JG-7600單片機技術(shù)應(yīng)用實訓(xùn)考核裝置

單片機技術(shù)應(yīng)用實訓(xùn)考核裝置,單片機功能控制實訓(xùn)考核平臺學(xué)生通過在該實訓(xùn)室訓(xùn)練,了解CPU硬件結(jié)構(gòu)特點,熟練掌握單片機的編程設(shè)計方法，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用單片機的開發(fā)設(shè)計能力。采用烤漆鋼板制作的臺式結(jié)構(gòu)。單片機實訓(xùn)臺的抽屜柜用于存放實訓(xùn)模塊，抽屜柜與臺面之間布置實訓(xùn)模塊安裝支架，最上一層是工作臺臺面。用于技能競賽時在臺面上放置設(shè)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，編寫的控制程序輸入單片機后，按下運行指令開關(guān)，單片機控制裝置就按程序運行。放置在單片機實訓(xùn)室中，這就是一張實訓(xùn)臺。當(dāng)講解理論或?qū)嵱?xùn)項目中的相關(guān)知識時，可以當(dāng)做課桌；當(dāng)需要進(jìn)行實際操作時，將臺面打開，就露出放置在安裝支架上的模塊，在需要的實訓(xùn)模塊間按實訓(xùn)要求連接電路，編寫控制程序，就可以按照設(shè)計的實訓(xùn)項目進(jìn)行單片機技術(shù)的教學(xué)了，同時還能完成智能物料搬運裝置的提升實訓(xùn)。

一、設(shè)計理念

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，從最基本的一個跑馬燈開始就讓您無縫地切入教學(xué)。別看實驗臺體積巨大，每個模塊都如此輕巧，當(dāng)你在教學(xué)時可以把任何一個模塊帶入課堂，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，這點很重要。因為我們深知，感性認(rèn)識的重要性。當(dāng)然你可以放心安全問題，我們對可能產(chǎn)生安全隱患的部分都做了防護(hù)。

 

二、設(shè)備技術(shù)指標(biāo)

1.輸入電源：單相 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(hù)措施：具有接地保護(hù)、漏電保護(hù)功能，安全性符合相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)。市電采用高絕緣的安全型插座及帶絕緣護(hù)套的高強度安全型實驗導(dǎo)線。

三、功能特點

1、總體結(jié)構(gòu)

單片機技術(shù)應(yīng)用實訓(xùn)考核 設(shè)備采用實訓(xùn)桌加實訓(xùn)模塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計、模塊采用標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，互換性強；按輸入，輸出，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等功能的原則確定模塊內(nèi)容，使教學(xué)或競賽時可方便的選擇需要的模塊。

單片機技術(shù)應(yīng)用實訓(xùn)考核 設(shè)備的每個模塊都具有兩種接線方式，一種為電子連線接法， 8 位數(shù)據(jù)總線時還可以用杜邦線排線連接。整個連接過程方便快捷。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(tǒng)的安全穩(wěn)定。

2、各個功能模塊功能特點

（ 1 ）主機模塊

單片機采用 AT89S52 。該單片機內(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)計有在系統(tǒng)下載設(shè)計接口，通過 USB 下載器可以方便地進(jìn)行編程，無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絲作過載保護(hù)。

（ 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，自動完成符號配對等功能。支持 64K 程序地址斷點、 64K 源程序有效行斷點和 64K 臨時斷點，單片機內(nèi)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(nèi)，使學(xué)習(xí)者可以接觸所有的顯示方案，設(shè)計人機界面時可以得心應(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)程切換強電電路狀態(tài)優(yōu)點，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 個獨立鍵盤接口， 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，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 實驗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 實驗時，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 ）交直流電機控制模塊

該模塊可以完成兩種電機的控制實驗，分別是 24V 直流減速電機和 220V 交流減速電機。每種電機的轉(zhuǎn)盤下面放有光電開關(guān)計數(shù)器，可以用單片機感知其位置和轉(zhuǎn)動了多少圈。每個電機控制線路中設(shè)有超程保護(hù)輸入端口，在與水平移動裝置組合實驗時可以有效保護(hù)電機和機構(gòu)的安全。

（ 9 ）步進(jìn)電機控制模塊

該模塊設(shè)有一只 24V 兩相步進(jìn)電機和大功率步進(jìn)電機驅(qū)動器。模塊改變了電機的軸轉(zhuǎn)式運行方式，采用了一個水平移動機構(gòu)，該機構(gòu)可以把電機的軸轉(zhuǎn)改為水平直線運動，并用鋁直尺的刻度指示。該模塊還可以做閉環(huán)控制的實驗項目，因為在運動機構(gòu)上裝有感知距離的閉環(huán)元件。同時設(shè)計了一個超程保護(hù)電路，當(dāng)機構(gòu)走到一個程序不可知狀態(tài)時，可自動關(guān)閉電機電源，避免機構(gòu)超程損壞。直線運動機構(gòu)上帶了左右限位輸出端子，供單片機查詢狀態(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

因為 82C55 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)展模塊能滿足實驗的需求； 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?？刂贫伺c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(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?？梢杂脕碜龊銣乜刂?，溫控器等實驗。

四、設(shè)備實訓(xùn)項目

單片機控制功能實訓(xùn)考核裝置用于教學(xué)，可按工作過程導(dǎo)向，工學(xué)結(jié)合的模式規(guī)劃教學(xué)活動，完成以下工作任務(wù)

單片機部分

1.跑馬燈實驗

2.獨立按鍵輸入實驗

3.矩陣鍵盤接口實訓(xùn)

4.光電耦隔離輸入輸出實驗

5.金屬檢測實訓(xùn)

6.繼電器隔離控制實驗

7.靜態(tài)數(shù)碼管顯示實驗

8.動態(tài)數(shù)碼管顯示實驗

9.蜂鳴器演奏實驗

10.8255芯片擴(kuò)展 IO 口實驗

11.液晶顯示模塊控制實訓(xùn)

12.點陣 LED 屏漢字顯示實驗

13.AD轉(zhuǎn)換實驗

14.DA轉(zhuǎn)換實驗

15.LM35溫度傳感器采集實驗

16.IIC總線 IC 卡存儲實驗

17.EEPROM芯片 24 系列存儲實驗

18.外部中斷光電計數(shù)控制電機實訓(xùn)

19.定時器中斷控制電機實訓(xùn)

20.開環(huán)步進(jìn)電機控制實訓(xùn)

21.閉環(huán)交直流電機系統(tǒng)實驗

22.閉環(huán)步進(jìn)電機系統(tǒng)實驗

23.恒溫室控制系統(tǒng)實驗

24.PS鍵盤通信實驗

25.RS232通信實驗

五、配置清單

序號	名 稱	型號及規(guī)格
1	實訓(xùn)桌	采用符合人體工學(xué)的平斜面設(shè)計，所有模塊平斜放于桌面固定槽內(nèi)，實驗視線同讀書一樣，自然往下，利于思考。同時解決傳統(tǒng)立式結(jié)構(gòu)的視線遮擋，無法看見教師教學(xué)的問題。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 個柜子，優(yōu)質(zhì)鉸鏈，鋁合金把手，帶 4 個可鎖式腳輪便于移動。
2	電腦推車	尺寸 630*580*1140 采用鋁合金結(jié)構(gòu)， 16mm 以上黑色木板，家具級封邊工藝，帶 4 個腳輪，帶電腦位，伸縮鍵盤托板。
3	51單片機主機模塊	AT89S52芯片
4	電源模塊	DC± 5V ，± 12V ， 24V
5	仿真器模塊	USB通訊接口，使用 KEIL 軟件
6	顯示模塊 (AB 共 2 塊 )	8位跑馬燈
		8位數(shù)碼管動態(tài)顯示
		16× 32 點陣 LED 屏
		128× 64 繪圖液晶顯示屏
		1602字符型液晶顯示屏
7	繼電器模塊	6路繼電器（帶驅(qū)動）
8	指令模塊	PS2鍵盤接口
		8個獨立鍵盤接口
		8路 8 位開關(guān)量輸入
		4*4矩形鍵盤接口
9	ADC/DAC模塊	ADC0809
		DAC0832
		0-5V模擬電壓輸出
		8等級 LED 電平指示
		有源時鐘發(fā)生器
10	交直流電機控制模塊	24V直流減速電機
		220V交流減速電機
		光電開關(guān)計數(shù)輸出
11	步進(jìn)電機控制模塊	步進(jìn)電機
		水平移動裝置
		閉環(huán)控制裝置
12	傳感器配接模塊	4路傳感器接口
		16路光電隔離 IO 口
13	擴(kuò)展模塊	8255芯片， 74LS245 芯片
14	溫度傳感器模塊	18B20/LM35
15	RS232通訊線	RS232通訊線
16	ISP編程線	ISP編程電纜
17	排線	排線
18	電子連線	實驗連線
19	接近開關(guān)	接近開關(guān)

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