模块式单片机综合实验箱的设计

自动化专业单片机与PLC综合实验平台的设计本课题基于PLC技术、传感器技术、气动技术、单片机技术与三菱PLC等工业自动化器件相结合，完成了综合实验平台的设计。

解决了现有实验平台实验结果不够直观的问题。

本课题设计的学生评价系统，实现了学生对实验情况的及时反馈，促进了教师实验教学方法的改进。

本课题的研究有利于学生对专业基础知识的理解，锻炼了学生的实践能力。

标签：高职；PLC；单片机；自动化；实验平台0 绪论高等职业教育存在着学生动手能力不强、创新能力不高、工程实践能力不足等问题。

我们把培养技能型、应用型人才作为高等职业教育的根本目标。

这就需要我们不断加强实践技能教学。

实践教学离不开实验设备（平台）的支撑，它是完成实践教学的基础与保证。

所以设计一种适合自动化专业单片机与PLC课程的综合实验平台就显得十分必要。

1 综合实验平台整体设计本课题所研究的《自动化专业单片机与PLC综合实验平台的设计》（以下简称：综合实验平台）。

是以PLC和单片机两门专业核心课程为理论基础；以问卷调查法为研究手段，对现有实验平台进行了分析。

完成调查、数据收集、数据分析等工作；得出有效、有理、有据的结论。

为综合实验平台的设计提供了可靠、合理的理论依据，明确了综合实验平台设计的思路与方向。

1.1 问卷调查法在本课题中的应用问卷调查法，是一种社会调查研究中收集资料的工具。

主要以问题的形式，是一种系统性记载调查内容的文件，其目的是为了收集人们对于某个特定问题的态度行为特征、价值观观点等信息而设计的一系列问题。

1.2 调查问卷结果的数据统计依据调查问卷内容，对自动化类及相关专业，约100名学生代表及部分教师进行了本次问卷工作，并作出了数据统计。

具体结果及数据统计如下：1.3 调查问卷结果的分析与总结通过对问卷结果的数据统计，发现四个题目中均有选项超过了被问卷人数的50%，说明了问卷中提到的问题具有明显的代表性，反映了调查问卷的合理性；同时也反映出这些问题在广大师生中的突出性。

零基础学单片机实验箱设计一、功能能够完成下列实验：1.电工基础实验⑴基本电气、电子元件的识别⑵元器件好坏的测量⑶欧姆定律、基尔霍夫定律实验2.电路基础实验⑴基本电子器件的识别⑵器件好坏的测量⑶基本模拟电路实验（放大、比较、振荡、功放、整流、稳压、滤波）⑷基本数字电路实验（逻辑门、编译码、触发器、分频器、计数器,单脉冲）3.51单片机基础实验⑴51单片机的种类和型号（8051、AT89C51、AT89S51、STC51）⑵单片机指令系统（51仿真器）⑶单片机汇编程序设计（51仿真器）⑷MCS-51单片机中断系统与定时器/计时器⑸MCS-51单片机的串行通信4.项目实训⑴MCS-51单片机的I/O口操作（LED灯，数码管、LED点阵（汉字））⑵MCS-51单片机的I/O口操作（并口LCD屏，并口微型打印机）⑶按钮与键盘（按钮的独立操作（防抖动）、键盘矩阵扫描）⑷MCS-51单片机串口通信（单片机与PC）(RS232\RS485)⑸MCS-51单片机读写RFID卡（串行通信口）⑹MCS-51单片机控制串口LCD屏和串口微型打印机⑺MCS-51单片机读写实时时钟芯片DS1302⑻MCS-51单片机读写EEPROM芯片AT24C64⑼MCS-51单片机读写温度传感器芯片DS18B20⑽MCS-51单片机外扩RAM芯片（CY62256）⑾MCS-51单片机外扩flash芯片（AT29C010）⑿MCS-51单片机灯光亮度调节系统⒀MCS-51单片机温度控制系统⒁MCS-51单片机短信收发（TC35i）⒂MCS-51单片机语音播放（PM66）⒃MCS-51单片机电机控制（步进电机）⒄MCS-51单片机超声测距5.仪器仪表⑴在板万用表1个。

⑵在板信号源2个（同步和非同步，频率、幅度、占空比均可调）。

⑶在板频率计（计数器）2个。

二、实验箱结构本实验箱的设计从实用出发，多采用实际应用电路作为实验电路。

实验箱采用非传统的结构，为便于以项目开发为目的进行实验，各实验单元相对独立，以便进行功能的组合。

YUYP-01单片机开发应用技术综合实验装置一、概述本单片机开发应用技术综合实验装置由控制屏、实验挂箱、实验桌组成，通过本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。

更设有国内单片机教学设备空缺的机电一体化设备：智能物料搬运装置。

该设备从气动，电动及单片机控制电气电路、软件设计等多方面着手培养学生动手动脑能力；教学与实践相结合使学生毕业后能很快利用单片机知识设计制造出常用的工控自动化设备，成为企业有用之才。

专为高职中职课程设计、毕业设计和单片机竞赛的开发平台，体现了灵活性、开放、创新、综合、跨领域、跨专业的设计理念。

能够满足高职中职院校电子工程专业等不同层次的基础实训教学，课程设计，毕业设计，课题设计，符合学生的从基础到高级，从理论到实践的学习认知曲线。

设有电流型漏电保护器，控制屏若有漏电现象，漏电流超过一定值，即切断电源，对人身安全起到一定的保护。

装置采用组件式结构，更换实验模块便捷。

如需扩展功能或开发新实验，只需添加实验模块挂箱即可，永不淘汰。

二、主要技术参数1、输入电源：AC220V±10% 50Hz2、工作环境：温度-10℃～+40℃相对湿度＜85%（25℃）3、装置容量：200VA4、重量：100Kg5、外形尺寸（cm）：160×75×1506、挂箱尺寸（mm）：410×240×607、输出电源：有漏电、短路、过流保护A．～220V，通过安全插座输出B．直流稳压电源：±5V/1A ±12V/2A三、装置构成（一）实验屏：实验时放置实验挂箱，并提供实验电源，铁质双面亚光密纹喷塑结构。

（二）实验桌：钢木结构，桌面为防火、防水、耐磨高密度板，电脑桌连体设计，造型美观大方。

（三）实验模块：1、DP--01 单片机实验挂箱（一）LED点阵显示模块、点阵式字符液晶显示模块、8253定时计数器、A/D转换、D/A转换、V/F转换、F/V 转换、串引EEPROM、EEPROM、Flash Rom、SRAM、I2C总线接口2、DP--02 单片机实验挂箱（二）8251串行口扩展、232总线串行接口、单片机最小应用系统1、单片机最小应用系统2、拔码开关输出3、DP--03 单片机实验挂箱（三）ISD 1420语音控制、IC卡读写接口、实时时针/日历、USB接口、RS232转RS485接口4、DP--04 单片机实验挂箱（四）8279接口电路、8255 I/O扩展、8155 I/O扩展、动态扫描显示模块、转换接口、MC14433、整列式键盘实验模块5、DP--05 单片机实验挂箱（五）步进电机驱动程序示列、温度传感器与温度控制、汽车转弯信号灯/十字路口交通灯、数字频率计、看门狗6、DP--06 单片机实验挂箱（六）十六位逻辑电平显示、继电器控制接口、常用器件接口、八位逻辑电平输出、单次脉冲、扬声器、串引静态显示模块、查询式键盘。

伟福®伟福Lab8000系列单片机仿真实验系统使用说明书南京伟福实业有限公司® 伟福Lab8000单片机仿真实验系统 目录 - ii -目 录第一章 概述 (1)第二章 伟福实验系统组成和结构 (3)1. 实验系统的硬件组成.............................................. (3)2. 实验系统的仿真板简介......... ......... ......... .. (15)3. 实验系统的调试方法......... ......... ......... ................... ....... .. (16)第三章 MCS51系列单片机实验 (17)MCS96系列单片机实验 (18)8088/86系列CPU 实验 (19)ARM LPC2103 MCU 实验 (20)PIC5X 系列CPU 实验 .............. .... . (20)软件实验1. 存储器块清零(51/96/88/PIC) (21)2. 二进制到BCD 码转换(51/96/88/PIC) (22)3. 二进制到ASCII 码转换(51/96/88/PIC) (23)4. 内存块移动(51/96/88/PIC) (24)5. 程序跳转表(51/96/88/PIC) (25)6. 数据排序(51/96/88/PIC) (26)硬件实验1. IO 口输入输出(51/96/PIC/ARM) (27)2. 继电器控制(51/96/PIC/ARM) (29)3. 用74HC245读入数据(51/96/88/ARM ) (30)4. 用74HC273输出数据(51/96/88/ARM) (31)5. PWM 转换电压实验(51/96/PIC/ARM) (32)6. 音频控制(51/96/PIC/ARM) (33)7. 用8255输入、输出(51/96/88/ARM) (34)8. 串行数转换并行数(51/96/PIC/ARM) (35)9. 并行数转换串行数(51/96/PIC/ARM) (37)10. 计数器实验(51/PIC/ARM) (39)11. 外部中断实验(51/96/ARM) (40)12. 定时器实验(51/96/PIC/ARM) (42)13. D/A 数模转换实验(51/96/88/ARM) (44)14. A/D 模数转换实验(51/96/88/ARM) ..................... . (46)15. 外部中断实验(急救车与交通灯) (51/96/ARM) (48)16. 八段数码管显示(51/96/88/PIC/ARM) (50)® 伟福Lab8000单片机仿真实验系统 目录 - ii -17. 键盘扫描显示实验(51/96/88/ARM) (52)18. 电子时钟(51/96/88/PIC/ARM) (54)19. 单片机串行口通讯实验(51/96/ARM) (56)20. 1-Wire 总线实验(51/96/PIC/ARM) (58)21. 直流电机控制实验(51/96/88/ARM) (60)22. 步进电机控制实验(51/96/88/PIC/ARM) (62)23. 温度传感器实验(51/96/88/ARM) (65)24. 液晶显示屏控制实验(51/96/88/ARM) (67)25. 电子琴实验(51/96/88/ARM) (68)26. 空调温度控制实验(51/96/88/ARM) (70)27. 计算器实验(51/96/88/ARM) (73)28. 用HSO 方式输出PWM 波形(96) (75)29. 用HSI 方式测量脉冲宽度(96) (76)30. 用HSI 中断方式统计脉冲个数(96) (77)31. 计数器实验(96) (79)32. 用片内A/D 做模数转换实验(96) (80)32. PWM 转换电压实验(88) (81)34. 8253计数器实验(88) (82)35. 8259外部中断实验(88) (83)36. 8253定时器实验(88) (85)37. 8251A 串行口通讯实验(88) (87)38. 8237 DMA 实验(88) (89)39. 压力传感器实验(51/96/88/ARM ) (91)40. 红外通讯实验(51/96/88/ARM) (92)41. 16x16点阵显示实验(51/96/88/ARM).......................................................... ..9642. I2C 总线实验(51/96/PIC/ARM).. ................................................................. ..9843. SPI 总线实验(51/96/PIC/ARM) ............................................................. ... . (100)第四章 ARM LPC2103仿真板说明........................................................................... (101)在KEIL 和ADS 开发环境中安装LAB8000的驱动.............................. . (103)在KEIL 开发环境中安装LAB8000的驱动..….................. ..... ...... ............... ..106调试时可能出现的错误信息及原因................. ........... .................................. (110)第五章 逻辑分析工具 (111)第六章 系统自检功能..............................................…….............................................. .114® 伟福Lab8000单片机仿真实验系统 目录 - ii -本实验说明书包括8051、80C196、8088/86、ARM 、PIC57五种MCU 的实验说明（MCS51有6个软件实验、31个硬件实验，MCS96有6个软件实验、35个硬件实验，8088/86有6个软件实验、25个硬件实验，PIC57有6个软件实验、14个硬件实验，ARM 提供了32个硬件实验）。

专利名称：一种教学用单片机综合实验箱专利类型：实用新型专利
发明人：刘瑞涛
申请号：CN201620301347.4
申请日：20160402
公开号：CN205827750U
公开日：
20161221
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型提供了一种教学用单片机综合实验箱，涉及实践教学仪器技术领域，采用的技术方案是，结构中包括箱体及设置在箱体内的电路板，关键是：所述电路板的结构中包括：单片机最小系统模块、电源模块、以及分别与单片机并口连接的LED模块、数码管模块、独立按键模块、矩阵键盘模块、蜂鸣器模块、液晶模块、实时时钟模块、数字温度传感器模块、串口通信模块、继电器模块、模数转换模块、数模转换模块以及配套的IC总线模块。

本实用新型中的单片机综合实验箱结构紧凑、体积小、成本低、控制简单、无需接线，非常适合单片机初学者学习单片机知识。

申请人：刘瑞涛
地址：050081 河北省石家庄市中山西路长兴街12号
国籍：CN
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模块式单片机综合实验箱的设计【摘要】从单片机教学的实际需要出发，根据本校学员的专业背景，设计了一种模块式单片机综合实验箱，介绍了实验箱的设计思想、总体结构、模块功能和特点，对于进一步提高学员动手实践能力具有很好的指导意义。

【关键词】单片机；实验箱；模块式一、引言近年来，随着单片机技术的不断发展，单片机在微机控制领域占据着重要地位，由于其具有体积小、可靠性好、易扩展、控制功能强、使用方便等优点，在智能仪表、工业测控、计算机网络与通信设备、日常生活及家用电器等方面都得到了广泛的应用[1-3]，为此，社会对掌握单片机技术的应用型人才的需求也越来越大。

目前，《单片机原理及应用》已成为大多高校电类专业学员必修的专业基础课程之一。

由于单片机是一项应用性很强的技术，所以与之相对应的实验内容不可获缺。

在目前的单片机教学中，各高校大多以51系列为主，采用“理论教学＋验证性实验”的教学模式，学员将编制好的程序代码下载至单片机无需硬件操作即可看到实验效果，从而完成验证性实验。

一些教学实验器材生产厂家开发的实验系统结构复杂，配套设备多，零部件之间相互依赖程度大，集成度高，不利于学员对单片机内部控制结构和原理的理解认识，在很大程度上制约了学员实践技能的提高，不能满足应用性人才培养的需要。

因此，针对当前单片机实验教学存在的不足，根据专业学员培养的需要，自主研发适合学员的单片机综合实验箱，该实验箱的设计从实际工程开发的角度出发，采用模块式结构对单片机实验箱进行了优化设计，增强学员动手能力，以培养学员应用和开发单片机的实际技能。

二、实验箱设计思想为改变传统单片机实验箱的不足，根据教学和实验的客观需要，开发单片机综合实验箱，基于以下4个基本要求：1.要满足课程标准中有关单片机实验的要求，所开设实验涵盖专业学员所学单片机的所有知识点，贴近本校医疗器械修理专业学员的实际应用；2.具有开放型结构，扩展性好，以培养学员的创新和自主学习能力；3.实验箱体积小，方便携带，USB下载，不受场地限制，随时可开展实验；4.性能可靠，可重复多次使用。

基于单片机的多功能智能行李箱设计摘要本文主要介绍了一种基于单片机的多功能智能行李箱设计。

该行李箱具备自动测重、指纹解锁、防盗报警、智能充电等功能。

通过单片机控制，能够实现这些功能以提高行李箱的便捷性和安全性。

实验结果表明，设计的多功能智能行李箱能够实现稳定可靠的运行，具有很好的应用效果。

关键词：单片机；智能行李箱；自动测重；指纹解锁；防盗报警；智能充电1. 引言随着人们生活水平的提高，旅行逐渐成为人们的一种日常活动。

作为旅行的必需品，行李箱的设计和功能也逐渐得到了人们的关注和追求。

本文设计了一种基于单片机的多功能智能行李箱，旨在提供更便捷、安全的行李箱使用体验。

2. 设计思路本文设计的多功能智能行李箱主要包括以下几个功能：自动测重、指纹解锁、防盗报警、智能充电。

自动测重功能可以帮助用户准确预估行李重量，避免超重情况的发生；指纹解锁功能可以保证行李箱的安全性，只有通过指纹认证的用户才能解锁行李箱；防盗报警功能可以在行李箱遭到偷盗时发出报警信号，提醒用户；智能充电功能可以为用户的手机、平板等电子设备提供便捷的充电方式。

3. 系统设计本文设计的多功能智能行李箱的硬件部分主要包括：称重传感器、指纹识别模块、报警器、充电器等。

软件部分则采用单片机进行控制。

具体来说，单片机通过称重传感器实时监测行李重量，当行李重量超过设定值时，会通过报警器发出警报。

用户可以通过指纹识别模块进行解锁操作，只有通过指纹认证的用户才能解锁行李箱。

行李箱还配备了智能充电器，用户只需将手机等电子设备连接到行李箱的充电器接口，即可实现充电。