基于多核心板互换的单片机实训教学系统的设计

发布时间：2017-06-06 16:11

  本文关键词：基于多核心板互换的单片机实训教学系统的设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：单片机具有控制功能和可靠性高等特点,其在工控,仪器仪表的智能化发展领域中占有重要的地位。为了适应社会发展的需要,各大高校也将单片机原理及应用课程作为相关专业的专业技能课程。该课程在整个专业体系中占据着重要的地位。它现在既是湖南省电信和自动化两个专业进行技能抽查的必考模块,也是大学生电子竞赛经常使用的知识模块。因此,在教学的过程中需要一套合适的开发板来帮助学生掌握单片机的使用。市场上现有的单片机实验板,价格昂贵且都是针对某一款单片机量身定做的。比如一款普通的51单片机开发板,学习完成以后,想学习更高级的其他高级单片机,又得重新购买实验板。这样对于学生来说,没有物尽其用,浪费不少金钱。本设计就是为了解决这一现状的问题,采用双层设计结构,将各类主流单片机都各自制成一款标准的核心板,此外再设计一块底板,底板的接口电路实现标准化,并且在底板上设计基础的外围电路。核心板和底板相结合完成各类单片机实验。本设计基于教学和学习的需求,研究设计一套基于同一底板,多单片机核心板替换的开发板。主要完成的工作有：(1)系统需求分析分析目前单片机的学习需求以及市场上主流单片机的IO资源。提出了双层设计结构,将各类主流单片机都制成一款标准的核心板,另外设计一层底板,设计各类基础外围电路。(2)总体技术方案设计对单片机教学及学习所需功能进行分析和规划,确定系统的总体技术方案。(3)系统详细的硬件设计及测试根据单片机课程的教学需求以及学习需求,将单片机知识点项目化,模块化。根据项目模块设计出相应的硬件电路模块,并且调试成功。文中提供相应的硬件电路图。(4)实验项目的设计结合所设计的开发系统和教学需求,开发了一些实验项目,将单片机课程的知识点融合在项目中,有助于循序渐进的学习,进行后续综合性的电子设计。本设计已经完成多核心板互换的单片机教学系统所有的硬件和软件的开发调试工作,证明符合本课题设计的预期,效果良好。
【关键词】：多核心板 硬件设计 实验项目设计 电子设计
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：G642;TP368.1-4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 研究背景与意义10-11
• 1.2 研究现状与发展11-13
• 1.3 本文主要研究工作及内容安排13-14
• 1.3.1 论文的主要研究工作13-14
• 1.3.2 论文的组织与安排14
• 1.4 本章小结14-15
• 第2章 系统总体方案的设计15-21
• 2.1 系统设计的目的15
• 2.2 系统设计的需求分析15-16
• 2.3 系统的总体方案设计16-20
• 2.3.1 总体设计思想16-18
• 2.3.2 总体原理图设计18-20
• 2.4 本章小结20-21
• 第3章 系统详细设计与实现21-46
• 3.1 底板硬件设计21-38
• 3.1.1 发光二极管电路21-23
• 3.1.2 数码管显示电路23-24
• 3.1.3 16~*16点阵显示电路24-25
• 3.1.4 液晶显示电路25-28
• 3.1.5 蜂鸣器驱动电路28
• 3.1.6 继电器控制电路28-29
• 3.1.7 NE555信号发生器29
• 3.1.8 按键设计29-31
• 3.1.9 串行接口RS-232和RS-48531-32
• 3.1.10 串行外设接口SPI32
• 3.1.11 两线式串行总线IIC32-34
• 3.1.12 A/D和D/A转换器34-35
• 3.1.13 无线接口35-36
• 3.1.14 时钟电路DS130236
• 3.1.15 温度传感器DS18B2036-37
• 3.1.16 FLASH存储器37
• 3.1.17 底板电源电路37-38
• 3.1.18 底板与核心板的接口电路38
• 3.2 STC12C5A60S2单片机核心板设计38-41
• 3.2.1 STC12C5A60S2单片机最小系统的设计39-41
• 3.2.2 STC12C5A60S2单片机核心板与底板接口电路41
• 3.3 STM32单片机核心板设计41-45
• 3.3.1 STM32单片机最小系统42
• 3.3.2 STM32单片机核心板与底板接口电路42-43
• 3.3.3 STM32单片机核心板的相关辅助电路43-45
• 3.4 本章小结45-46
• 第4章 系统实验项目设计46-65
• 4.1 小交通灯控制软件开发46-47
• 4.2 数码管显示程序设计47-48
• 4.3 LED点阵显示48-49
• 4.4 中断响应程序设计49-50
• 4.5 独立式键盘接口程序设计50-55
• 4.6 矩阵式键盘接口程序设计55-58
• 4.7 串口应用实验58-59
• 4.8 IIC总线实验59-60
• 4.9 DS18B20数字温度计的设计60-63
• 4.10 基于DS1302的精密电子时钟设计63-64
• 4.11 本章小结64-65
• 第5章 开发板硬件制作及综合测试65-71
• 5.1 PCB板制作65
• 5.2 综合测试65-70
• 5.2.1 硬件测试66-68
• 5.2.2 软件测试68-70
• 5.3 本章小结70-71
• 结论71-73
• 参考文献73-76
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录76-77
• 致谢77

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本文编号：426852