專利名稱：單片機(jī)課程仿真教學(xué)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及仿真教學(xué)系統(tǒng)，特別是涉及到一種單片機(jī)課程仿真教學(xué)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前社會上非常需要掌握單片機(jī)技能的人才，只要掌握單片機(jī)技能就不愁找不到工作，這是毋庸置疑的事實(shí)，在高校每年都有大型的全國范圍的電子競賽或智能車大賽，這些競賽的題目幾乎都涉及到單片機(jī)，很多企業(yè)都認(rèn)可全國電子競賽或智能車大賽的獲獎證書，為此理工科高等院校都開設(shè)了單片機(jī)課程或微機(jī)原理課程，但是同學(xué)們普遍反映單片機(jī)課程不好掌握，主要原因有幾點(diǎn)，第一是單片機(jī)課程要和C語言結(jié)合才是企業(yè)需要的，而 C語言是單片機(jī)課程的前期課程，如果C語言不過關(guān)，單片機(jī)編程這一關(guān)就很難通過；第二是單片機(jī)課程要和電子技術(shù)課程相結(jié)合，單片機(jī)不是孤立的，要和電子電路連接以后才能發(fā)揮作用，而電子技術(shù)課程又是前期課程；第三是目前的教學(xué)方法主要還是照本宣科，沒有和實(shí)際項(xiàng)目相結(jié)合，同學(xué)們感覺還是很抽象；第四是沒有好的仿真教學(xué)手段。在申請?zhí)枮?CN200710026430.0的中國專利申請中，提出了一種基于可編程邏輯器件的教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置， 微控制器采用51系列單片機(jī)，內(nèi)嵌仿真調(diào)試軟件，通過串行通信方式或以太網(wǎng)方式與微控制器連接。在申請?zhí)枮镃N200620169001. X的中國專利申請中，提出了一種USB型單片機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)儀，該USB型單片機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)儀上具有USB接口電路，該USB接口電路將USB總線轉(zhuǎn)換成串行口與單片機(jī)相連，實(shí)驗(yàn)儀與PC機(jī)USB接口相連后，可直接在PC機(jī)的KEIL環(huán)境下對實(shí)驗(yàn)儀上的實(shí)驗(yàn)電路和程序進(jìn)行實(shí)時仿真調(diào)試。在上述兩篇專利申請中，都是使用內(nèi)嵌仿真調(diào)試軟件，在仿真調(diào)試時必須連接被仿真的實(shí)驗(yàn)儀器或?qū)嶒?yàn)板，給教學(xué)帶來了諸多不便。為此我們發(fā)明了一種新的單片機(jī)課程仿真教學(xué)系統(tǒng)，解決了以上問題，同時采用項(xiàng)目教學(xué)法，使同學(xué)們很快掌握了單片機(jī)技能，提高了學(xué)生的就業(yè)率，同時又能起到很好的教學(xué)效^ ο

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種單片機(jī)課程仿真教學(xué)系統(tǒng)，其采用與具體項(xiàng)目相結(jié)合的方式，先是在系統(tǒng)上進(jìn)行軟件仿真，再軟硬結(jié)合仿真，最后再硬件仿真的，并在進(jìn)行軟件仿真時，將功能電路板的總程序劃分成許多程序模塊，便于學(xué)生理解掌握。
本發(fā)明的目的可通過如下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)
單片機(jī)課程仿真教學(xué)系統(tǒng)，包括至少一塊功能電路板，該功能電路板包括單片機(jī)，并在該單片機(jī)的控制下實(shí)現(xiàn)該功能電路板的功能，該單片機(jī)課程仿真教學(xué)系統(tǒng)還包括教師機(jī)、 學(xué)生機(jī)、RS485通信線路和通信轉(zhuǎn)換模塊，該教師機(jī)是一臺講課用的電腦，并執(zhí)行軟件仿真、 軟硬件仿真和純硬件仿真，所述學(xué)生機(jī)為一臺或者多臺電腦，執(zhí)行軟件仿真和軟硬結(jié)合仿真，所述通信轉(zhuǎn)換模塊連接于所述教師機(jī)和所述學(xué)生機(jī)，將RS232接口轉(zhuǎn)換成RS485接口， 并通過所述RS485通信線路與所述功能電路板相連。本發(fā)明的目的還可通過如下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)所述教師機(jī)在所述軟件仿真成功的基礎(chǔ)上通過所述通信轉(zhuǎn)換模塊與所述RS485通信線路相連實(shí)現(xiàn)與所述功能電路板相同的所述軟硬件仿真，所述教師機(jī)向所述功能電路板發(fā)出調(diào)試信息來檢測和驗(yàn)證所述功能電路板的功能，所述純硬件仿真為將所述軟硬結(jié)合仿真調(diào)試成功后的可執(zhí)行代碼從所述教師機(jī)下載到所述單片機(jī)里執(zhí)行。優(yōu)選的是，所述功能電路板還包括RS485轉(zhuǎn)換電路、RS485接口電路、地址電路、功能模塊和程序下載接口，所述RS485轉(zhuǎn)換電路將所述單片機(jī)的串行收發(fā)信號轉(zhuǎn)換成RS485 信號并與所述RS485接口電路相連，所述單片機(jī)通過所述RS485轉(zhuǎn)換電路和所述RS485接口電路與所述RS485通信線路相連，所述地址電路與所述單片機(jī)相連實(shí)現(xiàn)所述功能電路板的地址設(shè)定，所述功能模塊在所述單片機(jī)的控制下實(shí)現(xiàn)所述功能電路板的功能，所述程序下載接口為將編譯好的可執(zhí)行代碼下載到所述單片機(jī)的接口。優(yōu)選的是，所述功能電路板為監(jiān)控板、檢測板和聯(lián)動板，該檢測板檢測可燃?xì)怏w的濃度并將檢測到的濃度值通過所述RS485通信線路傳到所述監(jiān)控板，所述監(jiān)控板執(zhí)行實(shí)時監(jiān)控，并顯示所述檢測板傳過來的所述濃度值，顯示時鐘信息，顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，處理鍵盤信息，并在發(fā)現(xiàn)所述檢測板發(fā)過來的所述濃度值超過低限值時，所述監(jiān)控板通過所述 RS485通信線路向所述聯(lián)動板發(fā)送啟動風(fēng)機(jī)指令，風(fēng)機(jī)在所述聯(lián)動板的控制下啟動，在發(fā)現(xiàn)所述檢測板發(fā)過來的所述濃度值超過高限值時，所述監(jiān)控板通過所述RS485通信線路向所述聯(lián)動板發(fā)送切斷閥門指令和啟動風(fēng)機(jī)指令，所述風(fēng)機(jī)在所述聯(lián)動板的控制下啟動，閥門在所述聯(lián)動板的控制下切斷。優(yōu)選的是，所述檢測板還包括RS485轉(zhuǎn)換電路、RS485接口電路、地址電路和程序下載接口，所述RS485轉(zhuǎn)換電路將所述單片機(jī)的串行收發(fā)信號轉(zhuǎn)換成RS485信號并與所述 RS485接口電路相連，所述單片機(jī)通過所述RS485轉(zhuǎn)換電路和所述RS485接口電路與所述 RS485通信線路相連，所述地址電路與所述單片機(jī)相連實(shí)現(xiàn)所述檢測板的地址設(shè)定，所述程序下載接口為將編譯好的可執(zhí)行代碼下載到所述單片機(jī)的接口。優(yōu)選的是，所述檢測板還包括氣體探頭和信號轉(zhuǎn)換電路，該信號轉(zhuǎn)換電路將該氣體探頭的濃度信息轉(zhuǎn)換成O到5伏信號的所述濃度值傳送給所述單片機(jī)，所述單片機(jī)通過所述RS485轉(zhuǎn)換電路和所述RS485接口電路將所述濃度值傳到所述監(jiān)控板。優(yōu)選的是，所述檢測板還包括電源模塊和秒定指示燈，該電源模塊將直流48伏信號轉(zhuǎn)換成直流5伏信號，該直流5伏為所述檢測板提供電源，所述秒定時指示燈每隔1秒鐘閃爍一次表示所述檢測板工作正常。優(yōu)選的是，所述聯(lián)動板還包括RS485轉(zhuǎn)換電路、RS485接口電路、地址電路和程序下載接口，所述RS485轉(zhuǎn)換電路將所述單片機(jī)的串行收發(fā)信號轉(zhuǎn)換成RS485信號并與所述 RS485接口電路相連，所述單片機(jī)通過所述RS485轉(zhuǎn)換電路和所述RS485接口電路與所述 RS485通信線路相連，所述地址電路與所述單片機(jī)相連實(shí)現(xiàn)所述聯(lián)動板的地址設(shè)定，所述程序下載接口為將編譯好的可執(zhí)行代碼下載到所述單片機(jī)的接口。 優(yōu)選的是，所述聯(lián)動板還包括閥門控制電路和風(fēng)機(jī)控制電路，該閥門控制電路和該風(fēng)機(jī)控制電路連接于所述單片機(jī)，所述該單片機(jī)接收到所述風(fēng)機(jī)啟動指令時，將所述風(fēng)機(jī)啟動指令傳到所述風(fēng)機(jī)控制電路，所述風(fēng)機(jī)控制電路控制所述風(fēng)機(jī)啟動，所述單片機(jī)接收到所述切斷閥門指令時，將所述切斷閥門指令傳到所述閥門控制電路，所述閥門控制電路切斷所述閥門。
優(yōu)選的是，所述聯(lián)動板還包含電源模塊、秒定指示燈、風(fēng)機(jī)指示燈和閥門指示燈， 該電源模塊將直流48伏信號轉(zhuǎn)換成直流5伏信號，該直流5伏為所述聯(lián)動板提供電源，所述秒定時指示燈每隔1秒鐘閃爍一次表示所述檢測板工作正常，所述風(fēng)機(jī)指示燈點(diǎn)亮表示所述風(fēng)機(jī)啟動而指示燈熄滅表示所述風(fēng)機(jī)停止，所述的閥門指示燈點(diǎn)亮表示所述閥門切斷而指示燈熄滅表示所述閥門接通。優(yōu)選的是，所述監(jiān)控板還包括RS485轉(zhuǎn)換電路、RS485接口電路、地址電路和程序下載接口，所述RS485轉(zhuǎn)換電路將所述單片機(jī)的串行收發(fā)信號轉(zhuǎn)換成RS485信號并與所述 RS485接口電路相連，所述單片機(jī)通過所述RS485轉(zhuǎn)換電路和所述RS485接口電路與所述 RS485通信線路相連，所述地址電路與所述單片機(jī)相連實(shí)現(xiàn)所述監(jiān)控板的地址設(shè)定，所述程序下載接口為將編譯好的可執(zhí)行代碼下載到所述單片機(jī)的接口。優(yōu)選的是，所述監(jiān)控板還包括數(shù)碼管顯示，所述單片機(jī)通過所述RS485轉(zhuǎn)換電路和所述RS485接口電路向所述檢測板發(fā)送查詢命令數(shù)據(jù)包，該查詢命令數(shù)據(jù)包中包括地址字節(jié)和查詢命令字節(jié)，所述檢測板接收到該查詢命令數(shù)據(jù)包并解析，如果該查詢命令數(shù)據(jù)包中的該地址字節(jié)與所述檢測板的設(shè)定地址相同就上傳包含有濃度字節(jié)的濃度信息包，所述監(jiān)控板將從所述檢測板接收的所述濃度值顯示在所述數(shù)碼管顯示上。優(yōu)選的是，所述監(jiān)控板還包括狀態(tài)指示燈和報警電路，如果所述濃度值超過所述低限值或所述高限值，所述濃度值超過所述低限值或超過所述高限值時的故障信息將顯示在所述數(shù)碼管顯示和所述狀態(tài)指示燈上，并存儲在所述單片機(jī)的內(nèi)部存儲器里，啟動所述報警電路通知維護(hù)人員到現(xiàn)場處理故障。優(yōu)選的是，如果所述濃度值超過所述低限值或所述高限值，所述單片機(jī)通過所述 RS485轉(zhuǎn)換電路和所述RS485接口電路向所述聯(lián)動板發(fā)送聯(lián)動命令數(shù)據(jù)包，該聯(lián)動命令數(shù)據(jù)包中包含地址字節(jié)、風(fēng)機(jī)動作字節(jié)和閥門動作字節(jié)，所述聯(lián)動板接收到所述聯(lián)動命令數(shù)據(jù)包并解析，如果聯(lián)動命令數(shù)據(jù)包中的地址字節(jié)和所述聯(lián)動板的設(shè)定地址相同就上傳聯(lián)動反饋信息包，并根據(jù)所述風(fēng)機(jī)動作字節(jié)的數(shù)值控制所述風(fēng)機(jī)和根據(jù)所述閥門動作字節(jié)的數(shù)值控制所述閥門，該聯(lián)動反饋信息包中包括返回碼字節(jié)，該返回碼字節(jié)的值為0表示聯(lián)動正常，為1表示聯(lián)動異常，所述監(jiān)控板接收來自所述聯(lián)動板的反饋信息包，并將反饋信息顯示在所述狀態(tài)指示燈和所述數(shù)碼管顯示上，當(dāng)所述反饋信息異常說明聯(lián)動板出現(xiàn)故障，所述監(jiān)控板啟動所述報警電路通知維修人員修理所述聯(lián)動板。優(yōu)選的是，所述監(jiān)控板還包含鍵盤電路、時鐘電路，所述單片機(jī)與所述時鐘電路相連接收時鐘信號并在所述數(shù)碼管顯示上顯示當(dāng)前日期和時間，所述鍵盤電路用于信息或命令的設(shè)置、修改和查詢。優(yōu)選的是，所述監(jiān)控板還包含電源模塊，該電源模塊將直流48伏信號轉(zhuǎn)換成直流 5伏信號，該直流5伏為所述監(jiān)控板提供電源。技術(shù)人員不難看出，上述各優(yōu)選方案的任意組合所構(gòu)成的方案都是本發(fā)明的一部分。本發(fā)明中的單片機(jī)課程仿真教學(xué)系統(tǒng)先是軟件仿真，再軟硬結(jié)合仿真，最后再硬件仿真；在進(jìn)行軟件仿真時，要讓學(xué)生們由淺入深的掌握單片機(jī)的編程技能，我們將功能電路板的總程序劃分成許多程序模塊，一個一個模塊的講解和仿真，最終完成整個系統(tǒng)。在申請?zhí)枮镃N200710026430. 0的中國專利申請和申請?zhí)枮镃N200620169001. X的中國專利申請中，使用的是對51系列單片機(jī)進(jìn)行仿真，而51系列單片機(jī)是淘汰品種，它的性價比遠(yuǎn)不如 AVR系列單片機(jī)，本發(fā)明中的單片機(jī)課程仿真教學(xué)系統(tǒng)正是對AVR系列單片機(jī)進(jìn)行仿真，上述兩個專利的均是用到內(nèi)嵌仿真調(diào)試軟件，在仿真調(diào)試時必須連接被仿真的實(shí)驗(yàn)儀器或?qū)嶒?yàn)板，本發(fā)明中的單片機(jī)課程仿真教學(xué)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)純軟件仿真，不必連接實(shí)驗(yàn)儀器或?qū)嶒?yàn)板，通過電腦進(jìn)行軟件仿真，電腦上要裝ftOtues 7. 5的仿真軟件、ACCAVR的C語言編程軟件，串口調(diào)試助手軟件以及其它相關(guān)軟件，同學(xué)們用ftx)tUes 7. 5仿真軟件畫出被仿真的功能電路板原理圖，在這個仿真軟件界面里就可以執(zhí)行仿真功能了，在這個仿真軟件里還有仿真示波器、仿真萬用表以及信號發(fā)生器等仿真儀器，使仿真效果一目了然，每個同學(xué)不但在教室里可以仿真功能電路板，還可以在家里仿真功能電路板。此外，本發(fā)明中的單片機(jī)課程仿真教學(xué)系統(tǒng)是基于在智能樓宇中成功運(yùn)行多年的系統(tǒng)，幾乎包含了 AVR系列單片機(jī)的所有接口電路，通過教學(xué)，同學(xué)們不但學(xué)習(xí)了單片機(jī)的知識還能理論結(jié)合實(shí)際。并且， 本發(fā)明中的單片機(jī)課程仿真教學(xué)系統(tǒng)解決了在串行通信教學(xué)方面很難講解的難題，主要原因是沒有真實(shí)的和功能全的系統(tǒng)，而本發(fā)明中采用了在工業(yè)上被廣泛采用的RS485通信網(wǎng)絡(luò)，通過教學(xué)，同學(xué)們不但學(xué)習(xí)了單片機(jī)的串行通信知識還能理論結(jié)合實(shí)際。在本發(fā)明中還采用了軟硬結(jié)合仿真，也就是電腦外配一個通信轉(zhuǎn)換模塊就可以模擬出一個真實(shí)的功能電路板。軟件仿真成功完成后可以采用軟硬結(jié)合仿真來模擬真實(shí)的功能電路板。本發(fā)明中的單片機(jī)課程仿真教學(xué)系統(tǒng)既可以在實(shí)驗(yàn)室教學(xué)又可以在多媒體教室里教學(xué)，因?yàn)椴捎昧送ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)是RS485通信網(wǎng)絡(luò)，采用雙絞線連接電腦和各個功能電路板，所以布線比較簡單，實(shí)施起來比較容易，使學(xué)生很快掌握了單片機(jī)技能同時又達(dá)到了很好的教學(xué)效果。


圖1為本發(fā)明的單片機(jī)課程仿真教學(xué)系統(tǒng)的一優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖； 圖2為本發(fā)明的單片機(jī)課程仿真教學(xué)系統(tǒng)的另一優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖； 圖3為圖2所示的單片機(jī)課程仿真教學(xué)系統(tǒng)中的檢測板的仿真原理圖； 圖4為圖2所示的單片機(jī)課程仿真教學(xué)系統(tǒng)中的聯(lián)動板的仿真原理圖； 圖5為圖2所示的單片機(jī)課程仿真教學(xué)系統(tǒng)中的監(jiān)控板的仿真原理圖
圖6為圖2所示的單片機(jī)課程仿真教學(xué)系統(tǒng)中的查詢命令通信格式； 圖7為圖2所示的單片機(jī)課程仿真教學(xué)系統(tǒng)中的聯(lián)動命令通信格式。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉出較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。如圖1所示，圖1為本發(fā)明的單片機(jī)課程仿真教學(xué)系統(tǒng)的一優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。 為了使單片機(jī)課程具有很好的教學(xué)效果，同時又能提高同學(xué)們的分析問題和解決問題的能力，我們設(shè)計(jì)了單片機(jī)課程仿真教學(xué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)框圖如圖1所示，單片機(jī)課程仿真教學(xué)系統(tǒng)由教師機(jī)101、學(xué)生機(jī)102、RS485通信線路103、通信轉(zhuǎn)換模塊104和功能電路板105組成。教師機(jī)101是一臺講課用的電腦，可以是普通臺式機(jī)也可以是筆記本電腦，教師機(jī)101 通過通信轉(zhuǎn)換模塊104與RS485通信線路103相連。教師機(jī)101有五個功能第一是講課用；第二是軟件仿真，可以軟件仿真功能電路板105 ；第三是軟硬結(jié)合仿真，在軟件仿真成功的基礎(chǔ)上通過通信轉(zhuǎn)換模塊104與RS485通信線路103相連就可以實(shí)現(xiàn)與硬件功能相同的仿真，這樣一臺電腦配上通信轉(zhuǎn)換模塊104就能代替上述真實(shí)的一塊功能電路板105 ；第四是可以向功能電路板105發(fā)出調(diào)試信息來檢測和驗(yàn)證功能電路板105的功能；第五是純硬件仿真，將軟硬結(jié)合仿真調(diào)試成功后的可執(zhí)行代碼下載到真實(shí)板的單片機(jī)里就可以看到真實(shí)的效果了。學(xué)生機(jī)102可以完成軟件仿真、軟硬結(jié)合仿真和純硬件仿真，但學(xué)生機(jī)不能發(fā)出調(diào)試信息來檢測和驗(yàn)證功能電路板的功能，因?yàn)榻處煵惶峁┻@方面的通信協(xié)議。學(xué)生機(jī)102可以為一臺或者多臺電腦，如果在實(shí)驗(yàn)室講課，每個學(xué)生配置一臺電腦，如果不在實(shí)驗(yàn)室講課，有條件的學(xué)生可以自帶筆記本電腦，由于筆記本電腦沒有RS232串行通信接口所以還需要配一個USB轉(zhuǎn)串口的模塊，也是通過通信轉(zhuǎn)換模塊104與RS485通信線路103相連。功能電路板105可以為一塊或者多塊，在如圖1所示的結(jié)構(gòu)圖中，僅以一塊功能電路板 105為例。通信轉(zhuǎn)換模塊104用于將電腦輸出的RS232接口(9根線的接口)轉(zhuǎn)換成RS485 接口(是2根線的接口)，這樣就能將電腦接入到RS485通信線路。功能電路板105通過兩根線連接于RS485通信線路103。功能電路板105由單片機(jī)106、RS485轉(zhuǎn)換電路107、RS485 接口電路108、地址電路109、程序下載接口 110和功能模塊111組成。RS485轉(zhuǎn)換電路107 用于將單片機(jī)106的串行收發(fā)信號轉(zhuǎn)換成RS485信號并與所述RS485接口電路108相連，單片機(jī)106通過RS485轉(zhuǎn)換電路107和RS485接口電路108與RS485通信線路103相連，地址電路109與單片機(jī)106相連實(shí)現(xiàn)功能電路板105的地址設(shè)定，通過程序下載接口 110可以將編譯好的可執(zhí)行代碼下載到單片機(jī)106，功能模塊111在單片機(jī)106的控制下實(shí)現(xiàn)該功能電路板105的功能。該功能電路板105的具體實(shí)例，將在圖2的實(shí)施例中進(jìn)行描述。功能電路板105通過程序下載接口 110可以將編好的可執(zhí)行程序代碼下載到單片機(jī)106里，這樣就可以實(shí)現(xiàn)硬件仿真。功能電路板105都可以通過電腦進(jìn)行軟件仿真，電腦上要裝ftOtues 7. 5的仿真軟件、ACCAVR的C語言編程軟件，串口調(diào)試助手軟件以及其它相關(guān)軟件，這樣每個同學(xué)不但在教室里可以仿真功能電路板105，還可以在家里仿真功能電路板105。軟件仿真成功完成后可以采用軟硬結(jié)合仿真來模擬真實(shí)的電路板。 如圖2所示，圖2為本發(fā)明的單片機(jī)課程仿真教學(xué)系統(tǒng)的另一優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。該系統(tǒng)是我們?yōu)槠髽I(yè)設(shè)計(jì)并運(yùn)行多年的真實(shí)系統(tǒng)，該系統(tǒng)完成智能大廈可燃?xì)怏w監(jiān)控的目的，為了教學(xué)方便，我們把外殼和不必要的電路去掉只保留主要電路板而不影響系統(tǒng)的功能，把這些主要電路板平攤在講臺上或桌面上，在講課之前根據(jù)課程需要可以把電路板的原理圖和實(shí)際運(yùn)行的可執(zhí)行程序代碼發(fā)給大家，通過講解使同學(xué)們能夠近距離感受到真實(shí)的系統(tǒng)。系統(tǒng)由教師機(jī)201、學(xué)生機(jī)202、RS485通信線路203、通信轉(zhuǎn)換模塊204、監(jiān)控板205、檢測板206以及聯(lián)動板207組成，實(shí)際系統(tǒng)要連接很多檢測板206和聯(lián)動板207，為了教學(xué)方便，我們只連接一塊檢測板206和一塊聯(lián)動板207。通信轉(zhuǎn)換模塊204的功能是將 RS232接口轉(zhuǎn)換成RS485接口，教師機(jī)201是一臺講課用的電腦，可以是普通臺式機(jī)也可以是筆記本電腦，教師機(jī)201通過通信轉(zhuǎn)換模塊204與RS485通信線路203連相連。教師機(jī) 201有五個功能第一是講課用；第二是軟件仿真，可以軟件仿真上述三塊板；第三是軟硬結(jié)合仿真，在軟件仿真成功的基礎(chǔ)上通過通信轉(zhuǎn)換模塊204與RS485通信線路203連相連就可以實(shí)現(xiàn)與硬件功能相同的仿真，這樣一臺電腦配上通信轉(zhuǎn)換模塊204就能代替上述真實(shí)的三塊板之一；第四是可以向三塊板發(fā)出調(diào)試信息來檢測和驗(yàn)證三塊板的功能；第五是純硬件仿真，將軟硬結(jié)合仿真調(diào)試成功后的可執(zhí)行代碼下載到真實(shí)板的單片機(jī)里就可以看到真實(shí)的效果了。學(xué)生機(jī)202只能完成軟件仿真和軟硬結(jié)合仿真。通信轉(zhuǎn)換模塊204用于將電腦輸出的RS232接口( 9根線的接口)轉(zhuǎn)換成RS485接口(是2根線的接口)，這樣就能將電腦接入到RS485通信線路。監(jiān)控板205、檢測板206以及聯(lián)動板207都是通過兩根線就能與RS485通信線路203連相連。檢測板206的功能是檢測可燃?xì)怏w的濃度同時將檢測到的濃度值通過RS485通信線路203傳到監(jiān)控板205 ；監(jiān)控板205完成實(shí)時監(jiān)控的目的，可以顯示檢測板206發(fā)過來的濃度信息，顯示時鐘信息，顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，處理鍵盤信息，如果發(fā)現(xiàn)某個檢測板206發(fā)過來的濃度信息超過低限值就通過RS485通信線路203向聯(lián)動板 207發(fā)送啟動風(fēng)機(jī)指令，風(fēng)機(jī)在聯(lián)動板207的控制下啟動，把氣味排到室外，如果發(fā)現(xiàn)某個檢測板206發(fā)過來的濃度信息超過高限值就通過RS485通信線路203向聯(lián)動板207發(fā)送切斷閥門指令和啟動風(fēng)機(jī)指令，風(fēng)機(jī)在聯(lián)動板207的控制下啟動，閥門在聯(lián)動板207的控制下切斷，在排除氣味同時切斷氣體源，防止火災(zāi)發(fā)生及災(zāi)情進(jìn)一步惡化。三塊板都有下載線， 通過下載線可以將編好的可執(zhí)行程序代碼下載到三塊板的單片機(jī)里，這樣就可以實(shí)現(xiàn)硬件仿真。三塊板都可以通過電腦進(jìn)行軟件仿真，電腦上要裝I^rotues 7. 5的仿真軟件、ACCAVR 的C語言編程軟件，串口調(diào)試助手軟件以及其它相關(guān)軟件，這樣每個同學(xué)不但在教室里可以仿真這三塊板，還可以在家里仿真這三塊板。軟件仿真成功完成后可以采用軟硬結(jié)合仿真來模擬真實(shí)的電路板。我們使用這樣的單片機(jī)課程仿真教學(xué)系統(tǒng)，同時采用項(xiàng)目教學(xué)法， 使同學(xué)們很快掌握了單片機(jī)技能，起到很好的教學(xué)效果。檢測板206上有氣體探頭11、信號轉(zhuǎn)換電路12、單片機(jī)13、RS485轉(zhuǎn)換電路14、 RS485接口電路15、地址電路16、電源模塊17、程序下載接口 18以及指示燈19。RS485轉(zhuǎn)換電路14將單片機(jī)13的串行收發(fā)信號轉(zhuǎn)換成RS485信號并與RS485接口電路15相連，單片機(jī)13通過RS485轉(zhuǎn)換電路14和RS485接口電路15與RS485通信線路203相連。信號轉(zhuǎn)換電路12是將氣體探頭11的濃度信息轉(zhuǎn)換成0到5伏信號的濃度值送給單片機(jī)13，單片機(jī)13的型號是MEGA8，通過RS485轉(zhuǎn)換電路14和RS485接口電路15將濃度值傳到監(jiān)控板205，地址電路16采用撥碼開關(guān)與單片機(jī)13相連實(shí)現(xiàn)檢測板206的地址設(shè)定，系統(tǒng)中可以連接多個檢測板，但是地址設(shè)定不能相同。電源模塊17是將直流48伏信號轉(zhuǎn)換成直流 5伏信號，直流5伏為檢測板206提供電源，實(shí)際系統(tǒng)直流48伏信號來自智能大廈，本仿真系統(tǒng)使用直流48伏穩(wěn)壓電源為檢測板206供電。檢測板206上的秒定時指示燈19每隔1 秒鐘閃爍一次表示該板工作正常。通過程序下載接口 18可以將編譯好的可執(zhí)行代碼下載到單片機(jī)13。聯(lián)動板207上有閥門控制電路21、風(fēng)機(jī)控制電路22、單片機(jī)23、RS485轉(zhuǎn)換電路 M、RS485接口電路25、地址電路沈、電源模塊27、程序下載接口 28以及指示燈四。RS485 轉(zhuǎn)換電路M將單片機(jī)23的串行收發(fā)信號轉(zhuǎn)換成RS485信號并與RS485接口電路25相連， 單片機(jī)23通過RS485轉(zhuǎn)換電路M和RS485接口電路25與RS485通信線路203相連。閥門控制電路21連接于單片機(jī)23，是個繼電器控制電路，受單片機(jī)23控制，輸出觸點(diǎn)信號。 單片機(jī)23接收到切斷閥門指令時，將切斷閥門指令傳到閥門控制電路21，閥門控制電路21 切斷閥門。風(fēng)機(jī)控制電路22連接于單片機(jī)23，也是個繼電器控制電路，受單片機(jī)23控制， 輸出觸點(diǎn)信號。單片機(jī)23接收到所述風(fēng)機(jī)啟動指令時，將風(fēng)機(jī)啟動指令傳到風(fēng)機(jī)控制電路 22，風(fēng)機(jī)控制電路22控制所述風(fēng)機(jī)啟動。單片機(jī)23的型號是MEGA48，它通過RS485轉(zhuǎn)換電路M和RS485接口電路25接收來自監(jiān)控板205的閥門控制命令和風(fēng)機(jī)控制命令，經(jīng)過分析來確定如何控制風(fēng)機(jī)和閥門。地址電路沈采用撥碼開關(guān)與單片機(jī)23相連實(shí)現(xiàn)聯(lián)動板 207的地址設(shè)定。電源模塊27是將直流48伏信號轉(zhuǎn)換成直流5伏信號，直流5伏為聯(lián)動板 207提供電源，實(shí)際系統(tǒng)直流48伏信號來自智能大廈，本仿真系統(tǒng)使用直流48伏穩(wěn)壓電源為聯(lián)動板207供電。聯(lián)動板207上的指示燈四包括秒定時指示燈、風(fēng)機(jī)指示燈和閥門指示燈。秒定時指示燈每隔1秒鐘閃爍一次表示該板工作正常。聯(lián)動板207上的風(fēng)機(jī)指示燈點(diǎn)亮表示風(fēng)機(jī)啟動而指示燈熄滅表示風(fēng)機(jī)停止。聯(lián)動板207上的閥門指示燈點(diǎn)亮表示閥門切斷而指示燈熄滅表示閥門接通。通過程序下載接口觀可以將編譯好的可執(zhí)行代碼下載到單片機(jī)23。 監(jiān)控板205上有數(shù)碼管顯示31、狀態(tài)指示燈32、單片機(jī)33、RS485轉(zhuǎn)換電路34、 RS485接口電路35、地址電路36、電源模塊37、鍵盤電路38、時鐘電路39、報警電路40以及程序下載接口 41。RS485轉(zhuǎn)換電路34將單片機(jī)33的串行收發(fā)信號轉(zhuǎn)換成RS485信號并與 RS485接口電路35相連，單片機(jī)33通過RS485轉(zhuǎn)換電路34和RS485接口電路35與RS485 通信線路203相連。單片機(jī)33的型號是MEGA16，它通過RS485轉(zhuǎn)換電路；34和RS485接口電路35每隔50毫秒主動向所有檢測板206發(fā)送向所述檢測板發(fā)送查詢命令數(shù)據(jù)包(如圖6 所示)，該查詢命令數(shù)據(jù)包中包括地址字節(jié)和查詢命令字節(jié)，檢測板206接收到該查詢命令數(shù)據(jù)包并解析，如果該查詢命令數(shù)據(jù)包中的該地址字節(jié)與檢測板206的設(shè)定地址相同就上傳包含有濃度字節(jié)的濃度信息包(如圖6所示)，如果該查詢命令數(shù)據(jù)包中的地址字節(jié)與檢測板206的設(shè)定地址不相同，則繼續(xù)執(zhí)行其它程序，監(jiān)控板205將從檢測板206接收的濃度值顯示在數(shù)碼管顯示31上，如果濃度值超過低限值或高限值，濃度值超過低限值或超過高限值的故障信息將顯示在數(shù)碼管顯示31和所述狀態(tài)指示燈32上，并存儲在單片機(jī)33的內(nèi)部存儲器里，啟動報警電路40通知維護(hù)人員到現(xiàn)場處理故障，同時單片機(jī)33通過RS485轉(zhuǎn)換電路；34和RS485接口電路35向聯(lián)動板207發(fā)送聯(lián)動命令數(shù)據(jù)包(如圖7所示)，該聯(lián)動命令數(shù)據(jù)包中包含地址字節(jié)、風(fēng)機(jī)動作字節(jié)和閥門動作字節(jié)，聯(lián)動板207接收到聯(lián)動命令數(shù)據(jù)包并解析，如果聯(lián)動命令數(shù)據(jù)包中的地址字節(jié)和聯(lián)動板207的設(shè)定地址相同就上傳聯(lián)動反饋信息包(如圖7所示)，并根據(jù)風(fēng)機(jī)動作字節(jié)的數(shù)值控制風(fēng)機(jī)和根據(jù)閥門動作字節(jié)的數(shù)值控制閥門，該聯(lián)動反饋信息包中包括返回碼字節(jié)，該返回碼字節(jié)的值為0表示聯(lián)動正常，為1表示聯(lián)動異常，如果所述聯(lián)動命令數(shù)據(jù)包中的地址字節(jié)和聯(lián)動板207的設(shè)定地址不相同，則繼續(xù)執(zhí)行其它程序，監(jiān)控板205接收來自聯(lián)動板207的反饋信息包，并將反饋信息顯示在狀態(tài)指示燈32和數(shù)碼管顯示31上，當(dāng)反饋信息異常說明聯(lián)動板207出現(xiàn)故障就立刻啟動所述報警電路通知維修人員修理聯(lián)動板207。單片機(jī)33與時鐘電路39相連接收時鐘信號并在數(shù)碼管顯示31上顯示當(dāng)前日期和時間。鍵盤電路38用于信息或命令的設(shè)置、 修改和查詢，通過鍵盤可以查詢故障發(fā)生的日期和濃度值以及哪個檢測板206檢測到的故障。通過程序下載接口 41可以將編譯好的可執(zhí)行代碼下載到單片機(jī)33。系統(tǒng)中最多只能連接一個監(jiān)控板205。監(jiān)控板205還包含電源模塊37，該電源模塊37將直流48伏信號轉(zhuǎn)換成直流5伏信號，該直流5伏為監(jiān)控板205提供電源。地址電路36與單片機(jī)33相連實(shí)現(xiàn)監(jiān)控板205的地址設(shè)定
如圖3到圖5所示，圖3為圖2所示的單片機(jī)課程仿真教學(xué)系統(tǒng)中的檢測板的仿真原理圖，圖4為圖2所示的單片機(jī)課程仿真教學(xué)系統(tǒng)中的聯(lián)動板的仿真原理圖，圖5為圖2所示的單片機(jī)課程仿真教學(xué)系統(tǒng)中的監(jiān)控板的仿真原理圖。仿真原理圖完成的功能與實(shí)際功能板的功能完全相同，首先把編好的程序加載到仿真原理圖的單片機(jī)里，在仿真界面里有一個執(zhí)行按鈕，在仿真界面里還有各種仿真測試儀器，把仿真測試儀器連接到仿真原理圖的對應(yīng)測試位置，然后按下執(zhí)行按鈕就可以看到顯示數(shù)據(jù)和波形數(shù)據(jù)，這樣就能看到仿真效果，如果不合格就修改程序。而實(shí)際系統(tǒng)是監(jiān)控板掛在監(jiān)控中心的墻上，通過RS485通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送查詢命令數(shù)據(jù)包定時巡檢各個廚房的可燃?xì)怏w濃度信息，如果發(fā)現(xiàn)濃度信息超標(biāo)就通過通信網(wǎng)絡(luò)向聯(lián)動板發(fā)送聯(lián)動命令數(shù)據(jù)包啟動風(fēng)機(jī)或切斷閥門防止災(zāi)情發(fā)生或惡化。監(jiān)控板上顯示各個廚房的可燃?xì)怏w濃度信息，還要顯示可燃?xì)怏w故障信息和聯(lián)動狀態(tài)。每個廚房里安裝多個檢測板，來檢測可燃?xì)怏w濃度信息，每個檢測板通過RS485 接口電路并聯(lián)到RS485通信網(wǎng)絡(luò)，每個廚房里安裝一個聯(lián)動板用來控制風(fēng)機(jī)和閥門的動作，每個聯(lián)動板通過RS485接口電路并聯(lián)到RS485通信網(wǎng)絡(luò)。本系統(tǒng)最大并聯(lián)的功能電路板的數(shù)量是1 個。為了對上面三塊板實(shí)現(xiàn)軟件仿真，我們在計(jì)算機(jī)上用ftOtues 7. 5的仿真軟件分別畫出三塊板的仿真原理圖如圖3、圖4和圖5所示。我們用ACCAVR的C語言編程軟件進(jìn)行編程和編譯，沒有語法錯誤以后形成可執(zhí)行代碼，然后將這個可執(zhí)行代碼下載到仿真原理圖的單片機(jī)里，運(yùn)行仿真程序就可以在仿真原理圖上看到數(shù)碼管和指示燈的顯示信息， 通過這些顯示信息就可以判斷自己編的程序是否合格，如果不合格重新修改程序。在仿真原理圖上實(shí)現(xiàn)的功能與真實(shí)系統(tǒng)相同。為了能讓學(xué)生們由淺入深的掌握單片機(jī)的編程技能，我們將三塊板的總程序劃分成許多程序模塊，一個一個模塊的講解和仿真，最終完成整個系統(tǒng)。參考圖3，對于檢測板，我們將它的程序劃分成四個程序模塊。模塊1的功能是檢測濃度值并在數(shù)碼管上顯示，電位器RVl的滑動端是0到5伏的可變信號與單片機(jī)的22腳相連，通過點(diǎn)擊鼠標(biāo)就可以調(diào)節(jié)電位器RVl的滑動端，這個模塊的完成使學(xué)生掌握了模擬量和數(shù)碼管的編程技巧；模塊2的功能是讓發(fā)光二極管每隔1秒鐘閃爍一次，表示單片機(jī)工作正常，這個模塊的完成使學(xué)生掌握了定時中斷和發(fā)光二極管閃爍的編程技巧；模塊3的功能是讀撥碼開關(guān)數(shù)值并在數(shù)碼管上顯示，撥碼開關(guān)同時也是為該檢測板設(shè)定通信地址， 通過點(diǎn)擊鼠標(biāo)就可以調(diào)節(jié)撥碼開關(guān)DSWl的數(shù)值，這個模塊的完成使學(xué)生掌握了開關(guān)量輸入和輸出的編程技巧；模塊4的功能是模擬實(shí)現(xiàn)RS485通信的功能，圖中Pl是仿真串行通信接口，實(shí)際系統(tǒng)是通過串行通信接口接收監(jiān)控板的查詢命令信息包，該信息包由多個字節(jié)組成，如圖6所示，檢測板接收這個信息包，經(jīng)過解析，如果信息包中的地址不是自己的地址不予理睬，如果是自己的地址就上傳自己的地址和濃度值，而做仿真實(shí)驗(yàn)的時候，通過串口調(diào)試助手軟件發(fā)送查詢命令信息包，如果地址信息匹配在串口調(diào)試助手軟件的界面上就可以收到地址和濃度值，這個模塊的完成使學(xué)生掌握了串行通信的編程技巧。參考圖4，對于聯(lián)動板，我們將它的程序劃分成三個程序模塊。模塊1的功能是讀撥碼開關(guān)數(shù)值，撥碼開關(guān)同時也是為該檢測板設(shè)定通信地址，通過點(diǎn)擊鼠標(biāo)就可以調(diào)節(jié)撥碼開關(guān)DSWl的數(shù)值，這個模塊的完成使學(xué)生掌握了開關(guān)量輸入的編程技巧；模塊2的功能是讓發(fā)光二極管每隔1秒鐘閃爍一次，表示單片機(jī)工作正常，這個模塊的完成使學(xué)生掌握了定時中斷和發(fā)光二極管閃爍的編程技巧；模塊3的功能是模擬實(shí)現(xiàn)RS485通信的功能， Pl是仿真串行通信接口，實(shí)際系統(tǒng)是通過串行通信接口接收監(jiān)控板的聯(lián)動命令信息包，該信息包由多個字節(jié)組成，如圖7所示，聯(lián)動板接收這個信息包，經(jīng)過解析，如果信息包中的地址不是自己的地址不予理睬，如果是自己的地址就上傳確認(rèn)信息包同時根據(jù)控制命令內(nèi)容分別控制風(fēng)機(jī)和閥門動作，返回碼為0表示聯(lián)動板工作正常，返回碼為1表示聯(lián)動板工作異常，而做仿真實(shí)驗(yàn)的時候，通過串口調(diào)試助手軟件發(fā)送聯(lián)動命令信息包，如果地址信息匹配在串口調(diào)試助手軟件的界面上就可以收到確認(rèn)信息包同時根據(jù)控制命令內(nèi)容分別控制兩個發(fā)光二極管的亮或者滅，兩個發(fā)光二極管分別代表風(fēng)機(jī)和閥門，這個模塊的完成使學(xué)生掌握了串行通信和遠(yuǎn)程控制的編程技巧。參考圖5，對于監(jiān)控板，我們將它的程序劃分成四個程序模塊。模塊1的功能是從時鐘芯片U2讀取當(dāng)前日期和時間值并在數(shù)碼管Sl的后四位上顯示，時鐘芯片型號是 DS1302，這個模塊的完成使學(xué)生掌握了從時鐘芯片U2讀取當(dāng)前日期和時間值的編程技巧； 模塊2的功能是讓發(fā)光二極管D9每隔1秒鐘閃爍一次，表示單片機(jī)工作正常，這個模塊的完成使學(xué)生掌握了定時中斷和發(fā)光二極管閃爍的編程技巧；模塊3的功能是讀鍵盤值，通過點(diǎn)擊鼠標(biāo)就可以調(diào)節(jié)鍵盤值的數(shù)值，鍵盤電路用于信息或命令的設(shè)置、修改和查詢，這個模塊的完成使學(xué)生掌握了鍵盤輸入的編程技巧；模塊4的功能是模擬實(shí)現(xiàn)RS485通信的功能，是系統(tǒng)中最為全面的功能，圖中Pl是仿真串行通信接口，實(shí)際系統(tǒng)是通過串行通信接口向檢測板發(fā)送查詢命令信息包，該信息包由多個字節(jié)組成，如圖6所示，檢測板接收這個信息包，經(jīng)過解析，如果信息包中的地址不是自己的地址不予理睬，如果是自己的地址就上傳自己的地址和濃度值并在監(jiān)控板的數(shù)碼管Sl的前四位上顯示，濃度超限故障信息顯示在狀態(tài)指示燈Dl或D2上，還能存儲在單片機(jī)的內(nèi)部存儲器里，同時啟動報警電路LSl通知維護(hù)人員趕快到現(xiàn)場處理故障，如果發(fā)生濃度超限故障同時還要向聯(lián)動板發(fā)送風(fēng)機(jī)和閥門控制命令及時抑制火災(zāi)的發(fā)生。通過鍵盤可以查詢故障發(fā)生的日期和濃度值以及哪個檢測板檢測到的故障，聯(lián)動板反饋的信息在數(shù)碼管S2的前四位上顯示。而做監(jiān)控板仿真通信實(shí)驗(yàn)的時候，首先通過鍵盤手動發(fā)送查詢命令和聯(lián)動命令，在串口調(diào)試助手軟件的界面上應(yīng)當(dāng)可以看到這些命令，說明手動控制功能正常，自動情況下最好采用軟硬結(jié)合的方法，通過連接通信轉(zhuǎn)換模塊將電腦連到RS485通信線路里，這個模塊的完成使學(xué)生掌握了串行通信的編程技巧和綜合分析能力。使用本系統(tǒng)的思路是先是軟件仿真，再軟硬結(jié)合仿真，最后再硬件仿真；在進(jìn)行軟件仿真時，要讓學(xué)生們由淺入深的掌握單片機(jī)的編程技能，我們將三塊板的總程序劃分成許多程序模塊，一個一個模塊的講解和仿真，最終完成整個系統(tǒng)，學(xué)生很快掌握了單片機(jī)技能同時又達(dá)到了很好的教學(xué)效果。本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀了本說明書后不難理解，本發(fā)明的單片機(jī)課程仿真教學(xué)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)RS485通訊的裝置由現(xiàn)有技術(shù)結(jié)合而構(gòu)成，這些現(xiàn)有技術(shù)雖然并沒有事無巨細(xì)地全部一一描述，但在閱讀了本說明書后本領(lǐng)域技術(shù)人員會知其所云。本說明書中描述了上述現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)合而構(gòu)成本發(fā)明的各個方案，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，這些方案的各種結(jié)合，以及構(gòu)成這些方案的各個部分和/或特征的結(jié)合都屬于本發(fā)明的方案的范疇。本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然可以理解的是，將上述現(xiàn)有技術(shù)結(jié)合起來構(gòu)成本發(fā)明，這需要大量創(chuàng)造性勞動付出，是多年理論研究和大量實(shí)驗(yàn)的結(jié)晶。
權(quán)利要求
1.單片機(jī)課程仿真教學(xué)系統(tǒng)，其包括至少一塊功能電路板，該功能電路板包括單片機(jī)， 并在該單片機(jī)的控制下實(shí)現(xiàn)該功能電路板的功能，其特征在于，該單片機(jī)課程仿真教學(xué)系統(tǒng)還包括教師機(jī)、學(xué)生機(jī)、RS485通信線路和通信轉(zhuǎn)換模塊，該教師機(jī)是一臺講課用的電腦， 并執(zhí)行軟件仿真、軟硬件仿真和純硬件仿真，所述學(xué)生機(jī)為一臺或者多臺電腦，執(zhí)行軟件仿真和軟硬結(jié)合仿真，所述通信轉(zhuǎn)換模塊連接于所述教師機(jī)和所述學(xué)生機(jī)，將RS232接口轉(zhuǎn)換成RS485接口，并通過所述RS485通信線路與所述功能電路板相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述教師機(jī)在所述軟件仿真成功的基礎(chǔ)上通過所述通信轉(zhuǎn)換模塊與所述RS485通信線路相連實(shí)現(xiàn)與所述功能電路板相同的所述軟硬件仿真，所述教師機(jī)向所述功能電路板發(fā)出調(diào)試信息來檢測和驗(yàn)證所述功能電路板的功能，所述純硬件仿真為將所述軟硬結(jié)合仿真調(diào)試成功后的可執(zhí)行代碼從所述教師機(jī)下載到所述單片機(jī)里執(zhí)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述功能電路板還包括RS485轉(zhuǎn)換電路、 RS485接口電路、地址電路、功能模塊和程序下載接口，所述RS485轉(zhuǎn)換電路將所述單片機(jī)的串行收發(fā)信號轉(zhuǎn)換成RS485信號并與所述RS485接口電路相連，所述單片機(jī)通過所述 RS485轉(zhuǎn)換電路和所述RS485接口電路與所述RS485通信線路相連，所述地址電路與所述單片機(jī)相連實(shí)現(xiàn)所述功能電路板的地址設(shè)定，所述功能模塊在所述單片機(jī)的控制下實(shí)現(xiàn)所述功能電路板的功能，所述程序下載接口為將編譯好的可執(zhí)行代碼下載到所述單片機(jī)的接
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述功能電路板為一塊監(jiān)控板、至少一塊檢測板和至少一塊聯(lián)動板，該檢測板檢測可燃?xì)怏w的濃度并將檢測到的濃度值通過所述 RS485通信線路傳到所述監(jiān)控板，所述監(jiān)控板執(zhí)行實(shí)時監(jiān)控，并顯示所述檢測板傳過來的所述濃度值，顯示時鐘信息，顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，處理鍵盤信息，并在發(fā)現(xiàn)所述檢測板發(fā)過來的所述濃度值超過低限值時，所述監(jiān)控板通過所述RS485通信線路向所述聯(lián)動板發(fā)送啟動風(fēng)機(jī)指令，風(fēng)機(jī)在所述聯(lián)動板的控制下啟動，在發(fā)現(xiàn)所述檢測板發(fā)過來的所述濃度值超過高限值時，所述監(jiān)控板通過所述RS485通信線路向所述聯(lián)動板發(fā)送切斷閥門指令和啟動風(fēng)機(jī)指令，所述風(fēng)機(jī)在所述聯(lián)動板的控制下啟動，閥門在所述聯(lián)動板的控制下切斷。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測板還包括RS485轉(zhuǎn)換電路、RS485 接口電路、地址電路和程序下載接口，所述RS485轉(zhuǎn)換電路將所述單片機(jī)的串行收發(fā)信號轉(zhuǎn)換成RS485信號并與所述RS485接口電路相連，所述單片機(jī)通過所述RS485轉(zhuǎn)換電路和所述RS485接口電路與所述RS485通信線路相連，所述地址電路與所述單片機(jī)相連實(shí)現(xiàn)所述檢測板的地址設(shè)定，所述程序下載接口為將編譯好的可執(zhí)行代碼下載到所述單片機(jī)的接
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測板還包括氣體探頭和信號轉(zhuǎn)換電路，該信號轉(zhuǎn)換電路將該氣體探頭的濃度信息轉(zhuǎn)換成0到5伏信號的所述濃度值傳送給所述單片機(jī)，所述單片機(jī)通過所述RS485轉(zhuǎn)換電路和所述RS485接口電路將所述濃度值傳到所述監(jiān)控板。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測板還包括電源模塊和秒定指示燈，該電源模塊將直流48伏信號轉(zhuǎn)換成直流5伏信號，該直流5伏為所述檢測板提供電源，所述秒定時指示燈每隔1秒鐘閃爍一次表示所述檢測板工作正常。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述聯(lián)動板還包括RS485轉(zhuǎn)換電路、RS485 接口電路、地址電路和程序下載接口，所述RS485轉(zhuǎn)換電路將所述單片機(jī)的串行收發(fā)信號轉(zhuǎn)換成RS485信號并與所述RS485接口電路相連，所述單片機(jī)通過所述RS485轉(zhuǎn)換電路和所述RS485接口電路與所述RS485通信線路相連，所述地址電路與所述單片機(jī)相連實(shí)現(xiàn)所述聯(lián)動板的地址設(shè)定，所述程序下載接口為將編譯好的可執(zhí)行代碼下載到所述單片機(jī)的接
9.根據(jù)權(quán)利要求4或8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述聯(lián)動板還包括閥門控制電路和風(fēng)機(jī)控制電路，該閥門控制電路和該風(fēng)機(jī)控制電路連接于所述單片機(jī)，所述該單片機(jī)接收到所述風(fēng)機(jī)啟動指令時，將所述風(fēng)機(jī)啟動指令傳到所述風(fēng)機(jī)控制電路，所述風(fēng)機(jī)控制電路控制所述風(fēng)機(jī)啟動，所述單片機(jī)接收到所述切斷閥門指令時，將所述切斷閥門指令傳到所述閥門控制電路，所述閥門控制電路切斷所述閥門。
10.根據(jù)權(quán)利要求4或8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述聯(lián)動板還包含電源模塊、秒定指示燈、風(fēng)機(jī)指示燈和閥門指示燈，該電源模塊將直流48伏信號轉(zhuǎn)換成直流5伏信號，該直流5伏為所述聯(lián)動板提供電源，所述秒定時指示燈每隔1秒鐘閃爍一次表示所述聯(lián)動板工作正常，所述風(fēng)機(jī)指示燈點(diǎn)亮表示所述風(fēng)機(jī)啟動而指示燈熄滅表示所述風(fēng)機(jī)停止，所述的閥門指示燈點(diǎn)亮表示所述閥門切斷而指示燈熄滅表示所述閥門接通。
全文摘要
本發(fā)明提供一種單片機(jī)課程仿真教學(xué)系統(tǒng)，包括至少一塊功能電路板，該功能電路板包括單片機(jī)，并在該單片機(jī)的控制下實(shí)現(xiàn)該功能電路板的功能，該單片機(jī)課程仿真教學(xué)系統(tǒng)還包括教師機(jī)、學(xué)生機(jī)、RS485通信線路和通信轉(zhuǎn)換模塊，該教師機(jī)是一臺講課用的電腦，并執(zhí)行軟件仿真、軟硬件仿真和純硬件仿真，所述學(xué)生機(jī)為一臺或者多臺電腦，執(zhí)行軟件仿真和軟硬結(jié)合仿真，所述通信轉(zhuǎn)換模塊連接于所述教師機(jī)和所述學(xué)生機(jī)，將RS232接口轉(zhuǎn)換成RS485接口，并通過所述RS485通信線路與所述功能電路板相連。本發(fā)明的單片機(jī)課程仿真教學(xué)系統(tǒng)解決了現(xiàn)有單片機(jī)課程教學(xué)比較抽象，沒有好的仿真教學(xué)手段的問題，采用與具體項(xiàng)目相結(jié)合的方式，便于學(xué)生理解掌握。
文檔編號G09B19/00GK102306462SQ20111026306
公開日2012年1月4日 申請日期2011年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月7日
發(fā)明者田文杰 申請人:北京聯(lián)合大學(xué)