一种单片机开发平台

1.本实用新型涉及电子应用技术的实验设备领域，特别是涉及一种单片机开发平台。


背景技术：

2.嵌入式系统由硬件和软件组成，是能够独立进行运作的器件。其软件内容包括软件运行环境及其操作系统。硬件内容包括信号处理器、存储器、通信模块等在内的多方面的内容。51单片机开发板作为大多数嵌入式初学者入门首选平台，在实际应用中起着至关重要的作用。
3.然而传统51单片机内核陈旧，处理速度慢、片内资源稀缺、可用接口少，通常需要增加大量外围电路以扩展其功能，从而导致开发平台体积相对较大，不便于携带，在一定程度上减少了开发者动手实践的机会。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种板载资源布局紧凑，开发板体积小且便于携带的单片机开发平台。
5.一种单片机开发平台，包括pcb板，以及设于所述pcb板上的主控制器、存储模块、usb模块、通信模块、按键模块、显示模块、外围电路及开发模块，所述存储模块、usb模块、通信模块、按键模块、显示模块、外围电路及开发模块均与所述主控制器电连接；所述开发模块包括传感器单元、预警单元、遥控单元及驱动单元。
6.另外，根据本实用新型提供的单片机开发平台，还可以具有如下附加的技术特征：
7.进一步地，所述外围电路包括电压转换电路、复位电路、可调电位器、比较器、晶振电路、时钟电路；其中，所述电压转换电路与所述主控制器的vcc接口电连接，所述复位电路与所述主控制器的rst接口电连接，所述可调电位器通过跳线帽与所述主控制器的adc接口电连接，所述比较器通过跳线帽与所述主控制器的gpio接口电连接，所述晶振电路通过跳线帽与所述主控制器的xtal接口电连接，所述时钟电路的一端与所述主控制器的iic接口电连接，所述时钟电路的另一端连接有一纽扣电池。
8.进一步地，所述存储模块包括与所述主控制器的iic接口电连接的电可擦除只读存储器，以及与所述主控制器的spi接口电连接的flash存储器。
9.进一步地，所述usb模块包括与所述电压转换电路电连接的micro usb接口及与所述micro usb接口电连接的usb串口。
10.进一步地，所述通信模块包括与所述主控制器的uart接口电连接的rs485模块及wifi模块、以及与所述主控制器的spi接口电连接的无线模块。
11.进一步地，所述显示模块包括与所述主控制器的gpio接口电连接的数码管，以及与所述主控制器的spi接口电连接的ips显示屏。
12.进一步地，所述传感器单元包括与所述主控制器的gpio接口电连接的温湿度传感
器，以及与所述主控制器的adc接口电连接的光敏传感器。
13.进一步地，所述驱动单元与通过跳线帽所述主控制器的gpio接口电连接的电机驱动芯片，以及通过跳线帽与所述电机驱动芯片电连接的电机接口及状态指示灯。
14.进一步地，所述预警单元包括与所述主控制器的gpio接口电连接的蜂鸣器；所述遥控单元包括与所述主控制器的gpio接口电连接的红外接收器及接收指示灯。
15.进一步地，所述pcb板的尺寸为10cm
×
6.18cm，所述ips屏的分辨率为240
×
240、尺寸为1.3寸，所述数码管为两位一体数码管。
16.根据本实用新型提出的单片机开发平台，包括pcb板，以及设于所述pcb板上的主控制器、存储模块、usb模块、通信模块、按键模块、显示模块、外围电路及开发模块，所述存储模块、usb模块、通信模块、按键模块、显示模块、外围电路及开发模块均与所述主控制器电连接；所述开发模块包括传感器单元、预警单元、遥控单元及驱动单元。本实用新型能够在保证开发平台有足够可用资源和不失平台稳定性的情况下，尽可优化板载资源布局，提高资源布局的紧凑性，使其精巧便携、易于使用，从而尽可能增加开发者动手实践的机会，促进创新能力的培养，满足了实际应用需求。
附图说明
17.图1为本实用新型实施例中一种单片机开发平台的结构示意图。
18.如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。
具体实施方式
19.为使本实用新型的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本实用新型的若干实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。
20.需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
21.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
22.如图1所示，一种单片机开发平台包括pcb板，以及设于所述pcb板上的主控制器、存储模块、usb模块、通信模块、按键模块、显示模块、外围电路及开发模块。其中，所述存储模块、usb模块、通信模块、按键模块、显示模块、外围电路及开发模块均与所述主控制器电连接。
23.具体的，所述pcb板的尺寸为10cm
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6.18cm，操作时可轻易地将平台置于掌中，从而提高开发平台的便携易用性。所述主控制器采用采用新型51内核单片机stc8a8k64s4a12作为核心控制器，其片内资源和接口非常丰富，较之传统51单片机，其具有更快的处理速度。
24.进一步地，所述外围电路包括电压转换电路、复位电路、可调电位器、比较器、晶振电路、时钟电路。
25.具体的，所述电压转换电路与所述主控制器的vcc接口电连接，且所述电压转换电路为5v转3v的电压转换电路。所述复位电路与所述主控制器的rst接口电连接，用于向平台提供复位信号，也可通过stc-isp软件配置为普通io，充当独立按键。所述可调电位器通过跳线帽与所述主控制器的adc接口电连接，可为平台提供手动调节的模拟信号。所述比较器通过跳线帽与所述主控制器的gpio接口电连接。所述晶振电路通过跳线帽与所述主控制器的xtal接口电连接，即外部晶体振荡器跳帽选择接口(xtal接口)，连接跳帽可以通过外部22.1184mhz晶体为平台提供时钟来源；断开跳帽，可以使用内部精密rc振荡电路为系统提供时钟来源。所述时钟电路的一端与所述主控制器的iic接口电连接，所述时钟电路的另一端连接有一纽扣电池，可保证平台掉电后，芯片能够继续走时。其中，所述时钟电路包括ds1307 rtc实时时钟芯片，以完成iic协议的学习，并用于实现实时时钟功能。
26.进一步地，所述存储模块包括与所述主控制器的iic接口电连接的电可擦除只读存储器，以及与所述主控制器的spi接口电连接的flash存储器。
27.具体的，所述电可擦除只读存储器为at24c02 eeprom连接stc8单片机的iic接口。所述flash存储器为w25qxx(华邦串行flash器件，可以为w25q16/32/64等)flash存储器，其连接stc8单片机的spi接口，用户可以此学习spi协议及flash的应用，flash中可存储字库数据、图片编码数据，以便用于lcd显示。
28.进一步地，所述usb模块包括与所述电压转换电路电连接的micro usb接口及与所述micro usb接口电连接的usb串口。
29.具体的，micro usb(usb 2.0标准的一个便携版本)，通过ch340g(用于实现usb到串口协议转换)芯片间接(通过跳帽连接，从而可有效提高usb串口的复用性)连接到stc8单片机上，该usb即用于开发平台供电，也用于串口通信和程序烧录，从而一口多能，实现一线轻松使用。ch340g输出引脚设计有led指示电路，可以此观察程序下载或串口接收数据的过程。
30.进一步地，所述通信模块包括与所述主控制器的uart接口电连接的rs485模块及wifi模块、以及与所述主控制器的spi接口电连接的无线模块。
31.具体的，所述rs485模块包括与所述主控制器的uart4接口电连接的rs485收发器及与所述rs485收发器电连接的rs485接线端；其中，所述rs485收发器包括sp3485芯片，可将stc8的串口转换为rs485接口，从而实现远距离数据传输。所述wifi模块包括esp8266(wifi微控制器)插座及与所述esp8266插座电连接的esp8266模块，以便于用户实现物联网相关的应用。所述无线模块包括nrf24l01无线模块接口及与所述nrf24l01无线模块接口连接的nrf24l01无线模块，以进行无线数据的收发。
32.进一步地，所述按键模块与所述主控制器的gpio接口电连接的三个独立控制按键及与所述复位电路电连接的复位按键。
33.进一步地，所述显示模块包括与所述主控制器的gpio接口电连接的数码管，以及与所述主控制器的spi接口电连接的ips显示屏。
34.具体的，所述数码管为一0.28英寸的两位一体小尺寸数码管，旨在减小pcb占用面积的同时，让开发者能够学习数码管的动、静态显示原理。所述ips显示屏的分辨率为240
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240、尺寸为1.3寸，可显示图字、汉字、几何图形等，或用于学习ugui(开源小型gui)，代替数码管等显示设备，实现复杂显示。
35.进一步地，所述开发模块包括传感器单元、预警单元、遥控单元及驱动单元。
36.具体的，所述传感器单元包括通过跳线帽与所述主控制器的gpio接口电连接的温湿度传感器，以及通过跳线帽与所述主控制器的adc接口电连接的光敏传感器。其中，所述温湿度传感器为dht11温湿度，以便于用户根据单总线协议，实现温度、湿度检测。所述光敏传感器能够进行环境亮度的检测。
37.具体的，所述驱动单元与通过跳线帽所述主控制器的gpio接口电连接的电机驱动芯片，以及通过跳线帽与所述电机驱动芯片电连接的电机接口及状态指示灯。
38.具体的，所述预警单元包括与所述主控制器的gpio接口电连接的蜂鸣器；所述遥控单元包括与所述主控制器的gpio接口电连接的红外接收器及接收指示灯。
39.本实用新型提出的一种，包括pcb板，以及设于所述pcb板上的主控制器、存储模块、usb模块、通信模块、按键模块、显示模块、外围电路及开发模块，所述存储模块、usb模块、通信模块、按键模块、显示模块、外围电路及开发模块均与所述主控制器电连接；所述开发模块包括传感器单元、预警单元、遥控单元及驱动单元。本实用新型能够在保证开发平台有足够可用资源和不失平台稳定性的情况下，尽可优化板载资源布局，提高资源布局的紧凑性，使其精巧便携、易于使用，从而尽可能增加开发者动手实践的机会，促进创新能力的培养，满足了实际应用需求。
40.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
41.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。