专利名称：带扩展接口的基本系统印刷电路板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种带扩展接口的基本系统印刷电路板。
背景技术：
电子和电控产品的性能是由其内部的电子部分所控制决定的，这些电子部 分多以硬件和软件的方式体现，其中的硬件部分是电子部分的基础和载体，是 电子和电控产品首先应该研究和解决的问题。
电子部分的硬件通常应构成一个完整的具有一定功能的电路，这个电路或 用导线连接成一个电路整体，或制成印刷电路板，其中，印刷电路板是微电子 技术中常用的电路构成形式。
另一方面，微电子技术硬件系统具有共同的平台特征，即包含承担信息输 入和输出任务的输入和显示系统，这部分可称之为基本系统，可以看到这样的 趋势，基本系统正逐渐由大屏幕液晶显示和触摸屏输入的主流技术来实现
发明内容
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本发明的目的是提供一种作为电子和电控系统的控制核心的载体的带扩展 口的基本系统印刷电路板。
上述的目的通过以下的技术方案实现
带扩展接口的基本系统印刷电路板，其组成包括主电路板和辅助电路板， 所述的主电路板上焊接有微处理器芯片，和通过电路与所述的微处理器芯片连 接的电源部分、键盘管理芯片、语音芯片、存储器芯片、数字电位器芯片、UART 接口转USB接口芯片、液晶触摸屏控制器芯片、JTAG仿真连接口、键盘连接 口、两个扩展接口、电源接口、扬声器接口、耳机接口和电源开关；所述的辅 助电路板的其中一块上安放有JTAG仿真接口，另一块辅助电路板上焊接有按 键组，所述的辅助电路板上的JTAG仿真接口板通过软排线与主电路板的JTAG 连接口相连，所述的辅助电路板上的键盘组通过软排线与主电路板上的键盘连 接口相连。
上述的带扩展接口的基本系统印刷电路板，所述的电源部分采用锂电池充 电供电系统。
上述的带扩展接口的基本系统印刷电路板，所述的JTAG仿真接口安放在 单独一块小的辅助电路板上。
上述的带扩展接口的基本系统印刷电路板，所述的电路板的基本功能直接 连接，其它有关功能通过外扩接口外扩。
上述的带扩展接口的基本系统印刷电路板，所述的整板元件采用贴片式元 件，主电路板元件采用串口连接。
上述的带扩展接口的基本系统印刷电路板，所述的液晶触摸屏接口可作为 一般接口用，键盘控制芯片也可用于数码管显示控制。
上述的带扩展接口的基本系统印刷电路板，所述带扩展接口的基本系统印 刷电路板的电路连接为C8051F020型单片机是一个有专门的A/D转换单元、 UART 口、 SMBUS 口、 SPI串口和一般I/O 口的片上系统型芯片；CP2102芯 片把C8051F020的UART 口转换成USB接口 ， C8051F020通过其UART 口与 CP2102芯片相连，同时所述的CP2102芯片接到USB插座上；数字电位器 DS1803和键盘控制芯片CH452是SMBUS接口的芯片，所述的数字电位器 DS1803和键盘控制芯片CH452都连接到C8051F020型单片机的SMBUS接口 上；存储器AT45DB081、 ADS7843触摸屏控制器和语音芯片WTS701是SPI 接口的芯片，都接到C8051F020的SPI接口上；锂电池充电芯片MAX1551的 输入端接外电源接口和USB接口的电源端子上，其输出端串联一个开关并经单 节锂电池或直接和电源芯片MAX1552的输入端相连接；电源芯片MAX1552 的3.3￥输出为整机电路供电，其它20V、 1.8V、 1.5V的输出经扩展接口输入备 用；主电路板上键盘连接口与键盘控制芯片CH452相连，辅助电路板上的按键 组与辅助电路板上键盘连接口相连，主电路板上键盘连接口与辅助电路板上键 盘连接口可通过排线相连；主电路板上液晶触摸屏接口连接在C8051F020型单 片机和ADS7843触摸屏控制器上，以便用排线和液晶显示屏、触摸屏连接；语 音芯片WTS701的声音输出接到扬声器接口和耳机接口上；接在主电路板上的 JTAG仿真连接口用排线和辅助电路板上的JTAG仿真接口连接，辅助电路板 上的JTAG仿真接口用于和仿真器相联；主电路板上的两个扩展接口把单片机 的其它资源如A/D转换器、DA转换器和各路电源等连出，供组成外扩系统之 用。 上述的带扩展接口的基本系统印刷电路板，所述的电路是用双层印刷电路 板实现的，所有元器件都采用贴片式元件。 这个技术方案有以下有益效果
1. 本发明中专门设计的输入输出管理功能和声音输出功能，便于形成控制系 统的基本控制功能。
2. 本发明适于作为产品化设备的公共平台。
3. 本电路板装有USB接口，可以与PC机进行通信。
4. 本发明电路板的JTAG仿真接口安放在单独一块小的辅助电路板上，因 而在正常使用时可以去掉以减少主电路板的容积。
5. 本发明电路板可以提供键盘和触摸屏两种输入形式。
6. 本发明电路板的主电路板主要元件都通过串口连接，节省单片机的资源。
7. 本发明电路板可以提供真人语音输入。
附图1是本产品的总体电路连接图(附图中电路芯片上或线路上具有相同 或相同数字的线路之间具有连接关系)； 附图2是本产品结构框附图3为本产品微处理器电路图； 附图4为本产品键盘管理芯片电路附图5为本产品数字电位器芯片电路附图6为本产品液晶触摸屏控制器芯片电路附图7为本产品存储器芯片电路附图8为本产品语音芯片电路附图9为电源部分的电路附图10为UART接口转USB接口芯片电路附图11为本产品主电路板的CPU接线表；
附图12为本产品主电路板的外部引脚表。
本发明的
具体实施例方式
实施例1:
带扩展接口的基本系统印刷电路板，其组成包括主电路板和辅助电路板，
所述的主电路板上焊接有微处理器芯片，和通过电1^与所述的微处理器芯片连
接的电源部分、键盘管理芯片、语音芯片、存储器芯片、数字电位器芯片、UART 接口转USB接口芯片、液晶触摸屏控制器芯片、JTAG仿真连接口、键盘连接 口、两个扩展接口、电源接口、扬声器接口、耳机接口和电源开关；所述的辅 助电路板的其中一块上安放有JTAG仿真接口，另一块辅助电路板上焊接有按 键组，所述的辅助电路板上的JTAG仿真接口板通过软排线与主电路板的JTAG 连接口相连，所述的辅助电路板上的键盘组通过软排线与主电路板上的键盘连 接口相连。
所述的电源部分采用锂电池充电供电系统，所述的JTAG仿真接口安放在 单独一块小的辅助电路板上，所述的电路板的基本功能直接连接，其它有关功 能通过外扩接口外扩，所述的整板元件采用贴片式元件，主电路板元件采用串 口连接，所述的液晶触摸屏接口可作为一般接口用，键盘控制芯片也可用于数 码管显示控制。
实施例2:
如图2主电路板的外部接口图所示有电源接口Li、扬声器接口LS1、复 位开关RST、电源开关、充电电源插座JO.O、耳机接口JO.l、 USB接口J0.2、 JTAG接口J1、键盘输入板接口J4、液晶显示器接口 J5和两个外扩接口 J2与 J3。
主电路板上的C8051F020型单片机通过数字交叉开关的功能来使内部的所 带部件连接到PO、 Pl、 P2和P3口上；在本设计中，将该芯片数字交叉开关从 最高优先级到低的部件使能到1NT1，因此有关能使各部件按芯片设定分别连在 相关引脚上，如图表ll所示。
如图1-10所示所述的带扩展接口的基本系统印刷电路板的电路连接为 C8051F020型单片机是一个有专门的A/D转换单元、UART 口、 SMBUS 口、 SPI串口和一般I/O 口的片上系统型芯片；CP2102芯片把C8051F020的UART 口转换成USB接口，因此C8051F020的62脚(P0.0)和61脚(P0.1)分别接在 CP2102芯片的26脚和25脚，C'P2102芯片的8、 6、 5脚接到USB插座J0.2的 1、 2、 3脚；数字电位器DS1803和键盘控制芯片CH452是SMBUS接口的芯 片，因而数字电位器DS1803的'9脚(SDA)和键盘控制芯片CH452的26脚(SDA)
都连到C8051F020型单片机的56脚(P0.6),数字电位器DS1803的8脚(SCL)和 键盘控制芯片CH452的27脚(SCL)都连到C8051F020型单片机的55脚(P0.7); 语音芯片WTS701、存储器AT45DB081和ADS7843触摸屏控制器都是SPI接 口 ，因此语音芯片WTS701的16脚(SCLK)、7843触摸屏控制器的16脚(DCLK) 和存储器AT45DB081的5脚(SCK)接到C8051F020的60脚(P0.2)，WTS701语 音芯片的6脚(MISO)、7843触摸屏控制器的12脚(DOUT)和存储器AT45DB081 的7脚(SO)接到C8051F020的59脚(P0.3)，WTS701语音芯片的14脚(MOSI)、 7843触摸屏控制器的14脚(DIN)和存储器AT45DB081的6脚(SI)接到 C8051F020的58脚(P0.4);锂电池充电芯片MAX1551的输入脚4为充电电源 输入脚，锂电池充电芯片MAX1551的输入脚1为USB来的外部电源输 入，MAX1551输出脚5串联开关并经单节锂电池或直接和电源芯片MAX1552 的输入脚2相连接，MAX1552的输出脚16为各个芯片提供3.3V电源。电源芯 片MAX1552的3.3V输出为整机电路供电，其它20V、 1.8V、 1.5V的输出经扩展 接口输出备用;键盘输入板接口 J4的9到24脚经电阻Rll到R26与键盘控制芯 片CH452的15到1脚相连；JTAG连接口是C8051F020型单片机的仿真接口 ， 因此其4到7脚与C8051F020型单片机的1到4脚相联。
主电路板上的液晶显示器接口 J5和两个外扩接口 J2与J3的引脚定义如图 12所示，供组成外扩系统之用。
键盘板上的J8的8、 9、 IO脚和17到24脚与按键的引出端相连；主电路 板的J7和键盘板的J7通过软排线相连。
JTAG仿真接口板通过软排线与主电路板的JTAG连接口相连。
权利要求
1.一种带扩展接口的基本系统印刷电路板，其组成包括主电路板和辅助电路板，其特征是所述的主电路板上焊接有微处理器芯片，和通过电路与所述的微处理器芯片连接的电源部分、键盘管理芯片、语音芯片、存储器芯片、数字电位器芯片、UART接口转USB接口芯片、液晶触摸屏控制器芯片、JTAG仿真连接口、键盘连接口、两个扩展接口、电源接口、扬声器接口、耳机接口和电源开关；所述的辅助电路板的其中一块上安放有JTAG仿真接口，另一块辅助电路板上焊接有按键组，所述的辅助电路板上的JTAG仿真接口板通过软排线与主电路板的JTAG连接口相连，所述的辅助电路板上的键盘组通过软排线与主电路板上的键盘连接口相连。
2. 根据权利要求l所述的带扩展接口的基本系统印刷电路板，其特征是所 述的电源部分采用锂电池充电供电系统。
3. 根据权利要求1所述的带扩展接口的基本系统印刷电路板，其特征是所述 的JTAG仿真接口安放在单独一块小的辅助电路板上。
4. 根据权利要求l所述的带扩展接口的基本系统印刷电路板，其特征是所 述的电路板的基本功能直接连接，其它有关功能通过外扩接口外扩。
5. 根据权利要求1所述的带扩展接口的基本系统印刷电路板，其特征是所述的整板元件采用贴片式元件，主电路板元件采用串口连接。
6. 根据权利要求1所述的带扩展接口的基本系统印刷电路板，其特征是所述的液晶触摸屏接口可作为一般接口用，键盘控制芯片也可用于数码管显示控制。
7. 根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的带扩展接口的基本系统印刷电 路板，其特征是所述带扩展接口的基本系统印刷电路板的电路连接为 C8051F020型单片机是一个有专门的A/D转换单元、UART口、 SMBUS 口、 SPI串口和一般I/O 口的片上系统型芯片；CP2102芯片把C8051F020的UART 口转换成USB接口， C8051F020通过其UART 口与CP2102芯片相连，同时所 述的CP2102芯片接到USB插座上；数字电位器DS1803和键盘控制芯片CH452 是SMBUS接口的芯片，所述的数字电位器DS1803和键盘控制芯片CH452都 连接到C8051F020型单片机的SMBUS接口上；存储器AT45DB081、 ADS7843触摸屏控制器和语音芯片WTS701是SPI接口的芯片，都接到C8051F020的 SPI接口上；锂电池充电芯片MAX1551的输入端接外电源接口和USB接口的 电源端子上，其输出端串联一个开关并经单节锂电池或直接和电源芯片 MAX1552的输入端相连接；电源芯片MAX1552的3.3V输出为整机电路供电， 其它20V、 1.8V、 1.5V的输出经扩展接口输入备用；主电路板板上键盘连接口 与键盘控制芯片CH452相连，辅助电路板上的按键组与辅助电路板上键盘连接 口相连，主电路板上键盘连接口与辅助电路板上键盘连接口可通过排线相连； 主电路板上液晶触摸屏接口连接在C8051F020型单片机和ADS7843触摸屏控 制器上，用排线和液晶显示屏、触摸屏连接；语音芯片WTS701的声音输出接 到扬声器接口和耳机接口上；接在主电路板上的JTAG仿真连接口用排线和辅 助电路板上的JTAG仿真接口连接，辅助电路板上的JTAG仿真接口用于和仿 真器相联；主电路板上的两个扩展接口把单片机的其它资源如A/D转换器、DA 转换器和各路电源等连出，供组成外扩系统之用。
8.根据权利要求7所述的带扩展接口的基本系统印刷电路板，其特征是:所述 的电路是用双层印刷电路板实现的，所有元器件都采用贴片式元件。
全文摘要
带扩展接口的基本系统印刷电路板，传统电路用导线连接成一个电路整体，或制成印刷电路板，本发明组成包括主电路板和辅助电路板，主电路板上焊接有微处理器芯片，和通过电路与微处理器芯片连接的电源部分、键盘管理芯片、语音芯片、存储器芯片、数字电位器芯片、UART接口转USB接口芯片、液晶触摸屏控制器芯片、JTAG仿真连接口、键盘连接口、两个扩展接口、电源接口、扬声器接口、耳机接口和电源开关；辅助电路板的其中一块上安放有JTAG仿真接口，另一块辅助电路板上焊接有按键组。本发明应用于电子和电控系统中，作为其控制核心的包含微处理器的硬件通用载体。
文档编号H05K1/18GK101198214SQ200610151110
公开日2008年6月11日 申请日期2006年12月7日 优先权日2006年12月7日
发明者张廷宇, 丁 王 申请人:黑龙江大学