SBDPX-238單片機控制功能實訓考核裝置
單片機控制功能實訓考核裝置服務于通信工程、電子信息工程技術(shù)、通信技術(shù)、應用電子技術(shù)、機電一體化、電氣自動化技術(shù)、建筑電氣工程技術(shù)、建筑智能化工程技術(shù)等專業(yè)。《單片機原理與應用》課程實踐實訓教學任務，同時實訓室還承接相關課程的課程設計和畢業(yè)設計等其他實踐性環(huán)節(jié)的教學任務。
一、產(chǎn)品特點：
1.入門容易，簡潔而不簡單：為了使入門容易，我們采用簡單易懂的版面設計，從最基本的一個跑馬燈開始就讓您無縫地切入教學。大部分的模塊在保證安全的前提下反面是鏤空的。這使得您可以讓學生一目了然看到，并可以觸摸到，這點很重要。因為我們深知，感性認識的重要性。
2、人體工學，美觀而舒適：采用模塊平放結(jié)構(gòu)，使得視線趨于自然向下，如同平時讀書寫字?？拷脩魝?cè)又略帶傾斜，使得操作時更加方便。同時抬頭時視線使得毫無遮擋?？梢苑奖愕芈犞v，老師亦可觀察實驗情況。
3、高度開放，激發(fā)創(chuàng)新：采用模塊化設計，我們并不簡單的，單獨設計模塊，而是將模塊間聯(lián)系，可能性，功能性做了綜合考慮，提供經(jīng)典實訓項目，我們建議用戶利用高度開放性的模塊，設計出自己的實驗項目。
4、貼近實際，易于拓展：深知教學與實際生產(chǎn)結(jié)合的重要性。特別設計了多達幾十種的實訓包
二、技術(shù)性能：
1、輸入電源：AC220V±10% 50Hz
2、工作環(huán)境：溫度-10~+40℃ 相對濕度＜85%(25℃)
3、裝置容量：200VA
4、重量：100kg
5、外形尺寸：1600×750×1100mm
三、本設備各個功能模塊功能特點
1、主機模塊
單片機采用愛特梅爾的AT89S52。該單片機內(nèi)部設有256Byte的RAM和8KByte的FLASH、三個16位定時器，兩個數(shù)據(jù)指針，片內(nèi)集成了一個看門狗電路。64KRAM擴展空間、64KROM擴展空間；32個IO口，6個向量中斷源；0~33MHz的工作頻率，三級程序加密功能；工作電壓4.0V~5.5V。使用DIP40封裝便于更換芯片及仿真。并設計有在系統(tǒng)下載設計接口，通過USB下載器可以方便地進行編程，無需把單片機從電路上取下。
該模塊上還放有串行通信接口，該接口已經(jīng)加入升壓電路，可以直接與計算機通信，飛利浦單片機和宏晶單片機也可以通過此口進行程序下載。復位電路上加有手動復位按扭，可以直接復位操作。模塊上還設有有源蜂鳴器驅(qū)動電路，直接給固定電平就可以發(fā)出聲響。
2、電源模塊
電源模塊采用線性電源和開關電源兩種電源。單片機等芯片采用線性電源供電，可以有效減少因電源干擾引的程序跑飛。電機等大功率器件采用開關電源供電，確保提供足夠的功率。電源采用漏電保護開關作為總控制，安全可靠。用船形開關單獨控制低壓電，市電與低壓電分開控制。該模塊共有三組相互獨立的低壓電源，其中有兩組是正負雙電源輸出。面板上放置了一個AC220輸出插板，可以同時掛接三個儀器儀表。其中每組電源都有保險絲作過載保護。
3、仿真器模塊
配備有高性能單片機仿真器，可以全功能仿真MCS51系列單片機，也可以軟件仿真；軟件為中國自主研發(fā)，可以很好的支持中文，支持關鍵字提示，自動完成符號配對等功能。支持64K程序地址斷點、64K源程序有效行斷點和64K臨時斷點，單片機內(nèi)部寄存器狀態(tài)一目了然。主機與計算機采用流行的USB接口。
4、顯示模塊
該模塊無論從最基本的顯示元件LED發(fā)光二極管，還是到最高級的LCD顯示屏都包含在內(nèi)。具體配置為8位跑馬燈（邏輯電平指示）、8位數(shù)碼管動態(tài)顯示、16×32點陣LED屏、1602字符型液晶顯示屏、128×64繪圖液晶顯示屏。單片機常用的顯示器件全部包含在內(nèi)，使學習者可以接觸所有的顯示方案，設計人機界面時可以得心應手。
5、繼電器模塊
繼電器是常用的執(zhí)行元件，也是常用的隔離元件，它能用低壓控制高壓電路，遠程切換強電電路狀態(tài)優(yōu)點，同時它的執(zhí)行元件又是一個線圈，在通電及斷電時會產(chǎn)生電磁干擾。為此繼電器模塊在集成了驅(qū)動電路的基礎上增加了光電隔離措施。該模塊共有6路繼電器，每個繼電器的開關觸點全部引出，并明確標示；每個繼電器還設有工作指示燈，那一路繼電器在通電工作使人一目了然。六組繼電器中有兩組為AC220控制的繼電器，可以控制交流電機的正反轉(zhuǎn)及停止，通過轉(zhuǎn)換頭可以連接電子連線。另外四組為電子連線座輸出。繼電器觸點容量250V/6A、DC28V/12A
6、指令模塊
指令模塊上放置了單片機常用的輸入元件，其中有8個獨立鍵盤接口，8路8位開關量輸入，4*4矩形鍵盤接口，可以滿足學生從基礎到高級，從簡單到復雜的實訓要求。如果用戶需要更多的按鍵或需要更為復雜的設計，則可以采用該模塊的PS2鍵盤鼠標接口進行擴展。
7、ADC/DAC模塊
ADC/DAC模塊上設計了兩種轉(zhuǎn)換芯片ADC0809和DAC0832。為了便于調(diào)試程序和硬件，板載了三個功能子模塊：0-5V模擬電壓輸出、8等級LED電平指示器和有源時鐘發(fā)生器。ADC0809實驗時可以用有源時鐘發(fā)生器作為芯片的時鐘，可以用0-5V模擬電壓輸出作為模擬量，用8等級LED電平指示用作模擬量大小的指示；DAC0832實驗時，可以將芯片的輸出接在8等級LED電平指示器上，轉(zhuǎn)換結(jié)果是否正常一目了然。
8、交直流電機控制模塊
該模塊可以完成兩種電機的控制實驗，分別是24V直流減速電機和220V交流減速電機。每種電機的轉(zhuǎn)盤下面放有光電開關計數(shù)器，可以用單片機感知其位置和轉(zhuǎn)動了多少圈。每個電機控制線路中設有超程保護輸入端口，在與水平移動裝置組合實驗時可以有效保護電機和機構(gòu)的安全。
9、步進電機控制模塊
該模塊設有一只24V兩相步進電機和大功率步進電機驅(qū)動器。模塊改變了電機的軸轉(zhuǎn)式運行方式，采用了一個水平移動機構(gòu)，該機構(gòu)可以把電機的軸轉(zhuǎn)改為水平直線運動，并用鋁直尺的刻度指示。該模塊還可以做閉環(huán)控制的實驗項目，因為在運動機構(gòu)上裝有感知距離的閉環(huán)元件。同時設計了一個超程保護電路，當機構(gòu)走到一個程序不可知狀態(tài)時，可自動關閉電機電源，避免機構(gòu)超程損壞。直線運動機構(gòu)上帶了左右限位輸出端子，供單片機查詢狀態(tài)。
10、傳感器配接模塊(4路傳感器接口)
傳感器配接模塊是專為傳感器的配接和電氣隔離而設計的一塊電路單元，該單元共有兩組16路光電隔離IO口，每個光電隔離IO口均可仿PLC與24V電源供電的傳感器連接。并配有四路傳感器轉(zhuǎn)換接口用于工業(yè)傳感器的連接。
11、 擴展模塊
因為82C55的控制方式仍有學習價值，目前在許多教材中仍有它的身影，擴展模塊能滿足實驗的需求；82C55的三個端口全部引出，可以用電子連線連接，也可以用排線連接?？刂贫伺c數(shù)據(jù)通信口安排在一起，整體布局美觀大方。另設有一片74LS245芯片，可以用來與82C55組合起來完成不同的實驗功能。
12、溫度傳感器模塊
該模塊配備有兩種芯片型溫度傳感器：數(shù)字量溫度傳感器18B20和模擬量溫度傳感器LM35。LM35器件還加有運算放大器，放大的模擬量可以提高測量精度。每種傳感器都有透明外殼加固保護，內(nèi)有大功率加熱電阻，加熱指示器等。工作狀態(tài)一清二楚。可以用來做恒溫控制，溫控器等實驗。
13、智能物料搬運裝置
配置雙軸機器人作為裝配的執(zhí)行機構(gòu)，具有X軸、Y軸兩個方向的執(zhí)行能力，可完成智能抓取物料放料等功能；配置有行程開關，光電傳感器，光纖傳感器等，可確保各執(zhí)行器的準確定位；超出最大行程時，具有硬件自動保護功能，確保系統(tǒng)安全及人身安全；本裝置為通用的模塊化的多功能裝置，各功能端口完全開放，可以能過不同的接線來完成各種不同的功能，為學生的創(chuàng)新設計提供了廣闊的發(fā)揮空間。
串行擴展模塊:
該模塊由74HC595、74HC138、74HC165三種芯片組成。74HC595芯片是一種串入并出的芯片，在電子顯示屏制作當中有廣泛的應用。74HC595是8位串行輸入/輸出或者并行輸出以為寄存器，具有高阻、關、斷狀態(tài)。74HC138是一種三通道輸入、八通道輸出譯碼器，主要應用于消費類電子產(chǎn)品。74HC165是8位并行讀取或串行輸入移位寄存器，是一款高速CMOS器件，74HC165遵循JEDEC標準no.7A。74HC引腳兼容低功耗肖特基TTL（LSTTL）系列
并行擴展模塊:
該模塊由74HC377、74HC245、兩種芯片組成。74HC377是八路D型觸發(fā)器數(shù)據(jù)使觸發(fā)器，積極邊緣觸發(fā)。74HC245是一種三態(tài)輸出，八路信號收發(fā)器，主要用于大屏顯示，以及其它的消費類電子產(chǎn)品中增加驅(qū)動。
四、實訓項目
實訓一 燈光閃爍實訓
實訓二 跑馬燈實訓
實訓三 獨立按鍵輸入實訓
實訓四 光隔離輸入輸出實訓
實訓五 金屬檢測實訓
實訓六 動態(tài)數(shù)碼管顯示實訓
實訓七 矩陣鍵盤接口實訓
實訓八繼電器隔離控制實訓
實訓九蜂鳴器演奏實訓
實訓十8255 芯片擴展 IO 實訓
實訓十一字符型液晶顯示模塊控制實訓
實訓十二液晶顯示模塊控制實訓
實訓十三 點陣 L E D 屏漢字顯示實訓
實訓十四AD 轉(zhuǎn)換實訓
實訓十五 D A 轉(zhuǎn)換實訓
實訓十六 LM35 溫度傳感器采集實驗
實訓十七 單總線溫度傳感器采集實訓
實訓十八交直流減速電機控制實訓
實訓十九步進電機開環(huán)控制實訓
實訓二十RS232 通信實訓
實訓二十一 PS2 鍵盤通信實驗
實訓二十一 靜態(tài)數(shù)碼管顯示實驗
實訓二十二 74LS164 串進并出實驗
實訓二十三 74LS165 并進串出實驗
實訓二十四 IIC 總線 IC 卡存儲實驗
實訓二十五 IIC 總線實時時鐘實驗
實訓二十六 IIC 總線 EEPROM 存儲實驗
實訓二十七 外部中斷光電計數(shù)控制電機實訓
實訓二十八 定時器中斷控制電機實訓
實訓二十九 閉環(huán)交直流電機系統(tǒng)實驗
實訓三十閉環(huán)步進電機系統(tǒng)實驗
實訓三十一 恒溫室控制系統(tǒng)實驗
實訓三十二 小車系統(tǒng)控制實訓
實訓三十三 智能物料搬運裝置實訓:
1. 傳感器技術(shù)實訓
2. 直流減速電機應用實訓
3. 氣動回路應用實訓
4. 絲桿傳動機構(gòu)應用實訓
5. 直線運動單元定位控制實訓
6. 機械故障檢測與排除實訓氣動電磁閥的控制實驗
五、單片機控制功能實訓考核平臺配置清單
序號 | 名 稱 | 型號及規(guī)格 |
1 | 實訓桌 | 尺寸1160*720*840采用符合人體工學的平斜面設計，所有模塊平斜放于桌面固定槽內(nèi)，實驗視線同讀書一樣，自然往下，利于思考。同時解決傳統(tǒng)立式結(jié)構(gòu)的視線遮擋，無法看見教師教學的問題。工藝上采用優(yōu)質(zhì)鋁材，16mm以上黑色木板，家具級封邊工藝，帶3個柜子，優(yōu)質(zhì)鉸鏈，鋁合金把手，帶4個可鎖式腳輪便于移動。 |
2 | 電腦推車 | 尺寸630*580*1140采用鋁合金結(jié)構(gòu)，16mm以上黑色木板，家具級封邊工藝，帶4個腳輪，帶電腦位，伸縮鍵盤托板。 |
3 | 51單片機主機模塊 | AT89S52芯片/在系統(tǒng)下載設計 |
4 | 電源模塊 | DC±5V，±12V，24V |
5 | 仿真器模塊 | 仿真器 |
6 | 顯示模塊(AB共2塊) | 8位跑馬燈 |
8位數(shù)碼管動態(tài)顯示 |
16×32點陣LED屏 |
128×64繪圖液晶顯示屏 |
1602字符型液晶顯示屏 |
7 | 繼電器模塊 | 6路繼電器（帶驅(qū)動） |
8 | 指令模塊 | PS2鍵盤接口 |
8個獨立鍵盤接口 |
8路8位開關量輸入 |
4*4矩形鍵盤接口 |
9 | ADC/DAC模塊 | ADC0809 |
DAC0832 |
0-5V模擬電壓輸出 |
8等級LED電平指示 |
有源時鐘發(fā)生器 |
10 | 交直流電機控制模塊 | 24V直流減速電機 |
220V交流減速電機 |
光電開關計數(shù)輸出 |
11 | 步進電機控制模塊 | 步進電機 |
水平移動裝置 |
閉環(huán)控制裝置 |
12 | 傳感器配接模塊 | 4路傳感器接口 |
16路光電隔離IO口 |
13 | 擴展模塊 | 8255芯片，74LS245芯片 |
14 | 溫度傳感器模塊 | 18B20/LM35 |
15 | 串并裝換模塊 | 74LS164 串進并出、74LS165 并進串出 |
16 | IIC總線模塊 | 總線 IC 卡/總線實時時鐘 |
17 | RS232通訊線 | RS232通訊線 |
18 | ISP編程線 | ISP編程電纜 |
19 | 排線 | 排線 |
25 | 電子連線 | 實驗連線 |
26 | 接近開關 | 接近開關 |
27 | 智能物料搬運模塊 | 搬運機構(gòu) |
傳感器檢測機構(gòu) |
限位保護功能 |
接供料機構(gòu) |
28 | 氣泵：FB-45/7靜音無油空壓機(小型無油空壓機,微型無油空壓機):排氣量：45L/min，壓力：0.7MPA,電機功率：0.55kw，尺寸：400*400*570mm，重量：24kg | 實驗室共用氣泵 |
29 | 單片機仿真教學軟件 |
|
30 | 單片機多媒體教學軟件 |
|
31 | 實驗指導 | 實驗指導1套 |
32 | 實驗程序與配套軟件 | 配套實驗源代碼，配套軟件與工具 |
