單片機(jī)微機(jī)開發(fā)實(shí)驗(yàn)箱_單片機(jī)微機(jī)開發(fā)教學(xué)設(shè)備

SHKC-STM32型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱

一、概述

基于STM32單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，其設(shè)計(jì)理念著重于單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)特性?；A(chǔ)功能實(shí)驗(yàn)電路采取一體化設(shè)計(jì)，使得實(shí)驗(yàn)操作更為便捷；而創(chuàng)新拓展型實(shí)驗(yàn)電路則采用獨(dú)立模塊設(shè)計(jì)，便于接入主板，滿足不同層次、不同需求的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。該平臺(tái)不僅適用于演示驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，還兼顧綜合設(shè)計(jì)和創(chuàng)新研究性實(shí)驗(yàn)的需求。主板上集成了CPU編程下載接口，使得編程、下載與調(diào)試功能集于一體，極大地提升了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的靈活性和實(shí)用性。

二、特色功能

1. 詳盡的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)

該平臺(tái)配備了詳盡的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，專門針對實(shí)驗(yàn)箱的使用與操作進(jìn)行了詳細(xì)闡述。通過這本專業(yè)的指導(dǎo)書，用戶可以迅速掌握單片機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)快速入門，提高學(xué)習(xí)效率。

2. 功能模塊獨(dú)立性

基于多年的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)與用戶反饋，該平臺(tái)采用了功能模塊完全獨(dú)立的設(shè)計(jì)理念。各模塊之間互不干擾，有效減少了初學(xué)者在編程過程中的誤區(qū)。同時(shí)，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，用戶可以根據(jù)需要靈活連接，輕松搭建自己的電路。配合大量的C語言實(shí)驗(yàn)例程，用戶可以快速掌握單片機(jī)原理及其實(shí)用接口技術(shù)。

三、CPU開發(fā)實(shí)驗(yàn)支持

該平臺(tái)標(biāo)配STM32F103C8T6核心板，同時(shí)支持根據(jù)客戶需求選配其他單片機(jī)核心板，從而實(shí)現(xiàn)對多種CPU芯片的支持與擴(kuò)展。這一設(shè)計(jì)使得該平臺(tái)具有廣泛的適用性和靈活性，滿足不同教學(xué)場景的需求。

四、硬件配置詳覽

1. 實(shí)驗(yàn)箱底板

（1）單色流水燈模塊：包含8個(gè)高亮綠色LED燈，用于實(shí)現(xiàn)單色流水燈效果。

（2）雙色流水燈模塊：配備6個(gè)高亮LED燈，包括紅、黃、綠三種顏色，實(shí)現(xiàn)雙色流水燈效果。

（3）雙色LED燈模塊：采用紅綠雙色LED燈，展示雙色顯示效果。

（4）8位數(shù)碼管模塊：包括2個(gè)四位一體共陽極數(shù)碼管及2個(gè)74HC595驅(qū)動(dòng)芯片，實(shí)現(xiàn)多位數(shù)字顯示功能。

（5）1位數(shù)碼管模塊：采用1個(gè)8段共陽極數(shù)碼管，尺寸為0.56英寸，用于單位數(shù)字顯示。

（6）紅綠雙色點(diǎn)陣模塊：配備3個(gè)74HC595驅(qū)動(dòng)芯片和一個(gè)紅綠雙色點(diǎn)陣顯示屏，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)陣顯示功能。

（7）LCD1602液晶屏模塊：標(biāo)準(zhǔn)LCD1602液晶屏接口，配備1個(gè)帶背光的LCD1602液晶屏，用于字符顯示。

（8）LCD12864液晶屏模塊：支持標(biāo)準(zhǔn)LCD12864液晶屏接口，兼容串行和并行液晶屏，實(shí)現(xiàn)圖形和文字顯示功能。

（9）OLED顯示模塊：采用0.96寸OLED液晶屏，分辨率為128*64，提供高清晰度顯示（選配）。

（10）TFT彩屏模塊：支持8位和16位TFT彩屏接口，具備觸摸屏控制功能，配備2.8寸彩屏，支持觸屏操作，提供262K色顯示（選配）。

（11）獨(dú)立按鍵模塊：包含8個(gè)獨(dú)立按鍵，并配備上拉電阻，方便用戶輸入操作。

（12）4X4矩陣鍵盤模塊：采用4行4列矩陣鍵盤設(shè)計(jì)，配備上拉電阻，實(shí)現(xiàn)多鍵輸入功能。

（13）五向搖桿模塊：配備一個(gè)五向搖桿，支持上、下、左、右、中五個(gè)方向的輸入操作。

（14）蜂鳴器模塊：采用無源蜂鳴器，用于聲音提示或報(bào)警功能。

（15）DS1302時(shí)鐘模塊：集成DS1302芯片，配備后背電池座，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能。

2. 傳感器模塊

（1）兩路DS18B20模塊：提供兩路DS18B20溫度傳感器接口，用于溫度測量。

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

（3）火焰?zhèn)鞲衅髂K：集成LM393比較器，具備基準(zhǔn)電壓可調(diào)電阻、模擬量輸出接口、數(shù)字量輸出接口及模擬量指示LED燈，支持火焰?zhèn)鞲衅鞯膽?yīng)用。

（4）霍爾傳感器模塊：集成LM393比較器，包含基準(zhǔn)電壓可調(diào)電阻、模擬量輸出接口、數(shù)字量輸出接口及模擬量指示LED燈，適用于霍爾傳感器的使用。

3. 電器控制模塊

（1）直流電機(jī)接口模塊：采用ULN2003驅(qū)動(dòng)芯片，提供一路可調(diào)速直流電機(jī)接口和一路可調(diào)速、可調(diào)向雙功能電機(jī)

四、數(shù)據(jù)傳輸、存儲(chǔ)模塊構(gòu)成

（1）串口通信模塊：該模塊采用SP3232芯片，以SOP16封裝形式呈現(xiàn)，工作電壓范圍為+3.0V至+5V。為方便使用，設(shè)計(jì)有一個(gè)公頭串口座和一個(gè)母頭串口座，并配備四個(gè)狀態(tài)指示燈，便于用戶實(shí)時(shí)觀察串口的工作狀態(tài)。

（2）存儲(chǔ)模塊：AT24C02存儲(chǔ)模塊采用AT24C02芯片，SOP8封裝，為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能。

（3）模擬量輸入模塊：此模塊支持0V至5V的輸入電壓范圍可調(diào)，并具備0R至10K的電阻值可調(diào)功能，適應(yīng)多種模擬信號(hào)的采集需求。

（4）串轉(zhuǎn)并/并轉(zhuǎn)串模塊：74HC164和74HC165芯片分別負(fù)責(zé)串行到并行和并行到串行的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，SOP14和SOP16封裝形式使得模塊布局更為緊湊。

（5）SD卡模塊：標(biāo)準(zhǔn)SD卡卡槽設(shè)計(jì)，支持SPI控制方式和4-bit傳輸模式，為大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和讀取提供便利。

（6）MAX485模塊：該模塊基于MAX485芯片，提供1組2P接線端子輸出和1組插針輸出，適用于RS-485通信場景。

（7）紅外發(fā)射與接收模塊：紅外發(fā)射模塊采用紅外發(fā)射二極管，而接收模塊則選用HX838紅外一體化接收頭，實(shí)現(xiàn)紅外信號(hào)的發(fā)射與接收功能。

（8）PCF8591 AD/DA模塊：搭載PCF8591芯片，具備4路模擬量輸入和1路模擬量輸出，通過IIC通信協(xié)議與外部設(shè)備交互。

（9）鎖存器與譯碼器模塊：74HC573鎖存芯片和74LS138譯碼芯片分別負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的鎖存和地址譯碼功能，提升系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力。

（10）核心板擴(kuò)展接口：提供接口插座29P兩排和IO擴(kuò)展插針28P兩排，方便用戶進(jìn)行核心板的擴(kuò)展與定制。

五、電源模塊配置

（1）3V3電源電路：采用LM1117-3V3穩(wěn)壓芯片，確保系統(tǒng)獲得穩(wěn)定的3.3V工作電壓。

（2）1V8電源模塊：LM1117-1V8穩(wěn)壓芯片為系統(tǒng)提供1.8V的穩(wěn)定工作電壓。

（3）電源引出：GND/5V/3V3/1V8四組電源，每組均有6路引出，滿足系統(tǒng)各部分的電源需求。

（4）USB接口模塊：采用mini USB,A型母頭設(shè)計(jì)，包含D+和D-引腳，方便與外部設(shè)備連接。

（5）自恢復(fù)保險(xiǎn)絲：斷開電流設(shè)定為300mA，有效保護(hù)電路免受過大電流的損害。

六、機(jī)箱設(shè)計(jì)

（1）機(jī)箱結(jié)構(gòu)：采用堅(jiān)固型鋁合金框架和厚實(shí)的ABS塑料包角，確保機(jī)箱的穩(wěn)固性和耐用性。參考外形尺寸為480×360×120mm，適應(yīng)多種實(shí)驗(yàn)環(huán)境。

（2）零配件存放區(qū)：設(shè)計(jì)有70mm×350mm的零配件存放區(qū)，方便用戶存放和管理實(shí)驗(yàn)所需的零配件。

五、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

本實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)提供了豐富的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，涵蓋基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、傳感器實(shí)驗(yàn)、電器控制實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)傳輸與存儲(chǔ)模塊功能實(shí)驗(yàn)以及工業(yè)組態(tài)軟件應(yīng)用實(shí)驗(yàn)等多個(gè)方面。通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不僅可以深入了解單片機(jī)的基本原理和功能，還能夠掌握各種外設(shè)模塊的使用和編程方法，為未來的學(xué)習(xí)和工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

六、教學(xué)與應(yīng)用價(jià)值

本實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)憑借其模塊化、可擴(kuò)展的設(shè)計(jì)以及豐富的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，為單片機(jī)的教學(xué)與實(shí)踐提供了有力的支持。它不僅能夠幫助學(xué)生系統(tǒng)掌握單片機(jī)的基本知識(shí)和技能，還能夠培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。同時(shí)，該平臺(tái)還具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值，可以應(yīng)用于各種嵌入式系統(tǒng)、智能控制等領(lǐng)域，為產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和創(chuàng)新提供技術(shù)支持。

六、實(shí)驗(yàn)箱配置表