SBDPJ-239A單片機(jī)應(yīng)用綜合實(shí)訓(xùn)平臺(tái)
一、產(chǎn)品特點(diǎn)
1.單片機(jī)應(yīng)用綜合實(shí)訓(xùn)臺(tái)根據(jù)國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中相關(guān)內(nèi)容，將單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)、應(yīng)用電子及無線電技術(shù)等課程通過工作任務(wù)訓(xùn)練有機(jī)結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)將典型工作任務(wù)量化為多個(gè)子任務(wù)，提供豐富的實(shí)訓(xùn)單元模塊，包括單片機(jī)（MCS51、STM32）、顯示、傳感器、執(zhí)行對(duì)象、按鍵開關(guān)、信號(hào)采樣處理、無線通信等模塊，適合各類高等職業(yè)院校的《單片機(jī)技術(shù)》、《電子技術(shù)應(yīng)用》、《數(shù)字電子技術(shù)》、《模擬電子技術(shù)》等課程的實(shí)訓(xùn)教學(xué)。
2.實(shí)訓(xùn)單元模塊采用獨(dú)立的模塊化、半開放式設(shè)計(jì)，各個(gè)模塊中輸入、輸出及控制口的大部分管腳均采用防轉(zhuǎn)柱及插座引出?？筛鶕?jù)教學(xué)內(nèi)容需要，任意選擇實(shí)訓(xùn)模塊進(jìn)行組合設(shè)計(jì)，通過連線及編寫控制程序來完成，具有較強(qiáng)的創(chuàng)新性。
3.實(shí)訓(xùn)單元模塊由透明元件盒及PCB板構(gòu)成，元件盒體由透明有機(jī)工程塑料注塑而成，面板采用PCB板制作而成。導(dǎo)線插孔采用防轉(zhuǎn)座引出，導(dǎo)線裝有彈性插頭可在模塊上面插接，以保證可靠連接進(jìn)行各種實(shí)訓(xùn)，模塊間采用排線或連接導(dǎo)線進(jìn)行連接。
參考圖以實(shí)物為準(zhǔn)
二、技術(shù)性能
1.輸入電源：單相三線～220V±10% 50Hz
2.裝置容量：＜1.5kVA
3.外形尺寸：實(shí)訓(xùn)平臺(tái)1600mm×700mm×1530mm
電腦桌560mm×600mm×1020mm
4.安全保護(hù)：具有漏電保護(hù)功能，安全性符合相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)
三、基本配置及功能
本裝置主要由實(shí)訓(xùn)臺(tái)、電源掛件、直流電源/直流電壓表掛件、仿真器掛件、直流調(diào)速閉環(huán)系統(tǒng)掛件、溫度調(diào)節(jié)閉環(huán)系統(tǒng)掛件、步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)掛件、數(shù)控電源研究系統(tǒng)掛件、實(shí)訓(xùn)掛板、實(shí)訓(xùn)模塊、電腦桌、活動(dòng)柜及配件等組成。
1、實(shí)訓(xùn)臺(tái)：
（1）桌子臺(tái)面板：E1級(jí)三聚氰胺復(fù)面合成板，加防靜電膠皮，臺(tái)面厚度約25mm。
（2）采用四個(gè)工業(yè)鋁型材立柱為支撐，立柱端部可安裝調(diào)節(jié)腳，方便高度調(diào)節(jié)，主體結(jié)構(gòu)通過左、右各2個(gè)C字形鋁壓成型構(gòu)件聯(lián)接，臺(tái)面高度：約800mm，桌面板下設(shè)支撐框架，截面尺寸約為30x30mm，承受力約300Kg。
（3）立柱采用工業(yè)鋁型材成型工藝，表面氧化處理，截面尺寸：約70x70mm，比重不小于3.0kg/m，四面帶槽，槽寬約8.2mm，端部配套塑料堵頭，槽內(nèi)適用工業(yè)鋁型材通配螺母及配件。
（4）C字形鋁壓成型構(gòu)件為左、右對(duì)稱件，外形不小于160x166x70mm，單件比重不小于0.37kg，采用壓鑄成型工藝，經(jīng)機(jī)加工、拋丸、噴砂，表面藍(lán)色靜電噴涂工藝。
（5）實(shí)驗(yàn)臺(tái)架采用獨(dú)立框架式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，框架由上中下左右五根工業(yè)型材分割為上下兩個(gè)區(qū)域，所有型材表面光滑，無凹槽，用于放置交直流電源、測(cè)量儀器儀表和實(shí)驗(yàn)?zāi)K等。實(shí)驗(yàn)臺(tái)兩側(cè)提供單相多功能插座和三相四線交流電源插座，為外配儀器設(shè)備提供工作電源。
2、活動(dòng)儲(chǔ)物柜
采用圓弧卷邊冷沖壓鈑金一體成型，封閉式結(jié)構(gòu)，表面靜電噴涂，外形尺寸：約寬450x深550x高705（mm），總重量≥31kg；柜體四邊圓弧設(shè)計(jì)：R=30mm，柜體邊框總厚度≤2.5mm；配有承重型卡扣式三節(jié)軌，導(dǎo)軌承重量≥30kg，抽屜把手采用卡套式鈑金卷邊工藝，把手尺寸≥440x45x18mm，抽屜采用聯(lián)體鎖設(shè)計(jì)，底部配有4個(gè)1.5寸萬向帶剎車腳輪。
3、電源掛件：
提供單相漏電保護(hù)器、智能電源管理系統(tǒng)、電源指示、電源保護(hù)及AC220V電源輸出接口。
4、直流電源、直流電壓表掛件：
提供五路固定直流電源輸出：±12V、±5V、+24V；提供一路0～5V直流可調(diào)電源；提供一只直流電壓表，量程0～20V，分為200mV、2V、20V三檔、精度0.5級(jí)。
5、仿真器掛件：
提供51仿真器一只，USB通訊接口2個(gè)，有延長線；串口通訊接口1個(gè)，有延長線。
5、直流調(diào)速閉環(huán)系統(tǒng)掛件：
提供24V直流單機(jī)一只，自帶霍爾編碼器A、B正交相位90度信號(hào)輸出，轉(zhuǎn)速0～1000rpm/min，0-5V PWM調(diào)節(jié)模塊一塊，轉(zhuǎn)速表可顯示當(dāng)前電機(jī)的轉(zhuǎn)速。面板印有閉環(huán)系統(tǒng)原理圖，整個(gè)系統(tǒng)為工業(yè)閉環(huán)系統(tǒng)，集PID運(yùn)算調(diào)節(jié)和高速計(jì)數(shù)器運(yùn)算調(diào)節(jié)。
6、溫度調(diào)節(jié)閉環(huán)系統(tǒng)掛件：
由溫度表、加熱鹵素?zé)簟?-5V PWM調(diào)節(jié)模塊、DS18B20傳感器、PT100傳感器、溫度變送器和散熱風(fēng)扇組成。溫度變送輸出有兩種方式，一個(gè)是DS18B20輸出的數(shù)字信號(hào)可以直接和單片機(jī)接口；一個(gè)是PT100經(jīng)變送器輸出的電壓信號(hào)；加熱區(qū)由透明有機(jī)玻璃設(shè)計(jì)，便于觀察實(shí)訓(xùn)過程中的變化。面板印有閉環(huán)系統(tǒng)原理圖，整個(gè)系統(tǒng)為工業(yè)閉環(huán)系統(tǒng)。
7、步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)掛件：
提供DC6-40V供電的42步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器1只，采用DSP技術(shù)，電流范圍0.3A-2.2A，具有半流、過壓和過流等短路保護(hù)，1600-6400細(xì)分可調(diào)，可驅(qū)動(dòng)4、6、8線兩相步進(jìn)電機(jī)，脈沖響應(yīng)頻率最高可達(dá)75KHZ；提供2相步進(jìn)電機(jī)42J06一只，步距精度5±%，耐壓500VAC，徑軸向跳動(dòng)0.08以下，步距角1.8°，額定電流1A，8根引線。面板印有步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器詳細(xì)參數(shù)圖表。
8、數(shù)控電源研究系統(tǒng)掛件：
輸入電壓+24V，+5V，系統(tǒng)通過STM32主機(jī)模塊、電壓、電流采樣模塊、PWM驅(qū)動(dòng)電路完成直流穩(wěn)壓電源的控制研究；面板印有控制系統(tǒng)原理圖。
9、實(shí)訓(xùn)掛板：
掛在實(shí)訓(xùn)臺(tái)上層，用于放置實(shí)訓(xùn)模塊搭建實(shí)訓(xùn)電路，滿足實(shí)訓(xùn)教學(xué)需求。
10、實(shí)訓(xùn)模塊：
實(shí)訓(xùn)模塊由透明元件盒及PCB板構(gòu)成，元件盒體由透明有機(jī)工程塑料注塑而成，面板采用PCB板制作。導(dǎo)線插孔采用防轉(zhuǎn)座引出，導(dǎo)線裝有彈性插頭可在模塊上面插接，以保證可靠連接進(jìn)行各種實(shí)訓(xùn)；模塊間采用排線或連接導(dǎo)線進(jìn)行連接，可根據(jù)實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容需要，組合成各種實(shí)際產(chǎn)品。
具體配置及功能如下：
序號(hào) | 實(shí)訓(xùn)模塊名稱 | 主要配置 | 數(shù)量 |
1 | MCS51主機(jī) | 可進(jìn)行仿真51系列單片機(jī)及燒錄，并引出所有I/O口，并對(duì)I/O口工作情況進(jìn)行燈光指示，且配有指示燈與晶振切換開關(guān)。 | 1塊 |
2 | STM32主機(jī) | 可進(jìn)行STM32系列單片機(jī)燒錄、仿真，并引出所有I/O口，還提供STM32啟動(dòng)方式的選擇開關(guān)及外部Flash存觸器 | 1塊 |
3 | 稱重傳感器 | 提供稱重傳感器及其放大電路，實(shí)現(xiàn)壓力測(cè)量 | 1塊 |
4 | 空氣質(zhì)量傳感器 | 提供一種二氧化錫半導(dǎo)體傳感器，對(duì)各種空氣污染源都有很高的靈敏度，可對(duì)空氣質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè) | 1塊 |
5 | 超聲波發(fā)射接收 | 由超聲波發(fā)送、接收頭及解碼芯片等組成，實(shí)現(xiàn)超聲波收發(fā)功能 | 1塊 |
6 | LM35溫度傳感器 | 提供LM35溫度傳感器，可用于溫度測(cè)量 | 1塊 |
7 | 18B20溫度傳感器 | 提供18B20數(shù)字溫度傳感器，可以直接得到數(shù)字溫度信號(hào) | 1塊 |
8 | 光照傳感器 | 由1750FVI數(shù)字照度傳感器與PO188模擬照度傳感器組成，實(shí)現(xiàn)光照度測(cè)量 | 1塊 |
9 | 氣壓傳感器 | 由MS5611-01BA01氣壓傳感器及外圍電路組成，可測(cè)量大氣壓強(qiáng) | 1塊 |
10 | 心率傳感器 | 采用專用心率傳感器模塊，光電式，用于檢測(cè)人體心率 | 1塊 |
11 | 數(shù)字溫濕度傳感器 | 采用DHT11數(shù)字式溫濕度傳感器 | 1塊 |
12 | ICL7135模數(shù)轉(zhuǎn)換 | 由A/D轉(zhuǎn)換與譯碼/驅(qū)動(dòng)電路等組成，實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換功能 | 1塊 |
13 | 并行A/D轉(zhuǎn)換 | 由ADC0809芯片組成，實(shí)現(xiàn)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為八位數(shù)字信號(hào) | 1塊 |
14 | 并行D/A轉(zhuǎn)換 | 由DAC0832芯片組成，實(shí)現(xiàn)將八位數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為0～5V的模擬信號(hào) | 1塊 |
15 | 串行A/D轉(zhuǎn)換 | 由TLC2543芯片組成，實(shí)現(xiàn)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào) | 1塊 |
16 | 串行D/A轉(zhuǎn)換 | 由12位D/A轉(zhuǎn)換芯片TLC5618組成，實(shí)現(xiàn)將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào) | 1塊 |
17 | 并串轉(zhuǎn)換模塊 | 由74LS164、74LS165芯片組成，分別實(shí)現(xiàn)將串行輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為并行輸出信號(hào)和將并行輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為串行輸出信號(hào) | 1塊 |
18 | 運(yùn)放模塊 | 提供典型運(yùn)放芯片LM324及獨(dú)立器件，用于電路擴(kuò)展 | 1塊 |
19 | 音頻解碼 | 由VS1053芯片組成，實(shí)現(xiàn)音頻解碼與錄制功能 | 1塊 |
20 | 音頻功放 | 由功放電路、音量調(diào)節(jié)電路組成，具有轉(zhuǎn)換速率高、失真小、輸出功率大，外圍電路簡單等特點(diǎn) | 1塊 |
21 | 十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 | 提供4017十進(jìn)制計(jì)數(shù)/分頻器，可以對(duì)輸入的脈沖個(gè)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù) | 1塊 |
22 | 單次脈沖與時(shí)鐘 | 包括由74LS393組成的分頻電路和單次脈沖，可為其它實(shí)訓(xùn)模塊提供單次脈沖及時(shí)鐘信號(hào) | 1塊 |
23 | 8位動(dòng)態(tài)數(shù)碼管顯示 | 由數(shù)碼管和驅(qū)動(dòng)芯片組成，實(shí)現(xiàn)數(shù)字顯示功能。 | 1塊 |
24 | 8位靜態(tài)數(shù)碼管顯示 | 由數(shù)碼管和驅(qū)動(dòng)芯片組成，實(shí)現(xiàn)數(shù)字顯示功能。 | 1塊 |
25 | 128×64液晶顯示 | 由128×64液晶屏組成，實(shí)現(xiàn)顯示圖形、漢字等功能 | 1塊 |
26 | TFT觸摸屏 | 提供3.2寸電阻式觸摸彩屏，可實(shí)現(xiàn)彩色圖形、漢字顯示，檢測(cè)觸摸 | 1塊 |
27 | 八位獨(dú)立按鍵 | 提供8個(gè)獨(dú)立鍵盤，以點(diǎn)動(dòng)方式輸出高低電平 | 1塊 |
28 | 矩陣鍵盤模塊 | 由16個(gè)按鍵與電阻組成，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的輸入及擴(kuò)展鍵盤功能 | 1塊 |
29 | PNP三極管驅(qū)動(dòng) | 由9012與TIP42C組成PNP復(fù)合管 | 1塊 |
30 | 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng) | 由4個(gè)功率三極管組成“H橋式驅(qū)動(dòng)電路”，這是一個(gè)典型的直流電機(jī)控制電路 | 1塊 |
31 | 蜂鳴器 | 包含1個(gè)有源蜂鳴器與1個(gè)無源蜂鳴器，可以作提示音控制使用，低電平有效 | 1塊 |
32 | 揚(yáng)聲器 | 提供一個(gè)8Ω/5W的揚(yáng)聲器 | 1塊 |
33 | 直流電機(jī) | 由直流電機(jī)、槽型光耦、三極管組成，實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制及測(cè)量功能 | 1塊 |
34 | 交通燈 | 用雙色LED模擬交通燈，數(shù)碼管顯示倒計(jì)時(shí)秒數(shù)等功能 | 1塊 |
35 | U盤、SD卡 | 由文件控制管理芯片CH376、SD卡（座）及USB座組成，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與讀取功能 | 1塊 |
36 | AK040語音 | 由反相器芯片74HC04與語音芯片AK040組成，芯片中錄制有63種常用的語音，MCU可通過時(shí)序播放其中任意一段語音 | 1塊 |
37 | RS485 | 由MAX485等組成，實(shí)現(xiàn)485方式與單片機(jī)進(jìn)行通信 | 2塊 |
11、電腦桌：
采用鋁型材和鈑金結(jié)構(gòu)，臺(tái)面為防火、防水、耐磨高密度板；立柱及橫梁為30×30工業(yè)鋁合金型材，鍵盤位為抽屜式結(jié)構(gòu)并用300mm導(dǎo)軌固定；底部裝有帶剎車萬向輪。尺寸約為560mm×600mm×1020mm。
12、活動(dòng)柜：
采用鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，優(yōu)質(zhì)鋼材做骨架，經(jīng)過機(jī)械加工成型，外表面噴涂彩色環(huán)氧聚塑，材料厚度不小于1.2mm。
13、配件：
提供與實(shí)訓(xùn)設(shè)備配套的實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書和實(shí)訓(xùn)導(dǎo)線。
四、服務(wù)與支持要求
為更好服務(wù)教學(xué)，保障實(shí)驗(yàn)室教學(xué)工作順利進(jìn)行，要求提供全流程客戶服務(wù)管理平臺(tái)"互聯(lián)網(wǎng)+設(shè)備運(yùn)維系統(tǒng)"。
智能電源管理系統(tǒng)具有過溫、短路、過流、過壓、欠壓、失壓、功率限定7大保護(hù)功能；電源具有一鍵鎖定功能，處理故障時(shí)，防止漏電保護(hù)器合閘，造成觸電危險(xiǎn)；電源具有故障鎖定功能，發(fā)生故障導(dǎo)致跳閘時(shí)，不能人為上電，只能通過遠(yuǎn)程清除故障后，才能上電成功；能通過無線4G和有線以太網(wǎng)與手機(jī)APP和PC端云平臺(tái)通訊，沒有網(wǎng)絡(luò)的情況下，教室整套智能電源管理系統(tǒng)可離線獨(dú)立運(yùn)行。
1、智能終端：智能電源管理系統(tǒng)以32位ARM為核心，采用4.3寸彩色觸摸屏為人機(jī)交互界面，實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行情況，提供Zigbee、CAN等多種通信模式，具備語音播報(bào)功能。能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)三相電壓、電流、功率，功率因數(shù)、頻率、電能等參數(shù)，液晶觸摸屏監(jiān)測(cè)數(shù)值。能監(jiān)控實(shí)驗(yàn)室電源的故障類型和故障次數(shù)；設(shè)備時(shí)間管理包含年月日時(shí)間的顯示；用戶通過刷卡方式請(qǐng)求開啟設(shè)備，PC端進(jìn)行授權(quán)之后，設(shè)備可啟動(dòng)使用，PC端可分時(shí)預(yù)約設(shè)備的啟動(dòng)和停止。
2、手機(jī)APP：用電狀態(tài)界面實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前電壓、電流、有無功功率、電能、設(shè)備溫度、漏電電流值等；用電數(shù)據(jù)界面能智能查找近2年用電數(shù)據(jù)，設(shè)置界面能設(shè)置限定電能值、負(fù)載值、設(shè)備超溫值、過欠壓值、過欠壓恢復(fù)時(shí)間值等。后臺(tái)查看報(bào)警日志、操作日志、故障日志等?？刂疲嚎稍谖⑿判〕绦蛑羞h(yuǎn)程控制智能開關(guān)的通斷。
3、PC端軟件：每個(gè)設(shè)備狀態(tài)信息顯示，具有多個(gè)子界面，具有故障分析，用電能效分析、集中管理、個(gè)人中心資料管理、用戶報(bào)警定位跟蹤與信息統(tǒng)計(jì)；具有管理員信息修改與權(quán)限管理等功能。可一鍵開啟和關(guān)閉所有設(shè)備，可單獨(dú)控制每臺(tái)設(shè)備的開關(guān)。
4、后臺(tái)系統(tǒng)：包含賬號(hào)管理、設(shè)備管理、報(bào)修管理、用戶管理，設(shè)備管理：
①、包含監(jiān)控管理：實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控每個(gè)教室，可一鍵預(yù)覽所有設(shè)備的在線和運(yùn)行情況，分析設(shè)備使用率及運(yùn)行時(shí)間。
②、包含設(shè)備節(jié)點(diǎn)：可顯示設(shè)備所在位置、編碼名稱、掛載情況、用戶編輯、用戶查詢等。報(bào)修管理：用戶可進(jìn)行遠(yuǎn)程報(bào)修，反應(yīng)設(shè)備故障信息，編輯報(bào)修情況，后臺(tái)可進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)，及時(shí)跟進(jìn)，以有效解決用戶設(shè)備維護(hù)。用戶管理：可連通手機(jī)號(hào)，對(duì)賬戶進(jìn)行一對(duì)一的安全加密，實(shí)名認(rèn)證，防止賬戶泄密、防盜，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)連接云平臺(tái)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫管理。
現(xiàn)場(chǎng)需對(duì)功能逐一演示，提供有效、權(quán)威的證明文件，證實(shí)該產(chǎn)品的可靠、安全、先進(jìn)性。
五、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目
單片機(jī)基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目
（1）跑馬燈
（2）計(jì)數(shù)器
（3）定時(shí)器
（4）外部中斷
（5）音頻驅(qū)動(dòng)
（6）蜂鳴器驅(qū)動(dòng)
（7）查詢式鍵盤
（8）矩陣鍵盤顯示
（9）電子音樂演奏
（10）128×64液晶顯示
（11）動(dòng)態(tài)掃描數(shù)碼管顯示
（12）靜態(tài)掃描數(shù)碼管顯示
（13）ADC0809應(yīng)用
（14）DAC0832應(yīng)用
（15）TLC2543串行AD轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
（16）TLC5618串行DA轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
（17）74LS164串轉(zhuǎn)并實(shí)驗(yàn)
（18）74LS165并轉(zhuǎn)串實(shí)驗(yàn)
（19）AK040語音測(cè)試
（20）DS18B20溫度測(cè)量電路
（21）RS232串行51通信
（22）RS232串行STM32通信
（23）STM32觸摸屏顯示
（24）STM32 ADC的使用
（25）STM32內(nèi)部溫度傳感器溫度測(cè)量顯示
（26）STM32外部Flash
（27）RS485通信
單片機(jī)綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目
（1）出租車計(jì)價(jià)器
（2）超聲波倒車?yán)走_(dá)
（3）電子語音萬年歷
（4）電子稱
（5）交通燈控制系統(tǒng)
（6）溫度調(diào)節(jié)閉環(huán)控制系統(tǒng)
（7）直流步進(jìn)控制系統(tǒng)
（8）直流調(diào)速閉環(huán)控制系統(tǒng)
（9）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
（10）環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
（11）DDS信號(hào)發(fā)生器
（12）MP3音樂播放器
