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自动化专业综合实验平台的设计

李超  
【摘要】:针对本校自动化及相关专业的实验室现状,结合主干课程教学内容,自主研究设计了一种自动化专业综合创新实验教学平台。该平台面向多种实际工业对象,基于单片机、ARM、DSP等多种处理器,实现温度、压力以及转速的测量与控制,同时集成了七段数码管、LED灯、按键输入、触摸屏、LED点阵、D/A输出、智能化以及总线接口等丰富的功能模块,即可完成基础性的实验,也可开发综合性、设计性和创新性实验,满足不同层次学生的主干课程的实验要求。 本文主要围绕自动化专业相关课程教学要求和实验目的,设计了涵盖本专业大部分课程实验的综合实验平台,完成了主要实验的对象分析、硬件设计、软件设计以及控制算法的研究。实验平台目前使用的微处理器有单片机STC89C52、ARM7系列S3C4480和DSP TMS320LF2407,传感器有:温度传感器有K型热电偶、AD590、Pt100和数字温度传感器DS18B20;测量转速的光电型旋转编码器;测量压力的称重传感器,实验平台按照模块化设计思想将多种传感器的测量电路、信号调理电路、控制电路以及各种接口电路分成一个个电路模块。各种电路模块都有相应输入输出接口,通过跳接线实现模块之间的连接搭配,组成综合实验系统,同时又保证了一些模块可多次使用的功能,如基于仪表放大器的AD623放大电路模块,基于运算放大器的电压跟随和有源滤波电路模块等。实验结果可以在中显公司的带触摸屏的VTK系列智能型显示器上,或者通过串口送到上位机在LabVIEW设计的交互界面上显示。 综合实验平台软件部分有下位机软件和上位机软件组成,同样采用模块化的程序设计方法。各个实验系统下位机的程序设计思路大同小异,都主要包括主程序、检测以及输入显示等子程序模块。下位机采集的数据通过串口通信将送至上位机,上位机主要完成人机交互界面的设计,在人机交互界面上实现数据或命令的输入、显示、存储以及控制等功能。 自动化专业综合实验平台目前已交学校验收,已有两届学生在实验平台上完成《传感与检测技术》课程实验,其它课程实验正在逐渐开放,并对学生依附本实验平台的毕业设计、课外创新设计等提供了方便。


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