SBDPJ-239B单片机原理与应用实验平台
SBDPJ-239B单片机原理与应用实验平台
单片机原理与应用实验平台、联网单片机技术应用实验室设备、是计算机、电子信息、通信、机械技术制造及其自动化、自动化、测控技术与仪器等专业的专业基础实验室。单片机技术是现代电子工程领域一门迅速发展的技术，应用于各种嵌入式系统中，单片机技术的发展和推广极大的推动了电子工业的发展。单片机技术是一门实践性很强的学科，单片机技术实验室发挥着很重要的作用，单片机实验主要培养学生理论联系实际，使学生拥有较强的实验操作能力、综合设计能力、项目开发能力、分析解决问题的能力。通过实验来增强学生学习单片机的热情，开拓学生的视野，达到提高单片机的教学和学习效果。
一、产品描述：
单片机原理与应用实验台能满足院校"微处理器原理与应用"、"单片机原理与应用"、"嵌入式技术及其应用"等课程的实验教学，集多种微处理器与一体。采用统一的外围电路、人机交互电路、A/D 和D/A、存储器和应用电路，可根据教学需求选择不同的 MCU 核心芯片如：8051、STM32等作为实验载体。
二、结构及功能：
单片机原理与应用实验平台由实训桌、控制屏、实验模块、实验对象、编程软件和实验连接线等组成。实验模块应包含直流稳压电源、单片机最小系统、存储器、A/D 和 D/A、人机界面和通讯等电路。实训装置中各仪器仪表、实验电路等要求采用标准模块结构，通过模块的组合和线路的连接便可完成实验。
三、完成的实验实训项目：
1.软件编程实验
（1）单片机编程软件的使用
（2）单片机程序烧写方法
（3）储存器块清零
（4）二进制BCD码转换
（5）程序跳转表
（6）内存块移动
（7）数据排序
2.硬件基础实验
（1）I/0口输入输出实验
（2）广告灯实验
（3）定时器实验
（4）计时器实验
（5）计数器实验
（6）外中断实验
（7）静态串行显示实验
（8）动态扫描显示实验
（9）查询式键盘实验
（10）矩阵式键盘实验
（11）电子琴模拟实验
（12）单片机与PC机的RS232串行通信实验
（13）LCD液晶显示实验
（14）LED点阵实验
（15）SRAM外部数据存储器扩展实验
（16）I2C总线读写实验
（17）串行数转换并行数实验
（18）串行数转换并行数实验(利用I/O模拟串行输出)
（19）并行数转换串行数实验
（20）并行数转换串行数实验(利用I/O口模拟)
（21）DAC0832数模转换实验
（22）ADC0809模数转换实验
（23）串行A/D转换实验
（24）串行D/A转换实验
（25）3-8译码器实验
（26）实时时钟实验
（27）继电器控制实验
（28）语音录放实验
（29）DS18B20温度采集实验
（30）看门狗电路实验
3.单片机综合应用实验
（1）无线通信
（2）直流电机实验
（3）步进电机实验
（4）射频识别实验
（5）烟雾传感器实验
（6）人体红外传感器实验
（7）温湿度传感器、光敏二极管实验
（8）超声波测距实验
（9）蓝牙模块实验
四、单片机原理与应用实验台技术性能：
1.电 源：～1N240VAC±10% 50Hz；
2.工作环境：温度-10℃- +40℃，相对湿度<85%（25℃）；
3.外形尺寸约：≤1.75m×0.75m×1.2m，支持按需定制；
4.设备安全保护要求
1）实验台带有电流型漏电保护功能，确保学生的用电安全。
2）实验台上的直流稳压电源设计了过流和短路保护功能。
五、基本配置及功能：
1.控制屏及实验桌：采用金属框架结构，结构牢固。实验桌采用金属型材结构，桌面采用高密度板工艺，防火、耐磨。桌面可放置显示器，配电脑主机架、键盘架。配移动储藏柜，放置实验配件等。
2.交流电源组件：提供单相 220V 电源，带漏电保护器。
3.单片机组件
1）扬声器及蜂鸣器模块
2）16×16 点阵模块
3）数码管显示模块；
4）按键电路查询模块；
5）电平开关模块，电平指示模块；
6）液晶显示模块
7）直流电源：输出+5V/1A，±12V/0.5A,+3.3V/0.5A 和-5V/0.5A，具由过流和短路保护功能。
8）MCU 核心电路：MCS-51 单片机 MCU 系统，所有 IO 口通过导线与其它模块连接。同时要求提供STM32控制系统。
9）具有 3.3V 与 5V 电源，可切换电源输出。
10）ISP 在线编程口，RS232 串口。
11）扩展功能：可扩展 IAP15、STM32 等核心板，开展其它单片机或嵌入式实验内容。
12）锁存单元模块
13）数据存储模块：≥8KB 数据存储芯片；
14）I2C 总线 E2ROM：提供可擦除串行存储器或可编程只读存储器。
15）DS1302 实时时钟电路模块。
16）实现3-8 译码器电路模块
17）74LS164 串并转换模块
18）74LS165 并串转换模块
19）看门狗魔力：用于 MCU 电压检测等；
20）DAC0832 数模转换模块
21）串行 DA模块
22）串行 AD模块
23）温度采集/模拟温度采集模块
24）基准电压调节、继电器模块；
25）语音录放模。
26）无线通信模块：可实现串口与 WIFI 的数据双向透传及热点应用。
27）射频识别模块
28）ZIGBEE 通信模块：可学习 ZIGBEE 基本应用实验。
29）以太网通信模块：该模块可以使单片机与 PC 机之间进行数据收发。
30）直流电机模块：实现单片机直流电机控制（正/反转、调速）。
31）步进电机模块：含两相步进电机及其驱动电路，用于单片机控制（正/反转、调速、单步等）。
32）烟雾传感器与红外传感器模块：用于相关实验气体检测、红外感知。
33）温湿度传感器、光敏二极管、超声波测距模块：用来检测周围环境的光线的亮度、湿度与温度。超声波测距模块用以距离精确测量。
34）蓝牙模块：蓝牙开发板模块，可进行各项蓝牙通信开发。
4.实验导线及配件：导线及配件1套。
5.配套编程软件，满足实验需要。
6.实验室综合扩展实验部分：
1）三自由度及以上机器人：（整个实验室配置一套）
1.1系统组成：核心板由微处理器（51或STM32）、液晶屏显示、键盘输入和电源电路等部分组成。
1.2涵盖知识点：微处理器技术、A/D转换、人机界面、电机驱动、计算机控制技术。
1.3要求三自由度及以上机器人由核心控制板和三自由度运动机构组成。使用人机界面控制，可以实现三自由度运动机构的手动运动控制和自动图形绘制功能。
1.4要求三自由度运动机构可以兼容51单片机和STM32两大主流核心控制器。
1.5要求三自由度运动机构是以X、Y、Z直角坐标系统为基本数学模型，并以步进电机为驱动带动同步履带运动的基本工作单元的运动系统。三轴步进电机分别控制笔尖的左右、前后和上下运动，能够很容易地确定平面坐标，从而构建出直线或弧线进行图形绘制。机构内部带有步进电机驱动器和信号调理电路，在三个坐标轴的导轨两端都安装有防撞的行程开关。可以通过控制器的显示液晶屏和按键，可以实现三自由度运动机构的参数设定，模式选择等功能。
2）圆度测量仪的设计及制作（整个实验室配置1套）
圆度测量仪功能要求：输出PWM波驱动直流减速电机旋转，带动被测圆旋转，电感式位移传感器测量相应角度的被测圆半径，并在液晶屏上显示测量结果。
2.1硬件组成要求：整个系统要求采用STM32核心板、PWM输出直流减速电机驱动板、串口A/D转换电路板、多功能万用板、液晶显示和键盘电路、圆度仪传感器测量电路、圆度仪检测机构和电源等部分组成。
各模块功能要求如下：
1）STM32F103核心板：要求有一定的性能，能够满足程序处理。
2）PWM输出电路：该电路用来驱动电机，该芯片有过热保护，和故障检测功能。
3）串口A/D转换电路：此模块要求由模拟信号输入电路、外围电路、数字信号输出电路组成。
4）液晶显示和键盘电路：该模块要求包括一块1602液晶屏和一块12864液晶屏、查询式键盘和矩阵式键盘。该线路板配合核心板可以完成液晶的显示实验、查询式键盘和矩阵式键盘实验。
2.2软件功能：圆度仪控制系统软件包含有欢迎界面，系统菜单、参数设定、圆度测量、手动测量、自动测量和数据回看等软件功能。
3）模拟光伏追踪控制系统的设计与制作，（整个实验室配置1套）。
3.1硬件组成要求：光伏发电跟踪器要求由光敏检测电路、串口A/D转换电路、单片机电路、直流减速电机、液晶显示与键盘电路、PWM驱动电路、模拟光源以及模拟太阳能板等几部分组成，通过光敏检测电路的感应可实现对光源的自动跟踪。光伏发电跟踪器的后面板需安装电源插座。