单片机实训室主要课程及实训内容
2022-08-30 09:19单片机实训室主要承担机电一体化技术专业、电气自动化技术和工业过程自动化技术专业等专业的《单片机原理及应用》、《C语言程序设计》和《Protel DXP2004电路板设计与制作》等课程的实训教学任务。专业设备配制了Keil 4、PROTUES等主流的单片开发软件。可以满足单片机教学和对外培训需求，学习者在实训室能真实的感受到单片机项目的工程实际开发环境，实现零距离上岗。
一、单片机实训室,单片机技术应用实训考核装置,单片机开发综合实验台培养目标：
通过实训仿真学生可以了解和掌握单片机控制的工作原理，能够根据设计需求搭建输入按键、输出显示、模数转换等单片机应用电路，能应用输入输出接口、输出显示、中断/定时、串行口、A/D、D/A等单片机资源编写应用程序，并可以完成AVR单片机的软硬件开发和仿真实验。
二、单片机实训室,单片机技术应用实训考核装置,单片机开发综合实验台主要课程：
主要用于电气自动化技术、工业机器人技术、机电一体化技术和智能产品开发与应用等专业学生进行《单片机技术应用》、《嵌入式技术》等课程的实验、实训教学。
三、单片机实训室,单片机技术应用实训考核装置,单片机开发综合实验台主要的实训内容有：
（1）Keil C51软件的使用
（2）一个LED发光二极管的闪烁控制
（3）单片机控制蜂鸣器发声
（4）模拟汽车左右转向灯控制
（5）PROTUES仿真调试发光二极管闪烁控制系统
（6）流水灯设计
（7）按键控制多种花样霓虹灯设计
（8）声光报警器设计
（9）基于PWM的可调光台灯设计
（10）8路抢答器设计
（11）数码管字符显示屏控制
（12）LCD12864液晶显示控制
（13）密码锁设计
（14）PS2接口键盘控制
（15）简易秒表设计
（16）模拟交通灯控制系统设计
（17）串口控制数码管显示系统设计
（18）简易数字电压表设计
（19）基于A/D和D/A转换芯片的可调光台灯设计
（20）数字钟的设计
（21）图形液晶显示系统设计
（22）温度检测记录系统设计
四、单片机实训室,单片机技术应用实训考核装置,单片机开发综合实验台实验室主要的配置设备：
A、MYDPJ-01 单片机技术应用实训考核装置
一）产品特点：
1、入门容易，简洁而不简单：为了使入门容易，我们采用简单易懂的版面设计，从最基本的一个跑马灯开始就让您无缝地切入教学。大部分的模块在保证安全的前提下反面是镂空的。这使得您可以让学生一目了然看到，并可以触摸到，这点很重要。因为我们深知，感性认识的重要性。
2、人体工学，美观而舒适：采用模块平放结构，使得视线趋于自然向下，如同平时读书写字。靠近用户侧又略带倾斜，使得操作时更加方便。同时抬头时视线使得毫无遮挡。可以方便地听讲，老师亦可观察实验情况。
3、高度开放，激发创新：采用模块化设计，我们并不简单的，单独设计模块，而是将模块间联系，可能性，功能性做了综合考虑，提供经典实训项目，我们建议用户利用高度开放性的模块，设计出自己的实验项目。
4、贴近实际，易于拓展：深知教学与实际生产结合的重要性。特别设计了多达几十种的实训包
二）技术性能：
1、输入电源：AC220V±10% 50Hz
2、工作环境：温度-10~+40℃ 相对湿度＜85%(25℃)
3、装置容量：200VA
4、重量：100kg
5、外形尺寸：1600×750×1100mm
三）模块功能：
1、主机模块：单片机采用爱特梅尔的AT89S52。该单片机内部设有256Byte的RAM和8KByte的FLASH、三个16位定时器，两个数据指针，片内集成了一个看门狗电路。64KRAM扩展空间、64KROM扩展空间；32个IO口，6个向量中断源；0~33MHz的工作频率，三级程序加密功能；工作电压4.0V~5.5V。使用DIP40封装便于更换芯片及仿真。并设计有在系统下载设计接口，通过USB下载器可以方便地进行编程，无需把单片机从电路上取下。
该模块上还放有串行通信接口，该接口已经加入升压电路，可以直接与计算机通信，飞利浦单片机和宏晶单片机也可以通过此口进行程序下载。复位电路上加有手动复位按扭，可以直接复位操作。模块上还设有有源蜂鸣器驱动电路，直接给固定电平就可以发出声响。
2、电源模块：电源模块采用线性电源和开关电源两种电源。单片机等芯片采用线性电源供电，可以有效减少因电源干扰引的程序跑飞。电机等大功率器件采用开关电源供电，确保提供足够的功率。电源采用漏电保护开关作为总控制，安全可靠。用船形开关单独控制低压电，市电与低压电分开控制。该模块共有三组相互独立的低压电源，其中有两组是正负双电源输出。面板上放置了一个AC220输出插板，可以同时挂接三个仪器仪表。其中每组电源都有保险丝作过载保护。
3、仿真器模块：配备有高性能单片机仿真器，可以全功能仿真MCS51系列单片机，也可以软件仿真；软件为中国自主研发，可以很好的支持中文，支持关键字提示，自动完成符号配对等功能。支持64K程序地址断点、64K源程序有效行断点和64K临时断点，单片机内部寄存器状态一目了然。主机与计算机采用流行的USB接口。
4、显示模块：该模块无论从最基本的显示元件LED发光二极管，还是到最高级的LCD显示屏都包含在内。具体配置为8位跑马灯（逻辑电平指示）、8位数码管动态显示、16×32点阵LED屏、1602字符型液晶显示屏、128×64绘图液晶显示屏。单片机常用的显示器件全部包含在内，使学习者可以接触所有的显示方案，设计人机界面时可以得心应手。
5、继电器模块：继电器是常用的执行元件，也是常用的隔离元件，它能用低压控制高压电路，远程切换强电电路状态优点，同时它的执行元件又是一个线圈，在通电及断电时会产生电磁干扰。为此继电器模块在集成了驱动电路的基础上增加了光电隔离措施。该模块共有6路继电器，每个继电器的开关触点全部引出，并明确标示；每个继电器还设有工作指示灯，那一路继电器在通电工作使人一目了然。六组继电器中有两组为AC220控制的继电器，可以控制交流电机的正反转及停止，通过转换头可以连接电子连线。另外四组为电子连线座输出。继电器触点容量250V/6A、DC28V/12A
6、指令模块：指令模块上放置了单片机常用的输入元件，其中有8个独立键盘接口，8路8位开关量输入，4*4矩形键盘接口，可以满足学生从基础到高级，从简单到复杂的实训要求。如果用户需要更多的按键或需要更为复杂的设计，则可以采用该模块的PS2键盘鼠标接口进行扩展。
7、ADC/DAC模块：ADC/DAC模块上设计了两种转换芯片ADC0809和DAC0832。为了便于调试程序和硬件，板载了三个功能子模块：0-5V模拟电压输出、8等级LED电平指示器和有源时钟发生器。ADC0809实验时可以用有源时钟发生器作为芯片的时钟，可以用0-5V模拟电压输出作为模拟量，用8等级LED电平指示用作模拟量大小的指示；DAC0832实验时，可以将芯片的输出接在8等级LED电平指示器上，转换结果是否正常一目了然。
8、交直流电机控制模块：该模块可以完成两种电机的控制实验，分别是24V直流减速电机和220V交流减速电机。每种电机的转盘下面放有光电开关计数器，可以用单片机感知其位置和转动了多少圈。每个电机控制线路中设有超程保护输入端口，在与水平移动装置组合实验时可以有效保护电机和机构的安全。
9、步进电机控制模块：该模块设有一只24V两相步进电机和大功率步进电机驱动器。模块改变了电机的轴转式运行方式，采用了一个水平移动机构，该机构可以把电机的轴转改为水平直线运动，并用铝直尺的刻度指示。该模块还可以做闭环控制的实验项目，因为在运动机构上装有感知距离的闭环元件。同时设计了一个超程保护电路，当机构走到一个程序不可知状态时，可自动关闭电机电源，避免机构超程损坏。直线运动机构上带了左右限位输出端子，供单片机查询状态。
10、传感器配接模块(4路传感器接口)：传感器配接模块是专为传感器的配接和电气隔离而设计的一块电路单元，该单元共有两组16路光电隔离IO口，每个光电隔离IO口均可仿PLC与24V电源供电的传感器连接。并配有四路传感器转换接口用于工业传感器的连接。
11、扩展模块：因为82C55的控制方式仍有学习价值，目前在许多教材中仍有它的身影，扩展模块能满足实验的需求；82C55的三个端口全部引出，可以用电子连线连接，也可以用排线连接。控制端与数据通信口安排在一起，整体布局美观大方。另设有一片74LS245芯片，可以用来与82C55组合起来完成不同的实验功能。
12、温度传感器模块：该模块配备有两种芯片型温度传感器：数字量温度传感器18B20和模拟量温度传感器LM35。LM35器件还加有运算放大器，放大的模拟量可以提高测量精度。每种传感器都有透明外壳加固保护，内有大功率加热电阻，加热指示器等。工作状态一清二楚。可以用来做恒温控制，温控器等实验。
13、智能物料搬运装置：配置双轴机器人作为装配的执行机构，具有X轴、Y轴两个方向的执行能力，可完成智能抓取物料放料等功能；配置有行程开关，光电传感器，光纤传感器等，可确保各执行器的准确定位；超出最大行程时，具有硬件自动保护功能，确保系统安全及人身安全；本装置为通用的模块化的多功能装置，各功能端口完全开放，可以能过不同的接线来完成各种不同的功能，为学生的创新设计提供了广阔的发挥空间。
四）实训项目：
实训一 灯光闪烁实训
实训二 跑马灯实训
实训三 独立按键输入实训
实训四 光隔离输入输出实训
实训五 金属检测实训
实训六 动态数码管显示实训
实训七 矩阵键盘接口实训
实训八 继电器隔离控制实训
实训九 蜂鸣器演奏实训
实训十 8255芯片扩展IO实训
实训十一 字符型液晶显示模块控制实训
实训十二 液晶显示模块控制实训
实训十三 点阵L E D屏汉字显示实训
实训十四 AD转换实训
实训十五 DA转换实训
实训十六 LM35温度传感器采集实验
实训十七 单总线温度传感器采集实训
实训十八 交直流减速电机控制实训
实训十九 步进电机开环控制实训
实训二十 RS232通信实训
实训二十一 PS2键盘通信实验
实训二十二 智能物料搬运装置实训:
1. 传感器技术实训
2. 直流减速电机应用实训
3. 气动回路应用实训
4. 丝杆传动机构应用实训
5. 直线运动单元定位控制实训
6. 机械故障检测与排除实训气动电磁阀的控制实验
B、MYN-316 单片机开发综合实验装置
本实验台根据职业教育课程改革和教材建设规划要求及教学和实训要求研发。适用于大专院校及中职业技术学校的信息通信技术、应用电子技术的相关专业。单片机实验台由控制屏、实验桌组成，通过实验台实验台可完成单片机的接口扩展、数据采集、数据显示、键盘控制、定时器、打印机接口等实验，配备有仿真器。实验模块丰富，实验功能强大。
二）主要技术参数：
1、输入电源：AC220V±10% 50Hz
2、工作环境：温度-10~+40℃ 相对湿度＜85%(25℃)、
3、装置容量：200VA
4、重量：100kg
5、外形尺寸：1600×750×1500mm
三）包含的实验模块：
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1．单脉冲发生电路（复位电路） 2．8位逻辑电平输出 3．单路和多路（8位）发光二极管电路 4．扬声器驱动电路 5．拨码盘输入电路 6．继电器驱动电路 7．74LS245读入数据电路 8．74LS273读出数据电路 9．PWM转换电压电路 10．串行转换并行电路 11．并行转换串行电路 12．查询式键盘 13．阵列式键盘 14．5LED静态显示（串行）电路 15．6LED动态显示（扫描）电路 16．8155与单片机接口电路 17．8255与单片机接口电路 18．8253与单片机接口电路 19．DAC0832与单片机接口电路 20．ADC0809与单片机接口电路 21．MC14433与单片机接口电路 22．单片机的RS-232C总线接口 23．单片机的Centronics(最小应用系统)总线接口 24．93C46串行EEPROM与单片机接口电路 25．EEPROM的外部程序存储器扩展电路 26．SRAM的外部数据存储器扩展电路 27．汽车转弯信号灯实验电路 28．五相步进电机演示实验电路 29．温度传感器电路 |
30．温度过程控制实验电路 31．简易数字频率计实验电路 32．低频信号发生器 33．指针式直流电压表 34．数字式直流电压表 35．通用编程器(EPROM、89C51烧录器) 36．MP-A16-8微型针式打印机 37．仿真器 38．两组±5V、±12V直流稳压电源 39．字符型液晶显示屏控制电路 40．16位逻辑电平显示电路 41．LED16*8点阵电路 42．8279键盘显示接口电路 43．V/F转换接口电路 44．F/V转换接口电路 45．Flash ROM外部存储器扩展电路 46．看门狗实验电路 47．五功能逻辑笔实验电路 48．十字路口交通灯控制电路 49．直流电机驱动调速电路（实物） 50．步进电机驱动电路（实物） 51．IC卡及接口电路 52．实时时钟/日历控制电路 53．语音芯片控制电路 54．8251接口电路 55．I2C总线接口电路 56．RS232转RS485电路 57．USB接口电路 58．单片机与CPLD实验电路 |
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(一) 软件实验 1．存储器块清零 2．二进制到BCD码转换 3．二进制到ASCII码转换 4．程序跳转表 5．内存块移动 6．数据排序 (二) 硬件基础实验 7．P1口输入、输出实验 8．继电器控制实验 9．用74LS245读入数据 10．用74LS273输出数据 11．串行数转换并行数 12．并行数转换串行数 13．PWM转换电压实验 14．音频控制实验 15．8255输入、输出实验 16．8155输入、输出实验 17．5LED静态串行显示实验 18．6LED动态扫描显示实验 19．查询式键盘实验 20．阵列式键盘实验 21．计数器实验 22．定时器实验 23．8253定时器实验 24．外部中断实验 25．串行口通讯实验 26．ADC0809模数转换实验 27．DAC0832数模转换实验 28．MC14433模数转换实验 |
29．EEPROM外部程序存储器实验 30．SRAM外部数据存储器扩展实验 31．93C46串行EEPROM数据读写 32．电子时钟实验 33．电子琴模拟实验 34．打印机控制实验 35．汽车转弯信号灯控制实验 36．温度传感器模拟实验 37．温度过程控制模拟实验 38．步进电机模拟实验 39．计算器实验 40．数字频率计实验 41．V/F转换实验 42．F/V转换实验 43．LED点阵显示实验 44．字符液晶显示屏控制实验 45．8279键盘扫描显示实验 46．看门狗实验 47．8251串行口扩展通讯实验 48．I2C总线读写实验 99．RS232转RS485实验 50．USB接口实验 51．十字路口交通灯控制实验 52．五功能逻辑笔实验实验 53．直流电机驱动调速实验（实物） 54．步进电机驱动实验（实物） 55．IC卡读写实验 56．实时时钟/日历控制实验 57．语音芯片控制实验 58．单片机与CPLD综合实验 |
为铁质双层亚光密纹喷塑结构，桌面为防火、防水、耐磨高密度板；左右设有两个大抽屉（带锁），用于放置工具及资料，电脑桌联体设计，造型美观大方。
C、MY-228 单片机开发实验箱
本实验箱是《MCS-51单片机原理与接口》《单片机控制技术》《自动化控制》等课程教学的最佳配套实验设备，为各类院校的单片机教学实验、课程设计、毕业设计提供了良好的实验开发环境。也是科研、开发工作者的得力助手。
一）组成：
系统配置性能优异的MY-228型51/96通用单片机仿真器。
适应Windows98/2000/xp等操作平台的调试软件。
实验电路部分:
开放式4X6键盘/六位数码管动态显示电路;由16X2（或128X64）组成的LCD图文实验电路;16X16点阵电路; 8250、8251、8253、8255、8279、0809、0832、244/273、RS232/485、IC卡等常用芯片接口电路;小型直流电机、步进电机、继电器、温度压力、电子音响电路喇叭、8MHZ频率源模块、开关逻辑电平输入、输出电路，ISP在线下载电路等。
二）主要特点：
（1）该实验仪基于一种灵活多变开放式的构思,所有电路单元尽可能独立开放,提高实验的自由度,灵活性,各单元模块可组成多种多样功能各异的实验电路,可给学生留下创造性的多彩发展空间,极大地提高了资源利用率,如开放式键盘, 开放式显示器,开放式串口等,为适应多种方式实验提供可能。
（2）主机板留有扩展卡座,为用户留下开发空间。
（3）该实验仪系统集成MY-228型51/96通用单片机仿真器，64K数据空间、64K程序空间全部开放，不占用CPU资源，采用双CPU模式，仿真CPU和实验CPU独立运行,软件支持汇编、PL/M、C语言,性能极好。
（4）系统支持二种工作方式：一是联机运行:在与上位软件联机的状态下实现各种调试和行运的操作,二是脱机运行:系统配有管理监控,在无仿真器状态下,系统自动切换到脱机管理状态,用户可轻松调用实验程序的EPROM完成52个实验。
三）实验项目：
(一)软件实验
（1）清零程序；
（2）拆字程序；
（3）拼字程序；
（4）数据区传送子程序；
（5）数据排序实验；
（6）查找相同数据个数；
（7）无符号双字节快速乘法子程序；
（8）多分支程序；
（9）脉冲计数实验；
（10）电脑时钟实验。
(二)硬件实验
（1）P1口亮灯实验；
（2）P1口转弯灯实验；
（3）P3.3口输入，P1口输出实验；
（4）工业顺序控制实验；
（5）8255 A、B、C口输出方波实验；
（6）8255 PA口控制PB口；
（7）8255控制交通灯；
（8）简单I/O扩展实验；
（9）A/D0809转换实验；
（10）D/A0832转换实验；
（11）8279键盘显示实验；
X（12）通用打印机实验；（选配）
X（13）微型打印机打印字符、曲线、汉字实验；（选配）
（14）I2C储存卡读写实验；
（15）继电器控制实验；
（16）步进电机控制；
（17）8253方波实验；
（18）小直流电机调速实验；
（19）16X16 LED点阵显示实验；
（20） LCD液晶显示实验；
（21）8250可编程异步通讯接口实验（自发自收）；
（22）8251可编程通讯接口实验（与PC机）；
（23）单片机RS232/485串行发送实验（双机通讯）；
（24）单片机RS232/485串行接收实验（双机通讯）；
（25）温度压力实验。
注：实验项目前打X号为选配扩展实验。
单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分如下几个范畴：
1.在智能仪器仪表上的应用
单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。例如精密的测量设备（功率计，示波器，各种分析仪）。
2.在工业控制中的应用
用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。
3.在家用电器中的应用
可以这样说，现在的家用电器基本上都采用了单片机控制，从电饭褒、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备，五花八门，无所不在。
4.在计算机网络和通信领域中的应用
现代的单片机普遍具备通信接口，可以很方便地与计算机进行数据通信，为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件，现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制，从手机，电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话，集群移动通信，无线电对讲机等。
5.单片机在医用设备领域中的应用
单片机在医用设备中的用途亦相当广泛，例如医用呼吸机，各种分析仪，监护仪，超声诊断设备及病床呼叫系统等等。
此外，单片机在工商，金融，科研、教育，国防航空航天等领域都有着十分广泛的用途。
目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录象机、摄象机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。
