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SBK-69B型單片機控制功能實(shí)訓考核裝置
單片機控制功能實(shí)訓考核裝置,單片機功能控制實(shí)訓考核臺是根據中等職業(yè)學(xué)�！秵纹瑱C及其應用》的教學(xué)內容和要求，按照職業(yè)崗位的工作內容研發(fā)的實(shí)訓考核設備。適合中職學(xué)校資源與環(huán)境、能源、土木工程、交通運輸、制造、信息技術(shù)類(lèi)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的單片機課程的教學(xué)。
一、單片機控制實(shí)訓考核裝置概述：
單片機控制功能實(shí)訓考核裝置采用烤漆鋼板制作的臺式結構。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)。模塊之間聯(lián)接靈活，加深對單片機原理理解 , 能夠完成 I/O 實(shí)訓， A/D 實(shí)訓， D/A 實(shí)訓， LED LCD 點(diǎn)陣模塊等。
二、單片機控制功能實(shí)訓考核設備技術(shù)指標
1. 輸入電源：?jiǎn)蜗?span lang="EN-US"> 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、單片機控制功能實(shí)訓考核裝置功能特點(diǎn)
1 、總體結構
單片機控制功能實(shí)訓設備采用實(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。
單片機控制功能實(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。
（ 13 ）智能物料搬運裝置
配置雙軸機器人作為裝配的執行機構，具有 X 軸、 Y 軸兩個(gè)方向的執行能力，可完成智能抓取物料放料等功能；配置有行程開(kāi)關(guān)，光電傳感器，光纖傳感器等，可確保各執行器的準確定位；超出大行程時(shí)，具有硬件自動(dòng)保護功能，確保系統安全及人身安全；本裝置為通用的模塊化的多功能裝置，各功能端口完全開(kāi)放，可以能過(guò)不同的接線(xiàn)來(lái)完成各種不同的功能，為學(xué)生的創(chuàng )新設計提供了廣闊的發(fā)揮空間。
四、單片機控制功能實(shí)訓考核設備實(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
智能物料搬運裝置部分
26. 氣動(dòng)電磁閥的控制實(shí)驗
27. 氣爪動(dòng)作及物料檢測實(shí)驗
28. 電動(dòng)手臂控制實(shí)驗
29. 單球循環(huán)搬運實(shí)訓
30. 雙球循環(huán)搬運實(shí)訓
31. 智能判斷搬運實(shí)訓
