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一、系統(tǒng)簡介
FCDJ-EMCU模塊化實驗箱(簡稱)為滿足各大專院校進行“單片機、ARM”等課程的開放式實驗教學(xué)而精心設(shè)計的,其功能強大,為8/16/32位單片機和EDA教學(xué)分別提供了模塊化實驗平臺。
FCDJ-EMCU實驗箱采用雙層設(shè)計,底層為電源底板層,上層為模塊層;為開放式結(jié)構(gòu);模塊層設(shè)置有標配九塊(140x10)大小相等的模塊,其余模塊供選配,用旋鈕式螺絲把模塊安裝在實驗箱底板上,拆換方便,每個模塊通過旋鈕式螺絲把模塊電源接口連接在電源底板層上。底板主要為模塊提供固定安裝和穩(wěn)壓電源,模塊按功能分為分為CPU模塊和實驗?zāi)K兩大類。
本實驗箱優(yōu)點:一改傳統(tǒng)實驗箱一體化設(shè)計弊端,采用完全獨立模塊化設(shè)計,實驗組織更加靈活,通用性更強;電源底板與模塊雙層設(shè)計,CPU模塊引出眾多接口,擴展性更強。
二、主要特點
1、系統(tǒng)采用模塊化、積木式設(shè)計,清晰明了,提高了實驗靈活性和適應(yīng)性
布局合理,清晰明了:實驗?zāi)K上的接口電路均采用模塊化設(shè)計,開放式結(jié)構(gòu),各模塊既可獨立實驗,也可靈活組合。
無限升級,永不淘汰的實驗平臺:從小到大的模塊化設(shè)計,無限擴展的組合設(shè)計空間為用戶提供永不淘汰的實驗平臺。我們提供幾十種模塊可供用戶自由組合。并在以后不斷推出新的實驗?zāi)K,供用戶無限升級,永遠引領(lǐng)科技潮流。
兼容性強,減少設(shè)備投資 :“CPU模塊+實驗?zāi)K”分體式結(jié)構(gòu)設(shè)計,只需構(gòu)買一種實驗箱,通過更換CPU模塊便可組成多種實驗儀。CPU模塊現(xiàn)主要提供:51系列,EDA開發(fā)板、AVR、PIC、MSP430、ARM等控制板作為學(xué)生開拓視野選配用,以后還將不斷推出新的控制板。一機多用,可減少院校設(shè)備投資津費,優(yōu)惠實用。
使用方便,易于維護:模塊化設(shè)計,通過更換實驗?zāi)K可避免由于電路的部分損壞而使整個實驗系統(tǒng)處于癱瘓狀態(tài),實驗?zāi)K上的所有芯片都是安放在IC插座上的,更換方便;采用的自鎖式連接導(dǎo)線,接觸十分可靠。
2、完善的基本單片機技術(shù)硬件教學(xué)平臺
51單片機部分:系統(tǒng)自帶51CPU和監(jiān)控,構(gòu)成一個獨立的仿真開發(fā)系統(tǒng),可以脫機運行實驗程序,也可聯(lián)PC運行。
ARM等單片機提供在線仿真或下載式調(diào)試器。
3、完整的8、16位單片機實驗軟件調(diào)試平臺
51有一個自開發(fā)的集成調(diào)試環(huán)境或其它相應(yīng)的調(diào)試軟件,也可直接使用KEIL軟件編譯調(diào)試,軟件應(yīng)用通俗易懂;全新的 WINDOWS 界面版本,支持 WIN2000/XP等操作系統(tǒng);
符合編程語言語法的彩色文本顯示,用戶可根據(jù)個人愛好修改特定和著色功能;
先進的錯誤定位,可直接進入錯誤位置,無需查找錯誤信息;
完美的編輯編譯集成環(huán)境,可在同一個編輯窗口中編輯編譯程序,無需做其它任何設(shè)置;
完美的集成調(diào)試環(huán)境,可在Windows 環(huán)境下,在調(diào)試窗口中直接運行和源程序調(diào)試,無需任何其它煩瑣的操作。
4、對實驗設(shè)計具有良好的開放性,增強學(xué)生綜合設(shè)計能力
實驗系統(tǒng)所具有的硬軟件結(jié)構(gòu)對用戶的實驗設(shè)計具有良好的開放特性,系統(tǒng)總線及各種外圍接口器件都可由用戶來操作連接,從而極大地提高了學(xué)生的實際和操作能力,避免了單純驗證式實驗方式的弊病。
5、高性能穩(wěn)壓電源
系統(tǒng)采用了具有抗短路、過流的高性能穩(wěn)壓電源,從而可以避免學(xué)生實驗過程中因接線失誤而導(dǎo)致的芯片或整機損壞情況。
三、硬件組成
(1)單片機通用CPU板:
單片機通用CPU板資源有:CPU插卡座,isp1032E,W27C12,61256兩片,單片機AT89S5X下載接口和串行接口等,51系列CPU卡提供單片機P0,P1,P2,P3口線,八位數(shù)據(jù)總線,十六位地址總線,讀寫控制總線,地址譯碼和電源等。
可選配不同CPU卡,適用于51系列或其它系列單片機實驗開發(fā),目前支持的CPU卡有:
1 | Keil_CPU卡(SST89E58) | 2 | ARM、Cortex-M3核心板 |
STM32 CPU板:
ARM、Cortex-M3核心板資源有:CPU:STM32F103VCT6 LQFP100,FLASH 256K,SRAM 48K,
1)時鐘最大:72 MHz maximum frequency,
2)A/D:3 × 12-bit, 1 μs A/D converters (up to 21channels)
3)DMA:12-channel DMA controller,– Supported peripherals: timers, ADCs, DAC,SDIO, I2Ss, SPIs, I2Cs and USARTs
4)USB接口
5)CAN接口
6) 板載一個JTAG/SWD調(diào)試接口
7)一個復(fù)位按鈕
(3)實驗?zāi)K
目前支持三十多個實驗?zāi)K,詳見下面模塊介紹:(其中模塊1到9為標配,其余為選配)
1、信號綜合板
1 | 138譯碼電路 | 6 | 非門和與非門電路 |
2 | 393八分頻電路 | 7 | 單脈沖,時鐘,蜂鳴器 |
3 | 可調(diào)模擬信號0~5v | 8 | 雙運放電路LM358 |
4 | 數(shù)字溫度18B20 | 9 | 脈寬與射極輸出電路 |
5 | 模擬溫度LM35 |
2,LED點陣和總線擴展單元
配有74LS244三態(tài)緩沖器與74LS273八D觸發(fā)器,進行基本輸入/輸出實驗;
配有16*16 LED及驅(qū)動電路,可進行中文字幕移動實驗。
總線擴展座,選配擴展卡,如USB2.0擴展模塊,可進行和PC機usb數(shù)據(jù)通信。
3、串口通信接口卡
1 | 8253定時計數(shù)器接口 | 4 | 485接口 |
2 | 8250異步通信接口 | 5 | RS232接口 |
3 | 8251通信接口 |
4、常用 8255實驗?zāi)K
配有8255擴展接口,為實驗提供三個IO口和打印接口。
配有8255擴展接口,為鍵盤顯示提供接口。
5、AD/DA綜合模塊
完成ADC0809 8位模數(shù)轉(zhuǎn)換,數(shù)據(jù)采集顯示等實驗;
完成DAC0832 8位數(shù)模轉(zhuǎn)換、方波、鋸齒波、階梯波等實驗;
配有8279可偏程鍵盤接口芯片,進行鍵盤實驗。
6、 鍵盤 LED 顯示模塊
配有4*6鍵盤接口,六位LED八段顯示器,進行鍵盤動態(tài)掃描;動態(tài)顯示等實驗;
7、LCD和IC卡實驗?zāi)K
完成128*64點陣式LCD中文顯示及圖形顯示實驗;
可進行IC卡讀寫實驗。
8、 電機、喇叭模塊
1.配有全隔離驅(qū)動四相步進電機,直流電機;
2.喇叭,音頻放大輸出電路,繼電器控制;
9、邏輯電平顯示與獨立鍵盤
配有八只邏輯開關(guān)和八只按鈕開關(guān)。
配有12位led帶驅(qū)動顯示
10、元件擴展模塊 100
有若干電阻,電容,二極管,三極管,電位器元件庫。
四排并行八位排針四組,二組八位轉(zhuǎn)接口。
11 信號綜合板
138譯碼電路
393八分頻電路
可調(diào)模擬信號0~5v
數(shù)字溫度18B20
非門和與非門電路
單脈沖,時鐘,蜂鳴器
雙運放電路LM358
脈寬與射極輸出電路
12、串口通信接口卡
13、觸摸彩屏/SD卡開發(fā)板 200
TFT240X320觸摸彩屏
SD卡座(SD卡用戶自配)
單片機最小系統(tǒng),四個按鍵和串口接口。
四、實驗項目
51部分實驗
(一)標配 軟件實驗
1 | 清零程序 | 6 | 查找相同數(shù)據(jù)個數(shù) |
2 | 拆字程序 | 7 | 無符號雙字節(jié)快速乘法子程序 |
3 | 拼字程序 | 8 | 多分支程序 |
4 | 數(shù)據(jù)區(qū)傳送子程序 | 9 | 脈沖計數(shù)實驗 |
5 | 數(shù)據(jù)排序?qū)嶒?/td> | 10 | 電腦時鐘實驗 |
(二)標配 硬件基礎(chǔ)實驗
1 | P1口亮燈實驗 | 14 | 步進電機控制 |
2 | P1口轉(zhuǎn)彎燈實驗 | 15 | 8253方波實驗 |
3 | P3.3口輸入,P1口輸出實驗 | 16 | 小直流電機調(diào)速實驗(霍爾傳感器) |
4 | 工業(yè)順序控制實驗 | 17 | 16*16 LED點陣顯示實驗 |
5 | 8255 A、B、C口輸出方波實驗 | 18 | 128*64(1602)LCD液晶顯示實驗 |
6 | 8255 PA口控制PB口 | 19 | 8250可編程異步通訊接口實驗(自發(fā)自收) |
7 | 8255控制交通燈 | 20 | 8251可編程通訊接口實驗(與PC機) |
8 | 簡單I/O擴展實驗 | 21 | 單片機RS232/485串行發(fā)送實驗(雙機通訊) |
9 | A/D0809轉(zhuǎn)換實驗 | 22 | 單片機RS232/485串行接收實驗(雙機通訊) |
10 | D/A0832轉(zhuǎn)換實驗 | 23 | DS18B20單總線溫度測量實驗 |
11 | 8279鍵盤顯示實驗 | 24 | PWM實驗 |
12 | I2C儲存卡讀寫實驗 | 25 | 射極跟隨器 |
13 | 繼電器控制實驗; |
ARM: Cortex-M3、STM32F103系列部份實驗
1 | 流水燈實驗 | 2 | RTX實驗 |
3 | 按鍵檢測實驗 | 4 | 觸摸屏實驗 |
5 | 外部事件中斷實驗 | 6 | 單總線溫度傳感器實驗 |
7 | 多個串口實驗 | 8 | 步進電機實驗 |
9 | RTC實驗 | 10 | 蜂鳴器實驗 |
11 | ADC實驗(內(nèi)部及外部擴展) | 12 | 紅外接收 |
13 | DAC實驗 | 14 | uCOS操作系統(tǒng)實驗 |
15 | 看門狗實驗 | 16 | VirtualCOMPort(USB虛擬串口) |
17 | SPI存器實驗 | 18 | 音樂播放實驗 |
19 | TFT液晶顯示文字,圖片實驗 | 20 | 基本輸入輸出實驗 |
21 | 16*16點陣顯示實驗 | 22 | MP3播放器 |
23 | 鍵盤LED顯示實驗 | 24 | LCD12864顯示實驗 |
25 | 直流電機實驗 | 26 | 揚聲器發(fā)聲實驗 |
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