FC-163B單片機(jī)技術(shù)實(shí)驗(yàn)裝置

一、產(chǎn)品概述

本實(shí)訓(xùn)裝置是根據(jù)教育部“振興21世紀(jì)職業(yè)教育課程改革和教材建設(shè)規(guī)劃”要求按照職業(yè)教育的教學(xué)和實(shí)訓(xùn)要求而研發(fā)的產(chǎn)品。適合高職院校、職業(yè)學(xué)校的《單片機(jī)原理與應(yīng)用》，《單片機(jī)應(yīng)用與實(shí)訓(xùn)》等課程的教學(xué)實(shí)訓(xùn)。通過(guò)本裝置可完成單片機(jī)的定時(shí)器、I/O輸入輸出、接口擴(kuò)展、鍵盤(pán)控制、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)通信等實(shí)訓(xùn)，配備有仿真器、下載器。實(shí)訓(xùn)內(nèi)容包括單片機(jī)基礎(chǔ)應(yīng)用能力訓(xùn)練、綜合應(yīng)用能力訓(xùn)練。

二、裝置特點(diǎn)
1）設(shè)備采用符合人體工學(xué)的平斜面設(shè)計(jì)，所有模塊平斜放于桌面固定槽內(nèi)，實(shí)驗(yàn)視線(xiàn)同讀書(shū)一樣，自然往下，利于思考。同時(shí)解決傳統(tǒng)立式結(jié)構(gòu)的視線(xiàn)遮擋，無(wú)法看見(jiàn)教師教學(xué)的問(wèn)題。工藝上采用優(yōu)質(zhì)鋁材，16mm以上黑色木板，家具級(jí)封邊工藝，優(yōu)質(zhì)鉸鏈，鋁合金把手，帶4個(gè)可鎖式腳輪便于移動(dòng)。
2）自帶電腦推車(chē)采用鋁合金結(jié)構(gòu)，16mm以上黑色木板，家具級(jí)封邊工藝，帶4個(gè)腳輪，帶電腦位，伸縮鍵盤(pán)托板。
三、基本參數(shù)：
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.整機(jī)功耗：≤0.5kW；
5.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)；
6.單片機(jī)控制技術(shù)實(shí)訓(xùn)仿真軟件
實(shí)現(xiàn)對(duì)單片機(jī)的硬件模擬、指令模擬、運(yùn)行狀態(tài)模擬,從而完成應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)軟件仿真器可充分利用計(jì)算機(jī)的軟硬件資源,降低軟件開(kāi)發(fā)難度,提高開(kāi)發(fā)效率；
四、實(shí)訓(xùn)平臺(tái)具體模塊配置如下表；

五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：
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)
六、設(shè)備功能：
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)論從最基本的顯示元件LED發(fā)光二極管，還是到最高級(jí)的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?？刂贫伺c數(shù)據(jù)通信口安排在一起，整體布局美觀大方。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)。