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單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用中心建設(shè)方案 

一、單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用中心基本情況介紹 

單片機(jī)技術(shù)是現(xiàn)代電子工程領(lǐng)域一門(mén)迅速發(fā)展的技術(shù)，應(yīng)用于各種嵌入式系統(tǒng)中。單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展和推廣極大地推動(dòng)了電子工業(yè)的發(fā)展，其在教學(xué)和產(chǎn)業(yè)界的技術(shù)推廣仍然是當(dāng)今業(yè)界的一個(gè)熱點(diǎn)。單片機(jī)技術(shù)是現(xiàn)代電子工業(yè)中不可缺少的一項(xiàng)技術(shù)，掌握單片機(jī)技術(shù)是電子信息類(lèi)專業(yè)學(xué)生就業(yè)的一個(gè)基本條件。根據(jù)當(dāng)前單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展需要與企業(yè)對(duì)單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)人才的要求，單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用中心的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目分為封閉型和開(kāi)方型兩種不同的模式層次來(lái)設(shè)立。封閉型實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目是以單片機(jī)原理為主導(dǎo)來(lái)開(kāi)展一些基礎(chǔ)性的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，重點(diǎn)讓學(xué)生掌握單片機(jī)原理和單片機(jī)的一些基本應(yīng)用。開(kāi)放型實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目是在掌握好單片機(jī)原理的基礎(chǔ)之上，以工程應(yīng)用為主，重點(diǎn)讓學(xué)生掌握單片機(jī)在工程實(shí)際應(yīng)用開(kāi)發(fā)流程和開(kāi)發(fā)技能。 

單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用中心在專業(yè)設(shè)備上配制上配備了ZRDPX-238單片機(jī)控制裝置實(shí)訓(xùn)設(shè)備等功能強(qiáng)大的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備，軟件配制上每臺(tái)微機(jī)安裝了主流的單片開(kāi)發(fā)軟件?？梢詽M足單片機(jī)教學(xué)和對(duì)外培訓(xùn)需求，同時(shí)在中心就可以完成單片機(jī)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和調(diào)試工作。學(xué)習(xí)者在單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用中心能真實(shí)的感受到單片機(jī)項(xiàng)目的工程實(shí)際開(kāi)發(fā)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)零距離上崗。

二、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目列表

實(shí)訓(xùn)一    燈光閃爍實(shí)訓(xùn)

實(shí)訓(xùn)二    跑馬燈實(shí)訓(xùn)

實(shí)訓(xùn)三    獨(dú)立按鍵輸入實(shí)訓(xùn)

實(shí)訓(xùn)四    光隔離輸入輸出實(shí)訓(xùn)

實(shí)訓(xùn)五    金屬檢測(cè)實(shí)訓(xùn)

實(shí)訓(xùn)六    動(dòng)態(tài)數(shù)碼管顯示實(shí)訓(xùn)

實(shí)訓(xùn)七    矩陣鍵盤(pán)接口實(shí)訓(xùn)

實(shí)訓(xùn)八      繼電器隔離控制實(shí)訓(xùn)

實(shí)訓(xùn)九     蜂鳴器演奏實(shí)訓(xùn)

實(shí)訓(xùn)十      8255 芯片擴(kuò)展 IO 實(shí)訓(xùn)

實(shí)訓(xùn)十一  字符型液晶顯示模塊控制實(shí)訓(xùn)

實(shí)訓(xùn)十二  液晶顯示模塊控制實(shí)訓(xùn)

實(shí)訓(xùn)十三  點(diǎn)陣 L E D 屏漢字顯示實(shí)訓(xùn)

實(shí)訓(xùn)十四  AD 轉(zhuǎn)換實(shí)訓(xùn)   

實(shí)訓(xùn)十五  D A 轉(zhuǎn)換實(shí)訓(xùn)

實(shí)訓(xùn)十六  LM35 溫度傳感器采集實(shí)驗(yàn)

實(shí)訓(xùn)十七  單總線溫度傳感器采集實(shí)訓(xùn)

實(shí)訓(xùn)十八  交直流減速電機(jī)控制實(shí)訓(xùn)

實(shí)訓(xùn)十九  步進(jìn)電機(jī)開(kāi)環(huán)控制實(shí)訓(xùn)

實(shí)訓(xùn)二十  RS232 通信實(shí)訓(xùn)

實(shí)訓(xùn)二十一 PS2 鍵盤(pán)通信實(shí)驗(yàn)

實(shí)訓(xùn)二十一 靜態(tài)數(shù)碼管顯示實(shí)驗(yàn)

實(shí)訓(xùn)二十二 74LS164 串進(jìn)并出實(shí)驗(yàn)

實(shí)訓(xùn)二十三 74LS165 并進(jìn)串出實(shí)驗(yàn)

實(shí)訓(xùn)二十四 IIC 總線 IC 卡存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)

實(shí)訓(xùn)二十五 IIC 總線實(shí)時(shí)時(shí)鐘實(shí)驗(yàn)

實(shí)訓(xùn)二十六 IIC 總線 EEPROM 存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)

實(shí)訓(xùn)二十七 外部中斷光電計(jì)數(shù)控制電機(jī)實(shí)訓(xùn)

實(shí)訓(xùn)二十八 定時(shí)器中斷控制電機(jī)實(shí)訓(xùn)

實(shí)訓(xùn)二十九 閉環(huán)交直流電機(jī)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

實(shí)訓(xùn)三十   閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

實(shí)訓(xùn)三十一 恒溫室控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

實(shí)訓(xùn)三十二 小車(chē)系統(tǒng)控制實(shí)訓(xùn)

實(shí)訓(xùn)三十三 智能物料搬運(yùn)裝置實(shí)訓(xùn):

       1. 傳感器技術(shù)實(shí)訓(xùn)

       2. 直流減速電機(jī)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)

       3. 氣動(dòng)回路應(yīng)用實(shí)訓(xùn)

       4. 絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)

       5. 直線運(yùn)動(dòng)單元定位控制實(shí)訓(xùn)

       6. 機(jī)械故障檢測(cè)與排除實(shí)訓(xùn)氣動(dòng)電磁閥的控制實(shí)驗(yàn)

三、實(shí)訓(xùn)中心設(shè)備配備

一、產(chǎn)品特點(diǎn)：

1.入門(mén)容易，簡(jiǎn)潔而不簡(jiǎn)單：為了使入門(mén)容易，我們采用簡(jiǎn)單易懂的版面設(shè)計(jì)，從最基本的一個(gè)跑馬燈開(kāi)始就讓您無(wú)縫地切入教學(xué)。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(diǎn)很重要。因?yàn)槲覀兩钪?，感性認(rèn)識(shí)的重要性。

2、人體工學(xué)，美觀而舒適：采用模塊平放結(jié)構(gòu)，使得視線趨于自然向下，如同平時(shí)讀書(shū)寫(xiě)字?？拷脩魝?cè)又略帶傾斜，使得操作時(shí)更加方便。同時(shí)抬頭時(shí)視線使得毫無(wú)遮擋。可以方便地聽(tīng)講，老師亦可觀察實(shí)驗(yàn)情況。

3、高度開(kāi)放，激發(fā)創(chuàng)新：采用模塊化設(shè)計(jì)，我們并不簡(jiǎn)單的，單獨(dú)設(shè)計(jì)模塊，而是將模塊間聯(lián)系，可能性，功能性做了綜合考慮，提供經(jīng)典實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，我們建議用戶利用高度開(kāi)放性的模塊，設(shè)計(jì)出自己的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

4、貼近實(shí)際，易于拓展：深知教學(xué)與實(shí)際生產(chǎn)結(jié)合的重要性。特別設(shè)計(jì)了多達(dá)幾十種的實(shí)訓(xùn)包

二、技術(shù)性能：

1、輸入電源：AC220V±10%      50Hz

2、工作環(huán)境：溫度-10~+40℃      相對(duì)濕度＜85%(25℃)

3、裝置容量：200VA

4、重量：100kg

5、外形尺寸：1600×750×1100mm

三、本設(shè)備各個(gè)功能模塊功能特點(diǎn)

1、 主機(jī)模塊

單片機(jī)采用愛(ài)特梅爾的AT89S52。該單片機(jī)內(nèi)部設(shè)有256Byte的RAM和8KByte的FLASH、三個(gè)16位定時(shí)器，兩個(gè)數(shù)據(jù)指針，片內(nèi)集成了一個(gè)看門(mén)狗電路。64KRAM擴(kuò)展空間、64KROM擴(kuò)展空間；32個(gè)IO口，6個(gè)向量中斷源；0~33MHz的工作頻率，三級(jí)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(jì)有在系統(tǒng)下載設(shè)計(jì)接口，通過(guò)USB下載器可以方便地進(jìn)行編程，無(wú)需把單片機(jī)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(jì)算機(jī)通信，飛利浦單片機(jī)和宏晶單片機(jī)也可以通過(guò)此口進(jìn)行程序下載。復(fù)位電路上加有手動(dòng)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(dòng)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(kāi)關(guān)電源兩種電源。單片機(jī)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(jī)等大功率器件采用開(kāi)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(kāi)關(guān)作為總控制，安全可靠。用船形開(kāi)關(guān)單獨(dú)控制低壓電，市電與低壓電分開(kāi)控制。該模塊共有三組相互獨(dú)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(gè)AC220輸出插板，可以同時(shí)掛接三個(gè)儀器儀表。其中每組電源都有保險(xiǎn)絲作過(guò)載保護(hù)。

3、仿真器模塊

配備有高性能單片機(jī)仿真器，可以全功能仿真MCS51系列單片機(jī)，也可以軟件仿真；軟件為中國(guó)自主研發(fā)，可以很好的支持中文，支持關(guān)鍵字提示，自動(dòng)完成符號(hào)配對(duì)等功能。支持64K程序地址斷點(diǎn)、64K源程序有效行斷點(diǎn)和64K臨時(shí)斷點(diǎn)，單片機(jī)內(nèi)部寄存器狀態(tài)一目了然。主機(jī)與計(jì)算機(jī)采用流行的USB接口。

4、 顯示模塊

該模塊無(wú)論從最基本的顯示元件LED發(fā)光二極管，還是到最高級(jí)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(dòng)態(tài)顯示、16×32點(diǎn)陣LED屏、1602字符型液晶顯示屏、128×64繪圖液晶顯示屏。單片機(jī)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(jì)人機(jī)界面時(shí)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(qiáng)電電路狀態(tài)優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)它的執(zhí)行元件又是一個(gè)線圈，在通電及斷電時(shí)會(huì)產(chǎn)生電磁干擾。為此繼電器模塊在集成了驅(qū)動(dòng)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(gè)繼電器的開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)全部引出，并明確標(biāo)示；每個(gè)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(jī)的正反轉(zhuǎn)及停止，通過(guò)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(diǎn)容量250V/6A、DC28V/12A

6、 指令模塊

指令模塊上放置了單片機(jī)常用的輸入元件，其中有8個(gè)獨(dú)立鍵盤(pán)接口，8路8位開(kāi)關(guān)量輸入，4*4矩形鍵盤(pán)接口，可以滿足學(xué)生從基礎(chǔ)到高級(jí)，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的實(shí)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(jì)，則可以采用該模塊的PS2鍵盤(pán)鼠標(biāo)接口進(jìn)行擴(kuò)展。

7、 ADC/DAC模塊

ADC/DAC模塊上設(shè)計(jì)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(gè)功能子模塊：0-5V模擬電壓輸出、8等級(jí)LED電平指示器和有源時(shí)鐘發(fā)生器。ADC0809實(shí)驗(yàn)時(shí)可以用有源時(shí)鐘發(fā)生器作為芯片的時(shí)鐘，可以用0-5V模擬電壓輸出作為模擬量，用8等級(jí)LED電平指示用作模擬量大小的指示；DAC0832實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以將芯片的輸出接在8等級(jí)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(jī)控制模塊

該模塊可以完成兩種電機(jī)的控制實(shí)驗(yàn)，分別是24V直流減速電機(jī)和220V交流減速電機(jī)。每種電機(jī)的轉(zhuǎn)盤(pán)下面放有光電開(kāi)關(guān)計(jì)數(shù)器，可以用單片機(jī)感知其位置和轉(zhuǎn)動(dòng)了多少圈。每個(gè)電機(jī)控制線路中設(shè)有超程保護(hù)輸入端口，在與水平移動(dòng)裝置組合實(shí)驗(yàn)時(shí)可以有效保護(hù)電機(jī)和機(jī)構(gòu)的安全。

9、步進(jìn)電機(jī)控制模塊

該模塊設(shè)有一只24V兩相步進(jìn)電機(jī)和大功率步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。模塊改變了電機(jī)的軸轉(zhuǎn)式運(yùn)行方式，采用了一個(gè)水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)可以把電機(jī)的軸轉(zhuǎn)改為水平直線運(yùn)動(dòng)，并用鋁直尺的刻度指示。該模塊還可以做閉環(huán)控制的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，因?yàn)樵谶\(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上裝有感知距離的閉環(huán)元件。同時(shí)設(shè)計(jì)了一個(gè)超程保護(hù)電路，當(dāng)機(jī)構(gòu)走到一個(gè)程序不可知狀態(tài)時(shí)，可自動(dòng)關(guān)閉電機(jī)電源，避免機(jī)構(gòu)超程損壞。直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上帶了左右限位輸出端子，供單片機(jī)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(jì)的一塊電路單元，該單元共有兩組16路光電隔離IO口，每個(gè)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?yàn)?2C55的控制方式仍有學(xué)習(xí)價(jià)值，目前在許多教材中仍有它的身影，擴(kuò)展模塊能滿足實(shí)驗(yàn)的需求；82C55的三個(gè)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(lái)與82C55組合起來(lái)完成不同的實(shí)驗(yàn)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(yùn)算放大器，放大的模擬量可以提高測(cè)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?lái)做恒溫控制，溫控器等實(shí)驗(yàn)。

13、 智能物料搬運(yùn)裝置

配置雙軸機(jī)器人作為裝配的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，具有X軸、Y軸兩個(gè)方向的執(zhí)行能力，可完成智能抓取物料放料等功能；配置有行程開(kāi)關(guān)，光電傳感器，光纖傳感器等，可確保各執(zhí)行器的準(zhǔn)確定位；超出最大行程時(shí)，具有硬件自動(dòng)保護(hù)功能，確保系統(tǒng)安全及人身安全；本裝置為通用的模塊化的多功能裝置，各功能端口完全開(kāi)放，可以能過(guò)不同的接線來(lái)完成各種不同的功能，為學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供了廣闊的發(fā)揮空間。

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