单片机技术应用实训考核装置

单片机技术应用实训考核装置

在当今数字化时代，单片机技术作为电子工程与自动化控制的核心，其应用广泛且重要。为了满足教育与产业对单片机技术人才的需求，上海科潮推出了这款先进的单片机技术应用实训考核装置，旨在为学生和工程师提供一个全面、高效且易于上手的学习与实践平台。

一、产品特点：为教学与实践量身定制

（一）入门简易，设计精巧

为了让初学者能够轻松上手，我们精心设计了简洁直观的操作界面。从最基础的跑马灯实验开始，学生可以无缝过渡到更复杂的项目中。大部分模块的背面采用镂空设计，在确保安全的前提下，让学生能够直观地观察到内部结构，甚至亲手触摸相关部件。这种设计不仅满足了学生的好奇心，更强化了他们的感性认识，为后续的深入学习打下坚实基础。

（二）人体工学，舒适便捷

我们深知操作的舒适性对于长时间学习的重要性。因此，本装置采用了模块平放结构，使操作者的视线自然下垂，如同日常阅读与书写一般轻松。靠近用户一侧的模块略带倾斜，进一步优化了操作体验，让操作更加便捷。同时，这种设计还确保了操作者抬头时视线毫无遮挡，便于聆听讲解，也让教师能够轻松观察到学生的实验情况，及时给予指导。

（三）高度开放，激发创新

本装置采用了模块化设计理念，但绝非简单地堆砌模块。我们综合考虑了模块之间的联系、可能性与功能性，为用户提供了丰富的经典实训项目。同时，我们鼓励用户充分利用这些高度开放的模块，发挥自己的创造力，设计出独特的实验项目。这种开放性不仅满足了不同层次用户的需求，更为创新教育提供了广阔的空间。

（四）贴近实际，易于拓展

我们深知理论与实践相结合的重要性，因此特别设计了多达几十种的实训包，涵盖了从基础到高级的多个应用场景。这些实训包紧密贴合实际生产需求，让学生在学习过程中能够直接接触到真实的工业场景，为未来的职业发展做好充分准备。

二、技术性能：卓越品质，稳定可靠

（一）输入电源

本装置采用 AC220V±10%、50Hz 的输入电源，适应性强，能够在各种常见环境下稳定运行。

（二）工作环境

装置能够在 -10℃至 +40℃的温度范围内正常工作，相对湿度小于 85%（25℃），无论是寒冷的北方还是潮湿的南方，都能保持稳定的性能。

（三）装置容量

装置的容量为 200VA，能够满足多种复杂实验的需求，同时保证了系统的稳定性和安全性。

（四）重量与尺寸

装置的重量为 100kg，外形尺寸为 1600×750×1100mm，设计合理，既保证了足够的操作空间，又便于搬运和存放。

三、功能模块：全面覆盖，满足多样化需求

（一）主机模块

主机模块采用了爱特梅尔的 AT89S52 单片机，具备 256Byte 的 RAM 和 8KByte 的 FLASH，内置三个 16 位定时器和两个数据指针。它还集成了看门狗电路，提供 64KRAM 和 64KROM 的扩展空间，32 个 IO 口以及 6 个向量中断源。工作频率范围为 0~33MHz，支持三级程序加密功能，工作电压在 4.0V~5.5V 之间。采用 DIP40 封装，便于更换芯片及仿真。此外，模块还设计了在系统下载设计接口，通过 USB 下载器可以方便地进行编程，无需将单片机从电路上取下。模块上还配备了串行通信接口，该接口已经加入升压电路，可以直接与计算机通信，飞利浦单片机和宏晶单片机也可以通过此口进行程序下载。复位电路上加有手动复位按钮，可以直接进行复位操作。模块上还设有有源蜂鸣器驱动电路，直接给固定电平就可以发出声响。

（二）电源模块

电源模块采用了线性电源和开关电源相结合的方式。单片机等芯片采用线性电源供电，有效减少了因电源干扰引起的程序跑飞现象；而电机等大功率器件则采用开关电源供电，确保提供足够的功率。电源采用漏电保护开关作为总控制，安全可靠。用船形开关单独控制低压电，市电与低压电分开控制。该模块共有三组相互独立的低压电源，其中有两组是正负双电源输出。面板上放置了一个 AC220V 输出插板，可以同时挂接三个仪器仪表。每组电源都有保险丝作过载保护。

（三）仿真器模块

配备高性能单片机仿真器，能够全功能仿真 MCS51 系列单片机，同时也支持软件仿真。仿真软件为中国自主研发，能够很好地支持中文，具备关键字提示、自动完成符号配对等功能。支持 64K 程序地址断点、64K 源程序有效行断点和 64K 临时断点，单片机内部寄存器状态一目了然。主机与计算机采用流行的 USB 接口进行连接。

（四）显示模块

显示模块涵盖了从最基本的 LED 发光二极管到最高级的 LCD 显示屏。具体配置包括 8 位跑马灯（逻辑电平指示）、8 位数码管动态显示、16×32 点阵 LED 屏、1602 字符型液晶显示屏和 128×64 绘图液晶显示屏。这些丰富的显示器件使学习者能够接触所有的显示方案，在设计人机界面时更加得心应手。

（五）继电器模块

继电器模块集成了 6 路继电器，每个继电器的开关触点全部引出，并明确标示。每个继电器还设有工作指示灯，方便用户直观地了解继电器的工作状态。六组继电器中有两组为 AC220 控制的继电器，可以控制交流电机的正反转及停止，通过转换头可以连接电子连线。另外四组为电子连线座输出。继电器触点容量为 250V/6A、DC28V/12A。

（六）指令模块

指令模块上放置了单片机常用的输入元件，包括 8 个独立键盘接口、8 路 8 位开关量输入和 4×4 矩形键盘接口。这些丰富的输入方式可以满足学生从基础到高级、从简单到复杂的实训要求。如果用户需要更多的按键或更复杂的设计，还可以通过模块上的 PS2 键盘鼠标接口进行扩展。

（七）ADC/DAC 模块

ADC/DAC 模块上设计了两种转换芯片：ADC0809 和 DAC0832。为了便于调试程序和硬件，板载了三个功能子模块：0-5V 模拟电压输出、8 等级 LED 电平指示器和有源时钟发生器。在进行 ADC0809 实验时，可以用有源时钟发生器作为芯片的时钟，用 0-5V 模拟电压输出作为模拟量，用 8 等级 LED 电平指示器显示模拟量的大小；在进行 DAC0832 实验时，可以将芯片的输出接在 8 等级 LED 电平指示器上，直观地观察转换结果是否正常。

（八）交直流电机控制模块

该模块能够完成两种电机的控制实验，分别是 24V 直流减速电机和 220V 交流减速电机。每种电机的转盘下面都放置了光电开关计数器，可以用单片机感知其位置和转动的圈数。每个电机控制线路中都设有超程保护输入端口，在与水平移动装置组合实验时可以有效保护电机和机构的安全。

（九）步进电机控制模块

该模块配备了一只 24V 两相步进电机和大功率步进电机驱动器。模块改变了电机的轴转式运行方式，采用了一个水平移动机构，该机构可以把电机的轴转改为水平直线运动，并用铝直尺的刻度指示。该模块还可以进行闭环控制的实验项目，因为在运动机构上装有感知距离的闭环元件。同时，设计了一个超程保护电路，当机构走到一个程序不可知状态时，可自动关闭电机电源，避免机构超程损坏。直线运动机构上带有左右限位输出端子，供单片机查询状态。

（十）传感器配接模块（4 路传感器接口）

传感器配接模块是专为传感器的配接和电气隔离而设计的电路单元。该单元共有两组 16 路光电隔离 IO 口，每个光电隔离 IO 口均可仿 PLC 与 24V 电源供电