模块独立式单片机实验系统的设计.pdf

《模块独立式单片机实验系统的设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、万方数据第36卷第3期西南民族大学学报·自然科学版JournalofSouthwestUniversityforNationalities·NaturalScienceEdition文章编号：1003-2843(2010)03-0496．04模块独立式单片机实验系统的设计龙玲(西南民族大学电气信息工程学院，四川成都610041)摘要：介绍一种模块独立式单片机实验系统设计，该设计解决了传统实验箱式在教学过程中的不直观、复杂等等问题以单片机最小系统板为中心，若干分功能外围模块为辅助，实现了整个单片机实验教学过程的直观化、模块化和简单化，从而大大提高了单片机教学的效率．关键词：模块独立式；单片机实验

2、；单片机最小系统中图分类号：TP36文献标识码：A引言随着单片机技术的不断发展，单片机技术的学习成为了电子类专业的专业必修课，如电子、通信、测控以及自动化等等专业．在当今的单片机实验教学中，普遍都采用实验箱式教学，虽然其使用便携，容易整理，但是根据多年的单片机实验教学研究和分析，实验箱式的实验教学一直存在如下问题：(1)所有模块电路都集成在一个实验箱上，电路不完全直观可见，使得电路复杂且不易懂；(2)大多数电路已经连接好，一定程度上限制了学生的动手能力；(3)由于模块多且连接紧密，所以一旦出现问题很难解决；(4)只重视程序的编写，忽略了硬件知识的学习．而本文介绍这种基于模块独立式的单片机实验系

3、统，就是为了摆脱传统的实验箱式单片机实验教学方式的以上缺点，让整个实验过程更加透明、简单易懂，从根本上提高单片机实验教与学的效率．1模块独立式的单片机实验系统总体结构所谓模块独立式，指的是把传统的复杂集成模式设计为独立的简单模块，使得每个分模块都具有独立的功能，作为外围设备来配合单片机最小系统板的工作．因此，在该模块独立式的单片机系统结构中，单片机的最小系统板是本实验系统的核心模块，而剩下的分功能小模块为辅助部分．模块独立式的单片机实验系统总体结构如图1所示，在这个模块独立式的单片机实验系统中，除了中心模块“单片机最小系统板”外，实验系统中还包括了发光二极管模块、键盘模块、拨位开关模块、传感器

4、模块、步进电机模块以及LED数码管模块共六个功能模块，它们分别实现不I司的功能．单片机最小系统板通过若干个I／0口来实现对其他六个功能模块进行数据传输和功能实现，各分模块之间相互独立，最小系统板与分模块之间的连接通过排线来实现．根据不同的实验项目要求，学生可以亲自动手把分模块与最小系统板连接起来，并通过编写相应的程序开控制分模块，从而达到单片机实验的目的．从认识单片机以及外围器件等实物到亲手编写程序控制单片机以及分模块，使得整个实验过程比较传统的实验箱更加直观、简单易懂．2单片机最小系统板在模块独立式的单片机实验系统中，单片机最小系统板是核心部分，它负责实现单片机正常工作的最基本收稿日期：20

5、10·03—02作者简介：龙玲(1981·)，女，西南民族大学电信学院实验师，研究方向为测控技术及仪器万方数据第3期龙玲：模块独立式单片机实验系统的设计497电路，包括电源部分、时钟电路、复位电路以及用于连接其他分模块的接插件等等．供电．．．．．．一图l模块独立式单片机实验系统总体结构图单片机最小系统板；●块图2单片机最小系统板的结构图图2为单片机最小系统板的结构图，如图所示，虚线框内部分即为单片机最小系统板，其中电源部分、时钟电路以及复位电路是单片机工作的最基本外围电路，因此它们和单片机芯片本身就构成了一个单片机的最小化系统，而最小系统板中的接插件一般情况使用若干排针就可以实现，主要是负责把

6、系统板以外的分模块连接到单片机的I／O口，当我们编写相应的程序去控制某I／O口时，那这些被控制的I／O将根据程序的要求来实现与被连接分模块的信息交换或命令执行．由于在单片机最小系统板上所包括的电路已经简化到最小程度，因此在进行最小系统板的PCB布局布线时，可以尽可能地使用最简单的单面板布线和制作工艺完成．同时，还可以在制作最小系统板时，在相应的位置标明跟书本上一致的器件标号及其管脚名，如89C51、P0、P1、P2、VCC、GND等等标号．从电路板的外观看来，可以很容易就看清楚每一条电路的起点和终点。也可以很直观的认识到最小系统板上核心芯片单片机与其他部分之间的连接情况，从而把单片机书本上的理

7、论知识与实验教学真正联系起来，达到更好的实验教学效果．3模块独立式设计在本实验系统中，除了单片机最小系统板之外，各独立模块也是单片机实验教学过程中不可缺少的一部分．正如在本文图l中给出的发光二极管模块、键盘模块、拨位开关模块、传感器模块、步进电机模块以及LED数码管模块，这些模块上的器件(如发光二极管、按键、拨位开关、传感器等)都是在单片机实验教学中最常使用的，只是在传统的实验箱里，这些器件都已经