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HYX-63A單片機技術(shù)應(yīng)用實訓(xùn)考核裝置
一、設(shè)備技術(shù)指標(biāo)
1.輸入電源:單相 AC 220V±10%(50Hz)
2.輸出電源:DC±12V±5%/1A ;DC±5V±5%/1A;DC24V±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.整機功耗:≤0.5kW
6.安全保護措施:具有接地保護、漏電保護功能,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套的高強度安全型實驗導(dǎo)線。
選擇所要做的相應(yīng)實驗,即進入正常的實驗界面。
二、功能特點
1、總體結(jié)構(gòu)
本設(shè)備采用實訓(xùn)桌加實訓(xùn)模塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計、模塊采用標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu),互換性強;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
(1)主機模塊
單片機采用STC89C52。該單片機內(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(shè)計有在系統(tǒng)下載設(shè)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(jīng)加入升壓電路,可以直接與計算機通信,單片機和單片機也可以通過此口進行程序下載。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(guān)電源供電,確保提供足夠的功率。電源采用漏電保護開關(guān)作為總控制,安全可靠。用船形開關(guān)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
配備碩飛ICE52F專業(yè)51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(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、64K源程序有效行斷點和64K臨時斷點,單片機內(nèi)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
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(nèi),使學(xué)習(xí)者可以接觸所有的顯示方案,設(shè)計人機界面時可以得心應(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(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(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,則可以采用該模塊的PS2鍵盤鼠標(biāo)接口進行擴展。
(7)ADC/DAC模塊
ADC/DAC模塊上設(shè)計了兩種轉(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(zhuǎn)換結(jié)果是否正常一目了然。
(8)交直流電機控制模塊
該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(zhuǎn)盤下面放有光電開關(guān)計數(shù)器,可以用單片機感知其位置和轉(zhuǎn)動了多少圈。每個電機控制線路中設(shè)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(gòu)的安全。
(9)步進電機控制模塊
該模塊設(shè)有一只24V兩相步進電機和大功率步進電機驅(qū)動器。模塊改變了電機的軸轉(zhuǎn)式運行方式,采用了一個水平移動機構(gòu),該機構(gòu)可以把電機的軸轉(zhuǎn)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(gòu)上裝有感知距離的閉環(huán)元件。同時設(shè)計了一個超程保護電路,當(dāng)機構(gòu)走到一個程序不可知狀態(tài)時,可自動關(guān)閉電機電源,避免機構(gòu)超程損壞。直線運動機構(gòu)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(shè)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(zhuǎn)換接口用于工業(yè)傳感器的連接。
(11)擴展模塊
因為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(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驗功能。
(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(nèi)有大功率加熱電阻,加熱指示器等。工作狀態(tài)一清二楚??梢杂脕碜龊銣乜刂疲瑴乜仄鞯葘嶒?。
四、設(shè)備實訓(xùn)項目
單片機控制功能實訓(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(xùn)
4.光電耦隔離輸入輸出實驗
5.金屬檢測實訓(xùn)
6.繼電器隔離控制實驗
7.靜態(tài)數(shù)碼管顯示實驗
8.動態(tài)數(shù)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(xùn)
12.點陣LED屏漢字顯示實驗
13.AD轉(zhuǎn)換實驗
14.DA轉(zhuǎn)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.外部中斷光電計數(shù)控制電機實訓(xùn)
19.定時器中斷控制電機實訓(xùn)
20.開環(huán)步進電機控制實訓(xùn)
21.閉環(huán)交直流電機系統(tǒng)實驗
22.閉環(huán)步進電機系統(tǒng)實驗
23.恒溫室控制系統(tǒng)實驗
24.PS鍵盤通信實驗
25.RS232通信實驗
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