SBDPX-238G1单片机技术应用实训考核装置
SBDPX-238G1单片机技术应用实训考核装置
单片机技术应用实训考核装置广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域。
单片机技术应用实训考核装置、单片机应用技术实验室设备主要承担《单片机原理与应用》、《数字信号处理》、《信号与系统》等专业课程实验与课程设计，使学生掌握单片机应用技术系统仿真综合实验的实验方法以及设计编程等技能。培养学生在单片机技术方向专业拓展的兴趣和能力。
一、产品特点
1.单片机技术应用实训考核实训台根据国家职业标准中相关内容，将单片机应用技术、应用电子及无线电技术等课程通过工作任务训练有机结合在一起，实现将典型工作任务量化为多个子任务，提供丰富的实训单元模块，包括单片机（MCS51、STM32）、显示、传感器、执行对象、按键开关、信号采样处理、无线通信等模块，适合各类高等职业院校的《单片机技术》、《电子技术应用》、《数字电子技术》、《模拟电子技术》等课程的实训教学。
2.实训单元模块采用独立的模块化、半开放式设计，各个模块中输入、输出及控制口的大部分管脚均采用防转柱及插座引出。可根据教学内容需要，任意选择实训模块进行组合设计，通过连线及编写控制程序来完成，具有较强的创新性。
3.实训单元模块由透明元件盒及PCB板构成，元件盒体由透明有机工程塑料注塑而成，面板采用PCB板制作而成。导线插孔采用防转座引出，导线装有弹性插头可在模块上面插接，以保证可靠连接进行各种实训，模块间采用排线或连接导线进行连接。
二、技术性能
1.输入电源：单相三线～220V±10% 50Hz
2.装置容量：＜1.0kVA
3.外形尺寸：实训平台1600mm×700mm×1530mm、电脑桌560mm×600mm×1020mm
4.安全保护：具有漏电保护功能，安全性符合相关国家标准
三、基本配置及功能
本装置主要由实训屏、实训桌、电源挂件、直流电源/直流电压表挂件、仿真器挂件、直流调速闭环系统挂件、温度调节闭环系统挂件、步进电机控制系统挂件、数控电源研究系统挂件、实训挂板、实训模块、电脑桌、活动柜及配件等组成。
四、本设备各个功能模块功能特点
（一）实训屏：
采用工业型材结构，所有型材表面光滑，无凹槽，采用两层结构，分别放置电源模块、实训模块及实训挂板等。
（二）实训桌：
实验桌一桌两座，实验桌规格为1600（长）*700（宽）*800（高），实验桌主体结构全部采用高性能表面氧化的铝型材及一次成型铝压铸框架连接构件，连接构件采用压铸成型工艺（非焊接工艺），经机加工、抛丸、喷砂，表面静电喷涂工艺，安装方便、快捷，用户可自行DIY组装。桌体立柱采用工业铝型材成型工艺，表面氧化处理，截面尺寸：70mm×70mm，四面带槽，槽宽约8mm，端部配套塑料堵头。桌面采用25mmE1级三聚氰胺饰面板，桌面板下设支撑框架，承受力不少于200kg。配备储存柜，存放元件及工具，储存柜底部4只高强度万向可制动PU脚轮，方便移动。实训装置整体简约不简单，高端大气，符合现代化产品审美和发展趋势。
（三）电脑桌：钢铝结构，装有4只万向轮，装有电脑后靠、键盘托、主机支架。
（四）储存柜：配备储存柜，存放实训模块及工具，储存柜底部4只高强度万向可制动PU脚轮，方便移动。
（五）实训模块：
1、主机模块
单片机采用爱特梅尔的AT89S52。该单片机内部设有256Byte的RAM和8KByte的FLASH、三个16位定时器，两个数据指针，片内集成了一个看门狗电路。64KRAM扩展空间、64KROM扩展空间；32个IO口，6个向量中断源；0~33MHz的工作频率，三级程序加密功能；工作电压4.0V~5.5V。使用DIP40封装便于更换芯片及仿真。并设计有在系统下载设计接口，通过USB下载器可以方便地进行编程，无需把单片机从电路上取下。
该模块上还放有串行通信接口，该接口已经加入升压电路，可以直接与计算机通信，飞利浦单片机和宏晶单片机也可以通过此口进行程序下载。复位电路上加有手动复位按扭，可以直接复位操作。模块上还设有有源蜂鸣器驱动电路，直接给固定电平就可以发出声响。
2、电源模块
电源模块采用线性电源和开关电源两种电源。单片机等芯片采用线性电源供电，可以有效减少因电源干扰引的程序跑飞。电机等大功率器件采用开关电源供电，确保提供足够的功率。电源采用漏电保护开关作为总控制，安全可靠。用船形开关单独控制低压电，市电与低压电分开控制。该模块共有三组相互独立的低压电源，其中有两组是正负双电源输出。面板上放置了一个AC220输出插板，可以同时挂接三个仪器仪表。其中每组电源都有保险丝作过载保护。
3、仿真器模块
配备有高性能单片机仿真器，可以全功能仿真MCS51系列单片机，也可以软件仿真；软件为中国自主研发，可以很好的支持中文，支持关键字提示，自动完成符号配对等功能。支持64K程序地址断点、64K源程序有效行断点和64K临时断点，单片机内部寄存器状态一目了然。主机与计算机采用流行的USB接口。
4、显示模块
该模块无论从最基本的显示元件LED发光二极管，还是到最高级的LCD显示屏都包含在内。具体配置为8位跑马灯（逻辑电平指示）、8位数码管动态显示、16×32点阵LED屏、1602字符型液晶显示屏、128×64绘图液晶显示屏。单片机常用的显示器件全部包含在内，使学习者可以接触所有的显示方案，设计人机界面时可以得心应手。
5、继电器模块
继电器是常用的执行元件，也是常用的隔离元件，它能用低压控制高压电路，远程切换强电电路状态优点，同时它的执行元件又是一个线圈，在通电及断电时会产生电磁干扰。为此继电器模块在集成了驱动电路的基础上增加了光电隔离措施。该模块共有6路继电器，每个继电器的开关触点全部引出，并明确标示；每个继电器还设有工作指示灯，那一路继电器在通电工作使人一目了然。六组继电器中有两组为AC220控制的继电器，可以控制交流电机的正反转及停止，通过转换头可以连接电子连线。另外四组为电子连线座输出。继电器触点容量250V/6A、DC28V/12A
6、指令模块
指令模块上放置了单片机常用的输入元件，其中有8个独立键盘接口，8路8位开关量输入，4*4矩形键盘接口，可以满足学生从基础到高级，从简单到复杂的实训要求。如果用户需要更多的按键或需要更为复杂的设计，则可以采用该模块的PS2键盘鼠标接口进行扩展。
7、ADC/DAC模块
ADC/DAC模块上设计了两种转换芯片ADC0809和DAC0832。为了便于调试程序和硬件，板载了三个功能子模块：0-5V模拟电压输出、8等级LED电平指示器和有源时钟发生器。ADC0809实验时可以用有源时钟发生器作为芯片的时钟，可以用0-5V模拟电压输出作为模拟量，用8等级LED电平指示用作模拟量大小的指示；DAC0832实验时，可以将芯片的输出接在8等级LED电平指示器上，转换结果是否正常一目了然。
8、交直流电机控制模块
该模块可以完成两种电机的控制实验，分别是24V直流减速电机和220V交流减速电机。每种电机的转盘下面放有光电开关计数器，可以用单片机感知其位置和转动了多少圈。每个电机控制线路中设有超程保护输入端口，在与水平移动装置组合实验时可以有效保护电机和机构的安全。
9、步进电机控制模块
该模块设有一只24V两相步进电机和大功率步进电机驱动器。模块改变了电机的轴转式运行方式，采用了一个水平移动机构，该机构可以把电机的轴转改为水平直线运动，并用铝直尺的刻度指示。该模块还可以做闭环控制的实验项目，因为在运动机构上装有感知距离的闭环元件。同时设计了一个超程保护电路，当机构走到一个程序不可知状态时，可自动关闭电机电源，避免机构超程损坏。直线运动机构上带了左右限位输出端子，供单片机查询状态。
10、传感器配接模块(4路传感器接口)
传感器配接模块是专为传感器的配接和电气隔离而设计的一块电路单元，该单元共有两组16路光电隔离IO口，每个光电隔离IO口均可仿PLC与24V电源供电的传感器连接。并配有四路传感器转换接口用于工业传感器的连接。
11、扩展模块
因为82C55的控制方式仍有学习价值，目前在许多教材中仍有它的身影，扩展模块能满足实验的需求；82C55的三个端口全部引出，可以用电子连线连接，也可以用排线连接。控制端与数据通信口安排在一起，整体布局美观大方。另设有一片74LS245芯片，可以用来与82C55组合起来完成不同的实验功能。
12、温度传感器模块
该模块配备有两种芯片型温度传感器：数字量温度传感器18B20和模拟量温度传感器LM35。LM35器件还加有运算放大器，放大的模拟量可以提高测量精度。每种传感器都有透明外壳加固保护，内有大功率加热电阻，加热指示器等。工作状态一清二楚。可以用来做恒温控制，温控器等实验。
13、智能物料搬运装置
配置双轴机器人作为装配的执行机构，具有X轴、Y轴两个方向的执行能力，可完成智能抓取物料放料等功能；配置有行程开关，光电传感器，光纤传感器等，可确保各执行器的准确定位；超出最大行程时，具有硬件自动保护功能，确保系统安全及人身安全；本装置为通用的模块化的多功能装置，各功能端口完全开放，可以能过不同的接线来完成各种不同的功能，为学生的创新设计提供了广阔的发挥空间。串行扩展模块:
该模块由74HC595、74HC138、74HC165三种芯片组成。74HC595芯片是一种串入并出的芯片，在电子显示屏制作当中有广泛的应用。74HC595是8位串行输入/输出或者并行输出以为寄存器，具有高阻、关、断状态。74HC138是一种三通道输入、八通道输出译码器，主要应用于消费类电子产品。74HC165是8位并行读取或串行输入移位寄存器，是一款高速CMOS器件，74HC165遵循JEDEC标准no.7A。74HC引脚兼容低功耗肖特基TTL（LSTTL）系列
并行扩展模块:
该模块由74HC377、74HC245、两种芯片组成。74HC377是八路D型触发器数据使触发器，积极边缘触发。74HC245是一种三态输出，八路信号收发器，主要用于大屏显示，以及其它的消费类电子产品中增加驱动。
14、四层电梯实训模型（全室购20台共配1套）
电梯模型包括升降电机、极限开关、导轨、随行电缆、厅门、召唤按钮、楼层显示装置、轿厢、开关门机构、平层装置、轿厢内指层灯、轿厢照明、控制系统等。智能电梯控制系统由液晶、蓝牙模块、指纹模块、刷卡模块及电梯控制联动模块组成，模拟楼宇自动化，实现智能乘梯方便用户出行。
1）液晶采用12864液晶，可现实电梯当前运行楼层状态及故障，可实现指纹管理，及指纹录入等功能
2）指纹模组可录入上千个指纹，适用于小区及办公楼宇场所的应用
3）蓝牙模组可实现手机呼梯、手机查看电梯楼层及状态，适用于当今疫情环境的无接触乘梯
4) 刷卡模组可实现IC卡管理，刷卡楼层自动点亮，便于物业的管理，阻止陌生人进去小区。
15、智慧云教学实验平台（全室20台共配1套
该开发平台是一款基础教学实验开发平台，由1个通用平台，多个系列硬件模块，上位机教学资源软件三部分组成，主要针对物联网、电子信息、计算机等专业的单片机与传感器、嵌入式接口技术、识别技术、无线通信技术、智能产品、人工智能等课程的教学实验。该平台结构符合人体工学设计，由可分离式基座和网板组成。硬件模块采用磁吸固定，探针连接传输信号，使用方便，易于拓展。场景引入式教学模式和丰富的教学资源，既可以针对单个模块学习单个知识点，也可以使用多个模块自由组合进行各知识点的综合场景应用。
1)平台能够不同安全电压等级的独立电源输出接口；
2)平台支持"通讯"与"自动"两种通信模式，并支持面板一键切换；
3)平台具备实验模块在线监测功能；
4)平台支持多种课程实训；无线传感网实训室传感网应用开发实训套件物联网云平台。
1）可在广域网中通过PC、移动智能终端、智能网关等设备登录此云平台。
2）具备项目管理功能，定制化的项目中心集中管理。
3）支持物联网项目的新建，
4）支持物联网云网关的配置，支持云网关的设备管理、编辑等功能。
5）提供多种的项目案例配置默认地址，智能家居安居。
6）支持多种以上常用传感器节点，支持温度、湿度、水温、二氧化碳、光照、风速、大气压力、空气质量、可燃气体、火焰、红外对射传感器、红外对射传感器、声音感知传感器、霍尔传感器、称重传感器、压电传感器、DIY测试子系统、位移传感器、热电偶传感器、超声波传感器；
五、配置清单
序号
名 称
数量
型号及规格
1
实训屏
1套
采用工业型材结构，所有型材表面光滑，无凹槽，采用两层结构，分别放置电源模块、实训模块及实训挂板等。
2
实训桌
1张
实验桌主体结构全部采用高性能表面氧化的铝型材及一次成型铝压铸框架连接构件
3
学生凳
2张
钢木方凳
4
电脑推车
1
尺寸630*580*1140
采用铝合金结构，16mm以上黑色木板，家具级封边工艺，带4个脚轮，带电脑位，伸缩键盘托板。
5
51单片机主机模块
1
AT89S52芯片/在系统下载设计
6
电源模块
1
DC±5V，±12V，24V
仿真器模块
1
仿真器
7
显示模块(AB共2块)
1
8位跑马灯
8位数码管动态显示
16×32点阵LED屏
128×64绘图液晶显示屏
1602字符型液晶显示屏
8
继电器模块
1
6路继电器（带驱动）
9
指令模块
1
PS2键盘接口
8个独立键盘接口
8路8位开关量输入
4*4矩形键盘接口
10
ADC/DAC模块
1
ADC0809
DAC0832
0-5V模拟电压输出
8等级LED电平指示
有源时钟发生器
11
交直流电机控制模块
1
24V直流减速电机
220V交流减速电机
光电开关计数输出
12
步进电机控制模块
1
步进电机
水平移动装置
闭环控制装置
13
传感器配接模块
1
4路传感器接口
16路光电隔离IO口
14
扩展模块
1
8255芯片，74LS245芯片
15
温度传感器模块
1
18B20/LM35
16
串并装换模块
1
74LS164 串进并出、74LS165 并进串出
17
IIC总线模块
1
总线 IC 卡/总线实时时钟
18
RS232通讯线
1
RS232通讯线
19
ISP编程线
1
ISP编程电缆
20
排线
1
排线
21
电子连线
1
实验连线
22
接近开关
1
接近开关
23
智能物料搬运模块
1
搬运机构
传感器检测机构
限位保护功能
接供料机构
24
四层电梯实训模型
共1
全室购20台共配1套
25
智慧云教学实验平台
共1
全室购20台共配1套
26
气泵：FB-45/7静音无油空压机(小型无油空压机,微型无油空压机):排气量：45L/min，压力：0.7MPA,电机功率：0.55kw，尺寸：400*400*570mm，重量：24kg
共用
实验室共用气泵
27
配套教学资源
共1
购10套以下无此项配置
28
实验指导
1
实验指导1套
29
实验程序与配套软件
1
配套实验源代码，配套软件与工具
六、实训项目
实训一 灯光闪烁实训
实训二 跑马灯实训
实训三 独立按键输入实训
实训四 光隔离输入输出实训
实训五 金属检测实训
实训六 动态数码管显示实训
实训七 矩阵键盘接口实训
实训八继电器隔离控制实训
实训九蜂鸣器演奏实训
实训十8255 芯片扩展 IO 实训
实训十一字符型液晶显示模块控制实训
实训十二液晶显示模块控制实训
实训十三 点阵 L E D 屏汉字显示实训
实训十四AD 转换实训
实训十五 D A 转换实训
实训十六 LM35 温度传感器采集实验
实训十七 单总线温度传感器采集实训
实训十八交直流减速电机控制实训
实训十九步进电机开环控制实训
实训二十RS232 通信实训
实训二十一 PS2 键盘通信实验
实训二十一 静态数码管显示实验
实训二十二 74LS164 串进并出实验
实训二十三 74LS165 并进串出实验
实训二十四 IIC 总线 IC 卡存储实验
实训二十五 IIC 总线实时时钟实验
实训二十六 IIC 总线 EEPROM 存储实验
实训二十七 外部中断光电计数控制电机实训
实训二十八 定时器中断控制电机实训
实训二十九 闭环交直流电机系统实验
实训三十闭环步进电机系统实验
实训三十一 恒温室控制系统实验
实训三十二 小车系统控制实训
实训三十三 智能物料搬运装置实训:
1. 传感器技术实训
2. 直流减速电机应用实训
3. 气动回路应用实训
4. 丝杆传动机构应用实训
5. 直线运动单元定位控制实训
6. 机械故障检测与排除实训气动电磁阀的控制实验
实训三十四 四层电梯控制实训（老师演示）
实训三十五 传感网应用开发实训（老师演示）