一、PG-N1006D型 高级测控系统综合实验平台系统概述

1.是将计算机技术、单片机技术、控制技术和通信技术应用于传感器原理和应用性实验的综合性实验系统。主要用于各大、中专院校及职业院校开设的:传感器原理与技术、自动化检测技术、非电量检测技术、工业自动化仪表、单片机接口技术等课程的实验教学,也可以作为相关科研人员的实验开发平台。

2. 系统还适用于大学生课程设计、毕业设计、和电子竞赛的开发平台,体现了灵

活、开放、创新、综合、跨领域、跨专业的设计理念。其功能扩展模块覆盖了我个专业多门课程,适合电子类、通信类、自动化类、计算机类、机电类、测控仪器类等专业的学生进行综合、创新设计。

3. 系统能完成传感器与检测技术相关课程实验的教学,通过实验能掌握伟传感器原理、信号调理、信号检测及对象控制的方法。 

二、特点

1.模块化设计:采用标准的模块化设计,增强系统的结构性;产品上部设计图,增加了液晶电脑与示波器工具放置位置,便于实验室的管理与使用。

2.接近工程:系统上采用了部分工业型传感器,即可以用来完成传感器原理、结构与调理电路的教学,也可以用来解决工业工程和过程中的实际问题;

3.持续发展:结合MCS-51单片机、嵌入式单片机知识可以将检测及监控系统提高到更高层次。

4.开放式设计:系统中的软、硬件及系统均按照全开发的思想进行设计,以便于学生开展研究型和创新型的实验,也可以作为二次开发的实验平台。

5.*小知识单元:每个模块均可拆分到该知识层次的*小知识单元。

三、技术性能

1、输入电源:单相三线220V±10%  50HZ

2、工作环境:温度-10℃~+50℃  相对湿度<85%(25℃)  海拔<4000m

3、绝缘电阻:大于3MΩ

4、装机容量:小于0.5Kva

5、外形尺寸:155cm×60clm×140cm,以产品实物为准 

四、装置的配备

(一).电源系统

1、供电及安全体系:单相三线220V电源输入,由漏电保护器的控制电源开关。

2、直流稳压电源:①±5V/1A、±12V/1A、±15V/1A直流稳压电源,均具有短路软截止自动恢复保护功能;②0~30V/1A连续可调电源,均具有短路软截止自动恢复保护功能,带数显电压表指示;③0~1000mA连续可调恒流源、具有开路保护功能,带数显指示功能。

3、功率函数信号发生器

● 频率范围:0.2HZ~2MHZ,分七档

● 输出波形:正弦波、三角波、方波、脉冲波、斜波

● 占空比调节:20%~80%

● 扫频速率:10MS~5S

● 输出电压幅度:20VP-P(负载1 MΩ)、10VP-P(负载50Ω)

● 输出保护:短路保护,抗输入电压±35V(1分钟)

● 频率计:六位LED显示

● 外测范围:0.1HZ~50MHZ

● 外测灵敏度:100MV

● 幅度显示:三位LED

(二).常规仪表:

1、直流数字电压表:范围0~300V,三位半数显,精度0.5级。

2、直流数字电流表:范围0~500mA,三位半数显,精度0.5级。

3、虚拟示波器:具有数字存储示波器(2通道输入,具有常规波形测量、非线性测量、频率特性分析等功能)。

4、低频函数信号发生器:提供正弦波、三角波、方波、抛物波、斜波,输出频率范围0.1HZ~1.5HZ,峰值0~15V可调。

5、四位数显频率计:测量范围1~300KHZ。

6、 温度控制器,加热源:提供一只XMTD3000温度控制器,可以显示设定温度和当前温度。

7、 MF500型万用表

测量范围:

直流电压:DCV 2.5/10/50/250/500/2500V

直流电流:DCA 50uA/1/10/100/500mA

交流电压:ACV 10/50/250/500/2500V

电阻:Ω R×1 R×10 R×100 R×1K R×10KΩ

8、 数据采集卡,用于电信号的采集、处理、显示。

(三)、控制器单元挂箱(MCS-51单片机+C8051F020单片机)挂箱主要用于插接不同的CPU模块。挂箱上包含了CPU模块的接口插座和基本实验电路及系统扩展电路,可单独完成大部分的基本实验,挂箱上有三个(40P、40P、20P)扁平电缆接口槽用于和其他挂箱连接。

挂箱上的资源如下:

(1)8155接口模块                 

(2)8255接口模块                  

(3)8279键盘显示接口模块            

(4)8253可编程定时器模块             

(5)MAX813硬件看门狗模块             

(6)I2C EEROM模块                 

(7)8250模块                                     

(8)8251模块                    

(9)AT24C02存储器模块

(10)PCF8563日历时钟模块

(11)单次脉冲模块

(12)93C46串行EEPROM模块

(13)红外线收发模块

(14)DS18B20数字温度传感器模 

(15)开关量输入模块

(16)关量输出模块

控制器单元挂箱支持CPU模块和译码模块:

51系列CPU模块(配SY-3000仿真器) 

支持80C31、80C51,含32K SRAM、64K ROM组成数据总线、地址总线和控制总线  

Cygnal51CPU模块(配SY-EC5仿真器)  

采用美国Cygnal公司的嵌入式单片机C8051F020芯片,含32K SRAM,组成数据总线、地址总线和控制总线   

译码模块    

采用LATTICE公司的ispLSI1016E完成整个系统的译码工作 

(四)、SY-100 信号转换单元挂箱:挂箱上有三个(40P、40P、20P)扁平电缆接口槽用于和控制器单元挂箱信号连接。

(五)、SY-400对象挂箱(一) :挂箱上有三个(40P、40P、20P)扁平电缆接口槽用于和其他挂箱信号连接。

(六)、SY-500对象挂箱(二) :挂箱上有三个(40P、40P、20P)扁平电缆接口槽用于和其他挂箱信号连接。

(七)、开闭环创新实验单元USB接口,配套上位机软件,可完成4层电梯控制,邮件分拣,数字逻辑分拣,机器人自动扫雷等15个开闭环控制实验项目。

(八)、ARM单元挂箱

(1)CPU模块:(三星S3C2410微处理器,ARM9内核,可稳定运行多种嵌入式实时操作系统。)

内存SDRAM:64M。

Flash:8M

标准RS232接口:采用MAX3232专用电平转换芯片。

以太网接口:采用专用的网络芯片DM9000和带有网络变压器的网络接口,支持100M以太网。

声卡:AC97标准UDA1341、音频输入、双声道mic输出

USB从接口:采用S3C2410自带的控制器。

USB从接口:采用S3C2410自带的控制器。

(2)面板包括资源(标准配置)

直流电机、步进电机、LED、8*8LED点阵,4位8段数码管,键盘单元、A/D转换单元(板载电位器电压输入)、D/A转换单元、通用SD卡和SMC卡接口单元、IIS接口、4.3寸 TFT真彩液晶屏,分辨率480*272,带4线电阻式触摸屏;JTAG接口(20针标准ARM仿真接口),3个RS232串口,485通信接口,CAN通信接口(带光电隔离),数字温度传感器LM75,I2C EEPROM 24C16 。

(九)、DSP CPU 挂箱

(1)、主CPU(DICE-5416EVM)模块:采用TI公司TMS320C5416DSP芯片,该模块上的资源有。4mbit flash 256k*16bit SRAM  2500 gate CPLD  5416模块上留有JTAG插口,用户可以通过仿真器和CCS下载程序和进行实验;

(2)、图象、语音AD/DA模块:语音模块采用TLC320AD50芯片,*高抽样率为22.05k,图象采用高速AD(TLC5510)和高速的DA(TLC5602);同时TLC5510和TLC5602又可做普通的AD、DA

(3)、通讯模块:本系统可做串口、并口实验,串口实验:采用热门器件(MAX3111ECWI)来完成跟计算机的异步通讯,其传输速率达230Kbps;并口实验:利用并口与DSP的HPI直接实现跟计算机数据传输,其传输速率达2Mbps;

(4)、温度、电机控制模块:电机控制模块自带一个闭环直流电机(12V)和一个步进电机(12V),利用电机控制模块可做直流电机和步进电机控制方面的实验,温度传感采用流行热门器件一线集成温度传感器(DS18B20),测温范围为-55℃-100℃ 精度为9位、12位。

(5)、信号源模块:本模块提供两路(1Hz-60KHz)信号源,且正弦波的频率、幅度均可调节 ,其中还提供两路信号的混频电路,为实时的滤波算法提供了混频输入信号;

(6)、键盘显示模块:本模块有:1、128*64的图形点阵液晶屏,利用LCD显示模块可做各种图形、实时波形显示方面的实验;2、八位数码管;3、八个指示灯;4、八个按键输入;为实验仪提供了基本的输入、输出设备。为二次开发提供了丰富的人机界面资源;

(7)、二次开发模块:可扩展双CPU板(包括2000系列板或5000系列板)ARM板,软件无线电板,MP3、以太网板等。(选配) 

(十)、新型传感器系列配置

(1) 光纤压力传感器:传输型。

(2) 扭矩传感器:静态扭矩测量传感器。

(3) 超声位移传感器:测量范围0.10m~4.00m,测量精度1cm.

(4) PSD位移传感器:PSD位置传感器

(5) CCD电荷耦合传感器:线阵CCD传感器

(6) 圆光栅传感器:增量式光电编码。

(7) 长光栅传感器:1024线长光栅传感器。

(8) 液位传感器:扩散硅压力传感器液位测量。

(9) 流量传感器:涡轮式流量传感器。

(十一)运动控制卡

基于PCI总线运动控制卡,配套56步进电机与驱动器

(十二). EDA/FPGA挂箱

该系统采用“主板(基本实验系统)+适配板(下载板)”的双板式结构,配置灵活,适配板可选配Altera、Lattice、Xilinx等多家国际著名的PLD公司大部分ISP或现场配置的CPLD/FPGA进行编程下载,包括可对不同工作电压CPLD/FPGA的编程,且在编程中无须做任何跳线切换即能自动识别主系统上的芯片,安全可靠,适合学生高密度的实验操作

五、实验桌:铝木结构,桌面为防火、防水、耐磨高密度板,电脑桌连体设计,造型美观大方。采用特制模具制作的优质铝合金做框架,铝合金表面经氧化处理,经久耐用,美观大方,符合现代审美观,桌面为防火、防水、耐磨高密度板,桌子下部配置储存柜及电脑主机柜。