嵌入式實訓室建設的探討
時間：2025-04-14 22:00:50 點擊次數：
中人教儀廠 嵌入式實驗室是一個專門用來嵌入式系統教學和實驗的場所。這種實驗室通常配備裝備了各種嵌入式系統研發平臺、傳感器模型塊、嵌入式處置整理器研發板以及相關的儀表器具設備等硬件設施。此外，為了提供完善的實驗環境，實驗室還會配備裝備相應的系統平臺，如嵌入式實操系統、研發工量具鏈和擬真平臺等。
在嵌入式實驗室中，學生可以實行各種嵌入式系統的實驗和實驗項目，例如GPIO實驗、定時器實驗、看門狗實驗、就地實時時鐘實驗等。經過這些實驗和實驗，學生可以深入理解嵌入式系統的基礎原理和研發流程，提升嵌入式系統研發能力和創新意識。
此外，嵌入式實驗室還可以用來開展相關的競賽實訓、創新創業項目和教師科研等活動。這有助于學生將所學知識應用來實際項目中，提升實踐能力和綜合素質。
隨著物聯網和人工智能的快速發展,嵌入式技術迎來了發展機遇的同時,也給高校的嵌入式系統課程帶來了挑戰。嵌入式系統設定有體積小、功能強、可靠性高等特別點,已經廣泛應用來各個領域,深入人們生活方方面面,對應培養多樣化、高端化人才的需求。因此,越來越多高校開設了嵌入式系統技術與應用課程。以新興應用型本科院校為例,信息工程學院計算機數值數值科學與技術專業設定了嵌入式技術的課程課程理論課程、實驗課程、課程設計和系統包括項目實驗,目的是培養同時具備嵌入式系統軟硬件綜合研發與應用能力的高素質嵌入式應用系統研發人才。
嵌入式系統實驗室是實行嵌入式系統課程教學的重要場所,它為學生提供一個專業的嵌入式系統學習掌控把握實驗環境。實驗室一般設定有嵌入式系統研發平臺、各種傳感器模型塊、嵌入式處置整理器研發板、儀表器具設備等硬件設施。同時還配備裝備了完善的系統平臺,如嵌入式實操系統、研發工量具鏈、擬真平臺等。
在實驗室內,學生可以接觸各種主流的嵌入式處置整理器和微控制器,如ARM、MIPS、AVR、DSP等,學習掌控把握嵌入式系統硬件電子回路設計、嵌入式實操系統移植、驅動程序研發、系統擬真、應用程序設計等內容。經過完成一系列的嵌入式系統課程設計實驗,學生可以較系統地掌控把握嵌入式系統研發方法,培養解決實際嵌入式系統研發問題的能力。
實驗室還要注重培養學生的動手能力和團隊合作精神。學生需要經過團隊形式開展項目實驗,在指導教師的指導下,從需求解析、系統設計到項目完成全過程中練習嵌入式系統研發。這不僅鞏固了學生的專業知識,也提升了實際能力,對今后從事嵌入式系統研發作業非常有幫助。
第一部分 嵌入式實驗室概念及背景
1.1什么是嵌入式
嵌入式系統（embedded system），是一種嵌入機械或電氣系統內部、設定有專一功能和就地實時計算功能的計算機數值數值系統。嵌入式系統常被用來高效控制許多常見設備，被嵌入的系統通常是含有數位硬件和機械部位件的完整設備，例如汽車的防鎖死煞車系統。相反，通用計算機數值數值如個人電腦則設計靈活，可以智能處置整理各式各樣的運算現象，以適用廣大終端用戶不一樣的需要。
現代嵌入式系統通常是基于微控制器（如含包括內部存儲和/或外設連接口的中央處置整理單元）的，但在較復雜的系統中普通微處置整理器（使用外部存儲芯片和外設連接口電子回路）也很常見。通用型處置整理器、專門實行某類計算的處置整理器、為手持應用訂制設計的處置整理器等，全部可能應用到嵌入式系統。常見的專用處置整理器有數字信號處置整理器。
嵌入式系統的關鍵特性是處置整理特定的任務，因此工程師能對其實行優化，以降低設備的體積和成本，提升可靠性和功能。
嵌入式系統的物理形態含有概括便攜設備如計步器、電子手表和MP3播放器，大型固定裝置如交通燈、工廠控制器，大型復雜系統如混合動力汽車、磁共振成像設備、航空電子設備等。它們的復雜度低至單片機，高至大型底盤或外殼內裝配備有多個部位件、外設和互聯網。
嵌入式系統的主要特征含有概括:
代碼體積小,可以在嵌入式系統的有限存儲空間內運行;
提供統一的應用程序連接口,簡化應用程序的研發;
完成模型塊間的解耦合,不一樣模型塊可以靈活結合和拆卸;
具備優異的就地實時性,可以應用來各類就地實時控制場景;
系統可靠平穩,能夠無人值守單單獨運行,及時處置整理各種事件與故障。
1.2 嵌入式知識構造
嵌入式系統分為四層構造，分別為：硬件層、驅動層、實操系統層和應用層。
硬件層：
含有概括處置整理器、存儲器、微控制器、I/O、DAC ADC、電源、總線、定時器 計數器等等。此外按照不一樣的應用場景，嵌入式硬件會包括不一樣的傳感器，例如攝像頭、雷達、GPS等等。
基于ARM平臺的設計研發（Cortex-A8/Cortex-A9/Cortex-A53/Cortex-M系列等）
基于TI DSP平臺的設計研發（2000/5000/6000系列、DM6446/DM6447 達芬奇系列）
基于FPGA 平臺的設計研發（Altere/Xilinx 系列）
驅動層：
基于Linux實操系統的Bootloader、平臺支持代碼、各類設備驅動
基于 Windows CE/Mobil/phone 平臺的驅動定制、研發
Cortex-M系列的uC/OS、FreeRTOS
VxWorks BSP 研發
實操系統層：
Linux 內核研發（內部存儲管理、文件系統、進程管理、進程通信、電源管理、就地實時性改進等）
Android框體結構層研發
應用層：
Android應用研發
QT/E的應用與研發
VxWorks 應用研發
IOS應用研發
Windows CE應用研發
1.3嵌入式技術與應用專業人才培養
本專業培養面向系統和信息技術服務業的嵌入式系統設計工程技術人員、系統和信息技術服務人員等職業群，能夠從事智能終端、物聯網等嵌入式系統應用研發、測量試驗、包括、技術支持與維護等作業的高素質技術技能人才。
掌控把握以下知識：
(1)掌控把握必備的思想政治課程課程理論、科學文化基礎知識和中華優秀傳統文化知識。
(2)熟悉與本專業相關的法律法規以及環境保護、安全消防、文明生產等知識。
(3 )掌控把握數模電子回路基礎及常用傳感器基礎原理。
(4)掌控把握計算機數值數值程序設計基礎。
(5)熟悉單片機、ARM系統構造基礎原理。
(6)熟悉嵌入式實操系統基礎原理。
(7 )掌控把握物聯網技術原理。
(8)掌控把握Android應用程序研發基礎原理。
(9)掌控把握嵌入式系統應用研發基礎原理。
具備以下能力：
(1 )設定有探究學習掌控把握、終身學習掌控把握、解析問題和解決問題的能力。
(2)設定有良好的語言、文字表達能力和溝通能力。
(3)設定有良好的文檔策劃、編寫及圖像處置整理能力。
(4)設定有計算機數值數值語言程序編程能力。
(5)設定有單片機系統設計與研發能力。
(6 )設定有Android應用程序研發能力。
(7 )設定有嵌入式應用系統測量試驗及撰寫測量試驗報告能力。
(8)設定有位移智能終端設備研發及測量試驗能力。
(9)設定有嵌入式系統應用研發能力。
(10)設定有嵌入式系統包括、技術支持及維護能力。
(11)設定有綜合應用專業知識實行創新創業的能力。
--STM32 嵌入式單片機實驗箱
一、基礎簡介
嵌入式單片機實驗箱基于STM32單片機，從單片機實驗教學的特別點出發，基礎功能實驗電子回路應用一體化設計方法，創新拓展型實驗電子回路應用單單獨模型塊方法，需要時接入主板，既兼顧演示檢驗性實驗、又考慮到綜合設計和創新研究性實驗的需要。嵌入式單片機實驗箱主板上自帶CPU編程下載連接口，是一款靈活性極強的集編程下載調節測試與一體的新型單片機實驗教學平臺，適合各層次學生實行單片機原理和應用方面的實驗和創新。
特別點
1、完整的實驗指導
專門針對此實驗箱編制詳細的實驗指導書，相信您有了專業的單片機研發板和詳細的指導書，會迅速掌控把握好單片機技術，一定能快速入門，達到事半功倍的效果。
功能模型塊完全單單獨
按照我們多年來的研發經驗，和取聽廣大用戶的建議，此款研發板應用最新理念——各功能模型塊完全單單獨，互不干擾，減小初學者編程誤區。板載豐富的實驗硬件資源和連接口，并對外全部開放I/O口，既可簡便的使用短路帽實行默認的資源連接（便利初學者直接使用），也可以取下短路帽后應用杜邦線連接單片機的隨意I/O口線，輕松搭建自己的電子回路。協作本公司精心編寫的大量C語言實驗例程，可使用戶快速掌控把握單片機原理及其實用連接口技術。同時可加強初學者對主板硬件電子回路的認識，盡快熟悉硬件電子回路。
支持多種CPU研發實驗
標配STM32F103VET6核心板，按照客戶需求可以選配其它單片機核心板，從而完成對各種CPU芯片的支持拓展。
四、詳細硬件配備
4.1 實驗箱底層基板
4.1.1單色流水燈模型塊：8 個高亮綠色LED 燈
4.1.2 雙色流水燈模型塊：6 個高亮LED燈，紅黃綠三種顏色
4.1.3 雙色LED燈模型塊：紅綠雙色LED 燈
4.1.4 8 位數碼管模型塊：2 個四位一體共陽極數碼管，2個74HC595 驅動芯片
4.1.5 1 位數碼管模型塊：1 個 8 段數碼管，共陽極，0.56 英寸
4.1.6 紅綠雙色點陣模型塊：3 個74HC595 驅動芯片，一個紅綠雙色點陣顯露屏
4.1.7 LCD1602 液晶屏模型塊：標準 LCD1602 液晶屏連接口，1 個帶背光的 LCD1602 液晶屏
4.1.8 LCD12864 液晶屏模型塊：標準LCD12864 液晶屏連接口，支持串行、并行液晶屏
4.1.9 OLED 顯露模型塊：0.96 寸 OLED 液晶屏，128*64 顯露
4.1.10 TFT 彩屏模型塊：彩屏連接口支持8 位、16 位TFT ，支持觸摸屏控制，帶背光開關配套 2.8 寸彩屏，帶觸屏功能，262K 色，8 位數值端
4.1.11 8 個單單獨按鍵：8 個單單獨按鍵，帶上拉電阻
4.1.12 4X4 矩陣鍵盤：4行4列矩陣鍵盤，帶上拉電阻
4.1.13 五向搖桿：一個五向搖桿，設定有上、下、左、右、中五個方向
4.1.14 蜂鳴器模型塊：無源蜂鳴器
4.1.15 DS1302 時鐘模型塊：DS1302 芯片，模型塊帶后背電池座
4.2 傳感器模型塊
4.2.1 兩路DS18B20 模型塊：兩路 DS18B20 溫度（℃）傳感器連接口
4.2.2 光敏傳感器模型塊：包括 LM393 對比器，基準電壓（V）可調電阻、模仿量輸出連接口、數字量輸出連接口、模仿量指示LED燈，支持光敏二極管、光敏電阻等光電開關器件
4.2.3 火焰傳感器模型塊：包括 LM393 對比器，基準電壓（V）可調電阻、模仿量輸出連接口、數字量輸出連接口、模仿量指示LED 燈，支持火焰傳感器
4.2.4霍爾傳感器模型塊：包括 LM393 對比器，基準電壓（V）可調電阻、模仿量輸出連接口、數字量輸出連接口、模仿量指示LED 燈，支持霍爾傳感器
4.3 電器控制模型塊
4.3.1路直線DC電機連接口：ULN2003 驅動芯片。一路可調節速度直線DC電機連接口； 一路可調節速度、可調向雙功能電機連接口
4.3.2 2路步進電機連接口：2 個ULN2003驅動芯片。兩個標準5線4相步進電機連接口
4.3.3 2路繼電器：ULN2003 驅動芯片，兩個5V 繼電器，兩個3P 接線端子
4.4 數值傳輸、存儲模型塊
4.4.1 2路串行口：SP3232 芯片，SOP16 封裝，+3.0v-+5V 作業電壓（V），公頭串行口座一個，母頭串行口座一個，狀態指示燈4 個
4.4.2 AT24C02 存儲模型塊：AT24C02 芯片，SOP8 封裝
4.4.3 模仿量寫入模型塊：0V-5V 寫入可調，0R-10K 電阻值可調
4.4.4 串轉并模型塊：74HC164 芯片，SOP14 封裝
4.4.5 并轉串模型塊：74HC165 芯片,SOP16 封裝
4.4.6 SD 卡模型塊：標準SD卡卡槽，SPI 控制，4-bit 傳輸模式
4.4.7 MAX485 模型塊：MAX485 芯片，1 組 2P 接線端子輸出，1 組插針輸出。
4.4.8 紅外發射模型塊：紅外發射二極管
4.4.9 紅外接收模型塊：HX838 紅外一體化接收頭
4.4.10 PCF8591 AD/DA 模型塊：PCF8591 芯片，4路模仿量寫入，1 路模仿量輸出，IIC通信。
4.4.11 鎖存器模型塊：74HC573 鎖存芯片，兼容標準CMOS
4.4.12 三八譯碼器：74LS138 芯片，TTL 電平
4.4.13 核心板拓展連接口：連接口插頭座29P 兩排，IO 拓展插針 28P 兩排
4.5 電源模型塊
4.5.1 3V3 電源電子回路：LM1117-3V3 穩壓芯片
4.5.2 1V8 電源模型塊：LM1117-1V8 穩壓芯片
4.5.3 電源引出：GND/5V/3V3/1V8 電源各一組，每組 6 路引出
4.5.4 模型塊名稱：USB 連接口，mini USB,A 型母頭，D+ ，D-
4.5.5 自恢復保險絲：斷開電流（A）300ma
4.6 機箱
4.6.1堅固型鋁制框體結構，厚實的 ABS 塑料包角，參考外觀尺寸 480×360×120mm
4.6.2有70mm×350mm 的零備品備件放置區。
五、的實驗項目
5.1基礎實驗
跑馬燈、流水燈實驗
彩色流水燈、交通燈實驗
紅、綠兩種顏色顯露
電子鐘顯露、數碼管多位顯露、74HC595 驅動等實驗
1 位數碼管顯露實驗
可以做雙色點陣屏顯露實驗，滾動、靜態顯露字符、漢字符文號等
LCD1602 液晶屏顯露實驗，可以顯露字符、數字等
LCD12864 液晶屏顯露實驗，可以顯露漢字、字符、數字
OLED 顯露實驗，可以顯露 4 行漢字，可以顯露圖片
TFT 彩屏圖像、文字顯露。可以做人機交互界面實驗
按鍵控制、外部中斷等實驗
矩陣鍵盤實驗，可用作控制、教學實驗等
可以用作游戲控制桿、完成單單獨按鍵等功能
音樂播放、報警提醒等
電子表、萬年歷實驗
5.2 傳感器實驗
溫度（℃）測量
光電開關實驗
火災報警、火焰檢驗測試等實驗
測速、電磁檢驗測試等實驗
5.3電器控制實驗
直線DC電機調節速度、調向的驅動實驗
步進電機調節速度、調向、調角度的驅動實驗
繼電器控制實驗
5.4 數值傳輸、存儲模型塊功能
串行口通信，TTL 轉 RS-232 實驗
外部存儲、IIC 總線學習掌控把握
串行轉并行實驗，可以拓展IO
并行數值轉串行的實驗
SD 卡的讀寫、文件系統的學習掌控把握實驗。
協作多組 485 模型塊，可以實行 485 通訊實驗
可以發射不一樣載波頻率的紅外信號
紅外接收解碼實驗
AD/DA 兩種變換
8 位數值鎖存實驗，可以做 CPU 與外圍模型塊的驅動、緩沖模型塊
可以 IO 拓展，學習掌控把握譯碼實驗
5.5 工業組態系統MCGS編程實驗
5.6 工業組態系統MCGS在單片機控制中的應用實驗
1）步進電機控制實驗_總線控制
2）直線DC電機控制實驗_總線控制
3）工業順序控制實驗_位控制
4）數值收集實驗_總線控制
5）數值收集實驗_總線控制
6）數字電壓（V）表實驗
7）液體混合控制實驗
8）交通燈控制實驗
5.7工業組態系統和微控制器的連接口編程實驗
六、實驗箱配備表
|
序號 |
名稱 |
說明 |
數量 |
|
1 |
嵌入式單片機實驗箱 |
含箱體、電源、STM32核心系統、實驗模型塊電子回路。 |
1套 |
|
2 |
杜邦排線 |
8芯30cm |
4根 |
|
3 |
杜邦排線 |
5芯30cm |
3根 |
|
4 |
單根杜邦 |
40cm |
10根 |
|
5 |
XH2.54排線 |
5芯12cm |
1根 |
|
6 |
RS232串行口通信線（2、3直通） |
1.5m（下載線） |
1根 |
|
7 |
交流ACAC電源線 |
1.5m |
1根 |
|
8 |
遙控器 |
|
1個 |
|
9 |
RS232串行口通信線（2、3交叉） |
1.5m（配示波器模型塊時要的示波器通信線） |
1根 |
|
10 |
配套系統 |
KEIL C 系統和組態系統各一張 |
1套 |
|
11 |
實驗指導書 |
|
1本 |
常見問題：
1、如果我要購買嵌入式實訓室建設的探討，是否有安裝、培訓服務呢？
答：我們的設備如果沒有特別注明“不含安裝”“裸機價”“出廠”等字樣的，都是提供安裝、培訓服務的。
2、你們的嵌入式實訓室建設的探討是否能開增值稅專用發票？
答：可以的，我們是正規企業，并且已經升級到一般納稅人，可以開具增值稅專用發票，如果您需要開嵌入式實訓室建設的探討的發票，您需要提供開票資料。
3、你們的嵌入式實訓室建設的探討都是自己生產的嗎？都有什么產品資質？
答：我們公司是專業生產教學設備的企業，完全自主生產，并通過了最新版ISO9001認證，擁有多項專利與著作權。
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