"追求技術(shù)進步、服務(wù)科教興國、支持教育事業(yè)"
SB-16E單片機嵌入式實驗系統(tǒng)
一、概述
基于Keil C單片機系列，注重單片機本身功能的應(yīng)用，充分體現(xiàn)單片的特點，基礎(chǔ)功能實驗電路采用一體化設(shè)計方式，創(chuàng)新拓展型實驗電路采用獨立模塊方式，需要時接入主板，既兼顧演示驗證性實驗、又考慮到綜合設(shè)計和創(chuàng)新研究性實驗的需要。主板上自帶CPU編程下載接口，是一款靈活性極強的集編程下載調(diào)試與一體的新型單片機實驗教學(xué)平臺，適合各層次學(xué)生進行單片機原理和應(yīng)用方面的實驗和創(chuàng)新。
圖片盡供參考
二、主要技術(shù)特點
1、它是國內(nèi)首款將MCGS工業(yè)組態(tài)軟件應(yīng)用于單片機控制系統(tǒng)中，直觀形象地展示實
際自動控制工業(yè)場景。
2、可以配51單片機(STC12C5A60S2)和STM32嵌入式單片機（STM32F103C8T6)以及DSP28335等MCU系統(tǒng)，各MCU模塊統(tǒng)一尺寸，統(tǒng)一接口，共用一塊實驗底板，支持Keil C，提供詳細實驗指導(dǎo)書、C語言實驗例程、word文檔。
3、功能模塊完全獨立
根據(jù)我們多年來的開發(fā)經(jīng)驗，和取聽廣大用戶的建議，此款開發(fā)板采用最新理念--各
功能模塊完全獨立，互不干擾，減小初學(xué)者編程誤區(qū)。板載豐富的實驗硬件資源和接口，并對外全部開放I/O口，既可簡單的使用短路帽進行默認的資源連接（方便初學(xué)者直接使用），也可以取下短路帽后采用杜邦線連接單片機的任意I/O口線，輕松搭建自己的電路。
4、配合本公司精心編寫的大量C語言實驗例程，可使用戶快速掌握單片機原理及其實用接口技術(shù)。同時可加強初學(xué)者對主板硬件電路的認識，盡快熟悉硬件電路。因為各功能模塊均獨立設(shè)計，可以直接用各種單片機，無需再做第二次投資。
5、單片機實驗中有些實驗（D/A轉(zhuǎn)換實驗、定時器實驗等）需要觀察輸出信號的波形，本實驗箱可以選配雙通道虛擬示波器（實驗室如果有獨立示波器的話，可以不配），可以測量各種模擬信號，并可以保存波型文件，圖片文件，方便插入在教學(xué)課件中。
6、下面詳細硬件配置里的全部硬件都集成在一個主板上，穩(wěn)定可靠，方便操作，同時也方便實驗室的管理。
三、詳細硬件配置
（下面全部硬件集成在一個主板上，無須外擴,方便實驗室管理)
3.1 實驗箱底板
3.1.1 單色流水燈模塊：8 個高亮綠色LED 燈，用于流水燈實驗。
3.1.2 雙色流水燈模塊：6 個高亮直插LED燈，紅黃綠三種顏色，用于交通燈實驗。
3.1.3 雙色LED燈模塊：紅綠雙色直插LED 燈，用于簡易邏輯筆設(shè)計。
3.1.4 8 位數(shù)碼管模塊：2 個四位一體共陽極數(shù)碼管，2個74HC595 驅(qū)動芯片，用于時鐘顯示實驗。
3.1.5 1位數(shù)碼管模塊：1 個 8 段數(shù)碼管，共陽極，0.56 英寸，用于數(shù)碼管認識實驗。
3.1.6 紅綠雙色點陣模塊：3 個74HC595 驅(qū)動芯片，一個紅綠雙色點陣顯示屏，用于字符和中文的LED顯示。
3.1.7 LCD1602 液晶屏模塊：標準 LCD1602 液晶屏接口，1 個帶背光的 LCD1602 液晶屏，用于字符液晶顯示實驗。
3.1.8 LCD12864 液晶屏模塊：標準LCD12864 液晶屏接口，支持串行、并行液晶屏，用于圖像和中文顯示。
3.1.9 OLED 顯示模塊：0.96寸OLED 液晶屏，128*64 顯示,用于新型顯示器 OLED 液晶屏的應(yīng)用學(xué)習(xí)。
3.1.10 TFT 彩屏模塊：彩屏接口支持8 位、16 位TFT ，支持觸摸屏控制，帶背光開關(guān)。配套 2.8 寸彩屏，帶觸屏功能，262K 色，8 位數(shù)據(jù)端。
3.1.11 8 個獨立按鍵：8 個獨立按鍵，帶上拉電阻 。
3.1.12 4X4 矩陣鍵盤：4 行4 列矩陣鍵盤，共16 個按鍵，帶上拉電阻。
3.1.13 五向搖桿：一個五向搖桿，具有上、下、左、右、中五個方向。
3.1.14 蜂鳴器模塊：無源蜂鳴器
3.1.15 DS1302 時鐘模塊：DS1302 芯片，模塊帶后背電池座。
3.2 傳感器模塊
3.2.1 兩路DS18B20 模塊：兩路 DS18B20 溫度傳感器接口。
3.2.2 光敏傳感器模塊：集成 LM393 比較器，基準電壓可調(diào)電阻、模擬量輸出接口、數(shù)字量輸出接口、模擬量指示LED燈，支持光敏二極管、光敏電阻等光電開關(guān)器件。
3.2.3 火焰?zhèn)鞲衅髂K：集成 LM393 比較器，基準電壓可調(diào)電阻、模擬量輸出接口、數(shù)字量輸出接口、模擬量指示LED 燈，支持火焰?zhèn)鞲衅鳌?span lang="EN-US">
3.2.4 霍爾傳感器模塊：集成 LM393 比較器，基準電壓可調(diào)電阻、模擬量輸出接口、數(shù)字量輸出接口、模擬量指示LED 燈，支持霍爾傳感器。
3.2.5 可以配置無線發(fā)射模塊、RFID傳感器等（根據(jù)用戶要求任意配置各種傳感器）。
3.3 電器控制模塊
3.3.1 1路直流電機接口：ULN2003 驅(qū)動芯片。一路可調(diào)速、可調(diào)向雙功能電機接口。
3.3.2 1路步進電機接口：ULN2003驅(qū)動芯片。標準5線4相步進電機接口。
3.3.3 2路繼電器：ULN2003 驅(qū)動芯片。兩個5V 繼電器，兩個3P 接線端子。
3.4 數(shù)據(jù)傳輸、存儲模塊
3.4.1 2路串口：SP3232 芯片，+3.0v-+5V 工作電壓，公頭串口座一個，母頭串口座一個，狀態(tài)指示燈4 個。
3.4.2 AT24C02 存儲模塊：AT24C02 芯片。
3.4.3 模擬量輸入模塊：0V-5V 輸入可調(diào)，0R-10K 電阻值可調(diào)。
3.4.4 串轉(zhuǎn)并模塊：74HC164 芯片。
3.4.5 并轉(zhuǎn)串模塊：74HC165 芯片。
3.4.6 SD 卡模塊：標準SD卡卡槽，SPI 控制，4-bit 傳輸模式。
3.4.7 MAX485 模塊：MAX485 芯片，1 組 2P 接線端子輸出，1 組插針輸出。
3.4.8 紅外發(fā)射模塊：紅外發(fā)射二極管。
3.4.9 紅外接收模塊：HX838 紅外一體化接收頭。
3.4.10 PCF8591 AD/DA 模塊：PCF8591 芯片，4路模擬量輸入，1 路模擬量輸出，IIC通信。
3.4.11 鎖存器模塊：74HC573 鎖存芯片，兼容標準CMOS 。
3.4.12 三八譯碼器：74LS138 芯片，TTL 電平。
3.4.13 核心板擴展接口：接口插座20P 兩排，IO 擴展插針20P 兩排 。
3.5 電源模塊
3.5.1 3V3 電源電路：LM1117-3V3 穩(wěn)壓芯片。
3.5.2 1V8 電源模塊：LM1117-1V8 穩(wěn)壓芯片。
3.5.3 電源引出：GND/5V/3V3/1V8 電源各一組，每組 6 路引出。
3.5.4 自恢復(fù)保險絲：斷開電流300ma 。
3.5.5 模塊名稱：USB 接口，mini USB,A 型母頭，D+ ，D- 。
3.6 標配 51CPU 模塊
3.6.1 配在線下載 CPU 芯片 STC89 系列1 片。
3.6.2 自帶在線下載電路。
3.7 虛擬示波器（選配）
3.7.1 真正的高速雙通道存儲虛擬示波器，可切換為單通道提高采樣率。
3.7.2 帶有實時X-Y示波器：自動同步顯示功能。
3.7.3 存儲功能：存儲/栽入/分析歷史波型。
3.7.4 輸入模擬電壓信號幅值由軟件調(diào)整，勿需硬件開關(guān)切換。
3.7.5 帶有幅頻/相頻特性專用虛擬示波器。可以保存波型文件，圖片文件，方便插入在教學(xué)課件中。
3.8 機箱
3.8.1 堅固型鋁合金框架，厚實的 ABS 塑料包角，參考外形尺寸 460×380×120mm
3.8.2 有 70mm×350mm 的零配件存放區(qū)。
3.9 軟件
3.9.1、集成多種單片機兼容的通用 KEIL 軟件環(huán)境，支持匯編和 C 語言的編程、編譯、鏈接和源程序級調(diào)試和在線下載。
3.9.2、在線下載軟件：STC_ISP_V479。
3.9.3、MGCS 工業(yè)組態(tài)軟件。
3.9.4、C 語言編程單片機應(yīng)用設(shè)計例程。
3.9.5、MGCS 工業(yè)組態(tài)軟件與單片機接口例程。
四、可以實現(xiàn)的實驗項目
4.1基礎(chǔ)實驗
1)跑馬燈、流水燈實驗
2)彩色流水燈、交通燈實驗
3)紅、綠兩種顏色顯示。
4)電子鐘顯示、數(shù)碼管多位顯示、74HC595 驅(qū)動等實驗。
5)1 位數(shù)碼管顯示實驗。
6)雙色點陣屏顯示實驗，滾動、靜態(tài)顯示字符、漢字符號等。
7)LCD1602 液晶屏顯示實驗，可以顯示字符、數(shù)字等。
8)LCD12864 液晶屏顯示實驗，可以顯示漢字、字符、數(shù)字
9)OLED 顯示實驗，可以顯示 4 行漢字，可以顯示圖片。
10)TFT 彩屏圖像、文字顯示�？梢宰鋈藱C交互界面。
11)按鍵控制、外部中斷等實驗。
12)矩陣鍵盤實驗，可用作控制、教學(xué)實驗等
13)游戲控制桿、實現(xiàn)獨立按鍵等功能。
14)音樂播放、報警提示等。
15)電子表、萬年歷實驗。
4.2 傳感器實驗
1)溫度測量。
2)光電開關(guān)實驗。
3)火災(zāi)報警、火焰檢測等實驗。
4)測速、電磁檢測等實驗。
4.3電器控制實驗
1)直流電機調(diào)速、調(diào)向的驅(qū)動實驗。
2)步進電機調(diào)速、調(diào)向、調(diào)角度的驅(qū)動實驗。
3)繼電器控制實驗。
4.4 數(shù)據(jù)傳輸、存儲模塊功能。
1)串口通信，TTL 轉(zhuǎn) RS-232 實驗。
2)外部存儲、IIC 總線學(xué)習(xí) 。
3)串行轉(zhuǎn)并行實驗，可以擴展IO。
4)并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)串行的實驗 。
5)SD 卡的讀寫、文件系統(tǒng)的學(xué)習(xí)實驗。
6)配合多組 485 模塊，可以進行485通訊實驗。
7)發(fā)射不同載波頻率的紅外信號實驗。
8)紅外接收解碼實驗。
9)AD/DA 兩種轉(zhuǎn)換實驗。
10)8 位數(shù)據(jù)鎖存實驗，可以單片機嵌入式實驗系統(tǒng)CPU與外圍模塊的驅(qū)動、緩沖模塊。
11)IO 擴展，學(xué)習(xí)譯碼實驗。
4.5 工業(yè)組態(tài)軟件MCGS編程實驗
4.6 工業(yè)組態(tài)軟件MCGS在單片機控制中的應(yīng)用實驗
1）步進電機控制實驗_總線控制
2）直流電機控制實驗_總線控制
3）工業(yè)順序控制實驗_位控制
4）數(shù)據(jù)采集實驗_總線控制
5）數(shù)據(jù)采集實驗_總線控制
6）數(shù)字電壓表實驗
7）液體混合控制實驗
8）交通燈控制實驗
4.7工業(yè)組態(tài)軟件和微控制器的接口編程實驗
五、實驗箱配置表
|
序號 |
名稱 |
說明 |
數(shù)量 |
|
1 |
單片機實驗箱（標配） |
含箱體、電源、51CPU(STC12C5A60S2)單片機核心系統(tǒng)、實驗?zāi)K電路。 |
1套 |
|
2 |
杜邦排線 |
8芯30cm |
4根 |
|
3 |
杜邦排線 |
5芯30cm |
3根 |
|
4 |
單根杜邦 |
40cm |
10根 |
|
5 |
XH2.54排線 |
5芯12cm |
1根 |
|
6 |
RS232串口通信線（2、3直通） |
1.5m（下載線） |
1根 |
|
7 |
交流電源線 |
1.5m |
1根 |
|
8 |
遙控器 |
|
1個 |
|
9 |
RS232串口通信線（2、3交叉） |
1.5m（配示波器模塊時要的示波器通信線） |
1根 |
|
10 |
配套軟件 |
KEIL C 軟件和組態(tài)軟件各一張 |
1套 |
|
11 |
實驗指導(dǎo)書 |
|
1本 |
|
12 |
MSP430(MSP430F149單片機核心系統(tǒng)+仿真器 |
選配 |
1個 |
|
13 |
AVR（Atmeg16)單片機核心系統(tǒng)+仿真器 |
選配 |
1個 |
|
14 |
STM32(STM32F103VET6)ARM核心系統(tǒng)+仿真器 |
選配 |
1個 |
|
15 |
DSP28335核心系統(tǒng)+仿真器 |
選配 |
1個 |
