嵌入式接口技术实验箱的制作方法

1.本实用新型涉及嵌入式技术领域，具体涉及一种嵌入式接口技术实验箱。


背景技术：

2.嵌入式接口技术实验箱是嵌入式技术领域用于学习和实际操作练习嵌入式接口技术，提高编程能力，增强对嵌入式体系理解的重要学习仪器，除必须按提供的实例代码展示运行结果以外，使用者也可通过自己的理解来实现不同的功能。
3.目前嵌入式接口技术实验箱的设计的主要问题和缺陷：
4.a、缺乏我国自主可控的产品；
5.b、多数产品技术过于陈旧。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种嵌入式接口技术实验箱，以解决现有的嵌入式接口技术实验箱技术过于陈旧且缺乏的问题。
7.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：
8.本实用新型提供一种嵌入式接口技术实验箱，所述嵌入式接口技术实验箱包括实验箱箱体、核心主板、电源模块以及各类负载模块，所述核心主板上设有龙芯处理器，所述电源模块连接外部电源以给所述核心主板提供电源，所述各类负载包括第一负载总成，所述第一负载总成与所述龙芯处理器之间通过插座进行电连接。
9.可选择地，所述电源模块构造为5v的降压模块。
10.可选择地，所述第一负载总成包括oled模块和/或lcd模块和/或射频识别模块和/或信息传输模块和/或指纹模块。
11.可选择地，oled模块包括oled驱动和oled显示屏，以及所述lcd模块包括lcd驱动和lcd显示屏。
12.可选择地，所述射频识别模块为rfid模块；以及所述信息传输模块包括4g模块。
13.可选择地，所述各类负载还包括焊接于所述实验箱箱体上的第二负载总成，所述第二负载总成包括网卡模块和/或红外模块和/或通讯模块和/或声卡模块和/或存储模块和/或信号输出模块和/或键盘与数码管模块。
14.可选择地，所述网卡模块包括网卡芯片和网络接口；以及所述红外模块包括红外显示仪；以及所述通讯模块包括rs485模块和/或rs232模块；以及所述存储模块为sd卡模块。
15.可选择地，所述声卡模块包括mic音频采集器、模数转换芯片、音频功放器、数模转换芯片和音频功率放大器；以及所述信号输出模块为led模块和/或蜂鸣器模块。
16.可选择地，所述嵌入式接口技术试验箱还包括电机模块，所述电机模块包括直流电机和步进电机，所述直流电机通过插针与所述龙芯处理器连接，所述步进电机直接焊接于所述实验箱箱体上。
17.可选择地，所述摄像头模块通过所述实验箱箱体上的dip接口与所述龙芯处理器连接。
18.本实用新型具有以下有益效果：
19.1、基于龙芯处理器，实现自主可控；
20.2、完全的硬件及软件自主设计，提供最大的系统可拓展性；
21.3、拥有丰富的硬件设施，裸机功能较强。
附图说明
22.图1为本实用新型提供的嵌入式接口技术实验箱的连接原理图；
23.图2为本实用新型提供的嵌入式接口技术实验箱的5v电源模块的引脚图；
24.图3为本实用新型提供的嵌入式接口技术实验箱的3.3v电源模块的引脚图；
25.图4为本实用新型提供的嵌入式接口技术实验箱的oled模块的引脚图；
26.图5为本实用新型提供的嵌入式接口技术实验箱的lcd模块的引脚图；
27.图6为本实用新型提供的嵌入式接口技术实验箱的网卡模块的引脚图；
28.图7为本实用新型提供的嵌入式接口技术实验箱的红外模块的引脚图；
29.图8为本实用新型提供的嵌入式接口技术实验箱的rfid模块的引脚图；
30.图9为本实用新型提供的嵌入式接口技术实验箱的rs485模块的引脚图；
31.图10为本实用新型提供的嵌入式接口技术实验箱的rs232模块的引脚图；
32.图11为本实用新型提供的嵌入式接口技术实验箱的直流电机模块的引脚图；
33.图12为本实用新型提供的嵌入式接口技术实验箱的步进电机模块的引脚图；
34.图13为本实用新型提供的嵌入式接口技术实验箱的声卡模块的引脚图；
35.图14为本实用新型提供的嵌入式接口技术实验箱的4g模块的引脚图；
36.图15为本实用新型提供的嵌入式接口技术实验箱的sd卡模块的引脚图；
37.图16为本实用新型提供的嵌入式接口技术实验箱的led模块的引脚图；
38.图17为本实用新型提供的嵌入式接口技术实验箱的蜂鸣器模块的引脚图；
39.图18为本实用新型提供的嵌入式接口技术实验箱的摄像头模块的引脚图；
40.图19为本实用新型提供的嵌入式接口技术实验箱的指纹模块的引脚图；
41.图20为本实用新型提供的嵌入式接口技术实验箱的键盘与数码管模块的引脚图；
42.图21为本实用新型提供的嵌入式接口技术实验箱的wifi模块的引脚图；
43.图22为本实用新型提供的嵌入式接口技术实验箱的处理器模块的引脚图；
44.图23为本实用新型提供的嵌入式接口技术实验箱的i/o接口模块的引脚图。
具体实施方式
45.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
46.实施例
47.本实用新型提供一种嵌入式接口技术实验箱，所述嵌入式接口技术实验箱包括实验箱箱体、核心主板、电源模块以及各类负载模块，所述核心主板上设有龙芯处理器，所述电源模块连接外部电源以给所述核心主板提供电源，所述各类负载包括第一负载总成，所
述第一负载总成与所述龙芯处理器之间通过插座进行电连接。
48.具体地，如图1所示，该嵌入式接口技术实验箱的各类负载包括rfid、摄像头、声音采集、sd卡、led、蜂鸣器、直流电机、步进电机、键盘、lcd屏、wifi、4g、rs485、rs232、oled、指纹、红外模块。通过主机将源代码编译完成后，将经过编译的可执行文件烧写至实验箱通过龙芯处理器对各外设模块进行控制。
49.lcd、oled屏幕模块各通过串口及iic通信协议接收对其控制指令及所需显示的数据，在接收完毕后在屏幕上完成显示；rfid模块通过串口通信协议完成对标签的数据读取与写入的功能；摄像头模块进行图像采集；直流电机与步进电机各通过pwm与gpio来控制电机的转速；led、蜂鸣器通过gpio设置来完成指定led灯的亮灭及蜂鸣器的鸣叫与关闭；wifi与4g模块可完成wifi及4g数据传输功能；指纹及红外模块进行指纹数据及红外信号的检测；键盘模块实现指令与数据的键入；声卡模块完成声音采集及音频外放功能，通过将采集到的声音进行ad转换完成声音的采集功能，通过将音频数据进行da转换而实现音频外放。
50.由此，本实用新型所提供的嵌入式接口技术实验箱具有以下有益效果：
51.1、基于龙芯处理器，实现自主可控；
52.2、完全的硬件及软件自主设计，提供最大的系统可拓展性；
53.3、拥有丰富的硬件设施，裸机功能较强。
54.可选择地，参考图2和图3所示，所述电源模块包括5v的降压模块和3.3v电源子模块。实验箱整体通过5v外接电源为整个实验箱进行供电，通过接入5v电源的降压模块为所需额定电压为3.3v的硬件模块供电。
55.可选择地，所述第一负载总成包括oled模块和/或lcd模块和/或射频识别模块和/或信息传输模块和/或指纹模块。
56.可选择地，oled模块包括oled驱动和oled显示屏，以及所述lcd模块包括lcd驱动和lcd显示屏。
57.可选择地，所述射频识别模块为rfid模块；以及所述信息传输模块包括4g模块。
58.可选择地，所述各类负载还包括焊接于所述实验箱箱体上的第二负载总成，所述第二负载总成包括网卡模块和/或红外模块和/或通讯模块和/或声卡模块和/或存储模块和/或信号输出模块和/或键盘与数码管模块。
59.可选择地，所述网卡模块包括网卡芯片和网络接口；以及所述红外模块包括红外显示仪；以及所述通讯模块包括rs485模块和/或rs232模块；以及所述存储模块为sd卡模块。
60.可选择地，所述声卡模块包括mic音频采集器、模数转换芯片、音频功放器、数模转换芯片和音频功率放大器；以及所述信号输出模块为led模块和/或蜂鸣器模块。
61.可选择地，所述嵌入式接口技术试验箱还包括电机模块，所述电机模块包括直流电机和步进电机，所述直流电机通过插针与所述龙芯处理器连接，所述步进电机直接焊接于所述实验箱箱体上。
62.可选择地，所述摄像头模块通过所述实验箱箱体上的dip接口与所述龙芯处理器连接。
63.下面对本实用新型中的各个模块进行具体说明：
64.1)oled模块：参考图4所示，该模块采用在实验箱上设计4pin插座与oled模块直接
连接，使用3.3v电源进行供电。模块使用scl、sda两个引脚通过i2c通信协议与龙芯1c300b处理器进行通讯，收发指定的控制命令与数据，以实现oled屏按照用户指定方式进行工作与显示内容。
65.2)lcd模块：参考图5所示，该模块采用10pin fpc插座设计于实验箱上，通过fpc软排线与lcd屏幕进行连接，使用5v电源进行供电。模块使用串口与处理器进行通讯，本实验箱选用的lcd模块提供两路串口，而此处选用的是lcd模块的串口2，可直接通过处理器进行控制。lcd模块部分电路还设计了一个双排6pin的插针，可用跳线帽来选择使用哪个串口。通过处理器与lcd模块连接的串口，可将对lcd控制的命令及所需显示的数据发送至lcd以驱使其工作。
66.3)网卡模块：参考图6所示，该模块包括网卡芯片与网络接口两部分，均直接焊接于实验箱上，使用3.3v电源为该模块供电。主机使用网线通过网络接口可与实验箱完成网络连接，并通过网卡芯片对主机发送的命令或数据进行处理，再发送至处理器。同样处理器也可通过该模块向主机发送相应的命令或数据。
67.4)红外模块：参考图7所示，红外模块采用插件短脚接收头直接焊接于实验箱上，使用5v电源为该模块进行供电。通过一路gpio与处理器进行连接，可将gpio设置为输入模式，当检测到红外信号时则发送检测到的数据至处理器处。
68.5)rfid模块：参考图8所示，rfid模块采用8pin插座设计于实验箱上，rfid模块通过该插座直接于处理器进行连接，使用3.3v电源为该模块供电。处理器与rfid模块通过spi通讯协议进行数据传输，该模块可读取rfid标签中的数据也可通过通讯方式对rfid标签写入对应的数据。
69.6)rs485、rs232模块：参考图9和图10所示，rs485模块、rs232模块均为直接焊接于实验箱上，作为实验箱的通讯模块使用，使用3.3v电源进行供电，可使用这两个模块与主机进行通讯。
70.7)直流电机模块：参考图11所示，直流电机模块选用l298n控制器对电机模块进行控制而该控制器直接焊接于实验箱上，并采用两路pwm方式与处理器进行连接，使用5v电源为该模块供电。于该控制器两侧分别设计两个2pin插针，电机可通过2pin插针与控制器连接，通过两路pwm的脉冲信号的变化从而实现对电机转速及旋转方向的控制。
71.8)步进电机模块：参考图12所示，步进电机模块选用uln2003a控制器对步进电机进行控制，该控制器直接焊接于实验箱上，采用4路gpio与处理器进行连接，使用5v电源为该模块供电。处理器通过对思路gpio设置为输出模式并变换其电平高低从而实现对步进电机旋转等功能的实现。
72.9)声卡模块：参考图13所示，声卡模块整体直接焊接于实验箱上，使用3.3v电源进行供电，通过i2c通讯协议完成与处理器的通讯。模块分为音频采集和音频功放两部分，音频采集部分通过mic对音频信号进行采集，通过模数转换芯片ads1015idgsr将采集到的模拟信号转换为数字信号再通过i2c协议将数据发送给处理器。而音频功放部分则是处理器通过i2c协议将数字信号发送至mcp4726a0t-e/ch数模转换芯片处完成数字信号到模拟信号的转换，再发送至ns4890b音频功率放大器处完成音频功放。
73.10)4g模块：参考图14所示，4g模块通过两个单排5p插座与处理器进行连接，使用5v电源为该模块进行供电，采用串口与处理器进行通讯。处理器可通过串口将数据发送至
4g模块从而实现数据通过4g方式的上传与下载。
74.11)sd卡模块：参考图15所示，sd卡模块直接焊接于实验箱上，使用3.3v电源进行供电，采用spi协议与处理器进行通讯。处理器通过spi协议将数据可发送至sd卡模块，完成数据的存储。
75.12)led、蜂鸣器模块：参考图16和图17所示，led与蜂鸣器模块直接焊接于实验箱上，led通过4路gpio分别控制4个led灯，而蜂鸣器通过1路gpio进行控制，两个模块均使用3.3v电源进行供电。可通过将对应gpio设置为输出模式并控制其电平的高低来实现led灯的亮灭以及蜂鸣器的鸣叫与否。
76.13)摄像头模块：参考图18所示，摄像头模块通过实验箱上设计的dip接口与处理器连接，使用3.3v电源供电。本实验箱选用的是野火的ov7725带fifo的摄像头模块，通过摄像头各引脚将图像信息发送至处理器。
77.14)指纹模块：参考图19所示，指纹模块通过6pin1.25间距的插座与处理器连接，使用3.3v电源供电，采用串口与处理器进行数据、命令的收发。指纹模块可存储及识别指纹信息。
78.15)键盘与数码管模块：参考图20所示，键盘与数码管模块作为整体焊接于实验箱上，通过zlg7290进行控制，使用5v电源为其供电，采用i2c协议进行通讯。可直接通过处理器发送相应的控制命令使数码管显示相应的数字，也可通过处理器检测键盘的按键情况来实现数码管显示变化。
79.16)wifi模块：参考图21所示，wifi模块同样直接焊接在实验箱上，使用5v电源供电，采用串口完成与处理器的通讯。可使用处理器向wifi模块发送相应的控制命令与数据完成wifi方式的数据交换。
80.参考图22和图23所示，核心主板处理器的外接引脚连接到5个i/o接口插座。
81.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。