HL-51型單片機(jī)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)考核裝置

一、設(shè)備概述

本裝置是根據(jù)中等職業(yè)學(xué)�！秵纹瑱C(jī)及其應(yīng)用》的教學(xué)內(nèi)容和要求，按照職業(yè)崗位的工作內(nèi)容開(kāi)發(fā)的實(shí)訓(xùn)考核設(shè)備。采用模塊化、開(kāi)放式設(shè)計(jì)。各個(gè)模塊即可做基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，又可組合起來(lái)做實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì)。模塊之間聯(lián)接靈活，加深學(xué)生對(duì)單片機(jī)硬件電路設(shè)計(jì)原理的理解,能夠完成I/O實(shí)訓(xùn)，A/D實(shí)訓(xùn)，D/A實(shí)訓(xùn)，LED\LCD點(diǎn)陣模塊實(shí)驗(yàn)，電機(jī)控制等。

二、技術(shù)指標(biāo)

1. 輸入電源：?jiǎn)蜗?nbsp;AC 220V±10%（50Hz）

2. 輸出電源：DC ±12V±5％/1A

          DC ±5V±5％/1A

          DC 24V±5％/1.5A

3.環(huán)境 溫度：-10～40 ℃；環(huán)境濕度：≤90%（25℃）

4. 整機(jī)功耗：≤0.5 kW

5. 安全保護(hù)措施：具有接地保護(hù)、漏電保護(hù)功能，安全性符合相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。市電采用高絕緣的安全型插座及帶絕緣護(hù)套的高強(qiáng)度安全型實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線。

三、功能特點(diǎn)

本裝置為通用性模塊化多功能裝置，各功能端口完全開(kāi)放，可以通過(guò)不同的接線來(lái)完成各種不能的功能，為學(xué)生的各種創(chuàng)新設(shè)計(jì)創(chuàng)造了廣闊的空間。

1、總體結(jié)構(gòu)

本設(shè)備采用實(shí)訓(xùn)桌加實(shí)訓(xùn)模塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模塊采用標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，互換性強(qiáng)；按輸入，輸出、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等功能的原則確定模塊內(nèi)容，使教學(xué)或競(jìng)賽時(shí)可方便的選擇需要的模塊。

本設(shè)備的每個(gè)模塊都具有兩種接線方式，一種為電子連線接法，8位數(shù)據(jù)總線時(shí)還可以用杜邦線排線連接。對(duì)于具有干擾性質(zhì)的元件，全部采用光電隔離裝置隔離，確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。

2、實(shí)訓(xùn)臺(tái)

實(shí)訓(xùn)臺(tái)造型美觀大方，經(jīng)久耐用。采用鋁木結(jié)構(gòu)，采用特制模具制作的優(yōu)質(zhì)鋁合金實(shí)訓(xùn)模塊安裝架，實(shí)訓(xùn)臺(tái)的抽屜柜用于存放實(shí)訓(xùn)模塊，配置電腦主機(jī)柜及顯示器位。

3、各個(gè)功能模塊功能特點(diǎn)

（1）主機(jī)模塊

單片機(jī)采用愛(ài)特梅爾的AT89S52。該單片機(jī)內(nèi)部設(shè)有256Byte的RAM和8KByte的FLASH、三個(gè)16位定時(shí)器，兩個(gè)數(shù)據(jù)指針，片內(nèi)集成了一個(gè)看門(mén)狗電路。64KRAM擴(kuò)展空間、64KROM擴(kuò)展空間；32個(gè)IO口，6個(gè)向量中斷源；0~33MHz的工作頻率，三級(jí)程序加密功能；工作電壓4.0V~5.5V。使用DIP40封裝便于更換芯片及仿真。并設(shè)計(jì)有在系統(tǒng)下載設(shè)計(jì)接口，通過(guò)USB下載器可以方便地進(jìn)行編程，無(wú)需把單片機(jī)從電路上取下。

該模塊上還設(shè)有串行通信接口，可以直接與計(jì)算機(jī)通信，飛利浦單片機(jī)和宏晶單片機(jī)也可以通過(guò)此口進(jìn)行程序下載。復(fù)位電路上加有手動(dòng)復(fù)位按扭，可以直接復(fù)位操作。模塊上還設(shè)有有源蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路，直接給固定電平就可以發(fā)出聲響。

（2）電源模塊

電源模塊采用線性電源和開(kāi)關(guān)電源兩種。單片機(jī)等芯片采用線性電源供電，電機(jī)等大功率器件采用開(kāi)關(guān)電源供電。電源采用漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)作為總控制，安全可靠。用船形開(kāi)關(guān)單獨(dú)控制低壓電，市電與低壓電分開(kāi)控制。該模塊共有三組相互獨(dú)立的低壓電源，其中有兩組是正負(fù)雙電源輸出。面板上放置了一個(gè)AC220輸出插板，可以同時(shí)掛接三個(gè)儀器儀表。其中每組電源都有保險(xiǎn)絲作過(guò)載保護(hù)。

（3）仿真器模塊

配備有高性能單片機(jī)仿真器，可以全功能仿真MCS51系列單片機(jī)，也可以軟件仿真；軟件可很好的支持中文，支持關(guān)鍵字提示，自動(dòng)完成符號(hào)配對(duì)等功能。支持64K程序地址斷點(diǎn)、64K源程序有效行斷點(diǎn)和64K臨時(shí)斷點(diǎn)，單片機(jī)內(nèi)部寄存器狀態(tài)一目了然。主機(jī)與計(jì)算機(jī)采用USB接口。

（4）顯示模塊

配置8位跑馬燈（邏輯電平指示）、8位數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示、16×32點(diǎn)陣LED屏、1602字符型液晶顯示屏、128×64繪圖液晶顯示屏。

（5）繼電器模塊

該模塊共有6路繼電器，每個(gè)繼電器的開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)全部引出，并明確標(biāo)示；每個(gè)繼電器還設(shè)有工作指示燈。六組繼電器中有兩組為AC220控制的繼電器，可以控制交流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)及停止，通過(guò)轉(zhuǎn)換頭可以連接電子連線。另外四組為電子連線座輸出。繼電器觸點(diǎn)容量250V/6A、DC28V/12A。

（6）指令模塊

指令模塊上放置了單片機(jī)常用的輸入元件，其中有8個(gè)獨(dú)立鍵盤(pán)接口，8路8位開(kāi)關(guān)量輸入，4*4矩形鍵盤(pán)接口，可以滿(mǎn)足學(xué)生從基礎(chǔ)到高級(jí)，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的實(shí)訓(xùn)要求。

（7）ADC/DAC模塊

ADC/DAC模塊上設(shè)計(jì)了兩種轉(zhuǎn)換芯片ADC0809和DAC0832。板載三個(gè)功能子模塊：0-5V模擬電壓輸出、8等級(jí)LED電平指示器和有源時(shí)鐘發(fā)生器。

（8）交直流電機(jī)控制模塊

該模塊可以完成兩種電機(jī)的控制實(shí)驗(yàn)，分別是24V直流減速電機(jī)和220V交流減速電機(jī)。每種電機(jī)的轉(zhuǎn)盤(pán)下面放有光電開(kāi)關(guān)計(jì)數(shù)器，可以用單片機(jī)感知其位置和轉(zhuǎn)動(dòng)了多少圈。每個(gè)電機(jī)控制線路中設(shè)有超程保護(hù)輸入端口，在與水平移動(dòng)裝置組合實(shí)驗(yàn)時(shí)可以有效保護(hù)電機(jī)和機(jī)構(gòu)的安全。

（9）步進(jìn)電機(jī)控制模塊

該模塊設(shè)有一只24V兩相步進(jìn)電機(jī)和大功率步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。模塊設(shè)置水平移動(dòng)裝置，把電機(jī)的軸轉(zhuǎn)改為水平直線運(yùn)動(dòng)，并用鋁直尺的刻度指示。該模塊還可以做閉環(huán)控制的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。同時(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)超程保護(hù)電路，當(dāng)機(jī)構(gòu)走到一個(gè)程序不可知狀態(tài)時(shí)，可自動(dòng)關(guān)閉電機(jī)電源，避免機(jī)構(gòu)超程損壞。直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上帶了左右限位輸出端子，供單片機(jī)查詢(xún)狀態(tài)。

（10）傳感器配接模塊(4路傳感器接口)

該單元共有兩組16路光電隔離IO口，每個(gè)光電隔離IO口均可仿PLC與24V電源供電的傳感器連接。并配有四路傳感器轉(zhuǎn)換接口用于工業(yè)傳感器的連接。

（11）擴(kuò)展模塊

82C55的三個(gè)端口全部引出，可以用電子連線連接，也可以用排線連接�？刂贫伺c數(shù)據(jù)通信口安排在一起，整體布局美觀大方。另設(shè)有一片74LS245芯片，可以用來(lái)與82C55組合起來(lái)完成不同的實(shí)驗(yàn)功能。

（12）溫度傳感器模塊

該模塊配備有兩種芯片型溫度傳感器：數(shù)字量溫度傳感器18B20和模擬量溫度傳感器LM35。LM35器件還加有運(yùn)算放大器，放大的模擬量可以提高測(cè)量精度。每種傳感器都有透明外殼加固保護(hù)，內(nèi)有大功率加熱電阻，加熱指示器等�？梢杂脕�(lái)做恒溫控制，溫控器等實(shí)驗(yàn)。

（13）智能物料搬運(yùn)裝置

配置雙軸機(jī)器人作為裝配的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，具有X軸、Y軸兩個(gè)方向的執(zhí)行能力，可完成智能抓取物料放料等功能；配置有行程開(kāi)關(guān)，光電傳感器，光纖傳感器等，可確保各執(zhí)行器的準(zhǔn)確定位；超出最大行程時(shí)，具有硬件自動(dòng)保護(hù)功能，確保系統(tǒng)安全及人身安全；本裝置為通用的模塊化的多功能裝置，各功能端口完全開(kāi)放，可以能過(guò)不同的接線來(lái)完成各種不同的功能。

四、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目

單片機(jī)部分

1.跑馬燈實(shí)驗(yàn)

2.獨(dú)立按鍵輸入實(shí)驗(yàn)

3.矩陣鍵盤(pán)接口實(shí)訓(xùn)

4.光電耦隔離輸入輸出實(shí)驗(yàn)

5.金屬檢測(cè)實(shí)訓(xùn)

6.繼電器隔離控制實(shí)驗(yàn)

7.靜態(tài)數(shù)碼管顯示實(shí)驗(yàn)

8.動(dòng)態(tài)數(shù)碼管顯示實(shí)驗(yàn)

9.蜂鳴器演奏實(shí)驗(yàn)

10.8255芯片擴(kuò)展IO口實(shí)驗(yàn)

11.液晶顯示模塊控制實(shí)訓(xùn)

12.點(diǎn)陣LED屏漢字顯示實(shí)驗(yàn)

13.AD轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)

14.DA轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)

15.LM35溫度傳感器采集實(shí)驗(yàn)

16.IIC總線IC卡存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)

17.EEPROM芯片24系列存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)

18.外部中斷光電計(jì)數(shù)控制電機(jī)實(shí)訓(xùn)

19.定時(shí)器中斷控制電機(jī)實(shí)訓(xùn)

20.開(kāi)環(huán)步進(jìn)電機(jī)控制實(shí)訓(xùn)

21.閉環(huán)交直流電機(jī)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

22.閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

23.恒溫室控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

24.PS鍵盤(pán)通信實(shí)驗(yàn)

25.RS232通信實(shí)驗(yàn)

智能物料搬運(yùn)裝置部分

26.氣動(dòng)電磁閥的控制實(shí)驗(yàn)

27.氣爪動(dòng)作及物料檢測(cè)實(shí)驗(yàn)

28.電動(dòng)手臂控制實(shí)驗(yàn)

29.單球循環(huán)搬運(yùn)實(shí)訓(xùn)

30.雙球循環(huán)搬運(yùn)實(shí)訓(xùn) 

31.智能判斷搬運(yùn)實(shí)訓(xùn)