单片机与MCGS组态综合实验箱_单片机实验箱

SHKC-M20型单片机与MCGS组态综合实验箱

一、适用专业范围

本实验箱广泛适用于研究生、本科、大专、职业技术学院及中等专业技术学校的信息通信技术、应用电子技术、机电一体化、微机应用、数控技术、自动化、计算机原理与应用、仪表及控制、汽车工程等电子应用和微机控制的相关专业，为学生提供全面的实践学习平台。

二、系统简介

本实验箱将MCGS工业组态软件与单片机控制技术相结合，为学生呈现一个直观、形象的自动控制工业场景。系统不仅涵盖了51/52系列单片机的基础应用技术，还扩展到了各类控制技术、数据通信技术以及系统设计技术等。通过众多外围器件和设备接口的提供，学生可以迅速掌握单片机原理及其接口技术，并深入了解当今单片机领域流行的外设器件应用。同时，学习MCGS工业组态软件的编程和控制技术，培养学生成为适应社会创新需求的应用型人才。

三、系统硬件构成

1. 计算机：学生自备，用于实验过程中的编程、调试和数据分析。

2. SHKC-M20实验系统：核心实验平台，集成了单片机与MCGS组态的综合功能。

3. KEIL C51仿真器：具备USB/RS232通信方式，用于单片机程序的仿真与调试。

四、技术指标详解

本实验箱的技术指标全面集成在一个平台上，确保了良好的稳定性和高可靠性，维护简便。

1. 基础接口电路：

• 多路定时计数器8253A。

• 可编程并行接口8255。

• 可编程键盘显示接口8279。

• 可编程串行通信接口16C550。

• I/O口扩展电路74LS273/74LS244。

• 看门狗电路MAX813。

2. 人机接口电路：

• 8位LED发光管显示。

• 8位开关量输出模块。

• 8个LED数码管显示。

• 4×4矩阵键盘。

• 16×16点阵LED模块。

• 12864 LCD图形/中文/字符显示。

• 2.4寸TFT触摸屏液晶显示器。

• 两路带消抖单脉冲电路。

• 1HZ-1MHZ固定脉冲发生器。

• 微型打印机接口。

3. 外设执行部件：

• 5V继电器控制。

• 音乐发生器电路。

• 步进电机20BY驱动与控制。

• 直流电机驱动与控制。

• 扬声器/蜂鸣器驱动电路。

• 光电测速模块。

4. 通信接口电路：

• USB1.1通信模块（支持HOST/SLAVE模式）。

• IRM5000红外无线通信。

• CAN-Bus通信模块。

• TCP/IP通信模块（含以太网芯片）。

• RS232/RS485接口电路。

• I2C串行实时日历/时钟PCF8563。

• I2C串行键盘显示控制器Zlg7290。

5. 存储器电路：

• 32K静态RAM 62256。

• 串行存储器93C64。

• I2C串行存储器24C02。

• IC卡读写模块。

• SST512K FLASH存储器。

• SD卡读写电路。

6. 数据转换电路：

• DAC0832数字模拟转换接口。

• ADC0809模拟/数字转换接口。

• TLC549串行A/D转换电路。

• TLC5615串行D/A转换电路。

• ISD1730PY语音录放模块。

• DS18B20数字温度传感器。

7. 单片机仿真器：

• 配备USB接口的KEIL C51仿真器。

• 在线下载式单片机STC89C51。

• RS232或JTAG下载接口。

8. 总线扩展接口：主板预留外部总线扩展接口，支持各种新型接口电路的扩展。

9. 虚拟示波器（选配）：

• 高速双通道存储虚拟示波器。

• X-Y示波器功能。

• 存储/分析历史波形。

• 幅频/相频特性专用示波器。

• 支持波形和图片文件的保存与插入。

五、系统软件概览

1. KEIL C51软件环境：专为Windows平台打造，支持汇编与C语言的编程、编译与链接，更具备源程序级调试与在线下载功能，为单片机开发者提供了一站式的解决方案。

2. STC_ISP_V479在线下载软件：一款高效稳定的在线下载工具，助力用户轻松实现程序的烧录与更新，提升开发效率。

3. MGCS工业组态软件：具备强大的工业控制功能，为单片机应用提供了丰富的接口与扩展能力，满足多样化的工业应用需求。

4. 单片机应用设计例程：我们精心准备了近50个单片机应用设计例程，从基础入门到高级应用，为用户提供全方位的学习与参考资源。

5. 接口例程与视频教程：特别提供了MGCS工业组态软件与单片机的接口例程，并配备了详细的视频教程，帮助用户快速上手与深入应用。

六、机箱设计特色

机箱采用坚固型铝合金框架与厚实的ABS塑料包角相结合，既保证了结构的稳固性，又增强了外观的美观度。其紧凑的外形尺寸（480×360×120mm）使得机箱易于携带与部署，适应各种应用场景的需求。

七、实验项目概览（附详细实验指导书）

1. I/O口应用实验：通过P3.3口输入与P1口输出的实验，深入了解单片机的I/O口功能与应用。

2. 工业顺序控制实验：模拟工业现场的顺序控制过程，掌握单片机在工业控制领域的应用技巧。

3. 并行I/O接口应用：通过交通灯和打印机控制实验，展示8255接口在扩展I/O端口方面的优势。

4. 扩展与转换实验：涵盖I/O口扩展、A/D和D/A转换等实验，提升数据处理与外部设备接口设计的能力。

5. 键盘与显示控制器实验：通过8279应用实验，掌握键盘输入与显示输出的实现方法。

6. 电机控制实验：涵盖步进电机与小直流电机的控制实验，深入理解电机驱动与控制技术。

7. 声音与继电器控制实验：通过电子音响与继电器控制实验，探索单片机在声音播放与电路控制方面的应用。

8. 串行通信与接口实验：包括双机通信、与PC机通信等多个实验项目，深入了解串行通信的原理与实践应用。

9. 高级应用实验：涉及看门狗电路、I2C总线应用、定时计数器应用等高级实验项目，满足用户的进阶学习需求。

10. 传感器实验：提供光敏、热敏、气敏、温湿度等多种传感器实验，帮助用户全面了解和处理传感器数据，拓展单片机的应用范围。

八、实验箱配置表