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LH-16DB 多核微處理器綜合實驗箱
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電工、電子、電氣、電子信息、計算機硬件和控制類教學(xué)實驗設(shè)備。
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LH-16DB 多核微處理器綜合實驗箱
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LH-16DB 多核微處理器綜合實驗箱
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)單片機的特點，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)試于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。
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。
- 支持多種CPU實驗開發(fā)，含51、MSP430、AVR、PIC、STM32等單片機，各CPU模塊統(tǒng)一尺寸，統(tǒng)一接口，共用一塊實驗底板，支持Keil C51，提供詳細(xì)實驗指導(dǎo)書、C語言實驗例程、word文檔。標(biāo)配51單片機核心板。更新不同系列單片機或嵌入式進行實驗教學(xué)時可以只換核心板，無需更換整套設(shè)備，以節(jié)約開支）,出廠標(biāo)配一種MCU核心系統(tǒng)。
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(rèn)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(rèn)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、6、下面詳細(xì)技術(shù)參數(shù)里的全部硬件要集成在一個主板上，不要外部擴展，完成所有要求的實驗項目，集成一體的目的：1）是方便實驗室管理；2）實驗電路的連接線短，安全穩(wěn)定，學(xué)生使用方便。
三、詳細(xì)硬件配置
下面全部硬件集成在一個主板上，無須外擴,完成下面所有的實驗項目，方便實驗室管理
3.1 實驗箱底板
3.1.1 單色流水燈模塊/雙色流水燈模塊和單個雙色 LED 燈，用于流水燈、交通燈、邏輯筆等各種顯示實驗。
3.1.2 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。
3.1.3 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(rèn)識實驗。
3.1.4 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。
3.1.5 LCD1602 液晶屏模塊：標(biāo)準(zhǔn) 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。
3.1.6 LCD12864 液晶屏模塊：標(biāo)準(zhǔn)LCD12864 液晶屏接口，支持串行、并行液晶屏，用于圖像和中文顯示。
3.1.7 OLED 顯示模塊（這是一種新型顯示器，目前使用廣泛，理工科學(xué)生必須要掌握其原理和應(yīng)用）：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)。
3.1.8 TFT 彩屏模塊（這是一種新型顯示器并帶觸摸功能，目前使用廣泛，理工科學(xué)生必須要掌握其原理和應(yīng)用）：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。
3.1.9 8 個獨立按鍵：8 個獨立按鍵，帶上拉電阻 。
3.1.10 4X4 矩陣鍵盤：4 行4 列矩陣鍵盤，共16 個按鍵，帶上拉電阻。
3.1.11 五向搖桿（這是一種新型顯示器，目前使用廣泛，理工科學(xué)生必須要掌握其原理和應(yīng)用）：一個五向搖桿，具有上、下、左、右、中五個方向。
3.1.12 蜂鳴器模塊：無源蜂鳴器
3.1.13 DS1302 時鐘模塊：DS1302 芯片，模塊帶后背電池座。
3.2 傳感器模塊（理工科學(xué)生凡是從事測量控制類產(chǎn)品的研發(fā)、技術(shù)服務(wù)等必須要掌握常用傳感器的原理和使用方法，傳感器的應(yīng)用無處不在）
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(zhǔn)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(zhǔn)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?
3.2.4 霍爾傳感器模塊：集成 LM393 比較器，基準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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（現(xiàn)在的各種工控產(chǎn)品上已經(jīng)很少看到傳統(tǒng)的并行A/D和D/A轉(zhuǎn)換器了，而且市場上賣的都是進口舊機上拆卸翻新器件，品質(zhì)不保證。而我們用改的是PCF8591，這是一種新型的集A/D和D/A轉(zhuǎn)換于一體的I2C總線模式的芯片，體積小，貨源充足，價格便宜）。
3.4.11 鎖存器模塊：74HC573 鎖存芯片，兼容標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)配核心模塊
3.6.1 配在線下載 CPU 芯片 STC12C5A60S2 1 片，自帶在線下載電路。
3.7 虛擬示波器
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?？梢员４娌ㄐ臀募?，圖片文件，方便插入在教學(xué)課件中。
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（MGCS 工業(yè)組態(tài)軟件是一種圖形化的編程控制軟件，能直觀形象地顯示工業(yè)控制場景，有效地增強學(xué)生學(xué)習(xí)興趣；和單片機接口后就可以通過圖像化編程軟件進行單片機控制產(chǎn)品的開發(fā)）。
3.9.6支持與實驗箱硬件配套的仿真實驗環(huán)境，仿真所有實驗例程。（在沒有硬件的情況下，特別是現(xiàn)在疫情當(dāng)下，學(xué)生可以在自己的電腦上進行模擬仿真實驗）
3.10 創(chuàng)新核心系統(tǒng)配置(一批設(shè)備里配一套供創(chuàng)新設(shè)計用)
3.10.1 DSP核心系統(tǒng):含DSP28335核心模塊和DSP仿真器。
3.10.2 ARM核心系統(tǒng): 含STM32F103VET6 ARM核心模塊和Jlink仿真器。
3.11 創(chuàng)新單片機應(yīng)用模塊(一批設(shè)備里配一套供創(chuàng)新設(shè)計用)
3.11.1 多路溫度測量模塊:可以實時顯示采集的溫度數(shù)據(jù)
3.11.2 壓力測量模塊
3.11.3 溫度閉環(huán)測量控制模塊
四、可以實現(xiàn)的實驗項目
實驗三十六 工業(yè)組態(tài)軟件MCGS編程實驗
實驗三十七 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)字電壓表實驗
6）交通燈控制實驗
五、實驗箱配置表
|
序號 |
名稱 |
說明 |
數(shù)量 |
|
1 |
LH-16DB 主機箱 |
含箱體、電源、51CPU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 |
|
以下是選配核心模塊 |
|||
|
12 |
MSP430單片機核心系統(tǒng) |
|
1套 |
|
13 |
AVR單片機核心系統(tǒng) |
1、Atmeg16單片機核心板 2、AVR JEAG ICE仿真器 |
1套 |
|
14 |
STM32 嵌入式核心系統(tǒng) |
2、Jlink仿真器 |
1套 |
|
15 |
PIC16單片機核心系統(tǒng) |
2、PIC16下載器 |
1套 |
|
16 |
DSP核心系統(tǒng) |
2、DSP仿真器 |
1套 |
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