SB-16D型51單片機(jī)與STM32綜合實驗箱
一、概述
51單片機(jī)與STM32綜合實驗箱主要適用于各類院校的電子信息相關(guān)專業(yè)、電子類職業(yè)技能培訓(xùn)機(jī)構(gòu)，以及開展單片機(jī)基礎(chǔ)研發(fā)的中小型企業(yè)/實驗室。其核心適配場景圍繞“教學(xué)”與“基礎(chǔ)研發(fā)”：院校和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)用于學(xué)生的課程實驗、技能實訓(xùn)；企業(yè)或?qū)嶒炇覄t用于新員工技術(shù)培訓(xùn)、簡單項目的前期功能驗證。
一、院校（本科/高職/中職）
? 電子信息工程、自動化、物聯(lián)網(wǎng)工程、電氣自動化技術(shù)等專業(yè)的課堂實驗（如IO口控制、中斷系統(tǒng)、串口通信等基礎(chǔ)實驗）
? 課程設(shè)計、單片機(jī)實訓(xùn)課程（51入門+STM32進(jìn)階的階梯式教學(xué)）
? 電子競賽備賽（全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽、職業(yè)院校技能大賽等）
? 畢業(yè)設(shè)計中單片機(jī)相關(guān)模塊的原型開發(fā)（如智能小車、環(huán)境監(jiān)測裝置）
二、職業(yè)技能培訓(xùn)機(jī)構(gòu)
? 單片機(jī)入門培訓(xùn)班（面向零基礎(chǔ)學(xué)員，以51單片機(jī)打基礎(chǔ)）
? 嵌入式技術(shù)進(jìn)階課程（STM32的GPIO、定時器、DMA等核心功能實訓(xùn)）
? 電工電子技能提升培訓(xùn)（工業(yè)控制方向的單片機(jī)應(yīng)用實操）
三、企業(yè)/研發(fā)實驗室
? 電子、自動化、物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中小企業(yè)的新員工崗前培訓(xùn)（快速掌握單片機(jī)基礎(chǔ)操作）
? 產(chǎn)品研發(fā)前期的功能驗證（簡單控制模塊、通信模塊的可行性測試）
? 高校與企業(yè)合作的產(chǎn)學(xué)研項目（供研發(fā)團(tuán)隊搭建原型、驗證方案）
四、其他單位
? 青少年科技教育機(jī)構(gòu)（面向中學(xué)生的單片機(jī)興趣班、科創(chuàng)啟蒙課程）
? 電子類創(chuàng)客空間、開源社區(qū)（供創(chuàng)客們進(jìn)行小項目開發(fā)、技術(shù)交流實踐）
圖片盡供參考
二、主要技術(shù)特點(diǎn)
1、它是國內(nèi)首款將MCGS工業(yè)組態(tài)軟件應(yīng)用于單片機(jī)控制系統(tǒng)中，直觀形象地展示實
際自動控制工業(yè)場景。
2、一個實驗主機(jī)底板，可以配51、AVR、PIC、MSP430、ARM、STM32等多種CPU核心板（根據(jù)客戶需求配置），從而實現(xiàn)對各種CPU芯片的支持?jǐn)U展，最終實現(xiàn)支持常見主流MCU達(dá)幾十種之多。出廠標(biāo)配STC89C52核心板。
3、功能模塊完全獨(dú)立
根據(jù)我們多年來的開發(fā)經(jīng)驗，和取聽廣大用戶的建議，此款開發(fā)板采用新理念--各
功能模塊完全獨(dú)立，互不干擾，減小初學(xué)者編程誤區(qū)。板載豐富的實驗硬件資源和接口，并對外全部開放I/O口，既可簡單的使用短路帽進(jìn)行默認(rèn)的資源連接（方便初學(xué)者直接使用），也可以取下短路帽后采用杜邦線連接單片機(jī)的任意I/O口線，輕松搭建自己的電路。
4、配合本公司精心編寫的大量C語言實驗例程，可使用戶快速掌握單片機(jī)原理及其實用接口技術(shù)。同時可加強(qiáng)初學(xué)者對主板硬件電路的認(rèn)識，盡快熟悉硬件電路。因為各功能模塊均獨(dú)立設(shè)計，可以直接用各種單片機(jī)，無需再做第二次投資。
5、單片機(jī)實驗中有些實驗（D/A轉(zhuǎn)換實驗、定時器實驗等）需要觀察輸出信號的波形，本實驗箱可以選配雙通道虛擬示波器（實驗室如果有獨(dú)立示波器的話，可以不配），可以測量各種模擬信號，并可以保存波型文件，圖片文件，方便插入在教學(xué)課件中。
6、下面詳細(xì)硬件配置里的全部硬件都集成在一個主板上，穩(wěn)定可靠，方便操作，同時也方便實驗室的管理。
三、詳細(xì)硬件配置
3.1 實驗箱底板
3.1.1 單色流水燈模塊：8 個高亮綠色LED 燈 ，用于流水燈實驗。
3.1.2 雙色流水燈模塊：6 個高亮直插LED燈，紅黃綠三種顏色，用于交通燈實驗。
3.1.3 雙色LED燈模塊：紅綠雙色直插LED 燈 ，用于簡易邏輯筆設(shè)計。
3.1.4 8 位數(shù)碼管模塊：2 個四位一體共陽極數(shù)碼管，2個74HC595 驅(qū)動芯片，用于時鐘顯示實驗。
3.1.5 1位數(shù)碼管模塊：1 個 8 段數(shù)碼管，共陽極，0.56 英寸，用于數(shù)碼管認(rèn)識實驗。
3.1.6 紅綠雙色點(diǎn)陣模塊：3 個74HC595 驅(qū)動芯片，一個紅綠雙色點(diǎn)陣顯示屏，用于字符和中文的LED顯示。
3.1.7 LCD1602 液晶屏模塊：標(biāo)準(zhǔn) LCD1602 液晶屏接口，1 個帶背光的 LCD1602 液晶屏，用于字符液晶顯示實驗。
3.1.8 LCD12864 液晶屏模塊：標(biāo)準(zhǔn)LCD12864 液晶屏接口，支持串行、并行液晶屏，用于圖像和中文顯示。
3.1.9 OLED 顯示模塊：0.96寸OLED 液晶屏，128*64 顯示,用于新型顯示器 OLED 液晶屏的應(yīng)用學(xué)習(xí)。
3.1.10 TFT 彩屏模塊：彩屏接口支持8 位、16 位TFT ，支持觸摸屏控制，帶背光開關(guān)。配套 2.8 寸彩屏，帶觸屏功能，262K 色，8 位數(shù)據(jù)端。
3.1.11 8 個獨(dú)立按鍵：8 個獨(dú)立按鍵，帶上拉電阻 。
3.1.12 4X4 矩陣鍵盤：4 行4 列矩陣鍵盤，共16 個按鍵，帶上拉電阻。
3.1.13 五向搖桿：一個五向搖桿，具有上、下、左、右、中五個方向。
3.1.14 蜂鳴器模塊：無源蜂鳴器
3.1.15 DS1302 時鐘模塊：DS1302 芯片，模塊帶后背電池座。
3.2 傳感器模塊
3.2.1 兩路DS18B20 模塊：兩路 DS18B20 溫度傳感器接口。
3.2.2 光敏傳感器模塊：集成 LM393 比較器，基準(zhǔn)電壓可調(diào)電阻、模擬量輸出接口、數(shù)字量輸出接口、模擬量指示LED燈，支持光敏二極管、光敏電阻等光電開關(guān)器件。
3.2.3 火焰?zhèn)鞲衅髂K：集成 LM393 比較器，基準(zhǔn)電壓可調(diào)電阻、模擬量輸出接口、數(shù)字量輸出接口、模擬量指示LED 燈，支持火焰?zhèn)鞲衅鳌?nbsp;
3.2.4 霍爾傳感器模塊：集成 LM393 比較器，基準(zhǔn)電壓可調(diào)電阻、模擬量輸出接口、數(shù)字量輸出接口、模擬量指示LED 燈，支持霍爾傳感器。
3.3 電器控制模塊
3.3.1 1路直流電機(jī)接口：ULN2003 驅(qū)動芯片。一路可調(diào)速、可調(diào)向雙功能電機(jī)接口。
3.3.2 1路步進(jìn)電機(jī)接口：ULN2003驅(qū)動芯片。標(biāo)準(zhǔn)5線4相步進(jìn)電機(jī)接口。
3.3.3 2路繼電器：ULN2003 驅(qū)動芯片。兩個5V 繼電器，兩個3P 接線端子。
3.4 數(shù)據(jù)傳輸、存儲模塊
3.4.1 2路串口：SP3232 芯片，+3.0v-+5V 工作電壓，公頭串口座一個，母頭串口座一個，狀態(tài)指示燈4 個。
3.4.2 AT24C02 存儲模塊：AT24C02 芯片。
3.4.3 模擬量輸入模塊：0V-5V 輸入可調(diào)，0R-10K 電阻值可調(diào)。
3.4.4 串轉(zhuǎn)并模塊：74HC164 芯片。
3.4.5 并轉(zhuǎn)串模塊：74HC165 芯片。
3.4.6 SD 卡模塊：標(biāo)準(zhǔn)SD卡卡槽，SPI 控制，4-bit 傳輸模式。
3.4.7 MAX485 模塊：MAX485 芯片，1 組 2P 接線端子輸出，1 組插針輸出。
3.4.8 紅外發(fā)射模塊：紅外發(fā)射二極管。
3.4.9 紅外接收模塊：HX838 紅外一體化接收頭。
3.4.10 PCF8591 AD/DA 模塊：PCF8591 芯片，4路模擬量輸入，1 路模擬量輸出，IIC通信。
3.4.11 鎖存器模塊：74HC573 鎖存芯片，兼容標(biāo)準(zhǔn)CMOS 。
3.4.12 三八譯碼器：74LS138 芯片，TTL 電平。
3.4.13 核心板擴(kuò)展接口：接口插座20P 兩排，IO 擴(kuò)展插針20P 兩排 。
3.5 電源模塊
3.5.1 3V3 電源電路：LM1117-3V3 穩(wěn)壓芯片。
3.5.2 1V8 電源模塊：LM1117-1V8 穩(wěn)壓芯片。
3.5.3 電源引出：GND/5V/3V3/1V8 電源各一組，每組 6 路引出。
3.5.4 自恢復(fù)保險絲：斷開電流300ma 。
3.5.5 模塊名稱：USB 接口，mini USB,A 型母頭，D+ ，D- 。
3.6 標(biāo)配 51CPU 模塊
3.6.1 配在線下載 CPU 芯片 STC89 系列1 片。
3.6.2 自帶在線下載電路。
3.7 虛擬示波器
3.7.1 真正的高速雙通道存儲虛擬示波器，可切換為單通道提高采樣率。
3.7.2 帶有實時X-Y示波器：自動同步顯示功能。
3.7.3 存儲功能：存儲/栽入/分析歷史波型。
3.7.4 輸入模擬電壓信號幅值由軟件調(diào)整，勿需硬件開關(guān)切換。
3.7.5 帶有幅頻/相頻特性專用虛擬示波器?？梢员４娌ㄐ臀募?，圖片文件，方便插入在教學(xué)課件中。
3.8 機(jī)箱
3.8.1 堅固型鋁合金框架，厚實的 ABS 塑料包角，參考外形尺寸 460×380×120mm
3.8.2 有 70mm×350mm 的零配件存放區(qū)。
3.9 軟件
3.9.1、集成多種單片機(jī)兼容的通用 KEIL 軟件環(huán)境，支持匯編和 C 語言的編程、編譯、鏈接和源程序級調(diào)試和在線下載。
3.9.2、在線下載軟件：STC_ISP_V479。
3.9.3、MGCS 工業(yè)組態(tài)軟件。
3.9.4、C 語言編程單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計例程。
3.9.5、MGCS 工業(yè)組態(tài)軟件與單片機(jī)接口例程。
四、可以實現(xiàn)的實驗項目
4.1基礎(chǔ)實驗
1)跑馬燈、流水燈實驗
2)彩色流水燈、交通燈實驗
3)紅、綠兩種顏色顯示。
4)電子鐘顯示、數(shù)碼管多位顯示、74HC595 驅(qū)動等實驗。
5)1 位數(shù)碼管顯示實驗。
6)雙色點(diǎn)陣屏顯示實驗，滾動、靜態(tài)顯示字符、漢字符號等。
7)LCD1602 液晶屏顯示實驗，可以顯示字符、數(shù)字等。
8)LCD12864 液晶屏顯示實驗，可以顯示漢字、字符、數(shù)字
9)OLED 顯示實驗，可以顯示 4 行漢字，可以顯示圖片。
10)TFT 彩屏圖像、文字顯示?？梢宰鋈藱C(jī)交互界面。
11)按鍵控制、外部中斷等實驗。
12)矩陣鍵盤實驗，可用作控制、教學(xué)實驗等
13)游戲控制桿、實現(xiàn)獨(dú)立按鍵等功能。
14)音樂播放、報警提示等。
15)電子表、萬年歷實驗。
4.2 傳感器實驗
1)溫度測量。
2)光電開關(guān)實驗。
3)火災(zāi)報警、火焰檢測等實驗。
4)測速、電磁檢測等實驗。
4.3電器控制實驗
1)直流電機(jī)調(diào)速、調(diào)向的驅(qū)動實驗。
2)步進(jìn)電機(jī)調(diào)速、調(diào)向、調(diào)角度的驅(qū)動實驗。
3)繼電器控制實驗。
4.4 數(shù)據(jù)傳輸、存儲模塊功能。
1)串口通信，TTL 轉(zhuǎn) RS-232 實驗。
2)外部存儲、IIC 總線學(xué)習(xí) 。
3)串行轉(zhuǎn)并行實驗，可以擴(kuò)展IO。
4)并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)串行的實驗 。
5)SD 卡的讀寫、文件系統(tǒng)的學(xué)習(xí)實驗。
6)配合多組 485 模塊，可以進(jìn)行485通訊實驗。
7)發(fā)射不同載波頻率的紅外信號實驗。
8)紅外接收解碼實驗。
9)AD/DA 兩種轉(zhuǎn)換實驗。
10)8 位數(shù)據(jù)鎖存實驗，可以做 CPU 與外圍模塊的驅(qū)動、緩沖模塊。
11)IO 擴(kuò)展，學(xué)習(xí)譯碼實驗。
4.5 工業(yè)組態(tài)軟件MCGS編程實驗
4.6 工業(yè)組態(tài)軟件MCGS在單片機(jī)控制中的應(yīng)用實驗
1）步進(jìn)電機(jī)控制實驗_總線控制
2）直流電機(jī)控制實驗_總線控制
3）工業(yè)順序控制實驗_位控制
4）數(shù)據(jù)采集實驗_總線控制
5）數(shù)據(jù)采集實驗_總線控制
6）數(shù)字電壓表實驗
7）液體混合控制實驗
8）交通燈控制實驗
4.7工業(yè)組態(tài)軟件和微控制器的接口編程實驗
五、實驗箱配置表
序號 | 名稱 | 說明 | 數(shù)量 |
1 | 單片機(jī)實驗箱（標(biāo)配） | 含箱體、電源、51CPU單片機(jī)核心系統(tǒng)、實驗?zāi)K電路。 | 1套 |
2 | 杜邦排線 | 8芯30cm | 4根 |
3 | 杜邦排線 | 5芯30cm | 3根 |
4 | 單根杜邦 | 40cm | 10根 |
5 | XH2.54排線 | 5芯12cm | 1根 |
6 | RS232串口通信線（2、3直通） | 1.5m（下載線） | 1根 |
7 | 交流電源線 | 1.5m | 1根 |
8 | 遙控器 |
| 1個 |
9 | RS232串口通信線（2、3交叉） | 1.5m（配示波器模塊時要的示波器通信線） | 1根 |
10 | 配套軟件 | KEIL C 軟件和組態(tài)軟件各一張 | 1套 |
11 | 實驗指導(dǎo)書 |
| 1本 |
12 | MSP430(MSP430F149單片機(jī)核心系統(tǒng) | 選配 | 1個 |
13 | AVR（Atmeg16)單片機(jī)核心系統(tǒng) | 選配 | 1個 |
14 | STM32(STM32F103C8T6)ARM核心系統(tǒng) | 選配 | 1個 |
15 | PIC16（PIC16F887)單片機(jī)核心系統(tǒng) | 選配 | 1個 |