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YUYJCS-1113創(chuàng)新型測(cè)控傳感器技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)
一、創(chuàng)新型測(cè)控傳感器技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)概述
1．實(shí)驗(yàn)平臺(tái)能滿足傳感器與檢測(cè)技術(shù)課程群的實(shí)驗(yàn)需求，并且具有占用空間小、掛箱設(shè)計(jì)規(guī)范、互換性強(qiáng)，從基本實(shí)驗(yàn)到構(gòu)成完整系統(tǒng)在一臺(tái)實(shí)驗(yàn)裝置上便可以全部實(shí)現(xiàn)。避免了不同課程需要不同實(shí)驗(yàn)裝置、占用空間大、難以構(gòu)成完整系統(tǒng)、不方便實(shí)施綜合性和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的麻煩。
2．能適應(yīng)不同專業(yè)和不同層次的教學(xué)需要，可按不同需求選擇不同的配置，并可根據(jù)用戶的要求增添實(shí)驗(yàn)掛箱。
3．實(shí)驗(yàn)裝置能完成傳感器與檢測(cè)技術(shù)相關(guān)課程實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)苷莆崭鞣N傳感器原理、信號(hào)處理電路及檢測(cè)方法。
4．傳感器部分：包括壓力、壓電、應(yīng)變、電容、霍爾、溫度、光敏、氣敏(酒、C0)、電渦流、光纖位移、長(zhǎng)光柵位移、差動(dòng)變壓器、光電耦合等各種常見(jiàn)傳感器。
5．檢測(cè)部分：利用工業(yè)實(shí)際中廣泛采用的成熟電路完成對(duì)各種傳感器信號(hào)的拾取、轉(zhuǎn)換、調(diào)理、采樣、存儲(chǔ)、解算、控制及顯示等處理電路，實(shí)驗(yàn)裝置充分考慮抗干擾及可靠性技術(shù)的應(yīng)用，學(xué)生可以學(xué)以致用。
6．通過(guò)使用本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，有利于廣大學(xué)生對(duì)書(shū)本知識(shí)的理解和深化，在完成傳感器與檢測(cè)技術(shù)等一系列基本實(shí)驗(yàn)后，便能掌握傳感器與檢測(cè)技術(shù)課程群所要求的基本原理、操作技能和動(dòng)手能力。若再完成一個(gè)或幾個(gè)綜合型實(shí)驗(yàn)，則對(duì)系統(tǒng)有一個(gè)較為全面的認(rèn)識(shí)，形成基本的解決實(shí)踐問(wèn)題的知識(shí)體系。如果能進(jìn)一步完成設(shè)計(jì)型乃至創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)，則將形成解決實(shí)踐問(wèn)題的能力和積累解決實(shí)踐問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)而培養(yǎng)其創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。
二、特點(diǎn)
1．模塊化設(shè)計(jì)：采用標(biāo)準(zhǔn)的模塊化設(shè)計(jì)，增強(qiáng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)性和互換性。
2．總線標(biāo)準(zhǔn)：建立統(tǒng)一的內(nèi)總線和接口約定，以實(shí)現(xiàn)靈活的個(gè)性化配置、擴(kuò)展和系統(tǒng)管理。
3．可更換的核心系統(tǒng)：為適應(yīng)不同廠家的處理器、不同種類的處理器，通過(guò)改變系統(tǒng)核心卡來(lái)實(shí)現(xiàn)使用不同家族的單片機(jī)或者是不同種類的處理器(如MCU、DSP、ARM)等來(lái)組成系統(tǒng)。
4．快速連接線設(shè)計(jì)：提供三種連線方式
①采用金質(zhì)縮緊孔單線接線；
②采用排線集中接線；
③自動(dòng)免連線模式接線。各模塊在設(shè)計(jì)時(shí)均融入三種連線方式于設(shè)計(jì)過(guò)程。
5．一機(jī)多用：采用實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備室相結(jié)合的設(shè)計(jì)構(gòu)思，在實(shí)驗(yàn)裝置上僅配備常用的模塊，在實(shí)驗(yàn)裝置內(nèi)放置次常用模塊，在實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備室中放置其他模塊。由此實(shí)現(xiàn)了該實(shí)驗(yàn)裝置能夠?qū)崿F(xiàn)一機(jī)多用、便于擴(kuò)展和綜合的目標(biāo)。
6．接近工程實(shí)際：實(shí)驗(yàn)裝置上采用多種工業(yè)型傳感器，既可以用來(lái)完成傳感器原理、結(jié)構(gòu)與調(diào)理電路的教學(xué)，也可以用解決工業(yè)工程和過(guò)程中的實(shí)際問(wèn)題。
7．學(xué)以致用：構(gòu)成實(shí)驗(yàn)裝置中的智能儀器的各模塊，在其設(shè)計(jì)時(shí)充分體現(xiàn)實(shí)際系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)技術(shù)和可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)，其核心卡可作為實(shí)際智能儀器的核心單元。實(shí)驗(yàn)裝置中信號(hào)轉(zhuǎn)換與信號(hào)調(diào)理電路采用工業(yè)和工程實(shí)際中所采用的成熟電路。實(shí)驗(yàn)裝置中使用的各種數(shù)字信號(hào)處理方法，采用典型的也是未來(lái)實(shí)踐系統(tǒng)的數(shù)字信號(hào)處理手段，具有很強(qiáng)的工程實(shí)用特征。
8．持續(xù)發(fā)展：結(jié)合單片機(jī)、嵌入式單片、FPGA／CPLD、DSP及ARM知識(shí)可以將檢測(cè)系統(tǒng)或智能儀器提高到更高的層次。
9．智能儀器儀表設(shè)計(jì)：結(jié)合工程實(shí)際給出了一個(gè)將常規(guī)儀器實(shí)現(xiàn)智能化的實(shí)例。
1 0．虛擬儀器儀表設(shè)計(jì)：結(jié)合數(shù)據(jù)采集卡設(shè)計(jì)虛擬儀器儀表。
11．研究與創(chuàng)新能力培養(yǎng)：實(shí)驗(yàn)裝置中選用的幾項(xiàng)綜合型實(shí)驗(yàn)，是典型的檢測(cè)儀表或工業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的微型化，既能夠使學(xué)習(xí)者領(lǐng)略檢測(cè)技術(shù)的典型應(yīng)用和掌握成熟可靠的檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)，又是培養(yǎng)和發(fā)揮學(xué)生創(chuàng)新能力、開(kāi)展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
l 2．開(kāi)放式設(shè)計(jì)：實(shí)驗(yàn)裝置中的軟、硬件及系統(tǒng)均按照全開(kāi)放的思想進(jìn)行設(shè)計(jì)，以便于學(xué)生開(kāi)展研究型和創(chuàng)新型的實(shí)驗(yàn)。
1 3．小知識(shí)單元：為每個(gè)模塊均可拆分到該知識(shí)層次的小知識(shí)單元。
三、適用范圍
實(shí)驗(yàn)臺(tái)主要針對(duì)高校大學(xué)生課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，體現(xiàn)了靈活、開(kāi)放、創(chuàng)新、綜合、跨領(lǐng)域、跨專業(yè)的設(shè)計(jì)理念。其功能擴(kuò)展模塊覆蓋了多個(gè)專業(yè)多門課程，適合電子類、通信類、自動(dòng)化類、計(jì)算機(jī)類、機(jī)電類、測(cè)控儀器類等專業(yè)的學(xué)生進(jìn)行綜合、創(chuàng)新設(shè)計(jì)。
四、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介
本裝置由控制屏，實(shí)驗(yàn)桌、活動(dòng)掛箱及擴(kuò)展模塊、實(shí)驗(yàn)箱組成。實(shí)驗(yàn)臺(tái)美觀大方，尺寸可選；活動(dòng)掛箱包括CPU掛箱、接口掛箱、對(duì)象掛箱、ARM掛箱、DSP掛箱；其功能擴(kuò)展模塊覆蓋了多個(gè)專業(yè)多門課程，包含CPU類、通用接口類、人機(jī)界面類、信號(hào)變換隔離類、通信類、執(zhí)行機(jī)構(gòu)類、傳感器類共40多項(xiàng)。
五、技術(shù)指標(biāo)
1．輸入電源：?jiǎn)蜗嗳€220V±10％ 50Hz
2．工作環(huán)境：溫度10℃～+40℃相對(duì)濕度<85％(25℃) 海拔<4000m
3．絕緣電阻：大于3MΩ
4．漏電保護(hù)：漏電動(dòng)作電流不大于30mmA，動(dòng)作時(shí)間不大于0．1秒
5．裝置容量：<200VA
6．外形足寸：1620mm×750mm×1600mm，以實(shí)物為準(zhǔn)。
六、裝置的配備及技術(shù)性能
本裝置主要由實(shí)驗(yàn)控制屏和實(shí)驗(yàn)桌兩部分組成。
（一）實(shí)驗(yàn)控制屏
1電源及保護(hù)體系
（1）直流穩(wěn)壓電源，每套功能配置如下：
①±5V／lA，±12V／1A和±15V／1A各兩路，均具有短路軟截止自動(dòng)恢復(fù)保護(hù)功能；
②O～3OV／1A連續(xù)可調(diào)電源一路，具有短路軟截止自動(dòng)恢復(fù)保護(hù)功能，帶數(shù)顯電壓表切換指示；
③0~20mA連續(xù)可調(diào)恒流源、具有開(kāi)路保護(hù)功能，帶數(shù)顯指示功能。
（2）實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)有漏電保護(hù)，控制屏若有漏電現(xiàn)象，漏電流超過(guò)一定值，即切斷電源，對(duì)人身安全起到一定的保護(hù)。
2．儀器儀表
1、直流數(shù)字電壓表：200mV,2V,20V三檔可調(diào)。
2、直流數(shù)字電流表：范圍0~200mA，三位半數(shù)顯，配合可調(diào)恒流源使用。
3、功率函數(shù)信號(hào)發(fā)生器
● 頻率范圍： 2HZ,20HZ,200HZ,2KHZ,20KHZ,200KHZ,2MHZ，分七檔
● 輸出波形：正弦波、三角波、方波
● 占空比調(diào)節(jié)：20%~80%
● 輸出電壓幅度：20VP-P 輸出阻抗：50?
● 5位LED頻率顯示
● 3位LED幅度顯示
● 外測(cè)范圍：10MHZ
● 兩檔衰減：20dB,40dB
● 有直流偏置功能
● 有VCF功能
● 有TTL輸出
● 有輸出保護(hù)不易損壞
4、低頻振蕩器部分
（1）頻率調(diào)節(jié)電位器可調(diào)振蕩頻率從1Hz～30Hz。
（2）幅度從0-8VP-P連續(xù)可調(diào)。
5、音頻振蕩器部分
（1）頻率調(diào)節(jié)電位器可調(diào)振蕩頻率從400Hz～10KHz，精度±5%。
（2）幅度可從0-10VP-P連續(xù)可調(diào)。
6、頻率/轉(zhuǎn)速表：頻率測(cè)量范圍1～9999Hz，轉(zhuǎn)速測(cè)量范圍1～9999rpm；
7、溫度控制器，加熱源：提供一只XMTD3000溫度控制器，可以顯示設(shè)定溫度和當(dāng)前溫度。
8、數(shù)據(jù)采集卡，配套相應(yīng)PC機(jī)上位軟件，用于電信號(hào)的采集、處理、顯示。
3．傳感器由多種傳感器和信號(hào)調(diào)理模塊組成
（1）轉(zhuǎn)動(dòng)源部分：轉(zhuǎn)動(dòng)源、霍爾傳感器、光電傳感器；應(yīng)變片稱重傳感器；可更換的傳感器：差動(dòng)變壓器傳感器、電容傳感器、渦流傳感器、霍爾位移傳感器、磁電式傳感器、光纖位移傳感器、濕敏傳感器、酒精傳感器。
（2）振動(dòng)源部分：應(yīng)變片振動(dòng)臺(tái)、壓電電傳感器；
（3）氣體壓力傳感器部分：氣壓源、兩氣壓計(jì)、氣體壓力傳感器。
（4）熱敏電阻傳感器，熱電偶傳感器，PTl00鉑電阻等。
（5）（選配模塊）長(zhǎng)光柵位移傳感器部分：長(zhǎng)光柵位移傳感器；圓光柵角位移部分：光電編碼器，配多功能智能計(jì)數(shù)器、環(huán)境噪聲傳感器、光照傳感器、色標(biāo)傳感器、紅外反射式傳感器
3．實(shí)驗(yàn)掛箱及實(shí)驗(yàn)?zāi)K，掛件尺寸：468*330mm
（1）控制器單元掛箱：配有8051單片機(jī)模塊、C8051嵌入式單片機(jī)模塊、其他CPU外圍單元、譯碼模塊、和常用接口模塊。
（2）信號(hào)轉(zhuǎn)換單元掛箱，掛件尺寸：234*330mm
配有8位并行AD模塊、12位并行AD模塊、8位并行DA模塊、12位并行DA模塊、I／O口擴(kuò)展模塊、轉(zhuǎn)換模塊(模塊PCB板尺寸：176*90mm)
（3）通信與打印機(jī)單元掛箱，掛件尺寸：234*330mm
配有RS232／RS485通信模塊、USB通信模塊，網(wǎng)絡(luò)控制器模塊、CAN總線模塊(模塊PCB板尺寸：176*90mm >)、打印機(jī)放在掛箱底板上
（4）鍵盤與顯示單元掛箱，掛件尺寸：234*330mm
配有顯示(靜態(tài)顯示、動(dòng)態(tài)顯示、液晶顯示)模塊、16*16點(diǎn)陣顯示模塊、4X4鍵盤模塊(模塊PCB板尺寸：176*90mm)
（5）對(duì)象控制單元掛箱（一），掛件尺寸：234*330mm
配備有開(kāi)關(guān)量輸出模塊、開(kāi)關(guān)量輸入模塊、光耦隔離模塊、繼電器模塊 (模塊PCB板尺寸：176*90mm)
（6）對(duì)象控制單元掛箱（二），掛件尺寸：234*330mm
配備有IC卡讀寫(xiě)模塊、步進(jìn)電機(jī)模塊、直流小電機(jī)模塊、語(yǔ)音處理模塊、交通燈模塊、 PWM調(diào)制模塊(模塊PCB板尺寸：176*90mm)
（7）ARM9單元掛箱，掛件尺寸：468*330mm
配有完成ARM9實(shí)驗(yàn)的基本模塊(核心板ARM9)
（8）信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)掛箱468*330mm
（9）自控原理與計(jì)算機(jī)控制掛箱模塊（兩塊：一、468*330mm；二、234*330mm）
（10）測(cè)控電路實(shí)驗(yàn)掛箱模塊（兩塊：一、468*330mm；二、234*330mm）
七、實(shí)驗(yàn)掛箱具體硬件資源
1．控制器單元掛箱：掛箱主要用于插接不同的CPU模塊。掛箱上包含了CPU模塊的接口插座和基本實(shí)驗(yàn)電路及系統(tǒng)擴(kuò)展電路，可單獨(dú)完成大部分的基本實(shí)驗(yàn)，掛箱上有三個(gè)(40P、40P、20P)扁平電纜接口槽用于和其他掛箱連接。掛箱上的資源如下：
（1）8155接口模塊 （2）8255接口模塊 （3）8279鍵盤顯示接口模塊 （4）8253可編程定時(shí)器模塊 （5）硬件看門狗電路模塊 （6） I2C EEROM模塊 （7）8250模塊 （8）8251模塊 | （9）I2C存儲(chǔ)器模塊 （10）I2C時(shí)鐘模塊 （11）單次脈沖模塊 （12）93C46串行EEPROM模塊 （13）紅外線收發(fā)模塊 （14）DS18B20數(shù)字溫度傳感器模塊 （15）開(kāi)關(guān)量輸入模塊 （16）關(guān)量輸出模塊 |
控制器單元掛箱支持CPU模塊和譯碼模塊：
模塊名稱 | 功能指標(biāo) |
51系列CPU模塊 | 支持80C31、80C51，含32K SRAM、64K ROM組成數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線 |
Cygnal51CPU模塊 | 采用美國(guó)Cygnal公司的嵌入式單片機(jī)C8051F020芯片，含32K SRAM，組成數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線 |
譯碼模塊 | 采用LATTICE公司的ispLSI1016E完成整個(gè)系統(tǒng)的譯碼工作 |
2.信號(hào)轉(zhuǎn)換單元掛箱：
掛箱上有三個(gè)（40P、40P、20P）扁平電纜接口槽用于和控制器單元掛箱信號(hào)連接。
掛箱支持的模塊：
模塊名稱 | 功能指標(biāo) |
8位并行AD模塊 | 由AD0809模數(shù)轉(zhuǎn)換電路組成8路8位AD。 |
8位并行DA模塊 | 由兩只DA0832數(shù)模轉(zhuǎn)換電路組成2路8位DA。 |
12位并行AD模塊 | 由AD574模數(shù)轉(zhuǎn)換電路組成12位AD。 |
12位并行DA模塊 | 由TLV5613數(shù)模轉(zhuǎn)換電路組成12位DA。 |
I/O 擴(kuò)展模塊 | 由兩塊74LS244芯片擴(kuò)展成16路并行輸入電路。 由兩塊74LS273芯片擴(kuò)展成16路并行輸出電路。 用74LS164芯片組成串轉(zhuǎn)并輸出電路。 用74LS165芯片組成并轉(zhuǎn)串輸入電路。 |
轉(zhuǎn)換模塊 | 用LM311實(shí)現(xiàn)V/F電路和F/V電路 用TLC549芯片組成串行AD轉(zhuǎn)換電路。 用TLC5615芯片組成串行DA轉(zhuǎn)換電路。 |
3．通信與打印機(jī)單元掛箱：掛箱上有三個(gè)（40P、40P、20P）扁平電纜接口槽用于和其他掛箱信號(hào)連接，打印機(jī)裝在掛箱的底板上。
掛箱支持的模塊：
模塊名稱 | 功能指標(biāo) |
RS232/RS485/CAN總線通信模塊 | 由MAX232芯片組成RS232通信電路，MAX485芯片組成RS485通信電路。 由SJA1000芯片和TJA1050芯片組成CAN總線電路。 |
USB通信模塊 | 由1581芯片組成USB2.0通信模塊 |
網(wǎng)絡(luò)控制器模塊 | 采用RTL8019AS芯片 |
4．顯示與鍵盤單元掛箱：掛箱上有三個(gè)（40P、40P、20P）扁平電纜接口槽用于和其他掛箱信號(hào)連接。
掛箱支持的模塊：
模塊名稱 | 功能指標(biāo) |
靜態(tài)顯示模塊 | 由74LS164芯片驅(qū)動(dòng) |
動(dòng)態(tài)顯示模塊 | 采用8位8段LED數(shù)碼管。 |
液晶顯示模塊 | 提供128*64點(diǎn)陣的液晶顯示屏 |
CPLD模塊 | 采用LATTICE公司1032芯片 |
4*4行列式鍵盤 | 公共鍵盤 |
5、對(duì)象掛箱(一) ：掛箱上有三個(gè)（40P、40P、20P）扁平電纜接口槽用于和其他掛箱信號(hào)連接。
掛箱支持的模塊：
模塊名稱 | 功能指標(biāo) |
繼電器模塊 | 由兩個(gè)5V繼電器、2個(gè)12V繼電器和2個(gè)24V繼電器組成。 |
光耦隔離模塊 | 由3個(gè)TLP521-4芯片組成12入12出。 |
LED顯示模塊 | 用16個(gè)LED燈組成邏輯電平測(cè)試電路 |
開(kāi)關(guān)量模塊 | 用16個(gè)按鍵組成高低電平輸出電路 |
6、對(duì)象掛箱(二) ：掛箱上有三個(gè)（40P、40P、20P）扁平電纜接口槽用于和其他掛箱信號(hào)連接。
掛箱支持的模塊：
模塊名稱 | 功能指標(biāo) |
IC卡讀寫(xiě)模塊 | I2C總線實(shí)現(xiàn)IC卡的讀寫(xiě)及識(shí)別 |
直流電機(jī) | 帶驅(qū)動(dòng)小直流電機(jī)，測(cè)速部分由1個(gè)霍爾傳感器組成 |
步進(jìn)電機(jī) | 采用四相步進(jìn)電機(jī)，帶驅(qū)動(dòng)電路 |
交通燈模塊 | 采用16個(gè)LED燈和四位數(shù)碼管組成。 |
語(yǔ)音處理模塊 | 采用1730語(yǔ)音芯片組成 |
PWM調(diào)制模塊 | 由324運(yùn)放芯片組成,用于小直流電機(jī)調(diào)速 |
7、 ARM9單元掛箱
（1）CPU模塊：（三星S3C2410微處理器，ARM9內(nèi)核，可穩(wěn)定運(yùn)行多種嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。）
內(nèi)存SDRAM：64M。
Flash：8M
標(biāo)準(zhǔn)RS232接口：采用MAX3232電平轉(zhuǎn)換芯片。
以太網(wǎng)接口：采用的網(wǎng)絡(luò)芯片DM9000和帶有網(wǎng)絡(luò)變壓器的網(wǎng)絡(luò)接口，支持100M以太網(wǎng)。
聲卡：AC97標(biāo)準(zhǔn)UDA1341、音頻輸入、雙聲道m(xù)ic輸出
USB從接口：采用S3C2410自帶的控制器。
USB從接口：采用S3C2410自帶的控制器。
（2）面板包括資源（標(biāo)準(zhǔn)配置）
直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、LED、8*8LED點(diǎn)陣，4位8段數(shù)碼管，鍵盤單元、A/D轉(zhuǎn)換單元（板載電位器電壓輸入）、D/A轉(zhuǎn)換單元、通用SD卡和SMC卡接口單元、IIS接口、4.3寸 TFT真彩液晶屏，分辨率480*272，帶4線電阻式觸摸屏；JTAG接口（20針標(biāo)準(zhǔn)ARM仿真接口），3個(gè)RS232串口，485通信接口，CAN通信接口（帶光電隔離），數(shù)字溫度傳感器LM75，I2C EEPROM 24C16 。
（4）選配模塊單元：
GPRS模塊、GSM模塊（可以實(shí)現(xiàn)收發(fā)短信，打電話等功能）。
DSP擴(kuò)展模塊
FPGA擴(kuò)展模塊
射頻卡擴(kuò)展模塊
ZIGBEE擴(kuò)展模塊
指紋擴(kuò)展模塊
USB攝像頭模塊
ARM實(shí)時(shí)仿真器
8、DSP CPU 掛箱: 采用TI公司的TMS320VC5416芯片。
（1）、 主CPU（DICE-5416EVM）模塊：采用TI公司TMS320C5416DSP芯片，該模塊上的資源有。4mbit flash 256k*16bit SRAM 2500 gate CPLD 5416模塊上留有JTAG插口，用戶可以通過(guò)仿真器和CCS下載程序和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；
（2）、 圖象、語(yǔ)音AD/DA模塊：語(yǔ)音模塊采用TLC320AD50芯片，抽樣率為22.05k，圖象采用高速AD（TLC5510）和高速的DA（TLC5602）；同時(shí)TLC5510和TLC5602又可做普通的AD、DA
（3）、 通訊模塊：本系統(tǒng)可做串口、并口實(shí)驗(yàn)，串口實(shí)驗(yàn)：采用熱門器件（MAX3111ECWI）來(lái)完成跟計(jì)算機(jī)的異步通訊，其傳輸速率達(dá)230Kbps；并口實(shí)驗(yàn)：利用并口與DSP的HPI直接實(shí)現(xiàn)跟計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)傳輸，其傳輸速率達(dá)2Mbps；
（4）、 溫度、電機(jī)控制模塊：電機(jī)控制模塊自帶一個(gè)閉環(huán)直流電機(jī)（12V）和一個(gè)步進(jìn)電機(jī)（12V），利用電機(jī)控制模塊可做直流電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)控制方面的實(shí)驗(yàn)，溫度傳感采用流行熱門器件一線集成溫度傳感器（DS18B20），測(cè)溫范圍為－55℃－100℃ 精度為9位、12位。
（5）、 信號(hào)源模塊：本模塊提供兩路（1Hz－60KHz）信號(hào)源，且正弦波的頻率、幅度均可調(diào)節(jié)，其中還提供兩路信號(hào)的混頻電路，為實(shí)時(shí)的濾波算法提供了混頻輸入信號(hào)；
（6）、 鍵盤顯示模塊：本模塊有：1、128*64的圖形點(diǎn)陣液晶屏，利用LCD顯示模塊可做各種圖形、實(shí)時(shí)波形顯示方面的實(shí)驗(yàn)；2、八位數(shù)碼管；3、八個(gè)指示燈；4、八個(gè)按鍵輸入；為實(shí)驗(yàn)儀提供了基本的輸入、輸出設(shè)備。為二次開(kāi)發(fā)提供了豐富的人機(jī)界面資源；
八、 裝置的配備表
序號(hào) | 名稱 | 單位 | 數(shù)量 | 備注 |
1 | 實(shí)驗(yàn)控制屏 | 套 | 1 |
|
2 | 實(shí)驗(yàn)桌 | 張 | 1 |
|
3 | 掛箱與模塊 | 套 | 1 | 傳感器由多種傳感器和信號(hào)調(diào)理模塊 |
控制器單元掛箱 | ||||
信號(hào)轉(zhuǎn)換單元掛箱 | ||||
通信與打印機(jī)單元掛箱 | ||||
鍵盤與顯示單元掛箱 | ||||
對(duì)象控制單元掛箱（一） | ||||
對(duì)象控制單元掛箱（二） | ||||
ARM9單元掛箱 | ||||
信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)掛箱 | ||||
自控原理與計(jì)算機(jī)控制掛箱 | ||||
測(cè)控電路實(shí)驗(yàn)掛箱模塊 | ||||
DSP CPU 掛箱 | ||||
4 | 常用工具 | 套 | 1 | 一字螺絲刀1把；十字螺絲刀1把；剝線鉗1把；尖嘴鉗1把。 |
5 | 實(shí)驗(yàn)說(shuō)明書(shū) | 套 | 1 | 指導(dǎo)學(xué)生實(shí)訓(xùn) |
九、基本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
(一) 傳感器實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
(1)金屬箔式應(yīng)變片一單臂電橋性能實(shí)驗(yàn) (2)金屬箔式應(yīng)變片一半橋性能實(shí)驗(yàn) (3)金屬箔式應(yīng)變片一全橋性能實(shí)驗(yàn) (4)直流全橋的應(yīng)用一電子秤實(shí)驗(yàn) (5)交流全橋的應(yīng)用一振動(dòng)測(cè)量實(shí)驗(yàn) (6)擴(kuò)散硅壓阻壓力傳感器差壓測(cè)量實(shí)驗(yàn) (7)差動(dòng)變壓器的性能實(shí)驗(yàn) (8)激勵(lì)頻率對(duì)差動(dòng)變壓器特性的影響實(shí)驗(yàn) (9)差動(dòng)變壓器零點(diǎn)殘余電壓補(bǔ)償實(shí)驗(yàn) (10)差動(dòng)變壓器的應(yīng)用一一振動(dòng)測(cè)量實(shí)驗(yàn) (11)電容式傳感器的位移特性實(shí)驗(yàn) (12)電容傳感器動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗(yàn) (13)直流激勵(lì)時(shí)霍爾式傳感器的位移特性實(shí)驗(yàn) (14)交流激勵(lì)時(shí)霍爾式傳感器的位移特性實(shí)驗(yàn) (15)霍爾測(cè)速實(shí)驗(yàn) (16)霍爾式傳感器振動(dòng)測(cè)量實(shí)驗(yàn) | (17)磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的測(cè)速實(shí)驗(yàn) (18)壓電式傳感器振動(dòng)實(shí)驗(yàn) (19)電渦流傳感器的位移特性實(shí)驗(yàn) (20)被測(cè)體材質(zhì)、面積大小對(duì)電渦流傳感器的特性影響實(shí)驗(yàn) (21)光纖傳感器的位移特性實(shí)驗(yàn) (22)光電轉(zhuǎn)速傳感器的轉(zhuǎn)速測(cè)量實(shí)驗(yàn) (23)PTl0溫度控制實(shí)驗(yàn) (24)集成溫度傳感器AD590的溫度特性驗(yàn) (25)鉑電阻溫度特性實(shí)驗(yàn) (26)K型熱電偶測(cè)溫實(shí)驗(yàn) (27)E型熱電偶測(cè)溫實(shí)驗(yàn) (28)氣敏傳感器實(shí)驗(yàn) (29)濕敏傳感器實(shí)驗(yàn) (30)轉(zhuǎn)速控制實(shí)驗(yàn) |
選配模塊實(shí)驗(yàn)：
（31）光柵尺測(cè)量實(shí)驗(yàn) （32）光電編碼器實(shí)驗(yàn) （33）環(huán)境噪聲測(cè)量實(shí)驗(yàn) | （34）光照強(qiáng)度測(cè)量實(shí)驗(yàn) （35）紅外反射式傳感器物件計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn) （36）色標(biāo)傳感器顏色識(shí)別實(shí)驗(yàn) |
(二)單片機(jī)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
1、MCS-51單片機(jī)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：
軟件部分實(shí)驗(yàn)：
1．清零程序 2．拆字程序 3．拼字程序 4．?dāng)?shù)據(jù)區(qū)傳送子程序 5．?dāng)?shù)據(jù)排序?qū)嶒?yàn) | 6．查找相同數(shù)據(jù)個(gè)數(shù) 7．無(wú)符號(hào)雙字節(jié)快速乘法子程序 8．多分支程序 9．多分支程序 10．電腦時(shí)鐘實(shí)驗(yàn) |
硬件部分實(shí)驗(yàn)：
1．P1口亮燈實(shí) 2．P1口轉(zhuǎn)彎燈實(shí)驗(yàn) 3．P3.3口輸入，P1口輸出實(shí)驗(yàn) 4．工業(yè)順序控制實(shí)驗(yàn) 5．8255 A、B、C口輸出方波實(shí)驗(yàn) 6．8255 PA口控制PB口 7．8255控制交通燈 8．簡(jiǎn)單I/O擴(kuò)展實(shí)驗(yàn) 9．并行ADC 0809轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn) 10．并行DAC 0832轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn) 11．8279鍵盤顯示實(shí)驗(yàn) *12.通用打印機(jī)實(shí)驗(yàn) 13.微型打印機(jī)實(shí)驗(yàn) 14.I2C儲(chǔ)存卡讀寫(xiě)實(shí)驗(yàn) 15.語(yǔ)音芯片ISD173控制實(shí)驗(yàn)（錄音） 16.語(yǔ)音芯片ISD1730控制實(shí)驗(yàn)（放音） 17.繼電器控制實(shí)驗(yàn) 18.步進(jìn)電機(jī)控制 19.8253方波實(shí)驗(yàn) 20.小直流電機(jī)調(diào)速實(shí)驗(yàn) 21.16*16 LED點(diǎn)陣顯示實(shí)驗(yàn) 22.128*64 LCD液晶顯示實(shí)驗(yàn) 23.8250可編程異步通訊接口實(shí)驗(yàn) 24.8251可編程通訊接口實(shí)驗(yàn) 25.單片機(jī)RS232/485串行發(fā)送實(shí)驗(yàn) 26.單片機(jī)RS232/485串行接收實(shí)驗(yàn) | 27.DS18B20單總線溫度測(cè)量實(shí)驗(yàn) 28.紅外線遙控收發(fā)實(shí)驗(yàn) 29.串行A/D TLC549轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn) 30.串行10位D/A TLC5615轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn) 31.PCF8563 I²C日歷時(shí)鐘實(shí)驗(yàn) 32.MAX813看門狗實(shí)驗(yàn) 33.PWM脈寬調(diào)制實(shí)驗(yàn) 34.74LS164串并轉(zhuǎn)換 35.74LS165并串轉(zhuǎn)換 36.LM331 V/F轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn) 37.AT24C02 I2C總線存儲(chǔ)器讀寫(xiě)實(shí)驗(yàn) 38.串行存儲(chǔ)芯片93C46讀寫(xiě)實(shí)驗(yàn) 39.電子音樂(lè)演奏實(shí)驗(yàn) 40.CAN總線通訊接口實(shí)驗(yàn) 41.以太網(wǎng)TCP/IP協(xié)議接口實(shí)驗(yàn) 42.USB2.0通訊接口實(shí)驗(yàn) 43.LM331 F/V轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn) 44.LM331 V/F轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn) 45.AD574 12位并行模數(shù)轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn) 46.TLV5613 12位并行數(shù)模轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn) 47.4*4行列式鍵盤實(shí)驗(yàn) 48.8位靜態(tài)顯示器實(shí)驗(yàn) 49.8位動(dòng)態(tài)顯示器實(shí)驗(yàn) 50.光耦隔離模塊實(shí)驗(yàn) 51.模擬十字路口交通燈實(shí)驗(yàn)
|
2．嵌入式單片機(jī)(C8051)實(shí)驗(yàn)
(1) 數(shù)字I／O口交叉開(kāi)關(guān)設(shè)置實(shí)驗(yàn) (2) UART串能通訊實(shí)驗(yàn) (3) 配置內(nèi)部和外部振蕩器實(shí)驗(yàn) (4) 片內(nèi)模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)實(shí)驗(yàn) (5) I／O輸入、輸出實(shí)驗(yàn) (6) 片內(nèi)數(shù)模轉(zhuǎn)換(DAC)實(shí)驗(yàn) | (7) 定時(shí)器實(shí)驗(yàn) (8) SRAM外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器擴(kuò)展實(shí)驗(yàn) (9) 外部中斷實(shí)驗(yàn) (10) SPI串行Flash存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)讀寫(xiě)實(shí)驗(yàn) (11) 計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn) |
3．DSP實(shí)驗(yàn)
A、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)
（1）CCS操作實(shí)驗(yàn)
（2）存儲(chǔ)器實(shí)驗(yàn)
（3）跑馬燈實(shí)驗(yàn)
（4）數(shù)碼顯示實(shí)驗(yàn)
（5）硬件中斷實(shí)驗(yàn)
（6）定時(shí)器實(shí)驗(yàn)
（7）步進(jìn)電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)
（8）DSP同步串口與計(jì)算機(jī)的串口（RS232）通訊
（9）DSP的HPI與計(jì)算機(jī)的并口（EPP）通訊
（10）向量相加、減實(shí)驗(yàn)
（11）矩陣相乘
（12）浮點(diǎn)數(shù)到Q15、Q15到浮點(diǎn)數(shù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換
（13）FIR濾波器實(shí)驗(yàn)
（14）IIR濾波器實(shí)驗(yàn)
（15）黑白圖像采集實(shí)驗(yàn)
B、綜合性實(shí)驗(yàn)：
（16）液晶顯示實(shí)驗(yàn)
（17）簡(jiǎn)單數(shù)字存儲(chǔ)示波器實(shí)驗(yàn)
（18）同步串口（16位AD、DA）實(shí)驗(yàn)
（19）HPI接口實(shí)驗(yàn)
（20）自適應(yīng)濾波器（DLMS）實(shí)驗(yàn)
（21）卷積（convole）算法實(shí)驗(yàn)
（22）自相關(guān)算法
（23）互相關(guān)算法
（24）語(yǔ)音錄、放實(shí)驗(yàn)
（25）實(shí)時(shí)IIR濾波器實(shí)驗(yàn)
（26）圖像處理之圖像取反
（27）圖像處理之灰度閾值變換
C、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)
（28）直流伺服電機(jī)測(cè)速控制實(shí)驗(yàn)
（29）溫度傳感器、液晶顯示實(shí)驗(yàn)
（30）HPI接口BOOTLOAD實(shí)驗(yàn)
（31）在線FLASH燒寫(xiě)及16或8位并行自舉
（32）快速傅立葉變換（FFT）算法實(shí)驗(yàn)
（33）信號(hào)采集、存儲(chǔ)、傳輸（PC機(jī)與DSP）實(shí)驗(yàn)
（34）溫度、速度雙閉環(huán)控制電機(jī)
（35）鍵盤輸入液晶顯示實(shí)驗(yàn)
（36）語(yǔ)音FIR濾波（低通、高通、帶通、帶阻）實(shí)驗(yàn)
（37）實(shí)時(shí)LMS濾波器實(shí)驗(yàn)
（38）FFT實(shí)驗(yàn)
D、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)
（39）聲控電機(jī)實(shí)驗(yàn)
（40） 語(yǔ)音G711編碼、解碼實(shí)驗(yàn)
（41）語(yǔ)音G723編碼、解碼實(shí)驗(yàn)
（42）圖像處理之灰度窗口變換
（43）圖像處理之對(duì)比度增強(qiáng)
（44）YUV彩色圖象處理之圖象取反實(shí)驗(yàn)
4．ARM9實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)：
（1）安裝WINCE并建立開(kāi)發(fā)環(huán)境
（2） 建立并編譯WIN CE平臺(tái)
（3）WINDOWS CE的燒寫(xiě)
（4）定制SDK并建立EVC下的開(kāi)發(fā)環(huán)境
（5）定制增強(qiáng)型內(nèi)核
（6）建立宿主機(jī)與實(shí)驗(yàn)箱的連接
（7）繼電器實(shí)驗(yàn)
（8） 蜂鳴器實(shí)驗(yàn)
（9）DIP實(shí)驗(yàn)
（10）IIC總線—溫度實(shí)驗(yàn)
（11） IIC總線—EEPROM實(shí)驗(yàn)
（12） IIC總線—DA實(shí)驗(yàn)
（13）EXTKEY中斷程序
（14）GPIO LED實(shí)驗(yàn)
（15）LED點(diǎn)陣實(shí)驗(yàn)
（16）EVC下的HELLO WORLD實(shí)驗(yàn)
（17） 液晶屏壞點(diǎn)測(cè)試程序
（18） 錄音機(jī)測(cè)試程序
（19） 簡(jiǎn)單聊天室程序（CE版）
（20） 視頻點(diǎn)播VOD實(shí)驗(yàn)
（21）CEPLAYER播放器實(shí)驗(yàn)
（22） 串口通訊測(cè)試程序（對(duì)話框版）
擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)：
（23）485通訊程序
（24） GPS實(shí)驗(yàn)
（25） 電機(jī)實(shí)驗(yàn)
（26） 射頻卡實(shí)驗(yàn)
（27） 攝像頭圖像采集實(shí)驗(yàn)
（28） GPRS實(shí)驗(yàn)
（29） ZIGBEE實(shí)驗(yàn)
（30） 指紋實(shí)驗(yàn)
（31） CAN總線通訊實(shí)驗(yàn)
5．綜合類實(shí)驗(yàn)
（1）鍵盤、LED發(fā)光管實(shí)驗(yàn) （2）行列式鍵盤、動(dòng)態(tài)顯示實(shí)驗(yàn) （3）單片機(jī)控制的PWM實(shí)現(xiàn)D／A轉(zhuǎn)換 （4）單片機(jī)控制PWM實(shí)現(xiàn)F/V轉(zhuǎn)換 （5）測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)驗(yàn) （6）單片機(jī)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)驗(yàn)(D／A) （7）單片機(jī)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)驗(yàn)(PWM) （8）溫度采集實(shí)驗(yàn) （9）IC卡原理實(shí)驗(yàn) （10）考勤機(jī)實(shí)驗(yàn) （11）身份認(rèn)證實(shí)驗(yàn) （12）門禁系統(tǒng)設(shè)計(jì) （13）單片機(jī)實(shí)現(xiàn)Pc機(jī)鍵盤控制器實(shí)驗(yàn) | （14）用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)高精度脈沖測(cè)頻 （15）單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的線性V／F轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn) （16）基于微機(jī)控制通信的單片機(jī)通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) （17）基于以太網(wǎng)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) （18）IC系統(tǒng)實(shí)驗(yàn) （19）R8485總線實(shí)驗(yàn) （20）簡(jiǎn)單多任務(wù)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn) （21）智能家居遠(yuǎn)程控制模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì) （22）單片機(jī)以太網(wǎng)實(shí)驗(yàn) （23）遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng) （24）基于USB的數(shù)據(jù)采集卡設(shè)計(jì) （25）家庭智能報(bào)警系統(tǒng) |
6．信號(hào)與系統(tǒng)部分
（1）基本運(yùn)算單元實(shí)驗(yàn) （2）階躍響應(yīng)與沖激響應(yīng)實(shí)驗(yàn) （3）連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的模擬實(shí)驗(yàn) （4）有源、無(wú)源濾波器實(shí)驗(yàn) （5）抽樣定理與信號(hào)恢復(fù)實(shí)驗(yàn) （6）二階網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)軌跡的顯示實(shí)驗(yàn) （7）一階電路的暫態(tài)響應(yīng)實(shí)驗(yàn) | （8）二階電路的暫態(tài)響應(yīng)實(shí)驗(yàn) （9）二階電路傳輸特性實(shí)驗(yàn) （10）二階網(wǎng)絡(luò)函數(shù)的模擬實(shí)驗(yàn) （11）矩形脈沖信號(hào)的分解實(shí)驗(yàn) （12）矩形脈沖信號(hào)的合成實(shí)驗(yàn) （13）諧波幅度對(duì)波形合成的影響實(shí)驗(yàn) （14）面包板單元，可自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路。 |
7．自控原理與計(jì)算機(jī)控制
（1）計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
（1）A/D，D/A轉(zhuǎn)換 （2）采樣保持器 （3）數(shù)字濾波 （4）積分分離式PID控制 （5）小拍有紋波系統(tǒng)實(shí)驗(yàn) | （6）小拍無(wú)紋波系統(tǒng)實(shí)驗(yàn) （7）大林算法控制 （8）非線性控制 （9）解耦控制 （10）綜合控制實(shí)驗(yàn) |
（2）自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
1.典型環(huán)節(jié)的模擬研究 2. 典型系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)定性 3.系統(tǒng)校正 4. 控制系統(tǒng)的頻率特性 5.典型非線性環(huán)節(jié) | 6. 非線性系統(tǒng)（一） 7.非線性系統(tǒng)（二） 8. 采樣系統(tǒng)分析 9.采樣控制系統(tǒng)的校正 l0. 狀態(tài)反饋（極點(diǎn)配置） |
（3）控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
1.直流電機(jī)閉環(huán)調(diào)速實(shí)驗(yàn)
2.溫度閉環(huán)控制實(shí)驗(yàn)
3.步進(jìn)電機(jī)調(diào)速實(shí)驗(yàn)
8．測(cè)控電路實(shí)驗(yàn)
1．差動(dòng)放大器實(shí)驗(yàn)； 2.信號(hào)放大器實(shí)驗(yàn)； 3.信號(hào)運(yùn)算電路實(shí)驗(yàn)； 4.電壓比較器實(shí)驗(yàn)； 5.電阻鏈分相細(xì)分實(shí)驗(yàn)； 6.幅度調(diào)制及解調(diào)實(shí)驗(yàn) | 7.調(diào)相電橋?qū)嶒?yàn)； 8.脈寬調(diào)制電路實(shí)驗(yàn)； 9.調(diào)頻及鑒頻實(shí)驗(yàn)； 11.開(kāi)關(guān)式相乘調(diào)制及解調(diào)實(shí)驗(yàn)； 12.精密整流全檢波實(shí)驗(yàn)； 13.開(kāi)關(guān)式全波相敏檢波實(shí)驗(yàn)。 |
