一、產(chǎn)品概述

近年來，隨著《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》、《中國制造2025》、《關(guān)于積極推進(jìn)“物聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)的指導(dǎo)意見》等國家戰(zhàn)略指導(dǎo)意見的出臺，計(jì)算機(jī)技術(shù)及集成電路技術(shù)的發(fā)展，智能傳感器與微控制器日漸普及，技術(shù)日漸成熟，應(yīng)用日漸廣泛，其在電子信息、網(wǎng)絡(luò)通信、工控技術(shù)、醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、技術(shù)等領(lǐng)域也發(fā)揮著越來越重要的作用。GLCG-XS-2300型智能傳感器實(shí)驗(yàn)箱充分考慮到教學(xué)需求，采用核心板+底板的方式，限度的配備了各種常用接口，并配備了傳感器應(yīng)用擴(kuò)展接口。

二、產(chǎn)品配備

1、本智能傳感器實(shí)驗(yàn)箱采用Cortex-M4的核心作為實(shí)驗(yàn)平臺主控制器，支持STC51系列控制器擴(kuò)展模塊；

2、配備4寸、分辨率800*480的電容觸摸屏做為顯示與操控終端；

3、具備 10M/100M以太網(wǎng)接口，可擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)。配備1路RS232接口、1路RS485接口、1路 CAN2.0 總線接口；

4、配備無線網(wǎng)絡(luò)模組接口，配備 Wi-Fi,藍(lán)牙，ZigBee 通信模塊；

5、接口資源包含：USB 轉(zhuǎn)串調(diào)試接口、1個(gè)13pin 傳感器接口、1路2*7擴(kuò)展IO接口、1個(gè)可調(diào)電壓輸出接口、1個(gè)可控電流輸出接口、1個(gè)電流測量接口、一組±12V對外供電接口、一組±5V對外供電接口、無線網(wǎng)絡(luò)模組仿真器調(diào)試接口；

6、主板資源：

（1）具有兩路DCDC電路和三路LDO電路，底板，傳感器板和核心板分別獨(dú)立供電。

（2）板載聲光報(bào)警器。

（3）板載4*4工業(yè)矩陣按鍵和數(shù)碼管。

（4）傳感器板磁吸座和2*9的傳感器接線口。

（5）1個(gè)2*7的2.54mm擴(kuò)展IO接口。

（6）搭配4.3寸LCD屏，帶電容觸摸屏。

（7）以太網(wǎng)接口。

（8）2*6的2.54mm無線網(wǎng)絡(luò)模組程序下載接口。

（9）USB轉(zhuǎn)串口調(diào)試接口。

（10）啟動(dòng)模式配置撥鍵開關(guān)。

（11）串口RS232(使用DB9母頭)。

（12）1路RS485。

（13）1路CAN2.0總線接口。

（14）2個(gè)獨(dú)立按鍵。

（15）TF卡接口及存儲卡。

（16）電路板鎖。

（17）RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘后背電池座，配帶電池。

（18）無線網(wǎng)絡(luò)模組接口以及對應(yīng)下載口和調(diào)試接口。

（19）復(fù)位按鍵。

（20）0-40V自適應(yīng)電壓測量接口。

（21）1-9.9V可控電壓輸出接口。

（22）4-20ma可控電流輸出接口。

（23）0-1500ma電流測量接口。

（24）具有±12V和±5V電壓接口。

（25）傳感器板和底板連接方式有兩種，既可以通過香蕉線連接，也可以通過2*10的連接線直接連接。

（26）板載13pin擴(kuò)展插槽，可插接溫濕度、直流風(fēng)扇、光強(qiáng)、光電傳感、火焰、可燃?xì)狻㈦娢黄?、蜂鳴器、繼電器、觸摸、人體紅外，超聲波測距等傳感器。

7、傳感器實(shí)驗(yàn)裝置：

（1）自動(dòng)測速傳感裝置：

傳感器實(shí)驗(yàn)裝置與底板采用磁吸固定，方便快速更換。主要由電機(jī)驅(qū)動(dòng)、轉(zhuǎn)速測量和自檢三個(gè)部分組成。PCB板上印有原理框圖，具有2*10 排線接口，關(guān)鍵信號測試環(huán)6個(gè)。單片機(jī)通過輸出 PWM信號驅(qū)動(dòng)微型高速直流電機(jī)旋轉(zhuǎn)，光電檢測則將轉(zhuǎn)速信號輸出到單片機(jī)，單片機(jī)經(jīng)過處理和計(jì)算可以得到單機(jī)的轉(zhuǎn)速，同時(shí)在也可用PID使速度形成閉環(huán)。自檢電路則通過單片機(jī)發(fā)出一段固定頻率的 PWM 經(jīng)過光電檢測輸后經(jīng)單片機(jī)計(jì)算，若為此頻率即自檢成功，否則自檢失敗。

（2）智能光照測量傳感裝置：

傳感器實(shí)驗(yàn)裝置與底板采用磁吸固定，方便快速更換。主要由恒流驅(qū)動(dòng)、發(fā)光、測光和電流轉(zhuǎn)電壓電路組成。RGB燈光作為光源，驅(qū)動(dòng)電路采用電流控制，具有暗室，PCB上印有形象的原理框圖，具有 2*10 排線接口，關(guān)鍵信號含有測試環(huán)15個(gè)。恒流驅(qū)動(dòng)電路可以將單片機(jī)的電壓信號轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的電流信號，這樣可以使燈的發(fā)光更加的穩(wěn)定。發(fā)光部分則采用了一顆 RGB燈，分別獨(dú)立驅(qū)動(dòng)三種顏色的燈光，可以組合形成各種顏色的光。測光部分采用的是硅光電池，當(dāng)有一定強(qiáng)度的光照時(shí)可以輸出電流信號，經(jīng)過運(yùn)放大轉(zhuǎn)換成電壓可以使單片機(jī)檢測到。在本裝置中同時(shí)配有暗室，可以有效的隔絕2062外界光線，使干擾降到。

（3）智能測溫傳感器：

傳感器實(shí)驗(yàn)裝置與底板采用磁吸固定，方便快速更換。主要由加熱，散熱，保護(hù)和溫度檢測放大輸出等部分組成。具有加熱和散熱裝置，具有高溫自動(dòng)保護(hù)功能，配有自檢電路，PCB 上印有形象的原理框圖，具有2*10排線接口，關(guān)鍵信號測試環(huán)12個(gè)。加熱使用半導(dǎo)體制冷片，通電后加熱快。同時(shí)配有散熱片和風(fēng)扇，停止加熱后散熱也很快，可以有效的節(jié)省實(shí)驗(yàn)時(shí)間。當(dāng)溫度超過一定值時(shí)，電路自動(dòng)進(jìn)入保護(hù)模式，停止加熱可以有效的防止學(xué)生燙傷。測溫采用 PT100 經(jīng)測溫電橋后放大信號最終輸出。單片機(jī)將采集的電壓信號，經(jīng)過計(jì)算后可以得出此時(shí) PT100的電阻值，最終查表可以得到此刻的溫度值。

（4）智能傳感器實(shí)驗(yàn)箱應(yīng)用擴(kuò)展板：

配置接口兼容的13pin傳感器模塊，帶電橋電路的電子秤應(yīng)變傳感器，霍爾傳感器、電渦流傳感器，直流風(fēng)扇、繼電器、蜂鳴器、溫濕度、光強(qiáng)測量、觸摸、光電感應(yīng)、火焰、可燃?xì)?、人體紅外、超聲波測距等。

三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

（一）自動(dòng)測速傳感裝置實(shí)驗(yàn)

編寫單片機(jī)程序，采集轉(zhuǎn)速信號，通過圖形方式顯示到液晶屏。并可以通過電容觸摸屏交互，控制電機(jī)，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。

（1）電機(jī)驅(qū)動(dòng)

（2）轉(zhuǎn)速測量

（3）自動(dòng)測速傳感裝置自檢功能

（4）PID轉(zhuǎn)速控制

（二）智能光照測量傳感裝置實(shí)驗(yàn)

編寫單片機(jī)程序，采集光照強(qiáng)度信號，通過圖形方式顯示到液晶屏。并可以通過電容觸摸屏交互，控制 RGB燈，調(diào)節(jié)光強(qiáng)。

（1）電壓轉(zhuǎn)恒流，并驅(qū)動(dòng)發(fā)光實(shí)驗(yàn)

（2）RGB三色光實(shí)驗(yàn)

（3）運(yùn)放實(shí)驗(yàn)

（4）電壓檢測實(shí)驗(yàn)

（三）智能測溫傳感裝置實(shí)驗(yàn)

編寫單片機(jī)程序，采集溫度信號，通過圖形方式顯示到液晶屏。并可以通過電容觸摸屏交互，控制加熱片，調(diào)節(jié)溫度。

（1）半導(dǎo)體制冷片加熱實(shí)驗(yàn)

（2）風(fēng)扇散熱實(shí)驗(yàn)

（3）PT100溫度信號放大、采集實(shí)驗(yàn)

（4）閉環(huán)溫控實(shí)驗(yàn)

（四）傳感器應(yīng)用擴(kuò)展板

帶電橋電路的電子秤應(yīng)變傳感器，霍爾傳感器、電渦流傳感器，直流風(fēng)扇、繼電器、蜂鳴器控制實(shí)驗(yàn)；溫濕度、光強(qiáng)測量實(shí)驗(yàn)；觸摸、光電感應(yīng)實(shí)驗(yàn)；火焰和可燃?xì)鈭?bào)警實(shí)驗(yàn)；人體紅外實(shí)驗(yàn)等。

（1）直流風(fēng)扇

（2）繼電器

（3）蜂鳴器

（4）溫濕度

（5）光強(qiáng)測量

（6）觸摸

（7）光電感應(yīng)

（8）火焰

（9）可燃?xì)?/span>

（10）人體紅外

（11）超聲波測距

（12）電位器

（五）語音交互實(shí)驗(yàn)：

（1）人工智能語音交互功能

（2）可以實(shí)現(xiàn)語音查詢傳感器數(shù)值

（3）語音控制

（六）Cortex-M4 部分：

（1）RealView MDK 簡介

（2）安裝及使用

（3）STM32CUBEMX簡介

（4）安裝及使用

（5）跑馬燈實(shí)驗(yàn)

（6）聲光報(bào)警器實(shí)驗(yàn)

（7）按鍵中斷實(shí)驗(yàn)

（8）UART 串口1 數(shù)據(jù)收發(fā)實(shí)驗(yàn)

（9）SysTick 系統(tǒng)滴答實(shí)驗(yàn)

（10）按鍵掃描數(shù)碼管顯示實(shí)驗(yàn)

（11）ADC 模數(shù)轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)

（12）DAC 數(shù)模轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)

（13）CAN 環(huán)回模式實(shí)驗(yàn)

（14）RTC實(shí)時(shí)時(shí)鐘實(shí)驗(yàn)

（15）讀寫NOR FLASH實(shí)驗(yàn)

（16）NAND Flash訪問實(shí)驗(yàn)

（17）SD卡FATFS 文件系統(tǒng)訪問實(shí)驗(yàn)

（18）TCPIP 網(wǎng)絡(luò)組件Lwip 之Ping 實(shí)驗(yàn)

（19）LCD屏顯示實(shí)驗(yàn)

（20）LCD屏觸摸實(shí)驗(yàn)