TW-X51單片機(jī)、微機(jī)接口綜合實(shí)驗(yàn)箱

一、概述

綜合單片機(jī)系統(tǒng)和80386/80486微機(jī)原理接口系統(tǒng)為一體化設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，根據(jù)單片機(jī)和微機(jī)接口實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)出發(fā)，全部系統(tǒng)和常用實(shí)驗(yàn)?zāi)K采用一體化設(shè)計(jì)方式，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)K采用外部擴(kuò)展方式。該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是目前最實(shí)用的一款單片機(jī)和微機(jī)接口綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，適合各層次學(xué)生進(jìn)行單片機(jī)原理和應(yīng)用方面的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

二、詳細(xì)硬件技術(shù)指標(biāo)

* 標(biāo)準(zhǔn)配置部分

1、單片機(jī)系統(tǒng)

1）將MCGS工業(yè)組態(tài)軟件應(yīng)用于單片機(jī)控制系統(tǒng)中，直觀形象地展示實(shí)際自動(dòng)控制工業(yè)場(chǎng)景。2）單片機(jī)本身的全部輸入和輸出端口由排針和自鎖緊插孔引出，以便觀察時(shí)序波形。

3）32K單片機(jī)外部擴(kuò)展RAM，8路譯碼輸出，留給學(xué)生自行設(shè)計(jì)連接。

4）單片機(jī)外部擴(kuò)展總線包括8位數(shù)據(jù)總線、地址總線、讀寫(xiě)信號(hào)和時(shí)鐘等控制線全部由排針和自鎖緊插孔引出。

5）具備單片機(jī)在線下載、獨(dú)立運(yùn)行功能，每套實(shí)驗(yàn)箱配備一片此單片機(jī)芯片。

6）軟件采用keil C51聯(lián)機(jī)調(diào)試軟件，支持支持匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言源程序級(jí)調(diào)試。

7）根據(jù)用戶需要可以配置真正USB通信方式（非串轉(zhuǎn)USB)單片機(jī)仿真器。

2、微機(jī)系統(tǒng)

1) CPU基于386EX/486DX設(shè)計(jì)。

2) 系統(tǒng)主控芯片采用CPLD器件EPM7128S設(shè)計(jì)。

3) 系統(tǒng)監(jiān)控采用256K Flash Memory W29C020設(shè)計(jì)。

4) 用戶程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器采用128K SRAM UT621024設(shè)計(jì)。

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。

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。

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. 實(shí)驗(yàn)電路主板組成

3.1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。

3.2 信號(hào)源：1）1組正負(fù)單次脈沖輸出；2）9路固定脈沖輸出：10MHZ、1MHZ、500KHZ、100KHZ、10KHZ、1KHZ、100HZ、10HZ、1HZ。3）1路0-5V模擬量輸出。

3.3人機(jī)接口

1）4×6鍵盤(pán)矩陣

2）8位LED發(fā)光管模塊

3）8位帶指示邏輯電平開(kāi)關(guān)

4）帶譯碼的8只高亮LED七段數(shù)碼顯示器

5）音頻信號(hào)輸出電路（帶8Ω喇叭、蜂鳴器）

6）繼電器接口控制電路

8）直流電機(jī)及控制驅(qū)動(dòng)電路以及速度測(cè)量電路(光電傳感器：采用ST135，帶柵格盤(pán))

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）16×16雙色點(diǎn)陣顯示及其驅(qū)動(dòng)電路

12）32位開(kāi)關(guān)量輸入和輸出電路模塊（選配）

13）PCF8563事實(shí)時(shí)鐘電路

14）MAX708看門狗電路

15）脈沖調(diào)制輸出電路

3.4 接口控制電路、存儲(chǔ)器和通信實(shí)驗(yàn)電路

1）8路8位并行模數(shù)轉(zhuǎn)換電路ADC0809

2）8位串行模數(shù)轉(zhuǎn)換電路TLC549

3）1路8位 數(shù)模轉(zhuǎn)換電路DAC0832路

4）10位串行數(shù)模轉(zhuǎn)換電路TLC5615

5）并行鍵盤(pán)顯示控制電路8279

6）串行鍵盤(pán)顯示控制電路ZLG7290

7）24位并行I/O接口擴(kuò)展電路8255

8）8位I/O口輸入/輸出接口擴(kuò)展74LS244/74LS273

9）8254/8253定時(shí)/計(jì)數(shù)器接口電路

10）三種串行口接口電路16C2550、16C550和8251

11）8259中斷控制接口電路

12）8237A DMA數(shù)據(jù)傳送接口電路

13）RS232通信模塊，RS485通信模塊

14）數(shù)字溫度傳感器DS18B20測(cè)量電路模塊

15）EEPROM 16位1K存儲(chǔ)器電路93C46模塊

16）I2C存儲(chǔ)器電路

17）32位SRAM，由4片8位存儲(chǔ)器6116組成（選配）

3.5 配置雙通道虛擬示波器

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(kāi)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。

3.6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(kāi)展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。

4、模塊間實(shí)驗(yàn)的連接：控制信號(hào)和部分接口信號(hào)的引出采用自鎖緊式涂金插孔（永不氧化，美觀漂亮），一些總線信號(hào)采用排線連接，操作簡(jiǎn)便，實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線連接穩(wěn)定可靠。

5、機(jī)箱：堅(jiān)固型鋁合金框架，厚實(shí)的 ABS 塑料包角，參考外形尺寸 480×360×100mm。

*選配外部擴(kuò)展的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)K

1）RFID射頻卡（非接觸式 IC卡）讀寫(xiě)電路模塊。

2）41線LED音頻電平顯示實(shí)驗(yàn)電路。

3）高精度數(shù)字標(biāo)尺顯示實(shí)驗(yàn)電路。

4）TFT液晶顯示模塊，多點(diǎn)觸摸電容屏模塊。

5）ISD1730語(yǔ)音錄放電路。

6) 傳感器模塊，含光敏、熱敏、氣敏、溫濕度、超聲測(cè)距、人體紅外等

三、軟件技術(shù)指標(biāo)

1、 微機(jī)系統(tǒng)與PC通信可選USB和以太網(wǎng)絡(luò)兩種方式。

2、 PC端集成開(kāi)發(fā)環(huán)境軟件基于.NET開(kāi)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(pán)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、 單片機(jī)系統(tǒng)采用KEIL C51 軟件環(huán)境，支持匯編和C語(yǔ)言的編程、編譯、鏈接和源程序級(jí)調(diào)試和在線下載。

9、 STC系列單片機(jī)在線下載軟件STC_ISP_V479。

10、MGCS工業(yè)組態(tài)軟件

11、MGCS工業(yè)組態(tài)軟件與單片機(jī)接口例程

四、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

第一部分  單片機(jī)軟件編程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)

   1、清零實(shí)驗(yàn)

   2、拆字實(shí)驗(yàn)

   3、拼字實(shí)驗(yàn)

   4、數(shù)據(jù)傳送實(shí)驗(yàn)

   5、數(shù)據(jù)排序?qū)嶒?yàn)

   6、無(wú)符號(hào)雙字節(jié)快速乘法編程實(shí)驗(yàn)

第二部分 單片機(jī)硬件基礎(chǔ)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)

1、單片機(jī)I/O口應(yīng)用實(shí)驗(yàn)_ P3.3口輸入 P1口輸出

2、單片機(jī)I/O口應(yīng)用實(shí)驗(yàn)_工業(yè)順序控制

3、并行I/O接口8255應(yīng)用

4、簡(jiǎn)單I/O口擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)

5、A/D 轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)

6、D/A轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)

7、鍵盤(pán)顯示控制器8279應(yīng)用實(shí)驗(yàn)

8、步進(jìn)電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)

9、小直流電機(jī)調(diào)速實(shí)驗(yàn)

10、電子音響實(shí)驗(yàn)

11、繼電器控制實(shí)驗(yàn)

12、數(shù)據(jù)存貯器擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)

13、單片機(jī)串行口應(yīng)用實(shí)驗(yàn)_雙機(jī)通信

14、單片機(jī)串行口應(yīng)用實(shí)驗(yàn)_與PC機(jī)通信

15、串行接口16C550應(yīng)用實(shí)驗(yàn)

16、串行A/D轉(zhuǎn)換器TLC549應(yīng)用

17、串行D/A轉(zhuǎn)換器TLC5615應(yīng)用

18、單片機(jī)雙機(jī)通信實(shí)驗(yàn)_用RS485總線

19、USB接口應(yīng)用實(shí)驗(yàn)（需要選配模塊）

20、16X16 LED點(diǎn)陣顯示實(shí)驗(yàn)

21、128×64 LCD液晶（T6963）顯示接口實(shí)驗(yàn)

22、數(shù)字溫度傳感器DS18B20的原理與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)

23、“看門狗”復(fù)位實(shí)驗(yàn)

24、I2C總線智能卡讀寫(xiě)實(shí)驗(yàn)

25、串行E2PROM的讀寫(xiě)實(shí)驗(yàn)

26、串行鍵盤(pán)顯示接口ZLG7290應(yīng)用實(shí)驗(yàn)

27、PCF8563串行實(shí)時(shí)時(shí)鐘應(yīng)用實(shí)驗(yàn)

28、工業(yè)組態(tài)軟件編程實(shí)驗(yàn)

29、MCGS工業(yè)組態(tài)軟件在單片機(jī)控制中的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)      

1）步進(jìn)電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)_總線控制

2）直流電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)_總線控制

3）工業(yè)順序控制實(shí)驗(yàn)_位控制

4）數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)_總線控制

5）數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)_總線控制

6）數(shù)字電壓表實(shí)驗(yàn)

7）液體混合控制實(shí)驗(yàn)

8）交通燈控制實(shí)驗(yàn)

30、工業(yè)組態(tài)軟件和微控制器的接口編程實(shí)驗(yàn)

第三部分 微機(jī)系統(tǒng)部分

1、ADC0809A/D轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)

2、DAC0832D/A轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)

3、8255A并行I/O口實(shí)驗(yàn)

4、8253A/8254A定時(shí)/計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)

5、8259A單級(jí)中斷控制實(shí)驗(yàn)

6、8251A串行通信實(shí)驗(yàn)                

7、8237A DMA控制數(shù)據(jù)傳送實(shí)驗(yàn)

8、直流電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量與控制實(shí)驗(yàn)

9、步進(jìn)電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)

10、繼電器控制實(shí)驗(yàn)

11、8/16/32位數(shù)據(jù)存貯器擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)

12、8/16/32位I/O口輸入和輸出實(shí)驗(yàn)

13、16×16點(diǎn)陣字符顯示實(shí)驗(yàn)

14、128×64LCD液晶圖形顯示實(shí)驗(yàn)

16、數(shù)碼管顯示實(shí)驗(yàn)

17、矩陣鍵盤(pán)控制實(shí)驗(yàn)

18、電子琴設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

19、中斷控制器（486EX）實(shí)驗(yàn)

第四部分 軟件實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

1、顯示程序?qū)嶒?yàn)

2、數(shù)據(jù)傳送實(shí)驗(yàn)

3、數(shù)碼轉(zhuǎn)換類程序?qū)嶒?yàn)

4、運(yùn)算類程序?qū)嶒?yàn)

5、分支程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

6、循環(huán)程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

7、子程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

8、綜合程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

第五部分 微機(jī)保護(hù)模式下的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

1、分頁(yè)存儲(chǔ)管理實(shí)驗(yàn)

2、全局描述符表實(shí)驗(yàn)

3、任務(wù)切換CALL實(shí)驗(yàn)

4、任務(wù)切換JMP實(shí)驗(yàn)

5、實(shí)模式保護(hù)模式轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)

6、無(wú)分頁(yè)存儲(chǔ)管理實(shí)驗(yàn)

7、8259中斷實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)

第六部分 創(chuàng)新擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)

1、RFID射頻卡（非接觸式 IC卡）讀寫(xiě)電路實(shí)驗(yàn)。

2、41線LED音頻電平顯示實(shí)驗(yàn)。

3、高精度數(shù)字標(biāo)尺顯示實(shí)驗(yàn)。

4、TFT液晶顯示實(shí)驗(yàn)。

5、ISD1730語(yǔ)音錄放電路實(shí)驗(yàn)。

6、傳感器應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，含光敏、熱敏、氣敏、溫濕度、超聲測(cè)距、人體紅外等。

五、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)配置表

附：使用本實(shí)驗(yàn)箱需配套儀器儀表：電腦、萬(wàn)用表和示波器（可以選配，實(shí)驗(yàn)箱上自帶建議示波器）。