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TW-SRD3B單片機應用實訓考核裝置

一、產品概述：

    單片機應用實訓考核裝置是根據中等職業學?！秵纹瑱C及其應用》的教學內容和要求，按照職業崗位的工作內容研發的實訓考核設備。適合中職學校資源與環境、能源、土木工程、交通運輸、制造、信息技術類相關專業的單片機課程的教學。

    單片機控制功能實訓考核裝置采用鋁木臺式結構。實訓臺的抽屜柜用于存放實訓模塊，抽屜柜與臺面之間布置實訓模塊安裝支架，最上一層是工作臺臺面。用于技能競賽時在臺面上放置設備安裝底板，在底板上安裝試題擬定的單片機控制裝置需要的模塊，連接控制電路，編寫的控制程序輸入單片機后，按下運行指令開關，單片機控制裝置就按程序運行。放置在單片機實訓室中，這就是一張實訓臺。當講解理論或實訓項目中的相關知識時，可以當做課桌；當需要進行實際操作時，將臺面打開，就露出放置在安裝支架上的模塊，在需要的實訓模塊間按實訓要求連接電路，編寫控制程序，就可以按照設計的實訓項目進行單片機技術的教學。

    采用模塊化，開放式設計。各個模即可做基礎實驗，又可組合起來做實訓實驗及課程設計。模塊之間聯接靈活，加深對單片機硬件電路設計原理的理解,能夠完成I/O實訓，A/D實訓，D/A實訓，LED\LCD點陣模塊實驗，電機控制等。更設有國內單片機教學設備空缺的機電一體化設備：智能物料搬運裝置。該設備從氣動，電動及單片機控制電氣電路、軟件設計等多方面著手培養學生動手動腦能力；教學與實踐相結合使學生畢業后能很快利用單片機知識設計制造出常用的工控自動化設備，成為企業有用之才。專為高職中職課程設計、畢業設計和單片機競賽的開發平臺，體現了靈活性、開放、創新、綜合、跨領域、跨專業的設計理念。能夠滿足高職中職院校電子工程專業等不同層次的基礎實訓教學，課程設計，畢業設計，課題設計，符合學生的從基礎到高級，從理論到實踐的學習認知曲線。

二、技術參數：

1、電源輸入：AC220V±10％(漏電保護功能，安全插輸出)

2、輸出電壓：DC ±12V±5％/1ADC±5V±5％/1ADC 24V±5％/1.5A

3、工作環境：溫度-10℃～+40℃相對濕度＜85%（25℃）海拔＜4000m

4、產品規格：1225mm×690mm×820mm

三、產品模塊功能：

1、主機模塊：

該單片機內部設有256Byte的RAM和8KByte的FLASH、三個16位定時器，兩個數據指針，片內集成了一個看門狗電路。64KRAM擴展空間、64KROM擴展空間；32個IO口，6個向量中斷源；0~33MHz的工作頻率，三級程序加密功能；工作電壓4.0V~5.5V。使用DIP40封裝便于更換芯片及仿真。并設計有在系統下載設計接口，通過USB下載器可以方便地進行編程，無需把單片機從電路上取下。

該模塊上還放有串行通信接口，該接口已經加入升壓電路，可以直接與計算機通信，飛利浦單片機和宏晶單片機也可以通過此口進行程序下載。復位電路上加有手動復位按扭，可以直接復位操作。模塊上還設有有源蜂鳴器驅動電路，直接給固定電平就可以發出聲響。

2、電源模塊：

電源模塊采用開關電源。單片機等芯片采用線性電源供電，可以有效減少因電源干擾引的程序跑飛。電機等大功率器件采用開關電源供電，確保提供足夠的功率。電源采用漏電保護開關作為總控制，安全可靠。用船形開關單獨控制低壓電，市電與低壓電分開控制。該模塊共有三組相互獨立的低壓電源，其中有兩組是正負雙電源輸出。面板上放置了一個AC220輸出插板，可以同時掛接三個儀器儀表。其中每組電源都有保險絲作過載保護。

3、仿真器模塊：

配備有高性能單片機仿真器，可以全功能仿真MCS51系列單片機，也可以軟件仿真；軟件為中國自主研發，可以很好的支持中文，支持關鍵字提示，自動完成符號配對等功能。支持64K程序地址斷點、64K源程序有效行斷點和64K臨時斷點，單片機內部寄存器狀態一目了然。主機與計算機采用流行的USB接口。

機電創新實訓桌實訓臺設備配置清單

技術參數

（1）外形尺寸設備尺寸：網孔板降下時的設備外形尺 寸：約 1450mmx750mmx800mm；網孔板升起時的外形尺 寸：約 1450mmx750mmx1500mm。

（2）供電電源：三相五線 AC380V ，≤300W

（3）產品工藝： 機電創新實訓桌整體采用鈑金結構，表面噴塑處

理，桌面采用高密度復合板。機電創新實訓桌采用電動 升降結構的不銹鋼 網孔板，網孔板尺 寸為約 1250mmx625mm 機電創新實訓桌的中央控制板設置有 RFID 讀卡器，只有刷卡認證通過后，才可使用設備的 硬件、軟件以及課程資源，TFT 觸摸 屏，電源輸出端 子以及插座，按鍵作為多種信號源的控制開關以及電動 網孔板的升降開關，TFT 觸摸屏用于顯示電源輸出的狀態，電源輸出端子提供電源，插座用于滿足各種設備儀器的供電。右側控制板帶有虛擬負載模塊，虛擬儀器，電源保險，串口以及插座。虛擬負載模塊帶有 32 路開關量輸入以及 32 路開關量輸出，帶有 2 路 AD，2 路 DA以及 4 路繼電器輸出。虛擬儀器帶有兩路示波器以及一路信號發生器。電源保險為實訓臺三相電的保險絲以及調速電源的保險。插座用于滿足各種設備儀器的供電。

設備部件組成

1、主控制模塊：主控制模塊用于設備的整體控制。

2、電源模塊電源模塊為設備提供基本的供電和教學實訓用電，各路電源相互獨立可獨立選擇電源的開與關，采用 2.8寸可觸摸彩色液晶屏實時顯示各路電源的開關狀態。所配備的電源規格如下表：

虛擬儀器模塊提供教學實訓的輔助工具，主要包括：100M 數字式雙通道示波器、函數信號發生器，通過軟件進行數據的采集和檢測。生成檢測數據可以以圖片的形式保存存在多媒體計算機。

4、函數發生器：

支持產生“正弦波”、“三角波”、“矩形波”、“上鋸齒波”、“下鋸齒波”、“白噪聲”和“合成波形”，并提供峰值、頻率、輸出相位差的調整功能。 5、示波器/譜分析儀：

?  支持輸入波形硬件和軟件觸發；

?  支持輸入波形的插值和等效采樣；

?  FFT 可以支持 8-1048576 的點數；

?  支持輸入波形的“相加”、“相減”和“相乘” 合成；

?支持對輸入波形加 Rectangle、bartlett、 triangular、cosine、hanning、 bartlett_hanning、hamming、blackman、 blackman_Harris、tukey、Nuttall、FlatTop、 Bohman、Parzen、Lanczos、kaiser、gauss、 dolph_chebyshev 18 種窗；

?  支持對輸入波形的濾波處理；

?  支持對輸入波形的“李薩茹圖形”、“幅頻”、“相 頻”、“對數幅頻”、“自功率譜”、“對數自功率 譜”、“自相關”和“互相關”的分析；

?  支持在對數坐標系下，對輸入波形的“幅頻”、 “相頻”、“對數幅頻”、“自功率譜”、“對數自 功率譜”的分析。

窗特性：

?支持查看 Rectangle、bartlett、triangular、 cosine、hanning、bartlett_hanning、hamming、 blackman、blackman_Harris、tukey、Nuttall、 FlatTop、Bohman、Parzen、Lanczos、kaiser、 gauss、dolph_chebyshev 18 種窗函數的幅頻 特性圖，以及不同窗進行對比。

5、數據記錄儀：

?  數據記錄儀可以從 USB 模塊連續的記錄采集的數據，存儲成 wav 格式的文件；支持將 wav 的文件直接導入；支持全局數據的瀏覽；支持區域波形保存；支持多次采集數據對比。

6、安全認證模塊

安全認證模塊包含帶遠程答題功能的用戶卡片和讀卡器。安全認證模塊用于驗證用戶身份，身份驗證是使用設備的唯一鑰匙，只有當身份驗證通過后才可以實現對應設備的操作。

7、虛擬負載模塊

該系統由虛擬負載接口板和 3D 仿真軟件兩大模塊組成。虛擬負載接口板作用是可在實際設備中發送控制信號，控制 3D 仿真軟件進行各個實訓單元模塊實驗的油路、氣路、電路連接操作，然后可對仿真的連接結果做出檢測判定；連接結果如果全部正確，最后根據實際設備發送給虛擬負載的命令信號，來控制仿真系統中實訓單元模塊元件做出相應的動作表現達到虛擬現實的效果。

在軟件系統學習模塊中，主要包含了實驗中所涉及的各種實訓元件的文字介紹、原理動畫，以及元件的三維模型展示等內容。在本模塊中，通過對這些實訓元件、設備的基礎知識整合，讓學生能夠通過自主學習的手段，來對教師在教學過程講到的理論知識有一個比較直觀的理解與感受。特別是原理動畫與三維模型展示的引入，讓學生能夠在了解元件工作原理的同時，對它的外形結構也有一個形象的認識。虛擬負載控制仿真是采用基于第一視角的虛擬現實技術，可用于三菱 FX 系列 PLC、西門子 S7-200 系列PLC、歐姆龍 CPM 系列 PLC 等市場主流 PLC 以及各類型單片機實訓的學習與實訓。采用嵌入式系統和 SMT 貼片焊接工藝，具有 CAN 總線和 USB 通信接口、32 路開關量輸入接口、32 路開關量輸出接口、2 路模擬量輸入接口、2 路模擬量輸出接口，4 路繼電器輸出接口，性能先進，外形美觀。

5、實訓項目

① 電子技術創新課程包：

項目 1：OTL 互補功率放大器

項目 2：4 人搶答器

項目 3：觸摸延時開關電路

項目 4：直流電機 pwm 調速控制器

項目 5：交通燈控制器

項目 6：LED 滾動屏模擬器

項目 7：單片機雙機通訊

項目 8：數字鐘

② 電工技術創新課程包

項目 1：萬用表的認識與應用

項目 2：基本電工儀表的應用及測量誤差的計算及內阻的測定

項目 3：減小儀表測量誤差的方法

項目 4：電位、電壓的測定及電路電位圖繪制

項目 5：電路元件伏安特性的繪制

項目 6：基爾霍夫定律的驗證

項目 7：疊加定理的驗證

項目 8：戴維南定理和諾頓定理的驗證

項目 9：有源二端口網絡等效參數的測定

項目 10：電壓源與電流源的等效變換

項目 11：電感、電容的認識與應用

項目 12： RL、RC 串聯電路電壓與電流關系的測試

項目 13： RC 選頻網絡特性測試

項目 14：示波器、信號發生器的應用

項目 15：日光燈電路及功率因數的提高及正弦交流電路的認識

項目 16：三相負載 Y/△型連接

項目 17：三相電路功率的測量

項目 18：交流元件頻率特性測試

項目 19： R、L、C 串聯諧振電路的研究

項目 20：三表法測量交流電路等效參數

項目 21：單向電度表的校驗

項目 22：單向鐵芯變壓器特性的測試

項目 23：三相交流電路電壓、電流的測量

項目 24：三相交流電路有功功率的測量

項目 25：三相交流電路功率因數及相序的測量

③ 電力拖動技術創新課程包

項目 1：安裝與調試三相異步電動機點動和連續運行控制線路

項目 2：：安裝與調試三相異步電動機的自動往返控制線路

項目 3：：安裝與調試三相異步電動機的多地控制線路

項目 4：安裝與調試三相異步電動機的順序控制線路

項目 5：安裝與調試三相異步電動機降壓啟動控制線路

項目 6：安裝與調試三相異步電動機制動控制線路