專利名稱：傳感運(yùn)動(dòng)控制實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于微控制器與傳感器相結(jié)合技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種傳感運(yùn)動(dòng)控制實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。
背景技術(shù)：
微控制器(MCU又稱單片機(jī))，是二十世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)的科學(xué)技術(shù)，具有集成度高、功能多、運(yùn)算速度快和可靠性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防、通信、網(wǎng)絡(luò)和家用電器等行業(yè)，80年代國(guó)際上興起傳感器與微控制器相結(jié)合技術(shù)熱潮，自動(dòng)化發(fā)展進(jìn)入微控制器與傳感器相結(jié)合技術(shù)的新階段，我國(guó)許多大專院校開(kāi)設(shè)了微控制器與傳感器技術(shù)相結(jié)合的課程，也有越來(lái)越多的科技人員進(jìn)行微控制器與傳感器相結(jié)合技術(shù)研發(fā)工作。 微控制器與傳感器相結(jié)合技術(shù)的課程理論性強(qiáng)比較抽象，需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)，但是目前授課較缺乏實(shí)訓(xùn)范例和實(shí)驗(yàn)設(shè)備；同時(shí)微控制器的品種多，傳感器又需要嵌入微控制器技術(shù)之中才能發(fā)揮功效，目前科技人員研發(fā)微控制器與傳感器相結(jié)合應(yīng)用技術(shù)也缺乏組合的模塊和進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)的平臺(tái)，給大專院校教學(xué)和科技人員研發(fā)工作造成困難和障礙，為解決上述困難和障礙是本實(shí)用新型發(fā)明的目的。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是由9個(gè)模塊、1塊底板和1輛動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)小車構(gòu)成傳感運(yùn)動(dòng)控制實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，其特征是設(shè)計(jì)電路制作印刷線路板裝配微控制器或傳感器和電子元件制成9個(gè)模塊，計(jì)核心模塊(1) LCD液晶顯示模塊⑵電機(jī)模塊(3)輸入輸出模塊⑷ AD/DA模塊(5)鍵盤(pán)顯示模塊(6)語(yǔ)音模塊(7)超聲波模塊(8) SPK/PS2/REALY模塊(9)。 在底板上設(shè)計(jì)電路制作印刷線路，裝配18個(gè)25X2排針制成9個(gè)模塊安裝區(qū)，每個(gè)模塊安裝區(qū)有上下兩個(gè)排針，下排針左第1針是負(fù)電極、第2針是正電極、供DC5V電，9個(gè)模塊安裝區(qū)位置可以任意調(diào)換插接9個(gè)模塊。動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)小車是由電動(dòng)小車和驅(qū)動(dòng)控制板組成，電動(dòng)小車上的兩個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)左右履帶，驅(qū)動(dòng)控制板采用雙低平H橋式電路制作印刷線路。9個(gè)模塊插接在底板上可以單獨(dú)應(yīng)用或幾個(gè)模塊組合進(jìn)行靜態(tài)實(shí)驗(yàn)；也可以將核心模塊單獨(dú)安裝在動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)小車上與驅(qū)動(dòng)控制板組合控制小車按程序運(yùn)動(dòng)，還可以將核心模塊和另外8個(gè)模塊中的一塊或幾塊安裝在小車上與驅(qū)動(dòng)控制板共同組合進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)。9個(gè)模塊、底板和動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)小車均裝有排針座、排針或接口弓I出其資源供其它用項(xiàng)使用。本實(shí)用新型還采取了如下技術(shù)措施1、將核心模塊AT89S52芯片I/O引腳全部引出，采用IC獨(dú)立控制的方式用排線連接，使傳感器嵌入核心模塊發(fā)揮微控制器與傳感器相結(jié)合技術(shù)的功效、可與其它8個(gè)模塊自由組合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，提高了硬件與軟件相結(jié)合的靈活性，可避免硬件束縛軟件的情形。2、模塊與底板連接和固定采用排針座與排針相插接方法，即每個(gè)模塊制作成同一大小尺寸、上下各安裝1個(gè)25X2的排針座，底板上按模塊排針座的間距尺寸安裝18個(gè) 25X2排針制成9個(gè)模塊安裝區(qū)，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(gè)模塊提供DC5V電，配置一個(gè)電源。4、動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)小車驅(qū)動(dòng)控制板不僅控制小車自身運(yùn)功而且要與模塊組合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)， 因此要在驅(qū)動(dòng)控制板上設(shè)置核心模塊和另外一個(gè)模塊的位置并能固定，如果使用另外2個(gè)或3個(gè)模塊組合要在已固定的另外第一個(gè)模塊的位置向上搭建另外第2個(gè)或3個(gè)模塊；在驅(qū)動(dòng)控制板上還要安裝連接模塊和供電用的排針。本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果本實(shí)用新型適應(yīng)現(xiàn)代微控制器與傳感器相結(jié)合技術(shù)發(fā)展的需要，解決了大專院校授課目前缺乏實(shí)訓(xùn)范例及實(shí)驗(yàn)設(shè)備并解決了科技工作者進(jìn)行研發(fā)工作缺乏微控制器與傳感器相結(jié)合技術(shù)組合的模塊和動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)設(shè)施的困難和障礙，提供用9個(gè)模塊、1個(gè)底板和1 輛動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)小車構(gòu)成的傳感運(yùn)動(dòng)控制實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。9個(gè)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(fā)的新模塊準(zhǔn)備了插接更換的位置，9個(gè)模塊插接在底板上只用一個(gè)電源供電，每個(gè)模塊可以單獨(dú)應(yīng)用也可以幾個(gè)模塊組合進(jìn)行靜態(tài)實(shí)驗(yàn)，還可以安裝在小車上進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的項(xiàng)目20多種計(jì)LED流水燈、鍵盤(pán)顯示、串口通訊、RS485接口、10位A/D、D/A、8位七段數(shù)碼管顯示、蜂鳴器、串行IXD 液晶屏顯示、并行LCD液晶屏顯示、語(yǔ)音錄放、直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)和車報(bào)警等實(shí)驗(yàn)。9個(gè)模塊、底板和動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)小車均用排針座、排針或接口引出其資源供其它用項(xiàng)使用。是一種體積小、多功能、高效率、方便攜帶和節(jié)能低碳的微控制器與傳感器相結(jié)合應(yīng)用技術(shù)的新產(chǎn)品。

圖1是傳感運(yùn)動(dòng)控制實(shí)訓(xùn)平臺(tái)整體結(jié)構(gòu)圖。圖2是本實(shí)用新型9個(gè)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(jī)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(pán)顯示模塊印刷電路板圖。[0019]圖9是語(yǔ)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(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)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(jī)模塊4、輸入輸出模塊5、AD/DA模塊 6、鍵盤(pán)顯示模塊7、語(yǔ)音模塊8、超聲波模塊9、SPK/PS2/REALY模塊10、動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)小車11、底板12、平臺(tái)下盒底13、平臺(tái)上盒蓋
具體實(shí)施方式
為了進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的內(nèi)容、特點(diǎn)和功效并配合附圖說(shuō)明如下[0026]1、圖1是本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)圖，圖2是9個(gè)模塊在底板盤(pán)面插接和動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)小車車位圖，整機(jī)裝配在一個(gè)長(zhǎng)420mm、寬320mm、高125mm的機(jī)箱內(nèi)，機(jī)箱上蓋高55mm蓋內(nèi)有兜袋可放置連線和下載線等，機(jī)箱下底高70mm靠左安裝底板、底板與9個(gè)模塊插接、底板下安裝電源，靠右放置動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)小車。2、圖3圖4圖5圖6圖7圖8圖9圖10圖11是9個(gè)模塊的印刷電路板圖，9個(gè)模塊統(tǒng)一尺寸長(zhǎng)85mm、寬80mm，每個(gè)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(gè)直徑3mm的圓孔、獨(dú)立供電開(kāi)關(guān)和指示燈。圖3核心模塊采用AT89S52芯片， 使用40P萬(wàn)能鎖緊插座，便利更換芯片，板上有ISP下載接口，I/O接口全部以排針形式引出，采用LM2575穩(wěn)壓芯片。圖4IXD液晶顯示模塊采用0CMJ4X8C-15液晶顯示屏，模塊有串行、并行兩種接線方式。圖5電機(jī)模塊采用L298電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片可控制直流電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)。圖6輸入輸出模塊采用RS232、RS485通信接口、10位LED發(fā)光二極管和10位撥碼開(kāi)關(guān)，可完成串行通信、232-485接口通信轉(zhuǎn)換、輸入輸出組合完成二進(jìn)制和十進(jìn)制的實(shí)驗(yàn)。圖 7AD/DA模塊采用10位8路的串行的DA TLC5615和10位11路A/D TLC1543芯片。圖8鍵盤(pán)顯示模塊采用4X4矩陣鍵盤(pán)及8位LED是數(shù)碼管顯示，驅(qū)動(dòng)電路采用74HC373芯片。圖 9語(yǔ)音模塊采用ISD1730語(yǔ)音錄放芯片，內(nèi)存255段，用獨(dú)立按鍵與SPI接口兩種工作方式， 有反復(fù)語(yǔ)音錄放功能。圖10超聲波模塊采用超聲波傳感器，可進(jìn)行物體距離的測(cè)量，通過(guò) LED數(shù)碼管或IXD液晶屏顯示。圖11SPK/PS2/REALY模塊有PS2接口，可進(jìn)行電腦鍵盤(pán)、音樂(lè)和警報(bào)器實(shí)驗(yàn)、1路繼電器輸出可控制外部電路實(shí)驗(yàn)。3、圖12是底板印刷電路板長(zhǎng)300mm、寬275mm按模塊統(tǒng)一尺寸在底板上安裝18個(gè) 25X2排針構(gòu)成9個(gè)模塊安裝區(qū)即圖2上的1至9號(hào)圖位，底板裝有防插反電路，配套多種 CPU并將資源引出供使用。4、動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)小車長(zhǎng)220mm、寬110mm、高60mm.，圖13是動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)小車驅(qū)動(dòng)控制板印刷線路板長(zhǎng)230mm、寬125mm由SS8550三極管、SS8050三極管、9013三極管、2. 7ΚΩ電阻和330 Ω電阻各4只組成雙低平H橋式電路。用4根直徑5mm的六角銅螺柱將小車與驅(qū)動(dòng)控制板固定，小車驅(qū)動(dòng)控制板上有8個(gè)直徑5mm的銅螺柱，后4個(gè)銅螺柱固定核心模塊，前 4個(gè)銅螺柱固定另外8個(gè)模塊中的1個(gè)模塊，如果使用另外2個(gè)或3個(gè)模塊，在固定另外第 1個(gè)模塊的位置向上用銅螺柱搭建另外第2個(gè)或3個(gè)模塊。
權(quán)利要求1.一種傳感運(yùn)動(dòng)控制實(shí)訓(xùn)平臺(tái)由9個(gè)模塊、底板和動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)小車構(gòu)成，其特征是9個(gè)模塊制成同一尺寸印刷線路板、每個(gè)模塊安裝兩個(gè)25 X 2排針座，底板內(nèi)置印刷線路給9個(gè)模塊供電，安裝18個(gè)25 X 2排針形成9個(gè)模塊安裝區(qū)，底板排針與模塊排針座插接，每個(gè)模塊可獨(dú)立使用也可幾個(gè)模塊組合應(yīng)用，能進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)20多種，9個(gè)模塊、底板和動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)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(jī)裝在長(zhǎng)420mmX 寬320mm X高125mm的機(jī)箱內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感運(yùn)動(dòng)控制實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，其特征是9個(gè)模塊計(jì)核心模塊、 LCD液晶顯示模塊、電機(jī)模塊、輸入輸出模塊、AD/DA模塊、鍵盤(pán)顯示模塊、語(yǔ)音模塊、超聲波模塊和SPK/PS2/REALY模塊，制成同一尺寸印刷線路板長(zhǎng)85mmX寬80mm，每個(gè)模塊安裝兩個(gè)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(gè)直徑3mm的圓孔、獨(dú)立供電開(kāi)關(guān)和指示燈。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感運(yùn)動(dòng)控制實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，其特征是底板長(zhǎng)300mmX寬275mm 內(nèi)置印刷線路，按模塊尺寸在底板上安裝18個(gè)25X2排針構(gòu)成9個(gè)模塊安裝區(qū)，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(jù)權(quán)利要求1所述的傳感運(yùn)動(dòng)控制實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，其特征是動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)小車驅(qū)動(dòng)控制板長(zhǎng)230mmX寬125mm，采用雙低平H橋式電路制成印刷線路板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感運(yùn)動(dòng)控制實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，其特征是整機(jī)裝在長(zhǎng)420mmX寬 320mmX高130mm的手提便攜箱內(nèi)。
專利摘要一種傳感運(yùn)動(dòng)控制實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，由9個(gè)模塊、底板和動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)小車構(gòu)成，整機(jī)裝在420mm×320mm×125mm機(jī)箱內(nèi)。9個(gè)模塊同一尺寸即核心模塊、LCD液晶顯示模塊、電機(jī)模塊、輸入輸出模塊、AD/DA模塊、鍵盤(pán)顯示模塊、語(yǔ)音模塊、超聲波模塊、SPK/PS2/REALY模塊，每個(gè)模塊安裝兩個(gè)25×2排針座。底板內(nèi)置印刷線路給9個(gè)模塊供電、安裝18個(gè)25×2排針形成9個(gè)模塊安裝區(qū)，底板排針與模塊排針座插接。每個(gè)模塊可獨(dú)立用也可幾個(gè)模塊組合用，能進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)20多種，9個(gè)模塊、底板和動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)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(shí)用新型是一種體積小、多功能、高效率和節(jié)能低碳的微控制器與傳感器相結(jié)合應(yīng)用技術(shù)的新產(chǎn)品。
文檔編號(hào)G09B25/02GK202183199SQ20112028647
公開(kāi)日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2011年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月9日
發(fā)明者宋立軍, 宋耀宗 申請(qǐng)人:天津芯慧鴻業(yè)科技發(fā)展有限公司