[发明专利]一种基于Arduino的教学开发套件

权利要求书

1.一种基于Arduino的教学开发套件，其特征在于：包括主控板、底板和扩展板，所述的主控板和扩展板安装在底板上，所述的主控板包括主控芯片、USB接口芯片和USB接口，所述的底板包含与主控板连接的主控接口、与扩展板连接的PCIE接口、将主控芯片各管脚引出的接口电源排座，模拟输入排座和数字输入输出排座；所述的扩展板与底板之间通过MINIPCI-E接口进行连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于Arduino的教学开发套件，其特征在于：所述的主控板USB接口为主控板的程序下载和电源供应的接口，主控板使用USB数据线与电脑连接，USB接口芯片采用CH340E，与外围电路构成下载电路，将程序下载到主控芯片中。

3.根据权利要求2所述的一种基于Arduino的教学开发套件，其特征在于：所述的USB芯片CH340E的UD+和UD-直接连接到USB接口的D+数据线和D-数据线上，接收电脑的数据信号，USB芯片内部将电脑的USB信号转换为主控芯片可以接收的串口信号，将CH340E的接收数据的引脚RXD和主控制器的发送数据的引脚TX通过限流电阻R1相连，CH340E的发送数据的引脚TXD和主控制器的接收数据的引脚RX通过限流电阻R2相连，使程序从电脑下载到主控制器中。

4.根据权利要求2所述的一种基于Arduino的教学开发套件，其特征在于：所述的主控芯片采用atmega328P 8位AVR微处理器，通过其串口（TXD和RXD）与USB接口芯片连接，主控芯片对外提供接口，包括串口（TXD和RXD）、数字输入输出口（D2~D13）、模拟输入口（A0~A5）、I2C总线接口（SCL和SDA），接口连接扩展板的相关电路实现套件的基础功能。

5.根据权利要求1所述的一种基于Arduino的教学开发套件，其特征在于：所述的扩展板包括点阵板，点阵板主要由25个WS2812B灯珠与25个滤波电容（0.1uF）组成， 25个规格为5050的WS2812B小灯珠串联起来，即前一个灯珠的输出引脚DOUT与后一个灯珠的输入引脚DIN连接起来，同时电压输入端并联滤波电容，整个点阵板从P1的DIN引脚连接主控板的I/O口，驱电路工作。

6.根据权利要求1所述的一种基于Arduino的教学开发套件，其特征在于：所述的扩展板还包括WIFI模块+传感器板，WIFI模块+传感器板主要由WiFi模组、攀藤PM2.5传感器接口电路、电平转换模块电路以及土壤湿度传感器电路组成，各部分通过主控芯片的接口进行各自数据的传输；WIFI模块选用ESP82266-12F模块，配合设计的外围电路进行程序的下载和驱动电路工作，其中S1、S2为模组的复位和FLASH下载按键，当需要为ESP8266-12F烧写程序时，需要用到S1和S2，ESP_TX和ESP_RX为整个模组的串口，用于与主控芯片和电脑进行数据传输。

7.根据权利要求6所述的一种基于Arduino的教学开发套件，其特征在于：所述的攀藤PM2.5传感器接口电路提供连接传感器的接口，同时对传感器的供电进行监测，判断电路对传感器是否进行了正常供电，传感器通过串口（ptT和ptR）与主控器进行数据传输。

8.根据权利要求6所述的一种基于Arduino的教学开发套件，其特征在于：所述的电平转换模块电路主要是为攀藤传感器的串口和主控制器的串口进行电平转换，这里采用线性稳压芯片ME6211C33M5G将5V电压转换为3.3V电压，配合两个N沟道MOS管LBS138LT1G，将主控芯片的5V的串口高电平转换为传感器可以接受的3.3V的串口高电平，R22和R23为调测电阻。