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TW-SRD3B單片機應(yīng)用實訓(xùn)考核裝置

一、產(chǎn)品概述：

    單片機應(yīng)用實訓(xùn)考核裝置是根據(jù)中等職業(yè)學(xué)?！秵纹瑱C及其應(yīng)用》的教學(xué)內(nèi)容和要求，按照職業(yè)崗位的工作內(nèi)容研發(fā)的實訓(xùn)考核設(shè)備。適合中職學(xué)校資源與環(huán)境、能源、土木工程、交通運輸、制造、信息技術(shù)類相關(guān)專業(yè)的單片機課程的教學(xué)。

    單片機控制功能實訓(xùn)考核裝置采用鋁木臺式結(jié)構(gòu)。實訓(xùn)臺的抽屜柜用于存放實訓(xùn)模塊，抽屜柜與臺面之間布置實訓(xùn)模塊安裝支架，最上一層是工作臺臺面。用于技能競賽時在臺面上放置設(shè)備安裝底板，在底板上安裝試題擬定的單片機控制裝置需要的模塊，連接控制電路，編寫的控制程序輸入單片機后，按下運行指令開關(guān)，單片機控制裝置就按程序運行。放置在單片機實訓(xùn)室中，這就是一張實訓(xùn)臺。當(dāng)講解理論或?qū)嵱?xùn)項目中的相關(guān)知識時，可以當(dāng)做課桌；當(dāng)需要進行實際操作時，將臺面打開，就露出放置在安裝支架上的模塊，在需要的實訓(xùn)模塊間按實訓(xùn)要求連接電路，編寫控制程序，就可以按照設(shè)計的實訓(xùn)項目進行單片機技術(shù)的教學(xué)。

    采用模塊化，開放式設(shè)計。各個模即可做基礎(chǔ)實驗，又可組合起來做實訓(xùn)實驗及課程設(shè)計。模塊之間聯(lián)接靈活，加深對單片機硬件電路設(shè)計原理的理解,能夠完成I/O實訓(xùn)，A/D實訓(xùn)，D/A實訓(xùn)，LED\LCD點陣模塊實驗，電機控制等。更設(shè)有國內(nèi)單片機教學(xué)設(shè)備空缺的機電一體化設(shè)備：智能物料搬運裝置。該設(shè)備從氣動，電動及單片機控制電氣電路、軟件設(shè)計等多方面著手培養(yǎng)學(xué)生動手動腦能力；教學(xué)與實踐相結(jié)合使學(xué)生畢業(yè)后能很快利用單片機知識設(shè)計制造出常用的工控自動化設(shè)備，成為企業(yè)有用之才。專為高職中職課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計和單片機競賽的開發(fā)平臺，體現(xiàn)了靈活性、開放、創(chuàng)新、綜合、跨領(lǐng)域、跨專業(yè)的設(shè)計理念。能夠滿足高職中職院校電子工程專業(yè)等不同層次的基礎(chǔ)實訓(xùn)教學(xué)，課程設(shè)計，畢業(yè)設(shè)計，課題設(shè)計，符合學(xué)生的從基礎(chǔ)到高級，從理論到實踐的學(xué)習(xí)認知曲線。

二、技術(shù)參數(shù)：

1、電源輸入：AC220V±10％(漏電保護功能，安全插輸出)

2、輸出電壓：DC ±12V±5％/1ADC±5V±5％/1ADC 24V±5％/1.5A

3、工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃相對濕度＜85%（25℃）海拔＜4000m

4、產(chǎn)品規(guī)格：1225mm×690mm×820mm

三、產(chǎn)品模塊功能：

1、主機模塊：

該單片機內(nèi)部設(shè)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(shè)計有在系統(tǒng)下載設(shè)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(fù)位電路上加有手動復(fù)位按扭，可以直接復(fù)位操作。模塊上還設(shè)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：

電源模塊采用開關(guān)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(guān)電源供電，確保提供足夠的功率。電源采用漏電保護開關(guān)作為總控制，安全可靠。用船形開關(guān)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(guān)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：

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(xué)習(xí)者可以接觸所有的顯示方案，設(shè)計人機界面時可以得心應(yīng)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(chǔ)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(guān)觸點全部引出，并明確標示；每個繼電器還設(shè)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(guān)量輸入，4*4矩形鍵盤接口，可以滿足學(xué)生從基礎(chǔ)到高級，從簡單到復(fù)雜的實訓(xùn)要求。如果用戶需要更多的按鍵或需要更為復(fù)雜的設(shè)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(shè)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：

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(guān)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(shè)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：

模塊設(shè)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(shè)計了一個超程保護電路，當(dāng)機構(gòu)走到一個程序不可知狀態(tài)時，可自動關(guān)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(shè)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：

82C55的控制方式，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(shè)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：

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、串并轉(zhuǎn)換模塊：

串并轉(zhuǎn)換模塊含兩種轉(zhuǎn)換芯片：串并轉(zhuǎn)換74HC164和并串轉(zhuǎn)換74HC165。其中串并轉(zhuǎn)換使用了五個芯片，四個芯片連接數(shù)碼管，可以作為四位靜態(tài)顯示。另外一個芯片數(shù)據(jù)端全部引出，方便擴展，并且每個IO口都有仿PLC狀態(tài)指示燈。并串轉(zhuǎn)換芯片使用一片74HC165，同樣設(shè)計了仿PLC的IO口狀態(tài)指示燈。

14、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(guān)，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；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，為創(chuàng)新設(shè)計提供了廣闊的發(fā)揮空間。

單片機技術(shù)實訓(xùn)箱

一、基本要求：

1.自帶5V、12V、-12V電源，其中5V電源可供2A的電流，12V可供500mA，-12V可供300mA， 含瞬時短路保護和過流保護；

2.基于Keil MONITER 51的仿真調(diào)試功能；

3.帶有32k的FLASH用于用戶的程序下載；

4.能夠?qū)崿F(xiàn)PHILIPS 單片機的 64Kflash 的ISP下載編程功能；

5.靈活簡單的138譯碼和373鎖存電路，方便用戶隨意設(shè)置；

6.集成1路USB1.1接口，提供完整的單片機固件程序、上位機驅(qū)動程序源碼及其完整的軟件包和應(yīng)用范例，即便用戶沒有掌握USB1.1協(xié)議，同樣也能在現(xiàn)有的產(chǎn)品上增加USB功能；

7.帶有128*64的點陣液晶模塊（標配）及接口；

8.含有一個邏輯筆，可用于檢查TTL電平的高低；

9.含有一個時鐘發(fā)生器，可以產(chǎn)生時鐘信號。

10. 要求采用高強度PCB板作為基板，正面印有元件符號及參數(shù)，背面進行元件連線，元件放在正面以便教學(xué)。實驗箱以綠色為基調(diào)，實驗區(qū)電路清楚明了，整體布局美觀大方。接插座采用鍍金中型孔，永不氧化。附有詳盡的實驗指導(dǎo)書和板載信號發(fā)生器、電源。

二、參數(shù)指標：

1.外形尺寸：42cm×30cm×120cm

2.輸入電源：單相 AC 220V±10%（50Hz）

3.工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃；相對溫度≤85℃；海拔≤4000米

4.主要配的模塊：電源模塊、仿真器模塊、液晶顯示、數(shù)碼管顯示、LED邏輯電平指示、指令、AD\DA、直流電機控制、步進電機控制、擴展模塊、溫度傳感器、串并轉(zhuǎn)換、IIC總線、語音模塊，USB接口、以太網(wǎng)接口、點陣屏等組成。各個模塊資源全部開放。

三、至少可完成的實驗項目：

1.單片機I/O口控制實驗，如撥碼開關(guān)信號輸入，LED發(fā)光二極管控制，按鍵輸入等等實驗；

2.定時器輸出PWM實驗；

3.蜂鳴器驅(qū)動實驗；

4.結(jié)合單片機I/O口控制實驗和蜂鳴器驅(qū)動實驗的電子琴實驗；

5.串轉(zhuǎn)并的I/O口實驗；

6.并轉(zhuǎn)串的I/O口實驗；

7.74HC138譯碼器實驗；

8.8×8LED掃描輸出實驗；

9.555電路實驗（如脈沖輸出，頻率調(diào)整等實驗）；

10.運算放大器實驗（加減法,微積分等電路的實驗）；

11.繼電器控制實驗；

12.RS232串口通信實驗；

13.RS485差分串行通信實驗；

14.I2C總線實驗（實時時鐘、EEPROM和ZLG7290的實驗）；

15.結(jié)合I2C總線實驗而擴展的萬年歷時鐘實驗； 

16.接觸式IC卡讀寫實驗；

17.18B20的單總線實驗；

18.結(jié)合18B20的單總線實驗和I2C總線實驗的溫度計實驗；

19.結(jié)合555電路實驗和單片機定時器頻率計實驗；

20.直流電機實驗；

21.步進電機實驗；

22.紅外收發(fā)實驗；

23.LCD 16*2 字符型液晶顯示實驗；

24.LCD 128*64 點陣液晶顯示實驗；

25.8155I/O擴展及RAM、定時器實驗；

26.并行的模數(shù)轉(zhuǎn)換實驗；

27.并行的數(shù)模轉(zhuǎn)換實驗；

28.串行的模數(shù)轉(zhuǎn)換實驗；

29.結(jié)合串行的模數(shù)轉(zhuǎn)換實驗和I2C總線實驗電壓表實驗；

30.結(jié)合I2C總線實驗、接觸式IC卡讀寫實驗、繼電器控制實驗的IC卡身份識別開關(guān)實驗；

31.USB1.1接口控制實驗；