力的提高，以便培養(yǎng)高素質(zhì)技能型專門人才。
[0005]為達(dá)到上述目的，本實用新型所述的職業(yè)教育DSP技術(shù)課程教學(xué)實訓(xùn)箱的實現(xiàn)方式為。
[0006]職業(yè)教育DSP技術(shù)課程教學(xué)實訓(xùn)箱包括電源電路、復(fù)位電路、SRAM電路、NORFLASH電路、獨(dú)立按鍵電路、數(shù)碼管電路、LCD電路、流水燈電路、電機(jī)電路、蜂鳴器電路、SD卡電路、RS232串口電路、音頻電路、RTC+EEPROM電路、CAN電路、USB電路、CPLD電路、DSP核心電路、擴(kuò)展電路板。電源電路由外部電源插孔提供，其中電源插孔5V的標(biāo)識為內(nèi)正外負(fù)，電路輸入的電壓為直流5V，提供電流為IA以上；復(fù)位電路提供手動復(fù)位，使系統(tǒng)回到初始狀態(tài)；支持外擴(kuò)512KX 16位的SRAM ;支持外擴(kuò)512KX 16位的NOR FLASH ;按鍵檢測電路，有4個普通按鍵，按鍵電路經(jīng)過CPLD連接到DSP，通過操作映射地址直接控制按鍵；數(shù)碼管采用串行轉(zhuǎn)并行的電路，可利用DSP內(nèi)部SPI模塊，同時解決管腳不足的情況；利用74ALVCH162245對LCD模塊進(jìn)行總線隔離，LCD有多個接口，分別連接1602和12864點陣顯示屏，以及在12864點陣顯示屏接口上掛載TFT屏；包含直流電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)，DSP有6路PWM輸出，其中P麗IA和P麗IB連接直流電機(jī)，P麗2A和PWM2B，P麗3A和P麗3B連接步進(jìn)電機(jī)，通過跳線連接做選擇配置；SD卡的片選信號通過CPLD控制，數(shù)據(jù)和時鐘信號連接到DSP內(nèi)部SPI模塊的數(shù)據(jù)和時鐘引腳上，通過操作DSP內(nèi)SPI模塊完成對SD卡的讀寫；串口電路的SCIRX和SCITX是直接連接到DSP內(nèi)部的SCI模塊的SCTRX和SCITX上，利用SCI模塊完成串口通訊；音頻模塊TLV320AIC23的控制端口連接到DSP的I2C模塊上，數(shù)據(jù)端口連接到DSP的SPI模塊上，通過I2C模塊配置AIC23，利用SPI模塊使DSP和AIC23進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；RTC+EEPROM都連接在DSP的I2C模塊上，通過利用DSP的I2C模塊實現(xiàn)對RTC+EEPROM的控制與讀寫；CAN模塊電路的CANTX和CANRX直接連接到DSP內(nèi)部CAN模塊上，利用CAN模塊實現(xiàn)CAN通信；利用CY7C68001芯片，支持USB2.0通信；CPLD應(yīng)用在外設(shè)的映射，起到片選外設(shè)，以及在外設(shè)和DSP數(shù)據(jù)交換中的橋梁作用。
[0007]主電路板上安裝了大部分模塊電路，并設(shè)有四個定位孔，與固定在箱體上的四個固定螺母支架相對應(yīng)，通過螺母和螺絲可將主電路板牢固的安裝在箱體上，還可以方便地拆卸。主電路板上各模塊電路的接口和各電路板之間的連接通過帶自鎖緊插座的導(dǎo)線連接，安裝和連接十分方便。
[0008]擴(kuò)展電路板可根據(jù)教學(xué)實際情況靈活設(shè)計擴(kuò)展教學(xué)項目，可以是由紅外接收模塊、紅外發(fā)射管、74LS04邏輯門集成電路及附屬電路組成的紅外編解碼實訓(xùn)項目；可以是由數(shù)字溫度傳感器DS18B20、發(fā)熱電阻絲及附屬電路組成的溫度控制實訓(xùn)項目；可以是由時鐘集成電路PCF8563、繼電器、電燈及附屬電路組成的定時點燈實訓(xùn)項目；還可以是學(xué)生自己設(shè)計的其它實訓(xùn)項目。以實訓(xùn)項目貫穿實踐教學(xué)過程，讓學(xué)生在項目實踐中體會，了解各種器件、熟悉開發(fā)工具、掌握編程語言、把握流程以及通過查閱資料、咨詢老師解決實踐中的問題，破解學(xué)生只會“實驗”不會“實干”，只會“模擬”不會“工程”的問題，將學(xué)生對DSP技術(shù)的把握程度由“體驗”上升到“體會”，由“掌握”上升到“我能”，逐級提高學(xué)生的DSP技術(shù)應(yīng)用層次，使學(xué)生形成能夠獨(dú)立開發(fā)一個小型項目的能力。
【附圖說明】
[0009]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明。
[0010]圖1是本實用新型的總體結(jié)構(gòu)框圖。
[0011]圖2是本實用新型的電源電路框圖。
[0012]圖3是本實用新型的DSP核心電路框圖。
[0013]圖4是本實用新型的IXD總線隔離電路原理圖。
【具體實施方式】
[0014]圖1中，1.電源電路，2.復(fù)位電路，3.SRAM電路，4.NOR FLASH電路，5.獨(dú)立按鍵電路，6.數(shù)碼管電路，7.1XD電路，8.流水燈電路，9.電機(jī)電路，10.蜂鳴器電路，11.SD卡電路，12.RS232串口電路，13.音頻電路，14.RTC+EEPROM電路，15.CAN電路，16.USB電路，17.CPLD電路，18.DSP核心電路，19.擴(kuò)展電路板，20.電路板定位孔。除18、19外，1-17電路模塊都焊接在主電路板上，主電路板通過20定位孔和螺絲、螺母安裝到箱體上。電源由外部電源插孔提供，其中電源插孔5V POWER標(biāo)識為內(nèi)正外負(fù)。18.DSP核心電路板為可拆卸安裝方式，如果后續(xù)核心芯片升級，只需要按照尺寸重新設(shè)計DSP核心電路板，安裝到主電路板上即可擴(kuò)展和升級整個實訓(xùn)箱功能，而不需要更換外圍擴(kuò)展電路和模塊，保證購買的實訓(xùn)箱前期投資不浪費(fèi)。19.擴(kuò)展電路板為標(biāo)準(zhǔn)集成電路引腳間距(2.54mm)的雙面萬能實驗電路板，上面布滿焊盤，可插裝元器件及連線，使用門檻低，成本低，使用方便，擴(kuò)展靈活。通過定位孔和螺絲、螺母，19.擴(kuò)展電路板可以方便的從主電路板上安裝或拆卸。
[0015]圖2中，外部供電電壓為直流5V，電流IA以上的電源。電源轉(zhuǎn)換芯片采用AMSl117-3.3，實現(xiàn)5V轉(zhuǎn)3.3V。AMS1084-ADJ電源轉(zhuǎn)換芯片提供1.8V~1.9V供DSP內(nèi)核使用。電源電路還安裝有500mA自恢復(fù)保險，在過大電流時斷開電源電路。電流值正常后，可以自恢復(fù)。
[0016]圖3中，DSP核心電路包括DSP復(fù)位、時鐘、電源管理部分的設(shè)計。DSP芯片采用TMS320F2812作為系統(tǒng)核心處理器。
[0017]圖4中，U5為總線隔離芯片74ALVCH162245，在發(fā)送和接收方向上都具有非反相三態(tài)總線兼容輸出，使得總線得到有效隔離。26腳、27腳、29腳、30腳、32腳、33腳、35腳、36腳接DSP輸出的低8位數(shù)據(jù)線，43腳、44腳、46腳、47腳接DSP輸出的IXD控制信號，13腳、14腳、16腳、17腳、19腳、20腳、22腳、23腳連LCD模塊數(shù)據(jù)線，2腳、3腳、5腳、6腳連LCD模塊控制信號，I腳、7腳、18腳、24腳、31腳、42腳連3.3V電源，4腳、10腳、15腳、21腳、25腳、28腳、34腳、39腳、45腳、48腳接地，電源和地之間接C37、C38即0.1uf電容。
【主權(quán)項】
1.一種職業(yè)教育DSP技術(shù)課程教學(xué)實訓(xùn)箱，其特征在于，包括電源電路、復(fù)位電路、SRAM電路、NOR FLASH電路、獨(dú)立按鍵電路、數(shù)碼管電路、LCD電路、流水燈電路、電機(jī)電路、蜂鳴器電路、SD卡電路、RS232串口電路、音頻電路、RTC+EEPR0M電路、CAN電路、USB電路、CPLD電路、DSP核心電路、擴(kuò)展電路板，電源電路由外部電源插孔提供，其中電源插孔5V的標(biāo)識為內(nèi)正外負(fù)；復(fù)位電路提供手動復(fù)位；支持外擴(kuò)512KX 16位的SRAM ;支持外擴(kuò)512KX 16位的NOR FLASH ;按鍵檢測電路，按鍵電路通過CPLD連接到DSP，通過操作映射地址直接控制按鍵；數(shù)碼管采用串行轉(zhuǎn)并行的電路；DSP的1端口的驅(qū)動電壓為3.3V，對LCD模塊進(jìn)行總線隔離，IXD有多個接口，分別連接1602和12864點陣顯示屏，以及在12864點陣顯示屏接口上掛載TFT屏；包含直流電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)，DSP有6路PWM輸出，其中PWMlA和PWMlB連接直流電機(jī)，PWM2A和PWM2B，PWM3A和PWM3B連接步進(jìn)電機(jī)，通過跳線連接做選擇配置；SD卡的片選信號通過CPLD控制，數(shù)據(jù)和時鐘信號連接到DSP內(nèi)部SPI模塊的數(shù)據(jù)和時鐘引腳上，通過操作DSP內(nèi)SPI模塊完成對SD卡的讀寫；串口電路的SCIRX和SCITX是直接連接到DSP內(nèi)部SCI模塊的SCTRX和SCITX上，利用SCI模塊完成串口通訊；音頻芯片控制端口連接到DSP的I2C模塊上，數(shù)據(jù)端口連接到DSP的SPI模塊上，通過I2C模塊配置AIC23，利用SPI模塊使DSP和AIC23進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；RTC+EEPR0M都是連接在DSP的I2C模塊上，利用DSP的I2C模塊實現(xiàn)對RTC+EEPR0M的控制與讀寫；CAN模塊電路的CANTX和CANRX直接連接到DSP內(nèi)部CAN模塊上，利用CAN模塊實現(xiàn)CAN通信；支持USB2.0通信；CPLD應(yīng)用在外設(shè)的映射，起到片選外設(shè)，以及在外設(shè)和DSP數(shù)據(jù)交換中的橋梁作用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種職業(yè)教育DSP技術(shù)課程教學(xué)實訓(xùn)箱，其特征在于，利用電源轉(zhuǎn)換芯片AMSl 117-3.3，實現(xiàn)5V轉(zhuǎn)3.3V ;利用AMS1084-ADJ電源轉(zhuǎn)換芯片實現(xiàn)1.8V~1.9V的DSP內(nèi)核供電電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種職業(yè)教育DSP技術(shù)課程教學(xué)實訓(xùn)箱，其特征在于，利用74ALVCH162245對LCD模塊進(jìn)行總線隔離。
【專利摘要】本實用新型涉及一種職業(yè)教育DSP技術(shù)課程教學(xué)實訓(xùn)箱，包括電源電路、復(fù)位電路、SRAM電路、NOR FLASH電路、獨(dú)立按鍵電路、數(shù)碼管電路、LCD電路、流水燈電路、電機(jī)電路、蜂鳴器電路、SD卡電路、RS232串口電路、音頻電路、RTC+EEPROM電路、CAN電路、USB電路、CPLD電路、DSP核心電路、擴(kuò)展電路板，所述電路模塊都焊接和安裝在主電路板上，主電路板通過定位孔和螺絲、螺母安裝在箱體上。DSP核心電路板為可拆卸安裝方式，擴(kuò)展電路板為可拆卸安裝方式，采用2.54mm間距雙面萬能實驗電路板。本實用新型的優(yōu)點是可以完成DSP技術(shù)課程實驗和實訓(xùn)教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生深入學(xué)習(xí)和加強(qiáng)工程實踐技能，激發(fā)學(xué)生對DSP電子產(chǎn)品的制作和練習(xí)興趣。
【IPC分類】G09B19-00
【公開號】CN204390540
【申請?zhí)枴緾N201520082018
【發(fā)明人】盧貺, 宋霞
【申請人】盧貺
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年2月5日