一、概述
该实验系统要求采用CPU板+底板+外设模块化架构,具有GUI人机操作界面,通过连线完成实验;CPU板也可以直接与外设模块相连,既能满足日常教学同时用于学生课程设计与毕业设计。
二、主要组成
2.1 底板
1、底板尺寸:300*350
2、电压表功能:测量范围电压≤20V,最小电压≥50mV,测量档位自动调节,无需人工干预,根据合适的目标电压来自动切换合适档位。
3、电源功能:
1)固定输出3.3V;输出电流:1.5A,并可设置电压实时输出显示,电流实时输出显示,输出提供5组插针方式和橡胶插头方式连接;
2)固定输出5V:输出电流:2A,超过2A并带有保护断电功能,需断开连接的所有5V即可恢复,并可设置电压实时输出显示,电流实时输出显示,输出提供5组插针方式和橡胶插头方式连接;
3)可调电压输出:调节电压范围0.8~10V,理论电流可达3A,带有超负载断电保护功能,采用数字编码器调节,调节细分可达20mV, 并可设置电压实时输出显示,电流实时输出显示,输出提供5组插针方式和橡胶插头方式连接;
4)液晶屏
尺寸:54*86mm;分辨率为480*320,65535真彩;电阻式触摸屏,精准定位;液晶屏背光灯可通过PWM来控制亮度,供电电压3.3V。
5)电机
直流电机包含一个霍尔传感器测量转速
6)提供CPU、扩展模块相关接口
2.2 CPU板
1) 尺寸:132mm x 90mm x14mm;
2) 可采用工程塑料模具进行保护(可选);
3) 基于ARM内核的Cortex-M4处理器;
4) 板载两组电容式方向圆盘式4按键,具有震动体感反馈
5) 显示屏采用65535真彩240x320的显示屏;
6) 板载具有TYPE-C转串口模块;
7) MII高速接口以太网10/100M:自适应以太网口;
8) 2路16bit或12bit可选的DAC模拟信号输出,时钟速率达50MHz
9) 1路14bit-ADC模拟信号采集.取样率:2MSPS
10) 静态存储SRAM芯片IS61WV512,512Kx16bit/1MB。
11) 通用GPIO-60:所有复用第二功能引脚均引出
12) 一旦实验箱坠落,CPU板自动断电保护
2.3 扩展模块(可选)
表1拨码开关及继电器模块
名称 | 拨码开关模块 | 继电器模块 |
型号 | JC-PM1 | JC-PM6 |
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参数 | 1.尺寸:20*33(mm) 2.LED灯:每个引脚对应一个指示灯,低电平有效
| 1.尺寸:20*33(mm) 2.光耦隔离继电器,3pin连接端子 3.实验资源:配合口袋机使用,可以控制*开断式、强电等控制,包括电灯、电机等大电流设备 |
表2红外测距及温度传感模块
名称 | 红外测距传感器模块 | 温度传感器模块 |
型号 | JC-PM39 | JC-PM40 |
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参数 | 1.尺寸:20*33(mm) 2.测量距离为10~80cm 允许角度:>40° 3.刷新频率/周期:25Hz/40ms
| 1.尺寸:20*33(mm) 2.电源电压范围:2.8V~5.5V 3.温度范围:-55℃~+125℃ |
表3 WIFI扩展及nRF24L01无线模块
名称 | WIFI扩展模块 | nRF24L01无线模块 |
型号 | JC-PM10 | JC-PM11 |
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参数 | 1.尺寸:20*33(mm) 2.ESP8266低功耗无线模块 3.实验资源:配合口袋机使用,可以连接外网实验、做AP、做服务器和客户端等很多实验
| 1.尺寸:20*33(mm) 2.芯片:ISM 频段的2.4GHz~2.5GHz单片无线收发器芯片 3.实验资源:配合口袋机使用,在无线通讯、智能家居、无线控制等实验 |
表4电容触摸按键及蓝牙模块
名称 | 电容触摸按键模块 | 蓝牙模块 |
型号 | JC-PM14 | JC-PM18 |
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参数 | 1.尺寸:20*33(mm) 2.电容式触摸按键,支持2路开关量,一路即插即用、一路需要自己编程实现按键功能 3.实验资源:配合口袋机使用,可以做输入实验等 | 1.尺寸:20*33(mm) 2.采用CC2540作为蓝牙主体,支持接口有UART、ADC和通用GPIO等,预留烧写编程接口。 3.实验资源:配合口袋机使用,可做蓝牙通信实验 |
表5人体红外热释电及超声波模块
名称 | 人体红外热释电传感器模块 | 超声波传感器模块 |
型号 | JC-PM37 | JC-PM38 |
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参数 | 1.尺寸:20*33(mm) 2.采用进口LHI778探头设计,灵敏度高,可靠性强,当有人进入其感应范围则输入高电平,人离开感应范围则自动延时关闭高电平,感应范围7米以内。 | 1.尺寸:20*33(mm) 2.感应角度:不大于15度 3.工作频率:40kHz 4.测量距离:2cm~2m |
表6红外测距及温度传感模块
名称 | 红外测距模块 | 温度模块 |
型号 | JC-PM39 | JC-PM40 |
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参数 | 1.尺寸:20*33(mm) 2.测量距离:10~80cm 3.允许角度:>40° 4.刷新频率/周期:25Hz/40ms. 5.电压输出范围:0.4~3.2V | 1.尺寸:20*33(mm) 2.电源电压范围:2.8V~5.5V 3.温度范围:-55℃~+125℃ |
表7光敏电阻及可燃气体模块
名称 | 光敏电阻模块 | 可燃气体模块 |
型号 | JC-PM41 | JC-PM44 |
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参数 | 1.尺寸:20*33(mm) 2.光敏电阻: 10kΩ 3.亮电阻:1kΩ 4.连接方式:光敏电阻与普通电阻串联 | 1.尺寸:20*33(mm) 2.灵敏度:R0(air)/RS1000ppmC4H10)>5 3.加热功率:约750mW 4.响应时间:<10S 5.回复时间:<30S |
表8力敏及声音模块
名称 | 力敏模块 | 声音模块 |
型号 | JC-PM45 | JC-PM46 |
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参数 | 1.尺寸:20*33(mm) 2.压力测量范围:0g-10kg 3.无压力时:>1MΩ 4.负荷时:2.5KΩ 5.感应区域:0.25cm² | 1.尺寸:20*33(mm) 2.采用驻极体传感器 3.检测声音范围:0~50dB
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表9光敏管及温湿度模块
名称 | 光敏二/三极管模块 | 温湿度传感器模块 |
型号 | JC-PM47 | JC-PM48 |
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参数 | 1.尺寸:20*33(mm) 2.光敏二极管BPW24R,感应电流45~60uA,反应时间:7ns,光谱带宽范围:600~105 3.光敏三极管SD5443,电流:Iceo﹤50uA,光电流:Icmax﹥1mA 频率响应≤40KHZ | 1.尺寸:20*33(mm) 2.湿度测量范围:20%~95%RH 3.精度:+5%RH 4.温度测量范围:0~50℃ 5.精度:±2℃ |
表10电机驱动及交通灯模块
名称 | 电机驱动模块 | 交通灯模块 |
型号 | JC-PM5 | JC-PM7 |
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参数 | 1. 尺寸:20*33(mm) 2. 驱动芯片 ULN2003 3. 相关实验:口袋机实验的基本实验平台,可实现步进电机控制实验和直流电机驱动与测速实验 | 1. 尺寸:20*33(mm) 2. 12颗高亮LED模拟交通灯,6路控制线,5V供电,自带驱动管,高电平点亮 3. 相关实验:配合口袋机使用,模拟交通灯的实现 |
三、例程
1、交通灯实验
2、示波器实验
3、音乐播放器实验
4、录音机实验
5、继电器实验
6、外部内存实验
7、文件系统实验
8、USB读卡器实验
9、USB OTG实验
10、SD卡实验
11、TFT液晶屏实验
12、LCD1602实验
13、直流电机实验
14、步进电机实验
15、数码管实验
16、点阵屏实验
17、射频2.4G NRF24L01无线实验
18、Zigbee实验
19、Wifi实验
20、蓝牙实验
21、百兆以太网实验
(1)Server(服务器)实验
(2)Client(客户端)实验
22、矩阵键盘实验