SBDP-08单片机开发综合实验平台
单片机实验设备是计算机、电子信息、通信、机械技术制造及其自动化、自动化、测控技术与仪器等专业的专业基础实验室。
单片机实验室是专业基础课公共教学实验室。单片机实验室以本科实验教学为中心,加强学生培养和科研基地建设,推进学科学位建设发展。现为计算机学院的计算机科学与技术、自动化、软件工程等专业；光电院校的电子信息科学与技术、应用物理学、电子信息工程、通信工程等专业；机电、机械设计制造及其自动化、测控技术与仪器等专业的实验教学与科研基地。
单片机技术是现代电子工程领域一门迅速发展的技术,应用于各种嵌入式系统中,单片机技术的发展和推广极大的推动了电子工业的发展。单片机技术是一门实践性很强的学科,单片机技术实验室发挥着很重要的作用,单片机实验主要培养学生理论联系实际,使学生拥有较强的实验操作能力、综合设计能力、项目开发能力、分析解决问题的能力。通过实验来增强学生学习单片机的热情,开拓学生的视野,达到提高单片机的教学和学习效果。
单片机开发综合实验平台基于Keil C单片机系列,注重单片机本身功能的应用,充分体现单片的特点,基础功能实验电路采用一体化设计方式,创新拓展型实验电路采用独立模块方式,需要时接入主板,既兼顾演示验证性实验、又考虑到综合设计和创新研究性实验的需要。主板上自带CPU编程下载接口,是一款灵活性极强的集编程下载调试与一体的新型单片机实验教学平台,适合各层次学生进行单片机原理和应用方面的实验和创新。
参考图片
一、主要技术特点
1、它将MCGS工业组态软件应用于单片机控制系统中,直观形象地展示实
际自动控制工业场景。
2、采用一个实验主机底板配多种核心模块的结构形式。 全部核心模块统一尺寸,统一接口,更新不同系列单片机或嵌入式进行实验教学时可以只换核心板,无需更换整套设备,以节约开支。该系统支持8位的KEIL-C51/STC系列单片机、16位的MSP430单片机以及基于Cortex-M3内核的32位群星系列ARM处理器,从而实现对各种CPU芯片的支持扩展,最终实现支持常见主流MCU达几十种之多。
3、功能模块完全独立
根据我们多年来的开发经验,和取听广大用户的建议,此款单片机开发综合实验箱采用
最新理念--各功能模块完全独立,互不干扰,减小初学者编程误区。板载丰富的实验硬件资源和接口,并对外全部开放I/O口,既可简单的使用短路帽进行默认的资源连接（方便初学者直接使用）,也可以取下短路帽后采用杜邦线连接单片机的任意I/O口线,轻松搭建自己的电路。
4、配合本公司精心编写的大量C语言实验例程,可使用户快速掌握单片机原理及其实用接口技术。同时可加强初学者对主板硬件电路的认识,尽快熟悉硬件电路。因为各功能模块均独立设计,可以直接配接各种单片机,无需再做第二次投资。
5、详细硬件配置里的全部硬件都集成在一个主板上,稳定可靠,方便操作,同时也方便实验室的管理。
二、主要技术指标
1、输入电源：单相三线～220V±10%50Hz
2、工作环境：温度-10℃～+40℃,相对湿度＜85%（25℃）海拔＜4000m
3、装机容量：＜0.5kVA
4、实验台尺寸：1500mm×700mm×1480mm
5、安全保护：具有漏电压、漏电流保护装置,安全符合国家标准。
三、实验电路详细硬件配置
3.1实验箱底板
3.1.1单色流水灯模块：8个高亮绿色LED灯 ,用于流水灯实验。
3.1.2双色流水灯模块：6个高亮直插LED灯,红黄绿三种颜色,用于交通灯实验。
3.1.3双色LED灯模块：红绿双色直插LED灯 ,用于简易逻辑笔设计。
3.1.4? 8位数码管模块：2个四位一体共阳极数码管,2个74HC595驱动芯片,用于时钟显示实验。
3.1.5? 1位数码管模块：1个8段数码管,共阳极,0.56英寸,用于数码管认识实验。
3.1.6红绿双色点阵模块：3个74HC595驱动芯片,一个红绿双色点阵显示屏,用于字符和中文的LED显示。
3.1.7? LCD1602液晶屏模块：标准LCD1602液晶屏接口,1个带背光的LCD1602液晶屏,用于字符液晶显示实验。
3.1.8? LCD12864液晶屏模块：标准LCD12864液晶屏接口,支持串行、并行液晶屏,用于图像和中文显示。
3.1.9? OLED显示模块：0.96寸OLED液晶屏,128*64显示,用于新型显示器OLED液晶屏的应用学习（这是一种新型显示器,目前使用广泛,理工科学生必须要掌握其原理和应用）。
3.1.10? TFT彩屏模块：彩屏接口支持8位、16位TFT,支持触摸屏控制,带背光开关。配套2.8寸彩屏,带触屏功能,262K色,8位数据端（这是一种新型显示器并带触摸功能,目前使用广泛,理工科学生必须要掌握其原理和应用）。
3.1.11? 8个独立按键：8个独立按键,带上拉电阻 。
3.1.12? 4X4矩阵键盘：4行4列矩阵键盘,共16个按键,带上拉电阻。
3.1.13五向摇杆：一个五向摇杆,具有上、下、左、右、中五个方向（这是一种新型操作零件,目前很多运动控制器上使用广泛,理工科学生必须要掌握其原理和应用）。
3.1.14蜂鸣器模块：无源蜂鸣器
3.1.15? DS1302时钟模块：DS1302芯片,模块带后背电池座。
3.2传感器模块（理工科学生凡是从事测量控制类产品的研发、技术服务等必须要掌握常用传感器的原理和使用方法,传感器的应用无处不在）
3.2.1两路DS18B20模块：两路DS18B20温度传感器接口。
3.2.2光敏传感器模块：集成LM393比较器,基准电压可调电阻、模拟量输出接口、数字量输出接口、模拟量指示LED灯,支持光敏二极管、光敏电阻等光电开关器件。
3.2.3火焰传感器模块：集成LM393比较器,基准电压可调电阻、模拟量输出接口、数字量输出接口、模拟量指示LED灯,支持火焰传感器。
3.2.4霍尔传感器模块：集成LM393比较器,基准电压可调电阻、模拟量输出接口、数字量输出接口、模拟量指示LED灯,支持霍尔传感器。
3.3电器控制模块
3.3.1? 1路直流电机接口：ULN2003驱动芯片。一路可调速、可调向双功能电机接口。
3.3.2? 1路步进电机接口：ULN2003驱动芯片。标准5线4相步进电机接口。
3.3.3? 2路继电器：ULN2003驱动芯片。两个5V继电器,两个3P接线端子。
3.4数据传输、存储模块
3.4.1? 2路串口：SP3232芯片,+3.0v-+5V工作电压,公头串口座一个,母头串口座一个,状态指示灯4个。
3.4.2? AT24C02存储模块：AT24C02芯片。
3.4.3模拟量输入模块：0V-5V输入可调,0R-10K电阻值可调。
3.4.4串转并模块：74HC164芯片。
3.4.5并转串模块：74HC165芯片。
3.4.6? SD卡模块：标准SD卡卡槽,SPI控制,4-bit传输模式。
3.4.7? MAX485模块：MAX485芯片,1组2P接线端子输出,1组插针输出。
3.4.8红外发射模块：红外发射二极管。
3.4.9红外接收模块：HX838红外一体化接收头。
3.4.10? PCF8591 AD/DA模块：PCF8591芯片,4路模拟量输入,1路模拟量输出,IIC通信这是一种新型的集A/D和D/A转换于一体的I2C总线模式的芯片,体积小。
3.4.11锁存器模块：74HC573锁存芯片,兼容标准CMOS。
3.4.12三八译码器：74LS138芯片,TTL电平。
3.4.13核心板扩展接口：接口插座20P两排,IO扩展插针20P两排。
3.5电源模块
3.5.1? 3.3V电源电路：LM1117-3V3稳压芯片。
3.5.2? 1.8V电源模块：LM1117-1V8稳压芯片。
3.5.3电源引出：GND/5V/3V3/1V8电源各一组,每组6路引出。
3.5.4自恢复保险丝：断开电流300ma。
3.5.5模块名称：USB接口,mini USB,A型母头,D+,D-。
3.6标配核心板
3.6.1配置MCU-KEIL C51单片机仿真器,双CPU设计（SST89E58和ATMEG8515),USB通信接口。全部系统总线包括数据总线、地址总线和控制总线全部排座引出,对用户完全开放。配置单片机核心板,自带新型单片机芯片STC12C5A60S2和在线下载器电路和接口,12M时钟,复位开关,数据通信指示灯,5V电源接口。
3.6.2配置MCU-STM32芯片系列仿真器Jlink和STM32核心板,核心板自带STM32F103VET6芯片,支持最大主频为72MHz的ARM Cortex-M3内核,256KByte FLASH,64KByte SRAM,LQFP-100封装。配套USB高速下载器。
3.6.3配置USB接口MCU-MSP430仿真器FET430UIF和核心板,核心板自带MSP430F149芯片和核心板下载器：采用EXP接口；配以8MHz主时钟、32.768KHz低速时钟,提供IIC接口、SPI接口、ADC、DAC接口,2个JTAG接口,电压基准电路,电源指示,程序运行指示等功能。
3.7虚拟示波器（单片机实验中常有D/A（数字量到模拟量的转换)转换实验,模拟量需要示波器来直观的测量观察,而单片机的其它实验不需要示波器,如果外配一个标准的示波器,最低价格也要1500元左右,示波器使用效率低,实验室的投入成本高,所以我们设计了虚拟示波器,它借用电脑显示屏显示测量波形形状,单片机实验室电脑是必须配的设备,做到一机两用。）
3.7.1、真正的高速双通道存储虚拟示波器,可切换为单通道提高采样率。
3.7.2、带有实时X-Y示波器：自动同步显示功能。
3.7.3、存储功能：存储/栽入/分析历史波型。
3.7.4、输入模拟电压信号幅值由软件调整,勿需硬件开关切换。
3.7.5、带有幅频/相频特性专用虚拟示波器。可以保存波型文件,图片文件,方便插入在教学课件中。
3.8软件
3.8.1、集成多种单片机兼容的通用KEIL软件环境,支持汇编和C语言的编程、编译、链接和源程序级调试和在线下载。
3.8.2、在线下载软件：STC_ISP_V479。
3.8.3、MGCS工业组态软件。
3.8.4、C语言编程单片机应用设计例程。
3.8.5、MGCS工业组态软件与单片机接口例程。
（MGCS工业组态软件是一种图形化的编程控制软件,能直观形象地显示工业控制场景,有效地增强学生学习兴趣；和单片机接口后就可以通过图像化编程软件进行单片机控制产品的开发）
3.8..6、支持与实验箱硬件配套的仿真实验环境,仿真所有实验例程。（在没有硬件的情况下,特别是现在疫情当下,学生可以在自己的电脑上进行模拟仿真实验）
四、可以实现的实验项目
4.1基础实验
1)跑马灯、流水灯实验
2)彩色流水灯、交通灯实验
3)红、绿两种颜色显示。
4)电子钟显示、数码管多位显示、74HC595驱动等实验。
5)1位数码管显示实验。
6)双色点阵屏显示实验,滚动、静态显示字符、汉字符号等。
7)LCD1602液晶屏显示实验,可以显示字符、数字等。
8)LCD12864液晶屏显示实验,可以显示汉字、字符、数字
9)OLED显示实验,可以显示4行汉字,可以显示图片。
10)TFT彩屏图像、文字显示。可以做人机交互界面。
11)按键控制、外部中断等实验。
12)矩阵键盘实验,可用作控制、教学实验等
13)游戏控制杆、实现独立按键等功能。
14)音乐播放、报警提示等。
15)电子表、万年历实验。
4.2传感器实验
1)温度测量。
2)光电开关实验。
3)火灾报警、火焰检测等实验。
4)测速、电磁检测等实验。
4.3电器控制实验
1)直流电机调速、调向的驱动实验。
2)步进电机调速、调向、调角度的驱动实验。
3)继电器控制实验。
4.4数据传输、存储模块功能。
1)串口通信,TTL转RS-232实验。
2)外部存储、IIC总线学习 。
3)串行转并行实验,可以扩展IO。
4)并行数据转串行的实验 。
5)SD卡的读写、文件系统的学习实验。
6)配合多组485模块,可以进行485通讯实验。
7)发射不同载波频率的红外信号实验。
8)红外接收解码实验。
9)AD/DA两种转换实验。
10)8位数据锁存实验,可以做CPU与外围模块的驱动、缓冲模块。
11)IO扩展,学习译码实验。
4.5工业组态软件MCGS编程实验
4.6工业组态软件MCGS在单片机控制中的应用实验
1）步进电机控制实验_总线控制
2）直流电机控制实验_总线控制
3）工业顺序控制实验_位控制
4）数据采集实验_总线控制
5）数字电压表实验
4.7工业组态软件和微控制器的接口编程实验
五、计算机电脑1台：CPU性能不低于I5,内存≥4G,配套显示器。（电脑自备）
六、多功能实验平台（一批次实验设备配置一套）
1、实训台配备有自主开发多功能测量仪器。仪器输入输出采用与实训台统一端子,方便信号测量与输出使用；能提供多路不同电压输出。
2、仪器提供双通道DDS模拟输出,最大2.5M正弦波；支持正弦、矩形、锯齿、脉冲、白噪声、DC和ARB任意波形；支持连续、扫频和突发模式。
3、仪器内置2通道200MSPS示波器,带宽10M,实时采样率12位。及最高5MHZ波特图仪,可自由设置激励信号。
4、带有频域分析功能,支持20MHZ频谱显示,内置16通道脉冲发生器。
5、16路数字IO,支持输入、输出切换；支持双32bit可调整的脉冲输出功能。
6、连续不间断的双模拟通道记录仪,提供长时间的异常检测能力。
7、系统内置16通道逻辑分析仪功能,最大200M实时采样率
8、协议解码器,支持模拟通道和数字通道解码；
9、8M、32M超大存储深度（示波器和逻辑分析仪共享RAM）
10、强大的SDK：跨平台的API和Qt例子支持(Windows(X86,X64,ARM64)、Linux(X64,ARM)已验证);Labview、Python例子支持；
SBOGJDX--A机电、电气实验室设备(可编程序控制器PLC)、SBOGJDX-A/B机电、电气实验室设备(可编程序控制器PLC) |
