TWB-201單片機應用實訓考核裝置

一、產品概述：

單片機應用實訓考核裝置是根據中等職業(yè)學?！秵纹瑱C及其應用》的教學內容和要求，按照職業(yè)崗位的工作內容研發(fā)的實訓考核設備。適合中職學校資源與環(huán)境、能源、土木工程、交通運輸、制造、信息技術類相關專業(yè)的單片機課程的教學。

單片機控制功能實訓考核裝置采用鋁木臺式結構。實訓臺的抽屜柜用于存放實訓模塊，抽屜柜與臺面之間布置實訓模塊安裝支架，最上一層是工作臺臺面。用于技能競賽時在臺面上放置設備安裝底板，在底板上安裝試題擬定的單片機控制裝置需要的模塊，連接控制電路，編寫的控制程序輸入單片機后，按下運行指令開關，單片機控制裝置就按程序運行。放置在單片機實訓室中，這就是一張實訓臺。當講解理論或實訓項目中的相關知識時，可以當做課桌；當需要進行實際操作時，將臺面打開，就露出放置在安裝支架上的模塊，在需要的實訓模塊間按實訓要求連接電路，編寫控制程序，就可以按照設計的實訓項目進行單片機技術的教學。

采用模塊化，開放式設計。各個模即可做基礎實驗，又可組合起來做實訓實驗及課程設計。模塊之間聯接靈活，加深對單片機硬件電路設計原理的理解,能夠完成I/O實訓，A/D實訓，D/A實訓，LED\LCD點陣模塊實驗，電機控制等。更設有國內單片機教學設備空缺的機電一體化設備：智能物料搬運裝置。該設備從氣動，電動及單片機控制電氣電路、軟件設計等多方面著手培養(yǎng)學生動手動腦能力；教學與實踐相結合使學生畢業(yè)后能很快利用單片機知識設計制造出常用的工控自動化設備，成為企業(yè)有用之才。專為高職中職課程設計、畢業(yè)設計和單片機競賽的開發(fā)平臺，體現了靈活性、開放、創(chuàng)新、綜合、跨領域、跨專業(yè)的設計理念。能夠滿足高職中職院校電子工程專業(yè)等不同層次的基礎實訓教學，課程設計，畢業(yè)設計，課題設計，符合學生的從基礎到高級，從理論到實踐的學習認知曲線。

二、技術參數：

1、電源輸入：AC220V±10％(漏電保護功能，安全插輸出)

2、輸出電壓：DC ±12V±5％/1ADC±5V±5％/1ADC 24V±5％/1.5A

3、工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃相對濕度＜85%（25℃）海拔＜4000m

4、產品規(guī)格：1225mm×690mm×820mm

三、產品模塊功能：

1、主機模塊：

該單片機內部設有256Byte的RAM和8KByte的FLASH、三個16位定時器，兩個數據指針，片內集成了一個看門狗電路。64KRAM擴展空間、64KROM擴展空間；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。并設計有在系統(tǒng)下載設計接口，通過USB下載器可以方便地進行編程，無需把單片機從電路上取下。

該模塊上還放有串行通信接口，該接口已經加入升壓電路，可以直接與計算機通信，飛利浦單片機和宏晶單片機也可以通過此口進行程序下載。復位電路上加有手動復位按扭，可以直接復位操作。模塊上還設有有源蜂鳴器驅動電路，直接給固定電平就可以發(fā)出聲響。

2、電源模塊：

電源模塊采用開關電源。單片機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。電機等大功率器件采用開關電源供電，確保提供足夠的功率。電源采用漏電保護開關作為總控制，安全可靠。用船形開關單獨控制低壓電，市電與低壓電分開控制。該模塊共有三組相互獨立的低壓電源，其中有兩組是正負雙電源輸出。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。

3、仿真器模塊：

配備有高性能單片機仿真器，可以全功能仿真MCS51系列單片機，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，支持關鍵字提示，自動完成符號配對等功能。支持64K程序地址斷點、64K源程序有效行斷點和64K臨時斷點，單片機內部寄存器狀態(tài)一目了然。主機與計算機采用流行的USB接口。

4、顯示模塊：

模塊無論從基本的顯示元件LED發(fā)光二極管，還是到LCD顯示屏都包含在內。具體配置為8位跑馬燈（邏輯電平指示）、8位數碼管動態(tài)顯示、16×32點陣LED屏、1602字符型液晶顯示屏、128×64繪圖液晶顯示屏。單片機常用的顯示器件全部包含在內，使學習者可以接觸所有的顯示方案，設計人機界面時可以得心應手。

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，遠程切換強電電路狀態(tài)優(yōu)點，同時它的執(zhí)行元件又是一個線圈，在通電及斷電時會產生電磁干擾。為此繼電器模塊在集成了驅動電路的基礎上增加了光電隔離措施。該模塊共有6路繼電器，每個繼電器的開關觸點全部引出，并明確標示；每個繼電器還設有工作指示燈，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，可以控制交流電機的正反轉及停止，通過轉換頭可以連接電子連線。另外四組為電子連線座輸出。繼電器觸點容量250V/6A、DC28V/12A

6、指令模塊：

指令模塊上放置了單片機常用的輸入元件，其中有8個獨立鍵盤接口，8路8位開關量輸入，4*4矩形鍵盤接口，可以滿足學生從基礎到高級，從簡單到復雜的實訓要求。如果用戶需要更多的按鍵或需要更為復雜的設計，則可以采用該模塊的PS2鍵盤鼠標接口進行擴展。

7、ADC/DAC模塊：

ADC/DAC模塊上設計了兩種轉換芯片ADC0809和DAC0832。為了便于調試程序和硬件，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實驗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實驗時，可以將芯片的輸出接在8等級LED電平指示器上，轉換結果是否正常一目了然。

8、交直流電機控制模塊：

模塊可以完成兩種電機的控制實驗，分別是24V直流減速電機和220V交流減速電機。每種電機的轉盤下面放有光電開關計數器，可以用單片機感知其位置和轉動了多少圈。每個電機控制線路中設有超程保護輸入端口，在與水平移動裝置組合實驗時可以有效保護電機和機構的安全。

9、步進電機控制模塊：

模塊設有一只24V兩相步進電機和大功率步進電機驅動器。模塊改變了電機的軸轉式運行方式，采用了一個水平移動機構，該機構可以把電機的軸轉改為水平直線運動，并用鋁直尺的刻度指示。該模塊還可以做閉環(huán)控制的實驗項目，因為在運動機構上裝有感知距離的閉環(huán)元件。同時設計了一個超程保護電路，當機構走到一個程序不可知狀態(tài)時，可自動關閉電機電源，避免機構超程損壞。直線運動機構上帶了左右限位輸出端子，供單片機查詢狀態(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計的一塊電路單元，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換接口用于工業(yè)傳感器的連接。

11、擴展模塊：

82C55的控制方式，擴展模塊能滿足實驗的需求；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數據通信口安排在一起，整體布局美觀大方。另設有一片74LS245芯片，可以用來與82C55組合起來完成不同的實驗功能。

12、溫度傳感器模塊：

模塊配備有兩種芯片型溫度傳感器：數字量溫度傳感器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，內有大功率加熱電阻，加熱指示器等。工作狀態(tài)一清二楚。可以用來做恒溫控制，溫控器等實驗。

13、串并轉換模塊：

串并轉換模塊含兩種轉換芯片：串并轉換74HC164和并串轉換74HC165。其中串并轉換使用了五個芯片，四個芯片連接數碼管，可以作為四位靜態(tài)顯示。另外一個芯片數據端全部引出，方便擴展，并且每個IO口都有仿PLC狀態(tài)指示燈。并串轉換芯片使用一片74HC165，同樣設計了仿PLC的IO口狀態(tài)指示燈。

14、智能物料搬運裝置：

配置雙軸機器人作為裝配的執(zhí)行機構，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，光電傳感器，光纖傳感器等，可確保各執(zhí)行器的準確定位；超出行程時，具有硬件自動保護功能，確保系統(tǒng)安全及人身安全；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，為創(chuàng)新設計提供了廣闊的發(fā)揮空間。

四、產品配置清單：

附件：

1、編程軟件： keil7.06，萬利V3，可用C語言編程；

2、連接單片機控制裝置電氣線路必須的導線

五、實訓內容：

（一）單片機部分：

1、跑馬燈實驗

2、獨立按鍵輸入實驗

3、矩陣鍵盤接口實訓

4、光電耦隔離輸入輸出實驗

5、金屬檢測實訓

6、繼電器隔離控制實驗

7、靜態(tài)數碼管顯示實驗

8、動態(tài)數碼管顯示實驗

9、蜂鳴器演奏實驗

10、8255芯片擴展IO口實驗

11、液晶顯示模塊控制實訓

12、點陣LED屏漢字顯示實驗

13、AD轉換實驗

14、DA轉換實驗

15、LM35溫度傳感器采集實驗

16、IIC總線IC卡存儲實驗

17、EEPROM芯片24系列存儲實驗

18、IIC總線實時時鐘實驗

19、串并總線互轉擴展實驗

20、單總線溫度傳感器采集實驗

21、交直流減速電機控制實驗

22、外部中斷光電計數控制電機實訓

23、定時器中斷控制電機實訓

24、開環(huán)步進電機控制實訓

25、小車系統(tǒng)控制實訓

26、閉環(huán)交直流電機系統(tǒng)實驗

27、閉環(huán)步進電機系統(tǒng)實驗

28、恒溫室控制系統(tǒng)實驗

29、PS鍵盤通信實驗

30、RS232通信實驗

（二）智能物料搬運裝置部分：

31、氣動電磁閥的控制實驗

32、氣爪動作及物料檢測實驗

33、電動手臂控制實驗

34、單球循環(huán)搬運實訓

35、雙球循環(huán)搬運實訓

36、智能判斷搬運實訓

37、數碼管顯示計數的綜合應用實訓

38、液晶顯示計數及動作狀態(tài)的綜合應用實訓

39、與上機通信的搬動控制實訓