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SBMCU-6型單片機控制技術(shù)實(shí)訓平臺
一、單片機控制技術(shù)實(shí)訓室
單片機控制技術(shù)實(shí)訓平臺,單片機控制技術(shù)實(shí)訓室是提高辦學(xué)能力水平建設項目，單片機控制技術(shù)實(shí)訓臺主要承擔《單片機產(chǎn)品設計與制作》課程的教學(xué)做一體實(shí)施。該實(shí)訓室主要實(shí)訓設備包括上海碩博單片機應用技術(shù)實(shí)訓臺。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。同時(shí)也是教師、學(xué)生技能大賽培訓的主要基地。
二、主體設備技術(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
3.DC ±5V±5％/1A
4.DC 24V±5％/1.5A
5.溫度：-10～40 ℃；環(huán)境濕度：≤90%（25℃）
6.外形尺寸：約 1225mm×690mm×820mm（L×W×H）
7.整機功耗：≤0.5 kW
8.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、實(shí)訓設備功能：
1.總體結構
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。在合理的位置，設計留有放電腦的位置。
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，另一種 8 位數據總線(xiàn)時(shí)還可以用杜邦線(xiàn)排線(xiàn)連接。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)
2.1主機模塊
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。使用封裝腳座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。
模塊上還放有串行通信接口，接口加入升壓電路，可以直接與計算機通信，飛利浦單片機和宏晶單片機也可以通過(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。
2.2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。
2.3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。
2.4顯示模塊
模塊包含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。具體配置要求為 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，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。
2.5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
2.6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。
2.7ADC/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。
2.8交直流電機控制模塊
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。
2.9步進(jìn)電機控制模塊
模塊要求有一只 24V 兩相步進(jìn)電機和大功率步進(jìn)電機驅動(dòng)器。模塊采用水平移動(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)。
2.10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，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。
2.11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。
2.12溫度傳感器模塊
模塊配備有兩種芯片型溫度傳感器：數字量溫度傳感器和模擬量溫度傳感器。溫度傳感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。
2.13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；超出最大行程時(shí)，具有硬件自動(dòng)保護功能，確保系統安全及人身安全；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、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)
1.單片機實(shí)訓部分
1)跑馬燈實(shí)驗；獨立按鍵輸入實(shí)驗；
2)矩陣鍵盤(pán)接口實(shí)訓；光電耦隔離輸入輸出實(shí)驗；
3)繼電器隔離控制實(shí)驗；靜態(tài)數碼管顯示實(shí)驗；
4)動(dòng)態(tài)數碼管顯示實(shí)驗；蜂鳴器演奏實(shí)驗；
5)8255 芯片擴展 IO 口實(shí)驗；液晶顯示模塊控制實(shí)訓
6)點(diǎn)陣LED 屏漢字顯示實(shí)驗；AD 轉換實(shí)驗；
7)DA 轉換實(shí)驗；溫度傳感器采集實(shí)驗；
8)外部中斷光電計數控制電機實(shí)訓；定時(shí)器中斷控制電機實(shí)訓；
9)開(kāi)環(huán)步進(jìn)電機控制實(shí)訓；閉環(huán)交直流電機系統實(shí)驗；
10)閉環(huán)步進(jìn)電機系統實(shí)驗；恒溫控制系統實(shí)驗；
11)PS 鍵盤(pán)通信實(shí)驗；RS232 通信實(shí)驗；
2.智能物料搬運裝置實(shí)訓部分
1)傳感器技術(shù)實(shí)訓；直流減速電機應用實(shí)訓；
2)氣動(dòng)回路應用實(shí)訓；絲桿傳動(dòng)機構應用實(shí)訓；
3)直線(xiàn)運動(dòng)單元定位控制實(shí)訓 PLC 編程軟件（光盤(pán)）
4)機械故障檢測與排除實(shí)訓氣動(dòng)電磁閥的控制實(shí)驗；
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單片機開(kāi)發(fā)實(shí)驗箱、萬(wàn)能單片機實(shí)驗開(kāi)發(fā)系統、單片機實(shí)驗箱 |
