綜合單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱_微機(jī)接口與組態(tài)綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

SHKC-M10型單片機(jī)與組態(tài)綜合實(shí)驗(yàn)箱

一、適用專(zhuān)業(yè)

本方案適用于各層次學(xué)歷教育的信息通信技術(shù)、應(yīng)用電子技術(shù)、機(jī)電一體化、微機(jī)應(yīng)用、數(shù)控技術(shù)、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)原理與應(yīng)用、儀表及控制、汽車(chē)工程等專(zhuān)業(yè)，特別是針對(duì)電子應(yīng)用和微機(jī)控制方面的深入學(xué)習(xí)與實(shí)踐。

二、系統(tǒng)概述

1）SHKC-M10型是一款集MCGS工業(yè)組態(tài)軟件與單片機(jī)控制系統(tǒng)于一體的綜合性教學(xué)平臺(tái)。其設(shè)計(jì)目的在于通過(guò)直觀展現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)控制場(chǎng)景，幫助學(xué)生更好地理解和掌握51/52系列單片機(jī)的基礎(chǔ)及綜合應(yīng)用技術(shù)。該平臺(tái)涵蓋了單片機(jī)原理、控制技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)等多個(gè)方面，為學(xué)習(xí)者提供了豐富的外圍器件和設(shè)備接口，促進(jìn)了對(duì)單片機(jī)原理及其接口技術(shù)的快速掌握。

2）此系統(tǒng)提供了兩種操作模式：一是與PC機(jī)聯(lián)機(jī)運(yùn)行，便于調(diào)試和運(yùn)行各種實(shí)驗(yàn)程序；二是脫機(jī)運(yùn)行，系統(tǒng)內(nèi)置自檢管理監(jiān)控，無(wú)需仿真器即可自動(dòng)切換到脫機(jī)管理狀態(tài)，輕松完成自檢實(shí)驗(yàn)。

3）實(shí)驗(yàn)電路單元設(shè)計(jì)靈活開(kāi)放，如開(kāi)放式鍵盤(pán)、顯示器和串口等，為多樣化實(shí)驗(yàn)提供了可能性。

4）系統(tǒng)全面引出地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線，主機(jī)板配備擴(kuò)展單元，支持通過(guò)單片機(jī)仿真器調(diào)試用戶(hù)系統(tǒng)，為用戶(hù)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)提供了便利。

三、系統(tǒng)硬件構(gòu)成

1、自備計(jì)算機(jī)設(shè)備。

2、應(yīng)用型單片機(jī)平臺(tái)系統(tǒng)LH-M10，專(zhuān)為教學(xué)和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

3、配備基于KEIL C51的單片機(jī)仿真器，支持RS232/USB通信方式，方便用戶(hù)進(jìn)行程序調(diào)試和上傳。

4、提供在線下載式單片機(jī)STC89C52或AT89S52，滿(mǎn)足不同的學(xué)習(xí)需求。

四、詳細(xì)技術(shù)指標(biāo)

1、基礎(chǔ)接口電路

• 多路定時(shí)計(jì)數(shù)器8253A接口電路，實(shí)現(xiàn)精確計(jì)時(shí)與控制。

• 可編程并行輸入/輸出接口8255和8155，提供靈活的數(shù)據(jù)傳輸功能。

• 可編程鍵盤(pán)顯示接口8279，簡(jiǎn)化鍵盤(pán)與顯示模塊的設(shè)計(jì)。

• 單片機(jī)系統(tǒng)簡(jiǎn)單I/O口擴(kuò)展電路74LS273/74LS244，增強(qiáng)I/O處理能力。

• 看門(mén)狗電路MAX813，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

2、人機(jī)接口電路

• 8位LED發(fā)光管輸出顯示，直觀展示數(shù)據(jù)狀態(tài)。

• 8位開(kāi)關(guān)量輸出模塊，方便控制外部設(shè)備。

• 8個(gè)獨(dú)立的LED數(shù)碼管，提供多樣化的顯示方式。

• 4×4矩陣鍵盤(pán)電路和8個(gè)查詢(xún)式鍵盤(pán)，滿(mǎn)足不同的輸入需求。

• 16×16點(diǎn)陣LED模塊，實(shí)現(xiàn)高分辨率顯示。

• 12864 LCD圖形、中文、字符顯示模塊，支持豐富的顯示內(nèi)容。

• 兩路帶消抖±單脈沖產(chǎn)生電路，確保信號(hào)穩(wěn)定性。

• 1HZ-1MHZ分8路輸出固定脈沖發(fā)生，提供穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)。

• 555時(shí)基應(yīng)用電路，實(shí)現(xiàn)定時(shí)與延時(shí)功能。

3、外設(shè)執(zhí)行部件

• 5V繼電器控制，用于驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備。

• 音樂(lè)發(fā)生器電路，產(chǎn)生悅耳的音樂(lè)效果。

• 步進(jìn)電機(jī)20BY及直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)與控制，滿(mǎn)足自動(dòng)化控制需求。

• 揚(yáng)聲器和蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路，實(shí)現(xiàn)聲音輸出。

• 光電測(cè)速模塊電路，精確測(cè)量轉(zhuǎn)速。

4、通信接口電路

• USB(CH375)通信模塊，支持HOST /SLAVE模式，方便數(shù)據(jù)傳輸。

• RS232/RS485接口應(yīng)用和電平轉(zhuǎn)換電路，實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備間的通信。

• I2C串行實(shí)時(shí)日歷/時(shí)鐘PCF8563，提供準(zhǔn)確的時(shí)鐘信息。

• I2C串行鍵盤(pán)顯示控制器Zlg7290，簡(jiǎn)化鍵盤(pán)與顯示的設(shè)計(jì)。

5、存儲(chǔ)器電路

• 32K靜態(tài)SRAM和64KEPROM，提供足夠的存儲(chǔ)空間。

• 串行存儲(chǔ)器93C64讀寫(xiě)電路，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的串行存儲(chǔ)與讀取。

• I2C串行存儲(chǔ)器24C02應(yīng)用電路，簡(jiǎn)化存儲(chǔ)設(shè)計(jì)。

• IC卡讀寫(xiě)模塊電路，支持IC卡的讀寫(xiě)操作。

6、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

• 單路8位數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換接口DAC0832，實(shí)現(xiàn)數(shù)字到模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換。

• 8路8位模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換接口ADC0809，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。

• 串行8位A/D 轉(zhuǎn)換電路TLC549及其相關(guān)電路，提供串行方式的模數(shù)轉(zhuǎn)換。

• 串行10位D/A 轉(zhuǎn)換電路TLC5615及其相關(guān)電路，實(shí)現(xiàn)串行方式的數(shù)模轉(zhuǎn)換。

• ISD1730PY語(yǔ)音錄放模塊、

7、單片機(jī)仿真與在線編程工具

1）51單片機(jī)仿真器：集成了KEIL C51仿真環(huán)境，通過(guò)仿真芯片、監(jiān)控芯片與USB芯片的完美結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了無(wú)限制的真實(shí)仿真體驗(yàn)。32個(gè)IO端口、串口及T2均可實(shí)現(xiàn)單步仿真，確保用戶(hù)能夠深入了解單片機(jī)的每一個(gè)操作細(xì)節(jié)。

2）軟件平臺(tái)支持匯編與C51語(yǔ)言的編譯與調(diào)試，提供單步、斷點(diǎn)等調(diào)試功能，方便用戶(hù)隨時(shí)查看寄存器、變量、IO及內(nèi)存內(nèi)容。此外，還支持夭折功能，確保在復(fù)雜調(diào)試過(guò)程中的數(shù)據(jù)安全性。

3）KEIL C51仿真器內(nèi)置32KB FLASH，為用戶(hù)程序下載提供便利。同時(shí)，支持STC單片機(jī)的0-64KB FLASH的ISP在線編程功能，大大簡(jiǎn)化了編程流程。在線下載電路設(shè)計(jì)精巧，支持STC89C52或AT89S52單片機(jī)的在線下載。

4）仿真通訊速度達(dá)到業(yè)界領(lǐng)先的115200BPS，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝耘c穩(wěn)定性。

5）提供兩種工作模式：一是與PC機(jī)聯(lián)機(jī)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的調(diào)試與運(yùn)行操作；二是脫機(jī)運(yùn)行，系統(tǒng)自動(dòng)切換到脫機(jī)管理狀態(tài)，用戶(hù)可輕松調(diào)用EPROM中的實(shí)驗(yàn)程序進(jìn)行自檢。

8、總線擴(kuò)展與模塊化設(shè)計(jì)

主板預(yù)留了L_DV總線擴(kuò)展接口，為用戶(hù)提供了豐富的接口電路擴(kuò)展選擇。包括CAN總線應(yīng)用電路、以太網(wǎng)通信電路、壓力測(cè)量模塊、2.4G無(wú)線通信模塊、光柱顯示模塊、8×8雙色點(diǎn)陣模塊、GPS通信模塊、非接觸式IC卡讀寫(xiě)模塊及綜合傳感器模塊等，實(shí)現(xiàn)無(wú)限擴(kuò)展的可能性。

9、虛擬示波器（選配件）

1）采用高速雙通道存儲(chǔ)技術(shù)，可靈活切換為單通道以提高采樣率，滿(mǎn)足用戶(hù)不同的測(cè)試需求。

2）配備實(shí)時(shí)X-Y示波器功能，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)同步顯示，便于用戶(hù)觀察信號(hào)的相位關(guān)系。

3）具備存儲(chǔ)功能，可保存、載入并分析歷史波形數(shù)據(jù)，方便用戶(hù)進(jìn)行后續(xù)的數(shù)據(jù)處理與分析。

4）輸入模擬電壓信號(hào)的幅值可通過(guò)軟件進(jìn)行調(diào)整，無(wú)需繁瑣的硬件開(kāi)關(guān)切換操作。

5）提供幅頻/相頻特性專(zhuān)用虛擬示波器功能，支持波形文件與圖片文件的保存，方便用戶(hù)在教學(xué)課件中插入相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

10、電源系統(tǒng)

電源系統(tǒng)包括+5V/2.5A、+12V/1A及-12V/1A的供電輸出，滿(mǎn)足各類(lèi)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的需求。其中，+5V主電源具備過(guò)壓、欠壓、過(guò)流及電路保護(hù)功能，確保設(shè)備在異常情況下能夠自動(dòng)回復(fù)至正常工作狀態(tài)。

五、系統(tǒng)軟件平臺(tái)

1、基于WINDOWS操作系統(tǒng)的KEIL C51軟件環(huán)境，支持匯編與C語(yǔ)言的編程、編譯、鏈接及源程序級(jí)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)在線下載功能。

2、集成Small RTOS(51) 1.12.1v R嵌入式操作系統(tǒng)，為用戶(hù)提供豐富的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)功能。

3、配備STC_ISP_V479在線下載軟件，簡(jiǎn)化單片機(jī)程序的下載流程。

4、提供MGCS工業(yè)組態(tài)軟件，實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制系統(tǒng)的可視化編程與管理。

5、附帶近40個(gè)單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)例程，幫助用戶(hù)快速掌握單片機(jī)應(yīng)用技巧。

6、包含MGCS工業(yè)組態(tài)軟件與單片機(jī)接口例程，展示工業(yè)組態(tài)軟件與單片機(jī)的協(xié)同工作效果。

六、機(jī)箱結(jié)構(gòu)與外觀設(shè)計(jì)

機(jī)箱采用堅(jiān)固型鋁合金框架與厚實(shí)的ABS塑料包角設(shè)計(jì)，確保設(shè)備的穩(wěn)定性與耐用性。參考外形尺寸為480×360×120mm，便于用戶(hù)根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行安裝與布局。

七、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與配套資料

軟件實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目涵蓋清零程序、拆字程序、拼字程序、數(shù)據(jù)區(qū)傳送子程序等各類(lèi)基礎(chǔ)與進(jìn)階實(shí)驗(yàn)，幫助用戶(hù)逐步掌握單片機(jī)的編程技巧。

標(biāo)配硬件實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包括單片機(jī)I/O口應(yīng)用、并行I/O接口8255應(yīng)用、A/D轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)、D/A轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)、鍵盤(pán)顯示控制器8279應(yīng)用等，涉及單片機(jī)的各個(gè)功能模塊，為用戶(hù)提供豐富的實(shí)踐機(jī)會(huì)。

此外，還配備有詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，為用戶(hù)提供實(shí)驗(yàn)步驟、原理分析及注意事項(xiàng)等方面的指導(dǎo)，確保實(shí)驗(yàn)過(guò)程的順利進(jìn)行。

八、實(shí)驗(yàn)箱配置表