一种单片机学习训练装置的制作方法

本实用新型涉及一种学习训练装置，尤其涉及一种单片机学习训练装置。

背景技术：

由于自动化教学用的实训装置具有较好的演示效果，同时又能很好的培养学生的动手能力，已广泛的应用于教学中，但是，现有的自动化实训装置中的控制器具有结构复杂和成本高等缺陷，不利于教学和普及使用。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是需要提供一种结构简单、体积小和成本低的单片机学习训练装置，便于携带和使用，满足单片机开发的学习和训练功能。

对此，本实用新型提供一种单片机学习训练装置，包括：单片机、输入接口电路、输出驱动电路和通信接口电路；所述输入接口电路、输出驱动电路和通信接口电路分别与所述单片机相连接，所述通信接口电路包括串行通信接口电路、SPI串行通信接口电路和ISP下载接口电路中的至少一种接口电路。

本实用新型的进一步改进在于，还包括扩展电路，所述扩展电路与所述单片机相连接。

本实用新型的进一步改进在于，所述扩展电路包括模数转换输入电路、数模转换电路和IIC电路中至少一种。

本实用新型的进一步改进在于，所述单片机为AVR系列单片机。

本实用新型的进一步改进在于，所述单片机包括缓存模块、算术逻辑单元和32个I/O接口，所述32个I/O接口分别通过缓存模块连接至算术逻辑单元。

本实用新型的进一步改进在于，所述输入接口电路包括独立按键电路和/或矩阵按键电路。

本实用新型的进一步改进在于，所述输入接口电路连接至所述单片机的高清数字显示接口。

本实用新型的进一步改进在于，所述输出驱动电路包括LED驱动电路、LED数码管显示电路、LCD显示电路和步进电机驱动电路中至少一种。

本实用新型的进一步改进在于，所述LED驱动电路包括第一电阻、三极管、发光二极管和第二电阻，所述第一电阻的一端与单片机相连接，所述第一电子的另一端与三极管的基极相连接，所述三极管的发射极连接至电源端，所述三极管的集电极连接至发光二极管的阳极，所述发光二极管的阴极通过第二电阻连接至单片机。

本实用新型的进一步改进在于，所述LED数码管显示电路包括LED数码管和数据锁存器，所述LED数码管通过数据锁存器连接至所述单元机。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：将单片机开发所涉及的硬件功能模块集成在一起，能够完成各种不同的单片机学习和训练功能，其结构简单、体积小、重量轻以及成本低，易于制作，具有较强的学习和训练功能，便于携带和使用。

附图说明

图1是本实用新型一种实施例的模块结构示意图；

图2是本实用新型一种实施例的电路结构原理图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的较优的实施例作进一步的详细说明。

如图1所示，本实用新型提供一种单片机学习训练装置，包括：单片机、输入接口电路、输出驱动电路、通信接口电路和扩展电路；所述输入接口电路、输出驱动电路、通信接口电路和扩展电路分别与所述单片机相连接，所述通信接口电路包括串行通信接口电路、SPI串行通信接口电路和ISP下载接口电路中的至少一种接口电路。

其中，所述输入接口电路用于发送输入信号至所述单片机；所述单片机通过通信接口电路连接至个人计算机或串口设备以双向交换信息，所述输出驱动电路用于输出驱动信号，所述扩展电路用于实现硬件电路的扩展。

如图2所示，所述扩展电路包括模数转换输入电路、数模转换电路和IIC电路，所述模数转换电路优选采用68591的模数转换芯片，IIC电路优选采用72401IIC芯片；所述单片机为AVR系列单片机；所述单片机包括缓存模块、算术逻辑单元和32个I/O接口，所述32个I/O接口分别通过缓存模块连接至算术逻辑单元，所述缓存模块、算术逻辑单元和I/O接口均为单片机内部集成的硬件功能模块；所述输入接口电路包括独立按键电路和/或矩阵按键电路；所述输入接口电路连接至所述单片机的高清数字显示接口；所述输出驱动电路包括LED驱动电路、LED数码管显示电路、LCD显示电路和步进电机驱动电路，所述步进电机驱动电流优选采用42803芯片。

本例的工作原理是：所述单片机优选采用AVR单片机系列的ATmega16，ATmega16是基于增强的AVR RISC结构的低功耗8 位CMOS微控制器，先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间，ATmega16 的数据吞吐率高达1 MIPS/MHz，内置16K字节的系统内可编程Flash， 512字节EEPROM，1K字节SRAM，32个通用I/O口线，具有丰富的指令集和32 个通用的工作寄存器，所述工作寄存器即为硬件实现的缓存器，所有的缓存器都直接与算数逻辑单元(ALU)相连接，使得一条指令可以在一个时钟周期内同时访问两个独立的缓存器；这种结构大大提高了代码效率，并且具有比普通的CISC 微控制器最高至10倍的数据吞吐率。

各种来自按键的开关信号通过输入接口电路直接送单片机DP口，即高清数字接口；单片机执行输入开关信号扫描任务时，将输入开关的状态信号送入单片机内置存储器的数据映像寄存器；单片机连接的输出驱动电路，可进行驱动LED、数码管、LCD显示器和步进电机驱动器的驱动和实操训练；单片机通过扩展电路可以进行模数转换输入、数模转换输出和IIC电路实操训练；单片机通过串行通信接口电路和SPI串行通信接口电路可分别进行异步串行通信和SPI串口通信实操训练；单片机通过ISP下载接口电路能够下载程序；本例通过不同电路的组合能够完成不同的创客训练任务。

如图2所示，本例所述LED驱动电路包括第一电阻、三极管、发光二极管和第二电阻，所述第一电阻的一端与单片机相连接，所述第一电子的另一端与三极管的基极相连接，所述三极管的发射极连接至电源端，所述三极管的集电极连接至发光二极管的阳极，所述发光二极管的阴极通过第二电阻连接至单片机。本例所述LED数码管显示电路包括LED数码管和数据锁存器，所述LED数码管通过数据锁存器连接至所述单元机，所述数据锁存器优选采用747HC573芯片。

本例将单片机开发所涉及的硬件功能模块集成在一起，能够完成各种不同的单片机学习和训练功能，其结构简单、体积小和重量轻，成本低，易于制作，具有较强的学习和训练功能，便于携带和使用。

以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。