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SB-EWYD-2單片機(jī)控制二維運(yùn)動實訓(xùn)設(shè)備
一、概述
二維運(yùn)動實驗平臺是集運(yùn)動控制卡、單片機(jī)開發(fā)控制板、步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動器、開關(guān)電源、XY控制平臺及運(yùn)動控制軟件于一體的理想教學(xué)實驗系統(tǒng)。XY控制臺是一個采用滾珠絲杠傳動的模塊化十字工作臺，可以實現(xiàn)平面內(nèi)X、Y軸方向的運(yùn)動控制，用于實現(xiàn)目標(biāo)軌跡和動作。實驗系統(tǒng)軟件包括基于軸的控制、基于坐標(biāo)系的控制、命令編輯和運(yùn)行、數(shù)控代碼編輯和運(yùn)行、復(fù)雜運(yùn)動軌跡控制。
二、單片機(jī)控制二維運(yùn)動實訓(xùn)設(shè)備技術(shù)性能
1.定位精度：0.4mm
2.X軸有效行程：230mm；Y軸有效行程：230mm；最大運(yùn)動速度：20mm／s；最大運(yùn)動加速度：1g
3.輸入電源：220V±10％(50Hz)
4.工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃ 相對濕度<85％(25℃) 海拔<4000m
5.裝置容量：≤1．2kVA
6.外形尺寸：45cm*45cm*75cm
三、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及組成
二維運(yùn)動控制實驗平臺主要由步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)和電腦桌兩部分組成，結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示：
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖
1.對象模塊
步進(jìn)電機(jī)二個：采用二個 2 相步進(jìn)電動機(jī)，分別為 XY 兩個方向布置，X 軸運(yùn)動行程為 230mm，Y 軸運(yùn)動行程為 230mm。
2.51 單片機(jī)開發(fā)控制板
單片機(jī)開發(fā)控制板，主 CPU 為 AT89S52，帶下載接口（編程電纜，編程軟件），所有接口資源引出，供用戶使用。并配置相應(yīng)控制開關(guān)按鈕。
3.運(yùn)動控制卡一塊
(1)32 位 PCI 總線，即插即用
(2)所有輸入、輸出均采用光耦隔離,抗干擾性強(qiáng)
(3)2 軸伺服/步進(jìn)電機(jī)控制，每軸可獨(dú)立運(yùn)動，互不影響
(4)脈沖輸出的頻率誤差小于 0.1% 最大脈沖輸出頻率為 2MHz
(5)脈沖輸出可用單脈沖（脈沖+方向）或雙脈沖（脈沖+脈沖）方式梯形加/減速
(6)任意 2 軸直線插補(bǔ)最大插補(bǔ)速度 1MHz
(7)運(yùn)動中可以實時讀出邏輯位置、實際位置、驅(qū)動速度24 路數(shù)字輸入，12 路輸出
(8)每軸兩個限位輸入，可設(shè)置成無效，作為通用輸入使用支持在一個系統(tǒng)中使用多達(dá) 16 個控制卡
(9)支持 DOS、WINDOWS95/98/NT/2000/XP/WINCE 等操作系統(tǒng)
4.步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器：二個
(1)輸出電流：最大電流為 2A
(2)輸出方式：光光耦合器?開路集電極輸出
5.穩(wěn)壓直流電源：一個
(1)輸出電流：最大輸出電流為 5A 輸出電壓：24V
(2)輸出功率：120w
6.運(yùn)動控制卡接口板：一塊
為運(yùn)動控制卡提供接口端子，可根據(jù)自己的需要進(jìn)行相應(yīng)的接線，實現(xiàn)接線的靈活及開放性。
7.實驗平臺信號接口板：一塊
用以實現(xiàn)單片機(jī)和運(yùn)動控制卡與實驗平臺的信號連接，在同一時刻只能一種控制起作用。
8.計算機(jī)一臺(用戶自備)
用于安裝單片機(jī)集成開發(fā)環(huán)境 KEIL C、編程下載軟件，主要完成程序的編寫、修改、編譯、軟件仿真等功能，最后通過編程下載軟件裝載到單片機(jī)內(nèi)部 FLASH ROM 中運(yùn)行。還用于運(yùn)行控制卡上位軟件的開發(fā)、運(yùn)行。
硬件配置：基本配置要求 P4 3.OG 以上，內(nèi)存至少為 256M，至少有一個 USB 接口、一個并行口、一個Rs232 串口和一個空閑 PCI 插槽。操作系統(tǒng)：Windows系統(tǒng)。
9.單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)：
系統(tǒng)配置 2000/xp/win7/win10 等操作平臺的單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用軟件，支持匯編、C51 語言編譯、調(diào)試；單片機(jī)在線下載軟件等。
實驗項目
（一）基礎(chǔ)實驗
(1)單片機(jī)的認(rèn)識和操作實驗
(2)單片機(jī)集成開發(fā)環(huán)境KEIL C 的認(rèn)識實驗
(3)單片機(jī)在線編程軟件的認(rèn)識與使用
單片機(jī)基本編程練習(xí)實驗
（二）基于 51 單片機(jī)控制的系統(tǒng)性實驗
(1)6、基于 51 單片機(jī)控制的單軸實驗
(2)7、基于 51 單片機(jī)控制的兩軸聯(lián)動控制實驗
(3)8、基于 51 單片機(jī)控制的任意路線物料搬運(yùn)實驗
（三）基于運(yùn)動控制卡控制的系統(tǒng)性實驗
(1)基于運(yùn)動控制卡控制的單軸實驗
(2)1基于運(yùn)動控制卡控制的兩軸聯(lián)動實驗
(3)基于運(yùn)動控制卡控制的任意路線物料搬運(yùn)
實驗項目
（一）基礎(chǔ)實驗
(1)單片機(jī)的認(rèn)識和操作實驗
(2)單片機(jī)集成開發(fā)環(huán)境KEIL C 的認(rèn)識實驗
(3)單片機(jī)在線編程軟件的認(rèn)識與使用
單片機(jī)基本編程練習(xí)實驗
（二）基于 51 單片機(jī)控制的系統(tǒng)性實驗
(1)6、基于 51 單片機(jī)控制的單軸實驗
(2)7、基于 51 單片機(jī)控制的兩軸聯(lián)動控制實驗
(3)8、基于 51 單片機(jī)控制的任意路線物料搬運(yùn)實驗
（三）基于運(yùn)動控制卡控制的系統(tǒng)性實驗
(1)基于運(yùn)動控制卡控制的單軸實驗
(2)1基于運(yùn)動控制卡控制的兩軸聯(lián)動實驗
(3)基于運(yùn)動控制卡控制的任意路線物料搬運(yùn)
SB-EWYD-3型二維運(yùn)動控制實驗平臺
一、概述
二維運(yùn)動控制實驗平臺是集運(yùn)動控制卡、單片機(jī)開發(fā)控制板、步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動器、開關(guān)電源、XY控制平臺及運(yùn)動控制軟件于一體的理想教學(xué)實驗系統(tǒng)。XY控制臺是一個采用滾珠絲杠傳動的模塊化十字工作臺，可以實現(xiàn)平面內(nèi)X、Y軸方向的運(yùn)動控制，用于實現(xiàn)目標(biāo)軌跡和動作。實驗系統(tǒng)軟件包括基于軸的控制、基于坐標(biāo)系的控制、命令編輯和運(yùn)行、數(shù)控代碼編輯和運(yùn)行、復(fù)雜運(yùn)動軌跡控制。
二、技術(shù)性能
1.定位精度：0.4mm
2.X軸有效行程：230mm；Y軸有效行程：230mm；最大運(yùn)動速度：20mm／s；最大運(yùn)動加速度：1g
3.輸入電源：220V±10％(50Hz)
4.工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃ 相對濕度<85％(25℃) 海拔<4000m
5.裝置容量：≤1．2kVA
6.外形尺寸：45cm*45cm*75cm
三、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及組成
二維運(yùn)動控制實驗平臺主要由步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)和電腦桌兩部分組成，結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示：
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖
1.對象模塊
步進(jìn)電機(jī)二個：采用二個 2 相步進(jìn)電動機(jī)，分別為 XY 兩個方向布置，X 軸運(yùn)動行程為 230mm，Y 軸運(yùn)動行程為 230mm。
2.51 單片機(jī)開發(fā)控制板
單片機(jī)開發(fā)控制板，主 CPU 為 AT89S52，帶下載接口（編程電纜，編程軟件），所有接口資源引出，供用戶使用。并配置相應(yīng)控制開關(guān)按鈕。
3.運(yùn)動控制卡一塊
(1)32 位 PCI 總線，即插即用
(2)所有輸入、輸出均采用光耦隔離,抗干擾性強(qiáng)
(3)2 軸伺服/步進(jìn)電機(jī)控制，每軸可獨(dú)立運(yùn)動，互不影響
(4)脈沖輸出的頻率誤差小于 0.1% 最大脈沖輸出頻率為 2MHz
(5)脈沖輸出可用單脈沖（脈沖+方向）或雙脈沖（脈沖+脈沖）方式梯形加/減速
(6)任意 2 軸直線插補(bǔ)最大插補(bǔ)速度 1MHz
(7)運(yùn)動中可以實時讀出邏輯位置、實際位置、驅(qū)動速度24 路數(shù)字輸入，12 路輸出
(8)每軸兩個限位輸入，可設(shè)置成無效，作為通用輸入使用支持在一個系統(tǒng)中使用多達(dá) 16 個控制卡
(9)支持 DOS、WINDOWS95/98/NT/2000/XP/WINCE 等操作系統(tǒng)
4.步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器：二個
(1)輸出電流：最大電流為 2A
(2)輸出方式：光光耦合器?開路集電極輸出
5.穩(wěn)壓直流電源：一個
(1)輸出電流：最大輸出電流為 5A 輸出電壓：24V
(2)輸出功率：120w
6.運(yùn)動控制卡接口板：一塊
為運(yùn)動控制卡提供接口端子，可根據(jù)自己的需要進(jìn)行相應(yīng)的接線，實現(xiàn)接線的靈活及開放性。
7.實驗平臺信號接口板：一塊
用以實現(xiàn)單片機(jī)和運(yùn)動控制卡與實驗平臺的信號連接，在同一時刻只能一種控制起作用。
8.計算機(jī)一臺(用戶自備)
用于安裝單片機(jī)集成開發(fā)環(huán)境 KEIL C、編程下載軟件，主要完成程序的編寫、修改、編譯、軟件仿真等功能，最后通過編程下載軟件裝載到單片機(jī)內(nèi)部 FLASH ROM 中運(yùn)行。還用于運(yùn)行控制卡上位軟件的開發(fā)、運(yùn)行。
硬件配置：基本配置要求 P4 3.OG 以上，內(nèi)存至少為 256M，至少有一個 USB 接口、一個并行口、一個Rs232 串口和一個空閑 PCI 插槽。操作系統(tǒng)：Windows系統(tǒng)。
9.單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用系統(tǒng)：
系統(tǒng)配置 2000/xp/win7/win10 等操作平臺的單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用軟件，支持匯編、C51 語言編譯、調(diào)試；單片機(jī)在線下載軟件等。
10.實驗室智能電源安全管理系統(tǒng)：
(1)設(shè)備可以使用手機(jī)wifi/4G/3G/2G 全球化遠(yuǎn)程控制。
(2)可設(shè)置定時，分享，狀態(tài)反饋，場景聯(lián)動，分享等功能，千里之外均可以控制，實現(xiàn)設(shè)備智能化電源、網(wǎng)絡(luò)化管理；
(3)支持權(quán)限管理功能，采用主賬戶管理機(jī)制，安全，方便。
(4)手機(jī)系統(tǒng)支持安卓，蘋果IOS；
(5)支持無網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)下現(xiàn)場手動控制；
(6)可遠(yuǎn)程控制單臺或多臺設(shè)備的開啟與關(guān)閉；
(7)可遠(yuǎn)程監(jiān)控單臺或多臺設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)；
(8)可遠(yuǎn)程定時預(yù)約單臺或多臺設(shè)備進(jìn)行實驗。
四、單片機(jī)創(chuàng)新模塊資源
(1)用戶CPU（51單片機(jī)最小系統(tǒng)），40芯鎖緊插座，I/O口資源全部引出。配置STC90C516RD+單片機(jī)。支持USB取電。
(2)RS232串行通訊口（用于RS232通訊實驗或給STC系列單片機(jī)在線編程）
(3)USB轉(zhuǎn)串通訊口（用于RS232通訊實驗或給STC系列單片機(jī)在線編程）
(4)8組獨(dú)立按鈕開關(guān)模塊
(5)8組LED發(fā)光二極管模塊
(6)可調(diào)電壓模塊（0~3.3V或0~5V可調(diào)）
(7)射極跟隨器實驗?zāi)K
(8)蜂鳴器模塊
(9)TLC549串行A/D轉(zhuǎn)換模塊
(10)LCD16*02液晶接口（背光可調(diào)）
(11)LCD128*64液晶接口（背光可調(diào)）
(12)DC5V直流電源輸入接口（內(nèi)正外負(fù)），帶開關(guān)控制，加0.5A保險絲過流保護(hù)
(13)DC5V/3.3V轉(zhuǎn)接口（大金孔，小金孔，多組插針，方便各種電源接口連接）
(14)ISP下載接口，用于ATMEL公司AT89S5X系列單片機(jī)芯片在線編程，需配置專用ISP下載線。
(15)創(chuàng)新模塊擴(kuò)展接口
五、創(chuàng)新實驗?zāi)K（選配）
(1)傾斜檢測傳感器模塊
(2)觸摸檢測傳感器模塊
(3)紫外檢測傳感器模塊
(4)振動檢測傳感器模塊
(5)數(shù)字光強(qiáng)度測試儀設(shè)計
(6)人體紅外感應(yīng)模塊
(7)凝露檢測傳感器模塊
(8)火焰檢測傳感器模塊
(9)氣體檢測傳感器模塊
(10)超聲波測距模塊
(11)無線數(shù)據(jù)通訊模塊
(12)塵埃灰塵粉塵檢測傳感器模塊
六、教學(xué)課件資源
(1)178組實驗例程(C語言源代碼及實驗對應(yīng)的Proeus ISIS仿真電路)
(2)16組上百個PPT課件
(3)30+參考資料
(4)1000+畢業(yè)設(shè)計及產(chǎn)品設(shè)計資料
(5)200個模塊PCB及原理圖PROTEL源文件
(6)阻抗，波特率，電感量，定時器，振蕩電路計算，反激變壓器設(shè)計，LED數(shù)碼管段碼發(fā)生器，取模多項輔助軟件。
七、提供單片機(jī)數(shù)字孿生仿真系統(tǒng)
單片機(jī)數(shù)字孿生仿真系統(tǒng)遵循"虛實結(jié)合、精準(zhǔn)映射、互為驗證" 的原則，借助于數(shù)字孿生過程產(chǎn)生孿生數(shù)據(jù)，實現(xiàn)單片機(jī)物理實體實驗和單片機(jī)數(shù)字虛擬實驗的虛實結(jié)合。虛擬仿真實驗教學(xué)極大地增強(qiáng)了學(xué)生對單片機(jī)學(xué)習(xí)的熱情和積極性， 提高了課程的教學(xué)效果。 同時虛擬仿真大幅度降低了對實驗場地的需求，系統(tǒng)具有實驗性能穩(wěn)定、 實驗內(nèi)容豐富、 實驗地點(diǎn)靈活、 實驗時間自由、 實驗方式多樣化等特點(diǎn)。
(1)單片機(jī)微控制面板功能：用戶可以訪問所有8051單片機(jī)內(nèi)部的寄存器和數(shù)據(jù)存儲器。可以編輯部分寄存器設(shè)置和修改存儲數(shù)據(jù)。可以設(shè)置單片機(jī)的工作時鐘頻率，可以設(shè)置仿真軟件的刷新頻率。
(2)代碼操作面板功能：可以新建、修改、保存、調(diào)入源代碼文件;可以編譯、設(shè)置斷點(diǎn)、單步運(yùn)行、全速運(yùn)行、暫停、復(fù)位程序。調(diào)試過程中，可以在微控制面板上實時監(jiān)控和查看各寄存器和存儲器的數(shù)據(jù)變化。
(3)外圍設(shè)備面板功能：提供多組外設(shè)模塊，提供一張所有外設(shè)和單片機(jī)的動態(tài)連接圖，用戶可以使能單個模塊或多個模塊同時與單片機(jī)的連接，用戶還可以設(shè)置和改變外設(shè)模塊與單片機(jī)不同的引腳連接。
(4)提供以下外設(shè)模塊
（1）ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器模塊；
(2)DAC數(shù)模轉(zhuǎn)換器模塊；
（3）比較器模塊；
（4）4位7段LED數(shù)碼管顯示模塊；
（5）1602液晶顯示模塊；
（6）RS232串口實驗?zāi)K；
（7）矩陣鍵盤模塊（含三種工作模式）；
（8）8位LED流水燈模塊；
（9）8位撥碼開關(guān)模塊；
（10）雙向直流電機(jī)模塊（帶測速反饋傳感器）；
（11）示波器顯示模塊。
(5)提供積木式代碼編輯器，通過搭積木的方式來進(jìn)行邏輯組裝，降低初學(xué)編程的同學(xué)使用鍵盤來操作的門檻，但又保持了內(nèi)在的邏輯性，支持全中文界面。
(6)支持將積木式代碼自動生成C語言代碼，并編譯生成HEX文件，可以裝載到數(shù)字虛擬仿真模型中運(yùn)行，也可直接下載到單片機(jī)物理芯片中實際運(yùn)行，真正實現(xiàn)了虛實結(jié)合、互為驗證的功能 。
(7)數(shù)字虛擬仿真模型提供仿真單片機(jī)；提供電阻，電容，電感，二級管、三極管等模擬器件；提供多種74系列TTL數(shù)字邏輯芯片；提供AD,DA,串轉(zhuǎn)并，并轉(zhuǎn)串，運(yùn)算放大器等功能芯片；提供LED發(fā)光二極管，開關(guān)，蜂鳴器，七段LED數(shù)碼管，LCD液晶屏等外設(shè)模塊；提供電壓表，頻率計，示波器等儀器儀表。
(8)數(shù)字虛擬仿真模型支持器件用鼠標(biāo)拖動到任意位置，支持手動連線和器件搭建，完全仿真實物器件的實驗連線。電路搭建后之后，可以將HEX文件裝載到仿真單片機(jī)中運(yùn)行仿真，并能直觀、生動地觀察到實驗運(yùn)行動作和結(jié)果。
八、實驗項目
（一）基礎(chǔ)實驗
(1)單片機(jī)的認(rèn)識和操作實驗
(2)單片機(jī)集成開發(fā)環(huán)境KEIL C 的認(rèn)識實驗
(3)單片機(jī)在線編程軟件的認(rèn)識與使用
(4)單片機(jī)基本編程練習(xí)實驗
（二）基于 51 單片機(jī)控制的系統(tǒng)性實驗
(1)6、基于 51 單片機(jī)控制的單軸實驗
(2)7、基于 51 單片機(jī)控制的兩軸聯(lián)動控制實驗
(3)8、基于 51 單片機(jī)控制的任意路線物料搬運(yùn)實驗
（三）基于運(yùn)動控制卡控制的系統(tǒng)性實驗
(1)基于運(yùn)動控制卡控制的單軸實驗
(2)1基于運(yùn)動控制卡控制的兩軸聯(lián)動實驗
(3)基于運(yùn)動控制卡控制的任意路線物料搬運(yùn)
（四）運(yùn)動控制卡可用以下開發(fā)工具
(1)CBuilderBorland C++Bulider
(2)DephiBorland Dephi 6
(3)VbMicrosoft Visual basic 工具開發(fā)的基本庫函數(shù)示例程序及源代碼
(4)VCMicrosoft Visual C++工具開發(fā)的基本庫函數(shù)示例程序及源代碼
SB-PLC228運(yùn)動控制實訓(xùn)平臺
一、概述
運(yùn)動控制實訓(xùn)平臺是我們根據(jù)高等院校、高職院校的教學(xué)要求而開發(fā)的一款PLC運(yùn)動控制平臺。實訓(xùn)平臺也適合技工學(xué)校、職業(yè)培訓(xùn)學(xué)校、職教中心、鑒定站/所各工種PLC實操、技能鑒定考核。
二、組成與特點(diǎn)
1、以實物模型為主，
2、直線運(yùn)動裝置，包括直流電機(jī)，滑塊，軌道、位置傳感器
3、圓周運(yùn)動裝置，包括直流電機(jī)，轉(zhuǎn)盤，位置傳感器，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)模塊。
4、4X4鍵盤、四組拔碼盤、四位數(shù)碼管（十六進(jìn)制輸出）等輸入輸出模塊。配全其他模塊可完成運(yùn)動控制的閉環(huán)實驗。
5、對直線運(yùn)動或圓周運(yùn)動的位置、速度、和加速度進(jìn)行控制，可實現(xiàn)單軸、雙軸、3軸和多軸位置控制，使運(yùn)動控制與順序控制功能有機(jī)地結(jié)合在一起。PLC的運(yùn)動控制功能廣泛地用于各種機(jī)械，如金屬切削機(jī)床，從屬成形機(jī)械、裝配機(jī)械、機(jī)器人，電梯等場合。
三、技術(shù)參數(shù)
1、輸入電源：～220V±10% 50Hz
2、輸出電源：直流24V/2A
3、工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃ 相對濕度<85%(25℃) 海拔＜4000m
四、實驗內(nèi)容
1、數(shù)碼管顯示實驗
2、鍵盤掃描輸入實驗
3、拔碼盤輸入實驗
4、電機(jī)啟停實驗
5、電機(jī)正反轉(zhuǎn)實驗
6、直線運(yùn)動實驗（含位置檢測）
7、圓周運(yùn)動實驗（含位置檢測）
8、雙軸位置控制
9、三軸位置控制
10、多軸位置控制
