傳感運動控制實訓平臺的製作方法

2023-09-18 05:10:10 2

專利名稱：傳感運動控制實訓平臺的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於微控制器與傳感器相結合技術領域，特別涉及一種傳感運動控制實訓平臺。
背景技術：
微控制器(MCU又稱單片機)，是二十世紀70年代發展起來的科學技術，具有集成度高、功能多、運算速度快和可靠性強等優點，被廣泛地應用在工業、農業、國防、通信、網絡和家用電器等行業，80年代國際上興起傳感器與微控制器相結合技術熱潮，自動化發展進入微控制器與傳感器相結合技術的新階段，我國許多大專院校開設了微控制器與傳感器技術相結合的課程，也有越來越多的科技人員進行微控制器與傳感器相結合技術研發工作。 微控制器與傳感器相結合技術的課程理論性強比較抽象，需要進行實驗和實訓，但是目前授課較缺乏實訓範例和實驗設備；同時微控制器的品種多，傳感器又需要嵌入微控制器技術之中才能發揮功效，目前科技人員研發微控制器與傳感器相結合應用技術也缺乏組合的模塊和進行動態實驗的平臺，給大專院校教學和科技人員研發工作造成困難和障礙，為解決上述困難和障礙是本實用新型發明的目的。
發明內容本實用新型採用的技術方案是由9個模塊、1塊底板和1輛動態實驗小車構成傳感運動控制實訓平臺，其特徵是設計電路製作印刷線路板裝配微控制器或傳感器和電子元件製成9個模塊，計核心模塊(1) LCD液晶顯示模塊⑵電機模塊(3)輸入輸出模塊⑷ AD/DA模塊(5)鍵盤顯示模塊(6)語音模塊(7)超聲波模塊(8) SPK/PS2/REALY模塊(9)。 在底板上設計電路製作印刷線路，裝配18個25X2排針製成9個模塊安裝區，每個模塊安裝區有上下兩個排針，下排針左第1針是負電極、第2針是正電極、供DC5V電，9個模塊安裝區位置可以任意調換插接9個模塊。動態實驗小車是由電動小車和驅動控制板組成，電動小車上的兩個電機驅動左右履帶，驅動控制板採用雙低平H橋式電路製作印刷線路。9個模塊插接在底板上可以單獨應用或幾個模塊組合進行靜態實驗；也可以將核心模塊單獨安裝在動態實驗小車上與驅動控制板組合控制小車按程序運動，還可以將核心模塊和另外8個模塊中的一塊或幾塊安裝在小車上與驅動控制板共同組合進行動態實驗。9個模塊、底板和動態實驗小車均裝有排針座、排針或接口弓I出其資源供其它用項使用。本實用新型還採取了如下技術措施1、將核心模塊AT89S52晶片I/O引腳全部引出，採用IC獨立控制的方式用排線連接，使傳感器嵌入核心模塊發揮微控制器與傳感器相結合技術的功效、可與其它8個模塊自由組合進行實驗，提高了硬體與軟體相結合的靈活性，可避免硬體束縛軟體的情形。2、模塊與底板連接和固定採用排針座與排針相插接方法，即每個模塊製作成同一大小尺寸、上下各安裝1個25X2的排針座，底板上按模塊排針座的間距尺寸安裝18個 25X2排針製成9個模塊安裝區，模塊排針座插接在底板排針上不僅可以使模塊與底板電路連接而且將模塊固定在底板上。3、底板上的印刷線路是為9個模塊提供DC5V電，配置一個電源。4、動態實驗小車驅動控制板不僅控制小車自身運功而且要與模塊組合進行實驗， 因此要在驅動控制板上設置核心模塊和另外一個模塊的位置並能固定，如果使用另外2個或3個模塊組合要在已固定的另外第一個模塊的位置向上搭建另外第2個或3個模塊；在驅動控制板上還要安裝連接模塊和供電用的排針。本實用新型具有的優點和積極效果本實用新型適應現代微控制器與傳感器相結合技術發展的需要，解決了大專院校授課目前缺乏實訓範例及實驗設備並解決了科技工作者進行研發工作缺乏微控制器與傳感器相結合技術組合的模塊和動態實驗設施的困難和障礙，提供用9個模塊、1個底板和1 輛動態實驗小車構成的傳感運動控制實訓平臺。9個模塊與底板用雙列排針和雙列排針座相插接，不僅面積小、更換方便而且連接固定性能好，還為待研發的新模塊準備了插接更換的位置，9個模塊插接在底板上只用一個電源供電，每個模塊可以單獨應用也可以幾個模塊組合進行靜態實驗，還可以安裝在小車上進行動態實驗，實驗的項目20多種計LED流水燈、鍵盤顯示、串口通訊、RS485接口、10位A/D、D/A、8位七段數碼管顯示、蜂鳴器、串行IXD 液晶屏顯示、並行LCD液晶屏顯示、語音錄放、直流電機、步進電機和車報警等實驗。9個模塊、底板和動態實驗小車均用排針座、排針或接口引出其資源供其它用項使用。是一種體積小、多功能、高效率、方便攜帶和節能低碳的微控制器與傳感器相結合應用技術的新產品。

圖1是傳感運動控制實訓平臺整體結構圖。圖2是本實用新型9個模塊與底板插接示意圖。圖3是核心模塊印刷電路板圖。圖4是IXD液晶顯示模塊印刷電路板圖。圖5是電機模塊印刷電路板圖。圖6是輸入輸出模塊印刷電路板圖。圖7是AD/DA模塊印刷電路板圖。圖8是鍵盤顯示模塊印刷電路板圖。[0019]圖9是語音模塊印刷電路板圖。圖10是超聲波模塊印刷電路板圖 圖11是SPK/PS2/REALY模塊印刷電路板圖。圖12是底板印刷電路板圖。圖13是動態實驗小車控制板印刷電路板圖。圖中1、核心模塊2、IXD液晶顯示模塊3、電機模塊4、輸入輸出模塊5、AD/DA模塊 6、鍵盤顯示模塊7、語音模塊8、超聲波模塊9、SPK/PS2/REALY模塊10、動態實驗小車11、底板12、平臺下盒底13、平臺上盒蓋
具體實施方式
為了進一步了解本實用新型的內容、特點和功效並配合附圖說明如下[0026]1、圖1是本實用新型整體結構圖，圖2是9個模塊在底板盤面插接和動態實驗小車車位圖，整機裝配在一個長420mm、寬320mm、高125mm的機箱內，機箱上蓋高55mm蓋內有兜袋可放置連線和下載線等，機箱下底高70mm靠左安裝底板、底板與9個模塊插接、底板下安裝電源，靠右放置動態實驗小車。2、圖3圖4圖5圖6圖7圖8圖9圖10圖11是9個模塊的印刷電路板圖，9個模塊統一尺寸長85mm、寬80mm，每個模塊上面都有配置的微控制器或傳感器和電子元件、 四角各有1個直徑3mm的圓孔、獨立供電開關和指示燈。圖3核心模塊採用AT89S52晶片， 使用40P萬能鎖緊插座，便利更換晶片，板上有ISP下載接口，I/O接口全部以排針形式引出，採用LM2575穩壓晶片。圖4IXD液晶顯示模塊採用0CMJ4X8C-15液晶顯示屏，模塊有串行、並行兩種接線方式。圖5電機模塊採用L298電機驅動晶片可控制直流電機和步進電機。圖6輸入輸出模塊採用RS232、RS485通信接口、10位LED發光二極體和10位撥碼開關，可完成串行通信、232-485接口通信轉換、輸入輸出組合完成二進位和十進位的實驗。圖 7AD/DA模塊採用10位8路的串行的DA TLC5615和10位11路A/D TLC1543晶片。圖8鍵盤顯示模塊採用4X4矩陣鍵盤及8位LED是數碼管顯示，驅動電路採用74HC373晶片。圖 9語音模塊採用ISD1730語音錄放晶片，內存255段，用獨立按鍵與SPI接口兩種工作方式， 有反覆語音錄放功能。圖10超聲波模塊採用超聲波傳感器，可進行物體距離的測量，通過 LED數碼管或IXD液晶屏顯示。圖11SPK/PS2/REALY模塊有PS2接口，可進行電腦鍵盤、音樂和警報器實驗、1路繼電器輸出可控制外部電路實驗。3、圖12是底板印刷電路板長300mm、寬275mm按模塊統一尺寸在底板上安裝18個 25X2排針構成9個模塊安裝區即圖2上的1至9號圖位，底板裝有防插反電路，配套多種 CPU並將資源引出供使用。4、動態實驗小車長220mm、寬110mm、高60mm.，圖13是動態實驗小車驅動控制板印刷線路板長230mm、寬125mm由SS8550三極體、SS8050三極體、9013三極體、2. 7ΚΩ電阻和330 Ω電阻各4隻組成雙低平H橋式電路。用4根直徑5mm的六角銅螺柱將小車與驅動控制板固定，小車驅動控制板上有8個直徑5mm的銅螺柱，後4個銅螺柱固定核心模塊，前 4個銅螺柱固定另外8個模塊中的1個模塊，如果使用另外2個或3個模塊，在固定另外第 1個模塊的位置向上用銅螺柱搭建另外第2個或3個模塊。
權利要求1.一種傳感運動控制實訓平臺由9個模塊、底板和動態實驗小車構成，其特徵是9個模塊製成同一尺寸印刷線路板、每個模塊安裝兩個25 X 2排針座，底板內置印刷線路給9個模塊供電，安裝18個25 X 2排針形成9個模塊安裝區，底板排針與模塊排針座插接，每個模塊可獨立使用也可幾個模塊組合應用，能進行靜態和動態實驗20多種，9個模塊、底板和動態實驗小車均用引腳、排針、排針座或接口將其資源引出供另外使用，整機裝在長420mmX 寬320mm X高125mm的機箱內。
2.根據權利要求1所述的傳感運動控制實訓平臺，其特徵是9個模塊計核心模塊、 LCD液晶顯示模塊、電機模塊、輸入輸出模塊、AD/DA模塊、鍵盤顯示模塊、語音模塊、超聲波模塊和SPK/PS2/REALY模塊，製成同一尺寸印刷線路板長85mmX寬80mm，每個模塊安裝兩個25 X 2排針座、模塊上有配置的微控制器或傳感器和電子元件、四角各有1個直徑3mm的圓孔、獨立供電開關和指示燈。
3.根據權利要求1所述的傳感運動控制實訓平臺，其特徵是底板長300mmX寬275mm 內置印刷線路，按模塊尺寸在底板上安裝18個25X2排針構成9個模塊安裝區，底板裝有防插反電路，底板排針與模塊排針座相插接。
4.根據權利要求1所述的傳感運動控制實訓平臺，其特徵是動態實驗小車驅動控制板長230mmX寬125mm，採用雙低平H橋式電路製成印刷線路板。
5.根據權利要求1所述的傳感運動控制實訓平臺，其特徵是整機裝在長420mmX寬 320mmX高130mm的手提便攜箱內。
專利摘要一種傳感運動控制實訓平臺，由9個模塊、底板和動態實驗小車構成，整機裝在420mm×320mm×125mm機箱內。9個模塊同一尺寸即核心模塊、LCD液晶顯示模塊、電機模塊、輸入輸出模塊、AD/DA模塊、鍵盤顯示模塊、語音模塊、超聲波模塊、SPK/PS2/REALY模塊，每個模塊安裝兩個25×2排針座。底板內置印刷線路給9個模塊供電、安裝18個25×2排針形成9個模塊安裝區，底板排針與模塊排針座插接。每個模塊可獨立用也可幾個模塊組合用，能進行靜態和動態實驗20多種，9個模塊、底板和動態實驗小車均用引腳、排針、排針座或接口將其資源引出供另外使用。本實用新型是一種體積小、多功能、高效率和節能低碳的微控制器與傳感器相結合應用技術的新產品。
文檔編號G09B25/02GK202183199SQ20112028647
公開日2012年4月4日 申請日期2011年8月9日 優先權日2011年8月9日
發明者宋立軍, 宋耀宗 申請人:天津芯慧鴻業科技發展有限公司