SBDP-08單片機開發(fā)綜合實驗平臺
單片機實驗設備是計算機、電子信息、通信、機械技術制造及其自動化、自動化、測控技術與儀器等專業(yè)的專業(yè)基礎實驗室。
單片機實驗室是專業(yè)基礎課公共教學實驗室。單片機實驗室以本科實驗教學為中心，加強學生培養(yǎng)和科研基地建設，推進學科學位建設發(fā)展�，F為計算機學院的計算機科學與技術、自動化、軟件工程等專業(yè)；光電院校的電子信息科學與技術、應用物理學、電子信息工程、通信工程等專業(yè)；機電、機械設計制造及其自動化、測控技術與儀器等專業(yè)的實驗教學與科研基地。
單片機技術是現代電子工程領域一門迅速發(fā)展的技術，應用于各種嵌入式系統(tǒng)中，單片機技術的發(fā)展和推廣極大的推動了電子工業(yè)的發(fā)展。單片機技術是一門實踐性很強的學科，單片機技術實驗室發(fā)揮著很重要的作用，單片機實驗主要培養(yǎng)學生理論聯系實際，使學生擁有較強的實驗操作能力、綜合設計能力、項目開發(fā)能力、分析解決問題的能力。通過實驗來增強學生學習單片機的熱情，開拓學生的視野，達到提高單片機的教學和學習效果。
單片機開發(fā)綜合實驗平臺基于Keil C單片機系列，注重單片機本身功能的應用，充分體現單片的特點，基礎功能實驗電路采用一體化設計方式，創(chuàng)新拓展型實驗電路采用獨立模塊方式，需要時接入主板，既兼顧演示驗證性實驗、又考慮到綜合設計和創(chuàng)新研究性實驗的需要。主板上自帶CPU編程下載接口，是一款靈活性極強的集編程下載調試與一體的新型單片機實驗教學平臺，適合各層次學生進行單片機原理和應用方面的實驗和創(chuàng)新。
參考圖片
一、主要技術特點
1、它將MCGS工業(yè)組態(tài)軟件應用于單片機控制系統(tǒng)中，直觀形象地展示實
際自動控制工業(yè)場景。
2、采用一個實驗主機底板配多種核心模塊的結構形式。 全部核心模塊統(tǒng)一尺寸，統(tǒng)一接口，更新不同系列單片機或嵌入式進行實驗教學時可以只換核心板，無需更換整套設備，以節(jié)約開支。該系統(tǒng)支持8位的KEIL-C51/STC系列單片機、16位的MSP430單片機以及基于Cortex-M3內核的32位群星系列ARM處理器，從而實現對各種CPU芯片的支持擴展，最終實現支持常見主流MCU達幾十種之多。
3、功能模塊完全獨立
根據我們多年來的開發(fā)經驗，和取聽廣大用戶的建議，此款單片機開發(fā)綜合實驗箱采用
最新理念--各功能模塊完全獨立，互不干擾，減小初學者編程誤區(qū)。板載豐富的實驗硬件資源和接口，并對外全部開放I/O口，既可簡單的使用短路帽進行默認的資源連接（方便初學者直接使用），也可以取下短路帽后采用杜邦線連接單片機的任意I/O口線，輕松搭建自己的電路。
4、配合本公司精心編寫的大量C語言實驗例程，可使用戶快速掌握單片機原理及其實用接口技術。同時可加強初學者對主板硬件電路的認識，盡快熟悉硬件電路。因為各功能模塊均獨立設計，可以直接配接各種單片機，無需再做第二次投資。
5、詳細硬件配置里的全部硬件都集成在一個主板上，穩(wěn)定可靠，方便操作，同時也方便實驗室的管理。
二、主要技術指標
1、輸入電源：單相三線～220V±10% 50Hz
2、工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃，相對濕度＜85%（25℃）海拔＜4000m
3、裝機容量：＜0.5kVA
4、實驗臺尺寸：1500mm×700mm×1480mm
5、安全保護：具有漏電壓、漏電流保護裝置，安全符合國家標準。
三、實驗電路詳細硬件配置
3.1 實驗箱底板
3.1.1 單色流水燈模塊：8 個高亮綠色LED 燈 ，用于流水燈實驗。
3.1.2 雙色流水燈模塊：6 個高亮直插LED燈，紅黃綠三種顏色，用于交通燈實驗。
3.1.3 雙色LED燈模塊：紅綠雙色直插LED 燈 ，用于簡易邏輯筆設計。
3.1.4 8 位數碼管模塊：2 個四位一體共陽極數碼管，2個74HC595 驅動芯片，用于時鐘顯示實驗。
3.1.5 1位數碼管模塊：1 個 8 段數碼管，共陽極，0.56 英寸，用于數碼管認識實驗。
3.1.6 紅綠雙色點陣模塊：3 個74HC595 驅動芯片，一個紅綠雙色點陣顯示屏，用于字符和中文的LED顯示。
3.1.7 LCD1602 液晶屏模塊：標準 LCD1602 液晶屏接口，1 個帶背光的 LCD1602 液晶屏，用于字符液晶顯示實驗。
3.1.8 LCD12864 液晶屏模塊：標準LCD12864 液晶屏接口，支持串行、并行液晶屏，用于圖像和中文顯示。
3.1.9 OLED顯示模塊：0.96寸OLED 液晶屏，128*64 顯示,用于新型顯示器 OLED 液晶屏的應用學習（這是一種新型顯示器，目前使用廣泛，理工科學生必須要掌握其原理和應用）。
3.1.10 TFT 彩屏模塊：彩屏接口支持8 位、16 位TFT ，支持觸摸屏控制，帶背光開關。配套 2.8 寸彩屏，帶觸屏功能，262K 色，8 位數據端（這是一種新型顯示器并帶觸摸功能，目前使用廣泛，理工科學生必須要掌握其原理和應用）。
3.1.11 8 個獨立按鍵：8 個獨立按鍵，帶上拉電阻 。
3.1.12 4X4 矩陣鍵盤：4 行4 列矩陣鍵盤，共16 個按鍵，帶上拉電阻。
3.1.13 五向搖桿：一個五向搖桿，具有上、下、左、右、中五個方向（這是一種新型操作零件，目前很多運動控制器上使用廣泛，理工科學生必須要掌握其原理和應用）。
3.1.14 蜂鳴器模塊：無源蜂鳴器
3.1.15 DS1302 時鐘模塊：DS1302 芯片，模塊帶后背電池座。
3.2 傳感器模塊（理工科學生凡是從事測量控制類產品的研發(fā)、技術服務等必須要掌握常用傳感器的原理和使用方法，傳感器的應用無處不在）
3.2.1 兩路DS18B20 模塊：兩路 DS18B20 溫度傳感器接口。
3.2.2 光敏傳感器模塊：集成 LM393 比較器，基準電壓可調電阻、模擬量輸出接口、數字量輸出接口、模擬量指示LED燈，支持光敏二極管、光敏電阻等光電開關器件。
3.2.3 火焰?zhèn)鞲衅髂K：集成 LM393 比較器，基準電壓可調電阻、模擬量輸出接口、數字量輸出接口、模擬量指示LED 燈，支持火焰?zhèn)鞲衅鳌?span lang="EN-US">
3.2.4 霍爾傳感器模塊：集成 LM393 比較器，基準電壓可調電阻、模擬量輸出接口、數字量輸出接口、模擬量指示LED 燈，支持霍爾傳感器。
3.3 電器控制模塊
3.3.1 1路直流電機接口：ULN2003 驅動芯片。一路可調速、可調向雙功能電機接口。
3.3.2 1路步進電機接口：ULN2003驅動芯片。標準5線4相步進電機接口。
3.3.3 2路繼電器：ULN2003 驅動芯片。兩個5V 繼電器，兩個3P 接線端子。
3.4 數據傳輸、存儲模塊
3.4.1 2路串口：SP3232 芯片，+3.0v-+5V 工作電壓，公頭串口座一個，母頭串口座一個，狀態(tài)指示燈4 個。
3.4.2 AT24C02 存儲模塊：AT24C02 芯片。
3.4.3 模擬量輸入模塊：0V-5V 輸入可調，0R-10K 電阻值可調。
3.4.4 串轉并模塊：74HC164 芯片。
3.4.5 并轉串模塊：74HC165 芯片。
3.4.6 SD 卡模塊：標準SD卡卡槽，SPI 控制，4-bit 傳輸模式。
3.4.7 MAX485 模塊：MAX485 芯片，1 組 2P 接線端子輸出，1 組插針輸出。
3.4.8 紅外發(fā)射模塊：紅外發(fā)射二極管。
3.4.9 紅外接收模塊：HX838 紅外一體化接收頭。
3.4.10 PCF8591 AD/DA 模塊：PCF8591 芯片，4路模擬量輸入，1 路模擬量輸出，IIC通信這是一種新型的集A/D和D/A轉換于一體的I2C總線模式的芯片，體積小。
3.4.11 鎖存器模塊：74HC573 鎖存芯片，兼容標準CMOS 。
3.4.12 三八譯碼器：74LS138 芯片，TTL 電平。
3.4.13 核心板擴展接口：接口插座20P 兩排，IO 擴展插針20P 兩排。
3.5 電源模塊
3.5.1 3.3V 電源電路：LM1117-3V3 穩(wěn)壓芯片。
3.5.2 1.8V電源模塊：LM1117-1V8 穩(wěn)壓芯片。
3.5.3 電源引出：GND/5V/3V3/1V8 電源各一組，每組6 路引出。
3.5.4 自恢復保險絲：斷開電流300ma 。
3.5.5 模塊名稱：USB 接口，mini USB,A 型母頭，D+ ，D- 。
3.6 標配核心板
3.6.1 配置MCU-KEIL C51單片機仿真器，雙CPU設計（SST89E58和ATMEG8515),USB通信接口。全部系統(tǒng)總線包括數據總線、地址總線和控制總線全部排座引出，對用戶完全開放。配置單片機核心板，自帶新型單片機芯片STC12C5A60S2和在線下載器電路和接口，12M時鐘，復位開關，數據通信指示燈，5V電源接口。
3.6.2 配置MCU-STM32芯片系列仿真器Jlink和STM32核心板，核心板自帶STM32F103VET6芯片，支持最大主頻為72MHz的ARM Cortex-M3內核，256KByte FLASH，64KByte SRAM，LQFP-100封裝。配套USB高速下載器。
3.6.3配置USB接口MCU-MSP430仿真器FET430UIF和核心板，核心板自帶MSP430F149芯片和核心板下載器：采用EXP接口；配以8MHz主時鐘、32.768KHz低速時鐘，提供IIC接口、SPI接口、ADC、DAC接口，2個JTAG接口，電壓基準電路，電源指示，程序運行指示等功能。
3.7 虛擬示波器（單片機實驗中常有D/A（數字量到模擬量的轉換)轉換實驗，模擬量需要示波器來直觀的測量觀察，而單片機的其它實驗不需要示波器，如果外配一個標準的示波器，最低價格也要1500元左右，示波器使用效率低，實驗室的投入成本高，所以我們設計了虛擬示波器，它借用電腦顯示屏顯示測量波形形狀，單片機實驗室電腦是必須配的設備，做到一機兩用。）
3.7.1、真正的高速雙通道存儲虛擬示波器，可切換為單通道提高采樣率。
3.7.2、帶有實時 X-Y 示波器：自動同步顯示功能。
3.7.3、存儲功能：存儲/栽入/分析歷史波型。
3.7.4、輸入模擬電壓信號幅值由軟件調整，勿需硬件開關切換。
3.7.5、帶有幅頻/相頻特性專用虛擬示波器�？梢员４娌ㄐ臀募�，圖片文件，方便插入在教學課件中。
3.8 軟件
3.8.1、集成多種單片機兼容的通用 KEIL 軟件環(huán)境，支持匯編和 C 語言的編程、編譯、鏈接和源程序級調試和在線下載。
3.8.2、在線下載軟件：STC_ISP_V479。
3.8.3、MGCS 工業(yè)組態(tài)軟件。
3.8.4、C 語言編程單片機應用設計例程。
3.8.5、MGCS 工業(yè)組態(tài)軟件與單片機接口例程。
（MGCS 工業(yè)組態(tài)軟件是一種圖形化的編程控制軟件，能直觀形象地顯示工業(yè)控制場景，有效地增強學生學習興趣；和單片機接口后就可以通過圖像化編程軟件進行單片機控制產品的開發(fā)）
3.8..6、支持與實驗箱硬件配套的仿真實驗環(huán)境，仿真所有實驗例程。（在沒有硬件的情況下，特別是現在疫情當下，學生可以在自己的電腦上進行模擬仿真實驗）
四、可以實現的實驗項目
4.1基礎實驗
1)跑馬燈、流水燈實驗
2)彩色流水燈、交通燈實驗
3)紅、綠兩種顏色顯示。
4)電子鐘顯示、數碼管多位顯示、74HC595 驅動等實驗。
5)1 位數碼管顯示實驗。
6)雙色點陣屏顯示實驗，滾動、靜態(tài)顯示字符、漢字符號等。
7)LCD1602 液晶屏顯示實驗，可以顯示字符、數字等。
8)LCD12864 液晶屏顯示實驗，可以顯示漢字、字符、數字
9)OLED 顯示實驗，可以顯示 4 行漢字，可以顯示圖片。
10)TFT 彩屏圖像、文字顯示�？梢宰鋈藱C交互界面。
11)按鍵控制、外部中斷等實驗。
12)矩陣鍵盤實驗，可用作控制、教學實驗等
13)游戲控制桿、實現獨立按鍵等功能。
14)音樂播放、報警提示等。
15)電子表、萬年歷實驗。
4.2 傳感器實驗
1)溫度測量。
2)光電開關實驗。
3)火災報警、火焰檢測等實驗。
4)測速、電磁檢測等實驗。
4.3電器控制實驗
1)直流電機調速、調向的驅動實驗。
2)步進電機調速、調向、調角度的驅動實驗。
3)繼電器控制實驗。
4.4 數據傳輸、存儲模塊功能。
1)串口通信，TTL 轉 RS-232 實驗。
2)外部存儲、IIC 總線學習 。
3)串行轉并行實驗，可以擴展IO。
4)并行數據轉串行的實驗 。
5)SD 卡的讀寫、文件系統(tǒng)的學習實驗。
6)配合多組 485 模塊，可以進行485通訊實驗。
7)發(fā)射不同載波頻率的紅外信號實驗。
8)紅外接收解碼實驗。
9)AD/DA 兩種轉換實驗。
10)8 位數據鎖存實驗，可以做 CPU 與外圍模塊的驅動、緩沖模塊。
11)IO 擴展，學習譯碼實驗。
4.5 工業(yè)組態(tài)軟件MCGS編程實驗
4.6 工業(yè)組態(tài)軟件MCGS在單片機控制中的應用實驗
1）步進電機控制實驗_總線控制
2）直流電機控制實驗_總線控制
3）工業(yè)順序控制實驗_位控制
4）數據采集實驗_總線控制
5）數字電壓表實驗
4.7工業(yè)組態(tài)軟件和微控制器的接口編程實驗
五、計算機電腦1臺：CPU性能不低于I5,內存≥4G，配套顯示器。（電腦自備）
六、多功能實驗平臺（一批次實驗設備配置一套）
1、實訓臺配備有自主開發(fā)多功能測量儀器。儀器輸入輸出采用與實訓臺統(tǒng)一端子，方便信號測量與輸出使用；能提供多路不同電壓輸出。
2、儀器提供雙通道DDS模擬輸出，最大2.5M正弦波；支持正弦、矩形、鋸齒、脈沖、白噪聲、DC和ARB任意波形；支持連續(xù)、掃頻和突發(fā)模式。
3、儀器內置2通道200MSPS示波器，帶寬10M, 實時采樣率12位。及最高5MHZ波特圖儀，可自由設置激勵信號。
4、帶有頻域分析功能，支持20MHZ頻譜顯示，內置16通道脈沖發(fā)生器。
5、16路數字IO，支持輸入、輸出切換；支持雙32bit可調整的脈沖輸出功能。
6、連續(xù)不間斷的雙模擬通道記錄儀，提供長時間的異常檢測能力。
7、系統(tǒng)內置16通道邏輯分析儀功能，最大200M實時采樣率
8、協議解碼器，支持模擬通道和數字通道解碼；
9、8M、32M超大存儲深度（示波器和邏輯分析儀共享RAM）
10、強大的SDK：跨平臺的API和Qt例子支持(Windows(X86,X64,ARM64)、Linux(X64,ARM)已驗證);Labview、Python例子支持；
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SBOGJDX--A機電、電氣實驗室設備(可編程序控制器PLC)、SBOGJDX-A/B機電、電氣實驗室設備(可編程序控制器PLC) |
