面向多领域的电子教学、应用开发套件

谭耀杨+田红+冉高+石万里

【摘要】 此套件是面向多领域电子类教学、应用开发套件——NEWSTART，是一款面向学生、电子类从业者、电子类开发者的教学、应用型开发套件。NEWSTART套件共分为三大模块6大类，详情如下：A：数字电路模块 中小学生学习引导类。电子爱好者开发应用类B：模拟电路模块 中学生学习引导类。电子爱好者开发应用C：MCU处理器 80C51系列MCU，STM8S系列MCU

【关键词】 教学开发板 初级爱好者应用

一、前言

此教学开发板共有三个模块，其中数字电路模块-中小学生学习引导类及模拟电路模块-中学生学习引导类开发套件目的在于培养或引导中小学生对电子类产品设计、制作的兴趣，达到科技普及教学的目的；此两类开发套件包含如下内容：RC充放电路的现象分析、二极管使用技能及其几种常见特殊用途二极管使用方法、三极管的认识与使用、三极管的放大现象探索、二极管DIY三极管等基础知识与应用技能。

模拟电路模块应用类和MCU处理器模块是专门供电子类爱好者开发应用型套件，其具有硬件设计简单、应用场合多，开发方式广、便携操作、体积较小等优点。此套件可以与外面对口公司达成科技普及教学合作协议，所以基于此套件衍生的NEWSTART学习、应用型开发套是创新的重大推动力。

二、开发板模块

1、1602模块。这是一款较常见的字符型液晶，此液晶屏能够显示16x02即32个字符。符合工业级字符液晶，在工业现场的应用十分的广阔，共有16个引脚，1引脚；为电源GND，2引脚：5v电源正极vcc，3引脚：对比度的调节4引脚：rs寄存器的选择5引脚：rw读写信号线6引脚：e端为使能端7～14引脚：8位双向数据端15-16引脚；空脚背灯电。

2、18b20模块。此模块位常见的温度传感器，具有体积小，耗材低，精度较高，抗干扰能力强等特点，工作电压在3-5.5v左右，其拥有独特的单线接口方式，连接简单，与微处理器连接只需要一个接口线，就能实现控制器与18b20的双向通信。测温范围为-55度到=125度，分辨率较高。另外使用不需要任何外围元器件，所测结果以数字量串行传送。

3、矩阵键盘。矩阵键盘是单片机外部设备使用的键盘组，对系统进行参数的输入，4*4矩阵键盘减少了I/O口的占用，每条水平线和垂直线在交叉处不直接接通，通过一个按键加以连接。运行原理是：当无键按下时行线都是高电平，有键按下时对应的行线为低电平。首先在开始扫描时，通过延时消除机械抖动，再进行读取行值。

4、蜂鸣器模块。这是一种一体化的电子响应器件，通过直流供电，广泛应用于计算机，定时报警器灯电子设备。蜂鸣器分为两类：有源的和无源的，有源的蜂鸣器内部有起振电路，接上额定电流就可发声，无源的蜂鸣器则需要接在音频输出电路中才能发声。

三、创新点

1、面向中小学生的数字电路教学套件——NEWSTART（V1.0）与中小学达成科技普及教学合作事宜所确立的一款专用于中小学学生的数字电路教学套件，此项目NEWSTART数字电路教学套件的设计制作及与对口公司的合作将是我在创新方面的重要推动力。

2、NEWSTART教学套件共分为四个阶段：第一阶段（版本号：V1.x）：设计并制作出使用于中小学生的数字电路教学套件，其包含基础数电知识，但教学内容难度不易过大，重在引导和培养中小学生对电子类产品制造的兴趣。其基本内容应包括：RC充放电路的现象分析、二极管使用技能及其几种常见特殊用途二极管使用方法、三极管的认识与使用、三极管的放大现象探索、二极管DIY三极管等基础知识与应用技能。第二阶段（版本号：V2.x）：设计并制作针对于电子爱好者开发应用的专业型数字电路开发套件，其应具备接口丰富、操作简易、便于二次开发的特点。第三阶段（版本号：V3.x）：设计研发中学生所用型模拟电路开发套件，重点设计并制作面向电子爱好者应用开发的模拟电路开发套件。第四阶段（版本号：V4.x）：针对开发者需要设计并制作专用型开发套件，同时研发一款接口丰富、功能健全、操作简易、便于携带的新型MCU处理器，使其能在特定环境能够安全高效的运行。

四、应用

1、目前的市场情况是基于51系列的开发板，功能结合度不高，且价格相对较贵，对初级爱好者实用性不强，基于此，研发这款面向初级爱好者或者中小学生的教学开发套件，对入门级新手来说是个不错的选择，在引导其爱好发展，拓宽电子方面的涉猎，对感兴趣的一类人员深入学习也同时打下了坚实的基础。

2、通过使用与中小学生的教学型开发套件，培养引导中小學生对电子科技类产品设计、制作的兴趣，达到科技普及教学的母的，让同学们通过对开发套件的感知，从实践当中去学习理论，分析理论，论证理论。

3、项目与相关对口公司的合作机会，将由创新转型为创业，为走向新型竞争市场打下坚实基础。

参 考 文 献

[1]黄杰勇 ，林超文 .Altium desugner实战攻略与高速pcb设计 .电子工业出版社， 2008

[2]周立功. C语言程序设计高级教程 .北京航空航天大学出版社， 2010