模块化单片机实验装置开发探索

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1基本模块

基本模块是单片机系统的基本功能实现模块，主要包括LED灯电路、数码管电路、液晶显示电路、独立按键电路和矩阵键盘电路。LED灯电路由8个LED灯组成。数码管电路采用4位数码管，为简化电路，采用动态扫描方式，提供了4根位选线和8根段选线。液晶显示部分包括1602液晶显示电路和12864液晶显示电路，2个显示电路共用数据口，使用时选用不同的插座。独立按键电路采用4个按键，每个按键都提供了独立的接口。矩阵键盘电路实现4×4共16个按键的矩阵。

2A/D和D/A转换模块

A/D转换模块如图3所示，该模块采用ADC0832芯片。ADC0832芯片是一种8位分辨率、双通道A/D转换芯片，其最高分辨可达256级，能够满足一般的模拟量转换要求。芯片的模拟电压输入范围是0～5V。芯片转换时间仅为32μs，数据转换误差小，转换速度快、稳定性强。D/A转换模块如图4所示，该模块采用TLC5615芯片。TLC5615芯片是具有3线串行总线接口、10位CMOS电压输出型的数模转换器，芯片工作电压为+5V，转换后最大输出模拟电压是基准电压值的两倍，输出电压和基准电压极性相同。

3电机驱动模块

步进电机驱动电路如图5所示。单片机的输出引脚驱动能力很小，而驱动步进电机需要较大电流，所以笔者采用ULN2003芯片放大驱动电流。通过单片机引脚输出的脉冲序列和方向控制信号，被直接送入ULN2003芯片进行功率放大，达到步进电机所需的驱动电流和电压时，驱动步进电机工作。5继电器控制模块继电器控制电路如图6所示。单片机的一个输出引脚经过电阻与三极管T1基极相连，电流通过三极管放大后，驱动控制继电器。通过三极管的基极电平可以控制继电器的开和关。当单片机引脚输出高电平，三极管T1截止，继电器不工作；反之，当单片机引脚输出低电平，三极管T1导通，继电器得电吸合。

4结束语

模块化单片机实验装置中的各个模块独立分开，学生可以根据实验需要自由选择模块构建单片机系统，还可以自行设计其他的扩展功能模块，与现有模块一起使用构建新的单片机系统，具有很好的灵活性、开放性和可扩展性。该单片机实验装置投入应用以来，大大提高了学生的单片机系统应用开发能力和创新能力。

作者：嵇萍 姚苏华 徐香梅 单位：江苏海事职业技术学院