考试系统资源介绍考试系统资源介绍全国电子专业人才考试（单片机设计与开发）套装件是考试指定用专用硬件平台，所 有的考试项目都可以以该硬件平台为基础，用该硬件平台资源来实现。 考试与实验系统由系统主板（以下简称主板）和多种 CPU 板构成，主板是公用的， CPU 板可以依据考生情况（指开设单片机的类型或开发用单片机的类型）自由选择。 主板集成了常用硬件资源模块，每个模块既相对独立，又可以“搭积木”的方式相互 组合。因此，考试与实验系统可以为不同的考试项目、开发课题、实验项目提供一个公共 的硬件平台，此平台能兼容全国教学用的主流单片机。 2.1 考试与实验系统主板资源介绍考试与实验系统主板资源介绍2.1.1 继电器控制模块继电器控制模块 主板上提供了两路继电器控制模块，如图 2.1 所示。控制信号由 JDQ1 和 JDQ2 输入， 分别控制两路继电器，一路是控制 PNP 管基极使继电器通断，一路是控制 NPN 管基极使 继电器通断。两路继电器可控制不同的外接被控对象（如灯、电机等） 。图 2.1 继电器控制模块 2.1.2 参考电压源模块参考电压源模块 主板上提供了一个参考电压源模块，如图 2.2 所示。参考电压源模块以 TL431 为核心， 通过调节电位器可输出 02.50V 的参考电压。参考电压源模块可为主板上需要参考电压的芯片或外部设备提供参考电压，主要为 A/D、D/A 转换提供参考电压。图 2.2 参考电压源模块 2.1.4 电源模块（必须可调）电源模块（必须可调） 电源模块为主板上其它模块提供电源，如图 2.3 所示。电源模块能提供多种电源，满 足不同类型的单片机及外围电路供电。 电源输入有两种方式，一种为交直流电源从电源插座输入，输入的电压要求，直流输 入应大于 7.5V，交流输入应大于 5V，通过 7805 三端稳压器得到 5V 的直流电源供给系统 其它模块工作，另一种为从 USB 接口获取5V 电源，只要用相应配套的 USB 线从电脑主 机获取5V 直流电源，在电源模块中加有保护电路，即电路中有短路，不会对 7805 三端 稳压器及电脑主机电源有损害！其电路原理图如图 1.4 所示：2.1.6 232 电平转换模块电平转换模块 232 电平转换采用 MAX232 芯片把 TTL 电平转换成 RS232 电平格式，可以用于单片机 与微机通信，以及单片机与单片机之间的通信，在该系统板上提供了两个 DB9 的接口，其 中一个用 ISP 下载器模块的程序下载接口，称为“ISP Interface”，另一个接口为单片机与 其它具有 RS232 接口的通信端口，称为“Common Port”。具体的电路原理图如图 1.6 所示：2.1.7 信号发生模块信号发生模块 该模块采用 555 芯片产生一些连续频率的方波信号，由“WAVE GND”端口输出，其 稳定可调的频率范围在 5KHz100KHz 之间变化。电路原理图如图 1.7 所示：2.1.8 音频放大模块音频放大模块 该音频放大模块采用 LM386 芯片作为音频的功率放大，音频信号由“YINPIN”端口输 入，信号的输出由“SPK OUT”端口输出，只要在“YINP OUT”接一个喇叭即可。电路原 理图如图 1.8 所示：图 1.8 2.1.9 模数转换模块模数转换模块 主板上的模数转换模块采用 ADC0809 芯片，组成 8 路 8 位的 A/D 转换，IN0IN7为 8 路模拟电压的输入端，控制 ADC0809 芯片工作的控制信号由“CLK OE EOC ST A2 A1 A0”端口输入，转换的数据从 D0D7 的端口输出。具体的电路原理图如图 1.9 所示： 2.1.10 动态数码显示模块动态数码显示模块 该系统中采用 8 位的动态数码显示，控制数码显示的数据由两部分组成，一部分为笔 段亮灭控制的信号输入由“A B C D E F G H”端口输入，而控制位显示的控制信 号由“S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8”端口输入，同时该动态数码显示采用共阴数码管； 具体的电路原理图如图 1.10 所示：2.1.11 四路静态数码显示模块四路静态数码显示模块 在该模块中，每一路端口对应着一个具体的数码管，具体的电路原理图如图 1.11 所示：2.1.12 88 点阵模块点阵模块 该系统板上提供了 8X8 点阵模块，用于理解单片机是如何控制点阵数码管的工作过程， 它有两个输入控制端口，对于点阵数码管有行和列之分，这两个端口分别控制它们的行和 列， “DR1DR8”为 8X8 点阵模块的行信号控制端口， “DC1DC8”为 8X8 点阵模块的列信 号控制端口。具体的电路原理图如图 1.12 所示：2.1.13 八路发光二极管指示模块八路发光二极管指示模块 该模块采用 8 个发光二极管作为指示信号作用，即可以用排线来控制，也可以单个地 控制每个发光二极管的亮灭，当控制信号为低电平时，发光二极管亮，为高电平时，发光 二极熄灭；控制电平的输入由“L1L8”输入。电路原理图如图 1.132.1.14 三八译码模块三八译码模块 在系统板上提供了三八译码模块，控制译码器译码信号由“C B A”端口输入，译出 的控制信号由“Y0Y7”输出。电路原理图如图 1.142.1.15 串并转换模块串并转换模块 该系统板上采用了四个 74LS164（移位寄存器）作为串并转换模块，这四路串并转换 模块已经级连起来。串行数据从“RXD TXD”端口输入；具体的电路原理图如图 1.15 所示：图 1.15 2.1.16 数模转换模块数模转换模块 系统板上的数模转换模块采用了 8 位的 D/A 转换芯片 DAC0832 来完成数模转换过程， DAC0832 是电流输出型 D/A 转换芯片，因此，后面接有集成运放 LM358 来完成电流到电 压的转换。其中的数字信号的输入从“D0D7”端口输入，控制 DAC0832 工作的控制信号 由“WR CS”端口输入，模拟量的输出从“AOUT”端口输出，由于 LM358 工作在双电源条 件下，因此要给 LM358 加入12V 电压，从“12V GND 12V”端口加入。具体的电路 原理图如图 1.16 所示：2.1.17 单片机系统单片机系统 该系统板上的单片机系统把全部的 I/O 端口资源提供出来，因此，在实际应用的时候， 可以灵活地组合成不同的单片机应用系统，该单片机采用 12MHZ 晶振，具体的电路原理 图如图 1.17 所示：2.1.18 四路拨动开关模块四路拨动开关模块 开关控制信号由“K1 K2 K3 K4”端口输出，具体的电路原理图如图 1.18 所示： 图 1.182.1.19 分频模块分频模块 该系统板上的分频电路采用 2 片 74LS74 来完成最大 16 分频，输入的时钟信号由“CK IN”端口输入，经过 2 片 74LS74 分频后的信号分别由“/1 /2 /4 /8 /16”端口输出，分别表示未 分频，2 分频，4 分频，8 分频，16 分频；具体的电路原理图如图 1.19 所示图 1.19 2.1.20 四路单总线模块四路单总线模块 为了适应新技术的需要，增加 1Wire 总线接口，在本系统板上提供了四路 1Wire 总线接口，数据传输通过“DQ1 DQ2 DQ3 DQ4”端口来完成；具体的电路原理图如图 1.20 所示：2.1.21 二线总线模块（二线总线模块（I2C 总线）总线） 为了适应新技术的需要，增加了 2 路 I2C 总线接口，适用 8 脚的 I2C 总线芯片，左边的“PIN1 PIN2 PIN3 PIN4 PIN5 PIN6”与上面的接口连接，右边的“PIN1 PIN2 PIN3 PIN4 PIN5 PIN6”与下面的接口连接；具体的电路原理图如图 1.21 所示：2.1.22 独立式键盘模块独立式键盘模块 键盘是人机通信不可缺少的部件，独立式键盘是最基本的一种键盘方式，在本系统中提供 了四个独立式按键；具体的电路原理图如图 1.22 所示： 2.1.23 44 行列式键盘模块行列式键盘模块 行列式键盘也即矩阵式键盘，它由行和列组成，在每个行列的交叉点上放置一个按键，这 样 44 行列式键盘共需要 16 个键盘组成；具体的电路原理图如图 1.23 所示： 图 1.23 2.1.24 32KB 数据存储器模块数据存储器模块 为了适应大容量的数据处理的需要，在系统板上加入了 32KB 数据存储器（RAM） ，数据 总线从“D0D7”的端口输入，高 8 位地址总线从“A8A15”端口输入，控制数据存储器的 读写控制信号从“ALE CS WR RD”端口输入，具体的电路原理图如图 1.24 所示： 以上是“AT89S51 单片机实验及实践系统板单片机实验及实践系统板”的所有硬件资源简介，通过这 24 个模块之间 的相互组合，可以设计出从基本的单片机系统到复杂的单片机应用控制系统的设计，是初 学者对单片机入门和开发不可缺少的过程。 2.1.25 运放模块运放模块 2.1.25 传感器接口传感器接口 2.1.25 红外接口红外接口 2.1.26 无线接口无线接口 2.1.27 打印接口打印接口 2.1.28 液晶显示接口液晶显示接口2.2CPU 板介绍板介绍 2.2.1 2.1.5 程序下载模块（放在程序下载模块（放在 CPU 板上）板上） 该模块完成源程序代码下载到 AT89S51 或者是 AT89S52 芯片中，它需要和微机上的 ISP 下载器软件配合使用来完成这样的功能。具体的电路原理图如图 1.5 所示：