·設備外觀

·設計簡述

    裝置是專門為職業院校、職業教育培訓機構研制的單片機應用實訓考核設備，適合高等院校、職業學校的《單片機原理與應用》，《單片機應用與實訓》等課程的實訓教學。本裝置包含單片機的定時器、I/O輸入輸出、接口擴展、鍵盤控制、數據顯示、數據采集、數據通信、直流電機控制、交流電機控制、步進電機控制、溫度控制、壓力測量等模塊。裝置集成ISP下載器接口，配備有專業仿真器、USB接口ISP下載器。實訓內容包括單片機基礎和綜合應用，可以開展項目實訓教學。

·主要參數

    1.工作電源：單相三線AC220V±10%  50Hz；
    3.工作環境：溫度-10℃～+40℃相對濕度＜85%(25℃)海拔＜4000m；
    4.裝置容量：≤1.0KVA；
    5.外形尺寸：1270mm×730mm×1130mm；
    6.安全保護措施：具有接地保護、漏電保護功能，安全符合國家標準。

·組成及功能

    1.實訓桌為采用亞光密噴塑冷軋鋼板焊接結構，桌面為防火、防水、耐磨高密度板，結構堅固；設有抽屜及儲物柜，用于放置工具、資料及應用模塊等。實訓桌底部裝有四個萬向輪和四個固定調節機構。
    2.實訓屏采用鐵質噴塑結構，鋁質面板,實訓屏上從左至右依次裝有電源模塊、步進電機控制模塊、交直流電機控制模塊、仿真器支架。電源模塊具有漏電保護功能，安全符合國家標準，提供+5V/5.5A、-5V/0.5A、+12V/2A、-12V/0.5A、+24V/2.1A直流穩壓電源（每路都帶有保險絲），提供一組220V交流電源（帶有保險絲）。
    3.實訓臺的抽屜柜用于存放實訓模塊，抽屜柜與臺面之間布置實訓模塊安裝支架，最上一層是工作臺臺面。臺面下方是設備安裝底板，在底板上安裝單片機控制裝置需要的模塊，連接控制電路，編寫控制程序。
    4.主機模塊：單片機采用AT89S52。該單片機內部設有256Byte的RAM和8KByte的FLASH、三個16位定時器，兩個數據指針，片內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。并設計有在系統下載設計接口，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，該接口已經加入升壓電路，可以直接與計算機通信，其他單片機也可以通過此口進行程序下載。復位電路上加有手動復位按扭，可以直接復位操作。模塊上還設有有源蜂鳴器驅動電路，直接給固定電平就可以發出聲響。 
    5.電源模塊：電源采用漏電保護開關作為總控制，安全可靠。用船形開關單獨控制低壓電，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。
    6.仿真器模塊：配備有高性能單片機仿真器，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，可以很好的支持中文，支持關鍵字提示，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，單片機內部寄存器狀態一目了然。主機與計算機采用流行的USB接口。 
    7.顯示模塊：該模塊無論從最基本的顯示元件LED發光二極管，還是到最高級的LCD顯示屏都包含在內。具體配置為8位跑馬燈（邏輯電平指示）、8位數碼管動態顯示、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，使學習者可以接觸所有的顯示方案，設計人機界面時可以得心應手。  
    8.繼電器模塊：繼電器是常用的執行元件，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優點，同時它的執行元件又是一個線圈，在通電及斷電時會產生電磁干擾。為此繼電器模塊在集成了驅動電路的基礎上增加了光電隔離措施。該模塊共有6路繼電器，每個繼電器的開關觸點全部引出，并明確標示；每個繼電器采用電子連線座輸出，繼電器觸點容量DC28V/12A。 
    9.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位開關量輸入，4×4矩形鍵盤接口，可以滿足學生從基礎到高級，從簡單到復雜的實訓要求。如果用戶需要更多的按鍵或需要更為復雜的設計，則可以采用該模塊的PS2鍵盤鼠標接口進行擴展。 
    10.ADC/DAC模塊：ADC/DAC模塊上設計了兩種轉換芯片ADC0809和DAC0832。為了便于調試程序和硬件，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生器。ADC0809實驗時可以用有源時鐘發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，轉換結果是否正常一目了然。 
    11.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。每種電機的轉盤下面放有光電開關計數器，可以用單片機感知其位置和轉動了多少圈。每個電機控制線路中設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的安全。 
    12.步進電機控制模塊：該模塊設有一只24V兩相步進電機和大功率步進電機驅動器。模塊改變了電機的軸轉式運行方式，采用了一個水平移動機構，該機構可以把電機的軸轉改為水平直線運動，并用鋁直尺的刻度指示。該模塊還可以做閉環控制的實驗項目，因為在運動機構上裝有感知距離的閉環元件。同時設計了一個超程保護電路，當機構走到一個程序不可知狀態時，可自動關閉電機電源，避免機構超程損壞。直線運動機構上帶了左右限位輸出端子，供單片機查詢狀態。
    13.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換接口用于工業傳感器的連接。 
    14.擴展模塊：因為82C55的控制方式仍有學習價值，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。控制端與數據通信口安排在一起，整體布局美觀大方。另設有一片74LS245芯片，可以用來與82C55組合起來完成不同的實驗功能。 
    15.溫度傳感器模塊：該模塊配備有兩種芯片型溫度傳感器：數字量溫度傳感器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，內有大功率加熱電阻，加熱指示器等。工作狀態一清二楚?？梢杂脕碜龊銣乜刂疲瑴乜仄鞯葘嶒?。 
    16.智能物料搬運裝置：配置雙軸機器人作為裝配的執行機構，具有X軸、Y軸兩個方向的執行能力，可完成智能抓取物料放料等功能；配置有行程開關，光電傳感器，光纖傳感器等，可確保各執行器的準確定位；超出最大行程時，具有硬件自動保護功能，確保系統安全及人身安全；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，為學生的創新設計提供了廣闊的發揮間。
    17.電腦桌：
    主體部分采用工業標準鋁型材（規格30×30）組裝而成，封板采用1.5mm冷軋鋼板黑色噴塑處理；
    桌面上方設置有顯示器圍欄，采用1.5mm冷軋鋼板沖φ6.5mm工藝孔，既美觀又實用，防止顯示器墜落；
    鍵盤架采用ABS塑料一次性壓制而成，個性化圓角R設計避免撞傷，帶有儲物筆盒，通過加重型軸承導軌吊裝在桌面板下方，抽出縮回自如，尺寸480mm×230mm×40mm。
    桌體配有4個帶剎車萬向輪，方便電腦桌移動和固定。2寸雙軸承結構，直徑50mm，輪寬25mm，高度75mm，螺桿M10*25。
    尺寸：600mm×560mm×1000mm（桌面離地800mm）

·實訓項目

（一）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；
    4.光電耦隔離輸入輸出實驗；
    5.金屬檢測實訓；
    6.繼電器隔離控制實驗；
    7.靜態數碼管顯示實驗；
    8.動態數碼管顯示實驗；
    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；
    12.點陣LED屏漢字顯示實驗；
    13.AD轉換實驗；
    14.DA轉換實驗；
    15.LM35溫度傳感器采集實驗；
    16.外部中斷光電計數控制電機實訓；
    17.定時器中斷控制電機實訓；
    18.開環步進電機控制實訓；
    19.交直流電機系統實驗；
    20.恒溫室控制系統實驗；
    21.PS鍵盤通信實驗；
    22.RS232通信實驗。
（二）智能物料搬運裝置部分
    1.傳感器技術實訓；
    2.直流減速電機應用實訓；
    3.氣動回路應用實訓；
    4.絲桿傳動機構應用實訓；
    5.直線運動單元定位控制實訓 ；
    6.單片機編程實訓；
    7.機械故障檢測與排除實訓。

·配置清單