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單片機及微機原理系列
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遠程在線實驗系統
JSCG-stm32傳感器及單片機嵌入式綜合實訓裝置

 

一、 適用性

本實訓裝置適用于本科、職業院校開設“自動檢測技術”、“傳感器原理與技術”、“工業自動化控制”、“非電量電測技術”、“光電變換技術”、“嵌入式原理與應用”、“單片機技術應用”等課程的教學實驗,是集傳感器、單片機、STM32于一體的綜合性實驗裝置。系統是國內傳感器教學行業唯一經過權威部門技術檢測的專業教學設備,生產過程嚴格按照ISO9001:2000國際質量管理體系標準執行。實驗儀克服了以前實驗儀由于采用簡易應變梁造成這一實驗精度不高、穩定性較差的缺點,使實驗更準確、更穩定,同時它具有輕巧靈活、便于攜帶、保管方便等諸多優點。

二、 系統構造

傳感器部分由傳感器安裝臺、信號源/數據采集/顯示儀表、信號處理電路三部分組成。傳感器部分集傳感器、檢測對象、信號處理電路、激勵源、顯示儀表為一體。全透明制作的教學傳感器結構明了、原理清晰,整套儀器結構緊湊、操作簡單、功能完善,性價比高,是一款了解、掌握傳感器基本原理與特性的理想實驗儀器。

SMT32和單片機部分系統專為專業群實訓、新工科創新、卓越工程師、創客教育、項目化實訓量身打造;系統支持市場上主流MCU、20多種應用傳感器模塊,滿足各種場景下的智能控制、有線/無線通信、傳感檢測、綜合項目開發的要求,是全網綜合性最強的實驗實訓系統。

系統采用全模塊組合方式,包含主流MCU:51單片機、STM32F 407,是集單片機、嵌入式ARM電子設計的實踐教學、項目開發于一體的多MCU的綜合實驗實訓平臺。

 

三、整體技術要求

1、 產品結構:實驗底板+核心板+應用模塊組成;技術上采用統一標準的CPU總線設計,可以靈活互換不同的核心板來搭建不同的MCU系統。

2、 2種MCU應用功能的大綜合,非常適合專業群的建設需要,涵蓋新工科的全部處理器課程教學和實訓創新。

3、 系統采用全獨立模塊設計,設計優點:部分硬件損壞不需要整機返廠,后續維護方便,產品軟/硬件升級、更新簡單;

4、 ★要求具有硬件自檢測功能:設備開機自動檢測底板上的硬件是否完好;檢測結果從液晶顯示屏中直觀顯示出來,節省老師在每次使用設備前排查設備好壞的時間,提供專利/軟件著作權證明;

5、 CPU板可以獨立使用,CPU板要求是資源的豐富學習板,4.3寸觸摸屏可以插接在CPU板上的擴展口上,每個CPU板都可以能完成不小于20個實訓項目,CPU板非常適合用于教學、課題項目開發、創新競賽;

四、單片機配3核心板

1、 ★采用統一的標準總線,物理接相同,支持插拔、靈活更換,模塊在CPU板上可以通用,并開設相應的實驗。

2、 CPU核心板配置表

序號

CPU板及技術參數

數量

1

8位單片機CPU板:STC12C5A60S2(兼容51)

1

2

Cortex-M4 CPU板: STM32F407ZGT6

1

3

人工智能邊緣計算機板

1

3、 51單片機CPU板硬件技術參數

 

1) STC12C5A60S2處理器:采用經典的MCS-51內核,完全兼容8051處理器,STC12C5A60S2是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器,60K字節Flash,1280字節SRAM,1K E2PROM,10位AD,2路16位PCA、2路8位PWM,所有的IO口都引出來對用戶開放;

2) 外部時鐘單元:22.1184MHz;2MB的SPI接口flash(W25Q16VSFIG);2K的I2C接口EEPROMAT24C02);

3) 1個以太網(NET)接口;2個232串口;RS485總線接口;

4) 1個USB Host接口;1個USB Device接口;

5) 1個內部ADC單元:ADC輸出電位器;

6) 1個ISP下載接口;1個蜂鳴器單元;

7) 1個128X64液晶;

8) 2組擴展接口;全部IO擴展接口;

9) 1個功放單元:采用8002芯片;

10) 1個音頻接口:3.5mm的耳機輸出接口;

11) 1個REST復位鍵、4個用戶按鍵、4位LED燈; 

12) MP3單元:支持flash、U盤、TF卡存儲音頻文件;支持USB讀寫flash、U盤、TF卡;支持程序控制播放,MP3可以從耳機輸出,也可從底板喇叭輸出;

13) DC5V電源接口,電源指示燈;

14) 獨立電源控制開關,減少不必要的損壞,方便學生使用;

15) ★CPU板可以獨立使用,能單獨能完成不小于20個實驗項目,提供實踐指導書目錄截圖(含頁碼),也可以與實驗平臺配合使用完成更多實驗項目。

16) ★所有應用模塊可以在各種CPU板:51單片機、MSP430、STM32F103、STM32F407、TM4C123GH6PGE(TI)、MK60 CPU板上通用。

4、 STM32F407 CPU板硬件技術參數

1) 主控制器采用(ST)基于ARM Cortex-M4的32位處理器STM32F407ZGT6;工作頻率:168M,1MB FLASH,192K 的Data SRAM;3個I2C,3個SPI,6個USART,2路CAN,3個12位ADC轉換器,2個12位DAC轉換器,支持USB FS和JTAG調試;VDD監視器和溫度傳感器;

2) 外部時鐘單元:高速:25MHz,通過鎖相環可以別倍頻到168MHz;低速:32.768KHz;

3) 2MB的SPI接口flash(W25Q16VSFIG);2K的I2C接口EEPROM(AT24C02);

4) 1個復位鍵、5個用戶按鍵、4個用戶LED燈;

5) 1個RTC后備電池;

6) 板載豐富接口(提供相應實驗項目):2路CAN接口單元;1個以太網接口(LAN8720A);1個USB接口;1個DB9串口;

7) 1個攝像頭接口:可以外擴CMOS攝像頭;

8) 1個TF卡(SDIO接口):最大支持32G;

9) 1個4.3寸液晶接口:支持觸摸屏功能;

10) I2S音頻單元(WM8978,播放SD卡里面的音頻文件)

11) 1個3.5mm的耳機輸出接口;

12) 1個20針的JTAG下載、調試接口;

13) ★CPU板可以獨立使用,能單獨能完成不小于20個實驗項目,提供實踐指導書目錄截圖(含頁碼),也可以與實驗平臺配合使用完成更多實驗項目。

14) ★所有應用模塊可以在各種CPU板:51單片機、MSP430、STM32F103、STM32F407、TM4C123GH6PGE(TI)、MK60 CPU板上通用。

5、 人工智能邊緣計算機板

1) CPU:ARM Cortex-A53 主頻1.6GHz 64-bit處理器;內存:4GB;32G MicroSD卡;32G MicroSD卡;

2) USB3.0接口;攝像頭接口;

3) HDMI接口;支持H.264/MPEG-4高清解碼器;

4) 1000M以太網接口;

5) 3.5mm音頻接口;

6) 擴展GPIO接口;

7) WIFI單元;

8) 藍牙單元;

9) 電源輸入:5V 2.5A也可通過MicroUSB供電;

10) 攝像頭

11) 110度廣角攝像頭

12) 幀率:30fps;

13) 人工智能機器視覺開發軟件:

? 能完成代碼的編寫、視頻數據的實時采集,觀察窗口;

基于BSD許可發行的跨平臺計算機視覺和機器學習軟件庫,可以運行在Linux、Windows、Android和Mac OS操作系統上。

所有API函數的源代碼都開源,用戶可以看到其內部實現的程序步驟;

用戶可以修改OpenCV的源代碼,編譯生成所需要的特定API函數。

適用于科學研究,商業應用,項目開發;

五、單片機應用模塊

1、 采用統一的標準總線,支持插拔、靈活更換,在51單片機、MSP430、STM32F103(M3內核)、飛思卡爾MK60(M4內核)、STM32F407(M4內核)、TI公司TM4C123G(M4內核)上通用。

2、 應用類模塊技術參數

模塊名稱

模塊主要技術參數

4.3寸觸摸屏

1.  尺寸:4.3寸TFT帶觸摸;

2.  TFT彩色液晶屏;控制芯片:SSD1963QL9;

3.  讀寫周期200ns滿屏刷新速度13楨

4.  最大電流:200mA;

5.  顯示頁寄存器和讀寫頁寄存器獨立設置,支持整頁快速切換。

6.  TFT支持LED背光,采用300Hz PWM信號驅動,能量轉換效率高,確保色彩準確還原無閃爍效應,竄色現象。亮度支持0~16間調節

7.  ★液晶要求在STM32F407VGT6 CPU板、MSP430F5438A CPU板、 STM32F103 CPU板、TM4C123G CPU板、MK60CPU板上都可以通用。

3路耦隔離繼電器模塊

1.  配備電源撥動開關,模塊電源可以單獨控制,有效防止不必要的損壞。

2.  可擴展TI公司CC2530 Zigbee模塊,完成無線控制。

3.  模塊可以單獨與CPU板完成實驗,也可配CC2530 Zigbee模塊,完成無線控制實驗。

4.  ★模塊采用統一的標準總線,支持靈活插拔,能在51單片機、STM32F407VGT6、MSP430F5438A、STM32F103、TM4C123G、MK60CPU板上都可以通用,并完成相應的實訓項目(提供源程序)。

5.  模塊采用3路專用EL817光耦隔器(最大輸出電壓:80V;輸出電流:50mA;最小電流傳輸比:50% @ 5mA;最大電流傳輸比:600% @ 5mA;大大提高了模塊的可靠性和穩定性。

6.  繼電器觸點容量250V10A;

7.  繼電器輸出常開、常閉;

8.  低電平有效。5V繼電器信號輸入電壓范圍:0—5V;

9.  常開接口最大負載:交流250V/10A,直流30V/10A;

10.  采用光耦隔離,驅動能力強,性能穩定;觸發電流5mA;

11.  采用插針、接電端子2種輸出方式,極大提高了模塊的適用場景。

12.  工作溫度:-55°C~110°C;

13.  模塊尺寸(長寬):45mm×110mm;

步進電機模塊

1.  配備電源撥動開關,模塊電源可以單獨控制,有效防止不必要的損壞。

2.  模塊可以單獨與CPU板完成實驗,也可配CC2530 Zigbee模塊,完成無線控制實驗。

3.  ★模塊采用統一的標準總線,支持靈活插拔,能在51單片機、STM32F407VGT6、MSP430F5438A、STM32F103、TM4C123G、MK60CPU板上都可以通用,并完成相應的實訓項目(提供源程序)。

4.  可擴展TI公司CC2530 Zigbee模塊,完成無線控制。

5.  采用ULN2803A達林頓晶體管驅動芯片;電機型號28YBJ-48;DC5V工作電壓;步進角度:5.625x1/64;四相八拍電機;

6.  模塊尺寸(長寬):45mm×110mm

直流電機測速模塊

1.  配備電源撥動開關,模塊電源可以單獨控制,有效防止不必要的損壞。

2.  可擴展TI公司CC2530 Zigbee模塊,完成無線控制。

3.  模塊可以單獨與CPU板完成實驗,也可配CC2530 Zigbee模塊,完成無線控制實驗。

4.  ★模塊采用統一的標準總線,支持靈活插拔,能在51單片機、STM32F407VGT6、MSP430F5438A、STM32F103、TM4C123G、MK60CPU板上都可以通用,并完成相應的實訓項目(提供源程序)。

5.  電機規格:直流電機;工作電壓:5V;轉速:1分鐘4600;速度閉環控制傳感器;

6.  光電測速單元:采用TLP521-1光電耦合器,進行電源與信號間的隔離,波段范圍:近紅外;運轉方式:重復脈沖式;激勵方式:電激勵式;光路徑:內光路;輸出形式:光敏器件型;傳輸信號:三態門電路型;速度:高速;

7.  模塊尺寸(長寬):45mm×110mm;

/濕度/ 交通燈模塊

1.  配備電源撥動開關,模塊電源可以單獨控制,有效防止不必要的損壞。

2.  可擴展TI公司CC2530 Zigbee模塊,完成無線控制。

3.  模塊可以單獨與CPU板完成實驗,也可配CC2530 Zigbee模塊,完成無線控制實驗。

4.  ★模塊采用統一的標準總線,支持靈活插拔,能在51單片機、STM32F407VGT6、MSP430F5438A、STM32F103、TM4C123G、MK60CPU板上都可以通用,并完成相應的實訓項目(提供源程序)。

5.  傳感器型號:DHT11傳感器,檢測周圍環境的濕度和溫度;

6.  濕度測量范圍:20%-90%,濕度測量誤差:±5%;

7.  溫度測量范圍:0℃—50℃,溫度測量誤差:±2℃;

8.  輸出方式:數字輸出;

9.  交通燈:紅、綠、黃LED;交通信號控制燈;

10.  模塊尺寸(長寬):45mm×110mm;

人體紅外/可燃氣體傳感器模塊

1.  配備電源撥動開關,模塊電源可以單獨控制,有效防止不必要的損壞。

2.  可擴展TI公司CC2530 Zigbee模塊,完成無線控制。

3.  模塊可以單獨與CPU板完成實驗,也可配CC2530 Zigbee模塊,完成無線控制實驗。

4.  ★模塊采用統一的標準總線,支持靈活插拔,能在51單片機、STM32F407VGT6、MSP430F5438A、STM32F103、TM4C123G、MK60CPU板上都可以通用,并完成相應的實訓項目(提供源程序)。

5.  熱釋電紅外傳感器單元:采用進口的RE200B傳感器;采用BISS0001人體紅外報警器專用芯片;工作電壓范圍:4.8~20V;靜態電流:<50uA;電平輸出:高3.3 V/低0V;觸發方式:重復觸發;延時時間:0.5-200S可調;封鎖時間:2.5S;感應角度:<100度錐角;工作溫度:-15-+70度;菲涅爾透鏡螺紋透鏡)尺寸::23mm(直徑);

6.  可燃氣體傳感器單元:傳感器類型:半導體氣敏元件;檢測氣體:一氧化碳、可燃氣體;一氧化碳范圍:10~1000ppm;可燃氣體范圍:100~10000ppm;輸入電壓:+5V 功耗電流:150mA;傳感器輸出信號:0.1-0.3V;模塊輸出信號TTL數字量;

7.  模塊尺寸(長寬):45mm×110mm;

點陣/鍵盤/數碼管模塊

1.  配備電源撥動開關,模塊電源可以單獨控制,有效防止不必要的損壞。

2.  可擴展TI公司CC2530 Zigbee模塊,完成無線控制。

3.  模塊可以單獨與CPU板完成實驗,也可配CC2530 Zigbee模塊,完成無線控制實驗。

4.  ★模塊采用統一的標準總線,支持靈活插拔,能在51單片機、STM32F407VGT6、MSP430F5438A、STM32F103、TM4C123G、MK60CPU板上都可以通用,并完成相應的實訓項目(提供源程序)。

5.  16×16點陣單元:4個8×8點陣屏,;驅動芯片采用74HC595;點陣尺寸20mm×20mm×5.9mm;

6.  鍵盤及數碼管單元:鍵盤單元:2×8鍵盤,用戶可自定義鍵值8位數碼管及鍵盤顯示單元:8位共陽,紅色,支持動態和靜態兩種顯示方式,切換方便。

7.  模塊尺寸(長寬):139mm×110mm;

氣壓計/加速度/光照度模塊

1.  配備電源撥動開關,模塊電源可以單獨控制,有效防止不必要的損壞。

2.  可擴展TI公司CC2530 Zigbee模塊,完成無線控制。

3.  模塊可以單獨與CPU板完成實驗,也可配CC2530 Zigbee模塊,完成無線控制實驗。

4.  ★模塊采用統一的標準總線,支持靈活插拔,能在51單片機、STM32F407VGT6、MSP430F5438A、STM32F103、TM4C123G、MK60CPU板上都可以通用,并完成相應的實訓項目(提供源程序)。

5.  三軸加速度傳感器單元:電源撥動開關,模塊電源可以單獨控制;采用ADI公司ADXL345三軸加速度傳感器芯片;輸出接口:I2C/SPI數字輸出、Z 軸自測;電容式微機械加速度計,傳感器具有信號調理、低通濾波器、溫度補償、自測功能; 傳感器內濾波算法IIC協議、數字輸出;量程:2G-8G(mm);環境溫度:-40-85(;

6.  氣壓計傳感器單元:采用BMP280,無需外部時鐘電路;BMP280是一款高精度、超低能耗的壓力傳感器,性能卓越可以應用在移動設備中。絕對精度最低可以達0.03hPa,耗電極低3uA,可用IIC總線直接與各種微處理器相連;壓力范圍:3001100hPa(海拔9000米-500米);電源電壓:1.8V3.6V(VDDA)精度:低功耗模式分辨率0.06hPa(0.5米);高線性模式分辨率0.03hPa(0.25米);帶溫度輸出;I2C接口溫度補償;反應時間:7.5ms;待機電流:0.1uA;

7.  光照度傳感器單元:采用BH1750環境光傳感器,不區分環境光源;傳感器內置16bitAD轉換器;接口:I2C;BH1750環境光傳感器內置16位的模數轉換器,它能夠直接輸出一個數字信號,不需要再做復雜的計算;供電電壓:+3-5V;量程和精度:1~65535 lx;最小誤差變動在±20%;傳感器類型:數字輸出;可進行亮度1勒克斯的高精度測定;

8.  模塊尺寸(長寬):45mm×110mm;

RFID模塊

1.  配備電源撥動開關,模塊電源可以單獨控制,有效防止不必要的損壞。

2.  可擴展TI公司CC2530 Zigbee模塊,完成無線控制。

3.  模塊可以單獨與CPU板完成實驗,也可配CC2530 Zigbee模塊,完成無線控制實驗。

4.  ★模塊采用統一的標準總線,支持靈活插拔,能在51單片機、STM32F407VGT6、MSP430F5438A、STM32F103、TM4C123G、MK60CPU板上都可以通用,并完成相應的實訓項目(提供源程序)。

5.  芯片采用FM1702NL;高集成度的模擬電路,只需最少量的外圍線路;

6.  頻率13.56M Hz;SPI 通訊接口;讀卡速度:0.2s;讀卡間隔:0.5s;讀卡距離:010cm讀卡時間:<100ms;

7.  支持ISO14443 typeA/typeB協議、ISO15693協議;

8.  內部帶有加密單元及保存密鑰的EEPROM;包含64byte的FIFO;

9.  支持靈活的加密協議、支持六種接口模式;

10.  數字電路具有TTL/CMOS兩種電壓工作模式;

11.  模塊尺寸(長寬):45mm×110mm;

超聲波傳感器模塊

1.  配備電源撥動開關,模塊電源可以單獨控制,有效防止不必要的損壞。

2.  ★可擴展TI公司CC2530 Zigbee模塊,完成無線控制。

3.  ★模塊可以單獨與CPU板完成實驗,也可配CC2530 Zigbee模塊,完成無線控制實驗。

4.  ★模塊采用統一的標準總線,支持靈活插拔,能在51單片機、STM32F407VGT6、MSP430F5438A、STM32F103、TM4C123G、MK60CPU板上都可以通用,并完成相應的實訓項目(提供源程序)。

5.  超聲波距離單元:DC5V工作電壓;靜態電流:<2mA;電平輸出:0~5V;測量角度:15℃;測量距離:2~100cm;測量精度:0.2cm;

6.  模塊尺寸(長寬):45mm×110mm;

陀螺儀傳感器模塊

1.  配備電源撥動開關,模塊電源可以單獨控制,有效防止不必要的損壞。

2.  可擴展TI公司CC2530 Zigbee模塊,完成無線控制。

3.  ★模塊可以單獨與CPU板完成實驗,也可配CC2530 Zigbee模塊,完成無線控制實驗。

4.  ★模塊采用統一的標準總線,支持靈活插拔,能在51單片機、STM32F407VGT6、MSP430F5438A、STM32F103、TM4C123G、MK60CPU板上都可以通用,并完成相應的實訓項目(提供源程序)。

5.  陀螺儀傳感器:采用MPU6050;芯片內置16bit AD轉換器,16位數據輸出;加速度范圍:±2±4±8±16g;數字輸出6軸或9軸的旋轉矩陣、四元數(quaternion)、歐拉角格式(Euler Angle forma)的融合演算數據。敏感度范圍:131 LSBs/°/sec;陀螺儀感測范圍±250、±500、±1000與±2000°/sec  3軸角速度感測器。工作電流:5mA;通信方式:IIC和232可選。

6.  模塊尺寸(長寬):45mm×110mm。

ARM仿真器

ARM仿真器,USB接口

六、單片機配套的教學資源

(一)《51單片機實驗指導書》實驗目錄

1章  51系列MCU實驗系統的資源介紹

一、系統功能概述

二、核心板資源介紹

三、底板資源分布圖

2章  開發環境安裝使用說明

一、Keil C51工具介紹

二、Keil C51安裝

三、安裝USB轉串口線驅動

四、STC芯片組KEIL仿真設置

五、新建工程與工程配置

六、下載程序到目標單片機

3章  基礎實驗

實驗1 平臺接線操作實驗

實驗2 跑馬燈實驗

實驗3 獨立按鍵實驗

實驗4 外部中斷實驗

實驗5 定時器實驗

實驗6 計數器實驗

實驗7 串口實驗

實驗8 RS485通信實驗

實驗9 ADC采集實驗

實驗10 看門狗實驗

實驗11 掉電喚醒實驗

實驗12 內部EEPROM讀寫實驗

實驗13 外部EEPROM讀寫實驗

實驗14 SPI接口flash讀寫實驗

實驗15 12864液晶顯示實驗

實驗16 MP3播放音樂實驗

實驗17 UDP通信實驗

實驗18 TCP服務端實驗

實驗19 TCP客戶端實驗

實驗20 存儲器塊清零實驗

實驗21 二進制轉BCD碼實驗

實驗22 二進制轉ASCII碼實驗

實驗23 程序跳轉表實驗

實驗24 存儲器移動實驗

實驗25 數據排序實驗

實驗26 IO口模擬串口與PC機通信實驗

實驗27 計算器實驗

4章  外擴模塊實驗

實驗1 核心板按鍵測試

實驗2 3路繼電器控制實驗

實驗3 直流電機正反轉實驗

實驗4 直流電機測速實驗

實驗5 步進電機正反轉實驗

實驗6 人體紅外傳感器實驗

實驗7 可燃氣體傳感器實驗

實驗8 加速度傳感器實驗

實驗9 氣壓傳感器實驗

實驗10 光照度傳感器實驗

實驗12 16X16點陣實驗

實驗13 7279數碼管實驗

實驗14 7279鍵盤實驗

實驗15 13.56M RFID讀卡實驗

16 溫濕度采集實驗

實驗17 交通燈實驗

實驗18 超聲波測距實驗

實驗19 陀螺儀實驗

5章 相關軟件使用說明

一、串口調試助手使用說明

二、網絡調試助手使用說明

三、點陣LED字模生成工具使用說明

 

(二)《Cortex-M4實驗指導書》實驗目錄----STM32F407實踐教材

1章  實驗系統資源介紹

一、系統功能概述

二、核心板資源介紹

三、底板資源分布圖

2章  開發環境安裝與使用說明

一、RealView MDK簡介

二、安裝RealView MDK5.17環境:

三、ARM仿真器介紹與安裝

四、安裝STM32F4xx系列芯片的開發包

五、在MDK中新建一個工程模板

六、ARM仿真器配置

七、編譯、下載和調試程序

八、代碼縮進設置:

九、代碼自動補全功能設置:

3章  基礎實驗

實驗1. 平臺接線操作實驗

實驗2. 跑馬燈實驗

實驗3. 外部中斷實驗

實驗4. 系統滴答定時器(SysTick)實驗

實驗5. 通用定時器(TIM2)實驗

實驗6. 獨立看門狗(IWDG)實驗

實驗7. 窗口看門狗(WWDG)實驗

實驗8. 串口實驗

實驗9. RTC實驗

實驗10. STOP模式實驗

實驗11. SPI flash讀寫實驗

實驗12. EEPROM_24C02實驗

實驗13. TF卡實驗

實驗14. 音頻實驗

實驗15. CAN總線通信實驗

實驗16. 基于USB設備的DEVICE實驗

實驗17. 基于USB設備的HOST實驗

實驗18. TCP/IP網絡組件Lwip之

Ping實驗

實驗19. TCPIP網絡組件Lwip之TCP Server實驗

實驗20. TCPIP網絡組件Lwip之TCP Client實驗

實驗21. TCPIP網絡組件Lwip之UDP

Server實驗

實驗22. TCPIP網絡組件Lwip之UDP

Client實驗

實驗23. LCD實驗

實驗24. 觸摸屏實驗

4章  操作系統UCOS-II實驗

實驗1. 任務調度實驗

實驗2. 信號量實驗

實驗3. 郵箱實驗

實驗4. 消息隊列實驗

實驗5. 事件標志組實驗

實驗6. Ucosii(2.86)+ucgui(3.90a)+

ucgui_demo實驗

5章  外擴模塊實驗

實驗1. 核心板按鍵實驗

實驗2. 3路繼電器控制實驗

實驗3. 直流電機正反轉實驗

實驗4. 直流電機測速實驗

實驗5. 步進電機正反轉實驗

實驗6. 可燃氣體傳感器實驗

實驗7. 人體紅外傳感器實驗

實驗8. 加速度傳感器實驗

實驗9. 氣壓傳感器實驗

實驗10. 光照度傳感器實驗

實驗11. 16X16點陣實驗

實驗12. 7279數碼管實驗

實驗13. 7279鍵盤實驗

實驗14. 13.56M RFID讀卡實驗

實驗15. 溫濕度采集實驗

實驗16. 交通燈實驗

實驗17. 超聲波測距實驗

實驗18. 陀螺儀實驗

6章  綜合實驗

7章 相關軟件設置

一、串口調試助手的設置

二、網絡調試助手的設置

三、點陣LED字模生成工具

四、液晶圖片數據獲取說明

(三)《人工智能實驗指導書》實驗目錄

1章 實驗平臺介紹

1.1   系統功能概述

1.2   實驗平臺資源介紹

1.3   攝像頭資源介紹

2章 鏡像燒寫和備份

2.1   安裝SD卡格式化工具

2.2   格式化SD卡

2.3   燒寫系統鏡像

2.4   備份鏡像

3章 實驗平臺使用方法

3.1   平臺支持兩種使用方式

3.2   本地使用步驟

3.3   遠程使用步驟

4章 linux常用命令

4.1   目錄切換命令 cd

4.2   目錄查看命令 ls

4.3   查看當前目錄命令 pwd

4.4   創建目錄命令 mkdir

4.5   創建文件目錄 touch

4.6   vim編輯器

4.7   文件查看目錄 cat

4.8   復制文件命令 cp

4.9   移動文件命令 mv

4.10 刪除目錄或文件命令 rm

4.11 刪除目錄命令 rmdir

4.12 關機命令 poweroff

4.13 重啟命令 reboot

5章 python編程基礎

5.1 基本數據類型

5.2 函數

5.3 

5.4 模塊

5.5 異常

5.6 網絡編程

5.7     多線程

5.8     GUI實驗

5.9     日期和時間

5.10    Numpy

5.11    Matplotlib

6章 計算機視覺/機器視覺實驗項目

實驗1. 圖像的反色實驗

實驗2. 圖像的平移實驗

實驗3. 圖像的高斯平滑實驗

實驗4. 圖像的均值濾波實驗

實驗5. 圖像的中值濾波實驗

實驗6. 圖像的sobel邊緣檢測實驗

實驗7. 圖像的Canny邊緣檢測實驗

實驗8. 圖像的種子填充實驗

實驗9. 圖像全局閾值分割實驗

實驗10. 圖像的OTSU(大津法)閾值分

割實驗

實驗11. 圖像的形態學膨脹實驗

實驗12. 圖像的形態學腐蝕實驗

實驗13. 圖像的直方圖均衡化實驗

7章 自然語言處理

實驗1. 文本處理實驗

實驗2. 文本識別實驗

實驗3. 文本分類實驗

實驗4. 文本情感分析實驗

8章 人工智能綜合應用項目

實驗1. 人臉追蹤實驗

實驗2. 前景檢測算法實驗

實驗3. 邊界檢測實驗

實驗4. 虛擬絆線入侵檢測實

LineRegionDetection

實驗5. 運動方向檢測實驗

實驗6. 遺留物體檢測實驗ObjectLeft

實驗7. 通用目標識別算法實驗

七、單片機部分配置清單

類別

序號

設備名稱

規格型號

數量

單位

主體設備

1

實驗底板

尺寸(長寬高)41cm*35cm*19cm

1

2

實驗底板

MPTS-II-V1.1

1

3

51單片機CPU板

(帶屏)

STC12LE5A60S2-V1.2

1

4

Cortex-M4 CPU

核心板

STM32F407ZGT6-V8.4

1

5

人工智能邊緣計算機板

EM-AI

1

9

4.3寸觸摸屏

SSD1963QL9-V1.51

1

10

3路光耦隔離繼電器模塊

EM-RELAY-V1.3

1

11

直流電機模塊

(帶測速)

EM-DC/STEP-MOTOR-V1.3

1

12

步進電機模塊

EM-DC/STEP-MOTOR-V1.3

1

13

人體紅外/可燃氣體傳感器模塊

EM-PIR/GAS-V1.3

1

14

氣壓計/加速度/光照度模塊

EM-BAI-V1.3

1

15

點陣/鍵盤/數碼管模塊

EM-DL/7279-V1.31

1

16

溫濕度/交通燈模塊

EM-TH/TL-V1.3

1

17

RFID模塊

EM-RFID-13.56M-V1.3

1

18

超聲波傳感器模塊

EM-US-V1.32

1

19

陀螺儀傳感器模塊

EM-MPU6050-V1.32

1

20

ARM仿真器

USB接口

1

21

 

 

 

 

配件清單通用

1

電源適配器

DC5.5/2.5,5V/3A

1

2

13.56RFID卡片

頻率13.56M

1

3

USB轉串口線

1.8米

1

4

網絡線

2米

1

5

跳線帽

 

若干

6

485導線(3芯40cm)

485通信實驗的配件

1

7

USB線

A對mini  1.5米

1

8

小螺絲刀工具(十字)

調485用螺絲刀

1

配件清單專用

1

USB OTG轉接線

20cm,mini轉U盤

1

2

1個排針的杜邦線(40厘米)

40厘米

2

3

小螺絲刀工具(一字)

調節電位器的小螺絲刀

1

教學資源

1

實踐教材1

51單片機實驗指導書》

1

2

實踐教材2

Cortex-M4實驗指導書》

1

7

光盤(U盤)

源程序、電路圖、芯片手冊、電子版實驗指導書等

1

 

八、其他要求

1、 工作電壓:220v±10%,50Hz±1Hz;

2、 工作環境:溫度:-10+40℃,相對濕度:≤85%(25℃)。

3、 配套教材:

     

 

九、傳感器部分技術要求

1、 平行振動梁:平行振動梁為懸臂式結構,一端固定、另一端是自由端,自由端裝有振動圓盤及位于激振線圈中的永久磁鋼,振動圓盤上裝有各類傳感器,利用測微桿和激振信號可完成傳感器的靜態特性和動態特性實驗。

2、 平行應變梁:平行應變梁采用不銹鋼材料,懸臂式結構,一端固定、另一端是自由端,在固定端附近存在較好的力-位移線性關系,在這一區域貼有金屬BHF泊式應變片、加熱器和各種溫度傳感器,自由端裝有振動傳感器和位于激振線圈中的永久磁鋼,利用測微桿和激振信號可完成傳感器的靜態特性和動態特性實驗。

雙孔懸臂梁稱重傳感器:利用砝碼可完成應變傳感器的靜態特性實驗和稱重實驗。

3、 電加熱器二組:由電熱絲組成,加熱時可獲得高于環境溫度30℃左右的升溫。

4、 測速電機一組:由可調低噪聲高速軸流風機組成,與光電,光纖,渦流傳感器配合進行測速實驗。

5、 光電變換器:由紅外發射、接收管組成

6、 傳感器配置:

(1) 電阻應變式傳感器:BHF泊式應變片構成,6片工作片、2片補償片。

(2) 霍爾式傳感器: JVC公司生產的HZ型線性半導體霍爾片和永久磁鋼構成,信號線性范圍±≥3mm。

(3) 電容式傳感器:由兩組定片和一組動片組成的差動變面積電容式傳感器,線性范圍≥±3mm。

(4) 電感式傳感器(差動變壓器)傳感器:由一個初級、二個次級線圈繞制而成的透明空心線圈,鐵芯為軟磁體氧體,測量范圍≥10mm。

(5) 電感式傳感器(自感式)傳感器:由一個初級、二個次級線圈繞制而成的透明空心線圈,鐵芯為軟磁體氧體,測量范圍

(6) 電渦流位移傳感器: 多股漆包線繞制的扁平線圈與金屬渦流片組成。直流電阻:1Ω-2Ω,量程:≥3mm。

(7) 壓電加速度傳感器:PZT-5雙壓電晶片和金屬質量塊構成。f≥10KHZ、Q≥20pc/g。

(8) 磁電式傳感器: 多股漆包線繞制的線圈和永久磁鋼構成,直流電阻:30Ω-40Ω,靈敏度:0.5V/M/S。

(9) 熱電偶傳感器:直流電阻:由兩個銅——康銅(分度號為T)的熱電偶串接而成,自由端是環境溫度。

(10) 光電式傳感器:反射型紅外光電開關。

(11) 光纖傳感器: 由半圓分布的多模光纖探頭和紅外線發射、接收電路組成的導光型傳感器,線性范圍≥2mm。

(12) 壓力傳感器:美國MPX型擴散硅壓阻式壓力傳感器。

(13) P-N結溫度傳感器:利用半導體P-N結良好的溫度-電壓特性制成的測溫傳感器。

(14) 熱敏電阻傳感器:由熱敏電阻MF-51為探頭的測溫傳感器,靈敏度高。

(15) 氣敏傳感器:靈敏度:50-5000ppm。介質 CH4(酒精)

(16) 濕敏傳感器: 高分子薄膜材料:Rh:10﹪-95﹪。

(17) 熱釋電紅外線傳感器:遠紅外式

(18) 光敏電阻:cds材料:電阻:幾歐姆-幾千歐姆

(19) 硅光池:Si日光型

(20) 光敏二極管:紅外型

(21) 光敏三極管:紅外型

十、信號源/數據采集/顯示部分:

1、三套顯示儀表

(1) 數字式電壓/頻率表:3位半顯示,電壓范圍0-2V,0-20V,頻率范圍3Hz-2KHz,10Hz-20KHz,靈敏度≥50mV。

(2) 數字式測溫儀表(選配)

(3) 指針式毫伏表:85C1表,分500 mV,50 mV,5 mV三檔,精度2. 5%。

2、 兩套振蕩器:

(1) 音頻振蕩器: 0.4KHz — 10KHz輸出連續可調,V-P-P =20V, 180°、0°反相輸出,Lv端最大功率輸出電流0.5A。

(2) 低頻振蕩器: 1-30HZ輸出連續可調,V-P-P=20V,最大輸出電流0.5A,Li端可提供用做電流放大器。

3、二組穩壓電源:(A).直流±15V電源,主要提供整機工作電源和溫度實驗時的加熱電源,最大激勵電流1.5A。(B)±2V-±10V分五檔可調輸出直流穩壓電源,最大輸出電流1.5A。主要提供傳感器的直流激勵源。

  5、配套整套全部實訓視頻播放,便于學校教學,直觀,學生易學易懂。

十一、信號處理電路部分:

(1) 電橋平衡網絡:用于組成測試電橋,提供組橋插座,標準電阻和交,直流調平衡電位器。

(2) 差動放大器:通頻帶0—10KHz,可接成同相、反相增益為1—100倍的交/直流放大器。

(3) 電容變換器(放大器):由高頻振蕩器,放大器和雙T電橋組成的信號處理電路。

(4) 電壓放大器:增益約為5倍的同相輸入放大器,通頻帶0—70KHz。

(5) 移相器:增益為1,移相范圍≥±40°(與fi有關)。

(6) 相敏檢波器:由整形電路與電子開關構成的檢波電路。可檢波電壓頻率0-10KHz,允許最大輸入電壓10Vp-p。

(7) 電荷放大器:電容反饋型放大器,用于放大/轉換壓電傳感器的電荷輸出信號。

(8) 低通濾波器:由50Hz陷波器和RC濾波器組成,轉折頻率35Hz左右。

(9) 電渦流變換器:由變頻調幅變換電路,檢波器、跟隨器組成,傳感器是振蕩電路中的一個電感元件。輸出電壓≥|8|V(探頭離開被測物)。

*(10)三折點線性修正傳感器調理電路:該電路應具備對非線性信號進行明顯有效的三折點線性化修正。折點電壓范圍應達到2V、5V、8V。

十二、傳感器實驗項目

 1、金屬箔式應變片性能—單臂電橋

 2、金屬箔式應變片:單臂、半橋、全橋比較

 3、金屬箔式應變的溫度效應及補嘗        

 4、熱電偶的原理及分度表的應用

 5、移相器實驗      

 6、相敏檢波器實驗   

 7、金屬箔式應變片—交流全橋

 8、激勵頻率對交流全橋的影響

 9、交流全橋的應用—振幅測量之一      

 10、交流全橋的應用—電子秤之一        

 11、差動變壓器(互感式)的性能    

 12、差動變壓器(互感式)零點殘余電壓的補嘗

 13、差動變壓器(互感式)的標定              

 14、差動變壓器(互感式)的應用—振幅測量之二

 15、差動變壓器(互感式)的應用—電子秤之二     

 16、差動螺管式(自感式)傳感器的靜態位移性能

 17、差動螺管式(自感式)傳感器的振幅測量   

 18、激勵頻率對差動螺管式傳感器的影響  

 19、電渦流傳感器的靜態標定

 20、被測體材料對電渦流傳感器特性的影響   

 21、電渦流傳感器的應用—振幅測量之

 22、電渦流傳感器的應用—電子秤之三

223、霍爾式傳感器的直流激勵特性         

 24、霍爾傳感器的應用—電子秤之四         

 25、霍爾式傳感器的交流激勵特性         

 26、霍爾式傳感器的應用—振幅測量之

 27、磁電式傳感器的性能   

 28、壓電傳感器的動態響應實驗                 

 29、壓電傳感器引線電容對電壓放大器的影響、電荷放大器

30、差動變面積式電容傳感器的靜態特性

31、差動變面積式電容傳感器的動態特性

32、雙平行梁的動態特性—正弦穩態響應

33、綜合傳感器組成—平力衡式傳感器系統

34、半導體擴散硅壓阻式壓力傳感器實驗

35、光纖位移傳感器靜態實驗

36、光纖位移傳感器的動態實驗(一)

37、光纖位移傳感器的動態實驗(二)

38、PN結溫度傳感器測溫實驗

39、熱敏電阻演示實驗

40、氣敏傳感器(MQ3)實驗

41、濕敏電阻(RH)實驗

42、熱釋電傳感器

43、光電開關的轉速測量實驗

44、硅光電池

45、光敏電阻

   

 

 

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