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SB-7600單片機技術(shù)應用實(shí)訓考核裝置
單片機技術(shù)應用實(shí)訓考核裝置,單片機功能控制實(shí)訓考核平臺學(xué)生通過(guò)在該實(shí)訓室訓練,了解CPU硬件結構特點(diǎn),熟練掌握單片機的編程設計方法，培養學(xué)生應用單片機的開(kāi)發(fā)設計能力。采用烤漆鋼板制作的臺式結構。單片機實(shí)訓臺的抽屜柜用于存放實(shí)訓模塊，抽屜柜與臺面之間布置實(shí)訓模塊安裝支架，最上一層是工作臺臺面。用于技能競賽時(shí)在臺面上放置設備安裝底板，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(xiě)的控制程序輸入單片機后，按下運行指令開(kāi)關(guān)，單片機控制裝置就按程序運行。放置在單片機實(shí)訓室中，這就是一張實(shí)訓臺。當講解理論或實(shí)訓項目中的相關(guān)知識時(shí)，可以當做課桌；當需要進(jìn)行實(shí)際操作時(shí)，將臺面打開(kāi)，就露出放置在安裝支架上的模塊，在需要的實(shí)訓模塊間按實(shí)訓要求連接電路，編寫(xiě)控制程序，就可以按照設計的實(shí)訓項目進(jìn)行單片機技術(shù)的教學(xué)了，同時(shí)還能完成智能物料搬運裝置的提升實(shí)訓。
一、設計理念
1、入門(mén)容易，簡(jiǎn)潔而不簡(jiǎn)單為了使入門(mén)容易，我們采用簡(jiǎn)單易懂的版面設計，從最基本的一個(gè)跑馬燈開(kāi)始就讓您無(wú)縫地切入教學(xué)。別看實(shí)驗臺體積巨大，每個(gè)模塊都如此輕巧，當你在教學(xué)時(shí)可以把任何一個(gè)模塊帶入課堂，并且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(xué)生一目了然看到，并可以觸摸到，這點(diǎn)很重要。因為我們深知，感性認識的重要性。當然你可以放心安全問(wèn)題，我們對可能產(chǎn)生安全隱患的部分都做了防護。
2、人體工學(xué)，美觀(guān)而舒適傳統的立式實(shí)驗桌，多采用立式屏結構。這種結構使得學(xué)生操作大部分實(shí)驗時(shí)需要站立，易于疲勞，視角向前不利于思考。同時(shí)由于立屏的高度較高，學(xué)生上實(shí)驗課時(shí)視線(xiàn)受遮擋，不便于老師講解。采用模塊平放結構，使得視線(xiàn)趨于自然向下，如同平時(shí)讀書(shū)寫(xiě)字�？拷脩�(hù)側又略帶傾斜，使得操作時(shí)更加方便。同時(shí)抬頭時(shí)視線(xiàn)使得毫無(wú)遮擋�？梢苑奖愕芈�(tīng)講，老師亦可觀(guān)察實(shí)驗情況。
3、注重細節，一見(jiàn)傾心的質(zhì)感嚴格采用光潔度，厚度都符合高品質(zhì)要求的鋁材。每塊木板都真材實(shí)料，厚度都到達8mm或以上，并進(jìn)行了定制家具級的封邊工藝。黑色的木紋與銀色的經(jīng)典組合，讓您一見(jiàn)傾心，永恒經(jīng)典。從桌子的高度，到每個(gè)模塊背后的處理，甚至各個(gè)孔的位置，都進(jìn)行了精心的考慮。一切細致考慮只為了能使更加美觀(guān)，方便，耐用。
4、高度開(kāi)放，激發(fā)創(chuàng )新采用模塊化設計，我們并不簡(jiǎn)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，加上十多年的研發(fā)經(jīng)驗，使得模塊日趨經(jīng)典與開(kāi)放。提供經(jīng)典實(shí)驗項目，我們建議用戶(hù)利用高度開(kāi)放性的模塊，設計出自己的實(shí)驗項目。
5、貼近實(shí)際，易于拓展通過(guò)十幾年與用戶(hù)市場(chǎng)溝通，獲得了寶貴的實(shí)際經(jīng)驗。我們深知教學(xué)與實(shí)際生產(chǎn)結合的重要性。所以不管是從實(shí)驗項目的設計，還是特別設計了多達幾十種的實(shí)訓包。
6、易于管理，維護方便設計了不同以往的漂亮柜子，如同您家里的家具般讓人舒適，上乘的腳輪易于移動(dòng)與固定。同時(shí)可選配儀器放置隔板，資料放置隔板等貼心設計，讓您輕松，漂亮地放置常用儀器與實(shí)驗時(shí)需要查詢(xún)的資料。同時(shí)采用精致的小模塊設計，單獨故障不會(huì )導致整個(gè)系統的破壞。如有損壞，僅需替換相應小模塊即可，方便又省心。
二、設備技術(shù)指標
1.輸入電源：?jiǎn)蜗?span> AC 220V±10%（50Hz）
2.輸出電源：DC±12V±5％/1A ;DC±5V±5％/1A;DC24V±5％/1.5A
3.溫度：-10～40℃；環(huán)境濕度：≤90%（25℃）
4.外形尺寸：約1225mm×690mm×820mm（L×W×H）
5.整機功耗：≤0.5kW
6.安全保護措施：具有接地保護、漏電保護功能，安全性符合相關(guān)的國家標準。市電采用高絕緣的安全型插座及帶絕緣護套的高強度安全型實(shí)驗導線(xiàn)。
三、功能特點(diǎn)
1、總體結構
單片機技術(shù)應用實(shí)訓考核設備采用實(shí)訓桌加實(shí)訓模塊的結構設計、模塊采用標準結構，互換性強；按輸入，輸出，數據轉換等功能的原則確定模塊內容，使教學(xué)或競賽時(shí)可方便的選擇需要的模塊。
單片機技術(shù)應用實(shí)訓考核設備的每個(gè)模塊都具有兩種接線(xiàn)方式，一種為電子連線(xiàn)接法，8位數據總線(xiàn)時(shí)還可以用杜邦線(xiàn)排線(xiàn)連接。整個(gè)連接過(guò)程方便快捷。對于具有干擾性質(zhì)的元件，全部采用光電隔離裝置隔離，確保系統的安全穩定。
2、各個(gè)功能模塊功能特點(diǎn)
（1）主機模塊
單片機采用AT89S52。該單片機內部設有256Byte的RAM和8KByte的FLASH、三個(gè)16位定時(shí)器，兩個(gè)數據指針，片內集成了一個(gè)看門(mén)狗電路。64KRAM擴展空間、64KROM擴展空間；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。并設計有在系統下載設計接口，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，單片機和單片機也可以通過(guò)此口進(jìn)行程序下載。復位電路上加有手動(dòng)復位按扭，可以直接復位操作。模塊上還設有有源蜂鳴器驅動(dòng)電路，直接給固定電平就可以發(fā)出聲響。
（2）電源模塊
電源模塊采用線(xiàn)性電源和開(kāi)關(guān)電源兩種電源。單片機等芯片采用線(xiàn)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(kāi)關(guān)電源供電，確保提供足夠的功率。電源采用漏電保護開(kāi)關(guān)作為總控制，安全可靠。用船形開(kāi)關(guān)單獨控制低壓電，市電與低壓電分開(kāi)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(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絲作過(guò)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(dòng)完成符號配對等功能。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)，單片機內部寄存器狀態(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(wú)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。具體配置為8位跑馬燈（邏輯電平指示）、8位數碼管動(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。單片機常用的顯示器件全部包含在內，使學(xué)習者可以接觸所有的顯示方案，設計人機界面時(shí)可以得心應手。
（5）繼電器模塊
繼電器是常用的執行元件，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(diǎn)，同時(shí)它的執行元件又是一個(gè)線(xiàn)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動(dòng)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(gè)繼電器的開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)全部引出，并明確標示；每個(gè)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及停止，通過(guò)轉換頭可以連接電子連線(xiàn)。另外四組為電子連線(xiàn)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常用的輸入元件，其中有8個(gè)獨立鍵盤(pán)接口，8路8位開(kāi)關(guān)量輸入，4*4矩形鍵盤(pán)接口，可以滿(mǎn)足學(xué)生從基礎到高級，從簡(jiǎn)單到復雜的實(shí)訓要求。如果用戶(hù)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(pán)鼠標接口進(jìn)行擴展。
（7）ADC/DAC模塊
ADC/DAC模塊上設計了兩種轉換芯片ADC0809和DAC0832。為了便于調試程序和硬件，板載了三個(gè)功能子模塊：0-5V模擬電壓輸出、8等級LED電平指示器和有源時(shí)鐘發(fā)生器。ADC0809實(shí)驗時(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LED電平指示用作模擬量大小的指示；DAC0832實(shí)驗時(shí)，可以將芯片的輸出接在8等級LED電平指示器上，轉換結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(shí)驗，分別是24V直流減速電機和220V交流減速電機。每種電機的轉盤(pán)下面放有光電開(kāi)關(guān)計數器，可以用單片機感知其位置和轉動(dòng)了多少圈。每個(gè)電機控制線(xiàn)路中設有超程保護輸入端口，在與水平移動(dòng)裝置組合實(shí)驗時(shí)可以有效保護電機和機構的安全。
（9）步進(jìn)電機控制模塊
該模塊設有一只24V兩相步進(jìn)電機和大功率步進(jìn)電機驅動(dòng)器。模塊改變了電機的軸轉式運行方式，采用了一個(gè)水平移動(dòng)機構，該機構可以把電機的軸轉改為水平直線(xiàn)運動(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)驗項目，因為在運動(dòng)機構上裝有感知距離的閉環(huán)元件。同時(shí)設計了一個(gè)超程保護電路，當機構走到一個(gè)程序不可知狀態(tài)時(shí)，可自動(dòng)關(guān)閉電機電源，避免機構超程損壞。直線(xiàn)運動(dòng)機構上帶了左右限位輸出端子，供單片機查詢(xún)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(zhuān)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(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(xué)習價(jià)值，目前在許多教材中仍有它的身影，擴展模塊能滿(mǎn)足實(shí)驗的需求；82C55的三個(gè)端口全部引出，可以用電子連線(xiàn)連接，也可以用排線(xiàn)連接�？刂贫伺c數據通信口安排在一起，整體布局美觀(guān)大方。另設有一片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，內有大功率加熱電阻，加熱指示器等。工作狀態(tài)一清二楚�？梢杂脕�(lái)做恒溫控制，溫控器等實(shí)驗。
四、設備實(shí)訓項目
單片機控制功能實(shí)訓考核裝置用于教學(xué)，可按工作過(guò)程導向，工學(xué)結合的模式規劃教學(xué)活動(dòng)，完成以下工作任務(wù)
單片機部分
1.跑馬燈實(shí)驗
2.獨立按鍵輸入實(shí)驗
3.矩陣鍵盤(pán)接口實(shí)訓
4.光電耦隔離輸入輸出實(shí)驗
5.金屬檢測實(shí)訓
6.繼電器隔離控制實(shí)驗
7.靜態(tài)數碼管顯示實(shí)驗
8.動(dòng)態(tài)數碼管顯示實(shí)驗
9.蜂鳴器演奏實(shí)驗
10.8255芯片擴展IO口實(shí)驗
11.液晶顯示模塊控制實(shí)訓
12.點(diǎn)陣LED屏漢字顯示實(shí)驗
13.AD轉換實(shí)驗
14.DA轉換實(shí)驗
15.LM35溫度傳感器采集實(shí)驗
16.IIC總線(xiàn)IC卡存儲實(shí)驗
17.EEPROM芯片24系列存儲實(shí)驗
18.外部中斷光電計數控制電機實(shí)訓
19.定時(shí)器中斷控制電機實(shí)訓
20.開(kāi)環(huán)步進(jìn)電機控制實(shí)訓
21.閉環(huán)交直流電機系統實(shí)驗
22.閉環(huán)步進(jìn)電機系統實(shí)驗
23.恒溫室控制系統實(shí)驗
24.PS鍵盤(pán)通信實(shí)驗
25.RS232通信實(shí)驗
五、配置清單
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序號 |
名 稱(chēng) |
型號及規格 |
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1 |
實(shí)訓桌 |
采用符合人體工學(xué)的平斜面設計，所有模塊平斜放于桌面固定槽內，實(shí)驗視線(xiàn)同讀書(shū)一樣，自然往下，利于思考。同時(shí)解決傳統立式結構的視線(xiàn)遮擋，無(wú)法看見(jiàn)教師教學(xué)的問(wèn)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(gè)柜子，優(yōu)質(zhì)鉸鏈，鋁合金把手，帶4個(gè)可鎖式腳輪便于移動(dòng)。 |
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2 |
電腦推車(chē) |
尺寸630*580*1140 采用鋁合金結構，16mm以上黑色木板，家具級封邊工藝，帶4個(gè)腳輪，帶電腦位，伸縮鍵盤(pán)托板。 |
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3 |
51單片機主機模塊 |
AT89S52芯片 |
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4 |
電源模塊 |
DC±5V，±12V，24V |
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5 |
仿真器模塊 |
USB通訊接口，使用KEIL軟件 |
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6 |
顯示模塊(AB共2塊) |
8位跑馬燈 |
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8位數碼管動(dòng)態(tài)顯示 | ||
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16×32點(diǎn)陣LED屏 | ||
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128×64繪圖液晶顯示屏 | ||
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1602字符型液晶顯示屏 | ||
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7 |
繼電器模塊 |
6路繼電器（帶驅動(dòng)） |
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8 |
指令模塊 |
PS2鍵盤(pán)接口 |
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8個(gè)獨立鍵盤(pán)接口 | ||
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8路8位開(kāi)關(guān)量輸入 | ||
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4*4矩形鍵盤(pán)接口 | ||
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9 |
ADC/DAC模塊 |
ADC0809 |
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DAC0832 | ||
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0-5V模擬電壓輸出 | ||
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8等級LED電平指示 | ||
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有源時(shí)鐘發(fā)生器 | ||
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10 |
交直流電機控制模塊 |
24V直流減速電機 |
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220V交流減速電機 | ||
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光電開(kāi)關(guān)計數輸出 | ||
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11 |
步進(jìn)電機控制模塊 |
步進(jìn)電機 |
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水平移動(dòng)裝置 | ||
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閉環(huán)控制裝置 | ||
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12 |
傳感器配接模塊 |
4路傳感器接口 |
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16路光電隔離IO口 | ||
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13 |
擴展模塊 |
8255芯片，74LS245芯片 |
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14 |
溫度傳感器模塊 |
18B20/LM35 |
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15 |
RS232通訊線(xiàn) |
RS232通訊線(xiàn) |
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16 |
ISP編程線(xiàn) |
ISP編程電纜 |
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17 |
排線(xiàn) |
排線(xiàn) |
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18 |
電子連線(xiàn) |
實(shí)驗連線(xiàn) |
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19 |
接近開(kāi)關(guān) |
接近開(kāi)關(guān) |
