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一、 产品介绍

产品采用实验低板+CPU板+触摸屏+应用模块组成;可以满足嵌入式的基础教学、课题设计、毕业设计、电子竞赛、创新设计、项目实训的要求。

二、 系统配置

1) 1个实验箱

2) 1个STM32F103 CPU板

3) 4.3寸TFT触摸屏

4) 1个3路继电器模块(带光耦)

5) 1个直流电机模块(带测速)

6) 1个步进电机模块

7) 1个讯响器

8) 1个交通灯

9) 1个16*16点阵

10) 1个2×8键盘

11) 1个8位数码管

12) 1个温度/湿度传感器

13) 1个人体传感器

14) 1个可燃气体传感器

15) 1个超声波测距传感器

16) 1个气压计传感器

17) 1个3轴加速度传感器

18) 1个光照度传感器

19) 1个13.56M RFID模块

20) 1张RFID卡片

21) 1个ARM仿真器

22) 1个电源适配器

23) 1本实验指导书

三、 详细技术参数

1、 标准统一的CPU总线进行扩展,支持更换不同的CPU核心板来完成系统的升级:TI公司、ST公司、飞思卡尔公司Cortex-M3/M4系列CPU核心板,同时也可以扩展MSP430、DSP CPU核心板,CPU可以灵活更换;

2、 所有模块均采用统一的标准总线、支持灵活插拨和自由更换,模块标准配置:含4.3寸TFT触摸屏、1个3路继电器模块、1个直流电机模块(带测速)、1个步进电机模块、1个讯响器、1个交通灯、1个16*16点阵、1个2×8键盘、1个8位数码管、1个温度/湿度传感器、1个人体传感器、1个可燃气体传感器、1个超声波测距传感器、1个气压计传感器、1个3轴加速度传感器、1个光照度传感器、1个13.56M RFID。

3、 实验箱及底板:铝合金实验箱;底板上自带高保真有源讯响器;显示接口单元:支持LCD 4.3 TFT真彩液晶模块;可扩展4.3寸触摸屏;应用模块扩展区;电源开关:CPU核心板和应用类模块供电;

4、 系统要求具有开机硬件自检功能:开机自动检测硬件的好坏,检测结果从液晶屏中直观显示出来,节省教师在每次使用设备前花大量时间排查设备是否能达到使用要求。

5、 Ccrtex-M3 CPU核心板技术参数


1) CPU:STM32F103ZET6,LQFP144,FLASH:512KB,SRAM:64KB,集成12Bit A/D、D/A、PWM、CAN、USB、SDIO、FSMC等资源。

2) 外扩SPI接口FLASH:W25Q16,2M字节

3) 外扩SRAM:IS62WV51216BLL1MB;

4) 1个SPI 接口Flash:4M字节,用来存储开机音频文件;

5) 1个EEPROM芯片:AT24C02,容量256字节;

6) 1个电源接口:输入电压DC5V

7) 1个电源开关;

8) 1个电源指示灯(蓝色);

9) 1个USB Slave接口:烧写MP3固件和读写TF卡;

10) 1个USB Host接口:播放U盘音频文件

11) 1个RS485接口;1个RS232接口;1个CAN接口;1个TF卡接口:播放TF卡音频文件;1个USB Device接口;1个3.5mm耳机输出接口;

12) 1个网络接口:采用硬件TCPIP协议的W5500芯片;

13) 1个4.3寸液晶接口:支持触摸屏功能;

14) 4个独立按键:支持中断功能;

15) 1个复位键、4个LED灯;

16) 1个ADC输出电位器;

17) 1 个 RTC 后备电池座,并带电池;

18) 1个标准的20针JTAG下载口

19) 功放单元(8002);

20) MP3支持从耳机输出,也可从喇叭输出;

21) MP3单元(支持flash、U盘、TF卡存储音频文件),支持USB读写flash、U盘文件TF卡,仅支持CPU串口控制播放;

22) CPU核心板可以独立使用,能独立能完成不小于20个实验项目,并提供纸制版指导书,也可以与实验箱配合使用完成更多实验项目。

23) 所有应用模块都可以在各种CPU板核心板:51、MSP430、STM32F103、STM32F407、TM4C123GH6PGE(TI)、MK60、DSPTMS32VC5509上通用。

6、 4.3寸TFT液晶触摸屏模块

1) 尺寸:4.3寸TFT液晶,带触摸功能;

2) 分辨率:480X272;16M色彩显示面板;

3) AM176220 TFT彩色液晶屏;满屏刷新速度13桢;

4) SD卡接口;读写周期:200ns;最大电流:200mA;

5) 集成8MB SDRAM对应8页显示缓冲。显示页寄存器和读写页寄存器独立设置,支持整页快速切换。

6) TFT支持LED背光,采用300Hz PWM信号驱动,能量转换效率高,保证色彩准确还原、无闪烁效应,窜色现象。亮度支持0~16间调节。

7、 3路耦隔离继电器模块

1) 电源拨动开关,模块电源可以单独控制;有效防止不必要的损坏。

2) 可扩展TI公司CC2530 Zigbee模块,完成无线控制。

3) 模块可以单独与CPU核心板完成实验,也可配CC2530 Zigbee模块,完成无线控制实验。

4) 模块可以在8位单片机CPU核心板;MSP430(MSP430F5438A)CPU核心板;Cortex-M3(STM32F103)CPU核心板;STM32F407VGT6)CPU核心板、TI  Cortex-M4(TM4C123G)CPU核心板上都可以通用,并在各个CPU核心板上都能开设出相应实验项目。

5) 模块采用3路专用EL817光耦隔器(最大输出电压:80V;输出电流:50mA;最小电流传输比:50% @ 5mA;最大电流传输比:600% @ 5mA;大大提高了模块的可靠性和稳定性。

6) 继电器触点容量250V10A;

7) 继电器输出常开、常闭;

8) 低电平有效。5V继电器信号输入电压范围:0—5V;

9) 常开接口最大负载:交流250V/10A,直流30V/10A;

10) 采用光耦隔离,驱动能力强,性能稳定;触发电流5mA;

11) 采用插针输出和接电端子二种输出方式,极大提高了模块的适用场景。

12) 工作温度:-55°C ~110°C

13) 模块尺寸:45×110mm

8、 步进电机模块

1) 电源拨动开关,模块电源可以单独控制;有效防止不必要的损坏。

2) 模块可以单独与CPU核心板完成实验,也可配CC2530 Zigbee模块,完成无线控制实验。

3) 模块可以在8位单片机CPU核心板;MSP430(MSP430F5438A)CPU核心板;Cortex-M3(STM32F103)CPU核心板;STM32F407VGT6)CPU核心板、TI  Cortex-M4(TM4C123G)CPU核心板上都可以通用,并在各个CPU核心板上都能开设出相应实验项目。

4) 可扩展TI公司CC2530 Zigbee模块,完成无线控制。

5) 采用ULN2803A达林顿晶体管驱动芯片

6) 型号:28YBJ-48;

7) 电压:5V;

8) 步进角度:5.625 x 1/64;

9) 四相八拍电机

10) 模块尺寸:45×110mm

9、 直流电机测速模块

1) 电源拨动开关,模块电源可以单独控制;有效防止不必要的损坏。

2) 可扩展TI公司CC2530 Zigbee模块,完成无线控制。

3) 模块可以单独与CPU核心板完成实验,也可配CC2530 Zigbee模块,完成无线控制实验。

4) 模块可以在8位单片机CPU核心板;MSP430(MSP430F5438A)CPU核心板;Cortex-M3(STM32F103)CPU核心板;STM32F407VGT6)CPU核心板、TI  Cortex-M4(TM4C123G)CPU核心板上都可以通用,并在各个CPU核心板上都能开设出相应实验项目。

5) 规格:直流电机;电压:5V;转速:1分钟4600;速度闭环控制传感器

6) 光电测速单元:采用TLP521-1光电耦合器,进行电源与信号间的隔离,波段范围:近红外;运转方式:重复脉冲式;激励方式:电激励式;光路径:内光路;输出形式:光敏器件型;传输信号:三态门电路型;速度:高速;

7) 模块尺寸:45×110mm

10、 16×16点阵

1) 电源拨动开关,模块电源可以单独控制;有效防止不必要的损坏。

2) 可扩展TI公司CC2530 Zigbee模块,完成无线控制。

3) 模块可以单独与CPU核心板完成实验,也可配CC2530 Zigbee模块,完成无线控制实验。

4) 模块可以在8位单片机CPU核心板;MSP430(MSP430F5438A)CPU核心板;Cortex-M3(STM32F103)CPU核心板;STM32F407VGT6)CPU核心板、TI  Cortex-M4(TM4C123G)CPU核心板上都可以通用,并在各个CPU核心板上都能开设出相应实验项目。

5) 16x16点阵单元:4个8×8点阵屏,共阳;尺寸:32MM 37.5MM 47.5MM;

11、 键盘单元:键盘单元:2×8键盘,用户可自定义键值;

12、 数码管显示单元:8位数码管显示单元:8位共阳,红色,支持动态和静态两种显示方式,切换方便。

13、 /湿度/ 交通灯模块

1) 电源拨动开关,模块电源可以单独控制;有效防止不必要的损坏。

2) 可扩展TI公司CC2530 Zigbee模块,完成无线控制。模块可以单独与CPU核心板完成实验,也可配CC2530 Zigbee模块,完成无线控制实验。

3) 模块可以在8位单片机CPU核心板;MSP430(MSP430F5438A)CPU核心板;Cortex-M3(STM32F103)CPU核心板;STM32F407VGT6)CPU核心板、TI  Cortex-M4(TM4C123G)CPU核心板上都可以通用,并在各个CPU核心板上都能开设出相应实验项目。

4) /湿传感器:型号:DHT11传感器,检测周围环境的湿度和温度;湿度测量范围:20%-90%,湿度测量误差:±5%;温度测量范围:0℃—50℃ 温度测量误差:±2℃;输出形式 数字输出。

5) 交通灯:交通信号控制灯;

6) 模块尺寸: 45×110mm;

14、 人体红外传感器

1) 电源拨动开关,模块电源可以单独控制;有效防止不必要的损坏。

2) 可扩展TI公司CC2530 Zigbee模块,完成无线控制。

3) 模块可以单独与CPU核心板完成实验,也可配CC2530 Zigbee模块,完成无线控制实验。

4) 模块可以在8位单片机CPU核心板;MSP430(MSP430F5438A)CPU核心板;Cortex-M3(STM32F103)CPU核心板;STM32F407VGT6CPU核心板、TI  Cortex-M4(TM4C123GCPU核心板上都可以通用,并在各个CPU核心板上都能开设出相应实验项目。

5) 采用进口的RE200B传感器

6) 采用BISS0001人体红外报警器专用芯片

7) 工作电压范围:4.8~20V

8) 静态电流:<50uA

9) 电平输出:高3.3 V /低0V;

10) 触发方式:重复触发;

11) 延时时间:0.5-200S可调;

12) 封锁时间:2.5S

13) 感应角度:<100度锥角

14) 工作温度:-15-+70度

15) 菲涅尔透镜(螺纹透镜)尺寸::23mm(直径)

15、 可燃气体传感器

1) 传感器类型:半导体气敏元件;

2) 检测气体:一氧化碳、可燃气体;

3) 一氧化碳范围:10~1000ppm

4) 可燃气体范围:100~10000ppm

5) 输入电压:+5V :功耗电流:150mA;

6) 传感器输出信号:0.1-0.3V

7) 模块输出信号TTL数字量

16、 三轴加速度传感器

1) 电源拨动开关,模块电源可以单独控制;有效防止不必要的损坏。

2) 可扩展TI公司CC2530 Zigbee模块,完成无线控制。

3) 模块可以单独与CPU核心板完成实验,也可配CC2530 Zigbee模块,完成无线控制实验。

4) 模块可以在8位单片机CPU核心板;MSP430(MSP430F5438A)CPU核心板;Cortex-M3(STM32F103)CPU核心板;STM32F407VGT6)CPU核心板、TI  Cortex-M4(TM4C123G)CPU核心板上都可以通用,并在各个CPU核心板上都能开设出相应实验项目。

5) 电源拨动开关,模块电源可以单独控制。

6) 采用Freescale公司MMA7455LR1三轴加速度传感器芯片;

7) 输出接口:I2C/SPI数字输出、Z 轴自测。

8) 电容式微机械加速度计,传感器具有信号调理、低通滤波器、温度补偿、自测功能;

9) 传感器内带滤波算法、IIC协议、数字输出;

10) 量程:2G-8G(mm);

11) 环境温度:-40-85(℃);

17、 气压计传感器单元

1) 采用BMP280,无需外部时钟电路。

2) BMP280是一款高精度、超低能耗的压力传感器,性能卓越,可以应用在移动设备中。绝对精度最低可以达0.03hPa,耗电极低3uA,可用IIC总线直接与各种微处理器相连。

3) 压力范围:300~1100hPa(海拔9000米~-500米);

4) 电源电压:1.8V~3.6V(VDDA);

5) 精度:低功耗模式分辨率:0.06hPa(0.5米);高线性模式分辨率:0.03hPa(0.25米);

6) 带温度输出;

7) I2C接口;

8) 温度补偿;

9) 反应时间:7.5ms

10) 待机电流:0.1uA

18、 光照度传感器单元

1) 采用BH1750环境光传感器,不区分环境光源。

2) 传感器内置16bitAD转换器;

3) BH1750环境光传感器内置16位的模数转换器,它能够直接输出一个数字信号,不需要再做复杂的计算。

4) 供电电压:+3-5V

5) 接口:I2C

6) 量程和精度:1~65535 lx

7) 最小误差变动在±20%

8) 传感器类型:数字输出

9) 可进行亮度为1勒克斯的高精度测定;

19、 超声波传感器模块

1) 电源拨动开关,模块电源可以单独控制;有效防止不必要的损坏。

2) 可扩展TI公司CC2530 Zigbee模块,完成无线控制。模块可以单独与CPU核心板完成实验,也可配CC2530 Zigbee模块,完成无线控制实验。

3) 模块可以在8位单片机CPU核心板;MSP430(MSP430F5438A)CPU核心板;Cortex-M3(STM32F103)CPU核心板;STM32F407VGT6)CPU核心板、TI  Cortex-M4(TM4C123G)CPU核心板上都可以通用,并在各个CPU核心板上都能开设出相应实验项目。

4) 工作电压:DC5V ;

5) 静态电流:< 2mA;

6) 电平输出:0~5V ;

7) 测量角度: 15℃;

8) 测量距离:2~450cm ;

9) 测量精度:0.2cm

10) 模块尺寸:45×110mm;

20、 RFID模块

1) 电源拨动开关,模块电源可以单独控制;有效防止不必要的损坏。

2) 可扩展TI公司CC2530 Zigbee模块,模块可以单独与CPU核心板完成实验,也可配CC2530 Zigbee模块,完成无线控制实验。

3) 模块可以在8位单片机CPU核心板;MSP430(MSP430F5438A)CPU核心板;Cortex-M3(STM32F103)CPU核心板;STM32F407VGT6)CPU核心板、TI  Cortex-M4(TM4C123G)CPU核心板上都可以通用,并在各个CPU核心板上都能开设出相应实验项目。

4) 芯片:FM1702

5) 通讯接口:SPI

6) 频率13.56M Hz;

7) 协议支持:14443A协议、

8) 读卡距离:050MM

9) 读卡时间:<100ms

10) 读卡速度:0.2s

11) 读卡间隔:0.5s

12) 模块尺寸:45×110mm

四、 能完成实验项目

1章  STM32F103实验系统的资源介绍

1) 系统功能概述

2) CPU核心板资源

3) 底板资源分布

4) 外扩模块资源介绍

2章  开发环境安装使用说明

1) RealView MDK简介

2) J-LINK仿真器介绍

3) 安装RealView MDK5.17环境:

4) 安装STM32F103系列芯片的开发包

5) 安装J-LINK仿真器驱动

6) MDK中新建一个工程模板

7) 代码的相关设置

3章  基础实验

实验一  跑马灯实验

实验二  EXIT实验

实验三  系统滴答定时器(SysTick)实验

实验四  通用定时器(TIM2)实验

实验五  独立看门狗(IWDG)实验

实验六  窗口看门狗(WWDG)实验

实验七  串口通信实验

实验八  RS485通信实验

实验九  RTC实验

实验十  ADC采集实验

实验十一  SPI flash读写实验

实验十二  Eeprom_24C02实验

实验十三  外扩SRAM读写实验

实验十四  UDP通信实验

实验十五  TCP服务端实验

实验十六  TCP客户端实验

实验十七  CAN总线通信实验

实验十八  USB虚拟串口实验

实验十九  液晶实验

实验二十  触摸屏实验

实验二十一  MP3播放音乐实验

4章  操作系统实验项目

实验一  任务调度实验

实验二  信号量实验

实验三  邮箱实验

实验四  消息队列实验

实验五  事件标志组实验

5章  应用模块实训项目

实验一  交通灯实验

实验二  LED键盘实验

实验三  数码管显示实验

实验四  16X16点阵实验

实验五  3路继电器控制实验

实验六  步进电机实验

实验七  直流电机测速实验

实验八  温度、湿度传感器实验

实验九  人体红外传感器实验

实验十  可燃气体传感器实验

实验十一  气压传感器实验

实验十二  光照度传感器实验

实验十三  3轴加速度传感器实验

实验十四  超声波传感器实验

实验十五  RFID读写实验

5章  综合实验

6章  相关软件使用说明

1) 串口调试助手使用说明

2) 网络调试助手使用说明

3) 点阵LED字模生成工具使用说明

4) 液晶汉字转十六进制方法

5) 液晶图片数据获取说明

五、 可选模块及相应的实验项目

序号

模块名称

技术参数要求

1

陀螺仪传感器模块

1) 通信方式:IIC和232可选。芯片内置16bit AD转换器,16位数据输出加速度范围:±2±4±8±16g

2) 数字输出6轴或9轴的旋转矩阵、四元数(quaternion)、欧拉角格式(Euler Angle forma)的融合演算数据。

3) 敏感度范围:131 LSBs/°/sec

4) 陀螺仪感测范围±250、±500、±1000与±2000°/sec  3轴角速度感测器;工作电流:5mA

5) 采用统一的标准总线,支持插拔、灵活更换,在51、M3、M4、DSP、A9上都可以通用,并开设相应的实验。

6) 模块尺寸:45×110mm;

2

GSM/GPRS模块

1) 支持64M支持彩信+定位MMS+LBS

2) 支持频段:GSM/GPRS 900/1800MHz

3) 功耗低:待机模式电流低于 18mA、sleep 模式低于 2mA;

4) 语音编码:支持半速率、全速率、增强型速率;

5) 支持回声抑制算法,可以基于不同客户设备通过 AT 命令调节回音抑制消除。

6) 模块采用单电源供电,VBAT 供电范围 3.2~4.8V,模块射频发射时电流的峰值最高为2A 以上。

7) 采用统一的标准总线,支持插拔、灵活更换,在51、M3、M4、DSP、A9上都可以通用,并开设相应的实验。

8) 模块尺寸:45×110mm

3

GPS模块

1) 串口:全速 TTL 串口;

2) 接口协议:NMEA0183 / SiRF Binary;芯片:GSC3F,SiRF III 低功耗芯片;通道:20个;频率:L1,1575.42MHz;

3) C/A 码:1.023MHz chip rate;

4) 位置精度:<10 米 (独立定位);<5 米 (WAAS);<2.5 米(DGPS);

5) 响应速度:0.1 m/s;响应时间:1μs;

6) 捕获灵敏度:-153dBm;跟踪灵敏度:-159dBm;

7) 连续工作模式功耗:100mW;电流:40mA;脉冲周期:100ms

8) 采用统一的标准总线,支持插拔、灵活更换,在51、M3、M4、DSP、A9上都可以通用,并开设相应的实验。

9) 模块尺寸:45×110mm;

4

WIFI模块

1) 支持无线802.11 b/g/n 标准;

2) 频率范围:2.412GHz-2.484GHz

3) 传输速率110-921600bps;

4) 内置TCP/IP协议栈,支持多路TCP Client连接;

5) 支持丰富的Socket AT指令

6) 支持UART/GPIO数据通信接口;

7) 支持Smart Link 智能联网功能;

8) 支持远程固件升级(OTA);

9) 内置32位MCU,可兼作应用处理器

10) 采用统一的标准总线,支持插拔、灵活更换,在51、M3、M4、DSP、A9上都可以通用,并开设相应的实验。

11) 模块尺寸:45×110mm

5

蓝牙模块

1) 电源拨动开关,模块电源可以单独控制;有效防止不必要的损坏。

2) 支持无线802.11 b/g/n 标准;

3) 超低能耗,适合电池供电应用;

4) 采用统一的标准总线,支持插拔、灵活更换,在51、M3、M4、DSP、A9上都可以通用,并开设相应的实验。

5) 模块尺寸:45×110mm;

6

Zigbee模块

1) 采用Zigbee CC2530+仿真器;

2) 独立电源开关;

3) 调试串口;

7

金属传感器

1) 检测距离:10mm;输出方式:三线NPN常开;

2) NPN三线常开输出;

3) 输出电流300mA;工作电压:DC5~30V;

4) 采用统一的标准总线,支持插拔、灵活更换,在51、M3、M4、DSP、A9上都可以通用,并开设相应的实验。

5) 模块尺寸:45×110mm;

8

FM 调频收音机模块

1.  电源拨动开关,模块电源可以单独控制;有效防止不必要的损坏。

2.  可扩展TI公司CC2530 Zigbee模块,完成无线控制;

3.  FM 调频收音机采用 IIC总线方式;

4.  频率可以用程序实现自动搜台和设定固定频率值。

5.  板载扬声器;

6.  模块采用统一的标准总线,支持灵活插拔,根据用户选择的CPU板的不同,模块可以在51单片机、MSP430、STM32F103、STM32F 407、TI公司Cortex-M4、飞思卡尔MK60、DSP(TMS32VC5509)CPU板上都能通用;

7.  模块尺寸:45×110mm;

实验1  陀螺仪实验

实验2  GSM模块实验

实验3  GPS模块实验

实验4  ZigBee无线通信实验

实验5  WIFI实验

实验6  接近开关传感器实验

实验7  收音机实验

6  蓝牙通讯实验

实验8  蓝牙与手机APP通信实验

实验9  蓝牙点对点通信实验

实验10  基于蓝牙的温湿度采集实验

实验11  基于蓝牙的气压计采集实验

实验12  基于蓝牙的光照度采集实验

六、 其他要求

1、 电源:AC200V、50HZ;

2、 实验箱尺寸:48cm*35cm*12.5cm


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