专利名称：现代传感器技术与单片机应用实训平台的制作方法
技术领域：
本实用新型属于传感器及单片机应用技术领域，特别涉及一种现代传感器技术与单片机应用实训平台。
背景技术：
目前公知的传感器与单片机应用技术的实验设备，是将一种传感器与一种单片机 和一个电源组合成为单一功能的实验设备,如一种超声波传感器与一种单片机和一个电源组合成为超声波传感器实验设备。这种单一功能的实验设备虽然能够满足一种实验的需要，但是大专院校传感器与单片机应用技术的课程实验项目达数十种，当前大专院校教学大纲规定传感器与单片机应用技术的课程实验有10多种，需要很多台实验设备才能满足需要，同时大专院校讲授传感器与单片机应用技术课程、学员实训和工程技术人员设计研发需要多种传感器与单片机应用技术组合套件，给传感器与单片机应用技术教学实验、实训和设计研发造成困难和障碍。为满足教学课程实验和解决授课、实训和设计研发需要组合套件的困难和障碍，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将10种传感器、一组单片机和一组电源设计电路并制成10个模块，即级联通信模块、人机交互模块、电源模块、嵌入式单片机模块、光电传感器模块(含光电调理电路)、应变片传感器模(含应变调理电路)块、电涡流传感器模块(含湿度传感器电路)、温度传感器模块(含电压放大器和气敏传感器电路)、单总线传感器模块(含超声波和集成电流传感器电路)和移相器模块(含相敏检波器、低流滤波器和振荡器电路)。10个模块制作印刷电路板，正面作盘面安装在铁盒上，盘面上安装传感器、单片机和电子元器件并配画电路原理图，能直观传感器调理电路接线方式，如放大、滤波、线性化补偿电路。其特征是框架固定在桌体上，框架居中位置固定安装级联通信模块，人机交互模块、嵌入式单片机模块、电源模块、光电传感器模块、应变片传感器模块、电涡流传感器模块、温度传感器模块、单总线传感器模块和移相器模块装在薄铁板制成的铁盒上，9个铁盒背面四角安装四个圆片形强力磁铁，吸挂在级联通信模块的上下空当位置，桌面右侧放置计算机的键盘和显示器，下边是带抽屉的两联柜，右柜放置计算机主机。本实用新型还采取了如下技术措施(I)级联通信模块通过FPGA与嵌入式单片机模块组合，进行智能系统免连写结构重组，即在原有固定连写不变的状态下，改变原有电路的连接方式形成一套新的连接系统，通过双切换按键完成19种功能的实验。(2)嵌入式单片机模块盘面上安装2组双排50P插座与2组双排50P插针连接，还装有4X4矩阵键盘、4位8段数码管、一路RS232串型数据接口、128X64点阵液晶屏接口和4. 3寸TFT真彩触摸屏。AT89S52单片机编程接口，可进行芯片的在线编程烧写，4. 3寸TFT真彩触摸屏能完成传感器的多项被控实验和终端控制设备实验，还能直接观看各实验的目的、实验原理和实验步骤。(3)人机交互模块可将输出的电信号进行转换和处理感应被测量的变化，与嵌入式单片机模块组合用印刷电路面接线或手工接线重组两种实验方式，把传感器采集的信息数据用人际交互模块直接表现出来。(4)电源模块设计了电源保护和漏电保护电路，避免实验过程中因接线连错、发生短路和安全问题。(5) 10个模块均能与计算机连接进行在线仿真、调试、编程和信息数据存储。本实用新型具有的优点和积极效果本实用新型运用级联通信和人机交互技术，将10种传感器、一组单片机和一组电源组成现代传感器技术与单片机应用实训平台，解决了目前传感器与单片机应用技术实验设备单一功能的缺陷，扩大了实验功能的容量较好地满足了大专院校传感器与单片机应用技术课程授课、实验、实训和工程技术人员设计研发需要多种组合套件的困难和障碍。传感器模块盘面上配画了电路原理图，能直观传感器调理电路接线方式，能用印刷电路面接线和手工接线两种方式进行19种实验。9个模块都能单独使用也可以几个模块组合应用，模块铁盒背面有磁铁根据需要在框架空当内随意吸挂摆放，给发展创造新模块的摆放预留了空间。配置的计算机可进行在线仿真、调试、编程和信息数据存储。本实用新型是传感器与单片机应用技术领域的一台多功能、多用途的新技术产品。
图I是本实用新型整体结构图。图2是磁铁磁力吸挂装置示意图。图3是电源模块盘面图。图4是嵌入式单片机模块盘面图。图5是人机交互模块盘面图。图6是光电传感器模块含光电调理电路盘面图。图7是应变片传感器模块含应变调理电路盘面图。图8是电涡流传感器模块含湿度传感器电路盘面图。图9是温度传感器模块含电压放大器和气敏传感器电路盘面图。图10是单总线传感器模块含超声波和集成电流传感器电路盘面图。图11是移相器模块含相敏检波器、低流滤波器和振荡器电路盘面图。图12是级联通信模块盘面图。图中标记1、桌体2、框架3、电源模块4、嵌入式单片机模块5、人机交互模块6、光电传感器模块7、应变片传感器模块8、电涡流传感器模块9、温度传感器模块10、单总线传感器模块11、移相器模块12、级联通信模块13、模块铁盒背面4个圆片形强力磁铁14、固定在框架上的两根条形铁板。
具体实施方式
为了进一步了解实用新型的内容特点和功效，结合附图说明如下(一)图I是本实用新型整体结构桌体(标记I)长1200mm宽700mm高800mm,框架(标记2)采用30mmX 60mm招合金型材,框架长1210mm高800mm厚IOOmm,用螺栓牢固地
安装在桌面上。(二)图2是磁铁磁力吸挂装置，具体是级联通信模块(标记12)装在用薄铁板制成铁盒上安装在框架居中位置，框架上下两个空当横向安装两根厚3mm宽40mm的条形铁板，两根条形铁板的间距为260mm。电源模块(标记3)、嵌入式单片机模块(标记4)、人机交互模块(标记5)、光电传感器模块(标记6)、应变片传感器模块(标记7)、电润流传感器模块(标记8)、温度传感器模块(标记9)、单总线传感器模块(标记10)和移相器模块(标记11)安装在用薄铁板制成的铁盒上，铁盒背面四角安装四个直径IOmm厚3-5mm圆片形强力磁铁，9个铁盒模块吸挂在框架的条形铁板上。(三)图3是电源模块盘面长420_宽300_，由一组±5V可调电源、一组±12V电源、一组0-30V电源、2路漏电保护器、翘板带灯式总开关、运行指示灯、电压数显表、频率数显表和一个70X 140_万用表组成，电源模块铁盒长440_高320_厚52_。 (四)图4是嵌入式单片机模块盘面长200mm宽300mm，由AT89S52单片机、10PISP下载接口、一个复位按键、2组50P双排座、4X 8C蓝色液晶屏、4X 4矩阵键盘、4位8段数码管、RS232串口、2组50P双排针、一组40P双排座组成，嵌入式单片机模块铁盒长220mm高320mm 厚 52mm。(五)图5是人机交互模块盘面长200mm宽300mm，由一路步进电机、一路直流电机、一路可调电位器、一路电子蜂鸣器、一路继电器、一组串型数模转换电路和8路输入输出组成，人机交互模块铁盒长220mm高320mm厚52mm。(六)图6、7、8、9、10和11是六个传感器模块盘面，S卩图6光电传感器模块(含光电调理模块)、图7应变片传感器模块(含应变调理模块)、图8电涡流传感器模块(含湿度传感器模块)、图9温度传感器模块(含电压放大器和气敏传感器模块)、图10单总线传感器模块(含超声波和集成电流传感器模块)和图11移相器模块(含相敏检波器、低流滤波器和振荡器模块)，六个传感器模块盘面同一尺寸长200mm宽300mm，六个传感器模块铁盒同一尺寸长220_、高320_、厚52_。(七)图12是级联通信模块盘面长1130mm宽140mm，由一个较大规模可编程集成电路板，与五组40P共200个全开放式I/O输入输出接口和五组四路共20组电源输入输出接口组成，级联通信模块铁盒长1150_、高320_、厚52_。
权利要求1.现代传感器技术与单片机应用实训平台，是将10种传感器、一组单片机和一组电源设计电路并制成10个模块，即级联通信模块、人机交互模块、电源模块、嵌入式单片机模块、光电传感器模块、应变片传感器模块、电涡流传感器模块、温度传感器模块、单总线传感器模块和移相器模块，10个模块制作印刷电路板，正面作盘面安装在铁盒上，盘面上安装传感器、单片机和电子元器件并配画电路原理图，其特征是框架固定在桌体上，框架居中位置固定安装级联通信模块，人机交互模块、嵌入式单片机模块、电源模块、光电传感器模块、应变片传感器模块、电涡流传感器模块、温度传感器模块、单总线传感器模块和移相器模块装在薄铁板制成的铁盒上，9个铁盒背面四角安装四个圆片形强力磁铁，吸挂在级联通信模块的上下空当位置，桌面右侧放置计算机的键盘和显示器，下边是带抽屉的两联柜，右柜放置计算机主机。
2.根据权利要求I所述的现代传感器技术与单片机应用实训平台，其特征是级联通信模块盘面长1130mm、宽140mm.,电源模块盘面长420mm、宽300mm,人机交互模块、嵌入式单片机模块、光电传感器模块、应变片传感器模块、电涡流传感器模块、温度传感器模块、单总线传感器模块和移相器模块盘面同一尺寸长200mm、宽300mm。
3.根据权利要求I所述的现代传感器技术与单片机应用实训平台，其特征是人机交互模块、嵌入式单片机模块、电源模块、光电传感器模块、应变片传感器模块、电涡流传感器模块、温度传感器模块、单总线传感器模块和移相器模块，9个铁盒背面四角安装四个直径IOmm厚3-5mm圆片形强力磁铁，吸挂在级联通信模块的上下空当位置，电源模块铁盒长440mm、高320mm、厚52mm，人机交互模块、嵌入式单片机模块、光电传感器模块、应变片传感器模块、电涡流传感器模块、温度传感器模块、单总线传感器模块和移相器模块，8个模块铁盒为同一尺寸长220mm、高320mm、厚52mm。
专利摘要现代传感器技术与单片机应用实训平台属于传感器与单片机应用技术领域，是桌体上安装框架，框架中间固定安装级联通信模块，用磁力吸挂人机交互模块、电源模块、嵌入式单片机模块、光电传感器模块(含光电调理电路)、应变片传感器模块(含应变调理电路)、电涡流传感器模块(含湿度传感器电路)、温度传感器模块(含电压放大器和气敏传感器电路)、单总线传感器模块(含超声波和集成电流传感器电路)和移相器模块(含相敏检波器及低流滤波器和振荡器电路)。模块可单独使用也可组合应用，并可据需要在框架上随意吸挂或更换。能进行19项传感器与单片机应用技术实验和提供多种组合套件，是教学实验实训和技术研发的一种多功能、多用途的新技术产品。
文档编号G09B25/02GK202549157SQ201220044028
公开日2012年11月21日 申请日期2012年2月13日 优先权日2012年2月13日
发明者宋立军, 宋耀宗, 张宪, 王鑫 申请人:天津芯慧鸿业科技发展有限公司