综合单片机实验箱_微机接口与组态综合实验系统

SHKC-M10型单片机与组态综合实验箱

一、适用专业

本方案适用于各层次学历教育的信息通信技术、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、汽车工程等专业，特别是针对电子应用和微机控制方面的深入学习与实践。

二、系统概述

1）SHKC-M10型是一款集MCGS工业组态软件与单片机控制系统于一体的综合性教学平台。其设计目的在于通过直观展现工业自动控制场景，帮助学生更好地理解和掌握51/52系列单片机的基础及综合应用技术。该平台涵盖了单片机原理、控制技术、数据通信技术以及系统设计技术等多个方面，为学习者提供了丰富的外围器件和设备接口，促进了对单片机原理及其接口技术的快速掌握。

2）此系统提供了两种操作模式：一是与PC机联机运行，便于调试和运行各种实验程序；二是脱机运行，系统内置自检管理监控，无需仿真器即可自动切换到脱机管理状态，轻松完成自检实验。

3）实验电路单元设计灵活开放，如开放式键盘、显示器和串口等，为多样化实验提供了可能性。

4）系统全面引出地址总线、数据总线、控制总线，主机板配备扩展单元，支持通过单片机仿真器调试用户系统，为用户进行二次开发提供了便利。

三、系统硬件构成

1、自备计算机设备。

2、应用型单片机平台系统LH-M10，专为教学和实验设计。

3、配备基于KEIL C51的单片机仿真器，支持RS232/USB通信方式，方便用户进行程序调试和上传。

4、提供在线下载式单片机STC89C52或AT89S52，满足不同的学习需求。

四、详细技术指标

1、基础接口电路

• 多路定时计数器8253A接口电路，实现精确计时与控制。

• 可编程并行输入/输出接口8255和8155，提供灵活的数据传输功能。

• 可编程键盘显示接口8279，简化键盘与显示模块的设计。

• 单片机系统简单I/O口扩展电路74LS273/74LS244，增强I/O处理能力。

• 看门狗电路MAX813，确保系统稳定运行。

2、人机接口电路

• 8位LED发光管输出显示，直观展示数据状态。

• 8位开关量输出模块，方便控制外部设备。

• 8个独立的LED数码管，提供多样化的显示方式。

• 4×4矩阵键盘电路和8个查询式键盘，满足不同的输入需求。

• 16×16点阵LED模块，实现高分辨率显示。

• 12864 LCD图形、中文、字符显示模块，支持丰富的显示内容。

• 两路带消抖±单脉冲产生电路，确保信号稳定性。

• 1HZ-1MHZ分8路输出固定脉冲发生，提供稳定的时钟信号。

• 555时基应用电路，实现定时与延时功能。

3、外设执行部件

• 5V继电器控制，用于驱动外部设备。

• 音乐发生器电路，产生悦耳的音乐效果。

• 步进电机20BY及直流电机驱动与控制，满足自动化控制需求。

• 扬声器和蜂鸣器驱动电路，实现声音输出。

• 光电测速模块电路，精确测量转速。

4、通信接口电路

• USB(CH375)通信模块，支持HOST /SLAVE模式，方便数据传输。

• RS232/RS485接口应用和电平转换电路，实现不同设备间的通信。

• I2C串行实时日历/时钟PCF8563，提供准确的时钟信息。

• I2C串行键盘显示控制器Zlg7290，简化键盘与显示的设计。

5、存储器电路

• 32K静态SRAM和64KEPROM，提供足够的存储空间。

• 串行存储器93C64读写电路，实现数据的串行存储与读取。

• I2C串行存储器24C02应用电路，简化存储设计。

• IC卡读写模块电路，支持IC卡的读写操作。

6、数据转换

• 单路8位数字模拟转换接口DAC0832，实现数字到模拟信号的转换。

• 8路8位模拟/数字转换接口ADC0809，将模拟信号转换为数字信号。

• 串行8位A/D 转换电路TLC549及其相关电路，提供串行方式的模数转换。

• 串行10位D/A 转换电路TLC5615及其相关电路，实现串行方式的数模转换。

• ISD1730PY语音录放模块、

7、单片机仿真与在线编程工具

1）51单片机仿真器：集成了KEIL C51仿真环境，通过仿真芯片、监控芯片与USB芯片的完美结合，实现了无限制的真实仿真体验。32个IO端口、串口及T2均可实现单步仿真，确保用户能够深入了解单片机的每一个操作细节。

2）软件平台支持汇编与C51语言的编译与调试，提供单步、断点等调试功能，方便用户随时查看寄存器、变量、IO及内存内容。此外，还支持夭折功能，确保在复杂调试过程中的数据安全性。

3）KEIL C51仿真器内置32KB FLASH，为用户程序下载提供便利。同时，支持STC单片机的0-64KB FLASH的ISP在线编程功能，大大简化了编程流程。在线下载电路设计精巧，支持STC89C52或AT89S52单片机的在线下载。

4）仿真通讯速度达到业界领先的115200BPS，确保数据传输的高效性与稳定性。

5）提供两种工作模式：一是与PC机联机运行，实现各种复杂的调试与运行操作；二是脱机运行，系统自动切换到脱机管理状态，用户可轻松调用EPROM中的实验程序进行自检。

8、总线扩展与模块化设计

主板预留了L_DV总线扩展接口，为用户提供了丰富的接口电路扩展选择。包括CAN总线应用电路、以太网通信电路、压力测量模块、2.4G无线通信模块、光柱显示模块、8×8双色点阵模块、GPS通信模块、非接触式IC卡读写模块及综合传感器模块等，实现无限扩展的可能性。

9、虚拟示波器（选配件）

1）采用高速双通道存储技术，可灵活切换为单通道以提高采样率，满足用户不同的测试需求。

2）配备实时X-Y示波器功能，实现自动同步显示，便于用户观察信号的相位关系。

3）具备存储功能，可保存、载入并分析历史波形数据，方便用户进行后续的数据处理与分析。

4）输入模拟电压信号的幅值可通过软件进行调整，无需繁琐的硬件开关切换操作。

5）提供幅频/相频特性专用虚拟示波器功能，支持波形文件与图片文件的保存，方便用户在教学课件中插入相关实验数据。

10、电源系统

电源系统包括+5V/2.5A、+12V/1A及-12V/1A的供电输出，满足各类实验设备的需求。其中，+5V主电源具备过压、欠压、过流及电路保护功能，确保设备在异常情况下能够自动回复至正常工作状态。

五、系统软件平台

1、基于WINDOWS操作系统的KEIL C51软件环境，支持汇编与C语言的编程、编译、链接及源程序级调试，实现在线下载功能。

2、集成Small RTOS(51) 1.12.1v R嵌入式操作系统，为用户提供丰富的实时操作系统功能。

3、配备STC_ISP_V479在线下载软件，简化单片机程序的下载流程。

4、提供MGCS工业组态软件，实现工业控制系统的可视化编程与管理。

5、附带近40个单片机应用设计例程，帮助用户快速掌握单片机应用技巧。

6、包含MGCS工业组态软件与单片机接口例程，展示工业组态软件与单片机的协同工作效果。

六、机箱结构与外观设计

机箱采用坚固型铝合金框架与厚实的ABS塑料包角设计，确保设备的稳定性与耐用性。参考外形尺寸为480×360×120mm，便于用户根据实际需求进行安装与布局。

七、实验项目与配套资料

软件实验项目涵盖清零程序、拆字程序、拼字程序、数据区传送子程序等各类基础与进阶实验，帮助用户逐步掌握单片机的编程技巧。

标配硬件实验项目包括单片机I/O口应用、并行I/O接口8255应用、A/D转换实验、D/A转换实验、键盘显示控制器8279应用等，涉及单片机的各个功能模块，为用户提供丰富的实践机会。

此外，还配备有详细的实验指导书，为用户提供实验步骤、原理分析及注意事项等方面的指导，确保实验过程的顺利进行。

八、实验箱配置表