SBDPJ-239A單片機(jī)原理實驗實訓(xùn)裝置

一、產(chǎn)品特點

單片機(jī)原理實驗實訓(xùn)裝置、單片機(jī)實訓(xùn)室設(shè)備主要承擔(dān)電子信息工程技術(shù)、通信技術(shù)、汽車電子技術(shù)、等電子相關(guān)專業(yè)的《單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)》課程的實踐實訓(xùn)教學(xué)任務(wù)。通過單片機(jī)實訓(xùn)，學(xué)生可掌握單片機(jī)軟件編程和硬件設(shè)計調(diào)試及維修方法和技巧，掌握從設(shè)計到編程及控制一體化的過程，并可完成單片機(jī)開發(fā)項目。

同時實訓(xùn)室還承接相關(guān)課程的課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計等其他實踐性環(huán)節(jié)的教學(xué)任務(wù)，也是學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新活動的重要場所。

單片機(jī)原理實驗實訓(xùn)裝置、單片機(jī)原理實驗室設(shè)備可開展各專業(yè)拓展復(fù)合課程，通過單片機(jī)軟件、硬件實驗加深對課堂教學(xué)內(nèi)容的理解，掌握單片機(jī)原理的基本概念及使用方法，提高學(xué)生對單片機(jī)的實際應(yīng)用能力，以及分析問題和解決問題的能力。

（參考圖）

1.實訓(xùn)單元模塊采用獨立的模塊化、半開放式設(shè)計，各個模塊中輸入、輸出及控制口的大部分管腳均采用防轉(zhuǎn)柱及插座引出?？筛鶕?jù)教學(xué)內(nèi)容需要，任意選擇實訓(xùn)模塊進(jìn)行組合設(shè)計，通過連線及編寫控制程序來完成，具有較強(qiáng)的創(chuàng)新性。

2.實訓(xùn)單元模塊由透明元件盒及PCB板構(gòu)成，元件盒體由透明有機(jī)工程塑料注塑而成，面板采用PCB板制作而成。導(dǎo)線插孔采用防轉(zhuǎn)座引出，導(dǎo)線裝有彈性插頭可在模塊上面插接，以保證可靠連接進(jìn)行各種實訓(xùn)，模塊間采用排線或連接導(dǎo)線進(jìn)行連接。

二、技術(shù)性能

1.輸入電源：單相三線～220V±10% 50Hz

2.裝置容量：＜1.5kVA

3.外形尺寸：實訓(xùn)平臺1600mm×700mm×1530mm

電腦桌560mm×600mm×1020mm

4.安全保護(hù)：具有漏電保護(hù)功能，安全性符合相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)

三、基本配置及功能

本裝置主要由實訓(xùn)臺、電源掛件、直流電源/直流電壓表掛件、仿真器掛件、直流調(diào)速閉環(huán)系統(tǒng)掛件、溫度調(diào)節(jié)閉環(huán)系統(tǒng)掛件、步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)掛件、數(shù)控電源研究系統(tǒng)掛件、實訓(xùn)掛板、實訓(xùn)模塊、電腦桌、活動柜及配件等組成。

1、實訓(xùn)臺：

（1）桌子臺面板：E1級三聚氰胺復(fù)面合成板，加防靜電膠皮，臺面厚度約25mm。

（2）采用四個工業(yè)鋁型材立柱為支撐，立柱端部可安裝調(diào)節(jié)腳，方便高度調(diào)節(jié)，主體結(jié)構(gòu)通過左、右各2個C字形鋁壓成型構(gòu)件聯(lián)接，臺面高度：約800mm，桌面板下設(shè)支撐框架，截面尺寸約為30x30mm，承受力約300Kg。

（3）立柱采用工業(yè)鋁型材成型工藝，表面氧化處理，截面尺寸：約70x70mm，比重不小于3.0kg/m，四面帶槽，槽寬約8.2mm，端部配套塑料堵頭，槽內(nèi)適用工業(yè)鋁型材通配螺母及配件。

（4）C字形鋁壓成型構(gòu)件為左、右對稱件，外形不小于160x166x70mm，單件比重不小于0.37kg，采用壓鑄成型工藝，經(jīng)機(jī)加工、拋丸、噴砂，表面藍(lán)色靜電噴涂工藝。

（5）實驗臺架采用獨立框架式結(jié)構(gòu)設(shè)計，框架由上中下左右五根工業(yè)型材分割為上下兩個區(qū)域，所有型材表面光滑，無凹槽，用于放置交直流電源、測量儀器儀表和實驗?zāi)K等。實驗臺兩側(cè)提供單相多功能插座和三相四線交流電源插座，為外配儀器設(shè)備提供工作電源。

2、活動儲物柜

采用圓弧卷邊冷沖壓鈑金一體成型，封閉式結(jié)構(gòu)，表面靜電噴涂，外形尺寸：約寬450x深550x高705（mm），總重量≥31kg；柜體四邊圓弧設(shè)計：R=30mm，柜體邊框總厚度≤2.5mm；配有承重型卡扣式三節(jié)軌，導(dǎo)軌承重量≥30kg，抽屜把手采用卡套式鈑金卷邊工藝，把手尺寸≥440x45x18mm，抽屜采用聯(lián)體鎖設(shè)計，底部配有4個1.5寸萬向帶剎車腳輪。

3、電源掛件：

提供單相漏電保護(hù)器、智能電源管理系統(tǒng)、電源指示、電源保護(hù)及AC220V電源輸出接口。

4、直流電源、直流電壓表掛件：

提供五路固定直流電源輸出：±12V、±5V、+24V；提供一路0～5V直流可調(diào)電源；提供一只直流電壓表，量程0～20V，分為200mV、2V、20V三檔、精度0.5級。

5、仿真器掛件：

提供51仿真器一只，USB通訊接口2個，有延長線；串口通訊接口1個，有延長線。

5、直流調(diào)速閉環(huán)系統(tǒng)掛件：

提供24V直流單機(jī)一只，自帶霍爾編碼器A、B正交相位90度信號輸出，轉(zhuǎn)速0～1000rpm/min，0-5V PWM調(diào)節(jié)模塊一塊，轉(zhuǎn)速表可顯示當(dāng)前電機(jī)的轉(zhuǎn)速。面板印有閉環(huán)系統(tǒng)原理圖，整個系統(tǒng)為工業(yè)閉環(huán)系統(tǒng)，集PID運算調(diào)節(jié)和高速計數(shù)器運算調(diào)節(jié)。

6、溫度調(diào)節(jié)閉環(huán)系統(tǒng)掛件：

由溫度表、加熱鹵素?zé)簟?-5V PWM調(diào)節(jié)模塊、DS18B20傳感器、PT100傳感器、溫度變送器和散熱風(fēng)扇組成。溫度變送輸出有兩種方式，一個是DS18B20輸出的數(shù)字信號可以直接和單片機(jī)接口；一個是PT100經(jīng)變送器輸出的電壓信號；加熱區(qū)由透明有機(jī)玻璃設(shè)計，便于觀察實訓(xùn)過程中的變化。面板印有閉環(huán)系統(tǒng)原理圖，整個系統(tǒng)為工業(yè)閉環(huán)系統(tǒng)。

7、步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)掛件：

提供DC6-40V供電的42步進(jìn)驅(qū)動器1只，采用DSP技術(shù)，電流范圍0.3A-2.2A，具有半流、過壓和過流等短路保護(hù)，1600-6400細(xì)分可調(diào)，可驅(qū)動4、6、8線兩相步進(jìn)電機(jī)，脈沖響應(yīng)頻率最高可達(dá)75KHZ；提供2相步進(jìn)電機(jī)42J06一只，步距精度5±%，耐壓500VAC，徑軸向跳動0.08以下，步距角1.8°，額定電流1A，8根引線。面板印有步進(jìn)驅(qū)動器詳細(xì)參數(shù)圖表。

8、數(shù)控電源研究系統(tǒng)掛件：

輸入電壓+24V，+5V，系統(tǒng)通過STM32主機(jī)模塊、電壓、電流采樣模塊、PWM驅(qū)動電路完成直流穩(wěn)壓電源的控制研究；面板印有控制系統(tǒng)原理圖。

9、實訓(xùn)掛板：

掛在實訓(xùn)臺上層，用于放置實訓(xùn)模塊搭建實訓(xùn)電路，滿足實訓(xùn)教學(xué)需求。

10、實訓(xùn)模塊：

實訓(xùn)模塊由透明元件盒及PCB板構(gòu)成，元件盒體由透明有機(jī)工程塑料注塑而成，面板采用PCB板制作。導(dǎo)線插孔采用防轉(zhuǎn)座引出，導(dǎo)線裝有彈性插頭可在模塊上面插接，以保證可靠連接進(jìn)行各種實訓(xùn)；模塊間采用排線或連接導(dǎo)線進(jìn)行連接，可根據(jù)實訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容需要，組合成各種實際產(chǎn)品。

具體配置及功能如下：

11、電腦桌：

采用鋁型材和鈑金結(jié)構(gòu)，臺面為防火、防水、耐磨高密度板；立柱及橫梁為30×30工業(yè)鋁合金型材，鍵盤位為抽屜式結(jié)構(gòu)并用300mm導(dǎo)軌固定；底部裝有帶剎車萬向輪。尺寸約為560mm×600mm×1020mm。

12、活動柜：

采用鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，優(yōu)質(zhì)鋼材做骨架，經(jīng)過機(jī)械加工成型，外表面噴涂彩色環(huán)氧聚塑，材料厚度不小于1.2mm。

13、配件：

提供與實訓(xùn)設(shè)備配套的實訓(xùn)指導(dǎo)書和實訓(xùn)導(dǎo)線。

14、創(chuàng)新實訓(xùn)教學(xué)資源包

（1）智能調(diào)節(jié)系統(tǒng)：采用控制系統(tǒng)、脈寬調(diào)制技術(shù)及微處理器實現(xiàn)智能控制。提供配套電子版圖（原理圖、PCB圖）、源程序、仿真文件、制作介紹、器件介紹、操作說明、開發(fā)資料及配置清單等，提供套件焊接與調(diào)試微課程，包括系統(tǒng)原理圖講解視頻、系統(tǒng)調(diào)試視頻、最小系統(tǒng)講解視頻、最小系統(tǒng)仿真視頻等。投標(biāo)時提供技術(shù)手冊，包含系統(tǒng)創(chuàng)新方向、課題內(nèi)容、主要功能及操作說明、元件清單、原理圖、PCB版圖、單片機(jī)最小系統(tǒng)的相關(guān)知識、原理等內(nèi)容。

（2）智能防碰撞系統(tǒng)：利用超聲波模塊測量，數(shù)碼管顯示實現(xiàn)防碰撞系統(tǒng)。提供配套電子版圖（原理圖、PCB圖）、源程序、仿真文件、制作介紹、操作說明、開發(fā)資料及配置清單等，提供套件焊接與調(diào)試微課程，包括系統(tǒng)原理圖講解視頻、系統(tǒng)調(diào)試視頻、最小系統(tǒng)講解視頻、系統(tǒng)仿真視頻等。投標(biāo)時提供技術(shù)手冊，包含系統(tǒng)創(chuàng)新方向、課題內(nèi)容、主要功能及操作說明、元件清單、原理圖、PCB版圖、單片機(jī)最小系統(tǒng)的相關(guān)知識、原理。

（3）里程表的設(shè)計：設(shè)計內(nèi)容包含單片機(jī)最小系統(tǒng)，模擬電機(jī)，LCD1602顯示電路，轉(zhuǎn)速測量電路，速度調(diào)節(jié)電路，提供配套電子版圖（原理圖、PCB圖）、源程序、仿真文件、制作介紹、操作說明、開發(fā)資料及配置清單等，功能參數(shù)：按鍵"S2、S5"功能鍵，"S2"設(shè)置時間功能鍵，"S5"設(shè)置輪子半徑和安全時速功能鍵，"S3"是加一鍵，"S4"是減一鍵。"S3、S4"同時按下清總里程。按下"Sd"自鎖按鈕，打開電機(jī)電源，調(diào)節(jié)"R12"電位器可以調(diào)電機(jī)轉(zhuǎn)速，順時針電機(jī)轉(zhuǎn)速減小，逆時針電機(jī)轉(zhuǎn)速變大，時速超過安全速度，蜂鳴器報警。投標(biāo)時提供原理圖，設(shè)計代碼。

（4）電子密碼鎖設(shè)計：設(shè)計內(nèi)容包含單片機(jī)最小系統(tǒng)，字符型LCD顯示屏，矩陣鍵盤，蜂鳴器，存儲器，電子鎖驅(qū)動單元。提供配套電子版圖（原理圖、PCB圖）、源程序、仿真文件、制作介紹、操作說明、開發(fā)資料及配置清單等，功能要求：首次使用時輸入：131420，對密碼進(jìn)行初始化，當(dāng)顯示："initpassword"，證明密碼初始化完成，此時的密碼為：000000。按鍵輸入6位密碼，輸入密碼若密碼正確，則鎖打開，顯示"open"，"電子鎖模擬"的指示燈點亮表示電子鎖打開狀態(tài)，按下 * 鍵或復(fù)位鍵，可以關(guān)鎖并退出。若密碼輸入錯誤次數(shù)超過3次，蜂鳴器報警并且鎖定鍵盤。修改密碼：在開鎖狀態(tài)下，再次輸入正確的密碼并按下 # 鍵，此時聽到兩聲提示，輸入新的六位密碼并按 D 鍵，再重復(fù)輸入一次新密碼并按 D ，會聽到兩聲提示音，表示重設(shè)密碼成功，內(nèi)部保存新密碼并存儲。如兩次輸入的新密碼不一樣，則重設(shè)密碼失敗。投標(biāo)時提供原理圖，設(shè)計代碼。

（5）藍(lán)牙心率、計步（手環(huán)）設(shè)計：設(shè)計內(nèi)容包含STM32單片機(jī)最小系統(tǒng)，藍(lán)牙模塊，心率傳感器，數(shù)字溫度傳感器，加速度/角度傳感器，OLED顯示屏，手機(jī)測試APP軟件，提供配套電子版圖（原理圖、PCB圖）、源程序、仿真文件、制作介紹、操作說明、開發(fā)資料及配置清單等，功能要求：心率測量：把手指放在心型的測試口上，等待一段時間OLED顯示屏上顯示"心率：xxxr/min"，如果超出上限或手指沒有放在測試口上方顯示"心率：- - -r/min"；體溫測量：用手指握住"P7"溫度傳感器，OLED顯示"體溫：xx.x"單位℃；計步測量：輕輕移動板子，屏幕上會顯示"步數(shù)：xxx"步；通過手機(jī)藍(lán)牙綁定板子上的藍(lán)牙模塊，可以通過藍(lán)牙模塊上傳測量的數(shù)據(jù)到手機(jī)顯示。投標(biāo)時提供原理圖，設(shè)計代碼。

（6）交流充電樁系統(tǒng)由單片機(jī)控制、IC 卡讀寫、人機(jī)交互、電能檢測和功率輸出幾部分組成?？梢詫?IC 進(jìn)行讀取和寫入操作，具有串行通信方式；人機(jī)交互有 LED 液晶顯示、鍵盤輸入以及蜂鳴器響應(yīng)，功率輸出要求采用繼電器控制，各電路板方便拆卸，要求必須單獨提供對應(yīng)的控制程序，投標(biāo)時提供配套電子版圖（原理圖、PCB圖）、源程序、制作介紹、器件介紹、操作說明、開發(fā)資料及配置清單等。

（7）發(fā)電跟蹤器系統(tǒng)由光敏檢測電路、串口 A/D 轉(zhuǎn)換電路、主機(jī)電路、液晶顯示與鍵盤電路、全橋 PWM 驅(qū)動電路以及模擬太陽能板等幾部分組成，通過光敏檢測電路的感應(yīng)可實現(xiàn)對光源的自動跟蹤。串口 A/D 轉(zhuǎn)換電路：此模塊主要由模擬信號輸入電路、外圍電路、數(shù)字信號輸出電路組成。通過按鍵切換模擬東南西方位光源，實現(xiàn)太陽能板自動跟蹤。投標(biāo)時提供配套電子版圖（原理圖、PCB圖）、源程序、制作介紹、操作說明、開發(fā)資料及配置清單等。

四、服務(wù)與支持要求

為更好服務(wù)教學(xué)，保障實驗室教學(xué)工作順利進(jìn)行，要求提供全流程客戶服務(wù)管理平臺"互聯(lián)網(wǎng)+設(shè)備運維系統(tǒng)"。

智能電源管理系統(tǒng)具有過溫、短路、過流、過壓、欠壓、失壓、功率限定7大保護(hù)功能；電源具有一鍵鎖定功能，處理故障時，防止漏電保護(hù)器合閘，造成觸電危險；電源具有故障鎖定功能，發(fā)生故障導(dǎo)致跳閘時，不能人為上電，只能通過遠(yuǎn)程清除故障后，才能上電成功；能通過無線4G和有線以太網(wǎng)與手機(jī)APP和PC端云平臺通訊，沒有網(wǎng)絡(luò)的情況下，教室整套智能電源管理系統(tǒng)可離線獨立運行。

1、智能終端：智能電源管理系統(tǒng)以32位ARM為核心，采用4.3寸彩色觸摸屏為人機(jī)交互界面，實時監(jiān)控設(shè)備運行情況，提供Zigbee、CAN等多種通信模式，具備語音播報功能。能實時監(jiān)測三相電壓、電流、功率，功率因數(shù)、頻率、電能等參數(shù)，液晶觸摸屏監(jiān)測數(shù)值。能監(jiān)控實驗室電源的故障類型和故障次數(shù)；設(shè)備時間管理包含年月日時間的顯示；用戶通過刷卡方式請求開啟設(shè)備，PC端進(jìn)行授權(quán)之后，設(shè)備可啟動使用，PC端可分時預(yù)約設(shè)備的啟動和停止。

2、手機(jī)APP：用電狀態(tài)界面實時顯示當(dāng)前電壓、電流、有無功功率、電能、設(shè)備溫度、漏電電流值等；用電數(shù)據(jù)界面能智能查找近2年用電數(shù)據(jù)，設(shè)置界面能設(shè)置限定電能值、負(fù)載值、設(shè)備超溫值、過欠壓值、過欠壓恢復(fù)時間值等。后臺查看報警日志、操作日志、故障日志等。控制：可在微信小程序中遠(yuǎn)程控制智能開關(guān)的通斷。

3、PC端軟件：每個設(shè)備狀態(tài)信息顯示，具有多個子界面，具有故障分析，用電能效分析、集中管理、個人中心資料管理、用戶報警定位跟蹤與信息統(tǒng)計；具有管理員信息修改與權(quán)限管理等功能。可一鍵開啟和關(guān)閉所有設(shè)備，可單獨控制每臺設(shè)備的開關(guān)。

4、后臺系統(tǒng)：包含賬號管理、設(shè)備管理、報修管理、用戶管理，設(shè)備管理：

①、包含監(jiān)控管理：實時視頻監(jiān)控每個教室，可一鍵預(yù)覽所有設(shè)備的在線和運行情況，分析設(shè)備使用率及運行時間。

②、包含設(shè)備節(jié)點：可顯示設(shè)備所在位置、編碼名稱、掛載情況、用戶編輯、用戶查詢等。報修管理：用戶可進(jìn)行遠(yuǎn)程報修，反應(yīng)設(shè)備故障信息，編輯報修情況，后臺可進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)，及時跟進(jìn)，以有效解決用戶設(shè)備維護(hù)。用戶管理：可連通手機(jī)號，對賬戶進(jìn)行一對一的安全加密，實名認(rèn)證，防止賬戶泄密、防盜，現(xiàn)場數(shù)據(jù)連接云平臺后臺數(shù)據(jù)庫管理。

現(xiàn)場需對功能逐一演示，提供有效、權(quán)威的證明文件，證實該產(chǎn)品的可靠、安全、先進(jìn)性。

五、實訓(xùn)項目

單片機(jī)基礎(chǔ)實訓(xùn)項目

（1）跑馬燈

（2）計數(shù)器

（3）定時器

（4）外部中斷

（5）音頻驅(qū)動

（6）蜂鳴器驅(qū)動

（7）查詢式鍵盤

（8）矩陣鍵盤顯示

（9）電子音樂演奏

（10）128×64液晶顯示

（11）動態(tài)掃描數(shù)碼管顯示

（12）靜態(tài)掃描數(shù)碼管顯示

（13）ADC0809應(yīng)用

（14）DAC0832應(yīng)用

（15）TLC2543串行AD轉(zhuǎn)換實驗

（16）TLC5618串行DA轉(zhuǎn)換實驗

（17）74LS164串轉(zhuǎn)并實驗

（18）74LS165并轉(zhuǎn)串實驗

（19）AK040語音測試

（20）DS18B20溫度測量電路

（21）RS232串行51通信

（22）RS232串行STM32通信

（23）STM32觸摸屏顯示

（24）STM32 ADC的使用

（25）STM32內(nèi)部溫度傳感器溫度測量顯示

（26）STM32外部Flash

（27）RS485通信

單片機(jī)綜合實訓(xùn)項目

（1）出租車計價器

（2）超聲波倒車?yán)走_(dá)

（3）電子語音萬年歷

（4）電子稱

（5）交通燈控制系統(tǒng)

（6）溫度調(diào)節(jié)閉環(huán)控制系統(tǒng)

（7）直流步進(jìn)控制系統(tǒng)

（8）直流調(diào)速閉環(huán)控制系統(tǒng)

（9）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

（10）環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)

（11）DDS信號發(fā)生器

（12）MP3音樂播放器