SBDPJ-239A單片機綜合應用實訓裝置
一、產(chǎn)品特點
1.單片機綜合應用實訓裝置根據(jù)國家職業(yè)標準中相關內(nèi)容，將單片機應用技術、應用電子及無線電技術等課程通過工作任務訓練有機結合在一起，實現(xiàn)將典型工作任務量化為多個子任務，提供豐富的實訓單元模塊，包括單片機（MCS51、STM32）、顯示、傳感器、執(zhí)行對象、按鍵開關、信號采樣處理、無線通信等模塊，適合各類高等職業(yè)院校的《單片機技術》、《電子技術應用》、《數(shù)字電子技術》、《模擬電子技術》等課程的實訓教學。
2.實訓單元模塊采用獨立的模塊化、半開放式設計，各個模塊中輸入、輸出及控制口的大部分管腳均采用防轉柱及插座引出。可根據(jù)教學內(nèi)容需要，任意選擇實訓模塊進行組合設計，通過連線及編寫控制程序來完成，具有較強的創(chuàng)新性。
3.實訓單元模塊由透明元件盒及PCB板構成，元件盒體由透明有機工程塑料注塑而成，面板采用PCB板制作而成。導線插孔采用防轉座引出，導線裝有彈性插頭可在模塊上面插接，以保證可靠連接進行各種實訓，模塊間采用排線或連接導線進行連接。
（圖片僅供參考、以實際配置為準）
二、技術性能
1.輸入電源：單相三線～220V±10% 50Hz
2.裝置容量：＜1.5kVA
3.外形尺寸：實訓平臺1600mm×700mm×1530mm
電腦桌560mm×600mm×1020mm
4.安全保護：具有漏電保護功能，安全性符合相關國家標準
三、基本配置及功能
單片機綜合應用實訓平臺主要由實訓臺、電源掛件、直流電源/直流電壓表掛件、仿真器掛件、直流調(diào)速閉環(huán)系統(tǒng)掛件、溫度調(diào)節(jié)閉環(huán)系統(tǒng)掛件、步進電機控制系統(tǒng)掛件、數(shù)控電源研究系統(tǒng)掛件、實訓掛板、實訓模塊、電腦桌、活動柜及配件等組成。
1、實訓臺：
（1）桌子臺面板：E1級三聚氰胺復面合成板，加防靜電膠皮，臺面厚度約25mm。
（2）采用四個工業(yè)鋁型材立柱為支撐，立柱端部可安裝調(diào)節(jié)腳，方便高度調(diào)節(jié)，主體結構通過左、右各2個C字形鋁壓成型構件聯(lián)接，臺面高度：約800mm，桌面板下設支撐框架，截面尺寸約為30x30mm，承受力約300Kg。
（3）立柱采用工業(yè)鋁型材成型工藝，表面氧化處理，截面尺寸：約70x70mm，比重不小于3.0kg/m，四面帶槽，槽寬約8.2mm，端部配套塑料堵頭，槽內(nèi)適用工業(yè)鋁型材通配螺母及配件。
（4）C字形鋁壓成型構件為左、右對稱件，外形不小于160x166x70mm，單件比重不小于0.37kg，采用壓鑄成型工藝，經(jīng)機加工、拋丸、噴砂，表面藍色靜電噴涂工藝。
（5）實驗臺架采用獨立框架式結構設計，框架由上中下左右五根工業(yè)型材分割為上下兩個區(qū)域，所有型材表面光滑，無凹槽，用于放置交直流電源、測量儀器儀表和實驗模塊等。實驗臺兩側提供單相多功能插座和三相四線交流電源插座，為外配儀器設備提供工作電源。
2、活動儲物柜
采用圓弧卷邊冷沖壓鈑金一體成型，封閉式結構，表面靜電噴涂，外形尺寸：約寬450x深550x高705（mm），總重量≥31kg；柜體四邊圓弧設計：R=30mm，柜體邊框總厚度≤2.5mm；配有承重型卡扣式三節(jié)軌，導軌承重量≥30kg，抽屜把手采用卡套式鈑金卷邊工藝，把手尺寸≥440x45x18mm，抽屜采用聯(lián)體鎖設計，底部配有4個1.5寸萬向帶剎車腳輪。
3、電源掛件：
提供單相漏電保護器、智能電源管理系統(tǒng)、電源指示、電源保護及AC220V電源輸出接口。
4、直流電源、直流電壓表掛件：
提供五路固定直流電源輸出：±12V、±5V、+24V；提供一路0～5V直流可調(diào)電源；提供一只直流電壓表，量程0～20V，分為200mV、2V、20V三檔、精度0.5級。
5、仿真器掛件：
提供51仿真器一只，USB通訊接口2個，有延長線；串口通訊接口1個，有延長線。
5、直流調(diào)速閉環(huán)系統(tǒng)掛件：
提供24V直流單機一只，自帶霍爾編碼器A、B正交相位90度信號輸出，轉速0～1000rpm/min，0-5V PWM調(diào)節(jié)模塊一塊，轉速表可顯示當前電機的轉速。面板印有閉環(huán)系統(tǒng)原理圖，整個系統(tǒng)為工業(yè)閉環(huán)系統(tǒng)，集PID運算調(diào)節(jié)和高速計數(shù)器運算調(diào)節(jié)。
6、溫度調(diào)節(jié)閉環(huán)系統(tǒng)掛件：
由溫度表、加熱鹵素燈、0-5V PWM調(diào)節(jié)模塊、DS18B20傳感器、PT100傳感器、溫度變送器和散熱風扇組成。溫度變送輸出有兩種方式，一個是DS18B20輸出的數(shù)字信號可以直接和單片機接口；一個是PT100經(jīng)變送器輸出的電壓信號；加熱區(qū)由透明有機玻璃設計，便于觀察實訓過程中的變化。面板印有閉環(huán)系統(tǒng)原理圖，整個系統(tǒng)為工業(yè)閉環(huán)系統(tǒng)。
7、步進電機控制系統(tǒng)掛件：
提供DC6-40V供電的42步進驅動器1只，采用DSP技術，電流范圍0.3A-2.2A，具有半流、過壓和過流等短路保護，1600-6400細分可調(diào)，可驅動4、6、8線兩相步進電機，脈沖響應頻率最高可達75KHZ；提供2相步進電機42J06一只，步距精度5±%，耐壓500VAC，徑軸向跳動0.08以下，步距角1.8°，額定電流1A，8根引線。面板印有步進驅動器詳細參數(shù)圖表。
8、數(shù)控電源研究系統(tǒng)掛件：
輸入電壓+24V，+5V，系統(tǒng)通過STM32主機模塊、電壓、電流采樣模塊、PWM驅動電路完成直流穩(wěn)壓電源的控制研究；面板印有控制系統(tǒng)原理圖。
9、實訓掛板：
掛在實訓臺上層，用于放置實訓模塊搭建實訓電路，滿足實訓教學需求。
10、實訓模塊：
實訓模塊由透明元件盒及PCB板構成，元件盒體由透明有機工程塑料注塑而成，面板采用PCB板制作。導線插孔采用防轉座引出，導線裝有彈性插頭可在模塊上面插接，以保證可靠連接進行各種實訓；模塊間采用排線或連接導線進行連接，可根據(jù)實訓教學內(nèi)容需要，組合成各種實際產(chǎn)品。
11、電腦桌：
采用鋁型材和鈑金結構，臺面為防火、防水、耐磨高密度板；立柱及橫梁為30×30工業(yè)鋁合金型材，鍵盤位為抽屜式結構并用300mm導軌固定；底部裝有帶剎車萬向輪。尺寸約為560mm×600mm×1020mm。
12、活動柜：
采用鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結構，優(yōu)質(zhì)鋼材做骨架，經(jīng)過機械加工成型，外表面噴涂彩色環(huán)氧聚塑，材料厚度不小于1.2mm。
13、配件：
提供與實訓設備配套的實訓指導書和實訓導線。
14、創(chuàng)新實訓教學資源包
（1）智能調(diào)節(jié)系統(tǒng)：采用控制系統(tǒng)、脈寬調(diào)制技術及微處理器實現(xiàn)智能控制。提供配套電子版圖（原理圖、PCB圖）、源程序、仿真文件、制作介紹、器件介紹、操作說明、開發(fā)資料及配置清單等，提供套件焊接與調(diào)試微課程，包括系統(tǒng)原理圖講解視頻、系統(tǒng)調(diào)試視頻、最小系統(tǒng)講解視頻、最小系統(tǒng)仿真視頻等。投標時提供技術手冊，包含系統(tǒng)創(chuàng)新方向、課題內(nèi)容、主要功能及操作說明、元件清單、原理圖、PCB版圖、單片機最小系統(tǒng)的相關知識、原理等內(nèi)容。
（2）智能防碰撞系統(tǒng)：利用超聲波模塊測量，數(shù)碼管顯示實現(xiàn)防碰撞系統(tǒng)。提供配套電子版圖（原理圖、PCB圖）、源程序、仿真文件、制作介紹、操作說明、開發(fā)資料及配置清單等，提供套件焊接與調(diào)試微課程，包括系統(tǒng)原理圖講解視頻、系統(tǒng)調(diào)試視頻、最小系統(tǒng)講解視頻、系統(tǒng)仿真視頻等。投標時提供技術手冊，包含系統(tǒng)創(chuàng)新方向、課題內(nèi)容、主要功能及操作說明、元件清單、原理圖、PCB版圖、單片機最小系統(tǒng)的相關知識、原理。
（3）里程表的設計：設計內(nèi)容包含單片機最小系統(tǒng)，模擬電機，LCD1602顯示電路，轉速測量電路，速度調(diào)節(jié)電路，提供配套電子版圖（原理圖、PCB圖）、源程序、仿真文件、制作介紹、操作說明、開發(fā)資料及配置清單等，功能參數(shù)：按鍵"S2、S5"功能鍵，"S2"設置時間功能鍵，"S5"設置輪子半徑和安全時速功能鍵，"S3"是加一鍵，"S4"是減一鍵。"S3、S4"同時按下清總里程。按下"Sd"自鎖按鈕，打開電機電源，調(diào)節(jié)"R12"電位器可以調(diào)電機轉速，順時針電機轉速減小，逆時針電機轉速變大，時速超過安全速度，蜂鳴器報警。投標時提供原理圖，設計代碼。
（4）電子密碼鎖設計：設計內(nèi)容包含單片機最小系統(tǒng)，字符型LCD顯示屏，矩陣鍵盤，蜂鳴器，存儲器，電子鎖驅動單元。提供配套電子版圖（原理圖、PCB圖）、源程序、仿真文件、制作介紹、操作說明、開發(fā)資料及配置清單等，功能要求：首次使用時輸入：131420，對密碼進行初始化，當顯示："initpassword"，證明密碼初始化完成，此時的密碼為：000000。按鍵輸入6位密碼，輸入密碼若密碼正確，則鎖打開，顯示"open"，"電子鎖模擬"的指示燈點亮表示電子鎖打開狀態(tài)，按下 * 鍵或復位鍵，可以關鎖并退出。若密碼輸入錯誤次數(shù)超過3次，蜂鳴器報警并且鎖定鍵盤。修改密碼：在開鎖狀態(tài)下，再次輸入正確的密碼并按下 # 鍵，此時聽到兩聲提示，輸入新的六位密碼并按 D 鍵，再重復輸入一次新密碼并按 D ，會聽到兩聲提示音，表示重設密碼成功，內(nèi)部保存新密碼并存儲。如兩次輸入的新密碼不一樣，則重設密碼失敗。投標時提供原理圖，設計代碼。
（5）藍牙心率、計步（手環(huán)）設計：設計內(nèi)容包含STM32單片機最小系統(tǒng)，藍牙模塊，心率傳感器，數(shù)字溫度傳感器，加速度/角度傳感器，OLED顯示屏，手機測試APP軟件，提供配套電子版圖（原理圖、PCB圖）、源程序、仿真文件、制作介紹、操作說明、開發(fā)資料及配置清單等，功能要求：心率測量：把手指放在心型的測試口上，等待一段時間OLED顯示屏上顯示"心率：xxxr/min"，如果超出上限或手指沒有放在測試口上方顯示"心率：- - -r/min"；體溫測量：用手指握住"P7"溫度傳感器，OLED顯示"體溫：xx.x"單位℃；計步測量：輕輕移動板子，屏幕上會顯示"步數(shù)：xxx"步；通過手機藍牙綁定板子上的藍牙模塊，可以通過藍牙模塊上傳測量的數(shù)據(jù)到手機顯示。投標時提供原理圖，設計代碼。
（6）交流充電樁系統(tǒng)由單片機控制、IC 卡讀寫、人機交互、電能檢測和功率輸出幾部分組成。可以對 IC 進行讀取和寫入操作，具有串行通信方式；人機交互有 LED 液晶顯示、鍵盤輸入以及蜂鳴器響應，功率輸出要求采用繼電器控制，各電路板方便拆卸，要求必須單獨提供對應的控制程序，投標時提供配套電子版圖（原理圖、PCB圖）、源程序、制作介紹、器件介紹、操作說明、開發(fā)資料及配置清單等。
（7）發(fā)電跟蹤器系統(tǒng)由光敏檢測電路、串口 A/D 轉換電路、主機電路、液晶顯示與鍵盤電路、全橋 PWM 驅動電路以及模擬太陽能板等幾部分組成，通過光敏檢測電路的感應可實現(xiàn)對光源的自動跟蹤。串口 A/D 轉換電路：此模塊主要由模擬信號輸入電路、外圍電路、數(shù)字信號輸出電路組成。通過按鍵切換模擬東南西方位光源，實現(xiàn)太陽能板自動跟蹤。投標時提供配套電子版圖（原理圖、PCB圖）、源程序、制作介紹、操作說明、開發(fā)資料及配置清單等。
四、服務與支持要求
為更好服務教學，保障實驗室教學工作順利進行，要求提供全流程客戶服務管理平臺"互聯(lián)網(wǎng)+設備運維系統(tǒng)"。
智能電源管理系統(tǒng)具有過溫、短路、過流、過壓、欠壓、失壓、功率限定7大保護功能；電源具有一鍵鎖定功能，處理故障時，防止漏電保護器合閘，造成觸電危險；電源具有故障鎖定功能，發(fā)生故障導致跳閘時，不能人為上電，只能通過遠程清除故障后，才能上電成功；能通過無線4G和有線以太網(wǎng)與手機APP和PC端云平臺通訊，沒有網(wǎng)絡的情況下，教室整套智能電源管理系統(tǒng)可離線獨立運行。
1、智能終端：智能電源管理系統(tǒng)以32位ARM為核心，采用4.3寸彩色觸摸屏為人機交互界面，實時監(jiān)控設備運行情況，提供Zigbee、CAN等多種通信模式，具備語音播報功能。能實時監(jiān)測三相電壓、電流、功率，功率因數(shù)、頻率、電能等參數(shù)，液晶觸摸屏監(jiān)測數(shù)值。能監(jiān)控實驗室電源的故障類型和故障次數(shù)；設備時間管理包含年月日時間的顯示；用戶通過刷卡方式請求開啟設備，PC端進行授權之后，設備可啟動使用，PC端可分時預約設備的啟動和停止。
2、手機APP：用電狀態(tài)界面實時顯示當前電壓、電流、有無功功率、電能、設備溫度、漏電電流值等；用電數(shù)據(jù)界面能智能查找近2年用電數(shù)據(jù)，設置界面能設置限定電能值、負載值、設備超溫值、過欠壓值、過欠壓恢復時間值等。后臺查看報警日志、操作日志、故障日志等。控制：可在微信小程序中遠程控制智能開關的通斷。
3、PC端軟件：每個設備狀態(tài)信息顯示，具有多個子界面，具有故障分析，用電能效分析、集中管理、個人中心資料管理、用戶報警定位跟蹤與信息統(tǒng)計；具有管理員信息修改與權限管理等功能。可一鍵開啟和關閉所有設備，可單獨控制每臺設備的開關。
4、后臺系統(tǒng)：包含賬號管理、設備管理、報修管理、用戶管理，設備管理：
①包含監(jiān)控管理：實時視頻監(jiān)控每個教室，可一鍵預覽所有設備的在線和運行情況，分析設備使用率及運行時間。
②包含設備節(jié)點：可顯示設備所在位置、編碼名稱、掛載情況、用戶編輯、用戶查詢等。報修管理：用戶可進行遠程報修，反應設備故障信息，編輯報修情況，后臺可進行遠程維護，及時跟進，以有效解決用戶設備維護。用戶管理：可連通手機號，對賬戶進行一對一的安全加密，實名認證，防止賬戶泄密、防盜，現(xiàn)場數(shù)據(jù)連接云平臺后臺數(shù)據(jù)庫管理。
現(xiàn)場需對功能逐一演示，提供有效、權威的證明文件，證實該產(chǎn)品的可靠、安全、先進性。
五、實訓項目
1.單片機基礎實訓項目
（1）跑馬燈
（2）計數(shù)器
（3）定時器
（4）外部中斷
（5）音頻驅動
（6）蜂鳴器驅動
（7）查詢式鍵盤
（8）矩陣鍵盤顯示
（9）電子音樂演奏
（10）128×64液晶顯示
（11）動態(tài)掃描數(shù)碼管顯示
（12）靜態(tài)掃描數(shù)碼管顯示
（13）ADC0809應用
（14）DAC0832應用
（15）TLC2543串行AD轉換實驗
（16）TLC5618串行DA轉換實驗
（17）74LS164串轉并實驗
（18）74LS165并轉串實驗
（19）AK040語音測試
（20）DS18B20溫度測量電路
（21）RS232串行51通信
（22）RS232串行STM32通信
（23）STM32觸摸屏顯示
（24）STM32 ADC的使用
（25）STM32內(nèi)部溫度傳感器溫度測量顯示
（26）STM32外部Flash
（27）RS485通信
2.單片機綜合實訓項目
（1）出租車計價器
（2）超聲波倒車雷達
（3）電子語音萬年歷
（4）電子稱
（5）交通燈控制系統(tǒng)
（6）溫度調(diào)節(jié)閉環(huán)控制系統(tǒng)
（7）直流步進控制系統(tǒng)
（8）直流調(diào)速閉環(huán)控制系統(tǒng)
（9）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
（10）環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)
（11）DDS信號發(fā)生器
（12）MP3音樂播放器
六、具體配置及功能如下：
序號 | 實訓模塊名稱 | 主要配置 | 數(shù)量 |
1 | MCS51主機 | 可進行仿真51系列單片機及燒錄，并引出所有I/O口，并對I/O口工作情況進行燈光指示，且配有指示燈與晶振切換開關。 | 1塊 |
2 | STM32主機 | 可進行STM32系列單片機燒錄、仿真，并引出所有I/O口，還提供STM32啟動方式的選擇開關及外部Flash存觸器 | 1塊 |
3 | 稱重傳感器 | 提供稱重傳感器及其放大電路，實現(xiàn)壓力測量 | 1塊 |
4 | 空氣質(zhì)量傳感器 | 提供一種二氧化錫半導體傳感器，對各種空氣污染源都有很高的靈敏度，可對空氣質(zhì)量進行檢測 | 1塊 |
5 | 超聲波發(fā)射接收 | 由超聲波發(fā)送、接收頭及解碼芯片等組成，實現(xiàn)超聲波收發(fā)功能 | 1塊 |
6 | LM35溫度傳感器 | 提供LM35溫度傳感器，可用于溫度測量 | 1塊 |
7 | 18B20溫度傳感器 | 提供18B20數(shù)字溫度傳感器，可以直接得到數(shù)字溫度信號 | 1塊 |
8 | 光照傳感器 | 由1750FVI數(shù)字照度傳感器與PO188模擬照度傳感器組成，實現(xiàn)光照度測量 | 1塊 |
9 | 氣壓傳感器 | 由MS5611-01BA01氣壓傳感器及外圍電路組成，可測量大氣壓強 | 1塊 |
10 | 心率傳感器 | 采用專用心率傳感器模塊，光電式，用于檢測人體心率 | 1塊 |
11 | 數(shù)字溫濕度傳感器 | 采用DHT11數(shù)字式溫濕度傳感器 | 1塊 |
12 | ICL7135模數(shù)轉換 | 由A/D轉換與譯碼/驅動電路等組成，實現(xiàn)模數(shù)轉換功能 | 1塊 |
13 | 并行A/D轉換 | 由ADC0809芯片組成，實現(xiàn)將模擬信號轉換為八位數(shù)字信號 | 1塊 |
14 | 并行D/A轉換 | 由DAC0832芯片組成，實現(xiàn)將八位數(shù)字信號轉換為0～5V的模擬信號 | 1塊 |
15 | 串行A/D轉換 | 由TLC2543芯片組成，實現(xiàn)將模擬信號轉換為數(shù)字信號 | 1塊 |
16 | 串行D/A轉換 | 由12位D/A轉換芯片TLC5618組成，實現(xiàn)將數(shù)字信號轉換為模擬信號 | 1塊 |
17 | 并串轉換模塊 | 由74LS164、74LS165芯片組成，分別實現(xiàn)將串行輸入信號轉換為并行輸出信號和將并行輸入信號轉換為串行輸出信號 | 1塊 |
18 | 運放模塊 | 提供典型運放芯片LM324及獨立器件，用于電路擴展 | 1塊 |
19 | 音頻解碼 | 由VS1053芯片組成，實現(xiàn)音頻解碼與錄制功能 | 1塊 |
20 | 音頻功放 | 由功放電路、音量調(diào)節(jié)電路組成，具有轉換速率高、失真小、輸出功率大，外圍電路簡單等特點 | 1塊 |
21 | 十進制計數(shù)器 | 提供4017十進制計數(shù)/分頻器，可以對輸入的脈沖個數(shù)進行計數(shù) | 1塊 |
22 | 單次脈沖與時鐘 | 包括由74LS393組成的分頻電路和單次脈沖，可為其它實訓模塊提供單次脈沖及時鐘信號 | 1塊 |
23 | 8位動態(tài)數(shù)碼管顯示 | 由數(shù)碼管和驅動芯片組成，實現(xiàn)數(shù)字顯示功能。 | 1塊 |
24 | 8位靜態(tài)數(shù)碼管顯示 | 由數(shù)碼管和驅動芯片組成，實現(xiàn)數(shù)字顯示功能。 | 1塊 |
25 | 128×64液晶顯示 | 由128×64液晶屏組成，實現(xiàn)顯示圖形、漢字等功能 | 1塊 |
26 | TFT觸摸屏 | 提供3.2寸電阻式觸摸彩屏，可實現(xiàn)彩色圖形、漢字顯示，檢測觸摸 | 1塊 |
27 | 八位獨立按鍵 | 提供8個獨立鍵盤，以點動方式輸出高低電平 | 1塊 |
28 | 矩陣鍵盤模塊 | 由16個按鍵與電阻組成，實現(xiàn)信號的輸入及擴展鍵盤功能 | 1塊 |
29 | PNP三極管驅動 | 由9012與TIP42C組成PNP復合管 | 1塊 |
30 | 直流電機驅動 | 由4個功率三極管組成“H橋式驅動電路”，這是一個典型的直流電機控制電路 | 1塊 |
31 | 蜂鳴器 | 包含1個有源蜂鳴器與1個無源蜂鳴器，可以作提示音控制使用，低電平有效 | 1塊 |
32 | 揚聲器 | 提供一個8Ω/5W的揚聲器 | 1塊 |
33 | 直流電機 | 由直流電機、槽型光耦、三極管組成，實現(xiàn)直流電機的轉速控制及測量功能 | 1塊 |
34 | 交通燈 | 用雙色LED模擬交通燈，數(shù)碼管顯示倒計時秒數(shù)等功能 | 1塊 |
35 | U盤、SD卡 | 由文件控制管理芯片CH376、SD卡（座）及USB座組成，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲與讀取功能 | 1塊 |
36 | AK040語音 | 由反相器芯片74HC04與語音芯片AK040組成，芯片中錄制有63種常用的語音，MCU可通過時序播放其中任意一段語音 | 1塊 |
37 | RS485 | 由MAX485等組成，實現(xiàn)485方式與單片機進行通信 | 2塊 |
