JDDPJ-186T單片機(jī)應(yīng)用創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
一、概述
單片機(jī)應(yīng)用創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)裝置由控制屏、實(shí)驗(yàn)掛箱、實(shí)驗(yàn)桌組成，通過本實(shí)驗(yàn)臺(tái)可完成單片機(jī)的接口擴(kuò)展、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)顯示、鍵盤控制、定時(shí)器、打印機(jī)接口等實(shí)驗(yàn)，配備有仿真器。
設(shè)有電流型漏電保護(hù)器，控制屏若有漏電現(xiàn)象，漏電流超過一定值，即切斷電源，對(duì)人身安全起到一定的保護(hù)。
裝置采用組件式結(jié)構(gòu)，更換實(shí)驗(yàn)?zāi)K便捷。如需擴(kuò)展功能或開發(fā)新實(shí)驗(yàn)，只需添加實(shí)驗(yàn)?zāi)K掛箱即可，淘汰。
二、主要技術(shù)參數(shù)
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（cm）：160×70×150
三、裝置構(gòu)成
（一）實(shí)驗(yàn)屏：實(shí)驗(yàn)時(shí)放置實(shí)驗(yàn)掛箱，并提供實(shí)驗(yàn)電源，鐵質(zhì)雙面亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)。
1、電源輸入:工作電壓220V±5%(50Hz)，輸入時(shí)指示燈亮。
2、交流電源輸出：有保險(xiǎn)絲和漏電保護(hù)開關(guān)二級(jí)保護(hù)功能。輸出單相交流220V工作電壓有高精度電壓表電流表指示。
★3、固定直流電源
1）電壓電流參數(shù)±5V/5A、±12V/2A、±24V/2A。有短路、過流自動(dòng)保護(hù)功能，設(shè)有短路軟截止自動(dòng)保護(hù)和自動(dòng)恢復(fù)裝置。
2）固定電源測(cè)量板2.7寸TFT液晶屏具有正負(fù)電壓顯示，正負(fù)電流顯示，具有過載提示功能。
3)上位機(jī)具有實(shí)時(shí)監(jiān)視及關(guān)斷功能。
4)紋波與噪聲：150mVp-p。
5)啟動(dòng)上升時(shí)間：100ms。
6)工作溫度范圍：-20℃～+50℃。
★4、DDS功率型函數(shù)發(fā)生器/頻率計(jì)：
1）采用直接數(shù)字頻率合成（DDS）產(chǎn)生高精度正弦波，方波和三角波。
2）2.7寸TFT液晶屏顯示輸出頻率、波形、占空比、幅度、衰減、偏置。
3）正弦波輸出幅度≥10V，輸出阻抗50Ω，失真度<1%（1hz-->
4）頻率范圍 1HZ~3MHz, EC11旋鈕編碼器調(diào)節(jié)。
5）輸出幅度采用EC11旋鈕編碼器調(diào)節(jié)，正弦波輸出具有20db,40db，60db衰減。
6）方波占空比可調(diào), 調(diào)節(jié)范圍：5%-95%調(diào)節(jié)；
7）外測(cè)頻率功能，頻率計(jì)測(cè)量范圍1HZ-100MHz，幅度3.3V，具有自動(dòng)換檔功能。
8）上位機(jī)設(shè)置函數(shù)信號(hào)發(fā)生器各個(gè)參數(shù)，并有實(shí)時(shí)監(jiān)視及鎖定和關(guān)斷功能
9）上升時(shí)間≤50。
10) 5V正反相單脈沖輸出。
11) 工作溫度范圍：-20℃～+50℃。
★5、智能型直流電壓表
1)測(cè)量范圍：0-1000V, 設(shè)置2V/20V/200V/1000V四檔量程，具有量程自動(dòng)切換,超量程自動(dòng)報(bào)警功能。
2)2.7寸TFT液晶屏顯示四位測(cè)量值，具有超量程提示功能。
3)測(cè)量精度：±0.5%+2。
4)抽樣率：5次/秒
5)工作溫度范圍：-20℃～+50℃。
6)上位機(jī)具有實(shí)時(shí)監(jiān)視及關(guān)斷功能。
★6、智能型真有效值交流數(shù)字毫伏表
1)測(cè)量范圍：0.2mV～600V, 設(shè)置200mV、2V、20V、200V、600V五檔量程，具有量程自動(dòng)切換,超量程自動(dòng)報(bào)警功能。
2)2.7寸TFT液晶屏顯示四位測(cè)量值。
3)測(cè)量精度：±0.5%+5。
4)頻率范圍：10Hz～600KHz。
5)輸入阻抗：1MΩ，輸入電容≤30pF。
6)抽樣率：5次/秒
7)工作溫度范圍：-20℃～+50℃。
8)上位機(jī)具有實(shí)時(shí)監(jiān)視及關(guān)斷功能。
7、組:單相市電輸出，供用戶自備儀器使用。
★8、通信接品：
1）實(shí)驗(yàn)臺(tái)地址范圍0-255。
2）具有WIFI、RJ45、RS485上位機(jī)通信接口。
3）上位機(jī)與各學(xué)生實(shí)驗(yàn)臺(tái)智能測(cè)量?jī)x表數(shù)據(jù)交換，接口轉(zhuǎn)換功能。
4）工作溫度范圍-20℃～+50℃。
★9、實(shí)驗(yàn)臺(tái)管理軟件（上位機(jī)軟件）（具有軟件著作權(quán)）
1）添加、刪除、配置各實(shí)驗(yàn)臺(tái)模塊。
2）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各學(xué)生實(shí)驗(yàn)臺(tái)各項(xiàng)模塊實(shí)時(shí)參數(shù)。
3）遠(yuǎn)程控制各實(shí)驗(yàn)臺(tái)模塊功能開關(guān)，按鍵鎖定。
4）軟件用戶登錄管理功能。
（二）實(shí)驗(yàn)桌：鋁木結(jié)構(gòu)，桌面為防火、防水、耐磨高密度板，電腦桌連體設(shè)計(jì)，造型美觀大方。采用特制模具制作的優(yōu)質(zhì)鋁合金做框架，鋁合金表面經(jīng)氧化處理，經(jīng)久耐用，美觀大方，符合現(xiàn)代審美觀，桌面為防火、防水、耐磨高密度板，桌子下部配置儲(chǔ)存柜及電腦主機(jī)柜。
（三）本設(shè)備各個(gè)功能模塊及功能特點(diǎn)
1、 主機(jī)模塊
單片機(jī)采用愛的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、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。
3、 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。
4、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
5、 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(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鍵盤鼠標(biāo)接口進(jìn)行擴(kuò)展。
6、 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。
7、 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(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。
8、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)。
9、 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。
10、 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。控制端與數(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。
11、 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)。
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