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2024年5月18日高職教學(xué)實驗室建設(shè)方案中職教學(xué)實訓(xùn)室建設(shè)方案、實訓(xùn)基地建設(shè)方案

SBDPJ-239B單片機(jī)原理與應(yīng)用實驗裝置

單片機(jī)原理與應(yīng)用實驗裝置,單片機(jī)教室實訓(xùn)臺、單片機(jī)實驗實訓(xùn)室能夠滿足電氣自動化技術(shù)、電子信息工程技術(shù)、計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)、數(shù)控技術(shù)等專業(yè)的電類相關(guān)課程的實驗實訓(xùn)教學(xué)的需要。單片機(jī)原理與應(yīng)用實驗裝置,單片機(jī)教室實訓(xùn)臺、單片機(jī)是微型計算機(jī)發(fā)展中的一個分支，發(fā)展極為迅速，應(yīng)用極為廣泛。單片機(jī)技術(shù)實訓(xùn)是提高單片機(jī)研發(fā)應(yīng)用能力的重要環(huán)節(jié)。單片機(jī)程序設(shè)計系統(tǒng)擴(kuò)展、片內(nèi)硬件資源應(yīng)用和接口技術(shù)是單片機(jī)技術(shù)實訓(xùn)的基礎(chǔ)。加強(qiáng)單片機(jī)技術(shù)實訓(xùn)，能提高學(xué)生的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件構(gòu)造能力和軟件應(yīng)用能力，從而激發(fā)學(xué)生的單片機(jī)技術(shù)開發(fā)創(chuàng)新的欲望。單片機(jī)原理與應(yīng)用實驗平臺、聯(lián)網(wǎng)單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用實驗室設(shè)備、是計算機(jī)、電子信息、通信、機(jī)械技術(shù)制造及其自動化、自動化、測控技術(shù)與儀器等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)實驗室。單片機(jī)技術(shù)是現(xiàn)代電子工程領(lǐng)域一門迅速發(fā)展的技術(shù)，應(yīng)用于各種嵌入式系統(tǒng)中，單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展和推廣極大的推動了電子工業(yè)的發(fā)展。單片機(jī)技術(shù)是一門實踐性很強(qiáng)的學(xué)科，單片機(jī)技術(shù)實驗室發(fā)揮著很重要的作用，單片機(jī)實驗主要培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際，使學(xué)生擁有較強(qiáng)的實驗操作能力、綜合設(shè)計能力、項目開發(fā)能力、分析解決問題的能力。通過實驗來增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)的熱情，開拓學(xué)生的視野，達(dá)到提高單片機(jī)的教學(xué)和學(xué)習(xí)效果。

一、產(chǎn)品描述：

單片機(jī)原理與應(yīng)用實驗臺能滿足院校"微處理器原理與應(yīng)用"、"單片機(jī)原理與應(yīng)用"、"嵌入式技術(shù)及其應(yīng)用"等課程的實驗教學(xué)，集多種微處理器與一體。采用統(tǒng)一的外圍電路、人機(jī)交互電路、A/D 和D/A、存儲器和應(yīng)用電路，可根據(jù)教學(xué)需求選擇不同的 MCU 核心芯片如：8051、STM32等作為實驗載體。

二、結(jié)構(gòu)及功能：

單片機(jī)原理與應(yīng)用實驗平臺由實訓(xùn)桌、控制屏、實驗?zāi)K、實驗對象、編程軟件和實驗連接線等組成。實驗?zāi)K應(yīng)包含直流穩(wěn)壓電源、單片機(jī)最小系統(tǒng)、存儲器、A/D 和 D/A、人機(jī)界面和通訊等電路。實訓(xùn)裝置中各儀器儀表、實驗電路等要求采用標(biāo)準(zhǔn)模塊結(jié)構(gòu)，通過模塊的組合和線路的連接便可完成實驗。

三、完成的實驗實訓(xùn)項目：

1.軟件編程實驗

（1）單片機(jī)編程軟件的使用

（2）單片機(jī)程序燒寫方法

（3）儲存器塊清零

（4）二進(jìn)制BCD碼轉(zhuǎn)換

（5）程序跳轉(zhuǎn)表

（6）內(nèi)存塊移動

（7）數(shù)據(jù)排序

2.硬件基礎(chǔ)實驗

（1）I/0口輸入輸出實驗

（2）廣告燈實驗

（3）定時器實驗

（4）計時器實驗

（5）計數(shù)器實驗

（6）外中斷實驗

（7）靜態(tài)串行顯示實驗

（8）動態(tài)掃描顯示實驗

（9）查詢式鍵盤實驗

（10）矩陣式鍵盤實驗

（11）電子琴模擬實驗

（12）單片機(jī)與PC機(jī)的RS232串行通信實驗

（13）LCD液晶顯示實驗

（14）LED點陣實驗

（15）SRAM外部數(shù)據(jù)存儲器擴(kuò)展實驗

（16）I2C總線讀寫實驗

（17）串行數(shù)轉(zhuǎn)換并行數(shù)實驗

（18）串行數(shù)轉(zhuǎn)換并行數(shù)實驗(利用I/O模擬串行輸出)

（19）并行數(shù)轉(zhuǎn)換串行數(shù)實驗

（20）并行數(shù)轉(zhuǎn)換串行數(shù)實驗(利用I/O口模擬)

（21）DAC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換實驗

（22）ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換實驗

（23）串行A/D轉(zhuǎn)換實驗

（24）串行D/A轉(zhuǎn)換實驗

（25）3-8譯碼器實驗

（26）實時時鐘實驗

（27）繼電器控制實驗

（28）語音錄放實驗

（29）DS18B20溫度采集實驗

（30）看門狗電路實驗

3.單片機(jī)綜合應(yīng)用實驗

（1）無線通信

（2）直流電機(jī)實驗

（3）步進(jìn)電機(jī)實驗

（4）射頻識別實驗

（5）煙霧傳感器實驗

（6）人體紅外傳感器實驗

（7）溫濕度傳感器、光敏二極管實驗

（8）超聲波測距實驗

（9）藍(lán)牙模塊實驗

四、單片機(jī)原理與應(yīng)用實驗臺技術(shù)性能：

1.電源：～1N240VAC±10% 50Hz；

2.工作環(huán)境：溫度-10℃- +40℃，相對濕度<85%（25℃）；

3.外形尺寸約：≤1.75m×0.75m×1.2m，支持按需定制；

4.設(shè)備安全保護(hù)要求

1）實驗臺帶有電流型漏電保護(hù)功能，確保學(xué)生的用電安全。

2）實驗臺上的直流穩(wěn)壓電源設(shè)計了過流和短路保護(hù)功能。

五、基本配置及功能：

1.控制屏及實驗桌：采用金屬框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)牢固。實驗桌采用金屬型材結(jié)構(gòu)，桌面采用高密度板工藝，防火、耐磨。桌面可放置顯示器，配電腦主機(jī)架、鍵盤架。配移動儲藏柜，放置實驗配件等。

2.交流電源組件：提供單相 220V 電源，帶漏電保護(hù)器。

3.單片機(jī)組件

1）揚(yáng)聲器及蜂鳴器模塊

2）16×16 點陣模塊

3）數(shù)碼管顯示模塊；

4）按鍵電路查詢模塊；

5）電平開關(guān)模塊，電平指示模塊；

6）液晶顯示模塊

7）直流電源：輸出+5V/1A，±12V/0.5A,+3.3V/0.5A 和-5V/0.5A，具由過流和短路保護(hù)功能。

8）MCU 核心電路：MCS-51 單片機(jī) MCU 系統(tǒng)，所有 IO 口通過導(dǎo)線與其它模塊連接。同時要求提供STM32控制系統(tǒng)。

9）具有 3.3V 與 5V 電源，可切換電源輸出。

10）ISP 在線編程口，RS232 串口。

11）擴(kuò)展功能：可擴(kuò)展 IAP15、STM32 等核心板，開展其它單片機(jī)或嵌入式實驗內(nèi)容。

12）鎖存單元模塊

13）數(shù)據(jù)存儲模塊：≥8KB 數(shù)據(jù)存儲芯片；

14）I2C 總線 E2ROM：提供可擦除串行存儲器或可編程只讀存儲器。

15）DS1302 實時時鐘電路模塊。

16）實現(xiàn)3-8 譯碼器電路模塊

17）74LS164 串并轉(zhuǎn)換模塊

18）74LS165 并串轉(zhuǎn)換模塊

19）看門狗魔力：用于 MCU 電壓檢測等；

20）DAC0832 數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊

21）串行 DA模塊

22）串行 AD模塊

23）溫度采集/模擬溫度采集模塊

24）基準(zhǔn)電壓調(diào)節(jié)、繼電器模塊；

25）語音錄放模。

26）無線通信模塊：可實現(xiàn)串口與 WIFI 的數(shù)據(jù)雙向透傳及熱點應(yīng)用。

27）射頻識別模塊

28）ZIGBEE 通信模塊：可學(xué)習(xí) ZIGBEE 基本應(yīng)用實驗。

29）以太網(wǎng)通信模塊：該模塊可以使單片機(jī)與 PC 機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)。

30）直流電機(jī)模塊：實現(xiàn)單片機(jī)直流電機(jī)控制（正/反轉(zhuǎn)、調(diào)速）。

31）步進(jìn)電機(jī)模塊：含兩相步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動電路，用于單片機(jī)控制（正/反轉(zhuǎn)、調(diào)速、單步等）。

32）煙霧傳感器與紅外傳感器模塊：用于相關(guān)實驗氣體檢測、紅外感知。

33）溫濕度傳感器、光敏二極管、超聲波測距模塊：用來檢測周圍環(huán)境的光線的亮度、濕度與溫度。超聲波測距模塊用以距離精確測量。

34）藍(lán)牙模塊：藍(lán)牙開發(fā)板模塊，可進(jìn)行各項藍(lán)牙通信開發(fā)。

4.實驗導(dǎo)線及配件：導(dǎo)線及配件1套。

5.配套編程軟件，滿足實驗需要。

6.實驗室綜合擴(kuò)展實驗部分：

1）三自由度及以上機(jī)器人：（整個實驗室配置一套）

1.1系統(tǒng)組成：核心板由微處理器（51或STM32）、液晶屏顯示、鍵盤輸入和電源電路等部分組成。

1.2涵蓋知識點：微處理器技術(shù)、A/D轉(zhuǎn)換、人機(jī)界面、電機(jī)驅(qū)動、計算機(jī)控制技術(shù)。

1.3要求三自由度及以上機(jī)器人由核心控制板和三自由度運(yùn)動機(jī)構(gòu)組成。使用人機(jī)界面控制，可以實現(xiàn)三自由度運(yùn)動機(jī)構(gòu)的手動運(yùn)動控制和自動圖形繪制功能。

1.4要求三自由度運(yùn)動機(jī)構(gòu)可以兼容51單片機(jī)和STM32兩大主流核心控制器。

1.5要求三自由度運(yùn)動機(jī)構(gòu)是以X、Y、Z直角坐標(biāo)系統(tǒng)為基本數(shù)學(xué)模型，并以步進(jìn)電機(jī)為驅(qū)動帶動同步履帶運(yùn)動的基本工作單元的運(yùn)動系統(tǒng)。三軸步進(jìn)電機(jī)分別控制筆尖的左右、前后和上下運(yùn)動，能夠很容易地確定平面坐標(biāo)，從而構(gòu)建出直線或弧線進(jìn)行圖形繪制。機(jī)構(gòu)內(nèi)部帶有步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器和信號調(diào)理電路，在三個坐標(biāo)軸的導(dǎo)軌兩端都安裝有防撞的行程開關(guān)�？梢酝ㄟ^控制器的顯示液晶屏和按鍵，可以實現(xiàn)三自由度運(yùn)動機(jī)構(gòu)的參數(shù)設(shè)定，模式選擇等功能。

2）圓度測量儀的設(shè)計及制作（整個實驗室配置1套）

圓度測量儀功能要求：輸出PWM波驅(qū)動直流減速電機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動被測圓旋轉(zhuǎn)，電感式位移傳感器測量相應(yīng)角度的被測圓半徑，并在液晶屏上顯示測量結(jié)果。

2.1硬件組成要求：整個系統(tǒng)要求采用STM32核心板、PWM輸出直流減速電機(jī)驅(qū)動板、串口A/D轉(zhuǎn)換電路板、多功能萬用板、液晶顯示和鍵盤電路、圓度儀傳感器測量電路、圓度儀檢測機(jī)構(gòu)和電源等部分組成。

各模塊功能要求如下：

1）STM32F103核心板：要求有一定的性能，能夠滿足程序處理。

2）PWM輸出電路：該電路用來驅(qū)動電機(jī)，該芯片有過熱保護(hù)，和故障檢測功能。

3）串口A/D轉(zhuǎn)換電路：此模塊要求由模擬信號輸入電路、外圍電路、數(shù)字信號輸出電路組成。

4）液晶顯示和鍵盤電路：該模塊要求包括一塊1602液晶屏和一塊12864液晶屏、查詢式鍵盤和矩陣式鍵盤。該線路板配合核心板可以完成液晶的顯示實驗、查詢式鍵盤和矩陣式鍵盤實驗。

2.2軟件功能：圓度儀控制系統(tǒng)軟件包含有歡迎界面，系統(tǒng)菜單、參數(shù)設(shè)定、圓度測量、手動測量、自動測量和數(shù)據(jù)回看等軟件功能。

3）模擬光伏追蹤控制系統(tǒng)的設(shè)計與制作，（整個實驗室配置1套）。

3.1硬件組成要求：光伏發(fā)電跟蹤器要求由光敏檢測電路、串口A/D轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)電路、直流減速電機(jī)、液晶顯示與鍵盤電路、PWM驅(qū)動電路、模擬光源以及模擬太陽能板等幾部分組成，通過光敏檢測電路的感應(yīng)可實現(xiàn)對光源的自動跟蹤。光伏發(fā)電跟蹤器的后面板需安裝電源插座。

2024年5月18日 高職教學(xué)實驗室建設(shè)方案中職教學(xué)實訓(xùn)室建設(shè)方案、實訓(xùn)基地建設(shè)方案

2024年5月18日高職教學(xué)實驗室建設(shè)方案中職教學(xué)實訓(xùn)室建設(shè)方案、實訓(xùn)基地建設(shè)方案