智能仪表实验教学系统技术方案

一种智能仪表实验教学系统，包括：单片机芯片、用于承载单片机芯片的底座、程序下载接口、串行通信端口、键盘、A/D转换器、D/A转换器、显示单元、数字温度传感器、数字湿度传感器、看门狗定时器、电可擦数据存储器、单片机扩展接口，所述单片机芯片通过底座与程序下载接口、串行通信端口、键盘、A/D转换器、D/A转换器、显示单元、数字温度传感器、数字湿度传感器、看门狗定时器、电可擦数据存储器、单片机扩展接口固定连接。所述智能仪表实验教学系统成本低、功能全、可扩展，使用灵活。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
智能仪表实验教学系统
本技术涉及教学系统，尤其涉及一种智能仪表实验教学系统。
技术介绍
随着技术的发展和应用的需求，单片机向更高速度、更低功耗、更高位数发展，基本型51单片机已经无法满足高端应用的需求。但51单片机以其适合入门，结构经典仍然是初学者的首选，目前高校的微控制器教学一般还选用51单片机或是其兼容机。智能仪表设计类课程是高校电子类专业的核心专业课程，该课程要求学生要有模拟、数字电子线路设计，控制理论，信号处理及微控制器应用等基础，且该课程一般设置为51单片机的后继课程，大部分学生往往只具备51单片机的基本应用能力，故智能仪表设计教学需要以51单片机为基础，开发仪表设计相关的实验内容。目前市场上缺少以51单片机为基础，专为智能仪表设计的实验教学系统。通用的51单片机实验平台仅可完成部分实验，因此迫切需要一款低成本、功能全、可扩展，使用灵活的智能仪表专用实验教学系统。
技术实现思路
本技术解决的问题是提供一种智能仪表实验教学系统，成本低、功能全、可扩展、使用灵活。为解决上述问题，本技术提供了一种智能仪表实验教学系统，其特征在于，包括:单片机芯片、用于承载单片机芯片的底座、程序下载接口、串行通信端口、键盘、A/D转换器、D/A转换器、显示单元、数字温度传感器、数字湿度传感器、看门狗定时器、电可擦数据存储器、单片机扩展接口，所述单片机芯片通过底座与程序下载接口、串行通信端口、键盘、A/D转换器、D/A转换器、显示单元、数字温度传感器、数字湿度传感器、看门狗定时器、电可擦数据存储器、单片机扩展接口固定连接。可选的，还包括:时钟日历芯片、带隔离的数字量输入输出接口、继电器，所述单片机芯片通过底座的单片机扩展接口与所述时钟日历芯片、带隔离的数字量输入输出接口、继电器电气连接。可选的，还包括:电流环信号发生器和电流环信号接收器，所述电流环信号发生器与D/A转换器相连接，且利用所述电流环信号发生器、D/A转换器将单片机芯片中的数字信号转化为电流环信号，所述电流环信号接收器与A/D转换器相连接，且利用所述电流环信号接收器、A/D转换器将外部的电流环信号转化为数字信号。可选的，还包括外部电源，所述外部电源与底座的电源接口相连接。可选的，所述外部电源为USB电源或实验室稳压电源。可选的，所述显示单元为共阴极数码管、条形液晶屏、段式液晶屏、带字库液晶屏其中的一种或几种。可选的，所述程序下载接口为ISP下载接口。可选的，所述A/D转换器为8路并行A/D转换器，所述D/A转换器为12位串行双极性D/A转换器。可选的，所述看门狗定时器、电可擦数据存储器为X5045看门狗芯片。与现有技术相比，本技术方案具有以下优点:所述智能仪表实验教学系统包括显示单元、数字温度传感器、数字湿度传感器等元件，有利于进行LCD显示、温湿度采集实验等实验，且所述智能仪表实验教学系统还包括单片机扩展接口，容易扩展，从而能很容易地实现智能仪表的其它常用实验，使用灵活。【附图说明】图1和图2是本技术的智能仪表实验教学系统的结构示意图。【具体实施方式】下面结合附图，通过具体实施例，对本技术的技术方案进行清楚、完整的描述。请参考图1，为本技术的一种智能仪表实验教学系统的结构示意图，包括:单片机芯片10、用于承载单片机芯片的底座(未图示)、程序下载接口 11、串行通信端口 12、键盘13、A/D转换器14、D/A转换器15、显示单元16、数字温度传感器17、数字湿度传感器18、看门狗定时器19、电可擦数据存储器20、单片机扩展接口 21，所述单片机芯片10通过底座与程序下载接口 11、串行通信端口 12、键盘13、A/D转换器14、D/A转换器15、显示单元16、数字温度传感器17、数字湿度传感器18、看门狗定时器19、电可擦数据存储器20、单片机扩展接口 21电气连接。所述单片机芯片10为MCS-51单片机芯片，所述单片机芯片通过底座与其它电路相连接。在本实施例中，所述单片机芯片为40引脚，所述智能仪表实验教学系统适用于51单片机核心的所有40引脚单片机芯片和仿真器。在其他实施例中，所述单片机芯片也可以具有其它数量的引脚。所述程序下载接口 11为ISP (In-System Programming,在线编程)下载接口，利用所述ISP下载接口给单片机芯片写入或者擦除程序，。在本实施例中，所述串行通信端口 12为RS232串行端口和RS485串行端口，RS232串行端口、RS485串行端口共用单片机的串行口信号线RXD (Receive Data，接受数据)与TXD (Transmit Data，发送数据)，由跳线选择采用哪种串行通信方式。所述RS232串行通信采用RS232收发芯片MAX232，RS485串行通信采用RS485收发芯片MAX485，其中，MAX485的发送接收使能由串行发送信号线通过逻辑转换自动控制。所述串行通信端口 12可用于进行RS232和RS485串行通信实验。所述显示单元16包括共阴极数码管、条形液晶屏、段式液晶屏、带字库液晶屏等其中的一种或几种。在本实施例中，所述智能仪表实验教学系统包括四种显示结构，分别为共阴极数码管、条形液晶屏、段式液晶屏和带字库液晶屏。所述条形液晶屏为1602条形液晶屏，可以同时显示16*02个字符。所述段式液晶屏为0801段式液晶屏，可以同时显示08*01个字符，且所述0801段式液晶屏的功耗较低。所述带字库液晶屏为128*64像素的液晶屏，所述128*64的液晶屏能显示图形，且带有字库，只需要输入代码就能显示相应汉字，响应速度快。在本实施例中，所述共阴极数码管、带字库液晶屏通过底座与单片机芯片固定连接，所述条形液晶屏、段式液晶屏通过单片机扩展接口 21与单片机芯片10电气连接。在其他实施例中，所述共阴极数码管、带字库液晶屏、条形液晶屏、段式液晶屏可以根据需要选择直接通过底座与单片机芯片固定连接，还是通过单片机扩展接口与单片机芯片电学连接。在本实施例中，所述键盘13、共阴极数码管通过键盘显示接口芯片(未图示)与单片机芯片电学连接，可以进行键盘显示实验。所述键盘显示接口芯片为HD7279显示驱动芯片，可管理64个按键与8位共阴极数码管或64个LED发光二极管。所述键盘为4*4键盘，所述共阴极数码管为8位共阴极数码管，体积较小，有利于减小智能仪表实验教学系统的电路板面积。在本实施例中，所述A/D转换器14为8通道并行A/D转换器，所述A/D转换器芯片为ADC0809芯片，其时钟信号CLK采用双D触发器对单片机地址锁存使能信号ALE进行4分频，在12MHZ时钟下，时钟信号为500KHZ，小于ADC0809芯片的时钟信号上限640KHZ。ADC0809芯片的A/D转换通道由代码选择，其中0通道和I通道固定连接，其余6个通道可以由用户选择配置。在本实施例中，D/A转换器15为双极性串行D/A转换器，所述D/A转换器芯片为MAX531芯片，在单电源+5V供电下，可产生0?4.096V模拟量输出，在双电源±5V供电情况下，可产生-2.048?2.047V的模拟量输出，两种极性输出需要通过跳线选择BIPOFF(极性调节线)引脚的电平。所述数字温度传感器17用于获得实验环境的温度数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能仪表实验教学系统，其特征在于，包括：单片机芯片、用于承载单片机芯片的底座、程序下载接口、串行通信端口、键盘、A/D转换器、D/A转换器、显示单元、数字温度传感器、数字湿度传感器、看门狗定时器、电可擦数据存储器、单片机扩展接口，所述单片机芯片通过底座与程序下载接口、串行通信端口、键盘、A/D转换器、D/A转换器、显示单元、数字温度传感器、数字湿度传感器、看门狗定时器、电可擦数据存储器、单片机扩展接口固定连接。

【技术特征摘要】
1.一种智能仪表实验教学系统，其特征在于，包括:单片机芯片、用于承载单片机芯片的底座、程序下载接口、串行通信端口、键盘、A/D转换器、D/A转换器、显示单元、数字温度传感器、数字湿度传感器、看门狗定时器、电可擦数据存储器、单片机扩展接口， 所述单片机芯片通过底座与程序下载接口、串行通信端口、键盘、A/D转换器、D/A转换器、显示单元、数字温度传感器、数字湿度传感器、看门狗定时器、电可擦数据存储器、单片机扩展接口固定连接。2.根据权利要求1所述的智能仪表实验教学系统，其特征在于，还包括:时钟日历芯片、带隔离的数字量输入输出接口、继电器，所述单片机芯片通过底座的单片机扩展接口与所述时钟日历芯片、带隔离的数字量输入输出接口、继电器电气连接。3.根据权利要求1所述的智能仪表实验教学系统，其特征在于，还包括:电流环信号发生器和电流环信号接收器，所述电流环信号发生器与D/A转换器相连接，且利用所述电流环信号发生器、D/A转换器将单片机芯片中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱敏杰，
申请(专利权)人：绍兴文理学院，
类型：实用新型
国别省市：