SKSCM-11型 单片机控制实训考核装置
所属类别:单片机·PLC系列
·设备外观
·设计简述
装置是专门為(wèi)职业院校、职业教育培训机构研制的单片机应用(yòng)实训考核设备,适合高等院校、职业學(xué)校的《单片机原理(lǐ)与应用(yòng)》,《单片机应用(yòng)与实训》等课程的实训教學(xué)。本装置包含单片机的定时器、I/O输入输出、接口扩展、键盘控制、数据显示、数据采集、数据通信、直流電(diàn)机控制、交流電(diàn)机控制、步进電(diàn)机控制、温度控制、压力测量等模块。装置集成ISP下载器接口,配备有(yǒu)专业仿真器、USB接口ISP下载器。实训内容包括单片机基础和综合应用(yòng),可(kě)以开展项目实训教學(xué)。·主要参数
1.工作電(diàn)源:单相三線(xiàn)AC220V±10% 50Hz;3.工作环境:温度-10℃~+40℃相对湿度<85%(25℃)海拔<4000m;
4.装置容量:≤1.0KVA;
5.外形尺寸:1270mm×730mm×1130mm;
6.安全保护措施:具有(yǒu)接地保护、漏電(diàn)保护功能(néng),安全符合國(guó)家标准。
·组成及功能(néng)
1.实训桌為(wèi)采用(yòng)亚光密喷塑冷轧钢板焊接结构,桌面為(wèi)防火、防水、耐磨高密度板,结构坚固;设有(yǒu)抽屉及储物(wù)柜,用(yòng)于放置工具、资料及应用(yòng)模块等。实训桌底部装有(yǒu)四个万向轮和四个固定调节机构。2.实训屏采用(yòng)铁质喷塑结构,铝质面板,实训屏上从左至右依次装有(yǒu)電(diàn)源模块、步进電(diàn)机控制模块、交直流電(diàn)机控制模块、仿真器支架。電(diàn)源模块具有(yǒu)漏電(diàn)保护功能(néng),安全符合國(guó)家标准,提供+5V/5.5A、-5V/0.5A、+12V/2A、-12V/0.5A、+24V/2.1A直流稳压電(diàn)源(每路都带有(yǒu)保险丝),提供一组220V交流電(diàn)源(带有(yǒu)保险丝)。
3.实训台的抽屉柜用(yòng)于存放实训模块,抽屉柜与台面之间布置实训模块安装支架,最上一层是工作台台面。台面下方是设备安装底板,在底板上安装单片机控制装置需要的模块,连接控制電(diàn)路,编写控制程序。
4.主机模块:单片机采用(yòng)AT89S52。该单片机内部设有(yǒu)256Byte的RAM和8KByte的FLASH、三个16位定时器,两个数据指针,片内集成了一个看门狗電(diàn)路。64KRAM扩展空间、64KROM扩展空间;32个IO口,6个向量中断源;0-33MHz的工作频率,三级程序加密功能(néng);工作電(diàn)压4.0V-5.5V。使用(yòng)DIP40封装便于更换芯片及仿真。并设计有(yǒu)在系统下载设计接口,通过USB下载器可(kě)以方便地进行编程,无需把单片机从電(diàn)路上取下。
该模块上还放有(yǒu)串行通信接口,该接口已经加入升压電(diàn)路,可(kě)以直接与计算机通信,其他(tā)单片机也可(kě)以通过此口进行程序下载。复位電(diàn)路上加有(yǒu)手动复位按扭,可(kě)以直接复位操作。模块上还设有(yǒu)有(yǒu)源蜂鸣器驱动電(diàn)路,直接给固定電(diàn)平就可(kě)以发出声响。
5.電(diàn)源模块:電(diàn)源采用(yòng)漏電(diàn)保护开关作為(wèi)总控制,安全可(kě)靠。用(yòng)船形开关单独控制低压電(diàn),市電(diàn)与低压電(diàn)分(fēn)开控制。该模块共有(yǒu)三组相互独立的低压電(diàn)源,其中有(yǒu)两组是正负双電(diàn)源输出。面板上放置了一个AC220输出插板,可(kě)以同时挂接三个仪器仪表。其中每组電(diàn)源都有(yǒu)保险丝作过载保护。
6.仿真器模块:配备有(yǒu)高性能(néng)单片机仿真器,可(kě)以全功能(néng)仿真MCS51系列单片机,也可(kě)以软件仿真;软件為(wèi)中國(guó)自主研发,可(kě)以很(hěn)好的支持中文(wén),支持关键字提示,自动完成符号配对等功能(néng)。支持64K程序地址断点、64K源程序有(yǒu)效行断点和64K临时断点,单片机内部寄存器状态一目了然。主机与计算机采用(yòng)流行的USB接口。
7.显示模块:该模块无论从最基本的显示元件LED发光二极管,还是到最高级的LCD显示屏都包含在内。具體(tǐ)配置為(wèi)8位跑马灯(逻辑電(diàn)平指示)、8位数码管动态显示、16×32点阵LED屏、1602字符型液晶显示屏、128×64绘图液晶显示屏。单片机常用(yòng)的显示器件全部包含在内,使學(xué)习者可(kě)以接触所有(yǒu)的显示方案,设计人机界面时可(kě)以得心应手。
8.继電(diàn)器模块:继電(diàn)器是常用(yòng)的执行元件,也是常用(yòng)的隔离元件,它能(néng)用(yòng)低压控制高压電(diàn)路,遠(yuǎn)程切换强電(diàn)電(diàn)路状态优点,同时它的执行元件又(yòu)是一个線(xiàn)圈,在通電(diàn)及断電(diàn)时会产生電(diàn)磁干扰。為(wèi)此继電(diàn)器模块在集成了驱动電(diàn)路的基础上增加了光電(diàn)隔离措施。该模块共有(yǒu)6路继電(diàn)器,每个继電(diàn)器的开关触点全部引出,并明确标示;每个继電(diàn)器采用(yòng)電(diàn)子连線(xiàn)座输出,继電(diàn)器触点容量DC28V/12A。
9.指令模块:指令模块上放置了单片机常用(yòng)的输入元件,其中有(yǒu)8个独立键盘接口,8路8位开关量输入,4×4矩形键盘接口,可(kě)以满足學(xué)生从基础到高级,从简单到复杂的实训要求。如果用(yòng)户需要更多(duō)的按键或需要更為(wèi)复杂的设计,则可(kě)以采用(yòng)该模块的PS2键盘鼠标接口进行扩展。
10.ADC/DAC模块:ADC/DAC模块上设计了两种转换芯片ADC0809和DAC0832。為(wèi)了便于调试程序和硬件,板载了三个功能(néng)子模块:0-5V模拟電(diàn)压输出、8等级LED電(diàn)平指示器和有(yǒu)源时钟发生器。ADC0809实验时可(kě)以用(yòng)有(yǒu)源时钟发生器作為(wèi)芯片的时钟,可(kě)以用(yòng)0-5V模拟電(diàn)压输出作為(wèi)模拟量,用(yòng)8等级LED電(diàn)平指示用(yòng)作模拟量大小(xiǎo)的指示;DAC0832实验时,可(kě)以将芯片的输出接在8等级LED電(diàn)平指示器上,转换结果是否正常一目了然。
11.交直流電(diàn)机控制模块:该模块可(kě)以完成两种電(diàn)机的控制实验,分(fēn)别是24V直流减速電(diàn)机和220V交流减速電(diàn)机。每种電(diàn)机的转盘下面放有(yǒu)光電(diàn)开关计数器,可(kě)以用(yòng)单片机感知其位置和转动了多(duō)少圈。每个電(diàn)机控制線(xiàn)路中设有(yǒu)超程保护输入端口,在与水平移动装置组合实验时可(kě)以有(yǒu)效保护電(diàn)机和机构的安全。
12.步进電(diàn)机控制模块:该模块设有(yǒu)一只24V两相步进電(diàn)机和大功率步进電(diàn)机驱动器。模块改变了電(diàn)机的轴转式运行方式,采用(yòng)了一个水平移动机构,该机构可(kě)以把電(diàn)机的轴转改為(wèi)水平直線(xiàn)运动,并用(yòng)铝直尺的刻度指示。该模块还可(kě)以做闭环控制的实验项目,因為(wèi)在运动机构上装有(yǒu)感知距离的闭环元件。同时设计了一个超程保护電(diàn)路,当机构走到一个程序不可(kě)知状态时,可(kě)自动关闭電(diàn)机電(diàn)源,避免机构超程损坏。直線(xiàn)运动机构上带了左右限位输出端子,供单片机查询状态。
13.传感器配接模块(4路传感器接口):传感器配接模块是专為(wèi)传感器的配接和電(diàn)气隔离而设计的一块電(diàn)路单元,该单元共有(yǒu)两组16路光電(diàn)隔离IO口,每个光電(diàn)隔离IO口均可(kě)仿PLC与24V電(diàn)源供電(diàn)的传感器连接。并配有(yǒu)四路传感器转换接口用(yòng)于工业传感器的连接。
14.扩展模块:因為(wèi)82C55的控制方式仍有(yǒu)學(xué)习价值,目前在许多(duō)教材中仍有(yǒu)它的身影,扩展模块能(néng)满足实验的需求;82C55的三个端口全部引出,可(kě)以用(yòng)電(diàn)子连線(xiàn)连接,也可(kě)以用(yòng)排線(xiàn)连接。控制端与数据通信口安排在一起,整體(tǐ)布局美观大方。另设有(yǒu)一片74LS245芯片,可(kě)以用(yòng)来与82C55组合起来完成不同的实验功能(néng)。
15.温度传感器模块:该模块配备有(yǒu)两种芯片型温度传感器:数字量温度传感器18B20和模拟量温度传感器LM35。LM35器件还加有(yǒu)运算放大器,放大的模拟量可(kě)以提高测量精度。每种传感器都有(yǒu)透明外壳加固保护,内有(yǒu)大功率加热電(diàn)阻,加热指示器等。工作状态一清二楚。可(kě)以用(yòng)来做恒温控制,温控器等实验。
16.智能(néng)物(wù)料搬运装置:配置双轴机器人作為(wèi)装配的执行机构,具有(yǒu)X轴、Y轴两个方向的执行能(néng)力,可(kě)完成智能(néng)抓取物(wù)料放料等功能(néng);配置有(yǒu)行程开关,光電(diàn)传感器,光纤传感器等,可(kě)确保各执行器的准确定位;超出最大行程时,具有(yǒu)硬件自动保护功能(néng),确保系统安全及人身安全;本装置為(wèi)通用(yòng)的模块化的多(duō)功能(néng)装置,各功能(néng)端口完全开放,可(kě)以能(néng)过不同的接線(xiàn)来完成各种不同的功能(néng),為(wèi)學(xué)生的创新(xīn)设计提供了广阔的发挥间。
17.電(diàn)脑桌:
主體(tǐ)部分(fēn)采用(yòng)工业标准铝型材(规格30×30)组装而成,封板采用(yòng)1.5mm冷轧钢板黑色喷塑处理(lǐ);
桌面上方设置有(yǒu)显示器围栏,采用(yòng)1.5mm冷轧钢板冲φ6.5mm工艺孔,既美观又(yòu)实用(yòng),防止显示器坠落;
键盘架采用(yòng)ABS塑料一次性压制而成,个性化圆角R设计避免撞伤,带有(yǒu)储物(wù)筆(bǐ)盒,通过加重型轴承导轨吊装在桌面板下方,抽出缩回自如,尺寸480mm×230mm×40mm。
桌體(tǐ)配有(yǒu)4个带刹車(chē)万向轮,方便電(diàn)脑桌移动和固定。2寸双轴承结构,直径50mm,轮宽25mm,高度75mm,螺杆M10*25。
尺寸:600mm×560mm×1000mm(桌面离地800mm)
·实训项目
(一)单片机部分(fēn)1.跑马灯实验;
2.独立按键输入实验;
3.矩阵键盘接口实训;
4.光電(diàn)耦隔离输入输出实验;
5.金属检测实训;
6.继電(diàn)器隔离控制实验;
7.静态数码管显示实验;
8.动态数码管显示实验;
9.蜂鸣器演奏实验;
10.8255芯片扩展IO口实验;
11.液晶显示模块控制实训;
12.点阵LED屏汉字显示实验;
13.AD转换实验;
14.DA转换实验;
15.LM35温度传感器采集实验;
16.外部中断光電(diàn)计数控制電(diàn)机实训;
17.定时器中断控制電(diàn)机实训;
18.开环步进電(diàn)机控制实训;
19.交直流電(diàn)机系统实验;
20.恒温室控制系统实验;
21.PS键盘通信实验;
22.RS232通信实验。
(二)智能(néng)物(wù)料搬运装置部分(fēn)
1.传感器技术实训;
2.直流减速電(diàn)机应用(yòng)实训;
3.气动回路应用(yòng)实训;
4.丝杆传动机构应用(yòng)实训;
5.直線(xiàn)运动单元定位控制实训 ;
6.单片机编程实训;
7.机械故障检测与排除实训。