[发明专利]一种强扩展性的嵌入式开发板

说明书

技术领域

本发明涉及一种嵌入式实验开发设备，特别涉及一种具有强扩展性、支持多种单片机和ARM处理器的多功能嵌入式实验开发板。用于嵌入式实验、教学、研究、产品开发领域。

背景技术

传统的嵌入式开发板只支持同一类型单片机或ARM处理器，而且板载资源固定不变。这种实验开发板存在下述明显的缺点：

1、只能使用指定的处理器，开发板无法升级；

2、开发板资源固定，扩展性受到极大的限制；

3、仅含有简单的功能，无法满足嵌入式的高级应用；

4、由于处理器及资源固定，适用范围较小；

5、没有集成下载电路，需要购买专门的下载器；

6、下载程序、串行通信需要用标准9针RS232串口,给开发人员，特别是笔记本电脑用户带来很大的不便（目前很多电脑尤其笔记本电脑都不带标准9针RS232串口）；

7、传统的学习过程单调枯燥，缺少趣味性和娱乐性；

8、只能用于简单的实验开发，实用性较差；

9、不具备以太网、无线通信等能力，使得开发过程仅仅局限于单机功能上；

10、仅局限于对板上硬件的控制，把重点放在了硬件上，缺少数字信号处理、上位机通信、图像处理、文件系统等软件方向的应用。

发明内容

本发明的目的在于克服传统单片机开发板的缺点和不足，设计一种支持多种单片机和ARM处理器的嵌入开发板，并充分利用各种接口来最大限度地扩展开发板的功能。将嵌入式处理器技术、微电子技术、自动控制技术、液晶触摸屏技术、数字信号处理技术、无线通信技术、上位机通信技术、图像处理技术、音频解码技术、TCP/IP和网络编程等技术融入到同一块嵌入式开发板中，使得嵌入式开发板具有支持多处理器、扩展能力强、功能丰富、使用方便、适用范围广、知识面综合、娱乐趣味性强、升级方便、实用性强等优点，同时可根据用户需要，利用扩展接口自行增加或裁减功能。该发明能够适用于广大师生、研究工作者或其他嵌入式爱好者的教学、研究或产品开发之中。

本发明采用以下技术方案来实现：

一种强扩展性的嵌入式开发板，其硬件组成分为四部分：（1）系统电源，包括USB 5V供电接口、外部电源5V供电接口、500mA USB自恢复保险丝、3.3V集成稳压器AMS1117-3.3、电源自锁开关、电源指示灯；（2）处理器最小系统，包括传统8位51单片机最小系统、8位RISC指令的AVR单片机最小系统，32位ARM处理器STM32最小系统；（3）板载基础资源，包括8位发光二极管、74HC595串行移位寄存器、4位8段共阴数码管、无源蜂鸣器、4X4矩阵键盘、独立中断按键、MAX232串口电路、LM35或DS18B20温度传感器、PS2键盘鼠标接口、红外接收电路、EEPROM存储器、DS1302实时时钟、PWM/DA转换、ADC采样电路、USB接口、PL2303 USB转串口、1602点阵液晶模块接口、12864点阵液晶模块接口；（4）扩展功能模块，包括SD/MMC卡接口电路、TFT彩色液晶触摸屏、VS1003音频模块、NRF24L01无线通信模块、ENC28J60网络模块。

所述处理器最小系统可以自行更换，本发明提供51单片机、AVR单片机、ARM处理器STM32三种处理器最小系统，实际应用中可以根据需要选择最小系统，还可以自行设计其他处理器的最小系统。

所述扩展功能模块可以自行更换，本发明提供SD/MMC卡接口、TFT彩色液晶触摸屏、VS1003音频模块、NRF24L01无线通信模块、ENC28J60网络模块，共5种扩展模块，但实际应用并不限于使用这几种扩展模块，用户还可根据需要增加更多的功能模块。

所述TFT彩色液晶触摸屏像素为240X320，尺寸可选择2.4寸、2.8寸或3.2寸，并可选择不同的驱动IC。彩屏模块上带有串行FlASH存储器，可用于保存液晶字库文件或其他信息。另外还带有一个触摸板和一个触摸屏控制器。