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潛龍單片機自控原理綜合實訓平臺
設計理念
l 入門容易，簡潔而不簡單為了使入門容易，我們采用簡單易懂的版面設計，從基本的一個跑馬燈開始就讓您無縫地切入教學。別看實驗臺體積巨大，每個模塊都如此輕巧，當你在教學時可以把任何一個模塊帶入課堂，并且大部分的模塊在保證安全的前提下反面是鏤空的。這使得您可以讓學生一目了然看到，并可以觸摸到，這點很重要。因為我們深知，感性認識的重要性。當然你可以放心安全問題，我們對可能產生安全隱患的部分都做了防護。
l 人體工學，美觀而舒適傳統的立式實驗桌，多采用立式屏結構。這種結構使得學生操作大部分實驗時需要站立，易于疲勞，視角向前不利于思考。同時由于立屏的高度較高，學生上實驗課時視線受遮擋，不便于老師講解。潛龍采用模塊平放結構，使得視線趨于自然向下，如同平時讀書寫字?？拷脩魝扔致詭A斜，使得操作時更加方便。同時抬頭時視線使得毫無遮擋?？梢苑奖愕芈犞v，老師亦可觀察實驗情況。
l 注重細節(jié)，一見傾心的質感潛龍嚴格采用光潔度，厚度都符合高品質要求的鋁材。每塊木板都真材實料，厚度都到達8mm或以上，并進行了定制家具級的封邊工藝。黑色的木紋與銀色的經典組合，讓您一見傾心，永恒經典。從桌子的高度，到每個模塊背后的處理，甚至各個孔的位置，潛龍都進行了精心的考慮。一切細致考慮只為了能使更加美觀，方便，耐用。
l 高度開放，激發(fā)創(chuàng)新潛龍采用模塊化設計，我們并不簡單的，單獨設計模塊，而是將模塊間聯系，可能性，功能性做了綜合考慮，加上十多年的研發(fā)經驗，使得潛龍模塊日趨經典與開放。潛龍?zhí)峁┙浀鋵嶒烅椖?，我們建議用戶利用高度開放性的模塊，設計出自己的實驗項目。
l 貼近實際，易于拓展潛龍通過十幾年與用戶市場溝通，獲得了寶貴的實際經驗。我們深知教學與實際生產結合的重要性。所以不管是從實驗項目的設計，還是特別設計了多達幾十種的實訓包。超聲波，GPS,GSM,霧化器等等一系列的打包模塊。
l 易于管理，維護方便潛龍設計了不同以往的漂亮柜子，如同您家里的家具般讓人舒適，上乘的腳輪易于移動與固定。同時可選配儀器放置隔板，資料放置隔板等貼心設計，讓您輕松，漂亮地放置常用儀器與實驗時需要查詢的資料。同時潛龍采用精致的小模塊設計，單獨故障不會導致整個系統的破壞。如有損壞，僅需替換相應小模塊即可，方便又省心。
配置清單(*帶星號為選配模塊)
序號 | 名稱 | 型號及規(guī)格 |
1 | 實訓桌 | 尺寸1160*720*840 采用符合人體工學的平斜面設計，所有模塊平斜放于桌面固定槽內，實驗視線同讀書一樣，自然往下，利于思考。同時解決傳統立式結構的視線遮擋，無法看見教師教學的問題。工藝上采用優(yōu)質鋁材，16mm以上黑色木板，家具級封邊工藝，帶3個柜子，優(yōu)質鉸鏈，鋁合金把手，帶4個可鎖式腳輪便于移動。 |
2 | 電腦推車 | 尺寸630*580*1140 采用鋁合金結構，16mm以上黑色木板，家具級封邊工藝，帶4個腳輪，帶電腦位，伸縮鍵盤托板。 |
3 | 51單片機主機模塊 | AT89S52芯片/在系統下載設計 |
4 | 電源模塊 | DC±5V，±12V，24V |
5 | 仿真器模塊 | DICE-KEIL USB仿真器 (USB通訊接口，使用KEIL軟件) |
6 | 顯示模塊(AB共2塊) | 8位跑馬燈 |
8位數碼管動態(tài)顯示 | ||
16×32點陣LED屏 | ||
128×64繪圖液晶顯示屏 | ||
1602字符型液晶顯示屏 | ||
7 | 繼電器模塊 | 6路繼電器（帶驅動） |
8 | 指令模塊 | PS2鍵盤接口 |
8個獨立鍵盤接口 | ||
8路8位開關量輸入 | ||
4*4矩形鍵盤接口 | ||
9 | ADC/DAC模塊 | ADC0809 |
DAC0832 | ||
0-5V模擬電壓輸出 | ||
8等級LED電平指示 | ||
有源時鐘發(fā)生器 | ||
10 | 交直流電機控制模塊 | 24V直流減速電機 |
220V交流減速電機 | ||
光電開關計數輸出 | ||
11 | 步進電機控制模塊 | 步進電機 |
水平移動裝置 | ||
閉環(huán)控制裝置 | ||
12 | 傳感器配接模塊 | 4路傳感器接口 |
16路光電隔離IO口 | ||
13 | 擴展模塊 | 8255芯片，74LS245芯片 |
14 | 溫度傳感器模塊 | 18B20/LM35 |
15 | RS232通訊線 | RS232通訊線 |
16 | ISP編程線 | ISP編程電纜 |
17 | 排線 | 排線 |
18 | 電子連線 | 實驗連線 |
19 | 接近開關 | 接近開關 |
20 | DICE-AT2015過程自動控制理論?計算機控制技術實驗平臺 |
一、控制平臺 采用工業(yè)級全鋁合金框架結構,非鈑金加工。鋁合金規(guī)格30*30mm，控制臺背后采用門式結構，配置門鎖，方便維修檢修。 整體尺寸: 500×200×500 mm 輸入電壓：220V ±10% 50HZ 輸出電壓/電流：+5V/2A，+l2V/0.2A，-l2V/0.2A 二、模塊電路 （1）系統采用Intel 8088作為系統的控制計算機，擴展EPROM采用W27512，存儲空間64K,擴展RAM采用HM62256，存儲空間32K，鎖存譯碼采用CPLD器件ispLSI 1032E。 （2）信號源發(fā)生單元電路：正弦波、方波、斜波及拋物波，信號周期在2毫秒至30秒之間可調； （3）采樣保恃器及單穩(wěn)單元電路； （4）運算模擬單元電路； （5）非線性單元電路； （6）狀態(tài)指示燈單元； （7）D/A0832數/模轉換單元電路； （8）A/D0809模/數轉換單元電路； （9）單節(jié)拍脈沖發(fā)生單元； （10）電位器單元； （11）－5V電源發(fā)生單元； （12）ULN2803驅動單元； （13）直流電機模塊單元(帶反饋)； （14）步進電機模塊單元； （15）信號測量單元： 采用PC軟件實現雙蹤示波器、頻率特性分析等功能。 （16）特殊運算環(huán)節(jié)單元； （17）可變電阻器組單元； （18）微型溫度控制單元； 三、上位軟件 系統為嵌入式控制計算機配有高度可視化的源語言級集成開發(fā)環(huán)境，集控制程序開發(fā)、調試和實驗測量分析于一體，支持匯編源語言級的編程和調試。系統還提供有一組先進的虛擬儀器功能，為用戶創(chuàng)造了集控制系統設計、電路構造、系統調試和測試分析諸功能一體化的實驗環(huán)境： (1)雙蹤超低頻數字存儲示波器：具有實時測量和顯示、波形回放、游標測量、波形存貯等功能。 (2)頻率特性分析儀：可顯示系統各頻率點的時域相應波形并進行分析，以半自動掃頻測量方式進行測量，測量完畢后即可產生極坐標圖和波特圖，由此顯示出系統的頻率特性，同時還具有圖形保存功能。(3) X_Y測量：將兩路測量信號以X_Y坐標的形式顯示，具有波形刷新和波形存貯功能，可應用于非線性系統的實驗特性研究。 四、YW單容液位控制系統 采用工業(yè)級全鋁合金框架結構,非鈑金加工。鋁合金規(guī)格30*30mm。 整體尺寸:520×200×660 mm 由有機玻璃水箱，水槽、水泵、和液位壓力傳感器、控制閥門、水管、24V開關電源等部件組成。 （1）水箱，水槽：采用7mm厚度透明有機玻璃材料，水箱正面標有水位標尺，內部有設有緩沖槽。 （2）水泵：直流24V，直流無刷，磁力驅動，可調速控制流量;靜態(tài)楊程6米;上限流量960L/H;工作壽命大于20000小時;具有缺水自動保護功能;防護等級：IP68。 （3）液位壓力傳感器： 全封閉式電路，具有防潮、防結露、防滲漏功能;測量形式及范圍 0～1～200mH2O 允許過載：2倍滿量程壓力 工作溫度：-20～80℃ 溫度補償：-10～70℃ 存儲溫度：-40～80℃ 輸出信號：（0～5)V三線制 供電電源：15～36 VDC(標定電壓24VDC) 外殼材料：304不銹鋼O型圈 氟橡膠 電 纜：專用防水透氣電纜 防護等級：IP68(壓力傳感器部分) （4）開關電源：配置高性能DC24V/1.5A開關電源 五、USB2.0數據采集卡 核心CPU芯片采用32 位 RISC ARM STM32,使用實時操作系統RTOS； USB2.0通訊接口； 支持LabVIEW, CVI, Matlab, C++ 二次開發(fā)接口； 模擬量輸入：14位ADC分辨率率，支持同時8 路單端輸入或者4路差分輸入； 模擬量輸出：12位DAC分辨率率，2通道輸出； l 直流電壓范圍：0~5V，波形輸出支持正弦，方 波，鋸齒，三角波任意波形 數字量輸入輸出：支持8 路輸入輸出，集電集開漏輸出，電平方式：5V TTL。 （7） 計數器/脈沖輸出：通道數：1通道；上限計數頻率：5Mhz，分辨率：32位，計數范圍：0~65535 六、可完成實驗 （一）自動控制原理 實驗項目 1、典型環(huán)節(jié)的模擬研究 2、典型系統瞬態(tài)響應和穩(wěn)定性 3、系統校正 4、控制系統的頻率特性 5、典型非線性環(huán)節(jié) 6、非線性系統（一） 7、非線性系統（二） 8、采樣系統分析 9、采樣控制系統的校正 10、態(tài)反饋（極點配置） （二）計算機控制技術 1、A/D，D/A轉換 2、采樣保持器 3、數字濾波 4、積分分離式PID控制 5、拍有紋波系統實驗 6、拍無紋波系統實驗 7、大林算法控制 8、非線性控制 9、解耦控制 10、綜合控制實驗 （三）控制系統應用 1.直流電機閉環(huán)調速實驗 2.溫度閉環(huán)控制實驗 3.步進電機調速實驗 4. 單容液位控制系統實驗 |
*21 | DAQ創(chuàng)新實驗模塊 | 1. USB接口，帶光耦隔離芯片。 2. 配套上位機軟件，帶豐富的互動性。下位機進行操作時上位機軟件可以實時做出對應反應?？赏瓿?5類開環(huán)與閉環(huán)實驗。 3. 實時顯示各接口情況，對運行代碼情況了如指掌。 可完成十五個控制實驗項目：
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*22 | 串并轉換模塊 | 74LS164/165芯片 |
四位數碼管靜態(tài)顯示 | ||
仿PLC的IO口狀態(tài)指示 | ||
*23 | IIC總線模塊 | IIC總線IC卡 |
IIC總線時鐘芯片 | ||
IIC總線EEPROM | ||
*24 | EDA擴展板 | 標配Lattice1032擴展板。 可選EP1K30,EP1C6,EP1C12 |
*25 | 小車運動模塊 | 直流減速電機機構 |
四路兩種位置傳感器檢測 | ||
限位保護功能 | ||
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*26 | 智能物料搬運模塊 | 雙軸直線搬運機器人機構 |
搬運機構 | ||
傳感器檢測機構 | ||
限位保護功能 | ||
接供料機構 | ||
氣動控制機構 | ||
五個微動開關，從左向右分別是左限位開關、工位3位置開關、工位2位置開關、工位1位置開關、右限位開關。其中左、右限位開關是硬件保護元件，它們直接串接在電動機的控制電路中，當控制電路失效或元器件損壞時能有效保護電動機和機構的安全。三個位置開關用來檢測手臂的位置。
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*27 | 氣泵 | 實驗室共用靜音氣泵 |
*28 | 二維運動控制 | 二維運動機構 |
限位保護功能 | ||
二相步進電機 | ||
獨立開關電源 | ||
1、定位精度：0.4mm 2、X軸有效行程：320mm；Y軸有效行程：320mm； 3、輸入電源：220V±10％(50Hz) 4、工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃ 相對濕度<85％(25℃) 海拔<4000m 5、裝置容量：≤1．2kVA 6、外形尺寸：70cm×61cm×20cm
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*29 | ARM主機模塊 | ARM CortexM3系列STM32F103ZET6芯片,3.2寸TFT真彩觸摸屏模塊 （可選配ULINK2ARM仿真器） |
ARM主機模塊硬件資源： （1）CPU：STM32F103ZET6;(LQFP144腳,片上集成512K flash、64KRAM、12Bit;ADC、DAC、PWM、CAN、USB、SDIO、FSMC等資源); (2)板上外擴512K SRAM, 2M NOR FLASH （板上支持1024kSRAM，16M的NOR FLASH）滿足大容量數據采集、處理及分析要求; (3)板上外擴128M或256M NAND FLASH（標配128M）滿足彩屏上豐富的圖片存儲、數據表格存儲，文件管理等應用; (4)搭配3.2寸TFT真彩觸摸屏模塊，FSMC控制，彩屏模塊上配置RSM1843（ADS7843、TSC2046腳對腳兼容）觸摸控制器芯片，支持一個SD卡（SPI方式）可用于存儲圖片，支持一個AT45DBxxx的DATA FLASH（可用于存儲漢字庫）; (5)一路CAN通信接口,驅動器芯片SN65VHD230; (6)兩路RS232接口; (7)一路RS485通信接口; (8)一個SD卡座SDIO控制方式; (9)一個I2C存儲器接口，標配24LC02(EEPROM); (10)一個SPI存儲器接口，標配AT45DB161D(DATA FLASH); (11)一路ADC調節(jié)電位器輸入; (12)三路ADC輸入接線端子引出; (13)兩路PWM輸出接線端子引出; (14)兩路DAC輸出接線端子引出; (15)一個蜂鳴器、五個用戶LED燈、一個電源指示燈，一個USB通信指示燈; (16)四個用戶按鍵，一個系統復按鍵。 | ||
*30 | MSP430單片機主機模塊 | MSP430F449芯片（配下載電纜） |
*31 | AVR單片機主機模塊 | ATMEGA128L芯片（配下載電纜） |
*32 | PIC單片機模塊 | PIC16F877A芯片 |
*33 | 編程器 | TOOP2004 |
*選配單片機實訓包模塊:
序號 | 實訓包名稱 | 配件 | 說明 | |
配件名稱 | 數量 | |||
1 | 智能語音遙控機器人 | 51單片機系統、語音識別模塊，電機驅動模塊，機器人模型，配件、技術資料 | 1套 | 通過51單片機系統實現對語音模塊的讀取，從而實現對機器人動作的語音控制。 |
2 | 智能語音遙控小車 | 51單片機系統、語音識別模塊，電機驅動模塊，小車模型,配件、技術資料 | 1套 | 通過51單片機系統實現對語音模塊的讀取，從而實現小車動作的語音控制。 |
3 | 超聲波倒車雷達 | 51單片機系統、超聲波測距模塊、液晶顯示模塊、 配件、技術資料 | 1套 | 使用一對超聲波傳感器，單片機根據發(fā)射與接收超聲波信號的時間差來計算距離，帶溫度補償，結果用數碼管顯示 |
4 | 環(huán)境測試儀 | 51單片機系統、環(huán)境測試模塊、液晶顯示模塊、配件、技術資料 | 1套 | 通過檢測環(huán)境溫度和濕度，并通過單片機接收數據，實時顯示當前溫度值和濕度值。 |
5 | 出租車計價器 | 51單片機系統、液晶顯示模塊、直流電機模塊、配件、技術資料 | 1套 | 直流電機模擬車輪，用霍爾傳感器測里程，用LCD顯示里程、單價、總價、等信息 |
6 | 數字式多路溫度采集系統 | 51單片機系統、DS18B20模塊、液晶顯示模塊、配件、技術資料 | 1套 | 對8組DS18B20同時進行溫度采集和顯示 |
7 | 數據采集系統 | 51單片機系統、數據采集模塊、液晶顯示模塊、配件、技術資料 | 1套 | 采用AD轉換器轉換模擬信號，再通過單片機送到液晶模塊，顯示轉換后的數字量 |
8 | 交通燈控制系統 | 51單片機系統、交通燈模塊、配件、技術資料 | 1套 | 用LED發(fā)光二極管模擬交通燈，數碼管顯示秒數 |
9 | 電機控制系統 | 51單片機系統、直流電機控制模塊、四相步進電機模塊、液晶顯示模塊、配件、技術資料 | 1套 | 51單片機系統，通過PWM方式控制直流電機轉速，并用霍爾傳感器測速。 51單片機系統驅動四相步進電機進行正轉，反轉和停止操作。 |
10 | 公交車報站器 | 51單片機系統、語音錄放模塊、配件、技術資料 | 1套 | 公交車報站，語音提示，可進行語音錄放控制 |
11 | 熱釋紅外報警儀 | 51單片機系統，熱釋電紅外傳感器測溫模塊、配件、技術資料 | 1套 | 使用熱釋紅外傳感器，實現非接觸測量人體、物體熱釋紅外信號檢測，并通過蜂鳴器報警。 |
12 | 數字電子鐘 | 51單片機系統、日歷時鐘模塊、液晶顯示模塊、配件、技術資料 | 1套 | 年、月、日、星期、時、分、秒顯示，程序中可設置初值 |
13 | 俄羅斯方塊游戲 | 51單片機系統、液晶顯示模塊、配件、技術資料 | 1套 | 單片機實現俄羅斯游戲，用LCD顯示，鍵盤控制 |
14 | 電子稱 | 51單片機系統、壓力傳感器模塊、信號放大轉換模塊、法碼（3只）、液晶顯示模塊、4*4矩陣鍵盤、配件、技術資料 | 1套 | 測量物體質量，LCD1602液晶依次顯示：重量值|輸入的單價值|待測物體的總價格.可通過下面4*4矩陣鍵盤輸入單價，然后將砝碼放上托盤，再按 “計算”鍵，計算出總價格。重新稱重時，按下“退格”鍵，重復以上步驟。提供法碼，量程500克 |
15 | 考勤機 | 51單片機系統、讀卡器模塊、液晶顯示模塊、配件、技術資料 | 1套 | IC卡應用于考勤機，身份識別，記錄考勤數據。 |
16 | SD卡讀寫器 | 51單片機系統，SD卡讀寫模塊、液晶顯示模塊、配件、技術資料 | 1套 | 通過51單片機，讀寫SD卡，SD卡需自配，并在液晶上顯示SD卡讀寫的數據。 |
17 | MP3音樂播放器 | 51單片機系統、MP3播放模塊、耳機、配件、技術資料 | 1套 | 通過51單片機系統對實驗板SD卡讀寫，源代碼可以通過本實驗板播放幾乎所有常用碼率的MP3/wma/mid/mav音頻文件。 |
18 | 無線數據 傳輸系統 | 51單片機系統、無線通信模塊、配件、技術資料 | 1套 | 無線數據傳輸模塊實現數據傳輸，注：用戶至少配兩套系統才能完成傳輸功能 |
19 | 基于CAN總線的汽車車窗控制 | 51單片機系統、CAN通訊模塊、液晶顯示模塊、配件、技術資料 | 1套 | 通過51單片機系統對CAN總線方式通信，控制車窗的開合（模擬），并通過液晶顯示CAN總線通訊數據 |
20 | 網絡家電 | 51單片機系統、以太網通訊模塊、配件、技術資料 | 1套 | 通過51單片機系統控制以太網模塊實現與PC機端調試小助手雙向數據通訊，（模擬）空調的啟動、停止和設置 |
21 | GSM通信系統 | 51單片機系統、GSM網絡通信模塊（SIM卡自備）、配件、技術資料 | 1套 | 單片機控制GSM通信模塊實現自動拔號、通話和發(fā)短信功能。 |
22 | GPS定位 | 51單片機系統、GPS模塊、 液晶顯示模塊整合到一塊PCB板上、GPS天線、配件、技術資料 | 1套 | 單片機讀取GPS模塊信號：時間、經度、緯度、海拔、移動速度等，用LCD顯示 |
23 | 可燃氣體報警儀 | 51單片機系統、可燃氣體檢測模塊、配件、技術資料 | 1套 | 使用可燃氣體傳感器，調理電路進行信號調理，單片機根據信號進行報警。 |
24 | 流量液位檢測自動供水（帶紅外遙控） | 51單片機系統、透明供水系統模型、水泵、流量檢測傳感器模塊、液位檢測傳感器、紅外遙控器、配件、技術資料 | 1套 | 單片機實時檢測并在LED數碼管上實時顯示水流量信息，同時根據液位情況，控制水泵進行自動供水控制，水流量可手動進行調節(jié)。系統帶紅外遙控系統。 |
25 | 汽車無鑰匙 啟動系統 | 51單片機系統、觸摸傳感器模塊、直流電機控制模塊、配件、技術資料 | 1套 | 51單片機系統，根據采集到觸摸傳感器模塊的信號，啟動或停止汽車工作（由小直流電機模擬）。 |
26 | 火災感應 報警系統 | 51單片機系統、火焰檢測傳感器模塊、直流電機控制模塊、配件、技術資料 | 1套 | 51單片機系統，根據采集到火焰檢測傳感器模塊的信號，來控制蜂鳴器和LED發(fā)光二極管聲光報警。 |
27 | 汽車自動雨 刮器系統 | 51單片機系統、凝露傳感器模塊、配件、技術資料 | 1套 | 51單片機系統，根據采集到凝露傳感器模塊的信號，來控制LED發(fā)光二極模擬雨刮器的啟停 |
28 | 汽車傾斜檢 測報警裝置 | 51單片機系統、傾斜傳感器模塊、配件、技術資料 | 1套 | 51單片機系統，根據采集到傾斜傳感器模塊的信號，來控制蜂鳴器和LED發(fā)光二極管聲光報警。 |
29 | 汽車舒適度 檢測裝置 | 51單片機系統、振動檢測傳感器模塊、配件、技術資料 | 1套 | 51單片機系統，根據采集到振動檢測傳感器模塊的信號，并用LED發(fā)光二極管閃動的頻率來模擬汽車振動的頻率。 |
30 | 空氣質量檢測系統 | 51單片機系統、空氣質量傳感器模塊、配件、技術資料 | 1套 | 51單片機系統，根據采集到空氣質量傳感器模塊的信號，來判斷空氣質量。 |
