一、概述

電工電子PLC實(shí)訓(xùn)臺(tái)是PLC可編程控制器及微機(jī)接口及微機(jī)應(yīng)用綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)備。做到一機(jī)多用、資源共享、便于管理。這一嶄新的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了專業(yè)基礎(chǔ)課（模擬、數(shù)字電路）、專業(yè)課(微機(jī)原理)、課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)(微機(jī)應(yīng)用)的三合一，真正做到了一機(jī)多用，大大節(jié)省實(shí)驗(yàn)室，節(jié)省管理人員，節(jié)省資金。配合本設(shè)備，我們特為教師提供了微機(jī)原理課、微機(jī)應(yīng)用課的教師實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，書(shū)中對(duì)這部分實(shí)驗(yàn)都寫(xiě)有實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)電路以及匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言的參考程序清單(提供程序軟盤(pán))，供教師參考，減輕了教師備課和輔導(dǎo)實(shí)驗(yàn)的工作量。該設(shè)備是學(xué)校一步到位，上規(guī)模、上檔次的理想選擇。

PLC部分模擬實(shí)際工業(yè)控制過(guò)程中典型的控制對(duì)象，它形象生動(dòng)的演示了PLC的整個(gè)執(zhí)行過(guò)程。能夠形象生動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)驗(yàn)證自己編寫(xiě)程序的正確性，掌握PLC的實(shí)際應(yīng)用，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)PLC的學(xué)習(xí)興趣。產(chǎn)品采用掛箱式，便于實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目擴(kuò)展和用戶第二次開(kāi)發(fā)。全套裝置設(shè)計(jì)合理、功能強(qiáng)大、操作簡(jiǎn)單方便，對(duì)學(xué)生理解和掌握可編程控制器的控制原理和操作方法。加快學(xué)習(xí)PLC的編程方法。都具有極大的幫助。

二、電工電子PLC實(shí)訓(xùn)臺(tái)系統(tǒng)構(gòu)成

1、PLC可編程控制器實(shí)驗(yàn)臺(tái)（演示屏與控制箱構(gòu)成）
2、PLC可編程控制器實(shí)驗(yàn)演示裝置
3、PLC可編程控制器操作桌
4、編程應(yīng)用軟件
5、仿真教學(xué)軟件

6、PLC及轉(zhuǎn)接通訊電纜

7、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)?zāi)K

三、PLC可編程控制器實(shí)驗(yàn)臺(tái)控制箱技術(shù)指標(biāo)

1、電源
1.1電源輸入:工作電壓220V±5%(50Hz)，輸入時(shí)指示燈亮。
1.2電源輸出：有保險(xiǎn)絲和漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)二級(jí)保護(hù)功能。輸出交流220V工作電壓有高精度電流表與電壓表指示

A組:直流電壓+5V/3A輸出，有高精度直流電壓表指示電壓輸出，過(guò)流自動(dòng)保護(hù)功能。

B組:直流電壓24V/2A輸出，有高精度直流電壓表指示電壓輸出，過(guò)流自動(dòng)保護(hù)功能。

C組:低壓直流穩(wěn)壓電源，電壓+12V/-12V輸出，電流2A。

D組:0-30V直流穩(wěn)壓電源，內(nèi)置式繼電器自動(dòng)換檔，多圈電位器連續(xù)調(diào)壓，輸出電流2A，具有預(yù)設(shè)式限流保護(hù)功能。

E組:恒流源，提供0-20mA恒流源
F組:單相市電輸出，供用戶自備儀器使用。
四、PLC可編程控制器主機(jī)掛箱功能、特點(diǎn)

◆PLC主機(jī)：輸入：24點(diǎn)輸出24點(diǎn)(可選擇)
◆型號(hào)：三菱FX3U-48MR（也可選擇西門(mén)子、歐姆龍，價(jià)格另議）
◆輸出電壓：直流24V，電壓表指示
◆利用應(yīng)用軟件編程
◆電源輸入：交流220V，50Hz
1）功能包括

2）PLC主機(jī)的輸入輸出端口均已引到面板上。輸入可以接模擬輸入開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)或光電開(kāi)關(guān)等。輸出可以接面板上的指示燈、數(shù)碼管和繼電器、直流電機(jī)和蜂鳴器，還可以與演示裝置相連接，可應(yīng)用實(shí)際的工業(yè)控制。
3）PLC主機(jī)一般采用日本原裝的三菱系列主機(jī)。如用戶要求時(shí)也可配備其他型號(hào)主機(jī)。
4）實(shí)驗(yàn)臺(tái)本身帶有24V2A的電源。可以直接用于輸出負(fù)載或與演示裝置接口或與其它對(duì)應(yīng)裝置相連。

五、實(shí)驗(yàn)桌：鋁木結(jié)構(gòu)，采用特制模具制作的優(yōu)質(zhì)鋁合金做框架，鋁合金表面經(jīng)氧化處理，經(jīng)久耐用，美觀大方，符合現(xiàn)代審美觀，桌面為防火、防水、耐磨高密度板，桌子下部配置儲(chǔ)存柜及電腦主機(jī)柜。

六、PLC可編程控制器實(shí)驗(yàn)演示掛箱

該裝置是為了配合PLC可編程控制器實(shí)驗(yàn)臺(tái)使用而設(shè)計(jì)的外接演示裝置。它由LED發(fā)光二極管、大型LED數(shù)碼管、直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)用其他外圍電路模擬實(shí)際工業(yè)控制過(guò)程中的狀態(tài)，它形象生動(dòng)的演示了PLC的整個(gè)執(zhí)行過(guò)程。通過(guò)該裝置，可以鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，能夠形象生動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)驗(yàn)證自己編寫(xiě)程序的正確性，掌握PLC的實(shí)際應(yīng)用，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)PLC的學(xué)習(xí)興趣。演示掛箱后蓋由鋁合金注塑而成，箱體結(jié)構(gòu)合理，工藝*，美觀大方。該裝置在演示屏上位置可任意移動(dòng)、互換。

該裝置是為了配合PLC可編程控制器實(shí)驗(yàn)臺(tái)使用而設(shè)計(jì)的外接演示裝置。它由LED發(fā)光二極管、大型LED數(shù)碼管、直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)用其他外圍電路模擬實(shí)際工業(yè)控制過(guò)程中的狀態(tài)，它形象生動(dòng)的演示了PLC的整個(gè)執(zhí)行過(guò)程。通過(guò)該裝置，可以鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，能夠形象生動(dòng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)驗(yàn)證自己編寫(xiě)程序的正確性，掌握PLC的實(shí)際應(yīng)用，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)PLC的學(xué)習(xí)興趣。演示掛箱后蓋由鋁合金注塑而成，箱體結(jié)構(gòu)合理，工藝*，美觀大方。該裝置在演示屏上位置可任意移動(dòng)、互換。

演示裝置上對(duì)PLC的輸入輸出均采用24V電源，5V電源供執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的外圍使用，每套演示裝置主要由六塊實(shí)驗(yàn)掛箱組成六個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，它們的型號(hào)分別為：

功能單元一：水塔水位模擬控制

功能單元二：裝配流水線模擬控制

功能單元三：自動(dòng)送料車(chē)與傳送模擬控制

功能單元四：十字路口交通燈模擬控制

功能單元五：音樂(lè)噴泉模擬控制

功能單元六：自動(dòng)送料車(chē)與傳送模擬控制

七、單片機(jī)控制

1、主要技術(shù)特點(diǎn)

1.1.一個(gè)實(shí)驗(yàn)主機(jī)底板，可以配51、AVR、PIC、MSP430、ARM、STM32等多種CPU核心板（根據(jù)客戶需求配置），從而實(shí)現(xiàn)對(duì)各種CPU芯片的支持?jǐn)U展，最終實(shí)現(xiàn)支持常見(jiàn)主流MCU達(dá)幾十種之多。出廠標(biāo)配STC90c516核心板。

1.2.功能模塊獨(dú)立

根據(jù)我們多年來(lái)的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，和取聽(tīng)廣大用戶的建議，此款開(kāi)發(fā)板采用最新理念——各

功能模塊獨(dú)立，互不干擾，減小初學(xué)者編程誤區(qū)。板載豐富的實(shí)驗(yàn)硬件資源和接口，并對(duì)外全部開(kāi)放I/O口，既可簡(jiǎn)單的使用短路帽進(jìn)行默認(rèn)的資源連接（方便初學(xué)者直接使用），也可以取下短路帽后采用杜邦線連接單片機(jī)的任意I/O口線，輕松搭建自己的電路。

1.3.配合本公司精心編寫(xiě)的大量C語(yǔ)言實(shí)驗(yàn)例程，可使用戶快速掌握單片機(jī)原理及其實(shí)用接口技術(shù)。同時(shí)可加強(qiáng)初學(xué)者對(duì)主板硬件電路的認(rèn)識(shí)，盡快熟悉硬件電路。因?yàn)楦鞴δ苣K均獨(dú)立設(shè)計(jì)，可以直接用各種單片機(jī)，無(wú)需再做第二次投資。

1.4.單片機(jī)實(shí)驗(yàn)中有些實(shí)驗(yàn)（D/A轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)、定時(shí)器實(shí)驗(yàn)等）需要觀察輸出信號(hào)的波形，本實(shí)驗(yàn)箱可以選配雙通道虛擬示波器（實(shí)驗(yàn)室如果有獨(dú)立示波器的話，可以不配），可以測(cè)量各種模擬信號(hào)，并可以保存波型文件，圖片文件，方便插入在教學(xué)課件中。

1.5.下面詳細(xì)硬件配置里的全部硬件都集成在一個(gè)主板上，穩(wěn)定可靠，方便操作，同時(shí)也方便實(shí)驗(yàn)室的管理。

2、詳細(xì)硬件配置

2.1.實(shí)驗(yàn)箱底板

2.1.1單色流水燈模塊：8個(gè)高亮綠色LED燈，用于流水燈實(shí)驗(yàn)。

2.1.2雙色流水燈模塊：6個(gè)高亮直插LED燈，紅黃綠三種顏色，用于交通燈實(shí)驗(yàn)。

2.1.3雙色LED燈模塊：紅綠雙色直插LED燈，用于簡(jiǎn)易邏輯筆設(shè)計(jì)。

2.1.4 8位數(shù)碼管模塊：2個(gè)四位一體共陽(yáng)極數(shù)碼管，2個(gè)74HC595驅(qū)動(dòng)芯片，用于時(shí)鐘顯示實(shí)驗(yàn)。

2.1.5 1位數(shù)碼管模塊：1個(gè)8段數(shù)碼管，共陽(yáng)極，0.56英寸，用于數(shù)碼管認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)。

2.1.6 紅綠雙色點(diǎn)陣模塊：3個(gè)74HC595驅(qū)動(dòng)芯片，一個(gè)紅綠雙色點(diǎn)陣顯示屏，用于字符和中文的LED顯示。

2.1.7 LCD1602液晶屏模塊：標(biāo)準(zhǔn)LCD1602液晶屏接口，1個(gè)帶背光的LCD1602液晶屏，用于字符液晶顯示實(shí)驗(yàn)。

2.1.8 8個(gè)獨(dú)立按鍵：8個(gè)獨(dú)立按鍵，帶上拉電阻。

2.1.9 4X4矩陣鍵盤(pán)：4行4列矩陣鍵盤(pán)，共16個(gè)按鍵，帶上拉電阻。

2.1.10五向搖桿：一個(gè)五向搖桿，具有上、下、左、右、中五個(gè)方向。

2.1.11蜂鳴器模塊：無(wú)源蜂鳴器

2.1.12DS1302時(shí)鐘模塊：DS1302芯片，模塊帶后背電池座。

3.傳感器模塊

3.1兩路DS18B20模塊：兩路DS18B20溫度傳感器接口。

3.2光敏傳感器模塊：集成LM393比較器，基準(zhǔn)電壓可調(diào)電阻、模擬量輸出接口、數(shù)字量輸出接口、模擬量指示LED燈，支持光敏二極管、光敏電阻等光電開(kāi)關(guān)器件。

3.3火焰?zhèn)鞲衅髂K：集成LM393比較器，基準(zhǔn)電壓可調(diào)電阻、模擬量輸出接口、數(shù)字量輸出接口、模擬量指示LED燈，支持火焰?zhèn)鞲衅鳌?/span>

3.4霍爾傳感器模塊：集成LM393比較器，基準(zhǔn)電壓可調(diào)電阻、模擬量輸出接口、數(shù)字量輸出接口、模擬量指示LED燈，支持霍爾傳感器。

4.電器控制模塊

4.1 1路直流電機(jī)接口：ULN2003驅(qū)動(dòng)芯片。一路可調(diào)速、可調(diào)向雙功能電機(jī)接口。

4.2 1路步進(jìn)電機(jī)接口：ULN2003驅(qū)動(dòng)芯片。標(biāo)準(zhǔn)5線4相步進(jìn)電機(jī)接口。

4.3 2路繼電器：ULN2003驅(qū)動(dòng)芯片。兩個(gè)5V繼電器，兩個(gè)3P接線端子。

5.數(shù)據(jù)傳輸、存儲(chǔ)模塊

5.1 2路串口：SP3232芯片，+3.0v-+5V工作電壓，公頭串口座一個(gè)，母頭串口座一個(gè)，狀態(tài)指示燈4個(gè)。

5.2 AT24C02存儲(chǔ)模塊：AT24C02芯片。

5.3 模擬量輸入模塊：0V-5V輸入可調(diào)，0R-10K電阻值可調(diào)。

5.4串轉(zhuǎn)并模塊：74HC164芯片。

5.5并轉(zhuǎn)串模塊：74HC165芯片。

5.6 SD卡模塊：標(biāo)準(zhǔn)SD卡卡槽，SPI控制，4-bit傳輸模式。

5.7 MAX485模塊：MAX485芯片，1組2P接線端子輸出，1組插針輸出。

5.8紅外發(fā)射模塊：紅外發(fā)射二極管。

5.9紅外接收模塊：HX838紅外一體化接收頭。

5.10 PCF8591AD/DA模塊：PCF8591芯片，4路模擬量輸入，1路模擬量輸出，IIC通信。

5.11鎖存器模塊：74HC573鎖存芯片，兼容標(biāo)準(zhǔn)CMOS。

5.12三八譯碼器：74LS138芯片，TTL電平。

5.13核心板擴(kuò)展接口：接口插座20P兩排，IO擴(kuò)展插針20P兩排。

6.電源模塊

6.1 3V3電源電路：LM1117-3V3穩(wěn)壓芯片。

6.2 1V8電源模塊：LM1117-1V8穩(wěn)壓芯片。

6.3電源引出：GND/5V/3V3/1V8電源各一組，每組6路引出。

6.4自恢復(fù)保險(xiǎn)絲：斷開(kāi)電流300ma。

6.5模塊名稱：USB接口，miniUSB,A型母頭，D+，D-。

7.標(biāo)配51CPU模塊

7.1配在線下載CPU芯片STC90系列1片。

7.2自帶在線下載電路。

8.機(jī)箱

8.1堅(jiān)固型鋁合金框架，厚實(shí)的ABS塑料包角，參考外形尺寸460×380×120mm

8.2有70mm×350mm的零配件存放區(qū)。

9.軟件

9.1集成多種單片機(jī)兼容的通用KEIL軟件環(huán)境，支持匯編和C語(yǔ)言的編程、編譯、鏈接和源程序級(jí)調(diào)試和在線下載。

9.2在線下載軟件：STC_ISP_V479。

9.3 C語(yǔ)言編程單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)例程。

八、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

（一）、PLC可編程控制器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)：
1.與、或、非邏輯功能實(shí)驗(yàn)

2.定時(shí)器、計(jì)數(shù)器功能實(shí)驗(yàn)
3.跳轉(zhuǎn)、分支功能實(shí)驗(yàn)

4.移位寄存器實(shí)驗(yàn)
5.數(shù)據(jù)處理功能實(shí)驗(yàn)

6.微分、位操作實(shí)驗(yàn)
7.水塔水位模擬控制
8.裝配流水線模擬控制
9.十字路口交通燈模擬控制

10.音樂(lè)噴泉模擬控制
11.自動(dòng)送料車(chē)與傳送模擬控制

12.變頻器的通訊控制

13.變頻器的參數(shù)設(shè)置

14.變頻器的面板啟動(dòng)

15.變頻器的外部端子控制

16.變頻器的模擬量控制

（二）、微機(jī)接口及微機(jī)應(yīng)用
1.基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)

1)跑馬燈、流水燈實(shí)驗(yàn)

2)彩色流水燈、交通燈實(shí)驗(yàn)

3)紅、綠兩種顏色顯示。

4)電子鐘顯示、數(shù)碼管多位顯示、74HC595驅(qū)動(dòng)等實(shí)驗(yàn)。

5)1位數(shù)碼管顯示實(shí)驗(yàn)。

6)雙色點(diǎn)陣屏顯示實(shí)驗(yàn)，滾動(dòng)、靜態(tài)顯示字符、漢字符號(hào)等。

7)LCD1602液晶屏顯示實(shí)驗(yàn)，可以顯示字符、數(shù)字等。

8)按鍵控制、外部中斷等實(shí)驗(yàn)。

9)矩陣鍵盤(pán)實(shí)驗(yàn)，可用作控制、教學(xué)實(shí)驗(yàn)等

10)游戲控制桿、實(shí)現(xiàn)獨(dú)立按鍵等功能。

11)音樂(lè)播放、報(bào)警提示等。

12)電子表、萬(wàn)年歷實(shí)驗(yàn)。

2.傳感器實(shí)驗(yàn)

1)溫度測(cè)量。

2)光電開(kāi)關(guān)實(shí)驗(yàn)。

3)火災(zāi)報(bào)警、火焰檢測(cè)等實(shí)驗(yàn)。

4)測(cè)速、電磁檢測(cè)等實(shí)驗(yàn)。

3.電器控制實(shí)驗(yàn)

1)直流電機(jī)調(diào)速、調(diào)向的驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)。

2)步進(jìn)電機(jī)調(diào)速、調(diào)向、調(diào)角度的驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)。

3)繼電器控制實(shí)驗(yàn)。

4.數(shù)據(jù)傳輸、存儲(chǔ)模塊功能。

1)串口通信，TTL轉(zhuǎn)RS-232實(shí)驗(yàn)。

2)外部存儲(chǔ)、IIC總線學(xué)習(xí)。

3)串行轉(zhuǎn)并行實(shí)驗(yàn)，可以擴(kuò)展IO。

4)并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)串行的實(shí)驗(yàn)。

5)SD卡的讀寫(xiě)、文件系統(tǒng)的學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)。

6)配合多組485模塊，可以進(jìn)行485通訊實(shí)驗(yàn)。

7)發(fā)射不同載波頻率的紅外信號(hào)實(shí)驗(yàn)。

8)紅外接收解碼實(shí)驗(yàn)。

9)AD/DA兩種轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)。

10)8位數(shù)據(jù)鎖存實(shí)驗(yàn)，可以做CPU與外圍模塊的驅(qū)動(dòng)、緩沖模塊。

11)IO擴(kuò)展，學(xué)習(xí)譯碼實(shí)驗(yàn)。