專利名稱：Stc單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱的遠(yuǎn)程程序調(diào)試器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域，涉及一種STC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱的遠(yuǎn)程程序調(diào)試器。
背景技術(shù)：
《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程是一門動(dòng)手能力極強(qiáng)的課程，能培養(yǎng)學(xué)生的單片機(jī)工程設(shè)計(jì)和應(yīng)用能力、工程思維能力及解決問題的能力，具有技術(shù)應(yīng)用與直接就業(yè)的特點(diǎn)。在《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程的教學(xué)過程中，學(xué)生在STC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱上做實(shí)驗(yàn)。STC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱以STC公司的單片機(jī)為核心處理器芯片，配有8個(gè)發(fā)光二極管、6位共陰極數(shù)碼管、4X4矩陣鍵盤、4個(gè)獨(dú)立按鍵、串口通信模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、蜂鳴器、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊等模塊。學(xué)生根據(jù)課堂實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容、軟件流程圖和STC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱的硬件原理圖，在KEIL軟件上編寫該實(shí)驗(yàn)的C語言程序，編譯生成hex文件。采用STC單片機(jī)下載軟件通過計(jì)算機(jī)的串口將hex文件下載到STC單片機(jī)中。但是，在實(shí)際教學(xué)過程中，學(xué)生僅僅利用課堂時(shí)間學(xué)習(xí)一些知識(shí)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到課程的培養(yǎng)目標(biāo)，需要利用大量課余時(shí)間自主學(xué)習(xí)。而且很多高校的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室資源緊張，基本上處于飽和狀態(tài)運(yùn)行，周一到周五的工作時(shí)間只能滿足正常的教學(xué)，滿足不了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的需求。在這有限的時(shí)間中，學(xué)生只能在實(shí)驗(yàn)室做一些簡單的實(shí)驗(yàn)，缺乏大量的實(shí)踐環(huán)節(jié)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了培養(yǎng)學(xué)生產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力的目標(biāo)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種STC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱的遠(yuǎn)程程序調(diào)試器。為實(shí)現(xiàn)上述的目的，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是本實(shí)用新型STC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱的遠(yuǎn)程程序調(diào)試器包括供電單元、微處理器單元、攝像頭單元、JTAG接口單元、RS232接口單元、繼電器單元和以太網(wǎng)接口單元，所述供電單元分別與微處理器單元、攝像頭單元、JTAG接口單元、RS232接口單元、繼電器單元和以太網(wǎng)接口單元連接，所述微處理器單元分別與攝像頭單元、JTAG接口單元、RS232接口單元、繼電器單元、以太網(wǎng)接口單元連接。進(jìn)一步地，本實(shí)用新型還包括服務(wù)器和STC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱，服務(wù)器與所述以太網(wǎng)接口單元連接，STC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱分別與所述RS232接口單元、繼電器單元連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果主要體現(xiàn)在本實(shí)用新型將網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)應(yīng)用到STC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱的遠(yuǎn)程程序調(diào)試器上，遠(yuǎn)程程序調(diào)試器通過以太網(wǎng)口接口單元接收來自服務(wù)器的單片機(jī)hex文件，通過RS232接口單元和繼電器單元將hex文件下載到STC單片機(jī)中，通過攝像頭單元和RS232接口單元查看程序的執(zhí)行效果。本實(shí)用新型對(duì)單片機(jī)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行創(chuàng)新，進(jìn)一步開放單片機(jī)實(shí)驗(yàn)，在無人管理時(shí)，實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)開放一些遠(yuǎn)程程序調(diào)試接口，用戶只要在有網(wǎng)絡(luò)的地方就可以遠(yuǎn)程登錄服務(wù)器，遠(yuǎn)程下載程序編譯的hex文件，查看程序的執(zhí)行效果，從而利用該遠(yuǎn)程程序調(diào)試器自主完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)。目前，國內(nèi)市場上還沒有出現(xiàn)類似的產(chǎn)品，該產(chǎn)品能讓學(xué)生加深《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程的學(xué)習(xí)，能提聞STC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱的利用率，提聞學(xué)生自主學(xué)習(xí)和實(shí)踐動(dòng)手能力，具有較大的市場應(yīng)用前景。
圖1是本實(shí)用新型的遠(yuǎn)程程序調(diào)試器的工作狀態(tài)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的遠(yuǎn)程程序調(diào)試器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。如圖2所示，本實(shí)用新型STC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱的遠(yuǎn)程程序調(diào)試器2包括供電單元、微處理器單元、攝像頭單元、JTAG接口單元、RS232接口單元、繼電器單元和以太網(wǎng)接口單元。其中，供電單元分別與微處理器單元、攝像頭單元、JTAG接口單元、RS232接口單元、繼電器單元和以太網(wǎng)接口單元連接，微處理器單元分別與攝像頭單元、JTAG接口單元、RS232接口單元、繼電器單元和以太網(wǎng)接口單元連接。在本實(shí)用新型中，供電單元用于為遠(yuǎn)程程序調(diào)試器2的正常工作供電。供電單元可使用外接的5V、1A的穩(wěn)壓直流電源，它可提供5V和3. 3V兩種電壓。攝像頭單元用于采集STC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱I的視頻數(shù)據(jù)，通過以太網(wǎng)接口單元上傳到服務(wù)器3。攝像頭單元可采用由感光芯片0V7648和圖像處理芯片0V528構(gòu)成的串口攝像頭模塊。JTAG接口單元用于實(shí)現(xiàn)微處理器單元的程序下載和調(diào)試。RS232接口單元用于實(shí)現(xiàn)微處理器單元和STC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱I的通信，下載STC單片機(jī)的hex文件，接收STC單片機(jī)的串口數(shù)據(jù)。繼電器單元用于實(shí)現(xiàn)STC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱I的冷啟動(dòng)，先掉電后上電。以太網(wǎng)接口單元用于實(shí)現(xiàn)微處理器單元和服務(wù)器3的通信，接收服務(wù)器3的hex文件，轉(zhuǎn)發(fā)STC單片機(jī)箱I的視頻和串口數(shù)據(jù)。在本實(shí)用新型中，以太網(wǎng)接口單元可采用中山市漢仁電子有限公司的HR911105A芯片。微處理器單元用于處理攝像頭單元的視頻數(shù)據(jù)，通過以太網(wǎng)接口單元與服務(wù)器3通信——接收hex文件和發(fā)送STC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱I的視頻和串口數(shù)據(jù)，通過RS232接口單元和繼電器單元完成STC單片機(jī)程序的下載，以及存放各種變量和緩存數(shù)據(jù)，是遠(yuǎn)程程序調(diào)試器2的數(shù)據(jù)處理中心。在本實(shí)用新型中，微處理器單元可采用德州儀器公司的ARM Cortex-M3嵌入式處理器芯片LM3S8962。如圖1所示，本實(shí)用新型STC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱的遠(yuǎn)程程序調(diào)試器2可在工作時(shí)外接STC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱I和服務(wù)器3，也可以是本實(shí)用新型自身包括STC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱I和服務(wù)器3。具體地說，本實(shí)用新型的遠(yuǎn)程程序調(diào)試器2利用攝像頭單元采集STC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱I的視頻信息，利用遠(yuǎn)程程序調(diào)試器2的以太網(wǎng)接口單元與服務(wù)器3連接，利用遠(yuǎn)程程序調(diào)試器2的RS232接口單元和繼電器單元分別與STC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱I連接。其中，服務(wù)器3通過internet網(wǎng)絡(luò)接收用戶端的hex文件,實(shí)現(xiàn)STC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱視頻和串口數(shù)據(jù)的發(fā)布。其具體工作過程如下首先，用戶在寢室或家里通過瀏覽器(如IE、Firef0X)訪問服務(wù)器3。用戶根據(jù)網(wǎng)頁上的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、軟件流程圖和STC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱的硬件原理圖，在KEIL軟件上編寫該實(shí)驗(yàn)的C語言程序，編譯生成hex文件，并通過internet網(wǎng)絡(luò)上傳該hex文件到服務(wù)器3。服務(wù)器3通過internet網(wǎng)絡(luò)接收學(xué)生的hex文件，在硬盤上自動(dòng)存儲(chǔ)，并通過以太網(wǎng)接口單元傳輸給遠(yuǎn)程程序調(diào)試器2的微處理器單元。其次，遠(yuǎn)程程序調(diào)試器2的微處理器單元通過以太網(wǎng)接口單元接收到hex文件，通過繼電器單元先關(guān)閉STC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱I的電源，再開啟電源。完成冷啟動(dòng)后，遠(yuǎn)程程序調(diào)試器2的微處理器單元通過RS232接口單元與STC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱I上的STC單片機(jī)通信，根據(jù)其下載協(xié)議將hex文件下載到STC單片機(jī)中。接著，STC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱I反饋下載狀態(tài)和相關(guān)的串口數(shù)據(jù)到遠(yuǎn)程程序調(diào)試器2。遠(yuǎn)程程序調(diào)試器2的微處理器單元通過攝像頭單元采集STC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱I的視頻數(shù)據(jù)，通過以太網(wǎng)接口單元發(fā)送STC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱I的視頻和串口數(shù)據(jù)到服務(wù)器3。最后，服務(wù)器3接收到遠(yuǎn)程下載器I的下載狀態(tài)信號(hào)、視頻和串口數(shù)據(jù)后，自動(dòng)把相關(guān)信息顯示在網(wǎng)頁上。用戶觀察反饋數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)箱的視頻結(jié)果，判斷是否完成實(shí)驗(yàn)要求。
權(quán)利要求1.一種STC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱的遠(yuǎn)程程序調(diào)試器，其特征在于包括供電單元、微處理器單元、攝像頭單元、JTAG接口單元、RS232接口單元、繼電器單元和以太網(wǎng)接口單元，所述供電單元分別與微處理器單元、攝像頭單元、JTAG接口單元、RS232接口單元、繼電器單元和以太網(wǎng)接口單元連接，所述微處理器單元分別與攝像頭單元、JTAG接口單元、RS232接口單元、繼電器單元、以太網(wǎng)接口單元連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的STC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱的遠(yuǎn)程程序調(diào)試器，其特征在于還包括服務(wù)器和STC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱，服務(wù)器與所述以太網(wǎng)接口單元連接，STC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱分別與所述RS232接口單元、繼電器單元連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種STC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱的遠(yuǎn)程程序調(diào)試器，它包括供電單元、微處理器單元、攝像頭單元、JTAG接口單元、RS232接口單元、繼電器單元和以太網(wǎng)接口單元，供電單元分別與微處理器單元、攝像頭單元、JTAG接口單元、RS232接口單元、繼電器單元和以太網(wǎng)接口單元連接，微處理器單元分別與攝像頭單元、JTAG接口單元、RS232接口單元、繼電器單元、以太網(wǎng)接口單元連接。本實(shí)用新型能夠在無人管理時(shí)，實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)開放一些遠(yuǎn)程程序調(diào)試接口，用戶只要在有網(wǎng)絡(luò)的地方就可以遠(yuǎn)程登錄服務(wù)器，遠(yuǎn)程下載程序編譯的hex文件，查看程序的執(zhí)行效果，從而自主完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)，提高STC單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱的利用率，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)和實(shí)踐動(dòng)手能力，具有較大的市場應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)G09B23/18GK202887559SQ20122054726
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月24日
發(fā)明者王章權(quán), 陳友榮, 葛靈曉 申請(qǐng)人:浙江樹人大學(xué)