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2022年3月30日

單片機(jī)嵌入式實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

SB-16E單片機(jī)嵌入式實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

一、概述

基于Keil C單片機(jī)系列，注重單片機(jī)本身功能的應(yīng)用，充分體現(xiàn)單片的特點(diǎn)，基礎(chǔ)功能實(shí)驗(yàn)電路采用一體化設(shè)計(jì)方式，創(chuàng)新拓展型實(shí)驗(yàn)電路采用獨(dú)立模塊方式，需要時接入主板，既兼顧演示驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、又考慮到綜合設(shè)計(jì)和創(chuàng)新研究性實(shí)驗(yàn)的需要。主板上自帶CPU編程下載接口，是一款靈活性極強(qiáng)的集編程下載調(diào)試與一體的新型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺，適合各層次學(xué)生進(jìn)行單片機(jī)原理和應(yīng)用方面的實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新。

圖片盡供參考

二、主要技術(shù)特點(diǎn)

1、它是國內(nèi)首款將MCGS工業(yè)組態(tài)軟件應(yīng)用于單片機(jī)控制系統(tǒng)中，直觀形象地展示實(shí)

際自動控制工業(yè)場景。

2、可以配51單片機(jī)(STC12C5A60S2)和STM32嵌入式單片機(jī)（STM32F103C8T6)以及DSP28335等MCU系統(tǒng)，各MCU模塊統(tǒng)一尺寸，統(tǒng)一接口，共用一塊實(shí)驗(yàn)底板，支持Keil C，提供詳細(xì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書、C語言實(shí)驗(yàn)例程、word文檔。

3、功能模塊完全獨(dú)立

根據(jù)我們多年來的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，和取聽廣大用戶的建議，此款開發(fā)板采用最新理念--各

功能模塊完全獨(dú)立，互不干擾，減小初學(xué)者編程誤區(qū)。板載豐富的實(shí)驗(yàn)硬件資源和接口，并對外全部開放I/O口，既可簡單的使用短路帽進(jìn)行默認(rèn)的資源連接（方便初學(xué)者直接使用），也可以取下短路帽后采用杜邦線連接單片機(jī)的任意I/O口線，輕松搭建自己的電路。

4、配合本公司精心編寫的大量C語言實(shí)驗(yàn)例程，可使用戶快速掌握單片機(jī)原理及其實(shí)用接口技術(shù)。同時可加強(qiáng)初學(xué)者對主板硬件電路的認(rèn)識，盡快熟悉硬件電路。因?yàn)楦鞴δ苣K均獨(dú)立設(shè)計(jì)，可以直接用各種單片機(jī)，無需再做第二次投資。

5、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)中有些實(shí)驗(yàn)（D/A轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)、定時器實(shí)驗(yàn)等）需要觀察輸出信號的波形，本實(shí)驗(yàn)箱可以選配雙通道虛擬示波器（實(shí)驗(yàn)室如果有獨(dú)立示波器的話，可以不配），可以測量各種模擬信號，并可以保存波型文件，圖片文件，方便插入在教學(xué)課件中。

6、下面詳細(xì)硬件配置里的全部硬件都集成在一個主板上，穩(wěn)定可靠，方便操作，同時也方便實(shí)驗(yàn)室的管理。

三、詳細(xì)硬件配置

（下面全部硬件集成在一個主板上，無須外擴(kuò),方便實(shí)驗(yàn)室管理)

3.1 實(shí)驗(yàn)箱底板

3.1.1 單色流水燈模塊：8 個高亮綠色LED 燈，用于流水燈實(shí)驗(yàn)。

3.1.2 雙色流水燈模塊：6 個高亮直插LED燈，紅黃綠三種顏色，用于交通燈實(shí)驗(yàn)。

3.1.3 雙色LED燈模塊：紅綠雙色直插LED 燈，用于簡易邏輯筆設(shè)計(jì)。

3.1.4 8 位數(shù)碼管模塊：2 個四位一體共陽極數(shù)碼管，2個74HC595 驅(qū)動芯片，用于時鐘顯示實(shí)驗(yàn)。

3.1.5 1位數(shù)碼管模塊：1 個 8 段數(shù)碼管，共陽極，0.56 英寸，用于數(shù)碼管認(rèn)識實(shí)驗(yàn)。

3.1.6 紅綠雙色點(diǎn)陣模塊：3 個74HC595 驅(qū)動芯片，一個紅綠雙色點(diǎn)陣顯示屏，用于字符和中文的LED顯示。

3.1.7 LCD1602 液晶屏模塊：標(biāo)準(zhǔn) LCD1602 液晶屏接口，1 個帶背光的 LCD1602 液晶屏，用于字符液晶顯示實(shí)驗(yàn)。

3.1.8 LCD12864 液晶屏模塊：標(biāo)準(zhǔn)LCD12864 液晶屏接口，支持串行、并行液晶屏，用于圖像和中文顯示。

3.1.9 OLED 顯示模塊：0.96寸OLED 液晶屏，128*64 顯示,用于新型顯示器 OLED 液晶屏的應(yīng)用學(xué)習(xí)。

3.1.10 TFT 彩屏模塊：彩屏接口支持8 位、16 位TFT ，支持觸摸屏控制，帶背光開關(guān)。配套 2.8 寸彩屏，帶觸屏功能，262K 色，8 位數(shù)據(jù)端。

3.1.11 8 個獨(dú)立按鍵：8 個獨(dú)立按鍵，帶上拉電阻。

3.1.12 4X4 矩陣鍵盤：4 行4 列矩陣鍵盤，共16 個按鍵，帶上拉電阻。

3.1.13 五向搖桿：一個五向搖桿，具有上、下、左、右、中五個方向。

3.1.14 蜂鳴器模塊：無源蜂鳴器

3.1.15 DS1302 時鐘模塊：DS1302 芯片，模塊帶后背電池座。

3.2 傳感器模塊

3.2.1 兩路DS18B20 模塊：兩路 DS18B20 溫度傳感器接口。

3.2.2 光敏傳感器模塊：集成 LM393 比較器，基準(zhǔn)電壓可調(diào)電阻、模擬量輸出接口、數(shù)字量輸出接口、模擬量指示LED燈，支持光敏二極管、光敏電阻等光電開關(guān)器件。

3.2.3 火焰?zhèn)鞲衅髂K：集成 LM393 比較器，基準(zhǔn)電壓可調(diào)電阻、模擬量輸出接口、數(shù)字量輸出接口、模擬量指示LED 燈，支持火焰?zhèn)鞲衅鳌?span lang="EN-US">

3.2.4 霍爾傳感器模塊：集成 LM393 比較器，基準(zhǔn)電壓可調(diào)電阻、模擬量輸出接口、數(shù)字量輸出接口、模擬量指示LED 燈，支持霍爾傳感器。

3.2.5 可以配置無線發(fā)射模塊、RFID傳感器等（根據(jù)用戶要求任意配置各種傳感器）。

3.3 電器控制模塊

3.3.1 1路直流電機(jī)接口：ULN2003 驅(qū)動芯片。一路可調(diào)速、可調(diào)向雙功能電機(jī)接口。

3.3.2 1路步進(jìn)電機(jī)接口：ULN2003驅(qū)動芯片。標(biāo)準(zhǔn)5線4相步進(jìn)電機(jī)接口。

3.3.3 2路繼電器：ULN2003 驅(qū)動芯片。兩個5V 繼電器，兩個3P 接線端子。

3.4 數(shù)據(jù)傳輸、存儲模塊

3.4.1 2路串口：SP3232 芯片，+3.0v-+5V 工作電壓，公頭串口座一個，母頭串口座一個，狀態(tài)指示燈4 個。

3.4.2 AT24C02 存儲模塊：AT24C02 芯片。

3.4.3 模擬量輸入模塊：0V-5V 輸入可調(diào)，0R-10K 電阻值可調(diào)。

3.4.4 串轉(zhuǎn)并模塊：74HC164 芯片。

3.4.5 并轉(zhuǎn)串模塊：74HC165 芯片。

3.4.6 SD 卡模塊：標(biāo)準(zhǔn)SD卡卡槽，SPI 控制，4-bit 傳輸模式。

3.4.7 MAX485 模塊：MAX485 芯片，1 組 2P 接線端子輸出，1 組插針輸出。

3.4.8 紅外發(fā)射模塊：紅外發(fā)射二極管。

3.4.9 紅外接收模塊：HX838 紅外一體化接收頭。

3.4.10 PCF8591 AD/DA 模塊：PCF8591 芯片，4路模擬量輸入，1 路模擬量輸出，IIC通信。

3.4.11 鎖存器模塊：74HC573 鎖存芯片，兼容標(biāo)準(zhǔn)CMOS 。

3.4.12 三八譯碼器：74LS138 芯片，TTL 電平。

3.4.13 核心板擴(kuò)展接口：接口插座20P 兩排，IO 擴(kuò)展插針20P 兩排。

3.5 電源模塊

3.5.1 3V3 電源電路：LM1117-3V3 穩(wěn)壓芯片。

3.5.2 1V8 電源模塊：LM1117-1V8 穩(wěn)壓芯片。

3.5.3 電源引出：GND/5V/3V3/1V8 電源各一組，每組 6 路引出。

3.5.4 自恢復(fù)保險(xiǎn)絲：斷開電流300ma 。

3.5.5 模塊名稱：USB 接口，mini USB,A 型母頭，D+ ，D- 。

3.6 標(biāo)配 51CPU 模塊

3.6.1 配在線下載 CPU 芯片 STC89 系列1 片。

3.6.2 自帶在線下載電路。

3.7 虛擬示波器（選配）

3.7.1 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。

3.7.2 帶有實(shí)時X-Y示波器：自動同步顯示功能。

3.7.3 存儲功能：存儲/栽入/分析歷史波型。

3.7.4 輸入模擬電壓信號幅值由軟件調(diào)整，勿需硬件開關(guān)切換。

3.7.5 帶有幅頻/相頻特性專用虛擬示波器�？梢员４娌ㄐ臀募�，圖片文件，方便插入在教學(xué)課件中。

3.8 機(jī)箱

3.8.1 堅(jiān)固型鋁合金框架，厚實(shí)的 ABS 塑料包角，參考外形尺寸 460×380×120mm

3.8.2 有 70mm×350mm 的零配件存放區(qū)。

3.9 軟件

3.9.1、集成多種單片機(jī)兼容的通用 KEIL 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(diào)試和在線下載。

3.9.2、在線下載軟件：STC_ISP_V479。

3.9.3、MGCS 工業(yè)組態(tài)軟件。

3.9.4、C 語言編程單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)例程。

3.9.5、MGCS 工業(yè)組態(tài)軟件與單片機(jī)接口例程。

四、可以實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

4.1基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)

1)跑馬燈、流水燈實(shí)驗(yàn)

2)彩色流水燈、交通燈實(shí)驗(yàn)

3)紅、綠兩種顏色顯示。

4)電子鐘顯示、數(shù)碼管多位顯示、74HC595 驅(qū)動等實(shí)驗(yàn)。

5)1 位數(shù)碼管顯示實(shí)驗(yàn)。

6)雙色點(diǎn)陣屏顯示實(shí)驗(yàn)，滾動、靜態(tài)顯示字符、漢字符號等。

7)LCD1602 液晶屏顯示實(shí)驗(yàn)，可以顯示字符、數(shù)字等。

8)LCD12864 液晶屏顯示實(shí)驗(yàn)，可以顯示漢字、字符、數(shù)字

9)OLED 顯示實(shí)驗(yàn)，可以顯示 4 行漢字，可以顯示圖片。

10)TFT 彩屏圖像、文字顯示�？梢宰鋈藱C(jī)交互界面。

11)按鍵控制、外部中斷等實(shí)驗(yàn)。

12)矩陣鍵盤實(shí)驗(yàn)，可用作控制、教學(xué)實(shí)驗(yàn)等

13)游戲控制桿、實(shí)現(xiàn)獨(dú)立按鍵等功能。

14)音樂播放、報(bào)警提示等。

15)電子表、萬年歷實(shí)驗(yàn)。

4.2 傳感器實(shí)驗(yàn)

1)溫度測量。

2)光電開關(guān)實(shí)驗(yàn)。

3)火災(zāi)報(bào)警、火焰檢測等實(shí)驗(yàn)。

4)測速、電磁檢測等實(shí)驗(yàn)。

4.3電器控制實(shí)驗(yàn)

1)直流電機(jī)調(diào)速、調(diào)向的驅(qū)動實(shí)驗(yàn)。

2)步進(jìn)電機(jī)調(diào)速、調(diào)向、調(diào)角度的驅(qū)動實(shí)驗(yàn)。

3)繼電器控制實(shí)驗(yàn)。

4.4 數(shù)據(jù)傳輸、存儲模塊功能。

1)串口通信，TTL 轉(zhuǎn) RS-232 實(shí)驗(yàn)。

2)外部存儲、IIC 總線學(xué)習(xí) 。

3)串行轉(zhuǎn)并行實(shí)驗(yàn)，可以擴(kuò)展IO。

4)并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)串行的實(shí)驗(yàn) 。

5)SD 卡的讀寫、文件系統(tǒng)的學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)。

6)配合多組 485 模塊，可以進(jìn)行485通訊實(shí)驗(yàn)。

7)發(fā)射不同載波頻率的紅外信號實(shí)驗(yàn)。

8)紅外接收解碼實(shí)驗(yàn)。

9)AD/DA 兩種轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)。

10)8 位數(shù)據(jù)鎖存實(shí)驗(yàn)，可以單片機(jī)嵌入式實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)CPU與外圍模塊的驅(qū)動、緩沖模塊。

11)IO 擴(kuò)展，學(xué)習(xí)譯碼實(shí)驗(yàn)。

4.5 工業(yè)組態(tài)軟件MCGS編程實(shí)驗(yàn)

4.6 工業(yè)組態(tài)軟件MCGS在單片機(jī)控制中的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)

1）步進(jìn)電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)_總線控制

2）直流電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)_總線控制

3）工業(yè)順序控制實(shí)驗(yàn)_位控制

4）數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)_總線控制

5）數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)_總線控制

6）數(shù)字電壓表實(shí)驗(yàn)

7）液體混合控制實(shí)驗(yàn)

8）交通燈控制實(shí)驗(yàn)

4.7工業(yè)組態(tài)軟件和微控制器的接口編程實(shí)驗(yàn)

五、實(shí)驗(yàn)箱配置表

序號	名稱	說明	數(shù)量
1	單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱（標(biāo)配）	含箱體、電源、51CPU(STC12C5A60S2)單片機(jī)核心系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)?zāi)K電路。	1套
2	杜邦排線	8芯30cm	4根
3	杜邦排線	5芯30cm	3根
4	單根杜邦	40cm	10根
5	XH2.54排線	5芯12cm	1根
6	RS232串口通信線（2、3直通）	1.5m（下載線）	1根
7	交流電源線	1.5m	1根
8	遙控器		1個
9	RS232串口通信線（2、3交叉）	1.5m（配示波器模塊時要的示波器通信線）	1根
10	配套軟件	KEIL C 軟件和組態(tài)軟件各一張	1套
11	實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書		1本
12	MSP430(MSP430F149單片機(jī)核心系統(tǒng)+仿真器	選配	1個
13	AVR（Atmeg16)單片機(jī)核心系統(tǒng)+仿真器	選配	1個
14	STM32(STM32F103VET6)ARM核心系統(tǒng)+仿真器	選配	1個
15	DSP28335核心系統(tǒng)+仿真器	選配	1個