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SYJCS-114型 高級(jí)測控系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái) 圖片供參考，產(chǎn)品以實(shí)物為準(zhǔn)

一、系統(tǒng)概述

1．本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是將計(jì)算機(jī)技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)和通信技術(shù)應(yīng)用于傳感器原理和應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)的綜合性實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。主要用于各大、中專院校及職業(yè)院校開設(shè)的：傳感器原理與技術(shù)、自動(dòng)化檢測技術(shù)、非電量檢測技術(shù)、工業(yè)自動(dòng)化儀表、單片機(jī)接口技術(shù)等課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，也可以作為相關(guān)科研人員的實(shí)驗(yàn)開發(fā)平臺(tái)。

2． 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)還適用于大學(xué)生課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、和電子競賽的開發(fā)平臺(tái)，體現(xiàn)了靈 活、開放、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)展模塊覆蓋了我個(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、測控儀器類等專業(yè)的學(xué)生進(jìn)行綜合、創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

3． 系統(tǒng)能完成傳感器與檢測技術(shù)相關(guān)課程實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，通過實(shí)驗(yàn)?zāi)苷莆諅鞲衅髟怼⑿盘?hào)調(diào)理、信號(hào)檢測及對象控制的方法。

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； 產(chǎn)品上部設(shè)計(jì)圖,增加了液晶電腦與示波器工具放置位置，便于實(shí)驗(yàn)室的管理與使用。

2． 接近工程：系統(tǒng)上采用了部分工業(yè)型傳感器，即可以用來完成傳感器原理、結(jié)構(gòu)與調(diào)理電路的教學(xué)，也可以用來解決工業(yè)工程和過程中的實(shí)際問題；

3． 持續(xù)發(fā)展：結(jié)合MCS-51單片機(jī)、嵌入式單片機(jī)知識(shí)可以將檢測及監(jiān)控系統(tǒng)提高到更高層次。

4． 開放式設(shè)計(jì)：系統(tǒng)中的軟、硬件及系統(tǒng)均按照全開發(fā)的思想進(jìn)行設(shè)計(jì)，以便于學(xué)生開展研究型和創(chuàng)新型的實(shí)驗(yàn)，也可以作為二次開發(fā)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

5． 最小知識(shí)單元：每個(gè)模塊均可拆分到該知識(shí)層次的最小知識(shí)單元。

三、技術(shù)性能

1、 輸入電源：單相三線220V±10% 50HZ

2、 工作環(huán)境：溫度-10℃~+50℃ 相對濕度<85%（25℃） 海拔<4000m

3、 絕緣電阻：大于3MΩ

4、 裝機(jī)容量：小于0.5Kva

5、外形尺寸：155cm×60clm×140cm，以產(chǎn)品實(shí)物為準(zhǔn)

四、裝置的配備

（一）．電源系統(tǒng)

1、供電及安全體系：單相三線220V電源輸入，由漏電保護(hù)器的控制電源開關(guān)。

2、直流穩(wěn)壓電源：①±5V/1A、±12V/1A、±15V/1A直流穩(wěn)壓電源，均具有短路軟截止自動(dòng)恢復(fù)保護(hù)功能；②0~30V/1A連續(xù)可調(diào)電源，均具有短路軟截止自動(dòng)恢復(fù)保護(hù)功能，帶數(shù)顯電壓表指示；③0~1000mA連續(xù)可調(diào)恒流源、具有開路保護(hù)功能，帶數(shù)顯指示功能。

3、功率函數(shù)信號(hào)發(fā)生器

● 頻率范圍：0.2HZ~2MHZ，分七檔 ● 輸出波形：正弦波、三角波、方波、脈沖波、斜波 ● 占空比調(diào)節(jié)：20%~80% ● 掃頻速率：10MS~5S ● 輸出電壓幅度：20VP-P（負(fù)載1 MΩ）、10VP-P（負(fù)載50Ω） ● 輸出保護(hù)：短路保護(hù)，抗輸入電壓±35V（1分鐘） ● 頻率計(jì)：六位LED顯示 ● 外測范圍：0.1HZ~50MHZ ● 外測靈敏度：100MV ● 幅度顯示：三位LED

（二）．常規(guī)儀表：

1、直流數(shù)字電壓表：范圍0~300V，三位半數(shù)顯，精度0.5級(jí)。

2、直流數(shù)字電流表：范圍0~500mA，三位半數(shù)顯，精度0.5級(jí)。

3、虛擬示波器：具有數(shù)字存儲(chǔ)示波器（2通道輸入，具有常規(guī)波形測量、非線性測量、頻率特性分析等功能）。

4、低頻函數(shù)信號(hào)發(fā)生器：提供正弦波、三角波、方波、拋物波、斜波，輸出頻率范圍0.1HZ~1.5HZ，峰值0~15V可調(diào)。

5、四位數(shù)顯頻率計(jì)：測量范圍1~300KHZ。

6、 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。

7、 MF500型萬用表 測量范圍： 直流電壓：DCV　2.5/10/50/250/500/2500V 直流電流：DCA　50uA/1/10/100/500mA 交流電壓：ACV　10/50/250/500/2500V 電阻：Ω　R×1 R×10 R×100 R×1K R×10KΩ

8、 數(shù)據(jù)采集卡，用于電信號(hào)的采集、處理、顯示。

（三）、控制器單元掛箱(MCS-51單片機(jī)+C8051F020單片機(jī)) 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 (9)AT24C02存儲(chǔ)器模塊 (2)8255接口模塊 (10)PCF8563日歷時(shí)鐘模塊 (3)8279鍵盤顯示接口模塊 (11)單次脈沖模塊 (4)8253可編程定時(shí)器模塊 （12）93C46串行EEPROM模塊 (5)MAX813硬件看門狗模塊 （13）紅外線收發(fā)模塊 (6) I2C EEROM模塊 （14）DS18B20數(shù)字溫度傳感器模塊 （7）8250模塊 （15）開關(guān)量輸入模塊 （8）8251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 （配SY-3000仿真器） 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 （配SY-EC5仿真器） 采用美國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

（四）、SY-100 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。

（五）、SY-400對象掛箱(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燈組成邏輯電平測試電路 開關(guān)量模塊 用16個(gè)按鍵組成高低電平輸出電路

（六）、SY-500對象掛箱(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卡讀寫模塊 I2C總線實(shí)現(xiàn)IC卡的讀寫及識(shí)別 直流電機(jī) 帶驅(qū)動(dòng)小直流電機(jī)，測速部分由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。 語音處理模塊 采用1730專用語音芯片組成 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

（七）、開閉環(huán)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)單元 USB接口，配套上位機(jī)軟件，可完成4層電梯控制，郵件分揀，數(shù)字邏輯分揀，機(jī)器人自動(dòng)掃雷等15個(gè)開閉環(huán)控制實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

（八）、 ARM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專用電平轉(zhuǎn)換芯片。 以太網(wǎng)接口：采用專用的網(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 。

（九）、DSP CPU 掛箱

（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，用戶可以通過仿真器和CCS下載程序和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；

（2）、 圖象、語音AD/DA模塊：語音模塊采用TLC320AD50芯片，最高抽樣率為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。為二次開發(fā)提供了豐富的人機(jī)界面資源；

（7）、二次開發(fā)模塊：可擴(kuò)展雙CPU板（包括2000系列板或5000系列板）ARM板，軟件無線電板，MP3、以太網(wǎng)板等。（選配）

（十）、新型傳感器系列配置

（1） 光纖壓力傳感器：傳輸型。 （2） 扭矩傳感器：靜態(tài)扭矩測量傳感器。 （3） 超聲位移傳感器：測量范圍0.10m~4.00m，測量精度1cm. （4） PSD位移傳感器：PSD位置傳感器 （5） CCD電荷耦合傳感器：線陣CCD傳感器 （6） 圓光柵傳感器：增量式光電編碼。 （7） 長光柵傳感器：1024線長光柵傳感器。 （8） 液位傳感器：擴(kuò)散硅壓力傳感器液位測量。 （9） 流量傳感器：渦輪式流量傳感器。

（十一）運(yùn)動(dòng)控制卡 基于PCI總線運(yùn)動(dòng)控制卡 , 配套56步進(jìn)電機(jī)與驅(qū)動(dòng)器

（十二）. EDA/FPGA掛箱 該系統(tǒng)采用“主板（基本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)）+適配板（下載板）”的雙板式結(jié)構(gòu)，配置靈活，適配板可選配Altera、Lattice、Xilinx等多家國際著名的PLD公司大部分ISP或現(xiàn)場配置的CPLD/FPGA進(jìn)行編程下載，包括可對不同工作電壓CPLD/FPGA的編程，且在編程中無須做任何跳線切換即能自動(dòng)識(shí)別主系統(tǒng)上的芯片，安全可靠，適合學(xué)生高密度的實(shí)驗(yàn)操作

五