HY-105DS創(chuàng )新型測控技術(shù)綜合實(shí)驗平臺一、概述1．創(chuàng )新型測控技術(shù)綜合實(shí)驗平臺能滿(mǎn)足傳感器與檢測技術(shù)課程群的實(shí)驗需求，并且具有占用空間小、掛箱設計規范、互換性

HY-105DS創(chuàng )新型測控技術(shù)綜合實(shí)驗平臺

一、概述
1．創(chuàng )新型測控技術(shù)綜合實(shí)驗平臺能滿(mǎn)足傳感器與檢測技術(shù)課程群的實(shí)驗需求，并且具有占用空間小、掛箱設計規范、互換性強，從基本實(shí)驗到構成完整系統在一臺實(shí)驗裝置上便可以全部實(shí)現。避免了不同課程需要不同實(shí)驗裝置、占用空間大、難以構成完整系統、不方便實(shí)施綜合性和設計型實(shí)驗的麻煩。
2．能適應不同專(zhuān)業(yè)和不同層次的教學(xué)需要，可按不同需求選擇不同的配置，并可根據用戶(hù)的要求增添實(shí)驗掛箱。
3．實(shí)驗裝置能完成傳感器與檢測技術(shù)相關(guān)課程實(shí)驗，通過(guò)實(shí)驗能掌握各種傳感器原理、信號處理電路及檢測方法。
4．傳感器部分：包括壓力、壓電、應變、電容、霍爾、溫度、光敏、氣敏(酒、C0)、電渦流、光纖位移、長(cháng)光柵位移、差動(dòng)變壓器、光電耦合等各種常見(jiàn)傳感器。
5．檢測部分：利用工業(yè)實(shí)際中廣泛采用的成熟電路完成對各種傳感器信號的拾取、轉換、調理、采樣、存儲、解算、控制及顯示等處理電路，實(shí)驗裝置充分考慮抗干擾及可靠性技術(shù)的應用，學(xué)生可以學(xué)以致用。
6．通過(guò)使用本實(shí)驗平臺，有利于廣大學(xué)生對書(shū)本知識的理解和深化，在完成傳感器與檢測技術(shù)等一系列基本實(shí)驗后，便能掌握傳感器與檢測技術(shù)課程群所要求的基本原理、操作技能和動(dòng)手能力。若再完成一個(gè)或幾個(gè)綜合型實(shí)驗，則對系統有一個(gè)較為全面的認識，形成基本的解決實(shí)踐問(wèn)題的知識體系。如果能進(jìn)一步完成設計型乃至創(chuàng )新型實(shí)驗，則將形成解決實(shí)踐問(wèn)題的能力和積累解決實(shí)踐問(wèn)題的經(jīng)驗，進(jìn)而培養其創(chuàng )新精神和創(chuàng )新能力。

二、特點(diǎn)
1．模塊化設計：采用標準的模塊化設計，增強系統的結構性和互換性。
2．總線(xiàn)標準：建立統一的內總線(xiàn)和接口約定，以實(shí)現最靈活的個(gè)性化配置、擴展和系統管理。
3．可更換的核心系統：為適應不同廠(chǎng)家的處理器、不同種類(lèi)的處理器，通過(guò)改變系統核心卡來(lái)實(shí)現使用不同家族的單片機或者是不同種類(lèi)的處理器(如MCU、DSP、ARM)等來(lái)組成系統。
4．快速連接線(xiàn)設計：提供三種連線(xiàn)方式
①采用金質(zhì)縮緊孔單線(xiàn)接線(xiàn)；
②采用排線(xiàn)集中接線(xiàn)；
③自動(dòng)免連線(xiàn)模式接線(xiàn)。各模塊在設計時(shí)均融入三種連線(xiàn)方式于設計過(guò)程。
5．一機多用：采用實(shí)驗現場(chǎng)與實(shí)驗準備室相結合的設計構思，在實(shí)驗裝置上僅配備最常用的模塊，在實(shí)驗裝置內放置次常用模塊，在實(shí)驗準備室中放置其他模塊。由此實(shí)現了該實(shí)驗裝置能夠實(shí)現一機多用、便于擴展和綜合的目標。
6．接近工程實(shí)際：實(shí)驗裝置上采用多種工業(yè)型傳感器，既可以用來(lái)完成傳感器原理、結構與調理電路的教學(xué)，也可以用解決工業(yè)工程和過(guò)程中的實(shí)際問(wèn)題。
7．學(xué)以致用：構成實(shí)驗裝置中的智能儀器的各模塊，在其設計時(shí)充分體現實(shí)際系統的抗干擾設計技術(shù)和可靠性設計技術(shù)，其核心卡可作為實(shí)際智能儀器的核心單元。實(shí)驗裝置中信號轉換與信號調理電路采用工業(yè)和工程實(shí)際中所采用的成熟電路。實(shí)驗裝置中使用的各種數字信號處理方法，采用典型的也是未來(lái)實(shí)踐系統首選的數字信號處理手段，具有很強的工程實(shí)用特征。
8．持續發(fā)展：結合單片機、嵌入式單片、FPGA／CPLD、DSP及ARM知識可以將檢測系統或智能儀器提高到更高的層次。
9．智能儀器儀表設計：結合工程實(shí)際給出了一個(gè)將常規儀器實(shí)現智能化的實(shí)例。
1 0．虛擬儀器儀表設計：結合數據采集卡設計虛擬儀器儀表。
11．研究與創(chuàng )新能力培養：實(shí)驗裝置中選用的幾項綜合型實(shí)驗，是典型的檢測儀表或工業(yè)應用系統的微型化，既能夠使學(xué)習者領(lǐng)略檢測技術(shù)的典型應用和掌握成熟可靠的檢測系統的設計技術(shù)，又是培養和發(fā)揮學(xué)生創(chuàng )新能力、開(kāi)展創(chuàng )新實(shí)驗的實(shí)驗平臺。
l 2．開(kāi)放式設計：實(shí)驗裝置中的軟、硬件及系統均按照全開(kāi)放的思想進(jìn)行設計，以便于學(xué)生開(kāi)展研究型和創(chuàng )新型的實(shí)驗。
1 3．最小知識單元：為每個(gè)模塊均可拆分到該知識層次的最小知識單元。
三、適用范圍
實(shí)驗臺主要針對高校大學(xué)生課程設計、畢業(yè)設計和電子設計競賽的開(kāi)發(fā)平臺，體現了靈活、開(kāi)放、創(chuàng )新、綜合、跨領(lǐng)域、跨專(zhuān)業(yè)的設計理念。其功能擴展模塊覆蓋了多個(gè)專(zhuān)業(yè)多門(mén)課程，適合電子類(lèi)、通信類(lèi)、自動(dòng)化類(lèi)、計算機類(lèi)、機電類(lèi)、測控儀器類(lèi)等專(zhuān)業(yè)的學(xué)生進(jìn)行綜合、創(chuàng )新設計。
四、結構簡(jiǎn)介
本裝置由控制屏，實(shí)驗桌、活動(dòng)掛箱及擴展模塊、實(shí)驗箱組成。實(shí)驗臺美觀(guān)大方，尺寸可選；活動(dòng)掛箱包括CPU掛箱、接口掛箱、對象掛箱、ARM掛箱、DSP掛箱；其功能擴展模塊覆蓋了多個(gè)專(zhuān)業(yè)多門(mén)課程，包含CPU類(lèi)、通用接口類(lèi)、人機界面類(lèi)、信號變換隔離類(lèi)、通信類(lèi)、執行機構類(lèi)、傳感器類(lèi)共40多項。
五、技術(shù)指標
1．輸入電源：?jiǎn)蜗嗳€(xiàn)220V±10％ 50Hz
2．工作環(huán)境：溫度10℃～+40℃相對濕度<85％(25℃) 海拔<4000m
3．絕緣電阻：大于3MΩ
4．漏電保護：漏電動(dòng)作電流不大于30mmA，動(dòng)作時(shí)間不大于0．1秒
5．裝置容量：<200VA
6．外形足寸：1620mm×680mm×1650mm。

六、實(shí)驗項目
(一)  傳感器實(shí)驗項目
(1)金屬箔式應變片一單臂電橋性能實(shí)驗  
(2)金屬箔式應變片一半橋性能實(shí)驗 
(3)金屬箔式應變片一全橋性能實(shí)驗 
(4)直流全橋的應用一電子秤實(shí)驗   
(5)交流全橋的應用一振動(dòng)測量實(shí)驗 
(6)擴散硅壓阻壓力傳感器差壓測量實(shí)驗
(7)差動(dòng)變壓器的性能實(shí)驗         
(8)激勵頻率對差動(dòng)變壓器特性的影響實(shí)驗
(9)差動(dòng)變壓器零點(diǎn)殘余電壓補償實(shí)驗  
(10)差動(dòng)變壓器的應用一一振動(dòng)測量實(shí)驗 
(11)電容式傳感器的位移特性實(shí)驗
(12)電容傳感器動(dòng)態(tài)特性實(shí)驗    
(13)直流激勵時(shí)霍爾式傳感器的位移特性實(shí)驗
(14)交流激勵時(shí)霍爾式傳感器的位移特性實(shí)驗
(15)霍爾測速實(shí)驗 
(16)霍爾式傳感器振動(dòng)測量實(shí)驗
(17)磁電式轉速傳感器的測速實(shí)驗
(18)壓電式傳感器振動(dòng)實(shí)驗
(19)電渦流傳感器的位移特性實(shí)驗
(20)被測體材質(zhì)、面積大小對電渦流傳感器的特性影響實(shí)驗
(21)光纖傳感器的位移特性實(shí)驗
(22)光電轉速傳感器的轉速測量實(shí)驗
(23)PTl0溫度控制實(shí)驗
(24)集成溫度傳感器AD590的溫度特性驗
(25)鉑電阻溫度特性實(shí)驗
(26)K型熱電偶測溫實(shí)驗
(27)E型熱電偶測溫實(shí)驗
(28)氣敏傳感器實(shí)驗
(29)濕敏傳感器實(shí)驗
(30)轉速控制實(shí)驗
選配模塊實(shí)驗：
（31）光柵尺測量實(shí)驗 
（32）光電編碼器實(shí)驗
（33）環(huán)境噪聲測量實(shí)驗
（34）光照強度測量實(shí)驗
（35）紅外反射式傳感器物件計數實(shí)驗
（36）色標傳感器顏色識別實(shí)驗
(二)單片機實(shí)驗項目
1、MCS-51單片機實(shí)驗項目：
軟件部分實(shí)驗：
1．清零程序
2．拆字程序
3．拼字程序
4．數據區傳送子程序
5．數據排序實(shí)驗
6．查找相同數據個(gè)數
7．無(wú)符號雙字節快速乘法子程序
8．多分支程序
9．多分支程序
10．電腦時(shí)鐘實(shí)驗
硬件部分實(shí)驗：
1．P1口亮燈實(shí)      
2．P1口轉彎燈實(shí)驗
3．P3.3口輸入，P1口輸出實(shí)驗            
4．工業(yè)順序控制實(shí)驗
5．8255 A、B、C口輸出方波實(shí)驗           
6．8255 PA口控制PB口
7．8255控制交通燈                       
8．簡(jiǎn)單I/O擴展實(shí)驗
9．并行ADC 0809轉換實(shí)驗               
10．并行DAC 0832轉換實(shí)驗
11．8279鍵盤(pán)顯示實(shí)驗                   
*12.通用打印機實(shí)驗
13.微型打印機實(shí)驗                       
14.I2C儲存卡讀寫(xiě)實(shí)驗
15.語(yǔ)音芯片ISD173控制實(shí)驗（錄音）      
16.語(yǔ)音芯片ISD1730控制實(shí)驗（放音）
17.繼電器控制實(shí)驗                       
18.步進(jìn)電機控制
19.8253方波實(shí)驗                         
20.小直流電機調速實(shí)驗
21.16*16 LED點(diǎn)陣顯示實(shí)驗    
22.128*64 LCD液晶顯示實(shí)驗
23.8250可編程異步通訊接口實(shí)驗           
24.8251可編程通訊接口實(shí)驗
25.單片機RS232/485串行發(fā)送實(shí)驗         
26.單片機RS232/485串行接收實(shí)驗
27.DS18B20單總線(xiàn)溫度測量實(shí)驗   
28.紅外線(xiàn)遙控收發(fā)實(shí)驗
29.串行A/D TLC549轉換實(shí)驗
30.串行10位D/A TLC5615轉換實(shí)驗
31.PCF8563  I?C日歷時(shí)鐘實(shí)驗
32.MAX813看門(mén)狗實(shí)驗
33.PWM脈寬調制實(shí)驗
34.74LS164串并轉換
35.74LS165并串轉換                      
36.LM331 V/F轉換實(shí)驗
37.AT24C02  I2C總線(xiàn)存儲器讀寫(xiě)實(shí)驗       
38.串行存儲芯片93C46讀寫(xiě)實(shí)驗
39.電子音樂(lè )演奏實(shí)驗                      
40.CAN總線(xiàn)通訊接口實(shí)驗
41.以太網(wǎng)TCP/IP協(xié)議接口實(shí)驗
42.USB2.0通訊接口實(shí)驗
43.LM331 F/V轉換實(shí)驗                    
44.LM331 V/F轉換實(shí)驗
45.AD574 12位并行模數轉換實(shí)驗           
46.TLV5613 12位并行數模轉換實(shí)驗
47.4*4行列式鍵盤(pán)實(shí)驗                    
48.8位靜態(tài)顯示器實(shí)驗
49.8位動(dòng)態(tài)顯示器實(shí)驗                    
50.光耦隔離模塊實(shí)驗
51.模擬十字路口交通燈實(shí)驗
2．嵌入式單片機(C8051)實(shí)驗
(1) 數字I／O口交叉開(kāi)關(guān)設置實(shí)驗     
(2) UART串能通訊實(shí)驗
(3) 配置內部和外部振蕩器實(shí)驗        
(4) 片內模數轉換(ADC)實(shí)驗
(5) I／O輸入、輸出實(shí)驗    
(6) 片內數模轉換(DAC)實(shí)驗(7) 定時(shí)器實(shí)驗              
(8) SRAM外部數據存儲器擴展實(shí)驗
(9) 外部中斷實(shí)驗         
(10) SPI串行Flash存儲器數據讀寫(xiě)實(shí)驗
(11) 計數器實(shí)驗
3．DSP實(shí)驗
 A、驗證性實(shí)驗
（1）CCS操作實(shí)驗
（2）存儲器實(shí)驗
（3）跑馬燈實(shí)驗
（4）數碼顯示實(shí)驗
（5）硬件中斷實(shí)驗
（6）定時(shí)器實(shí)驗
（7）步進(jìn)電機控制實(shí)驗
（8）DSP同步串口與計算機的串口（RS232）通訊
（9）DSP的HPI與計算機的并口（EPP）通訊
（10）向量相加、減實(shí)驗
（11）矩陣相乘
（12）浮點(diǎn)數到Q15、Q15到浮點(diǎn)數數據轉換
（13）FIR濾波器實(shí)驗
（14）IIR濾波器實(shí)驗
（15）黑白圖像采集實(shí)驗
B、綜合性實(shí)驗：
（16）液晶顯示實(shí)驗
（17）簡(jiǎn)單數字存儲示波器實(shí)驗
（18）同步串口（16位AD、DA）實(shí)驗
（19）HPI接口實(shí)驗
（20）自適應濾波器（DLMS）實(shí)驗
（21）卷積（convole）算法實(shí)驗
（22）自相關(guān)算法
（23）互相關(guān)算法
（24）語(yǔ)音錄、放實(shí)驗
（25）實(shí)時(shí)IIR濾波器實(shí)驗
（26）圖像處理之圖像取反
（27）圖像處理之灰度閾值變換
C、設計性實(shí)驗
（28）直流伺服電機測速控制實(shí)驗
（29）溫度傳感器、液晶顯示實(shí)驗
（30）HPI接口BOOTLOAD實(shí)驗
（31）在線(xiàn)FLASH燒寫(xiě)及16或8位并行自舉
（32）快速傅立葉變換（FFT）算法實(shí)驗
（33）信號采集、存儲、傳輸（PC機與DSP）實(shí)驗
（34）溫度、速度雙閉環(huán)控制電機
（35）鍵盤(pán)輸入液晶顯示實(shí)驗
（36）語(yǔ)音FIR濾波（低通、高通、帶通、帶阻）實(shí)驗
（37）實(shí)時(shí)LMS濾波器實(shí)驗
（38）FFT實(shí)驗
D、創(chuàng )新性實(shí)驗
（39）聲控電機實(shí)驗
（40） 語(yǔ)音G711編碼、解碼實(shí)驗
（41）語(yǔ)音G723編碼、解碼實(shí)驗
（42）圖像處理之灰度窗口變換
（43）圖像處理之對比度增強
（44）YUV彩色圖象處理之圖象取反實(shí)驗
4．ARM9實(shí)驗項目
基礎實(shí)驗：
（1）安裝WINCE并建立開(kāi)發(fā)環(huán)境      
（2） 建立并編譯WIN CE平臺      
（3）WINDOWS CE的燒寫(xiě)   
（4）定制SDK并建立EVC下的開(kāi)發(fā)環(huán)境   
（5）定制增強型內核   
（6）建立宿主機與實(shí)驗箱的連接      
（7）繼電器實(shí)驗   
（8） 蜂鳴器實(shí)驗   
（9）DIP實(shí)驗      
（10）IIC總線(xiàn)-溫度實(shí)驗   
（11） IIC總線(xiàn)-EEPROM實(shí)驗   
（12） IIC總線(xiàn)-DA實(shí)驗    
（13）EXTKEY中斷程序      
（14）GPIO LED實(shí)驗      
（15）LED點(diǎn)陣實(shí)驗      
（16）EVC下的HELLO WORLD實(shí)驗      
（17） 液晶屏壞點(diǎn)測試程序      
（18） 錄音機測試程序      
（19） 簡(jiǎn)單聊天室程序（CE版）      
（20） 視頻點(diǎn)播VOD實(shí)驗 
（21）CEPLAYER播放器實(shí)驗      
（22） 串口通訊測試程序（對話(huà)框版）
擴展實(shí)驗：   
（23）485通訊程序      
（24） GPS實(shí)驗   
（25） 電機實(shí)驗   
（26） 射頻卡實(shí)驗      
（27） 攝像頭圖像采集實(shí)驗      
（28） GPRS實(shí)驗   
（29） ZIGBEE實(shí)驗      
（30） 指紋實(shí)驗   
（31） CAN總線(xiàn)通訊實(shí)驗   
 5．綜合類(lèi)實(shí)驗
（1）鍵盤(pán)、LED發(fā)光管實(shí)驗
（2）行列式鍵盤(pán)、動(dòng)態(tài)顯示實(shí)驗
（3）單片機控制的PWM實(shí)現D／A轉換 
（4）單片機控制PWM實(shí)現F/V轉換 
（5）測量電機轉速實(shí)驗
（6）單片機控制電機轉速實(shí)驗(D／A)
（7）單片機控制電機轉速實(shí)驗(PWM)
（8）溫度采集實(shí)驗
（9）IC卡原理實(shí)驗 
（10）考勤機實(shí)驗
（11）身份認證實(shí)驗
（12）門(mén)禁系統設計
（13）單片機實(shí)現Pc機鍵盤(pán)控制器實(shí)驗 
（14）用單片機實(shí)現高精度脈沖測頻
（15）單片機實(shí)現的線(xiàn)性V／F轉換實(shí)驗
（16）基于微機控制通信的單片機通用數據采集系統
（17）基于以太網(wǎng)的遠程數據采集系統
（18）IC系統實(shí)驗
（19）R8485總線(xiàn)實(shí)驗
（20）簡(jiǎn)單多任務(wù)實(shí)時(shí)操作系統實(shí)驗
（21）智能家居遠程控制模擬系統設計
（22）單片機以太網(wǎng)實(shí)驗
（23）遠程抄表系統
（24）基于USB的數據采集卡設計
（25）家庭智能報警系統
 6．信號與系統部分
（1）基本運算單元實(shí)驗
（2）階躍響應與沖激響應實(shí)驗
（3）連續時(shí)間系統的模擬實(shí)驗
（4）有源、無(wú)源濾波器實(shí)驗
（5）抽樣定理與信號恢復實(shí)驗
（6）二階網(wǎng)絡(luò )狀態(tài)軌跡的顯示實(shí)驗
（7）一階電路的暫態(tài)響應實(shí)驗
（8）二階電路的暫態(tài)響應實(shí)驗
（9）二階電路傳輸特性實(shí)驗
（10）二階網(wǎng)絡(luò )函數的模擬實(shí)驗
（11）矩形脈沖信號的分解實(shí)驗
（12）矩形脈沖信號的合成實(shí)驗
（13）諧波幅度對波形合成的影響實(shí)驗
（14）面包板單元，可自行設計實(shí)驗電路。
 7．自控原理與計算機控制
（1）計算機控制技術(shù)實(shí)驗項目
（1）A/D，D/A轉換
（2）采樣保持器
（3）數字濾波 
（4）積分分離式PID控制
（5）最小拍有紋波系統實(shí)驗
（6）最小拍無(wú)紋波系統實(shí)驗
（7）大林算法控制
（8）非線(xiàn)性控制
（9）解耦控制
（10）綜合控制實(shí)驗
（2）自動(dòng)控制原理實(shí)驗項目
1.典型環(huán)節的模擬研究                  
2. 典型系統瞬態(tài)響應和穩定性
3.系統校正                            
4. 控制系統的頻率特性
5.典型非線(xiàn)性環(huán)節
6. 非線(xiàn)性系統（一）
7.非線(xiàn)性系統（二）  
8. 采樣系統分析
9.采樣控制系統的校正    
l0. 狀態(tài)反饋（極點(diǎn)配置）
（3）控制系統實(shí)驗項目
1.直流電機閉環(huán)調速實(shí)驗
2.溫度閉環(huán)控制實(shí)驗
3.步進(jìn)電機調速實(shí)驗
8．測控電路實(shí)驗
1．差動(dòng)放大器實(shí)驗；                  
2.信號放大器實(shí)驗；
3.信號運算電路實(shí)驗；                 
4.電壓比較器實(shí)驗；
5.電阻鏈分相細分實(shí)驗；               
6.幅度調制及解調實(shí)驗
7.調相電橋實(shí)驗；
8.脈寬調制電路實(shí)驗；
9.調頻及鑒頻實(shí)驗； 
11.開(kāi)關(guān)式相乘調制及解調實(shí)驗；  
12.精密整流全檢波實(shí)驗；
13.開(kāi)關(guān)式全波相敏檢波實(shí)驗。
七、配置清單：