TW-X51單片機、微機接口綜合實驗箱

一、概述

綜合單片機系統(tǒng)和80386/80486微機原理接口系統(tǒng)為一體化設計的實驗平臺，根據(jù)單片機和微機接口實驗教學的特點出發(fā)，全部系統(tǒng)和常用實驗模塊采用一體化設計方式，創(chuàng)新實驗模塊采用外部擴展方式。該實驗系統(tǒng)是目前最實用的一款單片機和微機接口綜合實驗教學平臺，適合各層次學生進行單片機原理和應用方面的實驗教學。

二、詳細硬件技術指標

* 標準配置部分

1、單片機系統(tǒng)

1）將MCGS工業(yè)組態(tài)軟件應用于單片機控制系統(tǒng)中，直觀形象地展示實際自動控制工業(yè)場景。2）單片機本身的全部輸入和輸出端口由排針和自鎖緊插孔引出，以便觀察時序波形。

3）32K單片機外部擴展RAM，8路譯碼輸出，留給學生自行設計連接。

4）單片機外部擴展總線包括8位數(shù)據(jù)總線、地址總線、讀寫信號和時鐘等控制線全部由排針和自鎖緊插孔引出。

5）具備單片機在線下載、獨立運行功能，每套實驗箱配備一片此單片機芯片。

6）軟件采用keil C51聯(lián)機調試軟件，支持支持匯編語言和C語言源程序級調試。

7）根據(jù)用戶需要可以配置真正USB通信方式（非串轉USB)單片機仿真器。

2、微機系統(tǒng)

1) CPU基于386EX/486DX設計。

2) 系統(tǒng)主控芯片采用CPLD器件EPM7128S設計。

3) 系統(tǒng)監(jiān)控采用256K Flash Memory W29C020設計。

4) 用戶程序和數(shù)據(jù)存儲器采用128K SRAM UT621024設計。

5) 兩種與PC系統(tǒng)通信方式：①用CH395設計的標準USB通信；②用CH395SL設計的以太網通信。

6) 設計有新型串行通信接口16C2550B和RS232收發(fā)器SP232EEN及其DB9接口。

7) 總線插座提供32位數(shù)據(jù)總線、20位地址總線（可擴展為32位地址總線），數(shù)據(jù)總線支持8/16/32位存儲器與I/O操作。

3. 實驗電路主板組成

3.1電源：提供±5V，±12V工作電源。每路均有短路保護自恢復功能。

3.2 信號源：1）1組正負單次脈沖輸出；2）9路固定脈沖輸出：10MHZ、1MHZ、500KHZ、100KHZ、10KHZ、1KHZ、100HZ、10HZ、1HZ。3）1路0-5V模擬量輸出。

3.3人機接口

1）4×6鍵盤矩陣

2）8位LED發(fā)光管模塊

3）8位帶指示邏輯電平開關

4）帶譯碼的8只高亮LED七段數(shù)碼顯示器

5）音頻信號輸出電路（帶8Ω喇叭、蜂鳴器）

6）繼電器接口控制電路

8）直流電機及控制驅動電路以及速度測量電路(光電傳感器：采用ST135，帶柵格盤)

9）三相五線步進電機20BY及驅動電路UN2003

10）LCD12864中文液晶（兼容LCD1602字符型）顯示電路

11）16×16雙色點陣顯示及其驅動電路

12）32位開關量輸入和輸出電路模塊（選配）

13）PCF8563事實時鐘電路

14）MAX708看門狗電路

15）脈沖調制輸出電路

3.4 接口控制電路、存儲器和通信實驗電路

1）8路8位并行模數(shù)轉換電路ADC0809

2）8位串行模數(shù)轉換電路TLC549

3）1路8位 數(shù)模轉換電路DAC0832路

4）10位串行數(shù)模轉換電路TLC5615

5）并行鍵盤顯示控制電路8279

6）串行鍵盤顯示控制電路ZLG7290

7）24位并行I/O接口擴展電路8255

8）8位I/O口輸入/輸出接口擴展74LS244/74LS273

9）8254/8253定時/計數(shù)器接口電路

10）三種串行口接口電路16C2550、16C550和8251

11）8259中斷控制接口電路

12）8237A DMA數(shù)據(jù)傳送接口電路

13）RS232通信模塊，RS485通信模塊

14）數(shù)字溫度傳感器DS18B20測量電路模塊

15）EEPROM 16位1K存儲器電路93C46模塊

16）I2C存儲器電路

17）32位SRAM，由4片8位存儲器6116組成（選配）

3.5 配置雙通道虛擬示波器

1）真正的高速雙通道存儲虛擬示波器，可切換為單通道提高采樣率

2）帶有實時X-Y示波器：自動同步顯示功能

3）存儲功能：存儲/栽入/分析歷史波型

4）輸入模擬電壓信號幅值由軟件調整，勿需硬件開關切換

5）帶有幅頻/相頻特性專用虛擬示波器。可以保存波型文件，圖片文件，方便插入在教學課件中。

3.6擴展接口

1）擴展全部系統(tǒng)總線和20線L_DV總線插座，用于接入外擴模塊，開展創(chuàng)新實驗。

4、模塊間實驗的連接：控制信號和部分接口信號的引出采用自鎖緊式涂金插孔（永不氧化，美觀漂亮），一些總線信號采用排線連接，操作簡便，實驗導線連接穩(wěn)定可靠。

5、機箱：堅固型鋁合金框架，厚實的 ABS 塑料包角，參考外形尺寸 480×360×100mm。

*選配外部擴展的創(chuàng)新實驗模塊

1）RFID射頻卡（非接觸式 IC卡）讀寫電路模塊。

2）41線LED音頻電平顯示實驗電路。

3）高精度數(shù)字標尺顯示實驗電路。

4）TFT液晶顯示模塊，多點觸摸電容屏模塊。

5）ISD1730語音錄放電路。

6) 傳感器模塊，含光敏、熱敏、氣敏、溫濕度、超聲測距、人體紅外等

三、軟件技術指標

1、 微機系統(tǒng)與PC通信可選USB和以太網絡兩種方式。

2、 PC端集成開發(fā)環(huán)境軟件基于.NET開發(fā)，支持Windows XP/7/10的32位和64位系統(tǒng)。

3、 匯編語言和C語言支持符號化遠程調試，同時支持本機調試，即PC獨立調試方式。 4、 匯編語言和C語言均采用工程文件組織管理。

5、 匯編語言支持多段調試；支持寄存器、變量顯示及修改；支持命令行窗口運行DEBUG32調試命令。

6、 匯編語言調試支持INT21H字符和字符串重定向顯示功能（2,9號）、支持INT21H的字符和字符串遠程鍵盤輸入功能（1,10號），支持D/A虛擬儀器顯示功能。

7、 匯編語言支持保護模式編程實驗，內容包括描述符、特權級變換、任務切換，8259A硬件中斷、異常處理、無分頁/分頁存儲管理等。

8、 單片機系統(tǒng)采用KEIL C51 軟件環(huán)境，支持匯編和C語言的編程、編譯、鏈接和源程序級調試和在線下載。

9、 STC系列單片機在線下載軟件STC_ISP_V479。

10、MGCS工業(yè)組態(tài)軟件

11、MGCS工業(yè)組態(tài)軟件與單片機接口例程

四、實驗項目

第一部分  單片機軟件編程基礎實驗

   1、清零實驗

   2、拆字實驗

   3、拼字實驗

   4、數(shù)據(jù)傳送實驗

   5、數(shù)據(jù)排序實驗

   6、無符號雙字節(jié)快速乘法編程實驗

第二部分 單片機硬件基礎應用實驗

1、單片機I/O口應用實驗_ P3.3口輸入 P1口輸出

2、單片機I/O口應用實驗_工業(yè)順序控制

3、并行I/O接口8255應用

4、簡單I/O口擴展實驗

5、A/D 轉換實驗

6、D/A轉換實驗

7、鍵盤顯示控制器8279應用實驗

8、步進電機控制實驗

9、小直流電機調速實驗

10、電子音響實驗

11、繼電器控制實驗

12、數(shù)據(jù)存貯器擴展實驗

13、單片機串行口應用實驗_雙機通信

14、單片機串行口應用實驗_與PC機通信

15、串行接口16C550應用實驗

16、串行A/D轉換器TLC549應用

17、串行D/A轉換器TLC5615應用

18、單片機雙機通信實驗_用RS485總線

19、USB接口應用實驗（需要選配模塊）

20、16X16 LED點陣顯示實驗

21、128×64 LCD液晶（T6963）顯示接口實驗

22、數(shù)字溫度傳感器DS18B20的原理與應用實驗

23、“看門狗”復位實驗

24、I2C總線智能卡讀寫實驗

25、串行E2PROM的讀寫實驗

26、串行鍵盤顯示接口ZLG7290應用實驗

27、PCF8563串行實時時鐘應用實驗

28、工業(yè)組態(tài)軟件編程實驗

29、MCGS工業(yè)組態(tài)軟件在單片機控制中的應用實驗      

1）步進電機控制實驗_總線控制

2）直流電機控制實驗_總線控制

3）工業(yè)順序控制實驗_位控制

4）數(shù)據(jù)采集實驗_總線控制

5）數(shù)據(jù)采集實驗_總線控制

6）數(shù)字電壓表實驗

7）液體混合控制實驗

8）交通燈控制實驗

30、工業(yè)組態(tài)軟件和微控制器的接口編程實驗

第三部分 微機系統(tǒng)部分

1、ADC0809A/D轉換實驗

2、DAC0832D/A轉換實驗

3、8255A并行I/O口實驗

4、8253A/8254A定時/計數(shù)器實驗

5、8259A單級中斷控制實驗

6、8251A串行通信實驗                

7、8237A DMA控制數(shù)據(jù)傳送實驗

8、直流電機轉速測量與控制實驗

9、步進電機控制實驗

10、繼電器控制實驗

11、8/16/32位數(shù)據(jù)存貯器擴展實驗

12、8/16/32位I/O口輸入和輸出實驗

13、16×16點陣字符顯示實驗

14、128×64LCD液晶圖形顯示實驗

16、數(shù)碼管顯示實驗

17、矩陣鍵盤控制實驗

18、電子琴設計實驗

19、中斷控制器（486EX）實驗

第四部分 軟件實驗項目

1、顯示程序實驗

2、數(shù)據(jù)傳送實驗

3、數(shù)碼轉換類程序實驗

4、運算類程序實驗

5、分支程序設計實驗

6、循環(huán)程序設計實驗

7、子程序設計實驗

8、綜合程序設計實驗

第五部分 微機保護模式下的實驗項目

1、分頁存儲管理實驗

2、全局描述符表實驗

3、任務切換CALL實驗

4、任務切換JMP實驗

5、實模式保護模式轉換實驗

6、無分頁存儲管理實驗

7、8259中斷實驗實驗

第六部分 創(chuàng)新擴展實驗

1、RFID射頻卡（非接觸式 IC卡）讀寫電路實驗。

2、41線LED音頻電平顯示實驗。

3、高精度數(shù)字標尺顯示實驗。

4、TFT液晶顯示實驗。

5、ISD1730語音錄放電路實驗。

6、傳感器應用實驗，含光敏、熱敏、氣敏、溫濕度、超聲測距、人體紅外等。

五、實驗系統(tǒng)配置表

附：使用本實驗箱需配套儀器儀表：電腦、萬用表和示波器（可以選配，實驗箱上自帶建議示波器）。