"追求技術(shù)進(jìn)步、服務(wù)科教興國、支持教育事業(yè)"
SBDZCX-01B電子創(chuàng)新設(shè)計(jì)與開發(fā)平臺
一、概述
電子設(shè)計(jì)及操作臺該電子產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)與開發(fā)平臺為開放式結(jié)構(gòu)，積木式組合方式。學(xué)生根據(jù)自己的要求選擇一個實(shí)用課題做為課程設(shè)計(jì)選題，通過抄板、邏輯設(shè)計(jì)、編寫程序、調(diào)試、結(jié)題幾個步驟，最終完成一項(xiàng)具有實(shí)際功能且體現(xiàn)實(shí)用價值的產(chǎn)品，以達(dá)到課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的。
產(chǎn)品由微處理器、傳感器、人機(jī)對話、數(shù)據(jù)總線、測控、通信及實(shí)用模塊幾大部分組成，每一部分都包括實(shí)際中常用的多種電路和器件。各電子模塊之間可以通過標(biāo)準(zhǔn)接口，像搭積木一樣連接，使其電路功能不斷擴(kuò)展。涉及內(nèi)容可涵蓋自動化、電子信息、測量、通信等專業(yè)。平臺配套便攜式實(shí)驗(yàn)箱，方便學(xué)生攜帶，可以將自己選做的電子模塊存放在便攜式實(shí)驗(yàn)箱中，在做畢業(yè)設(shè)計(jì)、課程設(shè)期間，該實(shí)驗(yàn)箱可以以借的形式由學(xué)生保管。
適用專業(yè)：電子、通信、機(jī)電、控制等
適用范圍：課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、電子競賽
結(jié)構(gòu)形式：模塊化設(shè)計(jì)、積木拼接、圖書借閱式管理
使用步驟：硬件抄板、邏輯設(shè)計(jì)、編寫軟件、硬件調(diào)試、結(jié)題報(bào)告
二、裝置特點(diǎn)
1.提供多種實(shí)訓(xùn)模塊，各模塊的接口均已引至板上的專用插座，通過模塊的四個彈性插腳可布局于專用實(shí)訓(xùn)操作底板。學(xué)生可用專用實(shí)訓(xùn)導(dǎo)線組合各種實(shí)訓(xùn)線路，完成不同的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目；
2.電源、測量儀表輸出端以接線柱和接線端子兩種方式引出，實(shí)訓(xùn)操作方便；
3.學(xué)生可設(shè)計(jì)、搭接、調(diào)試、驗(yàn)證新的電子電路，培養(yǎng)創(chuàng)新意識和能力。
4.實(shí)驗(yàn)臺具有完善的安全保護(hù)措施與豐富的功能
三、技術(shù)性能
輸入電源：單相交流電源220V±10%，50Hz經(jīng)三相隔離變壓器后，以220V/127V低壓供電，具有觸電及過載保護(hù)，確保人身安全。
工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃ 相對濕度≤85%（25℃）海拔＜4000m
裝置容量：≤700VA
規(guī)格：2050*700*1700mm
安全保護(hù)：具有漏電壓和漏電流保護(hù)、過載保護(hù)等功能，安全符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
四、基本配置及功能
實(shí)訓(xùn)裝置由實(shí)訓(xùn)臺、電源控制屏、實(shí)訓(xùn)模塊、實(shí)訓(xùn)工具等組成。
電子設(shè)計(jì)及操作臺
采用工業(yè)鋁合金型材框架，在電源控制屏上方為兩層結(jié)構(gòu)。其中第一層既可放置外配儀器儀表，也可掛放其它通用電工電子實(shí)訓(xùn)掛箱，擴(kuò)展完成多門課程實(shí)訓(xùn)；第二層可放置PVC夾板，用來夾放實(shí)訓(xùn)圖紙。實(shí)訓(xùn)臺下方還設(shè)有四個帶剎車的萬向輪，便于移動和固定。
活動柜（1個）
活動柜設(shè)有3個帶拉手抽屜，可存放實(shí)訓(xùn)工具。兩側(cè)分為6層結(jié)構(gòu)，可放置實(shí)訓(xùn)模塊。
電源控制屏
控制屏為鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結(jié)構(gòu)，鋁質(zhì)面板，為實(shí)訓(xùn)提供交直流電源、信號源和測量儀表等，具體功能如下：
1.交流電源
(1)三相交流電源220AC±10%，50Hz經(jīng)三相隔離變壓器后，以220V/127V低壓供電，具有觸電及過載保護(hù)，確保人身安全。
(2) 高壓交流電源：六路AC220V電源接口，可為外配儀器設(shè)備提供工作電源。
(3) 低壓交流電源：分3V、6V、9V、12V、15V、20V、24V七檔可調(diào)，輸出端具有短路保護(hù)、過載保護(hù)及自動復(fù)位功能，同時還提供帶中心抽頭雙17V交流電源。
2.直流電源
(1) 可調(diào)直流電源：兩路0.0V～30V/2A連續(xù)可調(diào)，具有截止型短路軟保護(hù)和自動恢復(fù)功能，設(shè)有三位半數(shù)顯指示。
(2) 固定直流電源：±12V/1A、±5V/1A固定輸出，每路均具有短路保護(hù)措施。
3. 測量儀器儀表
數(shù)字直流電流表（AX4模塊單元）:測量范圍：0～2000mA
數(shù)字直流電壓表:測量范圍：0～30V，輸入阻抗：47KΩ/V
指針式直流微安表: 測量范圍：±100μA, 測量精度：2.0級
數(shù)字直流毫伏表:測量范圍：0～2000mV，輸入阻抗：47KΩ/V
1）MF47指針式萬用表
①
直流電流： 0~5A，精 度: 2.5%
② 直流電壓: 0~2500V，靈 敏 度:
20kΩ/V，精 度:
0-1000V 2.5% 2500V 5%
③ 交流電壓: 0~2500V，靈 敏 度:
4kΩ/V，精 度: 5%
頻率范圍 45 -5kHz
④ 晶體管直流放大倍數(shù): 0 ~
300hFE
⑤ 音頻電平: -10 ~ +22dB
電阻：X1...X10kΩ
2）勝利牌數(shù)字萬用表（VC890D）
直流電壓量程：200mV/2V/20V/200V/1000V，精度±(0.5%+3)
交流電壓量程：20V/200V/750V，精度±(0.8%+5)
直流電流：20mA/200mA /20A，精度±(1.5%+3)
交流電流：200mA /20A，精度±(1.5%+5)
電阻：200Ω/2kΩ/20kΩ/200kΩ/20MΩ/200MΩ，精度±(0.8%+3)
3）功率函數(shù)信號發(fā)生器/頻率計(jì)：采用直接數(shù)字頻率合成（DDS）產(chǎn)生高精度正弦波，方波和三角波。采用大屏幕LCD顯示輸出頻率、波形，衰減值。
|
正弦波輸出幅度 |
≥10V |
|
輸出阻抗 |
50Ω |
|
失真度 |
<1%（0.1HZ-- 1KHz） |
|
頻率范圍 |
0.1HZ～3MHz，采用鍵盤直接輸入數(shù)字設(shè)定頻率 |
|
輸出幅度 |
電位器調(diào)節(jié)，正弦波輸出具有20db,40db衰減 |
|
方波占空比 |
可調(diào), 調(diào)節(jié)范圍：1%-99%調(diào)節(jié)；方波和三角波采用TTL電平輸出。 |
|
頻率計(jì)最高測量范圍 |
100MHz，自動換檔 |
4）嵌入式多功能網(wǎng)絡(luò)虛擬儀器（要求一體式結(jié)構(gòu)，規(guī)格：28*25*30CM，不需電腦配套使用與開放實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)配套使用）
A、終端部分采用7寸彩色觸摸屏（裝學(xué)生實(shí)驗(yàn)屏上）同時配有虛擬示波器、虛擬邏輯分折儀、虛擬頻譜儀、虛擬三用表、虛擬數(shù)字量輸入輸出模塊。
B、基于LabVIEW虛擬儀器程序的編程方法，學(xué)生可自行設(shè)計(jì)各種虛擬儀器。
C、儀器包括
（1）、雙蹤存貯示波器，多種同步方式，存貯深度可編程；
通道數(shù)：2路
帶寬：20MHZ
分辨率：8位
電壓范圍：-10~+10V
存貯深度：64K
（2）、頻譜分折儀；
（3）、數(shù)字三用表，可測電阻、電流、電壓等；
數(shù)字IO口
通道數(shù)：8路IO
輸入電平：TTL
輸出電平：TTL
電流驅(qū)動：20mA/通道
（4）、四路智能遠(yuǎn)程電源控制
（5）、數(shù)據(jù)具有上傳與保存功能并能通過服務(wù)器顯示
（6)、提供LabVIEW虛擬儀器軟件（拷貝版）
5）仿真器
USB接口，DIP40鍍金插針。
兼容KEIL C51 UV2/UV3/UV4調(diào)試環(huán)境，支持單步、斷點(diǎn)、隨時查看寄存器、變量、內(nèi)存，支持全速運(yùn)行時暫停按鈕，可仿真各種51指令兼容單片機(jī)。內(nèi)部最大仿真時鐘24MHZ，程序存儲器64K，仿真的同時已燒好代碼，系統(tǒng)可脫機(jī)運(yùn)行。
6）編程器
1.支持AT89S51、AT89S52
2.支持： （1）AT90can128 AT90can32等；
（2）Attiny11 Attiny12 Attiny13等
（3）Atmega128 Atmega32 Atmega64 Atmega8等；
（4）USB接口
*AVR仿真器編程器
1.USB接口，帶0.5A可恢復(fù)保險(xiǎn)絲，支持5V/3.3V工作電壓；
2.仿真固件可升級，支持AVRstudio軟件。
3.支持：
ATmega128,ATmega128L,ATmega16,ATmega162,ATmega162V,ATmega165,ATmega165V, ATmega169,ATmega169V, ATmega16L, ATmega32, ATmega323,ATmega323L, ATmega32L, ATmega64, ATmega64L(支持AVR所有帶JTAG口的單片機(jī))。
*JLINK仿真器編程器（用于STM32）
1.USB2.0接口
2.支持 ARM7/9/11 (including thumb mode),Cortex-M0/M1/M3/M4內(nèi)核；
3.支持Serial Wire Debug (SWD）；
4.支持Serial Wire Viewer (SWV)；
5.可與 IAR Workbench、Keill，ADS，RVDS無縫集成；
6.支持1.2V-5V目標(biāo)板電壓；20pin與SWD接口轉(zhuǎn)接板
7.支持WIN2000/XP/VISTA/7等
*FPGA/CPLD編程器USB-Blaster
1.USB接口
2.穩(wěn)定支持SignalTap II 嵌入式邏輯分析儀功能；
3.支持ALTERA 公司全系列器件；
4.支持三種下載模式：AS、PS和JTAG；
五、電子設(shè)計(jì)及操作設(shè)備可以完成的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目
簡易交通燈控制系統(tǒng)
鍵盤撥號顯示器
秒表計(jì)時器
簡易計(jì)算器
RS232計(jì)算機(jī)串口通信控制小燈開關(guān)系統(tǒng)
綜合報(bào)警系統(tǒng)
基于超聲波的倒車?yán)走_(dá)測試顯示系統(tǒng)
基于超聲波的水位測試顯示系統(tǒng)
步進(jìn)電機(jī)調(diào)速顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)
直流電機(jī)測速顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)
有人光控智能小燈控制系統(tǒng)
基于DS18B20的溫度數(shù)碼管顯示器
基于DHT11的溫濕度度數(shù)碼管顯示器
*14.環(huán)境測試儀段碼管顯示
15.LED點(diǎn)陣屏字幕顯示設(shè)計(jì)
16.LED點(diǎn)陣屏公交站名顯示設(shè)計(jì)
17.LCD12864液晶顯示器設(shè)計(jì)
18.三級菜單鍵盤設(shè)計(jì)
19.環(huán)境測試儀LCD12864液晶顯示
20.數(shù)字電子日歷系統(tǒng)設(shè)計(jì)
*21.帶上下限報(bào)警的溫濕度系統(tǒng)設(shè)計(jì)
22.出租車計(jì)價器
23.基于CPLD的矩陣鍵盤掃描程序設(shè)計(jì)
24.基于CPLD的數(shù)碼管動態(tài)掃描
25.基于CPLD實(shí)現(xiàn)多路模擬串口通信
*26.基于CPLD的線路編碼及通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)
27.基于RS485總線分布式溫濕度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)
*28.基于CAN總線分布式溫濕度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)
29.基于NRF24L01模塊的無線遙控器設(shè)計(jì)
*30.基于NRF24L01模塊的無線手持信號采集筆設(shè)計(jì)
31.基于NRF24L01無線傳輸分布式溫濕度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)
*32.基于傳輸分布式溫濕度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)
33.基于GPRS的遠(yuǎn)程分布式溫濕度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)
34.基于WIFI無線傳輸分布式溫濕度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)
*35.手機(jī)接打電話系統(tǒng)設(shè)計(jì)
*為選擇配項(xiàng)目。
六、電子設(shè)計(jì)及操作設(shè)備的配置
|
序號 |
產(chǎn)品名稱 |
型號規(guī)格 |
數(shù)量 |
單位 |
備注 |
|
1 |
實(shí)訓(xùn)桌 |
帶萬向輪靈活移動 |
1 |
張 |
鋁合金框架 |
|
2 |
電源臺 |
|
1 |
臺 |
鐵質(zhì) |
|
3 |
函數(shù)發(fā)生器0.1HZ~2MHZ （正弦波、三角波、方波） |
|
1 |
臺 |
已裝實(shí)訓(xùn)臺上 客戶無須另購 |
|
4 |
數(shù)字頻率計(jì)（可內(nèi)測與外側(cè)） |
100MHz |
1 |
臺 |
已裝實(shí)訓(xùn)臺上客戶無須另購 |
|
5 |
工具 |
|
1 |
套 |
見表一 |
|
6 |
創(chuàng)新訓(xùn)練模塊 |
|
1 |
套 |
見表二 |
|
7 |
仿真器與編程器 |
51仿真器 |
1 |
套 |
|
|
51編程器 |
1 |
套 |
|||
|
AVR仿真器編程器 |
1 |
套 |
|||
|
JLINK仿真器編程器 |
1 |
套 |
|||
|
FPGA/CPLD編程器 |
1 |
套 |
|||
|
8 |
實(shí)驗(yàn)連接線 |
|
1 |
|
|
|
9 |
實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書 |
|
1 |
套 |
|
|
10 |
開放實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng) |
|
1 |
套 |
附一 |
附一：開放實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)：（全室配一套）
A、開放實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)的必要性
學(xué)生動手能力的培養(yǎng)、分折問題解決問題能力的培養(yǎng)、自主實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)均需要一個寬松的、開放的、設(shè)備齊全的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。但是目前很多學(xué)校因師資力量有限無法將實(shí)驗(yàn)室開放，這一方面造成資源浪費(fèi)另一方面學(xué)生又得不到煅煉。針對這一問題，配備本實(shí)驗(yàn)室信息化管理系統(tǒng)，它可有效解決上述矛盾。具備這樣條件的實(shí)驗(yàn)室可以不必配備固定的老師管理和輔導(dǎo)，學(xué)生可以自主按排實(shí)驗(yàn)時間并通過刷卡確定機(jī)位，并通過學(xué)生終端計(jì)算機(jī)中的實(shí)驗(yàn)課件、儀器儀表介紹課件、自主實(shí)驗(yàn)題庫、在線幫助等資源完成各類實(shí)驗(yàn)。
B、智能開放實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)簡介
智能實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)（以下稱：本系統(tǒng)）是以標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)室管理思想為基礎(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為驅(qū)動最新開發(fā)的管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)能對實(shí)驗(yàn)室設(shè)備及學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行智能化管理，以實(shí)時了解實(shí)驗(yàn)室設(shè)備狀態(tài)及學(xué)生實(shí)驗(yàn)完成狀況，跟蹤記錄實(shí)驗(yàn)痕跡，確保老師能了解學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的流程。
實(shí)驗(yàn)室管理手段包括：短信，郵件，web頁面。
C．開放實(shí)驗(yàn)室資源配置
建設(shè)開放實(shí)驗(yàn)室應(yīng)具備必要的硬件和軟件資源：
（一）硬件資源：
1、手機(jī)（可選）：發(fā)送和接收實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理及狀態(tài)信息。
2、管理員PC：用于發(fā)送和接收實(shí)驗(yàn)室管理及狀態(tài)信息，接收學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（波形，數(shù)據(jù)包等實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)），發(fā)送提示信息及試題到學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)備上。
3、服務(wù)器：服務(wù)器為本系統(tǒng)的核心部分，完成接收管理員控制信息，發(fā)送采集到的終端實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)到web頁面，對終端設(shè)備的控制，終端實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集。
4、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：路由器等，傳輸各種數(shù)據(jù)。
5、終端：虛擬示波器，發(fā)送及接收數(shù)據(jù)，直接控制設(shè)備
（二）軟件資源：
1.web頁面系統(tǒng)，通過web頁面設(shè)置本系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)，個性化定制，實(shí)時接收并顯示學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)送控制命令到服務(wù)器，并由服務(wù)器發(fā)送控制命令到終端，達(dá)到控制實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的目的。
2.短信控制系統(tǒng)，向特定的手機(jī)發(fā)送實(shí)驗(yàn)室設(shè)備狀態(tài)，接收特定手機(jī)的控制命令，并由服務(wù)器發(fā)送控制命令到終端，達(dá)到控制實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的目的。
3.郵件控制系統(tǒng)，向特定的郵箱發(fā)送實(shí)驗(yàn)室設(shè)備狀態(tài)，接收特定郵箱的控制命令，并由服務(wù)器發(fā)送控制命令到終端，達(dá)到控制實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的目的。
4.數(shù)據(jù)庫存儲系統(tǒng)，存儲學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程數(shù)據(jù)，以便老師后續(xù)查看學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程。
表一 配套工具
|
序號 |
名稱 |
型號/規(guī)格 |
單位 |
數(shù)量 |
|
1 |
烙鐵（帶架） |
35W |
套 |
1 |
|
2 |
剝線鉗 |
鴻義 |
把 |
1 |
|
3 |
斜口鉗 |
6寸 |
把 |
1 |
|
4 |
尖嘴鉗 |
6寸 |
把 |
1 |
|
5 |
十字螺絲刀 |
新發(fā) |
把 |
1 |
|
6 |
一字螺絲刀 |
新發(fā) |
把 |
1 |
|
7 |
一字螺絲刀（�。� |
得力 |
把 |
1 |
|
8 |
十字螺絲刀（�。� |
得力 |
把 |
|
表二 創(chuàng)新訓(xùn)練模塊
|
序號 |
產(chǎn)品名稱 |
型號規(guī)格 |
產(chǎn)品代號 |
單位 |
|
1 |
基礎(chǔ)硬件配置 |
MS51單片機(jī)模塊 |
|
1塊 |
|
STM32單片機(jī)模塊 |
||||
|
LCD12864點(diǎn)陣液晶模塊 |
||||
|
LED16X16點(diǎn)陣模塊 |
||||
|
八位數(shù)碼管模塊 |
||||
|
獨(dú)立鍵盤與矩陣鍵盤模塊 |
||||
|
RS232通信模塊 |
||||
|
USB接口模塊 |
||||
|
火焰?zhèn)鞲衅髂K |
||||
|
煙霧傳感器模塊 |
||||
|
超聲波傳感器模塊 |
||||
|
光敏傳感器模塊 |
||||
|
人體熱紅外傳感器模塊 |
||||
|
溫濕度傳感器模塊 |
||||
|
聲音傳感器模塊 |
||||
|
繼電器模塊 |
||||
|
直流電機(jī)模塊 |
||||
|
步進(jìn)電機(jī)模塊 |
||||
|
交通燈模塊 |
||||
|
2 |
4G射頻收發(fā)模塊 |
Wifi模塊 |
|
1塊 |
|
GSM/GPRS模塊 |
||||
|
時鐘模塊 |
||||
|
語音播放模塊 |
||||
|
功放模塊 |
||||
|
儲存器模塊 |
||||
|
接口引腳轉(zhuǎn)接模塊 |
||||
|
3 |
綜合硬件模塊 |
AVR單片機(jī)模塊 |
|
1塊 |
|
EPM240邏輯模塊 |
||||
|
RS485總線通信模塊 |
||||
|
CAN總線通信模塊 |
||||
|
震動傳感器模塊 |
||||
|
三軸加速度/角速度傳感器模塊 |
||||
|
顏色傳感器模塊 |
||||
|
霍爾傳感器模塊 |
||||
|
三軸磁場傳感器模塊 |
||||
|
空氣質(zhì)量傳感器模塊 |
||||
|
電流傳感器模塊 |
||||
|
旋轉(zhuǎn)編碼器模塊 |
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