CN202183199U - 传感运动控制实训平台 - Google Patents

Abstract

一种传感运动控制实训平台，由9个模块、底板和动态实验小车构成，整机装在420mm×320mm×125mm机箱内。9个模块同一尺寸即：核心模块、LCD液晶显示模块、电机模块、输入输出模块、AD/DA模块、键盘显示模块、语音模块、超声波模块、SPK/PS2/REALY模块，每个模块安装两个25×2排针座。底板内置印刷线路给9个模块供电、安装18个25×2排针形成9个模块安装区，底板排针与模块排针座插接。每个模块可独立用也可几个模块组合用，能进行静态和动态实验20多种，9个模块、底板和动态实验小车均用引脚、排针、排针座或接口将其资源引出供另外使用。本实用新型是一种体积小、多功能、高效率和节能低碳的微控制器与传感器相结合应用技术的新产品。

Description

传感运动控制实训平台

技术领域

本实用新型属于微控制器与传感器相结合技术领域，特别涉及一种传感运动控制实训平台。 

背景技术

微控制器(MCU又称单片机)，是二十世纪70年代发展起来的科学技术，具有集成度高、功能多、运算速度快和可靠性强等优点，被广泛地应用在工业、农业、国防、通信、网络和家用电器等行业，80年代国际上兴起传感器与微控制器相结合技术热潮，自动化发展进入微控制器与传感器相结合技术的新阶段，我国许多大专院校开设了微控制器与传感器技术相结合的课程，也有越来越多的科技人员进行微控制器与传感器相结合技术研发工作。微控制器与传感器相结合技术的课程理论性强比较抽象，需要进行实验和实训，但是目前授课较缺乏实训范例和实验设备；同时微控制器的品种多，传感器又需要嵌入微控制器技术之中才能发挥功效，目前科技人员研发微控制器与传感器相结合应用技术也缺乏组合的模块和进行动态实验的平台，给大专院校教学和科技人员研发工作造成困难和障碍，为解决上述困难和障碍是本实用新型发明的目的。 

发明内容

本实用新型采用的技术方案是：由9个模块、1块底板和1辆动态实验小车构成传感运动控制实训平台，其特征是：设计电路制作印刷线路板装配微控制器或传感器和电子元件制成9个模块，计核心模块(1) LCD液晶显示模块(2)电机模块(3)输入输出模块(4) AD/DA模块(5)键盘显示模块(6)语音模块(7)超声波模块(8) SPK/PS2/REALY模块(9)。在底板上设计电路制作印刷线路，装配18个25×2排针制成9个模块安装区，每个模块安装区有上下两个排针，下排针左第1针是负电极、第2针是正电极、供DC5V电，9个模块安装区位置可以任意调换插接9个模块。动态实验小车是由电动小车和驱动控制板组成，电动小车上的两个电机驱动左右履带，驱动控制板采用双低平H桥式电路制作印刷线路。9个模块插接在底板上可以单独应用或几个模块组合进行静态实验；也可以将核心模块单独安装在动态实验小车上与驱动控制板组合控制小车按程序运动，还可以将核心模块和另外8个模块中的一块或几块安装在小车上与驱动控制板共同组合进行动态实验。9个模块、底板和动态实验小车均装有排针座、排针或接口引出其资源供其它用项使用。 

本实用新型还采取了如下技术措施 

1、将核心模块AT89S52芯片I/O引脚全部引出，采用IC独立控制的方式用排线连接，使传感器嵌入核心模块发挥微控制器与传感器相结合技术的功效、可与其它8个模块自由组合进行实验，提高了硬件与软件相结合的灵活性，可避免硬件束缚软件的情形。 

2、模块与底板连接和固定采用排针座与排针相插接方法，即每个模块制作成同一大小尺寸、上下各安装1个25×2的排针座，底板上按模块排针座的间距尺寸安装18个25×2排 针制成9个模块安装区，模块排针座插接在底板排针上不仅可以使模块与底板电路连接而且将模块固定在底板上。 

3、底板上的印刷线路是为9个模块提供DC5V电，配置一个电源。 

4、动态实验小车驱动控制板不仅控制小车自身运功而且要与模块组合进行实验，因此要在驱动控制板上设置核心模块和另外一个模块的位置并能固定，如果使用另外2个或3个模块组合要在已固定的另外第一个模块的位置向上搭建另外第2个或3个模块；在驱动控制板上还要安装连接模块和供电用的排针。 

本实用新型具有的优点和积极效果 

本实用新型适应现代微控制器与传感器相结合技术发展的需要，解决了大专院校授课目前缺乏实训范例及实验设备并解决了科技工作者进行研发工作缺乏微控制器与传感器相结合技术组合的模块和动态实验设施的困难和障碍，提供用9个模块、1个底板和1辆动态实验小车构成的传感运动控制实训平台。9个模块与底板用双列排针和双列排针座相插接，不仅面积小、更换方便而且连接固定性能好，还为待研发的新模块准备了插接更换的位置，9个模块插接在底板上只用一个电源供电，每个模块可以单独应用也可以几个模块组合进行静态实验，还可以安装在小车上进行动态实验，实验的项目20多种计：LED流水灯、键盘显示、串口通讯、RS485接口、10位A/D、D/A、8位七段数码管显示、蜂鸣器、串行LCD液晶屏显示、并行LCD液晶屏显示、语音录放、直流电机、步进电机和车报警等实验。9个模块、底板和动态实验小车均用排针座、排针或接口引出其资源供其它用项使用。是一种体积小、多功能、高效率、方便携带和节能低碳的微控制器与传感器相结合应用技术的新产品。 

附图说明

图1是传感运动控制实训平台整体结构图。 

图2是本实用新型9个模块与底板插接示意图。 

图3是核心模块印刷电路板图。 

图4是LCD液晶显示模块印刷电路板图。 

图5是电机模块印刷电路板图。 

图6是输入输出模块印刷电路板图。 

图7是AD/DA模块印刷电路板图。 

图8是键盘显示模块印刷电路板图。 

图9是语音模块印刷电路板图。 

图10是超声波模块印刷电路板图。 

图11是SPK/PS2/REALY模块印刷电路板图。 

图12是底板印刷电路板图。 

图13是动态实验小车控制板印刷电路板图。 

图中1、核心模块2、LCD液晶显示模块3、电机模块4、输入输出模块5、AD/DA模块6、键盘显示模块7、语音模块8、超声波模块9、SPK/PS2/REALY模块10、动态实验小车11、底板12、平台下盒底13、平台上盒盖 

具体实施方式：

为了进一步了解本实用新型的内容、特点和功效并配合附图说明如下： 

1、图1是本实用新型整体结构图，图2是9个模块在底板盘面插接和动态实验小车车位图，整机装配在一个长420mm、宽320mm、高125mm的机箱内，机箱上盖高55mm盖内有兜袋可放置连线和下载线等，机箱下底高70mm靠左安装底板、底板与9个模块插接、底板下安装电源，靠右放置动态实验小车。 

2、图3图4图5图6图7图8图9图10图11是9个模块的印刷电路板图，9个模块统一尺寸长85mm、宽80mm，每个模块上面都有配置的微控制器或传感器和电子元件、四角各有1个直径3mm的圆孔、独立供电开关和指示灯。图3核心模块采用AT89S52芯片，使用40P万能锁紧插座，便利更换芯片，板上有ISP下载接口，I/O接口全部以排针形式引出，采用LM2575稳压芯片。图4LCD液晶显示模块采用OCMJ4×8C-15液晶显示屏，模块有串行、并行两种接线方式。图5电机模块采用L298电机驱动芯片可控制直流电机和步进电机。图6输入输出模块采用RS232、RS485通信接口、10位LED发光二极管和10位拨码开关，可完成串行通信、232-485接口通信转换、输入输出组合完成二进制和十进制的实验。图7AD/DA模块采用10位8路的串行的DA TLC5615和10位11路A/D TLC1543芯片。图8键盘显示模块采用4×4矩阵键盘及8位LED是数码管显示，驱动电路采用74HC373芯片。图9语音模块采用ISD1730语音录放芯片，内存255段，用独立按键与SPI接口两种工作方式，有反复语音录放功能。图10超声波模块采用超声波传感器，可进行物体距离的测量，通过LED数码管或LCD液晶屏显示。图11SPK/PS2/REALY模块有PS2接口，可进行电脑键盘、音乐和警报器实验、1路继电器输出可控制外部电路实验。 

3、图12是底板印刷电路板长300mm、宽275mm按模块统一尺寸在底板上安装18个25×2排针构成9个模块安装区即图2上的1至9号图位，底板装有防插反电路，配套多种CPU并将资源引出供使用。 

4、动态实验小车长220mm、宽110mm、高60mm.，图13是动态实验小车驱动控制板印刷线路板长230mm、宽125mm由SS8550三极管、SS8050三极管、9013三极管、2.7KΩ电阻和330Ω电阻各4只组成双低平H桥式电路。用4根直径5mm的六角铜螺柱将小车与驱动控制板固定，小车驱动控制板上有8个直径5mm的铜螺柱，后4个铜螺柱固定核心模块，前4个铜螺柱固定另外8个模块中的1个模块，如果使用另外2个或3个模块，在固定另外第1个模块的位置向上用铜螺柱搭建另外第2个或3个模块。 

Claims (5)

1.一种传感运动控制实训平台由9个模块、底板和动态实验小车构成，其特征是：9个模块制成同一尺寸印刷线路板、每个模块安装两个25×2排针座，底板内置印刷线路给9个模块供电，安装18个25×2排针形成9个模块安装区，底板排针与模块排针座插接，每个模块可独立使用也可几个模块组合应用，能进行静态和动态实验20多种，9个模块、底板和动态实验小车均用引脚、排针、排针座或接口将其资源引出供另外使用，整机装在长420mm×宽320mm×高125mm的机箱内。

2.根据权利要求1所述的传感运动控制实训平台，其特征是：9个模块计：核心模块、LCD液晶显示模块、电机模块、输入输出模块、AD/DA模块、键盘显示模块、语音模块、超声波模块和SPK/PS2/REALY模块，制成同一尺寸印刷线路板长85mm×宽80mm，每个模块安装两个25×2排针座、模块上有配置的微控制器或传感器和电子元件、四角各有1个直径3mm的圆孔、独立供电开关和指示灯。

3.根据权利要求1所述的传感运动控制实训平台，其特征是：底板长300mm×宽275mm内置印刷线路，按模块尺寸在底板上安装18个25×2排针构成9个模块安装区，底板装有防插反电路，底板排针与模块排针座相插接。

4.根据权利要求1所述的传感运动控制实训平台，其特征是：动态实验小车驱动控制板长230mm×宽125mm，采用双低平H桥式电路制成印刷线路板。

5.根据权利要求1所述的传感运动控制实训平台，其特征是：整机装在长420mm×宽320mm×高130mm的手提便携箱内。

Images