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模塊化多CPU創(chuàng)新單片機實訓實驗箱
一、系統(tǒng)簡介
LG-EMCU02型 模塊化多CPU創(chuàng)新單片機實訓實驗箱綜合了STM32和51系列CPU，滿足各大專院校進行“單片機、ARM”等課程的開放式實驗教學而精心設計的，其功能強大，為8/16/32位單片機和EDA教學分別提供了模塊化實驗平臺。
模塊化多CPU創(chuàng)新單片機實訓實驗箱采用雙層設計，底層為電源底板層，上層為模塊層；為開放式結構；模塊層設置有標配九塊（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模塊和實驗模塊兩大類。
模塊化多CPU創(chuàng)新單片機實訓實驗箱優(yōu)點：一改傳統(tǒng)實驗箱一體化設計弊端，采用完全獨立模塊化設計，實驗組織更加靈活，通用性更強；電源底板與模塊雙層設計，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、積木式設計，清晰明了，提高了實驗靈活性和適應性
（1）布局合理，清晰明了：實驗模塊上的接口電路均采用模塊化設計，開放式結構，各模塊既可獨立實驗，也可靈活組合。
（2）無限升級，永不淘汰的實驗平臺：從小到大的模塊化設計，無限擴展的組合設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模塊，供用戶無限升級，永遠引領科技潮流。
（3）兼容性強，減少設備投資 ：“CPU模塊+實驗模塊”分體式結構設計，只需構買一種實驗箱，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，可減少院校設備投資津費，優(yōu)惠實用。
（4）使用方便，易于維護：模塊化設計，通過更換實驗模塊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)，實驗模塊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線，接觸十分可靠。
2、完善的基本單片機技術硬件教學平臺
（1）51單片機部分：系統(tǒng)自帶51CPU和監(jiān)控，構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。
（2）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
（1）51有一個自開發(fā)的集成調(diào)試環(huán)境或其它相應的調(diào)試軟件，也可直接使用KEIL軟件編譯調(diào)試，軟件應用通俗易懂；全新的 WINDOWS 界面版本，支持 WIN2000/XP等操作系統(tǒng)；
（2）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；
（3）先進的錯誤定位，可直接進入錯誤位置，無需查找錯誤信息；
（4）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，無需做其它任何設置；
（5）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、對實驗設計具有良好的開放性，增強學生綜合設計能力
實驗系統(tǒng)所具有的硬軟件結構對用戶的實驗設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，從而可以避免學生實驗過程中因接線失誤而導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：
2、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）一個復位按鈕
3、實驗模塊
目前支持三十多個實驗模塊，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
（2）LED點陣和總線擴展單元
1）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；
2）配有16*16 LED及驅動電路，可進行中文字幕移動實驗。
3）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
（4）常用 8255實驗模塊
1）配有8255擴展接口，為實驗提供三個IO口和打印接口。
2）配有8255擴展接口，為鍵盤顯示提供接口。
（5）AD/DA綜合模塊
1）完成ADC0809 8位模數(shù)轉換，數(shù)據(jù)采集顯示等實驗；
2）完成DAC0832 8位數(shù)模轉換、方波、鋸齒波、階梯波等實驗；
3）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卡實驗模塊
1）完成128*64點陣式LCD中文顯示及圖形顯示實驗；
2）可進行IC卡讀寫實驗。
（8）電機、喇叭模塊
1）配有全隔離驅動四相步進電機，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
1）配有八只邏輯開關和八只按鈕開關。
2）配有12位led帶驅動顯示
（10）元件擴展模塊（選配）
1）有若干電阻，電容，二極管，三極管，電位器元件庫。
2）四排并行八位排針四組，二組八位轉接口。
（11）信號綜合板
1）138譯碼電路
2）393八分頻電路
3）可調(diào)模擬信號0~5v
4）數(shù)字溫度18B20
5）非門和與非門電路
6）單脈沖，時鐘，蜂鳴器
7）雙運放電路LM358
8）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（選配）
1）TFT240X320觸摸彩屏
2）SD卡座（SD卡用戶自配）
3）片機最小系統(tǒng)，四個按鍵和串口接口。
四、實驗項目
1、51部分實驗
(1)標配 軟件實驗
(2)標配 硬件基礎實驗
LG-EMCU02型 模塊化多CPU創(chuàng)新單片機實訓實驗箱綜合了STM32和51系列CPU，滿足各大專院校進行“單片機、ARM”等課程的開放式實驗教學而精心設計的，其功能強大，為8/16/32位單片機和EDA教學分別提供了模塊化實驗平臺。
模塊化多CPU創(chuàng)新單片機實訓實驗箱采用雙層設計，底層為電源底板層，上層為模塊層；為開放式結構；模塊層設置有標配九塊（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模塊和實驗模塊兩大類。
模塊化多CPU創(chuàng)新單片機實訓實驗箱優(yōu)點：一改傳統(tǒng)實驗箱一體化設計弊端，采用完全獨立模塊化設計，實驗組織更加靈活，通用性更強；電源底板與模塊雙層設計，CPU模塊引出眾多接口，擴展性更強。
1、系統(tǒng)采用模塊化、積木式設計，清晰明了，提高了實驗靈活性和適應性
（1）布局合理，清晰明了：實驗模塊上的接口電路均采用模塊化設計，開放式結構，各模塊既可獨立實驗，也可靈活組合。
（2）無限升級，永不淘汰的實驗平臺：從小到大的模塊化設計，無限擴展的組合設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模塊，供用戶無限升級，永遠引領科技潮流。
（3）兼容性強，減少設備投資 ：“CPU模塊+實驗模塊”分體式結構設計，只需構買一種實驗箱，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，可減少院校設備投資津費，優(yōu)惠實用。
（4）使用方便，易于維護：模塊化設計，通過更換實驗模塊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)，實驗模塊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線，接觸十分可靠。
2、完善的基本單片機技術硬件教學平臺
（1）51單片機部分：系統(tǒng)自帶51CPU和監(jiān)控，構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。
（2）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
（1）51有一個自開發(fā)的集成調(diào)試環(huán)境或其它相應的調(diào)試軟件，也可直接使用KEIL軟件編譯調(diào)試，軟件應用通俗易懂；全新的 WINDOWS 界面版本，支持 WIN2000/XP等操作系統(tǒng)；
（2）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；
（3）先進的錯誤定位，可直接進入錯誤位置，無需查找錯誤信息；
（4）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，無需做其它任何設置；
（5）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、對實驗設計具有良好的開放性，增強學生綜合設計能力
實驗系統(tǒng)所具有的硬軟件結構對用戶的實驗設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，從而可以避免學生實驗過程中因接線失誤而導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 |
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）一個復位按鈕
3、實驗模塊
目前支持三十多個實驗模塊，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 |
1）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；
2）配有16*16 LED及驅動電路，可進行中文字幕移動實驗。
3）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 |
1）配有8255擴展接口，為實驗提供三個IO口和打印接口。
2）配有8255擴展接口，為鍵盤顯示提供接口。
（5）AD/DA綜合模塊
1）完成ADC0809 8位模數(shù)轉換，數(shù)據(jù)采集顯示等實驗；
2）完成DAC0832 8位數(shù)模轉換、方波、鋸齒波、階梯波等實驗；
3）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卡實驗模塊
1）完成128*64點陣式LCD中文顯示及圖形顯示實驗；
2）可進行IC卡讀寫實驗。
（8）電機、喇叭模塊
1）配有全隔離驅動四相步進電機，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
1）配有八只邏輯開關和八只按鈕開關。
2）配有12位led帶驅動顯示
（10）元件擴展模塊（選配）
1）有若干電阻，電容，二極管，三極管，電位器元件庫。
2）四排并行八位排針四組，二組八位轉接口。
（11）信號綜合板
1）138譯碼電路
2）393八分頻電路
3）可調(diào)模擬信號0~5v
4）數(shù)字溫度18B20
5）非門和與非門電路
6）單脈沖，時鐘，蜂鳴器
7）雙運放電路LM358
8）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（選配）
1）TFT240X320觸摸彩屏
2）SD卡座（SD卡用戶自配）
3）片機最小系統(tǒng)，四個按鍵和串口接口。
四、實驗項目
1、51部分實驗
(1)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)排序實驗 | 10 | 電腦時鐘實驗 |
| 1 | P1口亮燈實驗 | 14 | 步進電機控制 |
| 2 | P1口轉彎燈實驗 | 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轉換實驗 | 22 | 單片機RS232/485串行接收實驗（雙機通訊） |
| 10 | D/A0832轉換實驗 | 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； |
（3）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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