一種通用自動控制系統(tǒng)教學實驗平臺的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種通用自動控制系統(tǒng)教學實驗平臺，它涉及一種教學實驗平臺。它包括信號放大模塊、信號轉(zhuǎn)換模塊、信號平移模塊、線性化模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，信號放大模塊、信號轉(zhuǎn)換模塊、信號平移模塊、線性化模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊依次連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與主控模塊相連，主控模塊分別與鍵盤模塊、顯示模塊、控制輸出模塊、條件選擇模塊和防誤動模塊相連；所述的信號放大模塊還通過開關連接信號平移模塊。本實用新型方便在同一實驗平臺上進行多種試驗，方便可靠。
【專利說明】一種通用自動控制系統(tǒng)教學實驗平臺

【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及的是一種教學實驗平臺，具體涉及一種通用自動控制系統(tǒng)教學實驗平臺。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中實驗用的自動控制教學平臺，大都采用獨立的設備進行特定功能的實驗，難以在同一設備上對不同的測試項目進行實驗，而且實現(xiàn)技術(shù)落后，操作上具有很大不便。
[0003]鑒于上述缺陷，本實用新型創(chuàng)作者經(jīng)過長時間的研究和實踐終于獲得了本創(chuàng)作。實用新型內(nèi)容
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)上存在的不足，本實用新型目的是在于提供一種通用自動控制系統(tǒng)教學實驗平臺，用以克服上述技術(shù)缺陷。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型是通過如下的技術(shù)方案來實現(xiàn):一種通用自動控制系統(tǒng)教學實驗平臺，包括信號放大模塊，用以完成對傳感器輸出的微弱信號進行放大功能；信號轉(zhuǎn)換模塊，對所述信號放大模塊輸出的信號進行電流、電壓轉(zhuǎn)換，以適應后級的需要；信號平移模塊:其完成信號電壓上下平移移動；因為前幾級輸出的信號不一定是零信號與零電壓對應，或與后級所需極性對應，實現(xiàn)前后級信號匹配。
[0006]還包括線性化模塊，用以校正前幾級和傳感器輸出的非線性信號；模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，把前級輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，以便主控模塊進行處理；條件選擇模塊:其根據(jù)實驗者的想法設置成不同的狀態(tài)，主控模塊根據(jù)其狀態(tài)，完成不同的功能。
[0007]主控模塊，其根據(jù)程序及采集的數(shù)據(jù)完成各種邏輯判斷和數(shù)據(jù)處理，輸出各種數(shù)據(jù)和邏輯信號；控制輸出模塊，根據(jù)主控模塊輸出的電平信號驅(qū)動控制所需的各種執(zhí)行機構(gòu)；防誤動模塊，其采用一定的邏輯電路，防止主控模塊由于加電，斷電瞬間；強電磁干擾；程序跑飛，死機等引起的錯誤控制發(fā)生，提高控制的可靠性；
[0008]在各模塊之間設置開關，對不同模塊進行分離和組合。
[0009]進一步，
[0010]還包括，鍵盤模塊，其根據(jù)實驗者的想法設置成不同的參數(shù)，主控模塊根據(jù)其參數(shù)，完成不同的數(shù)據(jù)處理；顯示模塊,其顯示主控模塊輸出的各種數(shù)據(jù)。
[0011]本實用新型的有益效果:本實用新型的實驗效果都明顯優(yōu)于原先專一的，離散的傳統(tǒng)的實驗。另一方面該平臺是在一套電路上，由新型的功能先進的集成電路組成，通過不同的分離，組合，完成多個實驗，也就是說這一個平臺就可以完成傳統(tǒng)的信號放大實驗，信號平移實驗，模數(shù)轉(zhuǎn)換實驗，自動控制系統(tǒng)實驗，自動測量實驗等。從經(jīng)濟上，空間上都節(jié)省了大量資源。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】來詳細說明本實用新型；
[0013]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖；
[0014]圖2為本實用新型的信號放大和平移模塊的電路圖；
[0015]圖3為本實用新型的信號轉(zhuǎn)換模塊的電路圖；
[0016]圖4為本實用新型的防誤動模塊的電路圖；
[0017]圖5為本實用新型的控制輸出模塊的電路圖；
[0018]圖6為本實用新型的主控模塊的電路圖。

【具體實施方式】
[0019]為使本實用新型實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合【具體實施方式】，進一步闡述本實用新型。
[0020]參照圖1-6，本【具體實施方式】采用以下技術(shù)方案:一種通用自動控制系統(tǒng)教學實驗平臺，包括信號放大模塊、信號轉(zhuǎn)換模塊、信號平移模塊、線性化模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，信號放大模塊、信號轉(zhuǎn)換模塊、信號平移模塊、線性化模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊依次連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與主控模塊相連，主控模塊分別與鍵盤模塊、顯示模塊、控制輸出模塊、條件選擇模塊和防誤動模塊相連；所述的信號放大模塊還通過開關連接信號平移模塊。
[0021]值得注意的是，所述的信號放大模塊采用放大器INA128，放大器皿128的5腳通過第四電阻R4、第五電阻R5接信號平移模塊中的第一二極管Dl正極、C3負極、C6 一端及芯片MAX764的I腳。本電路的輸入P4，P2來自傳感器的輸出，經(jīng)INA128放大和平移后連接到信號轉(zhuǎn)換模塊的輸入端INA，以MAX764為核心的電路主要是產(chǎn)生一個INA128平移信號時所需的平移電壓，電位器R4決定信號平移的多少。
[0022]值得注意的是，所述的信號轉(zhuǎn)換電路采用模數(shù)轉(zhuǎn)換器2543。本電路的功能是把來自信號放大和平移模塊的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，通過串行通信接口輸入到主控模塊，作為檢測數(shù)據(jù)用于CPU的數(shù)據(jù)處理及邏輯判斷。
[0023]值得注意的是，所述的防誤動模塊采用定時器555。該電路是一個受控延時電路，他的輸入CYK來自主控模塊，受CPU的控制，他的輸出EEE連接到控制輸出模塊，與控制輸出模塊進行邏輯配合，用以防止CPU由于各種原因引起的錯誤控制，保證控制的可靠性。
[0024]值得注意的是，所述的控制輸出模塊采用三極管9013。該電路的輸入DK來自主控模塊，接受來自CPU的控制信號，通過三極管T5驅(qū)動，與防誤動模塊配合驅(qū)動繼電器進行控制。
[0025]此外，所述的主控模塊采用單片機89C2051。該電路是以89C2051為CPU的核心電路，它接受來自信號轉(zhuǎn)換模塊的檢測數(shù)據(jù)及其它輸入，進行數(shù)據(jù)處理和邏輯判斷后，進行控制及其它程序所設置的工作；器件U3及外圍電路組成一個異常復位電路，通過三極管T6的發(fā)射極RST端連接到CPU的復位端引腳I (RST)，它的輸入CLR來自CPU的引腳14 (CLR)，它的功能是在CPU由于某種意外原因死機時，它會產(chǎn)生一個復位信號，復位CPU，使CPU重新正常工作。
[0026]本【具體實施方式】的實驗平臺通過電路中的開關的通/斷，對各功能模塊進行分離，組合，產(chǎn)生不同的情況和參數(shù)，使學生對各功能模塊的各自作用，相互作用，前后級之間的匹配關系有更直觀和更深刻的理解，建立起一個完整的系統(tǒng)概念。
[0027]本【具體實施方式】的實驗效果都明顯優(yōu)于原先專一的，離散的傳統(tǒng)的實驗。另一方面該平臺是在一套電路上，由新型的功能先進的集成電路組成，通過不同的分離，組合，完成多個實驗，也就是說這一個平臺就可以完成傳統(tǒng)的信號放大實驗，信號平移實驗，模數(shù)轉(zhuǎn)換實驗，自動控制系統(tǒng)實驗，自動測量實驗等。從經(jīng)濟上，空間上都節(jié)省了大量資源，更重要的是該設備對學生的知識理解，動手能力的加強，新技術(shù)的學習在效果上都明顯優(yōu)于傳統(tǒng)實驗設備。
[0028]以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種通用自動控制系統(tǒng)教學實驗平臺，其特征在于，包括信號放大模塊、信號轉(zhuǎn)換模塊、信號平移模塊、線性化模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，信號放大模塊、信號轉(zhuǎn)換模塊、信號平移模塊、線性化模塊和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊依次連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與主控模塊相連，主控模塊分別與鍵盤模塊、顯示模塊、控制輸出模塊、條件選擇模塊和防誤動模塊相連；所述的信號放大模塊還通過開關連接信號平移模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通用自動控制系統(tǒng)教學實驗平臺，其特征在于，所述的信號放大模塊采用放大器INA128，放大器INA128的5腳通過第四電阻R4、第五電阻R5接信號平移模塊中的第一二極管Dl正極、C3負極、C6 一端及芯片MAX764的I腳。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通用自動控制系統(tǒng)教學實驗平臺，其特征在于，所述的信號轉(zhuǎn)換電路采用模數(shù)轉(zhuǎn)換器2543。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通用自動控制系統(tǒng)教學實驗平臺，其特征在于，所述的防誤動模塊米用定時器555。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通用自動控制系統(tǒng)教學實驗平臺，其特征在于，所述的控制輸出模塊采用三極管9013。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種通用自動控制系統(tǒng)教學實驗平臺，其特征在于，所述的主控模塊采用單片機89C2051。
【文檔編號】G09B23/18GK204087644SQ201420516712
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月3日
【發(fā)明者】劉暢生, 李希文, 于建國 申請人:西安電子科技大學