模电.数电.单片机实验开发系统综合实验室成套设备
一、产品研制意义
单片机实验开发系统专为满足大中专、本科、硕士研究生单片机原理及应用课程教学实验需求而设计,同时兼顾科研开发用途。该系统集实验与开发功能于一体,兼容 系列单片机。为满足基础教学需求,增设了数字电路、模拟电子技术实验功能,实现专业基础课(模拟、数字电路)、专业课(单片机实验)以及科研开发的三合一,一机多用,有效节省实验室空间、管理人员及资金投入。配套提供《教师用实验指导书》和《学生用实验指导书》,减轻教师备课与辅导实验的工作量。
二、功能与结构
(一)实验台部分
电源
A 组 :低压交流电压 3 - 24V 分七档可调,输出电流 1.5A。
B 组 :两组相互独立的 0 - 30V 直流稳压电源,内置继电器自动换档,多圈电位器连续调压,输出电流 2A,具有预设式限流保护功能。
C 组 :低压直流稳压电源,提供 + 5V、+ 14V 电压。
D 组 :单相市电输出,供用户连接自备仪器使用。
电源输入 :工作电压为 220V±5%(50Hz),输入时指示灯亮。
电源输出 :具备保险丝和漏电保护开关的二级保护功能:
函数发生器输出正弦波、三角波、方波,频率范围 5Hz - 550KHz,配备频率表指示。
七段译码器及数码管显示 :配备七段译码器及对应的译码显示数码管,用于显示实验数据。
单片机硬件结构及配置
单片机微处理器 :支持 8031/80C196KB 切换。
存储器 :程序存储器、数据存储器、I/O 接口统一编址,最大容量达 64K。
I/O 接口芯片 :包括 8255、8250、8279、A/D、D/A 转换,以及简单并行输出 2 个、并行输入 1 个、串 - 并转换接口 1 个。
实验电路 :配备 24 键键盘、六位 LED 数字显示、逻辑电平输入开关、发光二极管显示、步进电机、直流电机、继电器、音响等电路。
EPROM 写入装置 :可对 27C64、27C128、27C256 等 EPROM 芯片进行读写操作。
单片机软件及仿真功能
全下拉式菜单 :操作便捷。
支持编程语言 :ASM51、ASM96、PLM96、C51 等。
源语言级调试 :具备断点、单步、跟踪、浏览等操作功能。
仿真功能 :用户仿真空间达 48K。
EPROM 操作 :支持空白检查、读、写、反汇编、存盘等操作。
单次脉冲 :每拨动一次钮子开关,输出一对正负脉冲。
外测交直流二用电流表与电压表 :均为精度 0.5 级的三位半数字式显示,电流表测量范围 0 - 999mA,电压表测量范围 0 - 99V。
(二)学生实验桌
双人座设计,桌面中央设置九孔通用电路插板,元件盒可在其上接插形成数字、模拟实验电路。元件盒盒体透明,元件一目了然,盒盖印有永不褪色元件符号,盒盖与盒体采用科学压卡式结构,方便维修拆装。桌子左右各有一个柜子存放元器件,中间抽屉存放工具、万用表、导线等,桌面尺寸为 160×70cm。
三、器材配备(以 24 座为例)
包含 12 台实验台、12 张学生实验操作桌、1 台主控演示台、13 只 MF500 万用表、13 只数字万用表、39 只指针式 1.5 级直流电流表,25 套电烙铁及烙铁架,13 套涵盖电阻、电位器、电感线圈、变压器、二极管、三极管、场效应管、集成、可控硅、逻辑电平开关、逻辑电平指示等元件的元件盒,以及 13 套声传感器、直流电机、步进电机等,还有 13 套剥线钳、螺丝刀、尖嘴钳等工具。
四、用户自备器材
用户需自备双踪同步示波器(不限型号)、毫伏表、滑线变阻器。
五、实验项目
(一)模电、数电部分
模拟部分
基础实验 :涵盖二极管正、反相特性;晶体三极管输入、输出特性;晶体管共射极单管放大器;两级阻容耦合放大电路;负反馈对放大器性能的影响;场效应管放大器;差动放大电路;运算放大器指标测试;集成运算放大器基本应用(多种模拟运算电路);集成运算放大器非线性应用(多种波形发生器);变压器耦合推挽功率放大器;0TL 功率放大器;集成功率放大器;单相桥式整流电路;串联型晶体管直流稳压电源(设计性实验);集成直流稳压电源等基础实验项目。
拓展实验 :利用上述基础实验元器件,还可开展如电压负反馈偏置电路、分压式电流负反馈偏置电路、用二极管稳定工作点、共基极放大电路、共集电极放大电路、共源极基本放大电路、场效应管共漏极电路、场效应管共栅极电路、单管阻容放大电路、变压器耦合放大电路、甲类功率放大电路、串联电流负反馈电路、串联电压负反馈电路、并联电压负反馈电路、并联电流负反馈电路、共基共射极放大电路、自举射极输出电路、NPN - PNP 直接耦合放大电路、用负反馈消除自激振荡、晶体管开关作用、变压器反馈式振荡电路、电容三点式振荡电路、电感三点式振荡电路、差动放大电路基本形式、长尾式差动放大电路、双电源长尾式差动放大电路、运放用作交流比例放大、反相输入保护措施、同相输入保护措施、电源极性错接保护、RC 高通电路、利用三极管保护器件、差动输入运算电路、快速积分电路、模拟一阶微分方程电路、模拟二阶微分方程电路、基本对数运算电路、实用微分电路、反对数放大基本电路、简单过零比较电路、利用二级管作为上限检测幅度选择电路、下限幅度选择电路、RC 无源网络低通滤波电路、同相输入一阶低通滤波电路、反相输入一阶低通滤波电路、简单二阶 RC 滤波电路、典型二阶 RC 有源低通滤波电路、典型二阶高通有源滤波电路、基本带通滤波电路、典型带通滤波电路、矩型波振荡电路、宽度可调矩形波发生器、幅频可调锯齿波发生器、单相半波整流电路、单相全波整流电路、电容滤波电路、电容滤波带电阻负载、RC 滤波电路、基本 LC 滤波电路、二倍压整流电路、三倍压整流电路、基本稳压电路、基本调整管稳压电路、具有放大环节的稳压电路、单相半波可控硅整流、电子调压电路等拓展实验项目,以及趣味性实验如电子催眠器、电子门铃电路、电子报警电路。
数字部分
逻辑门与触发器实验 :包括 TTL 集成逻辑门参数测试、CMOS 逻辑门参数测试、TTL 集成电极开路门与三态输出门应用、与、非、或、与非门电路实验、RS 触发器实验、D 触发器实验、JK 触发器实验、T 触发器实验、JK 型触发器转换成 D 触发器、D 型触发器转换成 JK 触发器等实验项目。
其他数字电路实验 :涵盖计数器实验、MSI 移位寄存器及其应用、译码器及其变换方式、MSI 数据选择器及逻辑设计、微分型单稳态电路、环形多谐振荡器、利用门电路构成编码器分配器选择器、组合电路设计(编码转换、显示电路)、同步时序电路设计、计算机时序电路设计、集成定时器测试及应用、CMOS 集成 A/D、D/A 转换电路实验、二极管非门或非门电路、三极管非门与非门或非门电路、异步十进制减法计数器、异步十进制加法计数器、综合能力培训实验(电子秒表)等项目。
(二)单片机实验开发系统部分
软件实验 :包括清零程序、拆字程序、拼字程序、数据区传送子程序、数据排序实验、查找相同数个数、无符号双字节快速乘法子程序、多分支程序、脉冲计数(定时 / 计数实验)、电脑时钟(定时器、中断器综合实验)、二进制转换到 BCD、二进制转换到 ASCII、八段数码管显示、键盘扫描显示实验等。
硬件实验 :涵盖 P1 口亮灯实验、P1 口转弯灯实验、P3.3 输入 P1 口输出、工业顺序控制(中断控制)、8255 A.B.C 输出方波、8255 PA 口控制 PB 口、8255 控制交通灯、简单 I/O 口扩展实验、A/D 转换实验、D/A 输出方波、电子音响、继电器控制、步进电机实验、8253 方波、串并转换实验、外部存储器扩展实验、MCS - 51 串行口应用实验(双机通信、与 PC 机通信)、温度闭环控制、小直流电机调速实验、外部中断(急救车与交通灯)等。
软件实验 :有清零程序、拆字程序、拼字程序、数据区移动、数据排序实验、找 “零” 个数、32 位二进制乘法、多分支程序、显示子程序、键盘扫描显示实验、二进制转换到 BCD、二进制转换到 ASCII 等实验项目。
硬件实验 :包括 8255 并行口实验(A.B.C 口输出方波、PA 口控制 PB 口、控制交通灯)、简单 I/O 口扩展、A/D 转换实验、D/A 转换实验(输出方波、输出锯齿波)、8259 中断控制器实验、定时 / 计数器(8253 方波)、继电器控制、8251 串行通信实验(自发自收、与 PC 通信)、步进电机控制、小直流电机调速实验、温度闭环控制、音频驱动实验等。
软件实验 :如清零程序、拆字程序、拼字程序、数据区传送子程序、数据排序实验、查找相同数个数、无符号双字节快速乘法子程序、多分支程序、定时器 1 实验(定时中断)、定时器 T1 和 T2 同时产生中断、80C196 外部中断实验、软件方法产生中断、利用 HSI 测脉冲宽度、利用 HSI 测量单脉冲宽度、利用 HSO 产生单脉冲、利用 HSO 产生连续脉冲、软件定时器、A/D 转换实验、利用 PWM 产生各种波形、二进制转换到 BCD、二进制转换到 ASCII 等。
硬件实验 :包含 P1 口亮灯实验、P1 口转弯灯实验、P2.6 输入 P1 口输出、工业顺序控制、8255 A.B.C 输出方波、8255 PA 口控制 PB 口、8255 控制交通灯、简单 I/O 口扩展实验、A/D 转换实验、D/A 输出方波、继电器控制、8253 方波、串行口实验、LED 七段数码管显示实验、键盘显示综合实验、音频驱动实验、步进电机实验、直流电机实验等。