电子技术创新实训系统

附件1. 现代电子创新实训系统

设备参数要求:

一、实验台:

设备为台式金属结构,工作台分上、下两部分:实验台上体结构尺寸不大于:900×320×660(长*宽*高),下体桌面不大于1600x800,单相三线电源、具有电压指示、2000W变压器隔离、漏电保护、交流电源输出插座。主控台上提供系统所需的直流稳压电源,具有过载及短路报警,短路软截止自动恢复保护功能。同时挂接多个挂箱。每个挂箱具有独立的供电系统及接地保护。

二、多CPU单片机SOPC综合实验系统单元:

1.整体结构:系统采用底板+单片机CPU板+EDA类CPU板+扩展模块结构构成,可以支持单片机CPU和CPLD/FPGA/SOPC处理器板卡,所有板卡可以独立供电,单独使用,方便进行二次开发、课程设计、毕业设计,参加电子竞赛。进行二次创新应用设计及双机通讯,完成逻辑与控制并行运用及地址分配译码,形成现代控制与应用的综合技术融合。

※2.51控制类适配板:可箱载MSP430、C8051F021、Atmega128、89S51、ARM Cortex M3(811,9B96) CPU等,电路采用具有插接模板的实验仪技术,配套全套实验程序源码。

3.EDA控制类适配板:可箱载CPLD3128、3256、FPGA 1k30、1k100、SOPC 3C10、4CE06等,电路采用具有兼容接口的模板技术,配套全套实验程序源码。

4.底板硬件资源:外扩看门狗(MAX705)模块;IC卡读写AT24C02模块(2K);DS18B20温度采集模块;12位串行AD,TLC2543A/D转换模块(SPI);12位串行AD,TLV5616D/A转换模块(SPI),TLP521光耦隔离模块;单元直流电机模块;步进电机模块;7279键盘与显示模块;2寸26万色TFT真彩液晶显示模块(176X220);16X16LED点阵显示模块;RS232接口;RS485接口;SN65HVD1050D主控CAN总线接口;16位数据、地址及CS扩展接口。

5.板载模块接口:通用扩展、无线收发、GPS、GSM、蓝牙、光纤通信、点阵式LCD、微型打印机、MF射频卡、步进电机、温控炉、语音播报、热敏、湿度、压力、可燃气体、霍尔电流、超声波、光电、USB-MP3,ZIgbee、WIFI、指纹识别等。配套全套实验源码及硬件原理图。手机定位导航、无线打印机、无线测量打印、智能锁、环境监测系统、智能控制等标准接口。

6.双机通信与综合实训功能:完成单片机类和SOPC类双机数据通信及资源共享技术,主控可自己进行定义,实现高端控制双核应用的原理,及开放IO接口。模拟实现多核控制及管脚资源共享控制及共享平台分配方案。

7.51控制软件资源:完成基础及配套所有硬件的实验及原理。外扩模块单元也含有全部源码及原理图,方便学生进行二次设计开发。

8.EDA控制软件资源:含有软和设计、数字逻辑、时序电路设计、软和控制等方向实习实训,配备原理图及硬件所有的控制源码和程序方案。

9.拓展创新:可完成对应实验及组合创新设计方案,并且实现电路焊接板技术应用。具有兼容接口的模板技术是实现控制与通信的技术,能够在传感器、执行机构、通信传输、接口设计、显示电路等包含丰富的设计单元。 ※10.基于Altera CPLD/FPGA/SOPC系统设计实验 1)数字可编程设计实验

组合逻辑3-8译码器的设计;半加器;全加器;全减器;4位向量加法/减法器;向量乘法器;数据比较器;多路数据选择器;二进制码转换成BCD码;BCD码转换成二进制码;BCD码转换成格雷码;组合逻辑电路的设计;串入/并出移位寄存器;并入/串出移位寄存器;计数器、数字温度传感器实验;秒表设计实验等。 2)基于NIOS的软核设计实验

16x16点阵实验;HD7279控制实验;TLC2543 AD转换实验;TLV5616 DA转换实验;UART与PC机通信实验;IC卡读写实验;直流电机调速实验;步进电机控制实验;RS485通讯实验; ※11、核心控制器功能: 1)KEIL C51:单片机KEILC51,串口,6M时钟,复位开关,数据通信指示灯,5V电源接口,单片机总线扩展插槽,支持Keil C环境,完全仿真P0、P1、P2口可单独使用;

2)opc开发板:采用3C10及以上系列,配置芯片:EPCS4N;FLASH:AM29LV160DB;SRAM: IS61LV5128AL;电源模块:LM1117-1.2 、2.5 、3.3V模块;

3)其它接口及资源:5V电源接口、JTAG 下载口、复位键、扩展插槽P1、P2、P3、P4。配套usb接口下载器。具有软件配套altera公司提供的quartus II及matlab等仿真工具。 12.软件部分

提供设备的全部编程软件、实验软件和应用软件,包括MCS-51和C51两种语言版本软件。产品的电路原理图、中文使用说明书、使用手册、实验指导书等资料,总线对应管脚及电平。

三、单片机实验开发系统单元

1.结构要求:系统要求满足《单片机原理与接口技术》等课程的基本实验、课程设计和毕业设计使用而设计的。系统采用开放式、模块化、积木式的结构,可以开设全开放的设计性系统实验。

2.单元要求可独立供电,且带有安全保护。接口挂箱要求集成多组USB口,串口,网口,并口等接口,系统上电有自检硬件电路的功能,能够提前判断数据的准确程度。

3.微机原理系统挂箱要求硬件资源如下:1.8255可编程I/O实验模块;2.8279可编程键盘显示模块;3.8253可编

程定时模块;4. 8250可编程串行口模块;5. 0832可编程D/A转换模块;6. 0809可编程A/D转换模块;7. 8237DMA控制模块;8. 244/273简单I/O口模块;9. 单脉冲发生模块;10. 8259中断控制模块;11. 数字开关量输入模块;12. LED、发光二极管显示模块13. RAM存储器扩展模块14. LCD液晶模块。 4.CPU板:实验系统采用89S51 CPU板,可配套创新独立应用,提供独立时钟源,电源指示灯和串行总线2.0接口及全部外接管脚,与实验箱无缝接入。扩展接口:① 通用接口模块:具有兼容接口的模板电路、串并A/D D/A、在系统可编程器件、串行口、并行口等。② 人机界面模块:8个LED数码管,4个8×8的点阵、16×16LED点阵、32×128点阵LCD,4×4行列式键盘、光栅显示器等。③ 信号变送隔离模块:8入8出增益可调、12路光耦隔离、8路继电器输入/输出等。④ 执行机构模块:微型打印机、直流调压调速电机、PWM电机、温控炉、步进电机、IC卡读写等。⑤ 通信模块:232、485、CAN、USB、无线数据通信、Modem模块、蓝牙、以太网、GPS、GSM模块等。⑥ 传感器模块:人体红外、压力、温度、湿度、超声波测距、指纹采集模块等。

5.系统要求配有CPLD可编程器件,可通过灵活编程完成实验的二次开发。

6.提供该设备的全部编程软件、实验软件和应用软件及产品的电路原理图、中文使用说明书、使用手册、实验指导书,提供开放的总线管脚及电平且提供竞赛使用方案,要求具有先进的技术实例和优越的培养方案。 四、嵌入式实验开发系统挂箱 ※1.系统要求采用底板+CPU板结构,可以支持32位微处理器:ARM9、Xscale PXA270、DM355、Omap3530(Cortex-A8)处理器;用户可根据自己的需求选用不同类型的CPU板:S3C2410、Xscale PXA270、DM355(ARM926T内核)、Omap3530(Cortex-A8内核);

※2.系统带有arm9开发板,要求4层板以上结构,:内核ARM920T,芯片三星的S3C2410,工作频率最高202MHz;操作系统:支持Ucosii、linux、Win CE操作系统,能开设相对应实验项目,并提供实验源程序;动态存储器:64MB,芯片HY57V561620;海量存储器:64MB,芯片K9F1208;USB单元: 1个主接口,1个设备接口;网络单元: 10/100M以太网,芯片AX88796;UART单元:2个,最高通信波特率115200bps;CPU板为独立成系统,单独使用,两组E-LAB扩展总线:采用标准的总线接口,总线定义完全对用户开放,便于扩展和二次开发,支持50多种应用类模块,系列模块包括通用接口模块、信号变送隔离模块、执行机构模块、通信模块、传感器模块等。所有扩展模块能在单片机、DSP、ARM、EDA实验系统上都能通用。需要有Cortex软件配套TI公司第三方合作伙伴企业提供的Linux及CCS软硬件仿真工具。

3.底板硬件资源:语音单元:IIS格式,芯片UDA1341TS,采样频率最高48KHz;LCD单元:8寸,65536色;8寸触摸屏单元:SD卡单元:通信频率最高25MHz,芯片W86L388D,兼容MMC卡;键盘单元: 4X4键盘,带8位LED数码管;芯片HD7279A;数字输入输出单元:8个拔码开关及8个LED发光管;A/D转换单元:芯片自带的8路10位A/D,满量程2.5V;信号源单元:方波输出;标准键盘及PS2鼠标接口;4个专用总线接口;2个设备接口, CPLD单元;电源模块单元:具有过压、过流、断路保护及自动恢复功能;提供多功能嵌入式开发系统技术专利方案及配套的使用方法,并提供授权声明。

※4.系统要求带有usb 2。0接口的仿真器:支持所有ARM7/ARM9内核的芯片,以及cortex M3,包括Thumb模式;支持ADS,IAR,KEIL,WINARM,REALVIEW等几乎所有的开发环境;下载速度高达ARM7:600kB/s,ARM9:550kB/s,通过DCC可达800 kB/s;JTAG速度可达12 MHz;目标板电压范围1.2V –3.3V,5V兼容;自动速度识别功能;监测所有JTAG信号和目标板电压;完全即插即用,带USB连接线和20芯扁平电缆;支持多JTAG器件串行连接,带J-Link TCP/IP server,允许通过TCP/ IP网络使用J-Link。

※5.波形检测存储单元:能检测1G以上的射频信号,并能存储大容量数据。多通道信号采集并能检测逻辑电平信号,同时能对信号做傅里叶分析。

五、物联网实验开发系统单元

1.系统采用模块化积木式结构,由系统底板+采集节点模块+传感器模块构成,方便进行二次开发。采用KEIL MDK(UV4)的开发环境。

※2.协调器CPU技术参数:主处理器采用TI公司的LM3S9B96,该处理器采用ARM公司Cortex-M3架构,支持最大主频为80 MHz的ARM Cortex-M3内核,256 KByte FLASH,96 KByte SRAM,LQFP-100封装。集成100MHz以太网、CAN控制器、USB OTG、外部总线EPI、ROM片上StellarisWare软件、睡眠模块、正交编码器、ADC、带死区PWM、模拟比较器、UART、SSI、通用定时器、I2S、I2C、CCP、高精度振荡器、DMA等外设。兼容方式提供串口、USB及其他应用软件通讯等方式。

3. 采集节点模块CPU:CORTEX M3内核;LM3S811主频为50 MHz;本实验系统底板自带两个采集节点模块,可扩展传感器模块。系统采用锂离子电池供电,兼容USB从设备充电模式。含有串口、蜂鸣器、下载接口、电源与状态指示灯、功能按键等模式。

4.底板资源:时钟:LM3S9B96主时钟16MHz,以太网时钟25MHz,LM3S811主时钟6MHz;电源:由外接电源提供,可提供+5V、+3.3V两种电源,由指示灯指示;JTAG接口:3个标准20针下载接口;外接按键LED灯以及3V AD参考电压;SD卡接口单元:2M flash:SPI通信方式;8M SDRAM单元:外部总线EPI接口的8M SDRAM,芯片MT48LC4M16A2;语音处理单元:I2S通信方式,采用TI公司的TLV320AIC23BPW芯;内置耳机输出放大器,支持MIC和LINE IN两种输入方式,可以在8K到96K的频率范围内提供16Bit、20Bit、24Bit和32Bit的采样,芯片内部集成以100MHz以太网,网络接口芯片为HR911105A,HR911105A;USB接口:芯片内部集成了USB控制器,支持HOST、DEVICE以及OTG三种模式,USB2.0传输协议;UART接口:芯片SP3232EEN;CAN总线接口:芯片内部集成CAN控制器,只需外接电平转换芯片,电平转换芯片为SN65HVD1050D;E-WS总线接口:六组。可同时扩展三个ZIGBEE模块和三个传感器模

块;QVGA LCD液晶显示单元:3.5寸26万色320*240TFT液晶,带4线电阻触摸屏;键盘和LED数码管显示电路(HD7279);WIFI模块扩展单元:可扩展WIFI模块;串行通讯方式;板载18B20温度传感器:精度0.5℃; ※5.可完成的硬件实验:①LM3S811 IO口;LM3S811串口;LM3S811 ADC、LM3S811、CC2420/2520接口实验;②LM3S9B96硬件实验:LM3S9B96中断实验;LM3S9B96定时器实验;LM3S9B96看门狗实验;LM3S9B96液晶显示类实验;LM3S9B96串口实验;LM3S9B96的I2S类实验;LM3S9B96的以太网类实验;LM3S9B96的图形显示类实验;LM3S9B96与CC2420/2520接口实验;LM3S9B96的WIFI模块;LM3S9B96的UDMA卡实验;LM3S9B96的SD卡实验等。

6.ZigBee组网实验:物理层PHY编程实验;质访问层MAC编程实验;网络层编程实验;应用层之支持子层框架编程实验;应用层之服务编程实验;

7.上位机实验:编程环境搭建实验;界面编写实验;通讯接口程序编写实验

8.ZigBee组网综合实验:温度采集实验;湿度采集实验;可燃气体浓度采集实验;烟雾浓度采集;CO2浓度采集实验;氧浓度采集实验;光照度采集实验;红外测温实验;红外线防盗信号采集实验*;加速度采集实验;电源电压检测实验;RFID身份识别实验*;远程无线抄表实验;

9.外设模块独立,所有的外设模块都由跳线帽短接来选择;系统提供丰富的外设电路,包括按键和LED灯、AD信号输入、QVGA LCD、UART接口、传感器接口、SD卡、SPI串行flash、外扩SDRAM、USB OTG接口、以太网接口,CAN总线接口、WIFI模块、8位LED数码管显示、4x2扫描键盘等。zigbee模块可以实现数据的采集及zigbee组网传输;系统自带协调器和两个采集节点,单个系统即可完成星型组网方案。

※10. 提供该设备的全部编程软件、物联网仿真开发软件,同时该软件可同LABVIEW软件无缝互联。实验软件和应用软件及产品的电路原理图、中文使用说明书、使用手册、实验指导书等资料,总线对应管脚及电平。

六、数字逻辑实验挂箱 功能、配置和主要技术参数要求:

1.电源:标准三端口电源插座,直接连接外部交流220V,在实验系统内部通过电源转换单元将220V交流电转换为+5V、+12V、-12V直流电压,连接到实验系统主面板;

2.电源开关及保险管:在实验系统引出+12V、5V、GND、-12V电压,并设有+12V、5V、-12V电源指示灯,一个4针插电源座。

3.信号源:单脉冲1,单脉冲2:逻辑笔单元中,2051单片机产生可选频率信号,可选频率为:1Hz、2Hz、10Hz、100Hz、1KHz、10KHz、20KHz、50KHz;脉冲输出可调;4.显示及开关电路:提供静态6位数码显示,含译码电路:提供动态显示,要求提供动态显示6位:提供电平指示16位:提供数据开关12位:提供4组以上逻辑开关。 4.教学器件资源:芯片插座用于接插常用直插封装芯片,各引脚引到通用插线孔,便于与其它器件连接,1组8Pin芯片插座;6组14Pin芯片插座;6组16Pin芯片插座;2组18Pin芯片插座;2组24Pin芯片插座;1组40Pin芯片插座。多用器件接插管,可以灵活的接插电容、电阻、可调电位器、三极管、晶振、LED、二极管、蜂鸣器、双向拨动开关等器件。 5.实验功能: (11)脉冲分配器及其应用; (1)晶体管开关特性、限幅器与嵌位器; (12)D/A、A/D转换器; (2)TTL集成逻辑门的逻辑功能与参数测试; (13)TTL集电极开路门与三态输出门的应用; (3)CMOS集成逻辑门的逻辑功能与参数测试; (14)单稳态触发器与施密特触发器; (4)集成逻辑电路的连接和驱动; (15)555时基电路及其应用; (5)组合逻辑电路的设计与测试; (16)使用门电路产生脉冲信号; (6)译码器及其应用; (17)电子秒表; (7)组合逻辑电路分析; (18)三位半直流数字电压表; (8)触发器及其应用; (19)数字频率计; (9)计数器及其应用; (20)拔河游戏机。 (10)移位寄存器及其应用;

6.芯片包:含有基本教学芯片,创新设计芯片,课程设计芯片及竞赛配套应用等丰富的技术资源。具体如下(名称/数量):74HC00、74LS00;74LS20;74LS86;74LS08;74LS54;74LS138;74LS151;74LS153;74LS112;74LS74; 74LS192;74LS194;74LS30;74LS175;74LS90;CC4001;CC4011;CC4511;CC4518;MC14553;CC4013;CC4069;CC4071;CC14433;MC1413; MC1403;NE555;CK13;CK15;2AP9。以及含开设综合实验的全部芯片500片。

※7、软件部分:提供该设备的全部编程软件、实验软件和应用软件及产品的电路原理图、中文使用说明书、使用手册、实验指导书等资料,总线对应管脚及电平。设备配套由北京航空航天大学出版社出版的徐国华等编著《模拟及数字电子技术实验教程》作为实验教材。

七、模拟电子实验挂箱 1.电源:标准三端口电源插座直接连接外部交流220V,①输出固定:+5V、+12V、-12V直流电压分别带电源指示灯, ②两路可调电源输出0~+12V输出、0~-12V输出,一路-5V电源输出,可通过相应的开关分别关断。③提供2路-5V~+5V直流信号源。

2、实验元件:提供达林顿大功率三极管(2NPN和2只PNP),9013、9015、3DG130B各、、3DJ6F 、双向晶闸管等不少于100个。可组成单相全桥整流电路。以及含开设综合实验的全部芯片。8.分离元件实验区:要求提供8Pin 2只圆脚集成块插座,200多个镀银管及100多个接线柱供学生连线,采用梅花阵设计思想,便于查线和实验。10.提

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