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2020年7月20日

單片機(jī)控制功能實(shí)訓(xùn)考核裝置,單片機(jī)技術(shù)實(shí)訓(xùn)室設(shè)備

SB-238A型單片機(jī)控制功能實(shí)訓(xùn)考核裝置

　

單片機(jī)控制功能實(shí)訓(xùn)考核裝置,單片機(jī)技術(shù)實(shí)訓(xùn)室設(shè)備能夠滿足單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)、PC機(jī)與單片機(jī)通信等課程教學(xué)與實(shí)訓(xùn)的要求，為推進(jìn)學(xué)校教學(xué)改革、提高教學(xué)質(zhì)量起到了積極作用。實(shí)訓(xùn)室以培養(yǎng)學(xué)生單片機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)能力、單片機(jī)程序設(shè)計(jì)能力以及從事單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用工程所必須的基本職業(yè)素養(yǎng)為目標(biāo)，為教學(xué)提供硬件保障，使學(xué)生掌握單片機(jī)硬件電路的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)技巧、單片機(jī)程序設(shè)計(jì)規(guī)則、設(shè)計(jì)方法以及單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)流程，能夠使實(shí)踐動手能力得到鍛煉，為從事相關(guān)行業(yè)的開發(fā)、調(diào)試工作打下基礎(chǔ)。

單片機(jī)實(shí)訓(xùn)室是為院校系電子、計(jì)算機(jī)類專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)訓(xùn)練單片機(jī)接口原理、應(yīng)用程序編程、單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)設(shè)置的。該實(shí)訓(xùn)室有計(jì)算機(jī)、單片機(jī)開發(fā)實(shí)驗(yàn)箱、示波器、萬用表、信號發(fā)生器、電源等設(shè)備，學(xué)生在本實(shí)訓(xùn)室可以完成單片機(jī)接口原理、單片機(jī)應(yīng)用程序編程、嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)、PCB板設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、無線電調(diào)試工（高級）、單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)等實(shí)訓(xùn)。

單片機(jī)控制功能實(shí)訓(xùn)考核裝置采用烤漆鋼板制作的臺式結(jié)構(gòu)。實(shí)訓(xùn)臺的抽屜柜用于存放實(shí)訓(xùn)模塊，抽屜柜與臺面之間布置實(shí)訓(xùn)模塊安裝支架，追上一層是工作臺臺面。用于技能競賽時在臺面上放置設(shè)備安裝底板，在底板上安裝試題擬定的單片機(jī)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(jī)后，按下運(yùn)行指令開關(guān)，單片機(jī)控制裝置就按程序運(yùn)行。

放置在單片機(jī)實(shí)訓(xùn)室中，這就是一張實(shí)訓(xùn)臺。當(dāng)講解理論或?qū)嵱?xùn)項(xiàng)目中的相關(guān)知識時，可以當(dāng)做課桌；當(dāng)需要進(jìn)行實(shí)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(shí)訓(xùn)模塊間按實(shí)訓(xùn)要求連接電路，編寫控制程序，就可以按照設(shè)計(jì)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目進(jìn)行單片機(jī)技術(shù)的教學(xué)。模塊之間聯(lián)接靈活，加深對單片機(jī)原理理解 , 能夠完成 I/O 實(shí)訓(xùn)， A/D 實(shí)訓(xùn)， D/A 實(shí)訓(xùn)， LED LCD 點(diǎn)陣模塊等。

一、 設(shè)備外觀圖

（圖片僅供參考、以實(shí)物為主）

SB-G003機(jī)械手

二、設(shè)備概述

在現(xiàn)有的SB238單片機(jī)控制功能實(shí)訓(xùn)考核裝置的基礎(chǔ)上，新添了8個模塊（MCU16 AVR主機(jī)模塊、MCU17 串行AD/DA/EEPROM/RTC模塊、MCU18 串行擴(kuò)展模塊、MCU19 并行擴(kuò)展模塊、MCU20 短距離通訊模塊、MCU21 傳感器配接模塊2、MCU22WIFI無線通信模塊、G003機(jī)械手），并且在原有的模塊上增加了電源防反接保護(hù)。

G003模塊主要組成：

1.三軸直線搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)構(gòu)

2.智能倉儲機(jī)構(gòu)支架

3.RFID射頻識別

4.9個配置電子標(biāo)簽的物料

5.接供料機(jī)構(gòu)

6.觸摸屏

7.物料傳輸皮帶及導(dǎo)軌

三、技術(shù)參數(shù)

1、輸入電源：單相 AC 220V±10%（50Hz）

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

3、溫度：-10～40 ℃；環(huán)境濕度：≤90%（25℃）

4、外形尺寸：約1225mm×690mm×820mm（L×W×H）

5、整機(jī)功耗：≤0.5 kW

6、安全保護(hù)措施：具有接地保護(hù)、漏電保護(hù)功能，安全性符合相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)。市電采用高絕緣的安全型插座及帶絕緣護(hù)套的高強(qiáng)度安全型實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線。

G003技術(shù)參數(shù)：

7、電源輸入：AC220V±10％

8、輸出電壓：DC 24V±5％/2.5A、DC 5V±5％/1A

9、外形尺寸：600*520*280mm

10、整機(jī)功耗：≤1KVA

四、功能特點(diǎn)

1、總體結(jié)構(gòu)

本設(shè)備采用實(shí)訓(xùn)桌加實(shí)訓(xùn)模塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模塊采用標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，互換性強(qiáng)；按輸入，輸出，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等功能的原則確定模塊內(nèi)容，使教學(xué)或競賽時可方便的選擇需要的模塊。

本設(shè)備的每個模塊都具有兩種接線方式，一種為電子連線接法，8位數(shù)據(jù)總線時還可以用杜邦線排線連接。整個連接過程方便快捷。對于具有干擾性質(zhì)的元件，全部采用光電隔離裝置隔離，確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。

2、各個功能模塊功能特點(diǎn)

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(xiǎn)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)?span lang="EN-US">82C55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。可以用來做恒溫控制，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。

14.MCU16 AVR主機(jī)模塊

單片機(jī)采用愛特梅爾的ATMEGA32L。該單片機(jī)內(nèi)部設(shè)有32K字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)部可編程Flash，具有獨(dú)立鎖定位的可選Boot代碼區(qū)，1024字節(jié)的EEPROM，2K字節(jié)片內(nèi)SRAM，可以對鎖定位進(jìn)行編程以實(shí)現(xiàn)用戶程序的加密。兩個具有獨(dú)立預(yù)分頻器和比較器功能的8位定時器/計(jì)時器，一個具有預(yù)分頻器、比較功能和捕捉功能的16位定時器/計(jì)數(shù)器，具有獨(dú)立振蕩器的實(shí)時計(jì)數(shù)器RTC，四通道PWM，8路10位ADC，面向字節(jié)的兩線接口，可編程的串行USART,可工作于主機(jī)/從機(jī)模式的SPI串行接口，具有獨(dú)立片內(nèi)振蕩器的可編程看門狗定時器，片內(nèi)模擬比較器。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。

15.MCU17 串行AD/DA/EEPROM/RTC模塊

該模塊上由串行D/A轉(zhuǎn)換電路（TLC5615）、串行A/D轉(zhuǎn)換電路（TLC1549）、EEPROM外部存儲器電路（24CXX）、實(shí)時時鐘RTC(PCF8563)、電平指示電路及電壓源電路組成。

TLC5615是一個串行10位DAC芯片。只需要3根串行總線就可以完成10位數(shù)據(jù)的串行輸入，易于和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的微控制器或微處理器接口，適應(yīng)于電池供電的測試儀表、移動電話，也使用于數(shù)字的失調(diào)與增益調(diào)整以及工業(yè)控制場合。

TLC1549是一個具有串行控制、連續(xù)逐漸逼近型的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，它采用兩個差分基準(zhǔn)電壓高阻輸入和一個三態(tài)輸出構(gòu)成三態(tài)接口。

24c01/02/04/08/16是一個1K/2K/4K/8K/16K位串行CMOS E2PROM，內(nèi)部含有128/256/512/1024/2048個8位字節(jié)，24C01有一個8字節(jié)頁寫緩沖器，24C02/04/08/16有一個16字節(jié)頁寫緩沖器，該器件通過I2C總線接口進(jìn)行操作，有一個專門的寫保護(hù)功能。

PCF8563是低功耗的CMOS實(shí)時時鐘/日歷芯片，它提供一個可編程時鐘輸出，一個中斷輸出和掉電檢測器，所有的地址和數(shù)據(jù)通過I2C總線接口串行傳遞，最大總線速度為400kbit/s，每次讀寫數(shù)據(jù)后，內(nèi)嵌的字地址寄存器會自動產(chǎn)生增量。

16.MCU18 串行擴(kuò)展模塊

該模塊由74HC595、74HC138、74HC165三種芯片組成。

74HC595芯片是一種串入并出的芯片，在電子顯示屏制作當(dāng)中有廣泛的應(yīng)用。74HC595是8位串行輸入/輸出或者并行輸出以為寄存器，具有高阻、關(guān)、斷狀態(tài)。

74HC138是一種三通道輸入、八通道輸出譯碼器，主要應(yīng)用于消費(fèi)類電子產(chǎn)品。

74HC165是8位并行讀取或串行輸入移位寄存器，是一款高速CMOS器件，74HC165遵循JEDEC標(biāo)準(zhǔn)no.7A。74HC引腳兼容低功耗肖特基TTL（LSTTL）系列

17.MCU19 并行擴(kuò)展模塊

該模塊由74HC377、74HC245、兩種芯片組成。

74HC377是八路D型觸發(fā)器數(shù)據(jù)使觸發(fā)器，積極邊緣觸發(fā)。

74HC245是一種三態(tài)輸出，八路信號收發(fā)器，主要用于大屏顯示，以及其它的消費(fèi)類電子產(chǎn)品中增加驅(qū)動。

18.MCU20 短距離通訊模塊

該模塊主要由無線射頻讀寫（RFID）電路、315MHz無線控制電路、紅外遙控電路組成。

無線射頻讀寫（RFID）是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境，RFID技術(shù)可識別高速運(yùn)動物體，操作快捷方便。RFID是一種簡單的無線系統(tǒng)，只有兩個基本器件，該系統(tǒng)用于控制、檢測和跟蹤物體。系統(tǒng)由一個詢問器（或閱讀器）和很多應(yīng)答器（或標(biāo)簽）組成。

315MHz無線控制電路：它內(nèi)含放大整形及解碼電路，使用極為方便。天線輸入端有選頻電路，而不依賴1/4波長天線的選頻作用，控制距離較近時可以剪短甚至去掉外接天線。接收電路自身輻射極小，加上電路模塊背面網(wǎng)狀接地銅箔的屏蔽作用，可以減少自身振蕩的泄漏和外界干擾信號的侵入。接收機(jī)采用高精度帶骨架的銅芯電感將頻率調(diào)整到315M后封固，這與采用可調(diào)電容調(diào)整接收頻率的電路相比，溫度、濕 度穩(wěn)定性及抗機(jī)械振動性能都有極大改善。

紅外遙控電路：紅外遙控的發(fā)射電路是采用紅外發(fā)光二極管來發(fā)出經(jīng)過調(diào)制的紅外光波；紅外接收電路由紅外接收二極管、三極管或硅光電池組成，它們將紅外發(fā)射器發(fā)射的紅外光轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號，再送后置放大器。

19.MCU21 傳感器配接模塊2

該模塊上一共有6種傳感器，分別為火焰?zhèn)鞲衅鳌�熱釋電傳感器、光照度傳感器、顏色傳感器、溫濕度傳感器、磁場加速度傳感器。各傳感器做成探頭的形式，通過可伸縮網(wǎng)線連接到模塊上。其中，火焰?zhèn)鞲衅骱蜔後岆妭鞲衅魍ㄟ^LED的亮滅顯示出火焰及熱釋電人體遠(yuǎn)紅外的檢測；磁場加速度傳感器、顏色傳感器、光照度傳感器和溫濕度傳感器采集到的數(shù)據(jù)通過相應(yīng)的數(shù)碼管顯示。由于傳感器的代碼量過于龐大，我們將傳感器采集到的值直接通過串口輸出，可以通過單片機(jī)的串口直接讀出。我們還預(yù)留了一個自由編程口，學(xué)生可以將傳感器探頭連在自由編程口上，自己寫相對應(yīng)的程序代碼讀出該傳感器的數(shù)據(jù)。

20.MCU22 WIFI無線通信模塊

該模塊主要一塊XLW002X WIFI模塊及一些配套元件組成，該模塊是一個完全獨(dú)立的嵌入式無線局域網(wǎng)接入設(shè)置，支持TCP協(xié)議、UDP協(xié)議、DHCP Server/Client、DNS、HTTP、Socket編程接口等。能夠?qū)崿F(xiàn)高速UART、高速SPI、WIFI無線通信等。

（21）STC主機(jī)模塊

該模塊采用單片機(jī)STC15F2K60S2。STC15F2K60S2/AD/PWM系列單片機(jī)是宏晶科技生產(chǎn)的單時鐘/機(jī)器周期(1T)的單片機(jī)，是高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的新一代8051單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051,但速度快8-12倍。內(nèi)部集成高精度R/C時鐘（±0.3%），±1%溫飄（-40℃~+85℃），常溫下溫飄±0.6%（-20℃~+65℃），5MHz~35MHz寬范圍可設(shè)置，可徹底省掉外部昂貴的晶振和外部復(fù)位電路（內(nèi)部已集成高可靠復(fù)位電路，ISP編程時8級復(fù)位門檻電壓可選）。3路CCP/PWM/PCA，8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換（30萬次/秒），內(nèi)置2K字節(jié)大容量SRAM，2組高速異步串行通信端口（UART1/UART2，可在5組管腳之間進(jìn)行切換，分時復(fù)用可做5組串口使用），1組高速同步串行通信端口SPI，針對多串行口通信/電機(jī)控制/強(qiáng)干擾場合。該模塊還配置IAP15F2K61S2仿真芯片，方便學(xué)生對編輯的程序進(jìn)行系統(tǒng)仿真。

（22）G003智能倉儲系統(tǒng)

該模塊可實(shí)現(xiàn)物料檢測功能（RFID），超出最大行程時，具有硬件自動保護(hù)功能，

具有對物料自動檢測并智能調(diào)整位置后抓取功能，具有手爪到位檢測、夾緊檢測、復(fù)位     檢測功能。

配置三軸機(jī)器人作為裝配的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，具有X軸、Y軸、Z軸三個方向的執(zhí)行能力，可完成智能抓取物料放料等功能；

配置有光電開關(guān)，光電傳感器，光纖傳感器，旋轉(zhuǎn)編碼器等，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；

本裝置為通用性模塊化多功能裝置，各功能端口完全開放，通過倉儲裝置中的RFID射頻識別模塊對不同倉庫的物料進(jìn)行標(biāo)識，也能通過RFID射頻識別模塊不同物料上電子標(biāo)簽的信息，將物料運(yùn)至不同的倉庫，實(shí)現(xiàn)智能倉儲的功能。同時學(xué)生也能通過不同的接線來完成各種不能的功能，為學(xué)生的各種創(chuàng)新設(shè)計(jì)創(chuàng)造了廣闊的空間。比如可以結(jié)合單片機(jī)主機(jī)模塊，LED/LCD模塊等，完成物料搬運(yùn)實(shí)訓(xùn)，I/O口實(shí)訓(xùn)，LED\LCD點(diǎn)陣模塊實(shí)驗(yàn)等加深學(xué)生對單片機(jī)原理地理解。專為高職中職課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和單片機(jī)競賽的開發(fā)平臺，體現(xiàn)了靈活性、開放、創(chuàng)新、綜合、跨領(lǐng)域、跨專業(yè)的設(shè)計(jì)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(chǔ)實(shí)訓(xùn)教學(xué)，課程設(shè)計(jì)，畢業(yè)設(shè)計(jì)，課題設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)從基礎(chǔ)學(xué)習(xí)到綜合應(yīng)用。

五、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目

單片機(jī)控制功能實(shí)訓(xùn)考核裝置用于教學(xué)，可按工作過程導(dǎo)向，工學(xué)結(jié)合的模式規(guī)劃教學(xué)活動，完成以下工作任務(wù)

單片機(jī)部分

1.跑馬燈實(shí)驗(yàn)

2.獨(dú)立按鍵輸入實(shí)驗(yàn)

3.矩陣鍵盤接口實(shí)訓(xùn)

4.光電耦隔離輸入輸出實(shí)驗(yàn)

5.金屬檢測實(shí)訓(xùn)

6.繼電器隔離控制實(shí)驗(yàn)

7.靜態(tài)數(shù)碼管顯示實(shí)驗(yàn)

8.動態(tài)數(shù)碼管顯示實(shí)驗(yàn)

9.蜂鳴器演奏實(shí)驗(yàn)

10.8255芯片擴(kuò)展IO口實(shí)驗(yàn)

11.液晶顯示模塊控制實(shí)訓(xùn)

12.點(diǎn)陣LED屏漢字顯示實(shí)驗(yàn)

13.AD轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)

14.DA轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)

15.LM35溫度傳感器采集實(shí)驗(yàn)

16.18B20溫度傳感器采集實(shí)驗(yàn)

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

18.定時器中斷控制電機(jī)實(shí)訓(xùn)

19.開環(huán)步進(jìn)電機(jī)控制實(shí)訓(xùn)

20.閉環(huán)交直流電機(jī)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

21.閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

22.恒溫室控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

23.PS鍵盤通信實(shí)驗(yàn)

24.RS232通信實(shí)驗(yàn)

新增模塊實(shí)驗(yàn)部分

25.串行ADC實(shí)驗(yàn)

26.串行DAC實(shí)驗(yàn)

27.外部存儲器實(shí)驗(yàn)

28.實(shí)時時鐘實(shí)驗(yàn)

29.74HC595實(shí)驗(yàn)

30.74HC138實(shí)驗(yàn)

31.74HC165實(shí)驗(yàn)

32.74HC377實(shí)驗(yàn)

33.74HC245實(shí)驗(yàn)

34.無線射頻讀寫（RFID）實(shí)驗(yàn)

35.315MHz無線控制實(shí)驗(yàn)

36.紅外遙控實(shí)驗(yàn)

37.傳感器實(shí)驗(yàn)

38.WIFI通信實(shí)驗(yàn)

39.STC雙串口收發(fā)實(shí)驗(yàn)

40.STC自帶AD數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)

智能倉儲裝置部分

41.傳感器技術(shù)實(shí)訓(xùn)

42.傳送帶實(shí)訓(xùn)

43.步進(jìn)電機(jī)電機(jī)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)

44.伺服電機(jī)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)

45.RFID射頻識別實(shí)訓(xùn)

46.氣動回路應(yīng)用實(shí)訓(xùn)

47.絲桿傳動機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)訓(xùn) 

48.直線運(yùn)動單元定位控制實(shí)訓(xùn) 

49.單片機(jī)編程實(shí)訓(xùn)          

50.機(jī)械故障檢測與排除實(shí)訓(xùn)

六、設(shè)備配置

1	實(shí)訓(xùn)桌	約1225mm×690mm×820mm	1	張	實(shí)訓(xùn)桌有兩種方案鋁木結(jié)構(gòu)桌或鐵質(zhì)結(jié)構(gòu)桌。實(shí)訓(xùn)桌具有教學(xué)用桌和實(shí)驗(yàn)用桌的雙重功能。當(dāng)講解理論或?qū)嵱?xùn)項(xiàng)目中的相關(guān)知識時，可以作為課桌；當(dāng)需要進(jìn)行實(shí)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(shí)訓(xùn)模塊間按實(shí)訓(xùn)要求連接電路，編寫控制程序，就可以按照設(shè)計(jì)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目進(jìn)行單片機(jī)技術(shù)的教學(xué)。實(shí)訓(xùn)臺的抽屜柜用于存放實(shí)訓(xùn)模塊，抽屜柜與臺面之間布置實(shí)訓(xùn)模塊安裝支架，最上一層是工作臺臺面。臺面下方是設(shè)備安裝底板，在底板上安裝單片機(jī)控制裝置需要的模塊，連接控制電路，編寫的控制程序。
2	電腦推車	580*400*780mm帶腳輪、電腦托盤	1	臺	電腦推車為鋁木結(jié)構(gòu)，結(jié)實(shí)耐用。顯示器，鍵盤及鼠標(biāo)分三層設(shè)計(jì)，不用時鍵盤托板和鼠標(biāo)托板可以折疊收回，方便放置。鍵盤托板與人體坐在椅子上時彎曲的小臂高度一致，符合人體工程學(xué)，長久使用不宜疲憊。顯示器后設(shè)計(jì)有保護(hù)網(wǎng)，不會因?yàn)椴恍⌒脑斐娠@示器摔落。
3	主機(jī)模塊	AT89S52 在系統(tǒng)下載設(shè)計(jì) RS232串行通信接口 有源蜂鳴器	1	塊	采用高強(qiáng)度PCB作為載體，正面印有端子符號及放置主要元件，背面進(jìn)行走線。RS232串行通信接口、有源蜂鳴器、在系統(tǒng)下載接口放置在左端，方便右端的電子連線連接。
4	電源模塊	DC±5V DC±12V DC24V	1	塊	采用高強(qiáng)度PCB作為載體，正面印有端子符號及放置主要元件，背面進(jìn)行走線。電源開關(guān)全部放在左邊，右邊放置電子插座和安全插。每組電源插座上方放置保險(xiǎn)絲插座。模塊右下方一個三位插排，可以同時掛接三個儀器儀表。
5	仿真器模塊	ME-52HU	1	塊	采用高強(qiáng)度PCB作為載體、上面放置高性能仿真器，電源接口及USB接口朝下，仿真頭接口朝上。
6	顯示模塊	8位跑馬燈	1	塊	采用高強(qiáng)度PCB作為載體。液晶采用鏤空工藝設(shè)計(jì)，美觀大觀。模塊左邊從上往下依次是128×64繪圖液晶顯示屏、1602字符型液晶顯示屏、8位跑馬燈。右邊從上往下依次為16×32點(diǎn)陣LED屏、8位數(shù)碼管。
		8位數(shù)碼管動態(tài)顯示
		16×32點(diǎn)陣LED屏
		128×64繪圖液晶顯示屏
		1602字符型液晶顯示屏
7	繼電器模塊	6路電磁繼電器 2路固態(tài)繼電器 （帶驅(qū)動和隔離）	1	塊	采用高強(qiáng)度PCB作為載體。正面印有端子符號及放置主要元件。模塊左上方為6路電磁繼電器和2路固態(tài)繼電器，右上方為常開常閉觸點(diǎn)引出端子，下方是繼電器控制端及電源端接線端。
		繼電器狀態(tài)指示功能
8	指令模塊	PS2鍵盤接口	1	塊	采用高強(qiáng)度PCB作為載體。正面印有端子符號及放置主要元件。從上往下依次為8路8位開關(guān)量輸入、PS2鍵盤接口、8個獨(dú)立鍵盤接口、4*4矩形鍵盤接口。
		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
9	ADC/DAC模塊	ADC0809	1	塊	采用高強(qiáng)度PCB作為載體。正面印有端子符號及放置主要元件。從上往下依次為DAC0832、ADC0809、0-5V模擬電壓輸出、8等級LED電平指示、有源時鐘發(fā)生器。
		DAC0832
		0-5V模擬電壓輸出
		8等級LED電平指示
		有源時鐘發(fā)生器
10	交直流電機(jī)控制模塊	24V直流減速電機(jī)	1	塊	采用高強(qiáng)度PCB作為載體。正面印有端子符號及放置主要元件。直流電機(jī)與交流電機(jī)對應(yīng)按裝，每個電機(jī)旁邊安裝一個保護(hù)繼電器。每個電機(jī)軸上安裝指示轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤上打了8個遮光孔，轉(zhuǎn)盤下方是光電計(jì)數(shù)器，用來計(jì)圈數(shù)。
		220V交流減速電機(jī)
		光電開關(guān)計(jì)數(shù)輸出
11	步進(jìn)電機(jī)控制模塊	步進(jìn)電機(jī)	1	塊	采用高強(qiáng)度PCB作為載體。正面印有端子符號及放置主要元件。在模塊正上方有一個水平移動裝置，可以把電機(jī)的軸轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成水平位移，水平移動裝置兩端分別是步進(jìn)電機(jī)和閉環(huán)元件。在水平移動裝置下方還安裝有兩個左右限位器和左右超限保護(hù)元件，這些元件都用輸出端子引出。
		水平移動裝置
		閉環(huán)控制裝置
12	傳感器配接模塊	4路傳感器接口	1	塊	采用高強(qiáng)度PCB作為載體。正面印有端子符號及放置主要元件。模塊上方有四路傳感器接口，下方是兩組8位光電隔離器，隔離器可以直接與工控傳感器連接。
		16路光電隔離IO口
13	擴(kuò)展模塊	8255芯片，74LS245芯片	1	塊	采用高強(qiáng)度PCB作為載體。正面印有端子符號及放置主要元件。模塊正中間為8255芯片，芯片四周為芯片擴(kuò)展口引出端子。在模塊的下方是一個74LS245芯片，除電源外所示引腳全部引出。
14	溫度傳感器模塊	18B20/LM35	1	塊	采用高強(qiáng)度PCB作為載體。正面印有端子符號及放置主要元件。
		恒溫控制裝置
15	AVR主機(jī)模塊	ATMEGA32 在系統(tǒng)下載設(shè)計(jì) RS232串行通信接口 有源蜂鳴器	1		采用高強(qiáng)度PCB作為載體，正面印有端子符號及放置主要元件，背面進(jìn)行走線。RS232串行通信接口、有源蜂鳴器、在系統(tǒng)下載接口放置在左端，方便右端的電子連線連接。
		TLC1549串行ADC電路	1	塊	采用高強(qiáng)度PCB作為載體。正面印有端子符號及放置主要元件。從上往下依次為TLC1549、TLC5615、24CXX 、PCF8563、0-5V模擬電壓輸出、8等級LED電平指示
16	串行AD/DA/EEPROM/RTC模塊	TLC5615串行DAC電路
		24CXX外部存儲器電路
		PCF8563實(shí)時時鐘電路
		0-5V模擬電壓輸出
		8等級LED電平指示
17	串行擴(kuò)展模塊	74HC595	1	塊	采用高強(qiáng)度PCB作為載體。正面印有端子符號及放置主要元件。從上往下依次為74HC595、74HC138、74HC165。
		74HC138
		74HC165
18	并行擴(kuò)展模塊	74HC377	1	塊	采用高強(qiáng)度PCB作為載體。正面印有端子符號及放置主要元件。從上往下依次為74HC377、74HC245
		74HC245
19	短距離通訊模塊	無線射頻讀寫（RFID）電路	1	塊	采用高強(qiáng)度PCB作為載體。正面印有端子符號及放置主要元件。從上往下依次為無線射頻讀寫（RFID）電路、315MHz無線控制電路、紅外遙控電路。
		315MHz無線控制電路
		紅外遙控電路
20	傳感器配接模塊2	LED指示燈	1	塊	采用高強(qiáng)度PCB作為載體。正面印有端子符號及放置主要元件。其中LED指示的是熱釋電傳感器及火焰?zhèn)鞲衅鞑杉�的狀態(tài)，數(shù)碼管顯示的是磁場加速度傳感器、顏色識別傳感器、光照傳感器及溫濕度傳感器采集的值
		數(shù)碼管顯示
		熱釋電傳感器接口
		火焰?zhèn)鞲衅鹘涌?/span>
		光照傳感器接口
		溫濕度傳感器接口
		顏色傳感器接口
		磁場加速度傳感器接口
21	WIFI無線通訊 模塊	XLW002X WIFI模塊	1	塊	該模塊主要一塊XLW002X WIFI模塊及一些配套元件組成，該模塊是一個完全獨(dú)立的嵌入式無線局域網(wǎng)接入設(shè)置，支持TCP協(xié)議、UDP協(xié)議、DHCP Server/Client、DNS、HTTP、Socket編程接口等。能夠?qū)崿F(xiàn)高速UART、高速SPI、WIFI無線通信等。
22	STC主機(jī)模塊	STC15F2K60S2 在系統(tǒng)下載設(shè)計(jì) 雙串行通信接口 有源蜂鳴器 IAP15F2K60S2仿真芯片	1	塊	采用高強(qiáng)度PCB作為載體，正面印有端子符號及放置主要元件，背面進(jìn)行走線。RS232串行通信接口、有源蜂鳴器、在系統(tǒng)下載接口放置在左端，方便右端的電子連線連接。
23	SB-G003智能倉儲裝置	三軸直線搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)構(gòu)	1	臺	本裝置為通用性模塊化多功能裝置，各功能端口完全開放，通過倉儲裝置中的RFID射頻識別模塊對不同倉庫的物料進(jìn)行標(biāo)識，也能通過RFID射頻識別模塊不同物料上電子標(biāo)簽的信息，將物料運(yùn)至不同的倉庫，實(shí)現(xiàn)智能倉儲的功能。
		物料傳輸皮帶及導(dǎo)軌
		智能倉儲機(jī)構(gòu)支架
		RFID射頻識別
		9個配置電子標(biāo)簽的物料
		接供料機(jī)構(gòu)
		觸摸屏
		伺服調(diào)制器
24	排線	50cm	2	條
25	電子連線	200mm/400mm/600mm	1	包	60條/包
26	安全連線	1000mm/紅色	4	條
27	安全連線	1000mm/藍(lán)色	4	條
28	光盤	例程/編程軟件/仿真軟件	1	張
29	圓鋼凳	――	1	把
30	實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書	――	1	本