新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)交通與物流工程學(xué)院-TW-SRD3B單片機(jī)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)考核裝置
一、產(chǎn)品概述：
單片機(jī)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)考核裝置是根據(jù)中等職業(yè)學(xué)?！秵纹瑱C(jī)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(shí)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(yùn)輸、制造、信息技術(shù)類相關(guān)專業(yè)的單片機(jī)課程的教學(xué)。
單片機(jī)控制功能實(shí)訓(xùn)考核裝置采用鋁木臺(tái)式結(jié)構(gòu)。實(shí)訓(xùn)臺(tái)的抽屜柜用于存放實(shí)訓(xùn)模塊，抽屜柜與臺(tái)面之間布置實(shí)訓(xùn)模塊安裝支架，最上一層是工作臺(tái)臺(tái)面。用于技能競(jìng)賽時(shí)在臺(tái)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(jī)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(jī)后，按下運(yùn)行指令開關(guān)，單片機(jī)控制裝置就按程序運(yùn)行。放置在單片機(jī)實(shí)訓(xùn)室中，這就是一張實(shí)訓(xùn)臺(tái)。當(dāng)講解理論或?qū)嵱?xùn)項(xiàng)目中的相關(guān)知識(shí)時(shí)，可以當(dāng)做課桌；當(dāng)需要進(jìn)行實(shí)際操作時(shí)，將臺(tái)面打開，就露出放置在安裝支架上的模塊，在需要的實(shí)訓(xùn)模塊間按實(shí)訓(xùn)要求連接電路，編寫控制程序，就可以按照設(shè)計(jì)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目進(jìn)行單片機(jī)技術(shù)的教學(xué)。
采用模塊化，開放式設(shè)計(jì)。各個(gè)模即可做基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，又可組合起來(lái)做實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì)。模塊之間聯(lián)接靈活，加深對(duì)單片機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)原理的理解,能夠完成I/O實(shí)訓(xùn)，A/D實(shí)訓(xùn)，D/A實(shí)訓(xùn)，LED\LCD點(diǎn)陣模塊實(shí)驗(yàn)，電機(jī)控制等。
該設(shè)備從氣動(dòng)，電動(dòng)及單片機(jī)控制電氣電路、軟件設(shè)計(jì)等多方面著手培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦能力；教學(xué)與實(shí)踐相結(jié)合使學(xué)生畢業(yè)后能很快利用單片機(jī)知識(shí)設(shè)計(jì)制造出常用的工控自動(dòng)化設(shè)備，成為企業(yè)有用之才。專為高職中職課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和單片機(jī)競(jìng)賽的開發(fā)平臺(tái)，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(jì)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(shí)訓(xùn)教學(xué)，課程設(shè)計(jì)，畢業(yè)設(shè)計(jì)，課題設(shè)計(jì)，符合學(xué)生的從基礎(chǔ)到高級(jí)，從理論到實(shí)踐的學(xué)習(xí)認(rèn)知曲線。
二、技術(shù)參數(shù)：
1、電源輸入：AC220V±10％(漏電保護(hù)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(duì)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(jī)模塊：
該單片機(jī)內(nèi)部設(shè)有256Byte的RAM和8KByte的FLASH、三個(gè)16位定時(shí)器，兩個(gè)數(shù)據(jù)指針，片內(nèi)集成了一個(gè)看門狗電路。64KRAM擴(kuò)展空間、64KROM擴(kuò)展空間；32個(gè)IO口，6個(gè)向量中斷源；0~33MHz的工作頻率，三級(jí)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(jì)有在系統(tǒng)下載設(shè)計(jì)接口，通過(guò)USB下載器可以方便地進(jìn)行編程，無(wú)需把單片機(jī)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(jì)算機(jī)通信，飛利浦單片機(jī)和宏晶單片機(jī)也可以通過(guò)此口進(jìn)行程序下載。復(fù)位電路上加有手動(dòng)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(dòng)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(jī)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(jī)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(hù)開關(guān)作為總控制，安全可靠。用船形開關(guān)單獨(dú)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(dú)立的低壓電源，其中有兩組是正負(fù)雙電源輸出。面板上放置了一個(gè)AC220輸出插板，可以同時(shí)掛接三個(gè)儀器儀表。其中每組電源都有保險(xiǎn)絲作過(guò)載保護(hù)。
3、仿真器模塊：
配備有高性能單片機(jī)仿真器，可以全功能仿真MCS51系列單片機(jī)，也可以軟件仿真；軟件為中國(guó)自主研發(fā)，可以很好的支持中文，支持關(guān)鍵字提示，自動(dòng)完成符號(hào)配對(duì)等功能。支持64K程序地址斷點(diǎn)、64K源程序有效行斷點(diǎn)和64K臨時(shí)斷點(diǎn)，單片機(jī)內(nèi)部寄存器狀態(tài)一目了然。主機(jī)與計(jì)算機(jī)采用流行的USB接口。
4、顯示模塊：
模塊無(wú)論從基本的顯示元件LED發(fā)光二極管，還是到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(dòng)態(tài)顯示、16×32點(diǎn)陣LED屏、1602字符型液晶顯示屏、128×64繪圖液晶顯示屏。單片機(jī)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(jì)人機(jī)界面時(shí)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(yuǎn)程切換強(qiáng)電電路狀態(tài)優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)它的執(zhí)行元件又是一個(gè)線圈，在通電及斷電時(shí)會(huì)產(chǎn)生電磁干擾。為此繼電器模塊在集成了驅(qū)動(dòng)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(gè)繼電器的開關(guān)觸點(diǎn)全部引出，并明確標(biāo)示；每個(gè)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(jī)的正反轉(zhuǎn)及停止，通過(guò)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(diǎn)容量250V/6A、DC28V/12A
6、指令模塊：
指令模塊上放置了單片機(jī)常用的輸入元件，其中有8個(gè)獨(dú)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(jí)，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的實(shí)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(jì)，則可以采用該模塊的PS2鍵盤鼠標(biāo)接口進(jìn)行擴(kuò)展。
7、ADC/DAC模塊：
ADC/DAC模塊上設(shè)計(jì)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(gè)功能子模塊：0-5V模擬電壓輸出、8等級(jí)LED電平指示器和有源時(shí)鐘發(fā)生器。ADC0809實(shí)驗(yàn)時(shí)可以用有源時(shí)鐘發(fā)生器作為芯片的時(shí)鐘，可以用0-5V模擬電壓輸出作為模擬量，用8等級(jí)LED電平指示用作模擬量大小的指示；DAC0832實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以將芯片的輸出接在8等級(jí)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(jī)控制模塊：
模塊可以完成兩種電機(jī)的控制實(shí)驗(yàn)，分別是24V直流減速電機(jī)和220V交流減速電機(jī)。每種電機(jī)的轉(zhuǎn)盤下面放有光電開關(guān)計(jì)數(shù)器，可以用單片機(jī)感知其位置和轉(zhuǎn)動(dòng)了多少圈。每個(gè)電機(jī)控制線路中設(shè)有超程保護(hù)輸入端口，在與水平移動(dòng)裝置組合實(shí)驗(yàn)時(shí)可以有效保護(hù)電機(jī)和機(jī)構(gòu)的安全。
9、步進(jìn)電機(jī)控制模塊：
模塊設(shè)有一只24V兩相步進(jìn)電機(jī)和大功率步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。模塊改變了電機(jī)的軸轉(zhuǎn)式運(yùn)行方式，采用了一個(gè)水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)可以把電機(jī)的軸轉(zhuǎn)改為水平直線運(yùn)動(dòng)，并用鋁直尺的刻度指示。該模塊還可以做閉環(huán)控制的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，因?yàn)樵谶\(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上裝有感知距離的閉環(huán)元件。同時(shí)設(shè)計(jì)了一個(gè)超程保護(hù)電路，當(dāng)機(jī)構(gòu)走到一個(gè)程序不可知狀態(tài)時(shí)，可自動(dòng)關(guān)閉電機(jī)電源，避免機(jī)構(gòu)超程損壞。直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上帶了左右限位輸出端子，供單片機(jī)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(jì)的一塊電路單元，該單元共有兩組16路光電隔離IO口，每個(gè)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(kuò)展模塊：
82C55的控制方式，擴(kuò)展模塊能滿足實(shí)驗(yàn)的需求；82C55的三個(gè)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(lái)與82C55組合起來(lái)完成不同的實(shí)驗(yàn)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(yùn)算放大器，放大的模擬量可以提高測(cè)量精度。每種傳感器都有透明外殼加固保護(hù)，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(lái)做恒溫控制，溫控器等實(shí)驗(yàn)。
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(gè)芯片，四個(gè)芯片連接數(shù)碼管，可以作為四位靜態(tài)顯示。另外一個(gè)芯片數(shù)據(jù)端全部引出，方便擴(kuò)展，并且每個(gè)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(jì)了仿PLC的IO口狀態(tài)指示燈。
四、產(chǎn)品配置清單：
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序號(hào) |
名稱 |
主要元件及規(guī)格 |
數(shù)量 |
單位 |
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1 |
實(shí)訓(xùn)桌 |
尺寸：1225mm×690mm×820mm。實(shí)訓(xùn)桌采用鐵質(zhì)結(jié)構(gòu)桌。實(shí)訓(xùn)桌具有教學(xué)用桌和實(shí)驗(yàn)用桌的雙重功能。當(dāng)講解理論或?qū)嵱?xùn)項(xiàng)目中的相關(guān)知識(shí)時(shí)，可以作為課桌；當(dāng)需要進(jìn)行實(shí)際操作時(shí)，將臺(tái)面打開，就露出放置在安裝支架上的模塊，在需要的實(shí)訓(xùn)模塊間按實(shí)訓(xùn)要求連接電路，編寫控制程序，就可以按照設(shè)計(jì)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目進(jìn)行單片機(jī)技術(shù)的教學(xué)。實(shí)訓(xùn)臺(tái)的抽屜柜用于存放實(shí)訓(xùn)模塊，抽屜柜與臺(tái)面之間布置實(shí)訓(xùn)模塊安裝支架，最上一層是工作臺(tái)臺(tái)面。臺(tái)面下方是設(shè)備安裝底板，在底板上安裝單片機(jī)控制裝置需要的模塊，連接控制電路，編寫的控制程序。 |
1 |
張 |
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2 |
電腦推車 |
600mm×580mm×1050mm電腦推車為鋁木結(jié)構(gòu)，結(jié)實(shí)耐用。顯示器，鍵盤及鼠標(biāo)分三層設(shè)計(jì)，不用時(shí)鍵盤托板和鼠標(biāo)托板可以折疊收回，方便放置。顯示器后設(shè)計(jì)有保護(hù)網(wǎng) |
1 |
臺(tái) |
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3 |
主機(jī)模塊 |
主要包含：集成ATMEGA48-10PU 1塊，集成AT89S52 1塊，排針1×40 1只，USB A母座1只，撥碼開關(guān)4T蘭色或紅色 1只，40腳鎖緊件綠色 1只，D型接口DB232-9T彎針 1只。 采用高強(qiáng)度PCB作為載體，正面印有端子符號(hào)及放置主要元件，背面進(jìn)行走線。RS232串行通信接口、有源蜂鳴器、在系統(tǒng)下載接口放置在左端，方便右端的電子連線連接。 |
1 |
塊 |
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4 |
電源模塊 |
主要包含：?jiǎn)蜗嗦╇婇_關(guān)1只，開關(guān)電源2只，單片機(jī)插孔 8只，安全插孔 10只，船型開關(guān)1只，三插1只，指示燈AD16 1只。 采用高強(qiáng)度PCB作為載體，正面印有端子符號(hào)及放置主要元件，背面進(jìn)行走線。電源開關(guān)全部放在左邊，右邊放置電子插座和安全插。每組電源插座上方放置保險(xiǎn)絲插座。模塊右下方一個(gè)三位插排，可以同時(shí)掛接三個(gè)儀器儀表。 |
1 |
塊 |
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5 |
仿真器模塊 |
采用高強(qiáng)度PCB作為載體、上面放置高性能仿真器，電源接口及USB接口朝下，仿真頭接口朝上。 |
1 |
塊 |
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6 |
顯示模塊 |
主要包含：發(fā)光二極管DIP/φ5白發(fā)紅1只，發(fā)光二極管DIP/φ5白發(fā)藍(lán) 8只，液晶顯示屏1塊，數(shù)碼管共陽(yáng)8只，點(diǎn)陣數(shù)碼管共陽(yáng)8只，排針2.54×20 1只 采用高強(qiáng)度PCB作為載體。液晶采用鏤空工藝設(shè)計(jì)，美觀大觀。模塊左邊從上往下依次是128×64繪圖液晶顯示屏、1602字符型液晶顯示屏、8位跑馬燈。右邊從上往下依次為16×32點(diǎn)陣LED屏、8位數(shù)碼管。 |
1 |
塊 |
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7 |
繼電器模塊 |
主要包含：HG4231 +12V繼電器6只 采用高強(qiáng)度PCB作為載體。正面印有端子符號(hào)及放置主要元件。模塊左上方為六路繼電器，右上方為常開常閉觸點(diǎn)引出端子，下方是繼電器控制端及電源端接線端。 |
1 |
塊 |
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8 |
指令模塊 |
主要包含：鈕子開關(guān)KNX1×2 8只，輕觸開關(guān)12×12×4.3 24只,鍵盤接口 1只，發(fā)光二極管φ5 10只 采用高強(qiáng)度PCB作為載體。正面印有端子符號(hào)及放置主要元件。從上往下依次為8路8位開關(guān)量輸入、PS2鍵盤接口、8個(gè)獨(dú)立鍵盤接口、4*4矩形鍵盤接口 |
1 |
塊 |
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9 |
ADC/DAC模塊 |
采用高強(qiáng)度PCB作為載體。正面印有端子符號(hào)及放置主要元件。從上往下依次為DAC0832、ADC0809、0-5V模擬電壓輸出、8等級(jí)LED電平指示、有源時(shí)鐘發(fā)生器 |
1 |
塊 |
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10 |
交直流電機(jī)控制模塊 |
采用高強(qiáng)度PCB作為載體。正面印有端子符號(hào)及放置主要元件。直流電機(jī)與交流電機(jī)對(duì)應(yīng)按裝，每個(gè)電機(jī)旁邊安裝一個(gè)保護(hù)繼電器。每個(gè)電機(jī)軸上安裝指示轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤上打了8個(gè)遮光孔，轉(zhuǎn)盤下方是光電計(jì)數(shù)器，用來(lái)計(jì)圈 |
1 |
塊 |
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11 |
步進(jìn)電機(jī)控制模塊 |
采用高強(qiáng)度PCB作為載體。正面印有端子符號(hào)及放置主要元件。在模塊正上方有一個(gè)水平移動(dòng)裝置，可以把電機(jī)的軸轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成水平位移，水平移動(dòng)裝置兩端分別是步進(jìn)電機(jī)和閉環(huán)元件。在水平移動(dòng)裝置下方還安裝有兩個(gè)左右限位器和左右超限保護(hù)元件，這些元件都用輸出端子引出。 |
1 |
塊 |
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12 |
傳感器配接模塊 |
主要包含：光耦DIP4/P521-1 8只，傳感器插座 6只 采用高強(qiáng)度PCB作為載體。正面印有端子符號(hào)及放置主要元件。模塊上方有四路傳感器接口，下方是兩組8位光電隔離器，隔離器可以直接與工控傳感器連接。 |
1 |
塊 |
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13 |
擴(kuò)展模塊 |
8255芯片，74LS245芯片。采用高強(qiáng)度PCB作為載體。正面印有端子符號(hào)及放置主要元件。模塊正中間為8255芯片，芯片四周為芯片擴(kuò)展口引出端子。在模塊的下方是一個(gè)74LS245芯片，除電源外所示引腳全部引出。 |
1 |
塊 |
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14 |
溫度傳感器模塊 |
18B20/LM35、恒溫控制裝置、四路兩種位置傳感器檢測(cè)、限位保護(hù)功能 |
1 |
塊 |
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15 |
實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 |
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1 |
本 |
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16 |
串并轉(zhuǎn)換模塊 |
74LS164/165芯片、四位數(shù)碼管靜態(tài)顯示、仿PLC的IO口狀態(tài)指示 |
1 |
塊 |
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17 |
IIC總線模塊 |
IIC總線IC卡、IIC總線時(shí)鐘芯片、IIC總線EEPROM |
1 |
塊 |
|
18 |
氣泵 |
WY5.2-GI |
1 |
臺(tái) |
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19 |
接近開關(guān) |
LJ12A3-4-Z/BX |
4 |
支 |
|
20 |
數(shù)字萬(wàn)用表 |
MY-60 |
1 |
塊 |
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21 |
RS232通訊線 |
9m/F－1.5m |
1 |
條 |
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22 |
ISP編程器 |
SL-USBISP-A |
1 |
個(gè) |
|
23 |
排線 |
30cm |
2 |
條 |
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24 |
排線 |
40cm |
2 |
條 |
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25 |
排線 |
50cm |
2 |
條 |
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26 |
電子連線 |
200mm/400mm/600mm |
1 |
包 |
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27 |
安全連線 |
1000mm/紅色 |
4 |
條 |
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28 |
安全連線 |
1000mm/藍(lán)色 |
4 |
條 |
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29 |
光盤 |
例程/編程軟件/仿真軟件 |
1 |
張 |
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附件：
1、編程軟件： keil7.06，萬(wàn)利V3，可用C語(yǔ)言編程；
2、連接單片機(jī)控制裝置電氣線路必須的導(dǎo)線
五、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容：
（一）單片機(jī)部分：
1、跑馬燈實(shí)驗(yàn)
2、獨(dú)立按鍵輸入實(shí)驗(yàn)
3、矩陣鍵盤接口實(shí)訓(xùn)
4、光電耦隔離輸入輸出實(shí)驗(yàn)
5、金屬檢測(cè)實(shí)訓(xùn)
6、繼電器隔離控制實(shí)驗(yàn)
7、靜態(tài)數(shù)碼管顯示實(shí)驗(yàn)
8、動(dòng)態(tài)數(shù)碼管顯示實(shí)驗(yàn)
9、蜂鳴器演奏實(shí)驗(yàn)
10、8255芯片擴(kuò)展IO口實(shí)驗(yàn)
11、液晶顯示模塊控制實(shí)訓(xùn)
12、點(diǎn)陣LED屏漢字顯示實(shí)驗(yàn)
13、AD轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
14、DA轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
15、LM35溫度傳感器采集實(shí)驗(yàn)
16、IIC總線IC卡存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)
17、EEPROM芯片24系列存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)
18、IIC總線實(shí)時(shí)時(shí)鐘實(shí)驗(yàn)
19、串并總線互轉(zhuǎn)擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)
20、單總線溫度傳感器采集實(shí)驗(yàn)
21、交直流減速電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)
22、外部中斷光電計(jì)數(shù)控制電機(jī)實(shí)訓(xùn)
23、定時(shí)器中斷控制電機(jī)實(shí)訓(xùn)
24、開環(huán)步進(jìn)電機(jī)控制實(shí)訓(xùn)
25、小車系統(tǒng)控制實(shí)訓(xùn)
26、閉環(huán)交直流電機(jī)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
27、閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
28、恒溫室控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
29、PS鍵盤通信實(shí)驗(yàn)
30、RS232通信實(shí)驗(yàn)
新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)交通與物流工程學(xué)院-TW-X32新型微機(jī)原理與接口教學(xué)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱
1、CPU系統(tǒng)模塊獨(dú)立設(shè)計(jì)，支持2種CPU系統(tǒng)：Intel 486 CPU系統(tǒng)和80386EXCPU系統(tǒng)。標(biāo)配Intel 486 CPU系統(tǒng)。有機(jī)玻璃面板保護(hù)。
2、常用基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)電路采用集成一體化設(shè)計(jì)，創(chuàng)新擴(kuò)展模塊通過(guò)20芯L_DV總線接入主板。
3、設(shè)計(jì)有嵌入式雙通道虛擬示波器。
4、 配套微機(jī)控制技術(shù)輔助教學(xué)聯(lián)機(jī)軟件，與PC通信有USB和以太網(wǎng)絡(luò)兩種方式。
5、匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言支持符號(hào)化遠(yuǎn)程調(diào)試，同時(shí)支持本機(jī)調(diào)試，即PC獨(dú)立調(diào)試方式。 6、匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言均采用工程文件組織管理。
7、支持保護(hù)模式下的編程實(shí)驗(yàn)。
二、詳細(xì)硬件組成和結(jié)構(gòu)
1、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)采用CPU核心板和實(shí)驗(yàn)?zāi)K底板分離設(shè)計(jì)，全部系統(tǒng)總線通過(guò)2排50針插座和實(shí)驗(yàn)電路主板隔離設(shè)計(jì)，確保CPU系統(tǒng)安全可靠，同時(shí)CPU系統(tǒng)板上加保護(hù)罩。
2、Intel 486 CPU核心板組成
2.1 CPU基于Intel 486 設(shè)計(jì)。
2.2 系統(tǒng)主控芯片采用CPLD器件EPM7128S設(shè)計(jì)。
2.3 系統(tǒng)監(jiān)控采用256K Flash Memory W29C020設(shè)計(jì)。
2.4 用戶程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器采用128K SRAM UT621024設(shè)計(jì)。
2.5 兩種與PC系統(tǒng)通信方式：①用CH395設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)USB通信；②用CH395SL設(shè)計(jì)的以太網(wǎng)通信。
2.6 設(shè)計(jì)有新型串行通信接口16C2550B和RS232收發(fā)器SP232EEN及其DB9接口。
2.7 總線插座提供32位數(shù)據(jù)總線、20位地址總線（可擴(kuò)展為32位地址總線），數(shù)據(jù)總線支持8/16/32位存儲(chǔ)器與I/O操作。
3、80386EX核心板組成(選配）
3.1 CPU基于80386EX設(shè)計(jì)。
3.2 系統(tǒng)主控芯片采用CPLD器件EPM7032S設(shè)計(jì)。
3.3 系統(tǒng)監(jiān)控采用256K Flash Memory W29C020設(shè)計(jì)。
3.4 用戶程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器采用128K SRAM UT621024設(shè)計(jì)。
3.5 兩種與PC系統(tǒng)通信方式：①用CH395設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)USB通信方式；②用CH395SL設(shè)計(jì)的以太網(wǎng)通信方式。
3.6 設(shè)計(jì)有RS232收發(fā)器SP232EEN及其DB9接口。
3.7 總線插座提供16位數(shù)據(jù)總線、20位地址總線（可擴(kuò)展為32位地址總線），數(shù)
據(jù)總線支持8/16位存儲(chǔ)器與I/O操作。
4. 實(shí)驗(yàn)電路主板組成
4.1電源：提供±5V，±12V工作電源。每路均有短路保護(hù)自恢復(fù)功能。
4.2 信號(hào)源：1）2路正負(fù)單次脈沖輸出。2）8路固定脈沖輸出：1MHZ、500KHZ、100KHZ、10KHZ、1KHZ、100HZ、10HZ、1HZ。3）1路0-5V模擬量輸出。
4.3人機(jī)接口
1）4×4鍵盤矩陣。
2）8位LED發(fā)光管模塊。
3）帶指示邏輯電平開關(guān)12位。
4）帶譯碼的8只高亮LED七段數(shù)碼顯示器。
5）音頻信號(hào)輸入電路，帶麥克風(fēng)
6）音頻信號(hào)輸出電路（帶8Ω喇叭、蜂鳴器）
7）繼電器接口控制電路。
8）直流電機(jī)及控制驅(qū)動(dòng)電路。
9）三相五線步進(jìn)電機(jī)20BY及驅(qū)動(dòng)電路UN2003。
10）LCD12864中文液晶（兼容LCD1602字符型）顯示電路。
11）8×8雙色點(diǎn)陣顯示及其驅(qū)動(dòng)電路。
4.4 接口控制電路和通信實(shí)驗(yàn)電路
1）8路8位A/D 0809轉(zhuǎn)換電路。
2）1路8位 D/A0832轉(zhuǎn)換電路。
3）并行I/O接口擴(kuò)展電路8255。
4）8254/8253定時(shí)/計(jì)數(shù)器接口電路。
5）8251串行口接口電路。
6）8259十六級(jí)中斷控制接口電路。
7）8237A DMA數(shù)據(jù)傳送接口電路。
8）74LS164串并轉(zhuǎn)換電路。
4.5傳感器
1）光電傳感器：采用ST135，帶柵格盤，可以測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)電機(jī)閉環(huán)控制。
4.6 配置雙通道虛擬示波器（選配)
1）真正的高速雙通道存儲(chǔ)虛擬示波器，可切換為單通道提高采樣率。
2）帶有實(shí)時(shí)X-Y示波器：自動(dòng)同步顯示功能。
3）存儲(chǔ)功能：存儲(chǔ)/栽入/分析歷史波型。
4）輸入模擬電壓信號(hào)幅值由軟件調(diào)整，勿需硬件開關(guān)切換。
5）帶有幅頻/相頻特性專用虛擬示波器。可以保存波型文件，圖片文件，方便插入在教學(xué)課件中。
4.7 擴(kuò)展接口
1）擴(kuò)展全部系統(tǒng)總線和20線L_DV總線插座，用于接入外擴(kuò)模塊，開展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。
2）擴(kuò)展IC16插座1只，擴(kuò)展IC40插座1只，用于自己設(shè)計(jì)譯碼器或輔助邏輯電路等。
5、可以外部擴(kuò)展的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)K（選配）
1）16X16點(diǎn)陣顯示電路。
2）32位SRAM，由4片8位存儲(chǔ)器6116組成。
3）32位開關(guān)量輸入和輸出電路模塊。
4）41線LED音頻電平顯示實(shí)驗(yàn)電路。
5）高精度數(shù)字標(biāo)尺顯示實(shí)驗(yàn)電路。
6）USB總線通信實(shí)驗(yàn)電路。
6、實(shí)驗(yàn)線路的連接：全部信號(hào)采用排線連接或單根杜邦線連接，操作簡(jiǎn)便，連接穩(wěn)定可靠。
7、機(jī)箱：外形參考尺寸：480×360×148mm，鋁木合金材料，綠色環(huán)保。
三、軟件功能
1、與PC通信可選USB和以太網(wǎng)絡(luò)兩種方式。
2、 PC端集成開發(fā)環(huán)境軟件基于.NET開發(fā)，支持Windows XP/7/10的32位和64位系統(tǒng)。
3、 匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言支持符號(hào)化遠(yuǎn)程調(diào)試，同時(shí)支持本機(jī)調(diào)試，即PC獨(dú)立調(diào)試方式。
4、 匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言均采用工程文件組織管理。
5、 匯編語(yǔ)言支持多段調(diào)試；支持寄存器、變量顯示及修改；支持命令行窗口運(yùn)行DEBUG32調(diào)試命令。
6、 匯編語(yǔ)言調(diào)試支持INT21H字符和字符串重定向顯示功能（2,9號(hào)）、支持INT21H的字符和字符串遠(yuǎn)程鍵盤輸入功能（1,10號(hào)），支持D/A虛擬儀器顯示功能。
7、匯編語(yǔ)言支持32位保護(hù)模式編程實(shí)驗(yàn)，內(nèi)容包括描述符、特權(quán)級(jí)變換、任務(wù)切換，8259A硬件中斷、異常處理、無(wú)分頁(yè)/分頁(yè)存儲(chǔ)管理等。
8、A86集成開發(fā)環(huán)境實(shí)模式下的調(diào)試軟件界面 
9. A86集成開發(fā)環(huán)境調(diào)試保護(hù)模式匯編程序界面
10.A86集成開發(fā)環(huán)境調(diào)試C程序界面
三、可以實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
3.1實(shí)模式下基礎(chǔ)硬件實(shí)驗(yàn)
1、I/O地址譯碼程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
2、系統(tǒng)中斷控制器程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
3、系統(tǒng)中斷控制器級(jí)聯(lián)程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
4、DMA存儲(chǔ)器---存儲(chǔ)器傳送程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
5、DMA寫操作程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
6、DMA讀操作程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
7、8/16/32位存儲(chǔ)器讀寫程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
8、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
9、定時(shí)/計(jì)數(shù)器音樂(lè)程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
10、8251串行通信程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
11、8255并行通信(方式0)程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
12、8255并行通信(方式1中斷方式)程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
13、8255并行通信(方式1選通方式)程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
14、函數(shù)波形發(fā)生器程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
15、ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換(顯示十六進(jìn)制)程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
16、ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換(顯示波形)程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
17、4x4鍵盤顯示程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
18、七段數(shù)碼管顯示程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
19、128x64 LCD液晶顯示程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
20、8x8點(diǎn)陣LED顯示程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
21、搶答器程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
22、步進(jìn)電機(jī)控制程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
23、直流電機(jī)PWM程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
24、繼電器控制實(shí)驗(yàn)
25、交通燈控制器程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
26、電子琴程序設(shè)計(jì)
以下實(shí)驗(yàn)可以通過(guò)外部擴(kuò)展模塊實(shí)現(xiàn)
27、16X16點(diǎn)陣顯示實(shí)驗(yàn)
28、USB 總線通信實(shí)驗(yàn)
30、41線LED音頻電平顯示實(shí)驗(yàn)電路
31、32位SRAM存儲(chǔ)器讀寫實(shí)驗(yàn)。
32、32位I/O讀寫實(shí)驗(yàn)。
3.2 80x86微機(jī)原理(實(shí)模式)匯編程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
1、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)
2、顯示程序?qū)嶒?yàn)
3、數(shù)據(jù)傳送實(shí)驗(yàn)
4、數(shù)據(jù)碼制轉(zhuǎn)換程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
5、運(yùn)算程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
6、分支結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
7、循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
8、子程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
9、 排序程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
10、綜合程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
3.3保護(hù)模式下的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
1、實(shí)模式與保護(hù)模式切換程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
2、分頁(yè)存儲(chǔ)管理實(shí)驗(yàn)
3、 描述符及描述符表程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
4、保護(hù)模式下任務(wù)切換CALL實(shí)驗(yàn)
5、保護(hù)模式下任務(wù)切換JMP實(shí)驗(yàn)
6、實(shí)模式保護(hù)模式轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
7、具有分頁(yè)機(jī)制的存儲(chǔ)器擴(kuò)展程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
3.4 微機(jī)接口課程設(shè)計(jì)(綜合)
1、數(shù)字錄音機(jī)程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
2、數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
3、簡(jiǎn)易示波器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
