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2022年3月30日

單片機嵌入式實(shí)驗系統

SB-16E單片機嵌入式實(shí)驗系統

 

一、概述

基于Keil C單片機系列,注重單片機本身功能的應用,充分體現單片的特點(diǎn),基礎功能實(shí)驗電路采用一體化設計方式,創(chuàng )新拓展型實(shí)驗電路采用獨立模塊方式,需要時(shí)接入主板,既兼顧演示驗證性實(shí)驗、又考慮到綜合設計和創(chuàng )新研究性實(shí)驗的需要。主板上自帶CPU編程下載接口,是一款靈活性極強的集編程下載調試與一體的新型單片機實(shí)驗教學(xué)平臺,適合各層次學(xué)生進(jìn)行單片機原理和應用方面的實(shí)驗和創(chuàng )新。

圖片盡供參考

二、主要技術(shù)特點(diǎn)

1、它是國內首款將MCGS工業(yè)組態(tài)軟件應用于單片機控制系統中,直觀(guān)形象地展示實(shí)

際自動(dòng)控制工業(yè)場(chǎng)景。

2、可以配51單片機(STC12C5A60S2)STM32嵌入式單片機(STM32F103C8T6)以及DSP28335MCU系統,各MCU模塊統一尺寸,統一接口,共用一塊實(shí)驗底板,支持Keil C,提供詳細實(shí)驗指導書(shū)、C語(yǔ)言實(shí)驗例程、word文檔。

3、功能模塊完全獨立

根據我們多年來(lái)的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗,和取聽(tīng)廣大用戶(hù)的建議,此款開(kāi)發(fā)板采用最新理念--

功能模塊完全獨立,互不干擾,減小初學(xué)者編程誤區。板載豐富的實(shí)驗硬件資源和接口,并對外全部開(kāi)放I/O口,既可簡(jiǎn)單的使用短路帽進(jìn)行默認的資源連接(方便初學(xué)者直接使用),也可以取下短路帽后采用杜邦線(xiàn)連接單片機的任意I/O口線(xiàn),輕松搭建自己的電路。

4、配合本公司精心編寫(xiě)的大量C語(yǔ)言實(shí)驗例程,可使用戶(hù)快速掌握單片機原理及其實(shí)用接口技術(shù)。同時(shí)可加強初學(xué)者對主板硬件電路的認識,盡快熟悉硬件電路。因為各功能模塊均獨立設計,可以直接用各種單片機,無(wú)需再做第二次投資。

5、單片機實(shí)驗中有些實(shí)驗(D/A轉換實(shí)驗、定時(shí)器實(shí)驗等)需要觀(guān)察輸出信號的波形,本實(shí)驗箱可以選配雙通道虛擬示波器(實(shí)驗室如果有獨立示波器的話(huà),可以不配),可以測量各種模擬信號,并可以保存波型文件,圖片文件,方便插入在教學(xué)課件中。

6、下面詳細硬件配置里的全部硬件都集成在一個(gè)主板上,穩定可靠,方便操作,同時(shí)也方便實(shí)驗室的管理。

三、詳細硬件配置

(下面全部硬件集成在一個(gè)主板上,無(wú)須外擴,方便實(shí)驗室管理)

3.1   實(shí)驗箱底板

3.1.1  單色流水燈模塊:8 個(gè)高亮綠色LED 燈,用于流水燈實(shí)驗。 

3.1.2  雙色流水燈模塊:6 個(gè)高亮直插LED燈,紅黃綠三種顏色,用于交通燈實(shí)驗。     

3.1.3  雙色LED燈模塊:紅綠雙色直插LED 燈,用于簡(jiǎn)易邏輯筆設計。 

3.1.4  8 位數碼管模塊:2 個(gè)四位一體共陽(yáng)極數碼管,2個(gè)74HC595 驅動(dòng)芯片,用于時(shí)鐘顯示實(shí)驗。  

3.1.5  1位數碼管模塊:1 個(gè)  8 段數碼管,共陽(yáng)極,0.56 英寸,用于數碼管認識實(shí)驗。  

3.1.6  紅綠雙色點(diǎn)陣模塊:3 個(gè)74HC595 驅動(dòng)芯片,一個(gè)紅綠雙色點(diǎn)陣顯示屏,用于字符和中文的LED顯示。

3.1.7  LCD1602 液晶屏模塊:標準 LCD1602 液晶屏接口,1 個(gè)帶背光的  LCD1602 液晶屏,用于字符液晶顯示實(shí)驗。  

3.1.8  LCD12864 液晶屏模塊:標準LCD12864 液晶屏接口,支持串行、并行液晶屏,用于圖像和中文顯示。  

3.1.9  OLED 顯示模塊:0.96OLED 液晶屏,128*64 顯示,用于新型顯示器 OLED 液晶屏的應用學(xué)習。   

3.1.10  TFT 彩屏模塊:彩屏接口支持8 位、16 TFT ,支持觸摸屏控制,帶背光開(kāi)關(guān)。配套  2.8 寸彩屏,帶觸屏功能,262K 色,8 位數據端。    

3.1.11  8 個(gè)獨立按鍵:8 個(gè)獨立按鍵,帶上拉電阻 。 

3.1.12  4X4 矩陣鍵盤(pán):4 4 列矩陣鍵盤(pán),共16 個(gè)按鍵,帶上拉電阻。  

3.1.13  五向搖桿:一個(gè)五向搖桿,具有上、下、左、右、中五個(gè)方向。  

3.1.14  蜂鳴器模塊:無(wú)源蜂鳴器  

3.1.15  DS1302 時(shí)鐘模塊:DS1302 芯片,模塊帶后背電池座。

3.2   傳感器模塊  

3.2.1  兩路DS18B20 模塊:兩路 DS18B20 溫度傳感器接口。   

3.2.2  光敏傳感器模塊:集成 LM393 比較器,基準電壓可調電阻、模擬量輸出接口、數字量輸出接口、模擬量指示LED燈,支持光敏二極管、光敏電阻等光電開(kāi)關(guān)器件。  

3.2.3  火焰傳感器模塊:集成 LM393 比較器,基準電壓可調電阻、模擬量輸出接口、數字量輸出接口、模擬量指示LED 燈,支持火焰傳感器。     

3.2.4  霍爾傳感器模塊:集成 LM393 比較器,基準電壓可調電阻、模擬量輸出接口、數字量輸出接口、模擬量指示LED 燈,支持霍爾傳感器。

3.2.5  可以配置無(wú)線(xiàn)發(fā)射模塊、RFID傳感器等(根據用戶(hù)要求任意配置各種傳感器)。

3.3  電器控制模塊  

3.3.1  1路直流電機接口:ULN2003 驅動(dòng)芯片。一路可調速、可調向雙功能電機接口。

3.3.2  1路步進(jìn)電機接口:ULN2003驅動(dòng)芯片。標準5線(xiàn)4相步進(jìn)電機接口。

3.3.3  2路繼電器:ULN2003 驅動(dòng)芯片。兩個(gè)5V 繼電器,兩個(gè)3P 接線(xiàn)端子。

3.4  數據傳輸、存儲模塊

3.4.1  2路串口:SP3232 芯片,+3.0v-+5V 工作電壓,公頭串口座一個(gè),母頭串口座一個(gè),狀態(tài)指示燈4 個(gè)。

3.4.2  AT24C02 存儲模塊:AT24C02 芯片。

3.4.3  模擬量輸入模塊:0V-5V 輸入可調,0R-10K 電阻值可調。

3.4.4  串轉并模塊:74HC164 芯片。

3.4.5  并轉串模塊:74HC165 芯片。

3.4.6  SD 卡模塊:標準SD卡卡槽,SPI 控制,4-bit 傳輸模式。

3.4.7  MAX485 模塊:MAX485 芯片,1   2P 接線(xiàn)端子輸出,1 組插針輸出。

3.4.8  紅外發(fā)射模塊:紅外發(fā)射二極管。

3.4.9  紅外接收模塊:HX838 紅外一體化接收頭。

3.4.10  PCF8591 AD/DA 模塊:PCF8591 芯片,4路模擬量輸入,1 路模擬量輸出,IIC通信。

3.4.11  鎖存器模塊:74HC573 鎖存芯片,兼容標準CMOS 。    

3.4.12  三八譯碼器:74LS138 芯片,TTL 電平。 

3.4.13  核心板擴展接口:接口插座20P 兩排,IO 擴展插針20P 兩排 。

3.5 電源模塊

3.5.1  3V3 電源電路:LM1117-3V3 穩壓芯片。

3.5.2  1V8 電源模塊:LM1117-1V8 穩壓芯片。   

3.5.3  電源引出:GND/5V/3V3/1V8 電源各一組,每組  6 路引出。

3.5.4  自恢復保險絲:斷開(kāi)電流300ma 。 

3.5.5  模塊名稱(chēng):USB 接口,mini USB,A 型母頭,D+ ,D- 。

3.6  標配 51CPU  模塊

3.6.1 配在線(xiàn)下載 CPU 芯片 STC89 系列1 片。

3.6.2 自帶在線(xiàn)下載電路。

3.7 虛擬示波器(選配)

3.7.1 真正的高速雙通道存儲虛擬示波器,可切換為單通道提高采樣率。

3.7.2 帶有實(shí)時(shí)X-Y示波器:自動(dòng)同步顯示功能。

3.7.3 存儲功能:存儲/栽入/分析歷史波型。

3.7.4 輸入模擬電壓信號幅值由軟件調整,勿需硬件開(kāi)關(guān)切換。

3.7.5 帶有幅頻/相頻特性專(zhuān)用虛擬示波器?梢员4娌ㄐ臀募,圖片文件,方便插入在教學(xué)課件中。

3.8  機箱

3.8.1 堅固型鋁合金框架,厚實(shí)的 ABS 塑料包角,參考外形尺寸 460×380×120mm

3.8.2 70mm×350mm 的零配件存放區。

3.9  軟件

3.9.1、集成多種單片機兼容的通用 KEIL 軟件環(huán)境,支持匯編和 C 語(yǔ)言的編程、編譯、鏈接和源程序級調試和在線(xiàn)下載。

3.9.2、在線(xiàn)下載軟件:STC_ISP_V479。

3.9.3、MGCS 工業(yè)組態(tài)軟件。

3.9.4、C 語(yǔ)言編程單片機應用設計例程。

3.9.5、MGCS 工業(yè)組態(tài)軟件與單片機接口例程。

四、可以實(shí)現的實(shí)驗項目  

4.1基礎實(shí)驗

1)跑馬燈、流水燈實(shí)驗  

2)彩色流水燈、交通燈實(shí)驗

3)紅、綠兩種顏色顯示。  

4)電子鐘顯示、數碼管多位顯示、74HC595 驅動(dòng)等實(shí)驗。  

5)1 位數碼管顯示實(shí)驗。

6)雙色點(diǎn)陣屏顯示實(shí)驗,滾動(dòng)、靜態(tài)顯示字符、漢字符號等。  

7)LCD1602 液晶屏顯示實(shí)驗,可以顯示字符、數字等。  

8)LCD12864 液晶屏顯示實(shí)驗,可以顯示漢字、字符、數字  

9)OLED 顯示實(shí)驗,可以顯示  4 行漢字,可以顯示圖片。

10)TFT 彩屏圖像、文字顯示?梢宰鋈藱C交互界面。

11)按鍵控制、外部中斷等實(shí)驗。  

12)矩陣鍵盤(pán)實(shí)驗,可用作控制、教學(xué)實(shí)驗等 

13)游戲控制桿、實(shí)現獨立按鍵等功能。

14)音樂(lè )播放、報警提示等。 

15)電子表、萬(wàn)年歷實(shí)驗。

4.2 傳感器實(shí)驗

1)溫度測量。

2)光電開(kāi)關(guān)實(shí)驗。

3)火災報警、火焰檢測等實(shí)驗。  

4)測速、電磁檢測等實(shí)驗。

4.3電器控制實(shí)驗  

1)直流電機調速、調向的驅動(dòng)實(shí)驗。  

2)步進(jìn)電機調速、調向、調角度的驅動(dòng)實(shí)驗。  

3)繼電器控制實(shí)驗。

4.4 數據傳輸、存儲模塊功能。

1)串口通信,TTL   RS-232 實(shí)驗。  

2)外部存儲、IIC 總線(xiàn)學(xué)習 。 

3)串行轉并行實(shí)驗,可以擴展IO。  

4)并行數據轉串行的實(shí)驗 。 

5)SD 卡的讀寫(xiě)、文件系統的學(xué)習實(shí)驗。  

6)配合多組 485 模塊,可以進(jìn)行485通訊實(shí)驗。 

7)發(fā)射不同載波頻率的紅外信號實(shí)驗。  

8)紅外接收解碼實(shí)驗。

9)AD/DA 兩種轉換實(shí)驗。  

10)8 位數據鎖存實(shí)驗,可以單片機嵌入式實(shí)驗系統CPU與外圍模塊的驅動(dòng)、緩沖模塊。  

11)IO 擴展,學(xué)習譯碼實(shí)驗。

4.5 工業(yè)組態(tài)軟件MCGS編程實(shí)驗

4.6 工業(yè)組態(tài)軟件MCGS在單片機控制中的應用實(shí)驗      

1)步進(jìn)電機控制實(shí)驗_總線(xiàn)控制

2)直流電機控制實(shí)驗_總線(xiàn)控制

3)工業(yè)順序控制實(shí)驗_位控制

4)數據采集實(shí)驗_總線(xiàn)控制

5)數據采集實(shí)驗_總線(xiàn)控制

6)數字電壓表實(shí)驗

7)液體混合控制實(shí)驗

8)交通燈控制實(shí)驗

4.7工業(yè)組態(tài)軟件和微控制器的接口編程實(shí)驗

五、實(shí)驗箱配置表

序號

名稱(chēng)

說(shuō)明

數量

1

單片機實(shí)驗箱(標配)

含箱體、電源、51CPU(STC12C5A60S2)單片機核心系統、實(shí)驗模塊電路。

1

2

杜邦排線(xiàn)

830cm

4

3

杜邦排線(xiàn)

530cm

3

4

單根杜邦

40cm

10

5

XH2.54排線(xiàn)

512cm

1

6

RS232串口通信線(xiàn)(2、3直通)

1.5m(下載線(xiàn))

1

7

交流電源線(xiàn)

1.5m

1

8

遙控器

 

1個(gè)

9

RS232串口通信線(xiàn)(2、3交叉)

1.5m(配示波器模塊時(shí)要的示波器通信線(xiàn))

1

10

配套軟件

KEIL C 軟件和組態(tài)軟件各一張

1

11

實(shí)驗指導書(shū)

 

1

12

MSP430(MSP430F149單片機核心系統+仿真器

選配

1個(gè)

13

AVRAtmeg16)單片機核心系統+仿真器

選配

1個(gè)

14

STM32(STM32F103VET6)ARM核心系統+仿真器

選配

1個(gè)

15

DSP28335核心系統+仿真器

選配

1個(gè)

 

 

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