單片機(jī)、微機(jī)接口綜合實(shí)驗(yàn)箱

單片機(jī)、微機(jī)接口綜合實(shí)驗(yàn)箱

一、產(chǎn)品概述

單片機(jī)、微機(jī)接口綜合實(shí)驗(yàn)箱是一種集成了80386/80486微機(jī)原理接口系統(tǒng)與單片機(jī)系統(tǒng)的一體化實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。該平臺(tái)采用基礎(chǔ)模塊一體化與創(chuàng)新模塊外部擴(kuò)展的設(shè)計(jì)理念，既滿(mǎn)足了基礎(chǔ)教學(xué)需求，又為高階創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)提供了靈活空間。

實(shí)驗(yàn)箱支持從軟件編程基礎(chǔ)到硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的全方位實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，適合各層次學(xué)生進(jìn)行單片機(jī)原理、微機(jī)接口技術(shù)及相關(guān)應(yīng)用技術(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，廣泛應(yīng)用于高等院校、職業(yè)院校的計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化、通信工程等相關(guān)專(zhuān)業(yè)。

二、核心硬件配置詳解

1. 單片機(jī)系統(tǒng)

• 核心架構(gòu)：全部I/O端口通過(guò)排針和自鎖緊插孔引出，便于觀察時(shí)序波形。

• 擴(kuò)展能力：提供32K外部擴(kuò)展RAM，8路譯碼輸出，8位數(shù)據(jù)總線(xiàn)、地址總線(xiàn)、讀寫(xiě)信號(hào)和時(shí)鐘等控制線(xiàn)均開(kāi)放給用戶(hù)。

• 編程調(diào)試：支持Keil C51集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，可用匯編語(yǔ)言或C語(yǔ)言進(jìn)行源程序級(jí)調(diào)試和在線(xiàn)下載。

• 通信方式：可配置真正的USB通信仿真器（非串口轉(zhuǎn)USB），提高通信效率。

2. 微機(jī)系統(tǒng)

• 處理器：基于Intel 386EX/486DX處理器設(shè)計(jì)。

• 主控芯片：采用CPLD器件EPM7128S作為系統(tǒng)主控芯片。

• 存儲(chǔ)系統(tǒng)：系統(tǒng)監(jiān)控采用256K Flash Memory，用戶(hù)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器采用128K SRAM。

• 通信接口：提供標(biāo)準(zhǔn)USB通信（基于CH395芯片）和以太網(wǎng)通信（CH395SL）兩種方式與PC機(jī)連接。

3. 實(shí)驗(yàn)電路主板功能模塊

電源與信號(hào)源

• 電源部分：提供±5V、±12V工作電源，每路均具有短路保護(hù)自恢復(fù)功能。

• 信號(hào)發(fā)生器：提供1組正負(fù)單次脈沖和9路固定頻率脈沖（1Hz-10MHz），以及0-5V模擬量輸出。

人機(jī)交互接口

• 輸入設(shè)備：4×6鍵盤(pán)矩陣、8位帶指示邏輯電平開(kāi)關(guān)。

• 顯示設(shè)備：8位LED、高亮七段數(shù)碼管、LCD12864中文液晶屏、16×16雙色點(diǎn)陣等。

• 輸出設(shè)備：音頻輸出電路、繼電器控制電路。

控制與執(zhí)行機(jī)構(gòu)

• 電機(jī)控制：直流電機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路、三相五線(xiàn)步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路UN2003。

• 特殊功能：PCF8563實(shí)時(shí)時(shí)鐘、MAX708看門(mén)狗電路、脈沖調(diào)制輸出。

接口與通信芯片

• 轉(zhuǎn)換芯片：ADC0809（8位并行A/D）、TLC549（8位串行A/D）、DAC0832（8位D/A）、TLC5615（10位串行D/A）。

• 接口芯片：8255并行接口、8254/8253定時(shí)計(jì)數(shù)器、8259中斷控制器、8237A DMA控制器等。

• 通信方式：RS232、RS485通信模塊。

4. 擴(kuò)展接口

• 總線(xiàn)擴(kuò)展：提供全部系統(tǒng)總線(xiàn)和20線(xiàn)L_DV總線(xiàn)插座，支持外擴(kuò)創(chuàng)新模塊。

• 連接方式：采用自鎖緊式鍍金插孔，保證連接可靠性與耐用性。

三、軟件技術(shù)指標(biāo)

1. 開(kāi)發(fā)環(huán)境

• 跨平臺(tái)支持：基于.NET框架開(kāi)發(fā)，支持Windows XP/7/10的32位和64位系統(tǒng)。

• 調(diào)試功能：支持匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言的符號(hào)化遠(yuǎn)程調(diào)試及本機(jī)調(diào)試。

• 項(xiàng)目管理：采用工程文件方式組織管理程序代碼。

2. 高級(jí)功能

• 微機(jī)系統(tǒng)調(diào)試：支持INT21H功能調(diào)用，保護(hù)模式編程實(shí)驗(yàn)（描述符、特權(quán)級(jí)變換、任務(wù)切換等）。

• 工業(yè)組態(tài)軟件：集成MCGS工業(yè)組態(tài)軟件，可將組態(tài)軟件應(yīng)用于單片機(jī)控制系統(tǒng)中。

四、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目體系

本實(shí)驗(yàn)箱提供六大類(lèi)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，覆蓋從基礎(chǔ)到高級(jí)的全方位學(xué)習(xí)需求：

1. 單片機(jī)軟件實(shí)驗(yàn)

• 基礎(chǔ)編程：清零、拆字、拼字、數(shù)據(jù)傳送、排序等實(shí)驗(yàn)。

• 算法設(shè)計(jì)：無(wú)符號(hào)雙字節(jié)快速乘法編程。

2. 單片機(jī)硬件應(yīng)用實(shí)驗(yàn)

• 接口控制：I/O口應(yīng)用、并行接口8255、簡(jiǎn)單I/O擴(kuò)展。

• 轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)：A/D、D/A轉(zhuǎn)換。

• 外圍設(shè)備控制：步進(jìn)電機(jī)、直流電機(jī)、繼電器、LED點(diǎn)陣顯示。

• 通信實(shí)驗(yàn)：雙機(jī)通信、與PC機(jī)通信、RS485總線(xiàn)通信。

3. 微機(jī)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

• 接口實(shí)驗(yàn)：ADC0809A/D轉(zhuǎn)換、DAC0832D/A轉(zhuǎn)換。

• 控制實(shí)驗(yàn)：8255A并行口、8253A/8254A定時(shí)計(jì)數(shù)器、8259A中斷控制。

• 高級(jí)應(yīng)用：存儲(chǔ)器擴(kuò)展、LCD液晶顯示、矩陣鍵盤(pán)控制。

4. 創(chuàng)新擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)（選配）

• 現(xiàn)代技術(shù)應(yīng)用：RFID射頻卡讀寫(xiě)、TFT液晶顯示、傳感器應(yīng)用。

• 綜合設(shè)計(jì)：語(yǔ)音錄放、音頻電平顯示、數(shù)字標(biāo)尺顯示。

五、產(chǎn)品特點(diǎn)與教學(xué)優(yōu)勢(shì)

1. 一體化設(shè)計(jì)

單片機(jī)、微機(jī)接口綜合實(shí)驗(yàn)箱采用一體化設(shè)計(jì)理念，將單片機(jī)系統(tǒng)與微機(jī)接口系統(tǒng)整合在同一平臺(tái)，避免了傳統(tǒng)教學(xué)中需要多套設(shè)備的麻煩。基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)K集成度高，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)K外部擴(kuò)展，既保證了基礎(chǔ)教學(xué)的系統(tǒng)性，又為創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)提供了靈活性。

2. 全面性與先進(jìn)性

實(shí)驗(yàn)箱涵蓋了從8位單片機(jī)到32位微機(jī)系統(tǒng)的完整技術(shù)體系，支持實(shí)模式和保護(hù)模式編程，體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的歷史脈絡(luò)和技術(shù)前沿。引入MCGS工業(yè)組態(tài)軟件，將工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)融入教學(xué)，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的實(shí)用性和前瞻性。

3. 開(kāi)放性與可擴(kuò)展性

系統(tǒng)采用開(kāi)放式結(jié)構(gòu)，所有總線(xiàn)信號(hào)對(duì)用戶(hù)開(kāi)放，支持用戶(hù)自行設(shè)計(jì)擴(kuò)展模塊。這種設(shè)計(jì)培養(yǎng)了學(xué)生的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和創(chuàng)新能力，符合工程教育認(rèn)證的要求。

六、典型應(yīng)用場(chǎng)景

1. 課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)

適用于《單片機(jī)原理與應(yīng)用》、《微機(jī)原理與接口技術(shù)》、《嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)》等課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提供了從驗(yàn)證性到綜合設(shè)計(jì)性的多層次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

2. 課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)

豐富的硬件資源和開(kāi)放式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為學(xué)生進(jìn)行課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)提供了良好平臺(tái)，支持各類(lèi)創(chuàng)新應(yīng)用項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)。

3. 學(xué)科競(jìng)賽訓(xùn)練

實(shí)驗(yàn)箱的綜合性能使其非常適合用于大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、智能車(chē)競(jìng)賽等學(xué)科競(jìng)賽的訓(xùn)練平臺(tái)，幫助學(xué)生提高實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。