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單片機(jī)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)方案,單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)考核裝置

實(shí)訓(xùn)室設(shè)備均模擬日常生活中常見設(shè)備的工作過程,貼近生活應(yīng)用,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,有助于學(xué)生理解實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)原理和編程。
一、
單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)設(shè)備主要實(shí)訓(xùn)內(nèi)容有:
1.自助售貨機(jī)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目;
2.全自動洗衣機(jī)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目;
3.郵件分揀機(jī)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目;
4.自助存包柜實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目;
5.傳感器檢測實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目;
6.直流電機(jī)驅(qū)動實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目;
7.電子線路排故維修項(xiàng)目;
8.整機(jī)調(diào)試實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。
二、
實(shí)驗(yàn)室的配置:
 
一)產(chǎn)品特點(diǎn):
1、入門容易,簡潔而不簡單:為了使入門容易,我們采用簡單易懂的版面設(shè)計(jì),從最基本的一個跑馬燈開始就讓您無縫地切入教學(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,如同平時讀書寫字?拷脩魝(cè)又略帶傾斜,使得操作時更加方便。同時抬頭時視線使得毫無遮擋。可以方便地聽講,老師亦可觀察實(shí)驗(yàn)情況。
3、高度開放,激發(fā)創(chuàng)新:采用模塊化設(shè)計(jì),我們并不簡單的,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℃ 相對濕度<85%(25℃)
3、裝置容量:200VA
4、重量:100kg
5、外形尺寸:1600×750×1100mm
三)模塊功能:
1、主機(jī)模塊:單片機(jī)采用愛特梅爾的AT89S52。該單片機(jī)內(nèi)部設(shè)有256Byte的RAM和8KByte的FLASH、三個16位定時器,兩個數(shù)據(jù)指針,片內(nèi)集成了一個看門狗電路。64KRAM擴(kuò)展空間、64KROM擴(kuò)展空間;32個IO口,6個向量中斷源;0~33MHz的工作頻率,三級程序加密功能;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USB下載器可以方便地進(jìn)行編程,無需把單片機(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)也可以通過此口進(jìn)行程序下載。復(fù)位電路上加有手動復(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)開關(guān)作為總控制,安全可靠。用船形開關(guān)單獨(dú)控制低壓電,市電與低壓電分開控制。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AC220輸出插板,可以同時掛接三個儀器儀表。其中每組電源都有保險絲作過載保護(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;軟件為中國自主研發(fā),可以很好的支持中文,支持關(guān)鍵字提示,自動完成符號配對等功能。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:該模塊無論從最基本的顯示元件LED發(fā)光二極管,還是到最高級的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),同時它的執(zhí)行元件又是一個線圈,在通電及斷電時會產(chǎn)生電磁干擾。為此繼電器模塊在集成了驅(qū)動電路的基礎(chǔ)上增加了光電隔離措施。該模塊共有6路繼電器,每個繼電器的開關(guān)觸點(diǎn)全部引出,并明確標(biāo)示;每個繼電器還設(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個獨(dú)立鍵盤接口,8路8位開關(guān)量輸入,4*4矩形鍵盤接口,可以滿足學(xué)生從基礎(chǔ)到高級,從簡單到復(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,板載了三個功能子模塊:0-5V模擬電壓輸出、8等級LED電平指示器和有源時鐘發(fā)生器。ADC0809實(shí)驗(yàn)時可以用有源時鐘發(fā)生器作為芯片的時鐘,可以用0-5V模擬電壓輸出作為模擬量,用8等級LED電平指示用作模擬量大小的指示;DAC0832實(shí)驗(yàn)時,可以將芯片的輸出接在8等級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)盤下面放有光電開關(guān)計(jì)數(shù)器,可以用單片機(jī)感知其位置和轉(zhuǎn)動了多少圈。每個電機(jī)控制線路中設(shè)有超程保護(hù)輸入端口,在與水平移動裝置組合實(shí)驗(yàn)時可以有效保護(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)動器。模塊改變了電機(jī)的軸轉(zhuǎn)式運(yùn)行方式,采用了一個水平移動機(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,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)動機(jī)構(gòu)上裝有感知距離的閉環(huán)元件。同時設(shè)計(jì)了一個超程保護(hù)電路,當(dāng)機(jī)構(gòu)走到一個程序不可知狀態(tài)時,可自動關(guān)閉電機(jī)電源,避免機(jī)構(gòu)超程損壞。直線運(yùn)動機(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,可以用來與82C55組合起來完成不同的實(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?梢杂脕碜龊銣乜刂,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,具有硬件自動保護(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,各功能端口完全開放,可以能過不同的接線來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。
四)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目:
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 金屬檢測實(shí)訓(xùn)
實(shí)訓(xùn)六 動態(tài)數(shù)碼管顯示實(shí)訓(xùn)
實(shí)訓(xùn)七 矩陣鍵盤接口實(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 DA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鍵盤通信實(shí)驗(yàn)
實(shí)訓(xùn)二十二 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. 氣動回路應(yīng)用實(shí)訓(xùn)
4. 絲桿傳動機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)
5. 直線運(yùn)動單元定位控制實(shí)訓(xùn)
6. 機(jī)械故障檢測與排除實(shí)訓(xùn)氣動電磁閥的控制實(shí)驗(yàn)
三、
單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的總結(jié):
通過訓(xùn)練培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)綜合素質(zhì),綜合運(yùn)用所學(xué)知識和專業(yè)技能進(jìn)行本專業(yè)工程設(shè)計(jì)的能力,解決本專業(yè)實(shí)際問題的能力和創(chuàng)新實(shí)踐能力,同時極大拓寬了學(xué)生的知識領(lǐng)域,使學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)更加合理,以適應(yīng)社會對高技能人才的需求。

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