自動控制原理與計算機控制技術實驗箱的制作方法
【專利摘要】一種自動控制原理與計算機控制技術實驗箱，屬于電子教學領域。本實用新型的目的是提供一種即可以做自動控制原理實驗，又可以做計算機控制技術實驗的自動控制原理與計算機控制技術實驗箱。本實用新型是由主處理器、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、驅(qū)動單元、示波器單元、數(shù)模轉(zhuǎn)換、信號源、和運放單元組成。本實用新型集成了常用的模擬、數(shù)字被控對象，以及檢測機構(gòu)，并且對外接口開放，可外接外設進行實驗擴展或綜合系統(tǒng)設計。將自動控制原理與計算機控制技術結(jié)合，將模擬和數(shù)字的有機結(jié)合，通過本實驗箱及相關實驗，能夠最大限度的提高學生學習興趣及掌握相關課程，提高學生的綜合系統(tǒng)設計能力。本實驗箱除了用于教學實驗，還可進行系統(tǒng)開發(fā)及相關科學研究。其具有功能全、使用方便、綜合性強、體積小、成本低等特點。
【專利說明】自動控制原理與計算機控制技術實驗箱
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型屬于電子教學領域。
【背景技術】
[0002]《自動控制原理》和《計算機控制技術》是高校自動化及相關專業(yè)的重要專業(yè)課，作為工程運用的學科，實驗就顯得尤為重要，它有助于知識的掌握和運用。目前，市場上有的相關實驗裝置主要有箱式和實驗臺，這些實驗裝置大都好幾年前的，實驗內(nèi)容比較單一、占地面積較大，而且使用不方便、成本較高，最關鍵的是不能進行在線仿真與調(diào)試，沒有上位機信號處理軟件。目前，大多自動控制原理實驗和計算機控制技術實驗裝置都是單獨的，數(shù)字控制實驗和模擬電路實驗也是分開的，不能滿足目前學科交叉、綜合實驗的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的是提供一種即可以做自動控制原理實驗，又可以做計算機控制技術實驗的自動控制原理與計算機控制技術實驗箱。
[0004]本實用新型是由主處理器、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、驅(qū)動單元、示波器單元、數(shù)模轉(zhuǎn)換、信號源、和運放單元組成；
[0005]主處理器:采用SST89E58芯片；
[0006]模數(shù)轉(zhuǎn)換單元:采用AD轉(zhuǎn)換芯片ADC0809，JP35的2腳接+5V，I腳接ADC0809的26腳并接地，D27、D28串聯(lián)連接，D27陽極、D28陰極接JP39的引腳11，D29、D30串聯(lián)連接，D29陽極、D30陰極接JP39的引腳13 JP39的引腳2、4、6、8、10分別與ADC0809的引腳27、28、1、2、3相連JP39的引腳12和ADC0809的引腳4串聯(lián)，JP39的引腳12接X78的引腳I ； JP39的引腳14和ADC0809的引腳6串聯(lián)，JP39的引腳14接X77的引腳I ;CS—AD0809的引腳1、2接在一起，然后接到74LS02的引腳2和引腳6，其中CS—AD0809接主處理器的39腳；74LS02的引腳3接WR，WR接主處理器的37腳，5腳接RD，RD接主處理器的36腳，I腳接ADC0809的引腳22和6，4腳接引腳9，10腳接CLOCK ；/E0C的引腳1、2接在一起，然后接到74LS04的引腳2，74LS04的引腳I接ADC0809的引腳7，ADC0809的引腳7接主處理器的38腳；ADC0809的引腳21、20、19、18、8、15、14、17分別分別接主控制器的f 8腳；
[0007]驅(qū)動單元:采用達林頓管ULN2803作為驅(qū)動，Header4的引腳1、2、3、4分別接ULN2803的引腳8、6、4、2，其中2腳接處理器的引腳35，ULN2803的引腳17、15、13、11、10分別接Header5的引腳1、2、3、4、5 ；LED燈DS5、DS6、DS7、DS8的陰極分別和Header5的引腳
1、2、3、4 連接；
[0008]示波器單元:是由運算放大器LM324與電阻組成放大電路，SI是選擇放大倍數(shù)開關;U6A的引腳2和COAX-M之間接IOK的電阻，引腳2和引腳I之間接IOK的反饋電阻；U6A和U6B直接接IOK的電阻，U6B引腳5和地直接接IOK的電阻，引腳6和SP-3BIT的引腳1、
3、4之間分別接51K、10K、5.1K的電阻，SP-3BIT的引腳2接AD-1N1 ；U6B引腳7接AD-1N1 ；D23、D24 二極管串聯(lián)連接，D23陰極接+12V，D23陽極、D24陰極接AD-1Nl，AD-1Nl和地之間接270 Ω電阻和電容C13，C13和+12V之間接IOK電阻，C13和電阻之間的電位引出為Sigl ；COAX-M連接表筆，COAX-M可接于模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的Header21腳，接信號源單元的X72引腳1，接運放單元的X16引腳；
[0009]數(shù)模轉(zhuǎn)換:通過DA轉(zhuǎn)換芯片DA⑶832接運算放大器LM324，再連接采樣/保持芯片LF398 ;輸入數(shù)字量接DAC0832的D10-D17端，輸出模擬量在LF398的OUT端；PIN—6的1、2腳接PU—DA1，3、4腳接PU—DA2，5、6腳接在一起和DA⑶832的I腳和17腳連接；DA⑶832的引腳3、10接地，數(shù)字量D0-D7分別接DAC0832的D10-D17端，引腳18、2接WR，引腳11、12分別接U13B的引腳6、5 ；U13B的引腳5接地，引腳6和地之間接并聯(lián)的D33和D34，引腳6和引腳7之間接51K的反饋電阻，引腳7和DA⑶832的引腳9之間接IOK的電位器；U13A引腳2和U13B引腳7之間接IOK電阻，引腳I接OUT—DA，OUT—DA接主處理器的34引腳，引腳2和地之間接并聯(lián)的D31和D32 ;引腳2外接20K電阻和U1KU12的引腳3連接；PU—DAl接主處理器的28引腳，引腳6和地之間接電容C21，引腳5接OUT—DA1，OUT—DAl接主處理器的33引腳；引腳7接地，引腳8接PU—DA2，PU—DA2接主處理器的27引腳，引腳6和地之間接電容C20，引腳5接OUT—DA2 JP40的引腳1、2、3接X46的引腳1，引腳4、5、6接X47的引腳1，OUT—DA2接主處理器的32引腳，引腳7、8、9接X50的引腳I ；
[0010]信號源:采用MC1455定時器提供時鐘基準，通過連接運算放大器LM324組成信號源電路；MC1455BP1的引腳I接地，引腳8和4接+5V，+5V和引腳7之間接470電阻，引腳7和引腳6之間串聯(lián)10K電阻和IM電位器，引腳3接X67引腳I和JP29引腳1，引腳5和地之間接0.1uF的電容，引腳2和引腳6接SPl的引腳2 ;SP1的引腳1、8連接在一起，和地之間接電容C3 ;引腳3和引腳7連接在一起，和地之間接IuF的電容；引腳4和引腳5連接在一起，和地之間接IOuF的電容；引腳7接C5 JP29的引腳2和U3A的引腳2之間接510K的電阻，U3A引腳2和地之間接并聯(lián)的Dl、D2，引腳3和地之間接100K電阻，引腳4、11分別接+12V、一12V，引腳2和引腳I之間接2uF的電容，引腳I接3 "，引腳2和引腳I之間接Ql和1.2K電阻；NET3和U3B的引腳6之間接100K電阻，U3A引腳6和地之間接并聯(lián)的D9、D10，引腳5和地之間接100K電阻，引腳4、11分別接+12V、一 12V，引腳6和NETl之間接IuF的電容，引腳6和NET2之間接510K的電阻，引腳6和引腳7之間接Q2和1.2K電阻，引腳7接X72引腳I ；Q1和Q3的柵極連在一起，和3’之間接15K電阻；ST和Q3的發(fā)射極之間接5.1K電阻，Q3基極和3’之間接5.1K電阻，Q3集電極和-12V之間接39K電阻，Q3集電極和Q4基極之間接30K電阻，Q4發(fā)射極接-12V，Q4集電極接Ql柵極；SP2引腳1、3連接3’，引腳4連接3 "，引腳8、2分別接NET1、NET3,引腳5、6接NET2，引腳7接OUT ；JP31 引腳 1、2、3、4 接 S，引腳 5、6、7、8 接 GND，引腳 9、10、11、12 接 OUT ;J3 的引腳 1、2、3 接S，引腳4、5、6接OUT，OUT可接于運放單元的X8、X9、X10，或通過示波器觀察波形，接于示波器單元的COAX-M ；
[0011]運放單元:采用運算放大器LM324，可以外接電阻、電容使用；U4A的引腳4、11分別接+12V、-12V，引腳2接X13引腳1，和Pll引腳1_6，引腳2和地之間接并聯(lián)的二極管D4、D8，引腳3和地之間接51K電阻，引腳I接X16的引腳I和P17的引腳1_6 ；X8的引腳I接JPll的引腳1-8,X9的引腳I接JP12的引腳1-8,XlO的引腳I接JP13的引腳1-8 ;X8、X9、XlO接信號源單元的OUT端，X16接于示波器單元的C0AX-M。[0012]本實用新型將自動控制原理與計算機控制技術相結(jié)合，設計了一套實驗箱，本實驗箱采用SST89E58單片機作為主控，能夠通過計算機對其進行在線仿真，提高了開發(fā)進度，更能培養(yǎng)學生系統(tǒng)調(diào)試能力。本實驗箱還采用STM32單片機作為虛擬示波器的主控，其信號處理能力強且成本低，并通過上位機程序顯示波形及數(shù)據(jù)分析，提高了實驗的精確性，可定量分析。實驗箱集成了常用的模擬、數(shù)字被控對象，以及檢測機構(gòu)，并且對外接口開放，可外接外設進行實驗擴展或綜合系統(tǒng)設計。將自動控制原理與計算機控制技術結(jié)合，將模擬和數(shù)字的有機結(jié)合，通過本實驗箱及相關實驗，能夠最大限度的提高學生學習興趣及掌握相關課程，提高學生的綜合系統(tǒng)設計能力。本實驗箱除了用于教學實驗，還可進行系統(tǒng)開發(fā)及相關科學研究。其具有功能全、使用方便、綜合性強、體積小、成本低等特點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型主處理器電路原理圖；
[0014]圖2是本實用新型模數(shù)轉(zhuǎn)換單元電路原理圖；
[0015]圖3是本實用新型驅(qū)動單元電路原理圖；
[0016]圖4是本實用新型示波器單元電路原理圖；
[0017]圖5是本實用新型數(shù)模轉(zhuǎn)換單元電路原理圖；
[0018]圖6是本實用新型信號源單元電路原理圖；
[0019]圖7是本實用新型運放單元電路原理圖。
【具體實施方式】
[0020]本實用新型包括功能板、控制板、虛擬示波器和一臺計算機，其電路部分是由主處理器、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、驅(qū)動單元、示波器單元、數(shù)模轉(zhuǎn)換、信號源、和運放單元組成；
[0021]主處理器:采用SST89E58芯片；
[0022]模數(shù)轉(zhuǎn)換單元:采用AD轉(zhuǎn)換芯片AD⑶809，輸入八通道模擬量，輸出8通道數(shù)字量。11 腳(VCC)和 12 腳(ref ( + ))接+5V，13 腳(GND)和 16 腳(ref (-))接地，Header2(JP35)2腳接+5V，I腳和500 Ω電阻相連后接地，I腳還接ADC0809的26腳(IN—O)。D27、D28串聯(lián)連接，D27陰極接+5V，D28陽極接一5V，D27陽極(也是D28陰極)接INO U 7 (JP39)的引腳11(IN—6)，D29、D30串聯(lián)連接，D29陰極接+5V，D30陽極接一5V，D29陽極(也是D30陰極)接 INO U 7 (JP39)的引腳 13 (IN—7)。INO U 7 (JP39)的引腳 2 (IN—1)、4 (IN—2)、6 (IN—3)、8 (IN—4)、10 (IN—5)分別與 ADC0809 的引腳 27 (IN—1)、28 (IN—2)、1 (IN—3)、2(IN—4)、3 (IN—5)相連。INO U 7 (JP39)的引腳 12 (IN—6)接上 IOK 的電阻后和 ADC0809 的弓丨腳4 (IN—6)串聯(lián)，+5V電接IOK電阻后接上ADC0809的引腳4 (IN—6)，INO U 7 (JP39)的引腳12接X78的引腳I。INO U 7 (JP39)的引腳14 (IN—7)接上IOK的電阻后和ADC0809的引腳6 (IN—7)串聯(lián)，+5V電接IOK電阻后接上ADC0809的引腳5 (IN—7)，INO U 7 (JP39)的引腳14接X77的引腳I。CS—AD0809 (JP42)的引腳1、2接在一起，然后接到74LS02的引腳2和引腳6，其中CS—AD0809接主控芯片圖1的39腳。74LS02的引腳3接WR，WR接主控芯片圖1的37腳，5腳接RDjRD接主控芯片圖1的36腳，I腳接ADC0809的引腳22 (ALE)fP 6 (START), 4 腳接引腳 9 (ENABLE)，10 腳(CLOCK)接 CLOCK。/EOC (JP41)的引腳 1、2 接在一起，然后接到74LS04的引腳2，74LS04的引腳I接ADC0809的引腳7 (EOC)，ADC0809的引腳7接主控芯片圖1的38腳。ADC0809的引腳21 (msb2_l)、20 (2-2),19 (2-3),18(2-4),8 (2-5),15 (2-6),14 (2-7),17 (lsb2_8)分別接 DO U D7，D0?D7 分別接主控芯片圖1 的 I?8 腳。ADC0809 的引腳 25 (ADD_A)、24 (ADD-B),23 (ADD-C)分別接 A0、Al、A2。
[0023]驅(qū)動單元:采用達林頓管ULN2803作為驅(qū)動，輸入端接4個插針，輸出接4個共陽極LED燈。通過驅(qū)動電路可驅(qū)動電機等設備。
[0024]ULN2803 的引腳 9 (GND)接地，Header4 (JP32)的引腳 1、2、3、4 分別接 ULN2803 的引腳 8 (IN8)、6 (IN6)、4 (IN4)、2 (IN2)，其中 2 (IN2 接主控芯片圖1 引腳 35)。ULN2803的引腳 17 (0UT2)、15 (0UT4)、13 (0UT6)、11 (0UT8)、10 (COM D)分別接 Header5 (JP34)的引腳1、2、3、4、5。+12V分別和4個4.7K的電阻和4個共陽極LED燈串聯(lián)，LED燈DS5、DS6、DS7、DS8的陰極分別和Header5 (JP34)的引腳1、2、3、4連接。
[0025]示波器單元:通過運算放大器LM324與電阻相連，組成放大電路，SI是選擇放大倍數(shù)開關。
[0026]U6A(LM324AN)和 U6B(LM324AN)的引腳 4、11 分別接 +12V 和-12V，U6A(LM324AN)的引腳2 (-端)和COAX-M (J13)之間接IOK的電阻，引腳2 (_端)和引腳I (輸出端)之間接IOK的反饋電阻，引腳3(+端)和地直接接5.1K的電阻。U6A(LM324AN)和U6B(LM324AN)直接接IOK的電阻，U6B(LM324AN)引腳5 (+端)和地直接接IOK的電阻，引腳6 (-端)和SP-3BIT (SI)的引腳1、3、4之間分別接51K (5倍)、10K (I倍)、5.1K (0.5倍)的電阻，SP-3BIT (SI)的引腳 2 接 AD-1N1。U6B(LM324AN)引腳 7 (輸出端)接 AD-1N1。D23、D24二極管串聯(lián)連接，D23陰極接+12V，D23陽極(也即D24陰極)接AD-1Nl，D24陽極接-12V,AD-1Nl和地之間接270 電阻和電容C13，C13和+12V之間接IOK電阻，C13和電阻之間的電位引出為Sigl。COAX-M可連接一根表筆，用于檢測電壓波形，COAX-M可接于圖2中Header2 (JP35)1腳，接圖6的X72弓丨腳I (0UT)，接圖7的X16 (INPUT—I)引腳，用于檢測電壓波形。
[0027]數(shù)模轉(zhuǎn)換:通過DA轉(zhuǎn)換芯片DA⑶832接運算放大器LM324，再連接采樣/保持芯片LF398。輸入數(shù)字量接DAC0832的D10-D17端，輸出模擬量在LF398的OUT端。
[0028]PIN—6(JP30)的 1、2 腳接 PU—DA1，3、4 腳接 PU—DA2，5、6 腳接在一起和 DAC0832(U19)的 I 腳(CS)和 17 腳(Xfer)連接。DAC0832 的引腳 3 (GND)UO(GND)接地，引腳 20(VCC)接+5V，數(shù)字量 D0-D7 分別接 DAC0832 的 D10-D17 端，DAC0832 的引腳 8 (Vref)、19(ILE)接+5V，引腳 18 (WR2)、2 (WRl)接 WR，引腳 11 (1utl)、12 (1ut2)分別接 U13B(LM324)的引腳6 (-端)、5 (+端)。U13B (LM324)的引腳5 (+端)接地，引腳6 (-端)和地之間接并聯(lián)的D33 (反向)和D34 (正向)，引腳6 (_端)和引腳7 (輸出端)之間接51K的反饋電阻，引腳7 (輸出端)和DAC0832的引腳9 (Rfb)之間接IOK的電位器。U13A (LM324)引腳2 (-端)和U13B (LM324)引腳7 (輸出端)之間接IOK電阻，U13A (LM324)引腳11、4分別接+12V和一12V，引腳I (輸出端)接OUT—DA，OUT—DA接圖1的34引腳，引腳3和地之間接20K電阻，引腳2和地之間接并聯(lián)的D31 (反向)和D32 (正向)。引腳2外接20K電阻和 Ull (LF398)、U12 (LF398)的引腳 3 (IN)連接。Ull (LF398)引腳 I (V+)、4 (V—)分別接+12V 和-12V。引腳 7 (LOGIC REF)接地，引腳 8 (LOGIC)接 PU—DAl，PU—DAl 接圖1的28引腳，引腳6和地之間接電容C21，引腳5接OUT—DA1，OUT—DAl接圖1的33引腳。U12 (LF398)引腳 I (V+)、4 (V—)分別接+12V 和-12V。引腳 7 (LOGIC REF)接地，引腳 8(LOGIC)接PU—DA2，PU—DA2接圖1的27引腳，引腳6和地之間接電容C20，引腳5接OUT—DA2。JP40 (Header9)的引腳 1、2、3 接 X46 的引腳 I (OUT—DAl)，引腳 4、5、6 接 X47 的引腳I (OUT—DA2)，OUT—DA2 接圖1 的 32 引腳，引腳 7、8、9 接 X50 的引腳 I (OUT—DA)。
[0029]信號源:采用MC1455定時器提供時鐘基準，通過連接運算放大器LM324組成信號源電路。
[0030]MC1455BP1 的引腳 I (GND)接地，引腳 8 (VCC)和 4 (RST)接+5V，+5V 和引腳 7(DISC)之間接470電阻，引腳7 (DISC)和引腳6 (THR)之間串聯(lián)10K電阻和IM電位器，引腳3 (OUT)接X67引腳I (S)和JP29引腳I (S)，引腳5 (CNTL)和地之間接0.1uF的電容，引腳 2 (TRIG)和引腳 6 (THR)接 SPl (SP-3BIT)的引腳 2 (C5)。SPl (SP-3BIT)的引腳1、8連接在一起，和地之間接電容C3。引腳3和引腳7連接在一起，和地之間接IuF的電容。引腳4和引腳5連接在一起，和地之間接IOuF的電容。引腳7接C5。JP29的引腳2 (ST)和U3A (LM324AN)的引腳2 (-端)之間接510K的電阻，U3A (LM324AN)引腳2(-端)和地之間接并聯(lián)的Dl (反向)、D2 (正向)，引腳3 (+端)和地之間接100K電阻，引腳
4、11分別接+12V、一 12V，引腳2 (_端)和引腳I (輸出端)之間接2uF的電容，引腳I (輸出端)接3 "，引腳2 (_端)和引腳I (輸出端)之間接Ql (MOSFET-N)和1.2K電阻。NET3和U3B (LM324AN)的引腳6 (_端)之間接100K電阻，U3A (LM324AN)引腳6 (-端)和地之間接并聯(lián)的D9 (反向)、D10 (正向)，引腳5 (+端)和地之間接100K電阻，引腳4、11分別接+12V、一 12V，引腳6 (_端)和NETl之間接IuF的電容，引腳6 (_端)和NET2之間接510K的電阻，引腳6 (-端)和引腳7 (輸出端)之間接Q2 (MOSFET-N)和1.2K電阻，引腳7(輸出端)接X72引腳I (OUT)。Ql和Q3的柵極連在一起，和3’之間接15K電阻。ST和Q3(PNP)的發(fā)射極之間接5.1K電阻，Q3 (PNP)基極和3’之間接5.1K電阻，Q3 (PNP)集電極和-12V之間接39K電阻，Q3 (PNP)集電極和Q4 (NPN)基極之間接30K電阻，Q4 (NPN)發(fā)射極接-12V，Q4 (NPN)集電極接 Ql (M0SFET-N)柵極。SP2 (SP-3BIT)引腳 1、3 連接 3’，引腳4連接3丨丨，引腳8、2分別接NETUNET3，引腳5、6接NET2，引腳7接OUT。JP31 (Header6X2)引腳 1、2、3、4 接 S，引腳 5、6、7、8 接 GND,引腳 9、10、11、12 接 OUT。J3 (PIN—6)的引腳 1、2、3接3，引腳4、5、6接0171，0171可接于圖7的X8、X9、X10，或通過示波器觀察波形，接于圖4的 COAX-M。
[0031]運放單元:采用運算放大器LM324，可以外接電阻、電容使用。
[0032]U4A (LM324AN)的引腳 4、11 分別接+12V、-12V，引腳 2 (_ 端)接 X13 引腳 1，和Pll (6PIN)引腳1-6，引腳2 (-端)和地之間接并聯(lián)的二極管D4 (反向)、D8 (正向)，引腳3(+端)和地之間接51K電阻，引腳I (輸出端)接X16的引腳I和P17 (6PIN)的引腳1_6。X8的引腳I接JPll (Header4X2A)的引腳1_8，X9的引腳I接JP12 (Header4X2A)的引腳1-8，XlO的引腳I接JP13 (Header4X2A)的引腳1_8。這部分電路主要是用于模擬電路實驗，X8、X9、X10可接圖6的OUT端，X16可接于圖4的C0AX-M。
[0033]每一部分既可獨立也可綜合實驗。使用時，根據(jù)實驗目的和實驗內(nèi)容用快速連接線連接相應接口或接上相應元件即可進行實驗。做計算機控制技術實驗時，需要先插上電源，用串口線把實驗箱和計算機相連，SST89E58單片機EDA軟件為Keil，實驗時可在Keil編譯環(huán)境里編寫程序代碼以及在線仿真，斷電情況下連接好實驗電路，將程序下載到單片機，就可以控制被控對象。做自動控制原理實驗時，需要用到萬用表進行測量，連接好相應電路即可進行實驗，還可通過虛擬示波器進行波形顯示及數(shù)據(jù)分析。本實驗箱還可進行自動控制原理和計算機控制技術綜合實驗以及單片機課程設計等。
[0034]利用本實用新型可以自主開發(fā)實驗，可以根據(jù)不同學校、不同需求自行安排實驗內(nèi)容，實驗箱具有很好的靈活性。例如可以完成的實驗課程如下:
[0035]1.典型環(huán)節(jié)的模擬研究；
[0036]2.典型系統(tǒng)動態(tài)和穩(wěn)定性能分析；
[0037]3.計算機仿真實驗；
[0038]4.采樣系統(tǒng)分析；
[0039]5.非線性系統(tǒng)；
[0040]6.狀態(tài)反饋和狀態(tài)觀測器；
[0041]7.步進電機、直流電機實驗；
[0042]8.AD、DA 實驗；
[0043]9.按鍵及液晶顯示實驗；
[0044]10.數(shù)字PID閉環(huán)控制；
[0045]11.電烤爐恒溫控制系統(tǒng)實驗；
[0046]12.單片機綜合控制實驗；
[0047]13.無線網(wǎng)絡控制實驗。
[0048]通過合理的實驗安排，能夠最大的限度的發(fā)揮本實用新型的利用率，并讓實驗者快速掌握自動控制原理、計算機控制技術、單片機及傳感器相關課程，提高學生的綜合實踐能力。
【權(quán)利要求】
1.一種自動控制原理與計算機控制技術實驗箱，其特征在于:其電路部分是由主處理器、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、驅(qū)動單元、示波器單元、數(shù)模轉(zhuǎn)換、信號源、和運放單元組成； 主處理器:采用SST89E58芯片； 模數(shù)轉(zhuǎn)換單元:采用AD轉(zhuǎn)換芯片ADC0809，JP35的2腳接+5V，I腳接ADC0809的26腳并接地，D27、D28串聯(lián)連接，D27陽極、D28陰極接JP39的引腳11，D29、D30串聯(lián)連接，D29陽極、D30陰極接JP39的引腳13 JP39的引腳2、4、6、8、10分別與ADC0809的引腳27、28、1、2、3相連JP39的引腳12和ADC0809的引腳4串聯(lián)，JP39的引腳12接X78的引腳I ； JP39的引腳14和ADC0809的引腳6串聯(lián)，JP39的引腳14接X77的引腳I ;CS—AD0809的引腳1、2接在一起，然后接到74LS02的引腳2和引腳6，其中CS—AD0809接主處理器的39腳；74LS02的引腳3接WR，WR接主處理器的37腳，5腳接RD，RD接主處理器的36腳，I腳接AD⑶809的引腳22和6，4腳接引腳9，10腳接CLOCK ；/E0C的引腳1、2接在一起，然后接到74LS04的引腳2，74LS04的引腳I接ADC0809的引腳7，ADC0809的引腳7接主處理器的38腳；ADC0809的引腳21、20、19、18、8、15、14、17分別分別接主控制器的f 8腳； 驅(qū)動單元:采用達林頓管ULN2803作為驅(qū)動，Header4的引腳1、2、3、4分別接ULN2803的引腳8、6、4、2，其中2腳接處理器的引腳35，ULN2803的引腳17、15、13、11、10分別接Header5 的引腳 1、2、3、4、5 ；LED 燈 DS5、DS6、DS7、DS8 的陰極分別和 Header5 的引腳 1、2、3、4連接； 示波器單元:是由運算放大器LM324與電阻組成放大電路，SI是選擇放大倍數(shù)開關；U6A的引腳2和COAX-M之間接IOK的電阻，引腳2和引腳I之間接IOK的反饋電阻；U6A和U6B直接接IOK的電阻，U6B引腳5和地直接接IOK的電阻，引腳6和SP-3BH的引腳1、3、4之間分別接51K、10K、5.1K的電阻，SP-3BH的引腳2接AD-1Nl ;U6B引腳7接AD-1Nl ;D23、D24 二極管串聯(lián)連接，D23陰極接+12V，D23陽極、D24陰極接AD-1N1，AD-1Nl和地之間接270 電阻和電容C13，C13和+12V之間接IOK電阻，C13和電阻之間的電位引出為Sigl ；COAX-M連接表筆，COAX-M可 接于模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的Header21腳，接信號源單元的X72引腳1，接運放單元的X16引腳； 數(shù)模轉(zhuǎn)換:通過DA轉(zhuǎn)換芯片DA⑶832接運算放大器LM324，再連接采樣/保持芯片LF398 ;輸入數(shù)字量接DAC0832的D10-D17端，輸出模擬量在LF398的OUT端；PIN—6的1、2腳接PU—DA1，3、4腳接PU—DA2，5、6腳接在一起和DA⑶832的I腳和17腳連接；DA⑶832的引腳3、10接地，數(shù)字量00-07分別接0八0)832的010-017端，引腳18、2接WR，引腳11、12分別接U13B的引腳6、5 ；U13B的引腳5接地，引腳6和地之間接并聯(lián)的D33和D34，引腳6和引腳7之間接51K的反饋電阻，引腳7和DA⑶832的引腳9之間接IOK的電位器；U13A引腳2和U13B引腳7之間接IOK電阻，引腳I接OUT—DA，OUT—DA接主處理器的34引腳，引腳2和地之間接并聯(lián)的D31和D32 ;引腳2外接20K電阻和U1KU12的引腳3連接；PU—DAl接主處理器的28引腳，引腳6和地之間接電容C21，引腳5接OUT—DA1，OUT—DAl接主處理器的33引腳；引腳7接地，引腳8接PU—DA2，PU—DA2接主處理器的27引腳，引腳6和地之間接電容C20，引腳5接OUT—DA2 JP40的引腳1、2、3接X46的引腳1，引腳4、5、6接X47的引腳1，OUT—DA2接主處理器的32引腳，引腳7、8、9接X50的引腳I ； 信號源:采用MC1455定時器提供時鐘基準，通過連接運算放大器LM324組成信號源電路；MC1455BP1的引腳I接地，引腳8和4接+5V，+5V和引腳7之間接470電阻，引腳7和引腳6之間串聯(lián)IOK電阻和IM電位器，引腳3接X67引腳I和JP29引腳I，引腳5和地之間接0.1uF的電容，引腳2和引腳6接SPl的引腳2 ;SP1的引腳1、8連接在一起，和地之間接電容C3 ;引腳3和引腳7連接在一起，和地之間接IuF的電容；引腳4和引腳5連接在一起，和地之間接IOuF的電容；引腳7接C5 JP29的引腳2和U3A的引腳2之間接510K的電阻，U3A引腳2和地之間接并聯(lián)的Dl、D2，引腳3和地之間接100K電阻，引腳4、11分別接+12V、一 12V，引腳2和引腳I之間接2uF的電容，引腳I接3 "，引腳2和引腳I之間接Ql和1.2K電阻；NET3和U3B的引腳6之間接100K電阻，U3A引腳6和地之間接并聯(lián)的D9、D10,引腳5和地之間接100K電阻，引腳4、11分別接+12V、一12V，引腳6和NETl之間接IuF的電容，引腳6和NET2之間接510K的電阻，引腳6和引腳7之間接Q2和1.2K電阻，引腳7接X72引腳I ；Q1和Q3的柵極連在一起，和3，之間接15K電阻；ST和Q3的發(fā)射極之間接5.1K電阻，Q3基極和3’之間接5.1K電阻，Q3集電極和-12V之間接39K電阻，Q3集電極和Q4基極之間接30K電阻，Q4發(fā)射極接-12V，Q4集電極接Ql柵極；SP2引腳1、3連接3’，引腳4連接3丨丨，引腳8、2分別接NETKNET3,引腳5、6接NET2,引腳7接OUT JP31引腳 1、2、3、4 接 S，引腳 5、6、7、8 接 GND，引腳 9、10、11、12 接 OUT ;J3 的引腳 1、2、3 接 S，引腳4、5、6接OUT，OUT可接于運放單元的X8、X9、X10，或通過示波器觀察波形，接于示波器單元的 COAX-M ； 運放單元:采用運算放大器LM324，可以外接電阻、電容使用;U4A的引腳4、11分別接+ 12V、-12V，引腳2接X13引腳1，和Pll引腳1_6，引腳2和地之間接并聯(lián)的二極管D4、D8，引腳3和地之間接51K電阻，引腳I接X16的引腳I和P17的引腳1_6 ；X8的引腳I接JPll的引腳1-8，X9的引腳I接JP12的引腳1-8，XlO的引腳I接JP13的引腳1-8 ;X8、X9、X10接信號源單元的OUT端，X16接于示波器單元的C0AX-M。
【文檔編號】G09B23/18GK203607002SQ201320621718
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月10日
【發(fā)明者】任麗莉, 康冰, 閆冬梅, 王出航, 趙鵬, 宋嚴, 狄婧 申請人:長春師范學院