單片機(jī)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，微機(jī)接口創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
2024-11-23 09:13一、概述
單片機(jī)微機(jī)接口創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是綜合8-32位單片機(jī)系統(tǒng)和80386/80486微機(jī)原理接口系統(tǒng)為一體化設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，根據(jù)單片機(jī)和微機(jī)接口實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)出發(fā)，全部系統(tǒng)和常用實(shí)驗(yàn)?zāi)K采用一體化設(shè)計(jì)方式，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)K采用外部擴(kuò)展方式。該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是目前較實(shí)用的一款單片機(jī)和微機(jī)接口綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，適合各層次學(xué)生進(jìn)行單片機(jī)原理和應(yīng)用方面的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
* 標(biāo)準(zhǔn)配置部分
1、單片機(jī)系統(tǒng)
1）將MCGS工業(yè)組態(tài)軟件應(yīng)用于單片機(jī)控制系統(tǒng)中，直觀形象地展示實(shí)際自動(dòng)控制工業(yè)場(chǎng)景。2）單片機(jī)本身的全部輸入和輸出端口由排針和自鎖緊插孔引出，以便觀察時(shí)序波形。
3）32K單片機(jī)外部擴(kuò)展RAM，8路譯碼輸出，留給學(xué)生自行設(shè)計(jì)連接。
4）單片機(jī)外部擴(kuò)展總線包括8位數(shù)據(jù)總線、地址總線、讀寫信號(hào)和時(shí)鐘等控制線全部由排針和自鎖緊插孔引出。
5）具備單片機(jī)在線下載、獨(dú)立運(yùn)行功能，每套實(shí)驗(yàn)箱配備一片此單片機(jī)芯片。
6）軟件采用keil C51聯(lián)機(jī)調(diào)試軟件，支持支持匯編語言和C語言源程序級(jí)調(diào)試。
7）根據(jù)用戶需要可以配置真正USB通信方式（非串轉(zhuǎn)USB)單片機(jī)仿真器。
2、微機(jī)系統(tǒng)
1) CPU基于386EX/486DX設(shè)計(jì)。
2) 系統(tǒng)主控芯片采用CPLD器件EPM7128S設(shè)計(jì)。
3) 系統(tǒng)監(jiān)控采用256K Flash Memory W29C020設(shè)計(jì)。
4) 用戶程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器采用128K SRAM UT621024設(shè)計(jì)。
5) 兩種與PC系統(tǒng)通信方式：①用CH395設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)USB通信；②用CH395SL設(shè)計(jì)的以太網(wǎng)通信。
6) 設(shè)計(jì)有新型串行通信接口16C2550B和RS232收發(fā)器SP232EEN及其DB9接口。
7) 總線插座提供32位數(shù)據(jù)總線、20位地址總線（可擴(kuò)展為32位地址總線），數(shù)據(jù)總線支持8/16/32位存儲(chǔ)器與I/O操作。
3. 實(shí)驗(yàn)電路主板組成
3.1電源：提供±5V，±12V工作電源。每路均有短路保護(hù)自恢復(fù)功能。
3.2 信號(hào)源：1）1組正負(fù)單次脈沖輸出；2）9路固定脈沖輸出：10MHZ、1MHZ、500KHZ、100KHZ、10KHZ、1KHZ、100HZ、10HZ、1HZ。3）1路0-5V模擬量輸出。
3.3人機(jī)接口
1）4×6鍵盤矩陣
2）8位LED發(fā)光管模塊
3）8位帶指示邏輯電平開關(guān)
4）帶譯碼的8只高亮LED七段數(shù)碼顯示器
5）音頻信號(hào)輸出電路（帶8Ω喇叭、蜂鳴器）
6）繼電器接口控制電路
8）直流電機(jī)及控制驅(qū)動(dòng)電路以及速度測(cè)量電路(光電傳感器：采用ST135，帶柵格盤)
9）三相五線步進(jìn)電機(jī)20BY及驅(qū)動(dòng)電路UN2003
10）LCD12864中文液晶（兼容LCD1602字符型）顯示電路
11）16×16雙色點(diǎn)陣顯示及其驅(qū)動(dòng)電路
12）32位開關(guān)量輸入和輸出電路模塊（選配）
13）PCF8563事實(shí)時(shí)鐘電路
14）MAX708看門狗電路
15）脈沖調(diào)制輸出電路
3.4 接口控制電路、存儲(chǔ)器和通信實(shí)驗(yàn)電路
1）8路8位并行模數(shù)轉(zhuǎn)換電路ADC0809
2）8位串行模數(shù)轉(zhuǎn)換電路TLC549
3）1路8位 數(shù)模轉(zhuǎn)換電路DAC0832路
4）10位串行數(shù)模轉(zhuǎn)換電路TLC5615
5）并行鍵盤顯示控制電路8279
6）串行鍵盤顯示控制電路ZLG7290
7）24位并行I/O接口擴(kuò)展電路8255
8）8位I/O口輸入/輸出接口擴(kuò)展74LS244/74LS273
9）8254/8253定時(shí)/計(jì)數(shù)器接口電路
10）三種串行口接口電路16C2550、16C550和8251
11）8259中斷控制接口電路
12）8237A DMA數(shù)據(jù)傳送接口電路
13）RS232通信模塊，RS485通信模塊
14）數(shù)字溫度傳感器DS18B20測(cè)量電路模塊
15）EEPROM 16位1K存儲(chǔ)器電路93C46模塊
16）I2C存儲(chǔ)器電路
17）32位SRAM，由4片8位存儲(chǔ)器6116組成（選配）
3.5 配置雙通道虛擬示波器
1）真正的高速雙通道存儲(chǔ)虛擬示波器，可切換為單通道提高采樣率
2）帶有實(shí)時(shí)X-Y示波器：自動(dòng)同步顯示功能
3）存儲(chǔ)功能：存儲(chǔ)/栽入/分析歷史波型
4）輸入模擬電壓信號(hào)幅值由軟件調(diào)整，勿需硬件開關(guān)切換
5）帶有幅頻/相頻特性專用虛擬示波器�？梢员４娌ㄐ臀募�，圖片文件，方便插入在教學(xué)課件中。
3.6擴(kuò)展接口
1）擴(kuò)展全部系統(tǒng)總線和20線L_DV總線插座，用于接入外擴(kuò)模塊，開展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。
4、模塊間實(shí)驗(yàn)的連接：控制信號(hào)和部分接口信號(hào)的引出采用自鎖緊式涂金插孔（永不氧化，美觀漂亮），一些總線信號(hào)采用排線連接，操作簡(jiǎn)便，實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線連接穩(wěn)定可靠。
5、機(jī)箱：堅(jiān)固型鋁合金框架，厚實(shí)的 ABS 塑料包角，參考外形尺寸 480×360×100mm。
*選配外部擴(kuò)展的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)K
1）RFID射頻卡（非接觸式 IC卡）讀寫電路模塊。
2）41線LED音頻電平顯示實(shí)驗(yàn)電路。
3）高精度數(shù)字標(biāo)尺顯示實(shí)驗(yàn)電路。
4）TFT液晶顯示模塊，多點(diǎn)觸摸電容屏模塊。
5）ISD1730語音錄放電路。
6) 傳感器模塊，含光敏、熱敏、氣敏、溫濕度、超聲測(cè)距、人體紅外等
三、軟件技術(shù)指標(biāo)
1、 微機(jī)系統(tǒng)與PC通信可選USB和以太網(wǎng)絡(luò)兩種方式。
2、 PC端集成開發(fā)環(huán)境軟件基于.NET開發(fā)，支持Windows XP/7/10的32位和64位系統(tǒng)。
3、 匯編語言和C語言支持符號(hào)化遠(yuǎn)程調(diào)試，同時(shí)支持本機(jī)調(diào)試，即PC獨(dú)立調(diào)試方式。 4、 匯編語言和C語言均采用工程文件組織管理。
5、 匯編語言支持多段調(diào)試；支持寄存器、變量顯示及修改；支持命令行窗口運(yùn)行DEBUG32調(diào)試命令。
6、 匯編語言調(diào)試支持INT21H字符和字符串重定向顯示功能（2,9號(hào)）、支持INT21H的字符和字符串遠(yuǎn)程鍵盤輸入功能（1,10號(hào)），支持D/A虛擬儀器顯示功能。
7、 匯編語言支持保護(hù)模式編程實(shí)驗(yàn)，內(nèi)容包括描述符、特權(quán)級(jí)變換、任務(wù)切換，8259A硬件中斷、異常處理、無分頁/分頁存儲(chǔ)管理等。
8、 單片機(jī)系統(tǒng)采用KEIL C51 軟件環(huán)境，支持匯編和C語言的編程、編譯、鏈接和源程序級(jí)調(diào)試和在線下載。
9、 STC系列單片機(jī)在線下載軟件STC_ISP_V479。
10、MGCS工業(yè)組態(tài)軟件
11、MGCS工業(yè)組態(tài)軟件與單片機(jī)接口例程
四、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
第一部分 單片機(jī)軟件編程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)
1、清零實(shí)驗(yàn)
2、拆字實(shí)驗(yàn)
3、拼字實(shí)驗(yàn)
4、數(shù)據(jù)傳送實(shí)驗(yàn)
5、數(shù)據(jù)排序?qū)嶒?yàn)
6、無符號(hào)雙字節(jié)快速乘法編程實(shí)驗(yàn)
第二部分 單片機(jī)硬件基礎(chǔ)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)
1、單片機(jī)I/O口應(yīng)用實(shí)驗(yàn)_ P3.3口輸入 P1口輸出
2、單片機(jī)I/O口應(yīng)用實(shí)驗(yàn)_工業(yè)順序控制
3、并行I/O接口8255應(yīng)用
4、簡(jiǎn)單I/O口擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)
5、A/D 轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
6、D/A轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
7、鍵盤顯示控制器8279應(yīng)用實(shí)驗(yàn)
8、步進(jìn)電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)
9、小直流電機(jī)調(diào)速實(shí)驗(yàn)
10、電子音響實(shí)驗(yàn)
11、繼電器控制實(shí)驗(yàn)
12、數(shù)據(jù)存貯器擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)
13、單片機(jī)串行口應(yīng)用實(shí)驗(yàn)_雙機(jī)通信
14、單片機(jī)串行口應(yīng)用實(shí)驗(yàn)_與PC機(jī)通信
15、串行接口16C550應(yīng)用實(shí)驗(yàn)
16、串行A/D轉(zhuǎn)換器TLC549應(yīng)用
17、串行D/A轉(zhuǎn)換器TLC5615應(yīng)用
18、單片機(jī)雙機(jī)通信實(shí)驗(yàn)_用RS485總線
19、USB接口應(yīng)用實(shí)驗(yàn)（需要選配模塊）
20、16X16 LED點(diǎn)陣顯示實(shí)驗(yàn)
21、128×64 LCD液晶（T6963）顯示接口實(shí)驗(yàn)
22、數(shù)字溫度傳感器DS18B20的原理與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)
23、“看門狗”復(fù)位實(shí)驗(yàn)
24、I²C總線智能卡讀寫實(shí)驗(yàn)
25、串行E²PROM的讀寫實(shí)驗(yàn)
26、串行鍵盤顯示接口ZLG7290應(yīng)用實(shí)驗(yàn)
27、PCF8563串行實(shí)時(shí)時(shí)鐘應(yīng)用實(shí)驗(yàn)
28、工業(yè)組態(tài)軟件編程實(shí)驗(yàn)
29、MCGS工業(yè)組態(tài)軟件在單片機(jī)控制中的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)
1）步進(jìn)電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)_總線控制
2）直流電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)_總線控制
3）工業(yè)順序控制實(shí)驗(yàn)_位控制
4）數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)_總線控制
5）數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)_總線控制
6）數(shù)字電壓表實(shí)驗(yàn)
7）液體混合控制實(shí)驗(yàn)
8）交通燈控制實(shí)驗(yàn)
30、工業(yè)組態(tài)軟件和微控制器的接口編程實(shí)驗(yàn)
第三部分 微機(jī)系統(tǒng)部分
1、ADC0809A/D轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
2、DAC0832D/A轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
3、8255A并行I/O口實(shí)驗(yàn)
4、8253A/8254A定時(shí)/計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)
5、8259A單級(jí)中斷控制實(shí)驗(yàn)
6、8251A串行通信實(shí)驗(yàn)
7、8237A DMA控制數(shù)據(jù)傳送實(shí)驗(yàn)
8、直流電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量與控制實(shí)驗(yàn)
9、步進(jìn)電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)
10、繼電器控制實(shí)驗(yàn)
11、8/16/32位數(shù)據(jù)存貯器擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)
12、8/16/32位I/O口輸入和輸出實(shí)驗(yàn)
13、16×16點(diǎn)陣字符顯示實(shí)驗(yàn)
14、128×64LCD液晶圖形顯示實(shí)驗(yàn)
16、數(shù)碼管顯示實(shí)驗(yàn)
17、矩陣鍵盤控制實(shí)驗(yàn)
18、電子琴設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
19、中斷控制器（486EX）實(shí)驗(yàn)
第四部分 軟件實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
1、顯示程序?qū)嶒?yàn)
2、數(shù)據(jù)傳送實(shí)驗(yàn)
3、數(shù)碼轉(zhuǎn)換類程序?qū)嶒?yàn)
4、運(yùn)算類程序?qū)嶒?yàn)
5、分支程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
6、循環(huán)程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
7、子程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
8、綜合程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
第五部分 微機(jī)保護(hù)模式下的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
1、分頁存儲(chǔ)管理實(shí)驗(yàn)
2、全局描述符表實(shí)驗(yàn)
3、任務(wù)切換CALL實(shí)驗(yàn)
4、任務(wù)切換JMP實(shí)驗(yàn)
5、實(shí)模式保護(hù)模式轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)
6、無分頁存儲(chǔ)管理實(shí)驗(yàn)
7、8259中斷實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)
第六部分 創(chuàng)新擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)
1、RFID射頻卡（非接觸式 IC卡）讀寫電路實(shí)驗(yàn)。
2、41線LED音頻電平顯示實(shí)驗(yàn)。
3、高精度數(shù)字標(biāo)尺顯示實(shí)驗(yàn)。
4、TFT液晶顯示實(shí)驗(yàn)。
5、ISD1730語音錄放電路實(shí)驗(yàn)。
6、傳感器應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，含光敏、熱敏、氣敏、溫濕度、超聲測(cè)距、人體紅外等。
五、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)配置表
| 序號(hào) | 名稱 | 說明 | 數(shù)量 |
| 1 | 單片機(jī)微機(jī)接口創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái) | 含詳細(xì)技術(shù)指標(biāo)里的除選配以外的全部硬件（核心板標(biāo)配二種） | 1臺(tái) |
| 2 | 2號(hào)實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線 | 40cm | 15根 |
| 3 | 8芯壓線 | 40cm | 6根 |
| 4 | 串口通信線（2、3交叉） | 1.5m(用戶通信線或示波器通信線） | 1根 |
| 5 | 方口USB通信線 | 1.5m | 1根 |
| 6 | 網(wǎng)線 | 1.5M(選配） | 1根 |
| 7 | 交流電源線 | 1.5m | 1根 |
| 8 | 跳線片 | 5只 | |
| 9 | 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 | 單片機(jī)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)和微機(jī)原理接口實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 | 1套 |
| 10 | 軟件光盤 | 調(diào)試軟件、實(shí)驗(yàn)例程和說明書電子檔 | 1套 |
| 以下是選配模塊 | |||
| 10 | 16X16點(diǎn)陣顯示電路 | 1塊 | |
| 11 | 41線LED音頻電平顯示實(shí)驗(yàn)電路 | 1塊 | |
| 12 | 高精度數(shù)字標(biāo)尺顯示實(shí)驗(yàn)電路 | ||
| 13 | USB總線通信實(shí)驗(yàn)電路 | 1塊 | |
| 14 | 32位SRAM讀寫模塊 | 1塊 | |
| 15 | 32位IO口擴(kuò)展模塊 | 1塊 | |
| 16 | 雙通道虛擬示波器模塊 | 1塊 | |
（可以選配，實(shí)驗(yàn)箱上已自帶示波器）。