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2020年9月2日

单片机应用创新实验平台,单片机应用创新实验装置

 

SBDPJ-186T单片机应用创新实验平台

一、概述

单片机应用创新实验装置由控制屏、实验挂箱、实验桌组成,通过本实验台可完成单片机的接口扩展、数据采集、数据显示、键盘控制、定时器、打印机接口等实验,配备有仿真器。

设有电流型漏电保护器,控制屏若有漏电现象,漏电流超过一定值,即切断电源,对人身安全起到一定的保护。

装置采用组件式结构,更换实验模块便捷。如需扩展功能或开发新实验,只需添加实验模块挂箱即可,永不淘汰。

二、主要技术参数

1、输入电源:AC220V±10%  50Hz

2、工作环境:温度-10℃+40℃  相对湿度<85%25℃

3、装置容量:200VA

4、重量:100Kg

5、外形尺寸(cm):160×70×150

三、装置构成

(一)实验屏:实验时放置实验挂箱,并提供实验电源,铁质双面亚光密纹喷塑结构。

1、电源输入:工作电压220V±5%(50Hz),输入时指示灯亮。

2、交流电源输出:有保险丝和漏电保护开关二级保护功能。输出单相交流220V工作电压有高精度电压表电流表指示。 

3、固定直流电源

1)电压电流参数±5V/5A±12V/2A±24V/2A。有短路、过流自动保护功能,设有短路软截止自动保护和自动恢复装置。

2)固定电源测量板2.7TFT液晶屏具有正负电压显示,正负电流显示,具有过载提示功能。

3)上位机具有实时监视及关断功能。

4)纹波与噪声:150mVp-p

5)启动上升时间:100ms

6)工作温度范围:-20℃+50℃

4DDS功率型函数发生器/频率计:

1)采用直接数字频率合成(DDS)产生高精度正弦波,方波和三角波。

22.7TFT液晶屏显示输出频率、波形、占空比、幅度、衰减、偏置。

3)正弦波输出幅度≥10V,输出阻抗50Ω,失真度<1%1HZ-- 10KHz)。

4)频率范围 1HZ~3MHz, EC11旋钮编码器调节。

5)输出幅度采用EC11旋钮编码器调节,正弦波输出具有20db,40db60db衰减。

6)方波占空比可调, 调节范围:5%-95%调节;

7)外测频率功能,频率计测量范围1HZ-100MHz,幅度3.3V,具有自动换档功能。

8)上位机设置函数信号发生器各个参数,并有实时监视及锁定和关断功能

9)上升时间≤50

10) 5V正反相单脉冲输出。

11) 工作温度范围:-20℃+50℃

★5、智能型直流电压表

1)测量范围:0-1000V, 设置2V/20V/200V/1000V四档量程,具有量程自动切换,超量程自动报警功能。

2)2.7TFT液晶屏显示四位测量值,具有超量程提示功能。

3)测量精度:±0.5%+2

4)抽样率:5/

5)工作温度范围:-20℃+50℃

6)上位机具有实时监视及关断功能。

6、智能型真有效值交流数字毫伏表

1)测量范围:0.2mV600V, 设置200mV2V20V200V600V五档量程,具有量程自动切换,超量程自动报警功能。

2)2.7TFT液晶屏显示四位测量值。

3)测量精度:±0.5%+5

4)频率范围:10Hz600KHz

5)输入阻抗:1MΩ,输入电容≤30pF

6)抽样率:5/

7)工作温度范围:-20℃+50℃

8)上位机具有实时监视及关断功能。

7、组:单相市电输出,供用户自备仪器使用。

8、通信接品:

1)实验台地址范围0-255

2)具有WIFIRJ45RS485上位机通信接口。

3)上位机与各学生实验台智能测量仪表数据交换,接口转换功能。

4)工作温度范围-20℃+50℃

9、实验台管理软件(上位机软件)(具有软件著作权)

1)添加、删除、配置各实验台模块。

2)实时监测各学生实验台各项模块实时参数。

3)远程控制各实验台模块功能开关,按键锁定。

4)软件用户登录管理功能。

(二)实验桌:铝木结构,桌面为防火、防水、耐磨高密度板,电脑桌连体设计,造型美观大方。采用特制模具制作的优质铝合金做框架,铝合金表面经氧化处理,经久耐用,美观大方,符合现代审美观,桌面为防火、防水、耐磨高密度板,桌子下部配置储存柜及电脑主机柜。

(三)本设备各个功能模块及功能特点

1、 主机模块

单片机采用爱特梅尔的AT89S52。该单片机内部设有256ByteRAM8KByteFLASH、三个16位定时器,两个数据指针,片内集成了一个看门狗电路。64KRAM扩展空间、64KROM扩展空间;32IO口,6个向量中断源;0~33MHz的工作频率,三级程序加密功能;工作电压4.0V~5.5V。使用DIP40封装便于更换芯片及仿真。并设计有在系统下载设计接口,通过USB下载器可以方便地进行编程,无需把单片机从电路上取下。

该模块上还放有串行通信接口,该接口已经加入升压电路,可以直接与计算机通信,飞利浦单片机和宏晶单片机也可以通过此口进行程序下载。复位电路上加有手动复位按扭,可以直接复位操作。模块上还设有有源蜂鸣器驱动电路,直接给固定电平就可以发出声响。

2、仿真器模块

配备有高性能单片机仿真器,可以全功能仿真MCS51系列单片机,也可以软件仿真;软件为中国自主研发,可以很好的支持中文,支持关键字提示,自动完成符号配对等功能。支持64K程序地址断点、64K源程序有效行断点和64K临时断点,单片机内部寄存器状态一目了然。主机与计算机采用流行的USB接口。

3、 显示模块

该模块无论从最基本的显示元件LED发光二极管,还是到最高级的LCD显示屏都包含在内。具体配置为8位跑马灯(逻辑电平指示)、8位数码管动态显示、16×32点阵LED屏、1602字符型液晶显示屏、128×64绘图液晶显示屏。单片机常用的显示器件全部包含在内,使学习者可以接触所有的显示方案,设计人机界面时可以得心应手。

4、继电器模块

继电器是常用的执行元件,也是常用的隔离元件,它能用低压控制高压电路,远程切换强电电路状态优点,同时它的执行元件又是一个线圈,在通电及断电时会产生电磁干扰。为此继电器模块在集成了驱动电路的基础上增加了光电隔离措施。该模块共有6路继电器,每个继电器的开关触点全部引出,并明确标示;每个继电器还设有工作指示灯,那一路继电器在通电工作使人一目了然。六组继电器中有两组为AC220控制的继电器,可以控制交流电机的正反转及停止,通过转换头可以连接电子连线。另外四组为电子连线座输出。继电器触点容量250V/6ADC28V/12A

5、 指令模块

指令模块上放置了单片机常用的输入元件,其中有8个独立键盘接口,88位开关量输入,4*4矩形键盘接口,可以满足学生从基础到高级,从简单到复杂的实训要求。如果用户需要更多的按键或需要更为复杂的设计,则可以采用该模块的PS2键盘鼠标接口进行扩展。

6 ADC/DAC模块

ADC/DAC模块上设计了两种转换芯片ADC0809DAC0832。为了便于调试程序和硬件,板载了三个功能子模块:0-5V模拟电压输出、8等级LED电平指示器和有源时钟发生器。ADC0809实验时可以用有源时钟发生器作为芯片的时钟,可以用0-5V模拟电压输出作为模拟量,用8等级LED电平指示用作模拟量大小的指示;DAC0832实验时,可以将芯片的输出接在8等级LED电平指示器上,转换结果是否正常一目了然。

7、 交直流电机控制模块

该模块可以完成两种电机的控制实验,分别是24V直流减速电机和220V交流减速电机。每种电机的转盘下面放有光电开关计数器,可以用单片机感知其位置和转动了多少圈。每个电机控制线路中设有超程保护输入端口,在与水平移动装置组合实验时可以有效保护电机和机构的安全。

8、步进电机控制模块

该模块设有一只24V两相步进电机和大功率步进电机驱动器。模块改变了电机的轴转式运行方式,采用了一个水平移动机构,该机构可以把电机的轴转改为水平直线运动,并用铝直尺的刻度指示。该模块还可以做闭环控制的实验项目,因为在运动机构上装有感知距离的闭环元件。同时设计了一个超程保护电路,当机构走到一个程序不可知状态时,可自动关闭电机电源,避免机构超程损坏。直线运动机构上带了左右限位输出端子,供单片机查询状态。

9、 传感器配接模块(4路传感器接口)

传感器配接模块是专为传感器的配接和电气隔离而设计的一块电路单元,该单元共有两组16路光电隔离IO口,每个光电隔离IO口均可仿PLC24V电源供电的传感器连接。并配有四路传感器转换接口用于工业传感器的连接。

10、 扩展模块

因为82C55的控制方式仍有学习价值,目前在许多教材中仍有它的身影,扩展模块能满足实验的需求;82C55的三个端口全部引出,可以用电子连线连接,也可以用排线连接。控制端与数据通信口安排在一起,整体布局美观大方。另设有一片74LS245芯片,可以用来与82C55组合起来完成不同的实验功能。

11、 温度传感器模块

该模块配备有两种芯片型温度传感器:数字量温度传感器18B20和模拟量温度传感器LM35LM35器件还加有运算放大器,放大的模拟量可以提高测量精度。每种传感器都有透明外壳加固保护,内有大功率加热电阻,加热指示器等。工作状态一清二楚。可以用来做恒温控制,温控器等实验。

四、配置清单

序号

 

数量

型号及规格

1

实训桌

1

 

2

实训屏

1

 

3

学生凳

2

钢木方凳

4

51单片机主机模块

1

AT89S52芯片/在系统下载设计

5

仿真器模块

1

仿真器

6

显示模块(AB2)

1

8位跑马灯

8位数码管动态显示

16×32点阵LED

128×64绘图液晶显示屏

1602字符型液晶显示屏

7

继电器模块

1

6路继电器(带驱动)

8

指令模块

1

PS2键盘接口

8个独立键盘接口

88位开关量输入

4*4矩形键盘接口

9

ADC/DAC模块

1

ADC0809

DAC0832

0-5V模拟电压输出

8等级LED电平指示

有源时钟发生器

10

交直流电机控制模块

1

24V直流减速电机

220V交流减速电机

 

光电开关计数输出

11

步进电机控制模块

1

步进电机

水平移动装置

闭环控制装置

12

传感器配接模块

1

4路传感器接口

16路光电隔离IO

13

扩展模块

1

8255芯片,74LS245芯片

14

温度传感器模块

1

18B20/LM35

15

串并装换模块

1

74LS164 串进并出、74LS165 并进串出

16

IIC总线模块

1

总线 IC /总线实时时钟

17

RS232通讯线

1

RS232通讯线

18

ISP编程线

1

ISP编程电缆

19

排线

1

排线

20

电子连线

1

实验连线

21

接近开关

1

接近开关

22

实验指导

1

实验指导1

23

实验程序与配套软件

1

配套实验源代码,配套软件与工具

五、实训项目

实训一 灯光闪烁实训

实训二 跑马灯实训

实训三 独立按键输入实训

实训四 光隔离输入输出实训

实训五 金属检测实训

实训六 动态数码管显示实训

实训七 矩阵键盘接口实训

实训八继电器隔离控制实训

实训九蜂鸣器演奏实训

实训十8255 芯片扩展 IO 实训

实训十一字符型液晶显示模块控制实训

实训十二液晶显示模块控制实训

实训十三 点阵 L E D 屏汉字显示实训

实训十四AD 转换实训

实训十五  D A 转换实训

实训十六 LM35 温度传感器采集实验

实训十七 单总线温度传感器采集实训

实训十八交直流减速电机控制实训

实训十九步进电机开环控制实训

实训二十RS232 通信实训

实训二十一 PS2 键盘通信实验

实训二十一 静态数码管显示实验

实训二十二 74LS164 串进并出实验

实训二十三 74LS165 并进串出实验

实训二十四 IIC 总线 IC 卡存储实验

实训二十五 IIC 总线实时时钟实验

实训二十六 IIC 总线 EEPROM 存储实验

实训二十七 外部中断光电计数控制电机实训

实训二十八 定时器中断控制电机实训

实训二十九 闭环交直流电机系统实验

实训三十闭环步进电机系统实验

实训三十一 恒温室控制系统实验

实训三十二 小车系统控制实训

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