面向多領域的電子教學、應用開發套件

譚耀楊+田紅+冉高+石萬里

【摘要】 此套件是面向多領域電子類教學、應用開發套件——NEWSTART，是一款面向學生、電子類從業者、電子類開發者的教學、應用型開發套件。NEWSTART套件共分為三大模塊6大類，詳情如下：A：數字電路模塊 中小學生學習引導類。電子愛好者開發應用類B：模擬電路模塊 中學生學習引導類。電子愛好者開發應用C：MCU處理器 80C51系列MCU，STM8S系列MCU

【關鍵詞】 教學開發板 初級愛好者應用

一、前言

此教學開發板共有三個模塊，其中數字電路模塊-中小學生學習引導類及模擬電路模塊-中學生學習引導類開發套件目的在于培養或引導中小學生對電子類產品設計、制作的興趣，達到科技普及教學的目的；此兩類開發套件包含如下內容：RC充放電路的現象分析、二極管使用技能及其幾種常見特殊用途二極管使用方法、三極管的認識與使用、三極管的放大現象探索、二極管DIY三極管等基礎知識與應用技能。

模擬電路模塊應用類和MCU處理器模塊是專門供電子類愛好者開發應用型套件，其具有硬件設計簡單、應用場合多，開發方式廣、便攜操作、體積較小等優點。此套件可以與外面對口公司達成科技普及教學合作協議，所以基于此套件衍生的NEWSTART學習、應用型開發套是創新的重大推動力。

二、開發板模塊

1、1602模塊。這是一款較常見的字符型液晶，此液晶屏能夠顯示16x02即32個字符。符合工業級字符液晶，在工業現場的應用十分的廣闊，共有16個引腳，1引腳；為電源GND，2引腳：5v電源正極vcc，3引腳：對比度的調節4引腳：rs寄存器的選擇5引腳：rw讀寫信號線6引腳：e端為使能端7～14引腳：8位雙向數據端15-16引腳；空腳背燈電。

2、18b20模塊。此模塊位常見的溫度傳感器，具有體積小，耗材低，精度較高，抗干擾能力強等特點，工作電壓在3-5.5v左右，其擁有獨特的單線接口方式，連接簡單，與微處理器連接只需要一個接口線，就能實現控制器與18b20的雙向通信。測溫范圍為-55度到=125度，分辨率較高。另外使用不需要任何外圍元器件，所測結果以數字量串行傳送。

3、矩陣鍵盤。矩陣鍵盤是單片機外部設備使用的鍵盤組，對系統進行參數的輸入，4*4矩陣鍵盤減少了I/O口的占用，每條水平線和垂直線在交叉處不直接接通，通過一個按鍵加以連接。運行原理是：當無鍵按下時行線都是高電平，有鍵按下時對應的行線為低電平。首先在開始掃描時，通過延時消除機械抖動，再進行讀取行值。

4、蜂鳴器模塊。這是一種一體化的電子響應器件，通過直流供電，廣泛應用于計算機，定時報警器燈電子設備。蜂鳴器分為兩類：有源的和無源的，有源的蜂鳴器內部有起振電路，接上額定電流就可發聲，無源的蜂鳴器則需要接在音頻輸出電路中才能發聲。

三、創新點

1、面向中小學生的數字電路教學套件——NEWSTART（V1.0）與中小學達成科技普及教學合作事宜所確立的一款專用于中小學學生的數字電路教學套件，此項目NEWSTART數字電路教學套件的設計制作及與對口公司的合作將是我在創新方面的重要推動力。

2、NEWSTART教學套件共分為四個階段：第一階段（版本號：V1.x）：設計并制作出使用于中小學生的數字電路教學套件，其包含基礎數電知識，但教學內容難度不易過大，重在引導和培養中小學生對電子類產品制造的興趣。其基本內容應包括：RC充放電路的現象分析、二極管使用技能及其幾種常見特殊用途二極管使用方法、三極管的認識與使用、三極管的放大現象探索、二極管DIY三極管等基礎知識與應用技能。第二階段（版本號：V2.x）：設計并制作針對于電子愛好者開發應用的專業型數字電路開發套件，其應具備接口豐富、操作簡易、便于二次開發的特點。第三階段（版本號：V3.x）：設計研發中學生所用型模擬電路開發套件，重點設計并制作面向電子愛好者應用開發的模擬電路開發套件。第四階段（版本號：V4.x）：針對開發者需要設計并制作專用型開發套件，同時研發一款接口豐富、功能健全、操作簡易、便于攜帶的新型MCU處理器，使其能在特定環境能夠安全高效的運行。

四、應用

1、目前的市場情況是基于51系列的開發板，功能結合度不高，且價格相對較貴，對初級愛好者實用性不強，基于此，研發這款面向初級愛好者或者中小學生的教學開發套件，對入門級新手來說是個不錯的選擇，在引導其愛好發展，拓寬電子方面的涉獵，對感興趣的一類人員深入學習也同時打下了堅實的基礎。

2、通過使用與中小學生的教學型開發套件，培養引導中小學生對電子科技類產品設計、制作的興趣，達到科技普及教學的母的，讓同學們通過對開發套件的感知，從實踐當中去學習理論，分析理論，論證理論。

3、項目與相關對口公司的合作機會，將由創新轉型為創業，為走向新型競爭市場打下堅實基礎。

參 考 文 獻

[1]黃杰勇 ，林超文 .Altium desugner實戰攻略與高速pcb設計 .電子工業出版社， 2008

[2]周立功. C語言程序設計高級教程 .北京航空航天大學出版社， 2010