一种掌上智能控制系统开发装置

(一)技术领域

本实用新型属于单片机技术应用领域，是一种基于单片机的智能控 制系统开发装置。

(二)背景技术

随着电子技术的不断发展，特别是微处理器的广泛应用以及硬件可 编程技术的不断成熟，以单片机编程控制的智能系统越来越受到欢迎， 融入智能控制技术成为各种电子产品新的创新点。学习并掌握单片机智 能控制技术成为大专院校电子信息、自动控制相关专业学生的必修内容， 甚至成为就业的金饭碗。无论是学习单片机技术还是运用单片机技术开 发新产品，往往都需要一个开发平台，市场上这样的平台一般功能专一， 只能针对特定对象适用，比如DE2多媒体开发板，主要用来开发多媒体 数字娱乐产品，价格昂贵，学习门槛高，不适合初学者使用，特别是没 有一种整合了低端单片机和CPLD技术的通用平台。

(三)发明内容

本实用新型的目的就是要克服现有同类技术功能专一，结构复杂、 技术性能高、价格昂贵、学习门槛高的问题，提供一种整合单片机技术 和CPLD技术的掌上智能控制系统开发装置，以适合大专院校电子信息、 自动控制相关专业学生自主学习用，是可以背在书包里的学习板，也可 以作为一般控制系统的核心板使用。

本实用新型包括电路板及安装在电路板上的单片机和各种扩展接 口，其特征在于：采用单片机加复杂的可编程逻辑器件CPLD结构，且与 单片机相连的有发光二极管、蜂鸣器、继电器、AD/DA、实时时钟、红外 接收、232接口、按键，与CPLD相连的有数码管、LCD、JTAG下载接口； 单片机选择可在系统ISP编程的STC89C5X单片机，CPLD选择EPM6064 或ATF1504；该装置还集成了5V稳压电源模块和USB电源接口为以上模 块供电，电源可外接DC9V电源，也可以直接从计算机USB口取电。

本实用新型中所述单片机与CPLD之间采用三总线接口，数据总线既 单片机P0口同CPLD一般IO口相连，控制总线包括单片机读写控制信号 Rd和Wr，以及地址锁存信号ALE和地址总线A15分别与CPLD的全局输 入引脚相连，包括全局时钟输入：GCLK1，全局清零输入GCLRn，全局使 能输入OE1，OE2。

本实用新型中所述单片机采用ISP编程，CPLD采用JTAG接口编程。

本实用新型中所述单片机和CPLD选用PLCC(PlastIC Leaded Chip Carricr)封装，使得电路印刷板紧凑，选用PLCC脚座，芯片更换容易。

本实用新型改进后具有以下特点：

a.整合了单片机和CPLD技术，功能强大，应用市场广阔；

b.体积小，便于携带，制造成本低；

c.关键部件采用可置换结构，便于更换。

(四)附图说明

图1是本实用新型系统结构框图；

图2是本实用新型PCB布局图；

图3是本实用新型单片机与CPLD总线接口示意图；

图4是本实用新型总线结构框图；

图5是本实用新型电路原理图；

(五)具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述：

系统结构框图如图1所示，实际电路印刷板PCB布局参见图2，电 路原理图参见图5。本实用新型采用单片机(14)加复杂的可编程逻辑 器件CPLD(13)结构，且与单片机P1口相连的有8只发光二极管(21)、 蜂鸣器(23)、温度传感器(19)、继电器(5)、AD(16)、DA(15)， 除发光二极管直接连接外，其它连接可以通过跳线(22)断开，与单片 机P4口相连的有实时时钟(4)、红外接收(10)，与单片机P3口相连 的有232接口(9)、按键(18)，与单片机P0、P2口相连的有CPLD(13) 和LCD(1)(20)；与CPLD相连的有数码管(2)、LCD接口(1)(20)、 JTAG下载接口(11)。单片机通排针(17)扩展引脚，CPLD通过排针(12) 扩展引脚。该装置还集成了5V稳压电源模块和USB电源接口为以上模块 供电，电源可从接口(8)外接DC9V电源，并配有LED电源指示灯(3) 及复位开关(6)，也可以直接从USB接口(7)与计算机USB相连取电。

在本实用新型中：

单片机型号选择可在系统ISP编程的STC89C5X单片机，复杂的可编 程逻辑器件CPLD型号选择EPM6064或ATF1504，两者采用PLCC-44封装， 使得电路印刷板PCB布局紧凑，实际尺寸为120mm×80mm×15mm，体积 小巧，携带方便。

单片机与CPLD采用总线接口方式，参见图3，数据总线既单片机P0 口同CPLD一般IO口相连，完成数据和低8位地址传送；控制总线包括 单片机读写控制信号Rd(P3.7)和Wr(P3.6)，以及地址锁存信号ALE (Address Lock Enable)和地址总线A15(P2.7)与CPLD的全局输入 引脚相连，包括全局时钟输入：GCLK1，全局清零输入GCLRn，全局使能 输入OE1，OE2。这种总线结构原理框图如图4所示，单片机通过三总线 与CPLD连接后，由CPLD完成地址锁存，地址译码，以及单片机与外围 其它对象之间的逻辑时序匹配电路接口设计。这种接口极大的增强了系 统的可扩展性，为设计复杂控制系统奠定了坚实的基础，拓展了该板的 功能。