专利名称：基于pic单片机设计型实验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种单片机的实验装置，属于电子线路设计技术领域。
背景技术：
PIC系列单片机采用哈佛总线结构，指令系统是RISC精简指令集，具有低功耗、低 电压、大驱动能力、小体积、低成本等技术特点，在智能仪器仪表、计算机外设、家电 控制、电讯通信等众多领域获得广泛的应用。
天津大学是美国MICROCHIP公司大学计划赞助校，讲授PIC系列单片机及其应用。 在教学过程中发现，目前使用的实验装置存在扩展性差，，设计性内容少，体现不出PIC 单片机技术先进性等问题，使教学效果大打折扣。因此我们研制开发基于PIC单片机设 计型实验装置具有专业特色的高技术水平、扩展性强、实验内容丰富的设计型实验装置。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有技术的上述不足，提供一种扩展性强、实验内容丰富 的PIC单片机设计型实验装置，从而能更好地满足教学和实践需求。 本实用新型采用如下的技术方案
本实用新型发明的基于PIC单片机的设计型实验装置，包括PIC单片机，以及与其 相连的下列单元
电机测速转换单元，与PIC单片机的定时/计数器输入接口相连，用于将由光电开关 输出的直流电机转速信号经电压比较器整形后输入到PIC单片机；
温度检测放大单元，与PIC单片机的A/D转换器输入通道相连，用于将温度传感器 输出的电压信号经过放大后输入到PIC单片机；
数码显示驱动单元与PIC单片机的SPI总线接口相连；
电机调速驱动单元，与PIC单片机的输出PWM信号波形的引脚相连,或者通过与PIC 单片机输出接口相连的D/A转换器与PIC单片机相连，用于对直流电机进行调速；
通讯接收驱动单元，与PIC单片机的串行通信接口相连，用于将PIC单片机输出的 TTL电平信号转换为RS-232C电平信号，并将RS-232C电平转换为TTL电平，输入到PIC 单片机；
数据存储扩展单元通过E2PR0M扩展器件与PIC单片机的PC总线相连； 人机接口单元与PIC单片机的I/0接口相连。
本实用新型的基于PIC单片机的设计型实验装置，所述的人机接口单元可以包括矩 阵式键盘、LED指示灯、串行LCD液晶显示器或串行微型打印机。本实用新型的PIC单片机设计型实验装置增加更多的设计性实验内容，提高实验技 术水平，加强硬件动手部分的训练，启发学生的创造性、发散性思维，更能针对学生个 体的兴趣，选择不同类型和深度的设计性、综合性实验内容，使学生在实验中既掌握PIC 单片机的基础知识，又提高学生综合设计能力和工程应用水平。
图i本实用新型的pic设计型实验装置的硬件结构。
具体实施方式
本实用新型的PIC单片机设计型实验装置是以PIC16F877单片机为核心设计的。 PIC16F877是PIC系列单片机的中档产品，采用14位的RISC指令系统，在保持低价格的 前提下，增加了A/D转换器、内部E卞R0M存储器、比较输出、捕捉输入、P丽输出、I2C 总线和SPI总线接口电路、异步串行通信接口电路、模拟电压比较器、LCD驱动、FLASH 程序存储器等许多功能，可以方便地在线多次编程和调试，特别适合于实验教学使用。
本实用新型的PIC单片机设计型实验装置在PIC16F877外部扩展了七个硬件功能模 块，并预留可扩展单元，装置只提供运行所需的基本线路器件连接，其它芯片、器件部 分均设计为可外接导线端子形式，可根据不同的实验内容进行硬件电路设计，并且自己 动手进行电路连接。
实验装置硬件结构如图1所示，下面对其各个功能模块做进一步描述。
1) 电机测速转换单元直流电机转速检测采用光电开关，光电开关输出的信号经电压比 较器整形后通过PIC16F877定时/计数器进行计数。
2) 温度检测放大单元使用了集成温度传感器TMP36,其测量温度范围为-4(TC到+125 °C，在0'C时，传感器输出电压为0.5V;在25'C时输出电压为750mV。温度每增加1 "C输出电压增加10mV，温度的变化量与输出电压的增量成线性关系，输出的电压信号 经过放大后接至PIC16F877的RAO 口通过A/D转换器进行转换。
3) 数码显示驱动单元使用了 MAX7219做为4位共阴极数码管显示驱动，MAX7219为紧 凑型、串行输入输出显示驱动器，其片内包含一个BCD码到B码的译码器及存储每个 数字的8*8固态RAM等，方便的3线串行接口可连接到PIC16F877的I/0口上，各个 数字可被寻址和更新，而不用重写整个显示器。
4) 电机调速驱动单元电机调速可采用两种方式， 一种是利用PIC16F877自有的功能， 即当CCP工作于PWM模式时，RC2/CCP1引脚可以输出分辨率高达10位的P丽信号波 形，可对直流电机进行调速；另一种方式则采用MICROCHIP公司生产的10位D/A转 换芯片MAX515，该芯片+5V单电源供电，输出范围为OV到VDD(电源电压)，供电电流 140IM，串行输入数据，连续输出电压，经过运放驱动电路后，可对直流电机进行调速。
5) 通讯接收驱动单元PIC16F877的USART可以被设置成为与PC机进行全双工异步通讯， 使用MAX232通用串行接收/发送驱动器芯片来作电平转换，将PIC16F877的TX输出 的TTL电平信号转换为RS-232C电平，输入到PC机，并将PC机输出的RS-232C电平 转换为TTL电平，输出到PIC16F877单片机的RX引脚，从而完成单片机与PC机之间 数据的发送与接收。
6) 数据存储扩展单元采用带有I2C接口的24LC01B，内含128X8位低功耗CMOS的 E2PR0M，具有工作电压宽、擦写次数多、写入速度快等特点。
7) 人机接口单元扩展了矩阵式键盘、单色、多色LED指示灯、4位共阴极数码管、串 行LCD液品显示器、串行微型打印机，可以根据不同实验内容选择不同的器件使用。
权利要求1.一种基于PIC单片机设计型实验装置，包括PIC单片机，其特征在于，包括与PIC单片机相连的下列单元电机测速转换单元，与PIC单片机的定时/计数器输入接口相连，用于将由光电开关输出的直流电机转速信号经电压比较器整形后输入到PIC单片机；温度检测放大单元，与PIC单片机的A/D转换器输入通道相连，用于将温度传感器输出的电压信号经过放大后输入到PIC单片机；数码显示驱动单元与PIC单片机的SPI总线接口相连；电机调速驱动单元，与PIC单片机的输出PWM信号波形的引脚相连，或者通过与PIC单片机输出接口相连的D/A转换器与PIC单片机相连，用于对直流电机进行调速；通讯接收驱动单元，与PIC单片机的串行通信接口相连，用于将PIC单片机输出的TTL电平信号转换为RS-232C电平信号，并将RS-232C电平转换为TTL电平，输入到PIC单片机；数据存储扩展单元通过E2PROM扩展器件与PIC单片机的I2C总线相连；人机接口单元与PIC单片机的I/O接口相连。
2.根据权利要求1所述的基于pic单片机的设计型实验装置，其特征在于，所述的 人机接口单元包括矩阵式键盘、LED指示灯、串行LCD液晶显示器或串行微型打印机。
专利摘要本实用新型涉及一种基于PIC单片机设计型实验装置，属于电子线路设计技术领域。本实用新型的基于PIC单片机设计型实验装置，包括PIC单片机，以及与PIC单片机相连的下列单元电机测速转换单元、温度检测放大单元、数码显示驱动单元、电机调速驱动单元、通讯接收驱动单元、数据存储扩展单元、人机接口单元。本实用新型的实验装置，在使用时，能针对学生个体的兴趣，选择不同类型和深度的设计性、综合性实验内容，使学生在实验中既掌握PIC单片机的基础知识，又提高学生综合设计能力和工程应用水平。
文档编号G09B25/00GK201153020SQ200820073770
公开日2008年11月19日 申请日期2008年1月28日 优先权日2008年1月28日
发明者孙宏军, 申亚芳, 莹 郝, 文 金 申请人:天津大学