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華育HYX-63B單片機(jī)技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置-單片機(jī)實(shí)訓(xùn)設(shè)備
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HYX-63B單片機(jī)技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置
一、設(shè)計(jì)理念
1、 入門(mén)容易,簡(jiǎn)潔而不簡(jiǎn)單 為了使入門(mén)容易,我們采用簡(jiǎn)單易懂的版面設(shè)計(jì),從基本的一個(gè)跑馬燈開(kāi)始就讓您無(wú)縫地切入教學(xué)。別看實(shí)驗(yàn)臺(tái)體積巨大,每個(gè)模塊都如此輕巧,當(dāng)你在教學(xué)時(shí)可以把任何一個(gè)模塊帶入課堂,并且大部分的模塊在保證安全的前提下反面是鏤空的。這使得您可以讓學(xué)生一目了然看到,并可以觸摸到,這點(diǎn)很重要。因?yàn)槲覀兩钪行哉J(rèn)識(shí)的重要性。當(dāng)然你可以放心安全問(wèn)題,我們對(duì)可能產(chǎn)生安全隱患的部分都做了防護(hù)。
2、 人體工學(xué),美觀(guān)而舒適 傳統(tǒng)的立式實(shí)驗(yàn)桌,多采用立式屏結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)使得學(xué)生操作大部分實(shí)驗(yàn)時(shí)需要站立,易于疲勞,視角向前不利于思考。同時(shí)由于立屏的高度較高,學(xué)生上實(shí)驗(yàn)課時(shí)視線(xiàn)受遮擋,不便于老師講解。采用模塊平放結(jié)構(gòu),使得視線(xiàn)趨于自然向下,如同平時(shí)讀書(shū)寫(xiě)字??拷脩?hù)側(cè)又略帶傾斜,使得操作時(shí)更加方便。同時(shí)抬頭時(shí)視線(xiàn)使得毫無(wú)遮擋。可以方便地聽(tīng)講,老師亦可觀(guān)察實(shí)驗(yàn)情況。
3、 注重細(xì)節(jié),一見(jiàn)傾心的質(zhì)感 嚴(yán)格采用光潔度,厚度都符合高品質(zhì)要求的鋁材。每塊木板都真材實(shí)料,厚度都到達(dá)8mm或以上,并進(jìn)行了定制家具級(jí)的封邊工藝。黑色的木紋與銀色的經(jīng)典組合,讓您一見(jiàn)傾心,永恒經(jīng)典。從桌子的高度,到每個(gè)模塊背后的處理,甚至各個(gè)孔的位置,都進(jìn)行了精心的考慮。一切細(xì)致考慮只為了能使更加美觀(guān),方便,耐用。
4、 高度開(kāi)放,激發(fā)創(chuàng)新采用模塊化設(shè)計(jì),我們并不簡(jiǎn)單的,單獨(dú)設(shè)計(jì)模塊,而是將模塊間聯(lián)系,可能性,功能性做了綜合考慮,加上十多年的研發(fā)經(jīng)驗(yàn),使得模塊日趨經(jīng)典與開(kāi)放。提供經(jīng)典實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,我們建議用戶(hù)利用高度開(kāi)放性的模塊,設(shè)計(jì)出自己的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
5、 貼近實(shí)際,易于拓展 通過(guò)十幾年與用戶(hù)市場(chǎng)溝通,獲得了寶貴的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。我們深知教學(xué)與實(shí)際生產(chǎn)結(jié)合的重要性。所以不管是從實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì),還是特別設(shè)計(jì)了多達(dá)幾十種的實(shí)訓(xùn)包。
6、 易于管理,維護(hù)方便 設(shè)計(jì)了不同以往的漂亮柜子,如同您家里的家具般讓人舒適,上乘的腳輪易于移動(dòng)與固定。同時(shí)可選配儀器放置隔板,資料放置隔板等貼心設(shè)計(jì),讓您輕松,漂亮地放置常用儀器與實(shí)驗(yàn)時(shí)需要查詢(xún)的資料。同時(shí)采用精致的小模塊設(shè)計(jì),單獨(dú)故障不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的破壞。如有損壞,僅需替換相應(yīng)小模塊即可,方便又省心。
二、功能特點(diǎn)
1、總體結(jié)構(gòu)
本設(shè)備采用實(shí)訓(xùn)桌加實(shí)訓(xùn)模塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模塊采用標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu),互換性強(qiáng);按輸入,輸出,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等功能的原則確定模塊內(nèi)容,使教學(xué)或競(jìng)賽時(shí)可方便的選擇需要的模塊。
本設(shè)備的每個(gè)模塊都具有兩種接線(xiàn)方式,一種為電子連線(xiàn)接法,8位數(shù)據(jù)總線(xiàn)時(shí)還可以用杜邦線(xiàn)排線(xiàn)連接。整個(gè)連接過(guò)程方便快捷。對(duì)于具有干擾性質(zhì)的元件,全部采用光電隔離裝置隔離,確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。
2、各個(gè)功能模塊功能特點(diǎn)
(1)主機(jī)模塊
單片機(jī)采用AT89S52。該單片機(jī)內(nèi)部設(shè)有256Byte的RAM和8KByte的FLASH、三個(gè)16位定時(shí)器,兩個(gè)數(shù)據(jù)指針,片內(nèi)集成了一個(gè)看門(mén)狗電路。64KRAM擴(kuò)展空間、64KROM擴(kuò)展空間;32個(gè)IO口,6個(gè)向量中斷源;0~33MHz的工作頻率,三級(jí)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(shè)計(jì)有在系統(tǒng)下載設(shè)計(jì)接口,通過(guò)USB下載器可以方便地進(jìn)行編程,無(wú)需把單片機(jī)從電路上取下。
該模塊上還放有串行通信接口,該接口已經(jīng)加入升壓電路,可以直接與計(jì)算機(jī)通信,單片機(jī)和單片機(jī)也可以通過(guò)此口進(jìn)行程序下載。復(fù)位電路上加有手動(dòng)復(fù)位按扭,可以直接復(fù)位操作。模塊上還設(shè)有有源蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路,直接給固定電平就可以發(fā)出聲響。
(2)電源模塊
電源模塊采用線(xiàn)性電源和開(kāi)關(guān)電源兩種電源。單片機(jī)等芯片采用線(xiàn)性電源供電,可以有效減少因電源干擾引的程序跑飛。電機(jī)等大功率器件采用開(kāi)關(guān)電源供電,確保提供足夠的功率。電源采用漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)作為總控制,安全可靠。用船形開(kāi)關(guān)單獨(dú)控制低壓電,市電與低壓電分開(kāi)控制。該模塊共有三組相互獨(dú)立的低壓電源,其中有兩組是正負(fù)雙電源輸出。面板上放置了一個(gè)AC220輸出插板,可以同時(shí)掛接三個(gè)儀器儀表。其中每組電源都有保險(xiǎn)絲作過(guò)載保護(hù)。
(3)仿真器模塊
配備有高性能單片機(jī)仿真器,可以全功能仿真MCS51系列單片機(jī),也可以軟件仿真;軟件為中國(guó)自主研發(fā),可以很好的支持中文,支持關(guān)鍵字提示,自動(dòng)完成符號(hào)配對(duì)等功能。支持64K程序地址斷點(diǎn)、64K源程序有效行斷點(diǎn)和64K臨時(shí)斷點(diǎn),單片機(jī)內(nèi)部寄存器狀態(tài)一目了然。主機(jī)與計(jì)算機(jī)采用流行的USB接口。
(4)顯示模塊
該模塊無(wú)論從基本的顯示元件LED發(fā)光二極管,還是到LCD顯示屏都包含在內(nèi)。具體配置為8位跑馬燈(邏輯電平指示)、8位數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示、16×32點(diǎn)陣LED屏、1602字符型液晶顯示屏、128×64繪圖液晶顯示屏。單片機(jī)常用的顯示器件全部包含在內(nèi),使學(xué)習(xí)者可以接觸所有的顯示方案,設(shè)計(jì)人機(jī)界面時(shí)可以得心應(yīng)手。
(5)繼電器模塊
繼電器是常用的執(zhí)行元件,也是常用的隔離元件,它能用低壓控制高壓電路,遠(yuǎn)程切換強(qiáng)電電路狀態(tài)優(yōu)點(diǎn),同時(shí)它的執(zhí)行元件又是一個(gè)線(xiàn)圈,在通電及斷電時(shí)會(huì)產(chǎn)生電磁干擾。為此繼電器模塊在集成了驅(qū)動(dòng)電路的基礎(chǔ)上增加了光電隔離措施。該模塊共有6路繼電器,每個(gè)繼電器的開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)全部引出,并明確標(biāo)示;每個(gè)繼電器還設(shè)有工作指示燈,那一路繼電器在通電工作使人一目了然。六組繼電器中有兩組為AC220控制的繼電器,可以控制交流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)及停止,通過(guò)轉(zhuǎn)換頭可以連接電子連線(xiàn)。另外四組為電子連線(xiàn)座輸出。繼電器觸點(diǎn)容量250V/6A、DC28V/12A
(6)指令模塊
指令模塊上放置了單片機(jī)常用的輸入元件,其中有8個(gè)獨(dú)立鍵盤(pán)接口,8路8位開(kāi)關(guān)量輸入,4*4矩形鍵盤(pán)接口,可以滿(mǎn)足學(xué)生從基礎(chǔ)到高級(jí),從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的實(shí)訓(xùn)要求。如果用戶(hù)需要更多的按鍵或需要更為復(fù)雜的設(shè)計(jì),則可以采用該模塊的PS2鍵盤(pán)鼠標(biāo)接口進(jìn)行擴(kuò)展。
(7)ADC/DAC模塊
ADC/DAC模塊上設(shè)計(jì)了兩種轉(zhuǎn)換芯片ADC0809和DAC0832。為了便于調(diào)試程序和硬件,板載了三個(gè)功能子模塊:0-5V模擬電壓輸出、8等級(jí)LED電平指示器和有源時(shí)鐘發(fā)生器。ADC0809實(shí)驗(yàn)時(shí)可以用有源時(shí)鐘發(fā)生器作為芯片的時(shí)鐘,可以用0-5V模擬電壓輸出作為模擬量,用8等級(jí)LED電平指示用作模擬量大小的指示;DAC0832實(shí)驗(yàn)時(shí),可以將芯片的輸出接在8等級(jí)LED電平指示器上,轉(zhuǎn)換結(jié)果是否正常一目了然。
(8)交直流電機(jī)控制模塊
該模塊可以完成兩種電機(jī)的控制實(shí)驗(yàn),分別是24V直流減速電機(jī)和220V交流減速電機(jī)。每種電機(jī)的轉(zhuǎn)盤(pán)下面放有光電開(kāi)關(guān)計(jì)數(shù)器,可以用單片機(jī)感知其位置和轉(zhuǎn)動(dòng)了多少圈。每個(gè)電機(jī)控制線(xiàn)路中設(shè)有超程保護(hù)輸入端口,在與水平移動(dòng)裝置組合實(shí)驗(yàn)時(shí)可以有效保護(hù)電機(jī)和機(jī)構(gòu)的安全。
(9)步進(jìn)電機(jī)控制模塊
該模塊設(shè)有一只24V兩相步進(jìn)電機(jī)和大功率步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。模塊改變了電機(jī)的軸轉(zhuǎn)式運(yùn)行方式,采用了一個(gè)水平移動(dòng)機(jī)構(gòu),該機(jī)構(gòu)可以把電機(jī)的軸轉(zhuǎn)改為水平直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),并用鋁直尺的刻度指示。該模塊還可以做閉環(huán)控制的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,因?yàn)樵谶\(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上裝有感知距離的閉環(huán)元件。同時(shí)設(shè)計(jì)了一個(gè)超程保護(hù)電路,當(dāng)機(jī)構(gòu)走到一個(gè)程序不可知狀態(tài)時(shí),可自動(dòng)關(guān)閉電機(jī)電源,避免機(jī)構(gòu)超程損壞。直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上帶了左右限位輸出端子,供單片機(jī)查詢(xún)狀態(tài)。
(10)傳感器配接模塊(4路傳感器接口)
傳感器配接模塊是專(zhuān)為傳感器的配接和電氣隔離而設(shè)計(jì)的一塊電路單元,該單元共有兩組16路光電隔離IO口,每個(gè)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(zhuǎn)換接口用于工業(yè)傳感器的連接。
(11)擴(kuò)展模塊
因?yàn)?2C55的控制方式仍有學(xué)習(xí)價(jià)值,目前在許多教材中仍有它的身影,擴(kuò)展模塊能滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)的需求;82C55的三個(gè)端口全部引出,可以用電子連線(xiàn)連接,也可以用排線(xiàn)連接。控制端與數(shù)據(jù)通信口安排在一起,整體布局美觀(guān)大方。另設(shè)有一片74LS245芯片,可以用來(lái)與82C55組合起來(lái)完成不同的實(shí)驗(yàn)功能。
(12)溫度傳感器模塊
該模塊配備有兩種芯片型溫度傳感器:數(shù)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(yùn)算放大器,放大的模擬量可以提高測(cè)量精度。每種傳感器都有透明外殼加固保護(hù),內(nèi)有大功率加熱電阻,加熱指示器等。工作狀態(tài)一清二楚??梢杂脕?lái)做恒溫控制,溫控器等實(shí)驗(yàn)。
(13)智能物料搬運(yùn)裝置
配置雙軸機(jī)器人作為裝配的執(zhí)行機(jī)構(gòu),具有X軸、Y軸兩個(gè)方向的執(zhí)行能力,可完成智能抓取物料放料等功能;配置有行程開(kāi)關(guān),光電傳感器,光纖傳感器等,可確保各執(zhí)行器的準(zhǔn)確定位;超出大行程時(shí),具有硬件自動(dòng)保護(hù)功能,確保系統(tǒng)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(kāi)放,可以能過(guò)不同的接線(xiàn)來(lái)完成各種不同的功能,為學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供了廣闊的發(fā)揮空間。
三、設(shè)備實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目
單片機(jī)控制功能實(shí)訓(xùn)考核裝置用于教學(xué),可按工作過(guò)程導(dǎo)向,工學(xué)結(jié)合的模式規(guī)劃教學(xué)活動(dòng),完成以下工作任務(wù)
單片機(jī)部分
1.跑馬燈實(shí)驗(yàn)
2.獨(dú)立按鍵輸入實(shí)驗(yàn)
3.矩陣鍵盤(pán)接口實(shí)訓(xùn)
4.光電耦隔離輸入輸出實(shí)驗(yàn)
5.金屬檢測(cè)實(shí)訓(xùn)
6.繼電器隔離控制實(shí)驗(yàn)
7.靜態(tài)數(shù)碼管顯示實(shí)驗(yàn)
8.動(dòng)態(tài)數(shù)碼管顯示實(shí)驗(yàn)
9.蜂鳴器演奏實(shí)驗(yàn)
10.8255芯片擴(kuò)展IO口實(shí)驗(yàn)
11.液晶顯示模塊控制實(shí)訓(xùn)
12.點(diǎn)陣LED屏漢字顯示實(shí)驗(yàn)
13.AD轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
14.DA轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
15.LM35溫度傳感器采集實(shí)驗(yàn)
16.IIC總線(xiàn)IC卡存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)
17.EEPROM芯片24系列存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)
18.外部中斷光電計(jì)數(shù)控制電機(jī)實(shí)訓(xùn)
19.定時(shí)器中斷控制電機(jī)實(shí)訓(xùn)
20.開(kāi)環(huán)步進(jìn)電機(jī)控制實(shí)訓(xùn)
21.閉環(huán)交直流電機(jī)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
22.閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
23.恒溫室控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
24.PS鍵盤(pán)通信實(shí)驗(yàn)
25.RS232通信實(shí)驗(yàn)
智能物料搬運(yùn)裝置部分
26.氣動(dòng)電磁閥的控制實(shí)驗(yàn)
27.氣爪動(dòng)作及物料檢測(cè)實(shí)驗(yàn)
28.電動(dòng)手臂控制實(shí)驗(yàn)
29.單球循環(huán)搬運(yùn)實(shí)訓(xùn)
30.雙球循環(huán)搬運(yùn)實(shí)訓(xùn)
31.智能判斷搬運(yùn)實(shí)訓(xùn)
四、設(shè)備技術(shù)指標(biāo)
1.輸入電源:?jiǎn)蜗?AC 220V±10%(50Hz)
2.輸出電源:DC±12V±5%/1A ;DC±5V±5%/1A;DC24V±5%/1.5A
3.溫度:-10~40℃;環(huán)境濕度:≤90%(25℃)
4.外形尺寸:約1225mm×690mm×820mm(L×W×H)
5.整機(jī)功耗:≤0.5kW
6.安全保護(hù)措施:具有接地保護(hù)、漏電保護(hù)功能,安全性符合相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。市電采用高絕緣的安全型插座及帶絕緣護(hù)套的高強(qiáng)度安全型實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線(xiàn)。