1.3 Обзор лабораторных стендов для изучения АЦП

Лабораторный стенд ЭСАиВТ-НР. Учебный лабораторный стенд предназначен для проведения лабораторных работ по курсу "Электроника" в средних специальных и высших учебных заведениях [7].

Рисунок 1.9 - Структурная схема двухтактного АЦП

Стенд позволяет проводить следующие лабораторные работы:

Исследование схемы дифференциатора на ОУ.

Исследование генератора линейно изменяющегося напряжения.

Исследование компаратора:

исследование схемы компаратора на ОУ. Исследование триггера Шмидта на ОУ.

Исследование генераторов:

исследование схемы RC-генератора на биполярном транзисторе.

Исследование схемы RC-автогенератора на ОУ с мостом Вина с АРУ и без АРУ.

Исследование мультивибратора на ОУ:

исследование схемы JK-триггера на логических элементах.

Исследование схем регистров в интегральном исполнении.

Исследование счетчиков и дешифраторов:

исследование схем счетчиков в интегральном исполнении.

Исследование схем дешифраторов в интегральном исполнении.

Исследование схемы ЦАП с матрицей резисторов.

Исследование схемы АЦП последовательного приближения.

Исследование микропроцессора (Изучение архитектуры, программирование с ПК, работа со светодиодной четырёхразрядной индикацией, работа в качестве таймера, совместная работа с ПЛИС и т.д.).

Лабораторный стенд ТПЖ-010-6ЛР-01. Комплекс предназначен для проведения лабораторных работ по курсам «Теплотехника», «Техническая термодинамика», «Гидравлика теплообменных аппаратов» в вузах и средних специальных заведениях. Обеспечивает изучение и исследование процессов теплообмена при движении жидкости в различных системах, измерение параметров жидкости.

Стенд выполнен в виде единой рамной конструкции, объединенной с лабораторным столом. На стенде установлены два бака из коррозионно стойких материалов. Емкость баков: горячего контура десять литров, холодного контура 60 литров. Жидкость в систему холодного и горячего контура стенда подается из баков двумя насосами циркуляционного типа. Подача каждого насоса, не менее, 25 л/мин при отсутствии давления на выходе, максимальный напор четыре м. Система является автономной и не требует подключения внешнего источника воды и канализации [7].

Измерения осуществляются комплектом датчиков, смонтированных на исследуемых элементах. Измерения осуществляются датчиками давления и температуры с вторичными преобразователями. Диапазон измерения датчиков: избыточное давление, не менее 40 кПа; диапазон измерения температуры 0...100 °С. Датчики подключены к цифровым индикаторам и плате АЦП.

Измерение расхода жидкости осуществляется расходомерами. Стенд оснащен двумя расходомерами холодного и горячего контура с диапазоном измеряемого расхода до 25 л/мин, имеющими импульсный выходной сигнал для подключения цифрового индикатора и платы АЦП [8].

Все приборы смонтированы на панели стенда и позволяют осуществлять их коммутацию для проведения соответствующей лабораторной работы.

Лабораторный стенд СУ-МК-51. Учебный стенд СУ-МК предназначен для изучения устройства микроконтроллеров семейства MCS-51, современной элементной базы, входящей в состав типичных устройств, базирующихся на применении микропроцессорной техники. Стенд позволяет исследовать законченные устройства на базе микропроцессоров, решать специфичные задачи по управлению объектами, сбору, хранению и обработке информации.

Рисунок 1.10 - Учебный стенд СУ-МК-51

Стенд предназначен для использования в составе компьютерных классов. Загрузка пользовательской программы, переключение режим работы стенда осуществляется по интерфейсу RS232 с персонального компьютера. Неотъемлемой частью учебного стенда СУ-МК является программа-загрузчик, предназначенная для записи пользовательской программы в стенд. Учебный стенд комплектуется полным техническим описанием и набором методических указаний к лабораторным работам.

Описание прибора

Стенд представляет собой готовое к использованию устройство, в состав которого входят:

дискретные переключатели (10 переключателей);

дискретные светодиодные индикаторы (10 светодиодов);

динамический семисегментный индикатор (восемь символов);

жидкокристаллический матричный индикатор (две строки по 16 символов);

клавиатура (12 клавиш);

цифроаналоговый преобразователь;

аналого-цифровой преобразователь (три канала);

порт ввода-вывода (КР580ВВ55);

последовательный порт RS232;

энергонезависимая память для хранения данных;

шина I2C.

Все перечисленные устройства являются программно-доступными для пользователя.

Стенд предназначен для использования в составе компьютерных классов. Загрузка пользовательской программы, переключение режима работы стенда осуществляется по интерфейсу RS232 с персонального компьютера.

Неотъемлемой частью учебного стенда СУ-МК является программа-загрузчик, предназначенная для записи пользовательской программы в стенд.

Учебный стенд комплектуется полным техническим описанием и набором методических указаний к лабораторным работам. Методические указания ориентированы на использование интегрированной среды ProView фирмы Franclin Software Inc., позволяющей разрабатывать программы на языке ассемблера и на языке высокого уровня C (си), с возможностью отладки в режиме симулятора [8].

Стенд оснащен:

имитаторами аналоговых сигналов для исследования работы АЦП;

индикатором уровня аналогового сигнала для исследования работы ЦАП;

разъемом расширения для подключения внешних устройств;

Работа стенда осуществляется в двух режимах:

режим загрузки программы пользователя;

режим выполнения программы пользователя.

Универсальный лабораторный стенд ME-UNI-DS6 для изучения микроконтроллеров. ME-UNI-DS6 - универсальная отладочная плата компании mikroElektronika для изучения микроконтроллеров PIC, AVR, 8051, ARM, PSoCи dsPIC. Плата включает универсальное посадочное место, в которое может быть установлена одна из плат специализации (mikroBoard).

Плата оснащена большим количеством разнообразных устройств, ввода и вывода информации и гибкой системой их коммутации с платой специализации. В качестве устройства ввода предусмотрены кнопки, подключаемые ко всем линиям портов микроконтроллеров, двенадцатиразрядный АЦП, температурный датчик, накопитель MMC/SD. Для отображения данных на плате имеются светодиоды на всех линиях портов микроконтроллера, а также предусмотрены посадочные места со штыревыми разъемами для установки алфавитно-цифрового и графического ЖКИ дисплеев. Для двунаправленного обмена установлены два USB-UART моста. Все линии портов микроконтроллера выведены на 11 штыревых разъемов 2?5. К этим разъемам возможно подключение более 120-ти внешних плат (ACCESSORY BOARDS), использование которых расширяет номенклатуру изучаемых периферийных устройств. Программатор на данной плате не установлен. Он предусмотрен на каждой из плат специализации.

Отличительные особенности:

посадочное место для установки плат расширения;

12-разрядный четырехканальный АЦП MPC3204;

два моста USB-UART;

температурный датчик DS18S20;

держатель карт памяти MMC/SD;

место под установку ЖКИ 2?16 знаков;

место под установку графического ЖКИ 128?64 точек;

регулятор контрастности GLCD;

контроллер сенсорного экрана;

пьезоизлучатель;

последовательная EEPROM 24LC01;

разъем USB 2.0;

светодиоды и кнопки подключены ко всем линиям портов микроконтроллера;

одиннадцать штыревых разъемов 2?5 для подключения плат расширения (ACCESSORYBOARDS);

стабилизатор напряжения (Uвх = + 9 В…+ 32 В) с разъемом для подключения внешнего источника питания.

Платы специализации:

ME-mikroBoard for PIC40-pin, установлен микроконтроллер Microchip PIC16F887.

ME-mikroBoard for PIC80-pin, установлен микроконтроллер Microchip P18F8520.

ME-mikroBoard for AVR with ATmega128 - установлен микроконтроллер Atmel ATMEGA128.

ME-mikroBoard for PSoC - установлена БИС типа «система на кристалле» (PSoC) CY8C27643 фирмы Cypress Semiconductor.

ME-mikroBoard for 8051 40-pin - установлен микроконтроллер Atmel AT89S8253.

ME-mikroBoard for ARM 64-pin - установлен микроконтроллер NXP LPC2148.

ME-mikroBoard for ARM 144-pin - установлен микроконтроллер NXP LPC2214.

ME-mikroBoard for dsPIC - установлен сигнальный процессор Microchip dsPIC30F6014A.

Учебный лабораторный стенд LESO1 на микроконтроллера ADuC842. Микропроцессорный стенд LESO1 - готовый учебный лабораторный стенд, предназначенный для изучения микроконтроллеров. Стенд разработан для освоения студентами архитектуры микроконтроллеров семейства MCS-51, а также методов разработки микропроцессорных систем различного назначения.

Особенности микропроцессорного стенда LESO1:

Программирование осуществляется через порт USB.

Не требуется дополнительно источника питания.

Простота реализации и программирования (все периферийные устройства подключены непосредственно к микроконтроллеру).

Взаимодействие лабораторного стенда с персональным компьютером осуществляется в программной среде LabVIEW.

Учебный лабораторный стенд LESO1 построен на базе микроконтроллера ADuC842 фирмы Analog Devices. Микроконтроллер содержит 12-разрядные прецизионные АЦП и ЦАП, встроенный высокоскоростной МК с FLASH-ЭРПЗУ на 62 КБ.

Учебный лабораторный стенд на микроконтроллере LESO1 содержит следующую периферию:

жидкокристаллический символьный индикатор 8?2;

матричную клавиатуру 4?3;

часы реального времени PCF8583;

излучатель звука;

датчик температуры DS18B20;

инфракрасный фотоприемник TSOP1736;

четыре красных светодиода;

микросхему преобразования интерфейсов фирмы FTDI.

Для загрузки исполняемого кода во внутреннюю память микропроцессора и взаимодействия лабораторного стенда с ПК разработана программа nwFlash.

Программа nwFlash позволяет:

выполнять сброс микроконтроллера (Reset);

загружать во FLASH-память микроконтроллера пользовательскую программу;

принимать и отправлять данные в текстовом и шестнадцатеричном виде по интерфейсу UART (режим терминала).

Главное меню позволяет производить операции со стендом, а также настраивать параметры терминала. Окно терминала служит для отображения данных, посылаемых микроконтроллером по интерфейсу UART, а также для отправки пользовательских данных (от компьютера микроконтроллеру) по этому же интерфейсу. В окне состояния отображаются результаты всех проведённых операций для контроля.