单片机应用技术综合实训平台

工业互联网控制器基础单片机应用实验装置 JG-J239 型 单片机应用技术综合实训平台

一、产品特点
1. 单片机应用综合实训平台根据国家职业标准中相关内容，将单片机应用技术、应用电子及无线电技术等课程通过工作任务训练有机结合在一起，实现将典型工作任务量化为多个子任务，提供丰富的实训单元模块，包括单片机（ MCS51 、 STM32 ）、显示、传感器、执行对象、按键开关、信号采样处理、无线通信等模块，适合各类高等职业院校的《单片机技术》、《电子技术应用》、《数字电子技术》、《模拟电子技术》等课程的实训教学。
2. 单片机应用综合实训平台实训单元模块采用独立的模块化、半开放式设计，各个模块中输入、输出及控制口的大部分管脚均采用防转柱及插座引出。可根据教学内容需要，任意选择实训模块进行组合设计，通过连线及编写控制程序来完成，具有较强的创新性。
3. 单片机应用综合实训平台实训单元模块由透明元件盒及 PCB 板构成，元件盒体由透明有机工程塑料注塑而成，面板采用 PCB 板制作而成。导线插孔采用防转座引出，导线装有弹性插头可在模块上面插接，以保证可靠连接进行各种实训，模块间采用排线或连接导线进行连接。

二、技术性能
1. 输入电源：单相三线～ 220V±10% 50Hz
2. 装置容量：＜ 1.5kVA
3. 外形尺寸：实训平台 1600mm×700mm×1530mm
电脑桌 560mm×600mm×1020mm
4. 安全保护：具有漏电保护功能，安全性符合相关国家标准
三、基本配置及功能
单片机应用综合实训平台主要由实训台、电源挂件、直流电源 / 直流电压表挂件、仿真器挂件、直流调速闭环系统挂件、温度调节闭环系统挂件、步进电机控制系统挂件、数控电源研究系统挂件、实训挂板、实训模块、电脑桌、活动柜及配件等组成。
1 、实训台：
（ 1 ）桌子台面板： E1 级三聚氰胺复面合成板，加防静电胶皮，台面厚度约 25mm 。
（ 2 ）采用四个工业铝型材立柱为支撑，立柱端部可安装调节脚，方便高度调节，主体结构通过左、右各 2 个 C 字形铝压成型构件联接，台面高度：约 800mm ，桌面板下设支撑框架，截面尺寸约为 30x30mm ，承受力约 300Kg 。
（ 3 ）立柱采用工业铝型材成型工艺，表面氧化处理，截面尺寸：约 70x70mm ，比重不小于 3.0kg/m ，四面带槽，槽宽约 8.2mm ，端部配套塑料堵头，槽内适用工业铝型材通配螺母及配件。
（ 4 ） C 字形铝压成型构件为左、右对称件，外形不小于 160x166x70mm ，单件比重不小于 0.37kg ，采用压铸成型工艺，经机加工、抛丸、喷砂，表面蓝色静电喷涂工艺。
（ 5 ）实验台架采用独立框架式结构设计，框架由上中下左右五根工业型材分割为上下两个区域，所有型材表面光滑，无凹槽，用于放置交直流电源、测量仪器仪表和实验模块等。实验台两侧提供单相多功能插座和三相四线交流电源插座，为外配仪器设备提供工作电源。
2 、活动储物柜
采用圆弧卷边冷冲压钣金一体成型，封闭式结构，表面静电喷涂，外形尺寸：约宽 450x 深 550x 高 705 （ mm ），总重量≥ 31kg ；柜体四边圆弧设计： R=30mm ，柜体边框总厚度≤ 2.5mm ；配有承重型卡扣式三节轨，导轨承重量≥ 30kg ，抽屉把手采用卡套式钣金卷边工艺，把手尺寸≥ 440x45x18mm ，抽屉采用联体锁设计，底部配有 4 个 1.5 寸万向带刹车脚轮。
3 、电源挂件：
提供单相漏电保护器、智能电源管理系统、电源指示、电源保护及 AC220V 电源输出接口。
4 、直流电源、直流电压表挂件：
提供五路固定直流电源输出： ±12V 、 ±5V 、 +24V ；提供一路 0 ～ 5V 直流可调电源；提供一只直流电压表，量程 0 ～ 20V ，分为 200mV 、 2V 、 20V 三档、精度 0.5 级。
5 、仿真器挂件：
提供 51 仿真器一只， USB 通讯接口 2 个，有延长线；串口通讯接口 1 个，有延长线。
5 、直流调速闭环系统挂件：
提供 24V 直流单机一只，自带霍尔编码器 A 、 B 正交相位 90 度信号输出，转速 0 ～ 1000rpm/min ， 0-5V PWM 调节模块一块，转速表可显示当前电机的转速。面板印有闭环系统原理图，整个系统为工业闭环系统，集 PID 运算调节和高速计数器运算调节。
6 、温度调节闭环系统挂件：
由温度表、加热卤素灯、 0-5V PWM 调节模块、 DS18B20 传感器、 PT100 传感器、温度变送器和散热风扇组成。温度变送输出有两种方式，一个是 DS18B20 输出的数字信号可以直接和单片机接口；一个是 PT100 经变送器输出的电压信号；加热区由透明有机玻璃设计，便于观察实训过程中的变化。面板印有闭环系统原理图，整个系统为工业闭环系统。
7 、步进电机控制系统挂件：
提供 DC6-40V 供电的 42 步进驱动器 1 只，采用 DSP 技术，电流范围 0.3A-2.2A ，具有半流、过压和过流等短路保护， 1600-6400 细分可调，可驱动 4 、 6 、 8 线两相步进电机，脉冲响应频率最高可达 75KHZ ；提供 2 相步进电机 42J06 一只，步距精度 5±% ，耐压 500VAC ，径轴向跳动 0.08 以下，步距角 1.8° ，额定电流 1A ， 8 根引线。面板印有步进驱动器详细参数图表。
8 、数控电源研究系统挂件：
输入电压 +24V ， +5V ，系统通过 STM32 主机模块、电压、电流采样模块、 PWM 驱动电路完成直流稳压电源的控制研究；面板印有控制系统原理图。
9 、实训挂板：
挂在实训台上层，用于放置实训模块搭建实训电路，满足实训教学需求。
10 、实训模块：
实训模块由透明元件盒及 PCB 板构成，元件盒体由透明有机工程塑料注塑而成，面板采用 PCB 板制作。导线插孔采用防转座引出，导线装有弹性插头可在模块上面插接，以保证可靠连接进行各种实训；模块间采用排线或连接导线进行连接，可根据实训教学内容需要，组合成各种实际产品。

实训模块 具体配置及功能如下：

11 、电脑桌：
采用铝型材和钣金结构，台面为防火、防水、耐磨高密度板；立柱及横梁为 30×30 工业铝合金型材，键盘位为抽屉式结构并用 300mm 导轨固定；底部装有带刹车万向轮。尺寸约为 560mm×600mm×1020mm 。
12 、活动柜：
采用铁质双层亚光密纹喷塑结构，优质钢材做骨架，经过机械加工成型，外表面喷涂彩色环氧聚塑，材料厚度不小于 1.2mm 。
13 、配件：
提供与实训设备配套的实训指导书和实训导线。
14 、创新实训教学资源包
（ 1 ）智能调节系统：采用控制系统、脉宽调制技术及微处理器实现智能控制。提供配套电子版图（原理图、 PCB 图）、源程序、仿真文件、制作介绍、器件介绍、操作说明、开发资料及配置清单等，提供套件焊接与调试微课程，包括系统原理图讲解视频、系统调试视频、最小系统讲解视频、最小系统仿真视频等。投标时提供技术手册，包含系统创新方向、课题内容、主要功能及操作说明、元件清单、原理图、 PCB 版图、单片机最小系统的相关知识、原理等内容。
（ 2 ）智能防碰撞系统：利用超声波模块测量，数码管显示实现防碰撞系统。提供配套电子版图（原理图、 PCB 图）、源程序、仿真文件、制作介绍、操作说明、开发资料及配置清单等，提供套件焊接与调试微课程，包括系统原理图讲解视频、系统调试视频、最小系统讲解视频、系统仿真视频等。投标时提供技术手册，包含系统创新方向、课题内容、主要功能及操作说明、元件清单、原理图、 PCB 版图、单片机最小系统的相关知识、原理。
（ 3 ）里程表的设计：设计内容包含单片机最小系统，模拟电机， LCD1602 显示电路，转速测量电路，速度调节电路，提供配套电子版图（原理图、 PCB 图）、源程序、仿真文件、制作介绍、操作说明、开发资料及配置清单等，功能参数：按键“ S2 、 S5” 功能键，“ S2” 设置时间功能键，“ S5” 设置轮子半径和安全时速功能键，“ S3” 是加一键，“ S4” 是减一键。“ S3 、 S4” 同时按下清总里程。按下“ Sd” 自锁按钮，打开电机电源，调节“ R12” 电位器可以调电机转速，顺时针电机转速减小，逆时针电机转速变大，时速超过安全速度，蜂鸣器报警。投标时提供原理图，设计代码。
（ 4 ）电子密码锁设计：设计内容包含单片机最小系统，字符型 LCD 显示屏，矩阵键盘，蜂鸣器，存储器，电子锁驱动单元。提供配套电子版图（原理图、 PCB 图）、源程序、仿真文件、制作介绍、操作说明、开发资料及配置清单等，功能要求：首次使用时输入： 131420 ，对密码进行初始化，当显示：“ initpassword” ，证明密码初始化完成，此时的密码为： 000000 。按键输入 6 位密码，输入密码若密码正确，则锁打开，显示“ open” ，“电子锁模拟”的指示灯点亮表示电子锁打开状态，按下 * 键或复位键，可以关锁并退出。若密码输入错误次数超过 3 次，蜂鸣器报警并且锁定键盘。修改密码：在开锁状态下，再次输入正确的密码并按下 # 键，此时听到两声提示，输入新的六位密码并按 D 键，再重复输入一次新密码并按 D ，会听到两声提示音，表示重设密码成功，内部保存新密码并存储。如两次输入的新密码不一样，则重设密码失败。投标时提供原理图，设计代码。
（ 5 ）蓝牙心率、计步（手环）设计：设计内容包含 STM32 单片机最小系统，蓝牙模块，心率传感器，数字温度传感器，加速度 / 角度传感器， OLED 显示屏，手机测试 APP 软件，提供配套电子版图（原理图、 PCB 图）、源程序、仿真文件、制作介绍、操作说明、开发资料及配置清单等，功能要求：心率测量：把手指放在心型的测试口上，等待一段时间 OLED 显示屏上显示“心率： xxxr/min” ，如果超出上限或手指没有放在测试口上方显示“心率： - - -r/min” ；体温测量：用手指握住“ P7” 温度传感器， OLED 显示“体温： xx.x” 单位℃；计步测量：轻轻移动板子，屏幕上会显示“步数： xxx” 步；通过手机蓝牙绑定板子上的蓝牙模块，可以通过蓝牙模块上传测量的数据到手机显示。投标时提供原理图，设计代码。
（ 6 ）交流充电桩系统由单片机控制、 IC 卡读写、人机交互、电能检测和功率输出几部分组成。可以对 IC 进行读取和写入操作，具有串行通信方式；人机交互有 LED 液晶显示、键盘输入以及蜂鸣器响应，功率输出要求采用继电器控制，各电路板方便拆卸，要求必须单独提供对应的控制程序，投标时提供配套电子版图（原理图、 PCB 图）、源程序、制作介绍、器件介绍、操作说明、开发资料及配置清单等。
（ 7 ）发电跟踪器系统由光敏检测电路、串口 A/D 转换电路、主机电路、液晶显示与键盘电路、全桥 PWM 驱动电路以及模拟太阳能板等几部分组成，通过光敏检测电路的感应可实现对光源的自动跟踪。串口 A/D 转换电路：此模块主要由模拟信号输入电路、外围电路、数字信号输出电路组成。通过按键切换模拟东南西方位光源，实现太阳能板自动跟踪。投标时提供配套电子版图（原理图、 PCB 图）、源程序、制作介绍、操作说明、开发资料及配置清单等

四、实训项目
单片机基础实训项目
（ 1 ） 跑马灯
（ 2 ） 计数器
（ 3 ） 定时器
（ 4 ） 外部中断
（ 5 ） 音频驱动
（ 6 ） 蜂鸣器驱动
（ 7 ） 查询式键盘
（ 8 ） 矩阵键盘显示
（ 9 ） 电子音乐演奏
（ 10 ） 128×64 液晶显示
（ 11 ） 动态扫描数码管显示
（ 12 ） 静态扫描数码管显示
（ 13 ） ADC0809 应用
（ 14 ） DAC0832 应用
（ 15 ） TLC2543 串行 AD 转换实验
（ 16 ） TLC5618 串行 DA 转换实验
（ 17 ） 74LS164 串转并实验
（ 18 ） 74LS165 并转串实验
（ 19 ） AK040 语音测试
（ 20 ） DS18B20 温度测量电路
（ 21 ） RS232 串行 51 通信
（ 22 ） RS232 串行 STM32 通信
（ 23 ） STM32 触摸屏显示
（ 24 ） STM32 ADC 的使用
（ 25 ） STM32 内部温度传感器温度测量显示
（ 26 ） STM32 外部 Flash
（ 27 ） RS485 通信
单片机综合实训项目
（ 1 ） 出租车计价器
（ 2 ） 超声波倒车雷达
（ 3 ） 电子语音万年历
（ 4 ） 电子称
（ 5 ） 交通灯控制系统
（ 6 ） 温度调节闭环控制系统
（ 7 ） 直流步进控制系统
（ 8 ） 直流调速闭环控制系统
（ 9 ） 数据采集系统
（ 10 ） 环境监测系统
（ 11 ） DDS 信号发生器
（ 12 ） MP3 音乐播放器
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