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SBDPX-238單片機(jī)控制功能實(shí)訓(xùn)考核裝置

單片機(jī)控制功能實(shí)訓(xùn)考核裝置服務(wù)于通信工程、電子信息工程技術(shù)、通信技術(shù)、應(yīng)用電子技術(shù)、機(jī)電一體化、電氣自動化技術(shù)、建筑電氣工程技術(shù)、建筑智能化工程技術(shù)等專業(yè)。《單片機(jī)原理與應(yīng)用》課程實(shí)踐實(shí)訓(xùn)教學(xué)任務(wù)，同時實(shí)訓(xùn)室還承接相關(guān)課程的課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等其他實(shí)踐性環(huán)節(jié)的教學(xué)任務(wù)。

一、產(chǎn)品特點(diǎn)：

1.入門容易，簡潔而不簡單：為了使入門容易，我們采用簡單易懂的版面設(shè)計(jì)，從最基本的一個跑馬燈開始就讓您無縫地切入教學(xué)。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?yàn)槲覀兩钪?，感性認(rèn)識的重要性。

2、人體工學(xué)，美觀而舒適：采用模塊平放結(jié)構(gòu)，使得視線趨于自然向下，如同平時讀書寫字?？拷脩魝?cè)又略帶傾斜，使得操作時更加方便。同時抬頭時視線使得毫無遮擋?？梢苑奖愕芈犞v，老師亦可觀察實(shí)驗(yàn)情況。

3、高度開放，激發(fā)創(chuàng)新：采用模塊化設(shè)計(jì)，我們并不簡單的，單獨(dú)設(shè)計(jì)模塊，而是將模塊間聯(lián)系，可能性，功能性做了綜合考慮，提供經(jīng)典實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，我們建議用戶利用高度開放性的模塊，設(shè)計(jì)出自己的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

4、貼近實(shí)際，易于拓展：深知教學(xué)與實(shí)際生產(chǎn)結(jié)合的重要性。特別設(shè)計(jì)了多達(dá)幾十種的實(shí)訓(xùn)包

二、技術(shù)性能：

1、輸入電源：AC220V±10%  50Hz

2、工作環(huán)境：溫度-10~+40℃ 相對濕度＜85%(25℃)

3、裝置容量：200VA

4、重量：100kg

5、外形尺寸：1600×750×1100mm

三、本設(shè)備各個功能模塊功能特點(diǎn)

1、主機(jī)模塊

單片機(jī)采用愛特梅爾的AT89S52。該單片機(jī)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(kuò)展空間、64KROM擴(kuò)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(jì)有在系統(tǒng)下載設(shè)計(jì)接口，通過USB下載器可以方便地進(jìn)行編程，無需把單片機(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)也可以通過此口進(jìn)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

電源模塊采用線性電源和開關(guān)電源兩種電源。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(xiǎn)絲作過載保護(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(diǎn)、64K源程序有效行斷點(diǎn)和64K臨時斷點(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

該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(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(diǎn)全部引出，并明確標(biāo)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(jī)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(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，從簡單到復(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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(jī)控制模塊

該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)動了多少圈。每個電機(jī)控制線路中設(shè)有超程保護(hù)輸入端口，在與水平移動裝置組合實(shí)驗(yàn)時可以有效保護(hù)電機(jī)和機(jī)構(gòu)的安全。

9、步進(jìn)電機(jī)控制模塊

該模塊設(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)動器。模塊改變了電機(jī)的軸轉(zhuǎn)式運(yùn)行方式，采用了一個水平移動機(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，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)動機(jī)構(gòu)上裝有感知距離的閉環(huán)元件。同時設(shè)計(jì)了一個超程保護(hù)電路，當(dāng)機(jī)構(gòu)走到一個程序不可知狀態(tài)時，可自動關(guān)閉電機(jī)電源，避免機(jī)構(gòu)超程損壞。直線運(yùn)動機(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

因?yàn)?2C55的控制方式仍有學(xué)習(xí)價值，目前在許多教材中仍有它的身影，擴(kuò)展模塊能滿足實(shí)驗(yàn)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。控制端與數(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(shí)驗(yàn)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(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。可以用來做恒溫控制，溫控器等實(shí)驗(yàn)。

13、智能物料搬運(yùn)裝置

配置雙軸機(jī)器人作為裝配的執(zhí)行機(jī)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(zhǔn)確定位；超出最大行程時，具有硬件自動保護(hù)功能，確保系統(tǒng)安全及人身安全；本裝置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，為學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供了廣闊的發(fā)揮空間。

串行擴(kuò)展模塊:

該模塊由74HC595、74HC138、74HC165三種芯片組成。74HC595芯片是一種串入并出的芯片，在電子顯示屏制作當(dāng)中有廣泛的應(yīng)用。74HC595是8位串行輸入/輸出或者并行輸出以為寄存器，具有高阻、關(guān)、斷狀態(tài)。74HC138是一種三通道輸入、八通道輸出譯碼器，主要應(yīng)用于消費(fèi)類電子產(chǎn)品。74HC165是8位并行讀取或串行輸入移位寄存器，是一款高速CMOS器件，74HC165遵循JEDEC標(biāo)準(zhǔn)no.7A。74HC引腳兼容低功耗肖特基TTL（LSTTL）系列

并行擴(kuò)展模塊:

該模塊由74HC377、74HC245、兩種芯片組成。74HC377是八路D型觸發(fā)器數(shù)據(jù)使觸發(fā)器，積極邊緣觸發(fā)。74HC245是一種三態(tài)輸出，八路信號收發(fā)器，主要用于大屏顯示，以及其它的消費(fèi)類電子產(chǎn)品中增加驅(qū)動。

四、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目

實(shí)訓(xùn)一 燈光閃爍實(shí)訓(xùn)

實(shí)訓(xùn)二 跑馬燈實(shí)訓(xùn)

實(shí)訓(xùn)三 獨(dú)立按鍵輸入實(shí)訓(xùn)

實(shí)訓(xùn)四 光隔離輸入輸出實(shí)訓(xùn)

實(shí)訓(xùn)五 金屬檢測實(shí)訓(xùn)

實(shí)訓(xùn)六 動態(tài)數(shù)碼管顯示實(shí)訓(xùn)

實(shí)訓(xùn)七 矩陣鍵盤接口實(shí)訓(xùn)

實(shí)訓(xùn)八繼電器隔離控制實(shí)訓(xùn)

實(shí)訓(xùn)九蜂鳴器演奏實(shí)訓(xùn)

實(shí)訓(xùn)十8255 芯片擴(kuò)展 IO 實(shí)訓(xùn)

實(shí)訓(xùn)十一字符型液晶顯示模塊控制實(shí)訓(xùn)

實(shí)訓(xùn)十二液晶顯示模塊控制實(shí)訓(xùn)

實(shí)訓(xùn)十三 點(diǎn)陣 L E D 屏漢字顯示實(shí)訓(xùn)

實(shí)訓(xùn)十四AD 轉(zhuǎn)換實(shí)訓(xùn)

實(shí)訓(xùn)十五  D A 轉(zhuǎn)換實(shí)訓(xùn)

實(shí)訓(xùn)十六 LM35 溫度傳感器采集實(shí)驗(yàn)

實(shí)訓(xùn)十七 單總線溫度傳感器采集實(shí)訓(xùn)

實(shí)訓(xùn)十八交直流減速電機(jī)控制實(shí)訓(xùn)

實(shí)訓(xùn)十九步進(jìn)電機(jī)開環(huán)控制實(shí)訓(xùn)

實(shí)訓(xùn)二十RS232 通信實(shí)訓(xùn)

實(shí)訓(xùn)二十一 PS2 鍵盤通信實(shí)驗(yàn)

實(shí)訓(xùn)二十一 靜態(tài)數(shù)碼管顯示實(shí)驗(yàn)

實(shí)訓(xùn)二十二 74LS164 串進(jìn)并出實(shí)驗(yàn)

實(shí)訓(xùn)二十三 74LS165 并進(jìn)串出實(shí)驗(yàn)

實(shí)訓(xùn)二十四 IIC 總線 IC 卡存儲實(shí)驗(yàn)

實(shí)訓(xùn)二十五 IIC 總線實(shí)時時鐘實(shí)驗(yàn)

實(shí)訓(xùn)二十六 IIC 總線 EEPROM 存儲實(shí)驗(yàn)

實(shí)訓(xùn)二十七 外部中斷光電計(jì)數(shù)控制電機(jī)實(shí)訓(xùn)

實(shí)訓(xùn)二十八 定時器中斷控制電機(jī)實(shí)訓(xùn)

實(shí)訓(xùn)二十九 閉環(huán)交直流電機(jī)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

實(shí)訓(xùn)三十閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

實(shí)訓(xùn)三十一 恒溫室控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

實(shí)訓(xùn)三十二 小車系統(tǒng)控制實(shí)訓(xùn)

實(shí)訓(xùn)三十三 智能物料搬運(yùn)裝置實(shí)訓(xùn):

1. 傳感器技術(shù)實(shí)訓(xùn)

2. 直流減速電機(jī)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)

3. 氣動回路應(yīng)用實(shí)訓(xùn)

4. 絲桿傳動機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)

5. 直線運(yùn)動單元定位控制實(shí)訓(xùn)

6. 機(jī)械故障檢測與排除實(shí)訓(xùn)氣動電磁閥的控制實(shí)驗(yàn)

五、單片機(jī)控制功能實(shí)訓(xùn)考核平臺配置清單