基于STM32单片机的工控机教学实训装置专利检索-二极管真空电子管电子零件及设备专利检索查询-专利查询网

基于STM32单片机的工控机教学实训装置

阅读：374发布：2024-01-10

专利汇可以提供基于STM32单片机的工控机教学实训装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种基于STM32 单片机的工控机教学实训装置，它包括工控机电路板和与工控机电路板电性连接的工控机演示电路板；工控机演示电路板包括一组轻触开关和指示电路组；工控机电路板包括单片机和输入输出电路，输入电路的信号输出端与单片机的输入端相连，输出电路的信号输入端与单片机的输出端相连；通过工控机演示电路板上的相应轻触开关触发后，相应触发信号通过输入电路传递至单片机，单片机根据相应的触发信号，通过输出电路输出相应的指示开关量信号至工控机演示电路板，驱动相应的指示电路动作。本实用新型模拟实训教学中PLC内部电路结构，借助本实训装置可以完成工控机的安装、调试、维修等实训教学内容，由于简化了接线，降低了实训耗材，提升了教学效能。，下面是基于STM32单片机的工控机教学实训装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于STM32单片机的工控机教学实训装置，其特征在于，它包括工控机电路板（1）和与所述工控机电路板（1）电性连接的工控机演示电路板（2）；其中，所述工控机演示电路板（2）包括至少一个轻触开关和指示电路组（21），所述指示电路组（21）包括至少一路指示电路，轻触开关和指示电路一一对应；
所述工控机电路板（1）包括单片机（11）和输入输出电路，所述输入输出电路包括输入电路和输出电路（12），所述输入电路的输入端用于接入所述轻触开关的触发信号，所述输入电路的输出端与单片机（11）的输入端相连，所述输出电路（12）的输入端与所述单片机（11）的输出端相连，所述输出电路（12）的输出端用于连接工控机演示电路板（2）上的各路指示电路；
通过工控机演示电路板（2）上的相应轻触开关触发后，相应触发信号通过输入电路传递至单片机（11），单片机（11）根据相应的触发信号通过输出电路（12）输出相应的指示开关量信号至工控机演示电路板（2），驱动相应的指示电路动作；
所述单片机（11）为STM32单片机。
2.根据权利要求1所述的基于STM32单片机的工控机教学实训装置，其特征在于：所述轻触开关设置有八个，所述指示电路对应设置有八路。
3.根据权利要求1所述的基于STM32单片机的工控机教学实训装置，其特征在于：所述输入电路包括一组和轻触开关一一对应的输入光电耦合电路（19）。
4.根据权利要求1所述的基于STM32单片机的工控机教学实训装置，其特征在于：所述输出电路（12）包括输出光电耦合电路（121）、继电器驱动电路（122）和继电器输出电路（123），继电器输出电路（123）包括至少一个和轻触开关对应、并被驱动从而产生相应指示开关量信号的继电器；其中，
输出光电耦合电路（121）的输入端与单片机（11）的输出端相连，输出光电耦合电路（121）的输出端与继电器驱动电路（122）的输入端相连；
继电器输出电路（123）的输入端与继电器驱动电路（122）的输入端相连，继电器输出电路（123）的输出端与工控机演示电路板（2）相连。
5.根据权利要求1所述的基于STM32单片机的工控机教学实训装置，其特征在于：所述指示电路包括发光二极管指示灯。
6.根据权利要求1所述的基于STM32单片机的工控机教学实训装置，其特征在于：所述工控机电路板（1）通过40PIN数据线与工控机演示电路板（2）电性连接。
7.根据权利要求6所述的基于STM32单片机的工控机教学实训装置，其特征在于：所述工控机电路板（1）和所述工控机演示电路板（2）上分别设置有40PIN电路调试角牛接口（10），两个40PIN电路调试角牛接口（10）通过40PIN数据线相连。
8.根据权利要求1所述的基于STM32单片机的工控机教学实训装置，其特征在于：所述工控机电路板（1）还包括用于给单片机（11）、输入电路和输出电路（12）供电的电源电路。
9.根据权利要求1所述的基于STM32单片机的工控机教学实训装置，其特征在于：所述工控机电路板（1）还包括与单片机（11）的输入端相连，并用于将编程后的梯形图下载到单片机（11）的串口下载电路（16）以及分别与单片机（11）相连的存储电路（13）、复位电路（14）和启动电路（15）。

说明书全文

基于STM32单片机的工控机教学实训装置

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种基于STM32单片机的工控机教学实训装置，属于学校教学领域。

背景技术

[0002] 目前，随着社会信息化的不断深入，关键性行业的关键任务将越来越多地依靠工控机，而以PLC为基础的低成本工业控制自动化正在成为主流。随着电力、冶金、石化、环保、交通、建筑等行业的迅速发展，对工控机的需求很大，工控机市场发展前景十分广阔。因此，尤其对以培养技术工人为主要任务的职业学校，对工控机的教学、实训显得尤为重要。而目前的教学，主要以直接购买现成的PLC，进行如何使用PLC为主要目的的教学，由于厂家一般不提供原理图等核心资料，教学中关于PLC的工作原理，对PLC 本身的维修，难以达成预期的教学目标。另一方面，在对PLC教学时，为了让学生直观地感受到实验效果，需要外接执行机构，要大量的接线工作，这样对有限的教学实训课时，就显得不够。因此，迫切需要一种能从电路板的安装、调试、简化接线，提升教学效能的基于STM32单片机的工控机教学实训装置。发明内容

[0003] 本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种基于STM32单片机的工控机教学实训装置，它模拟实训教学中PLC内部电路结构，借助本基于STM32 单片机的工控机教学实训装置可以完成工控机的安装、调试、维修等实训教学内容，由于简化了接线，降低了实训耗材，提升了教学效能。

[0004] 为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种基于STM32单片机的工控机教学实训装置，它包括工控机电路板和与所述工控机电路板电性连接的工控机演示电路板；其中，所述工控机演示电路板包括至少一个轻触开关和指示电路组，所述指示电路组包括至少一路指示电路，轻触开关和指示电路一一对应；

[0005] 所述工控机电路板包括单片机和输入输出电路，所述输入输出电路包括输入电路和输出电路，所述输入电路的输入端用于接入所述轻触开关的触发信号，所述输入电路的输出端与单片机的输入端相连，所述输出电路的输入端与所述单片机的输出端相连，所述输出电路的输出端用于连接工控机演示电路板上的各路指示电路；

[0006] 通过工控机演示电路板上的相应轻触开关触发后，相应触发信号通过输入电路传递至单片机，单片机根据相应的触发信号通过输出电路输出相应的指示开关量信号至工控机演示电路板，驱动相应的指示电路动作。

[0007] 进一步，所述轻触开关设置有八个，所述指示电路对应设置有八路。

[0008] 进一步提供了一种输入电路的具体结构形式，所述输入电路包括至少一路和轻触开关一一对应的输入光电耦合电路。

[0009] 进一步提供了一种输出电路的具体结构形式，所述输出电路包括输出光电耦合电路、继电器驱动电路和继电器输出电路，继电器输出电路包括至少一个和轻触开关对应、并被驱动从而产生相应指示开关量信号的继电器；其中，

[0010] 输出光电耦合电路的输入端与单片机的输出端相连，输出光电耦合电路的输出端与继电器驱动电路的输入端相连；

[0011] 继电器输出电路的输入端与继电器驱动电路的输入端相连，继电器输出电路的输出端与工控机演示电路板相连。

[0012] 进一步，所述单片机为STM32单片机。

[0013] 进一步，所述指示电路包括发光二极管指示灯。

[0014] 进一步为了方便工控机电路板和工控机演示电路板的连接，所述工控机电路板通过 40PIN数据线与工控机演示电路板电性连接。

[0015] 进一步为了在工控机电路板和工控机演示电路板之间连接40PIN数据线，所述工控机电路板和所述工控机演示电路板上分别设置有40PIN电路调试角牛接口，两个40PIN 电路调试角牛接口通过40PIN数据线相连。

[0016] 进一步，所述工控机电路板还包括用于给单片机、输入电路和输出电路供电的电源电路。

[0017] 进一步为了能够将编程后的梯形图下载到单片机，所述工控机电路板还包括与单片机的输入端相连，并用于将编程后的梯形图下载到单片机的串口下载电路以及分别与单片机相连的存储电路、复位电路和启动电路。

[0018] 采用了上述技术方案后，本实用新型采用二块电路板，即工控机电路板和工控机演示电路板，实现工控机的编程、维修与安装调试技能的实训与教学，通过自主制作工控机，实现了从购买成品工控机到制作工控机的转变，实训成本下降了80％左右，提升了对工控机维修技能的训练；工控机电路板将电源电路、单片机和输入输出电路等集成在一块工控机电路板上，将轻触开关和指示电路集成在工控机演示电路板上，通过相应的轻触开关构成触发信号输入，通过相应的指示电路构成相应指示开关量信号输出的指示，从而模拟了PLC的工作流程，工控电路板和工控机演示电路板之间通过40PIN数据线连接，通过相应的指示电路的亮灭情况判断工控机程序的对错，简化了接线，节省的耗材，对于有限的教学实训课时，升了教学效能。附图说明

[0019] 图1示出了本实用新型实施例的基于STM32单片机的工控机教学实训装置的原理图；

[0020] 图2示出了本实用新型实施例的单片机图；

[0021] 图3示出了本实用新型实施例的输入光电耦合电路的电路图；

[0022] 图4示出了本实用新型实施例的轻触开关的电路图；

[0023] 图5示出了本实用新型实施例的输出电路的电路图；

[0024] 图6示出了本实用新型实施例的单片机的开关电路电路图；

[0025] 图7示出了本实用新型实施例的启动电路电路图；

[0026] 图8示出了本实用新型实施例的时钟电路电路图；

[0027] 图9示出了本实用新型实施例的存储电路的电路图；

[0028] 图10示出了本实用新型实施例的串口下载电路的电路图；

[0029] 图11示出了本实用新型实施例的电源电路的电路图；

[0030] 图12示出了本实用新型实施例的指示电路的电路图。

具体实施方式

[0031] 为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

[0032] 如图1、图2、图3和图4所示，本实用新型实施例提供了一种基于STM32单片机的工控机教学实训装置，它包括工控机电路板1和与所述工控机电路板1电性连接的工控机演示电路板2；其中，

[0033] 所述工控机演示电路板2包括至少一个轻触开关和指示电路组21，所述指示电路组 21包括至少一路指示电路，轻触开关和指示电路一一对应；

[0034] 所述工控机电路板1包括单片机11和输入输出电路，所述输入输出电路包括输入电路和输出电路12，所述输入电路的输入端用于接入所述轻触开关的触发信号，所述输入电路的输出端与单片机11的输入端相连，所述输出电路12的输入端与所述单片机11 的输出端相连，所述输出电路12的输出端用于连接工控机演示电路板2上的各路指示电路；

[0035] 通过工控机演示电路板2上的相应轻触开关触发后，相应触发信号通过输入电路传递至单片机11，单片机11根据相应的触发信号通过输出电路12输出相应的指示开关量信号至工控机演示电路板2，驱动相应的指示电路动作。

[0036] 在本实施例中，通过相应的轻触开关构成触发信号输入至单片机11，模拟工控机的数据输入，通过相应的指示电路发光二极管指示灯构成相应指示开关量信号输出的指示，从而模拟了工控机的工作流程。

[0037] 在本实施例中，所述轻触开关设置有八个，所述指示电路对应设置有八路。

[0038] 在本实施例中，所述输入电路包括八路和轻触开关一一对应的输入光电耦合电路 19。

[0039] 另外，在本实施例中，所述输入光电耦合电路19的输入端连接和触发信号一一对应的输入指示灯；若输入光电耦合电路19的输入端接入相应轻触开关的触发信号后，相应输入指示灯点亮；通过输入指示灯的点亮表示当前输入光电耦合电路19的输入端接入了对应的轻触开关的触发信号。

[0040] 所述单片机11可以为STM32单片机，适于采用STM32F103RET6芯片；通过输入光电耦合电路19模拟PLC内部输入的过程，便于教学讲解。

[0041] 如图5所示，所述输出电路12包括输出光电耦合电路121、继电器驱动电路122 和继电器输出电路123，继电器输出电路123包括至少一个和轻触开关对应、并被驱动从而产生相应指示开关量信号的继电器；其中，

[0042] 输出光电耦合电路121的输入端与单片机11的输出端相连，输出光电耦合电路121 的输出端与继电器驱动电路122的输入端相连；

[0043] 继电器输出电路123的输入端与继电器驱动电路122的输入端相连，继电器输出电路123的输出端与工控机演示电路板2相连。

[0044] 具体地，所述继电器驱动电路122的输出端连接继电器的继电器线圈；所述继电器线圈还并联设置有一输出指示灯，若继电器驱动电路122驱动相应继电器的继电器线圈，相应的输出指示灯点亮；所述继电器输出电路123的各输出端分别与指示电路的相应输入端相连；通过继电器驱动指示电路模拟了PLC的输出过程，便于教学讲解；所述继电器驱动电路122适于采用ULN2803芯片。

[0045] 为了方便工控机电路板1和工控机演示电路板2的连接，所述工控机电路板1通过40PIN数据线与工控机演示电路板2电性连接。

[0046] 为了在工控机电路板1和工控机演示电路板2之间连接40PIN数据线，所述工控机电路板1和所述工控机演示电路板2上分别设置有40PIN电路调试角牛接口10，两个40PIN电路调试角牛接口10通过40PIN数据线相连；具体地，工控机演示电路板2的8 路触发信号经过40PIN数据线送至工控机电路板1，工控机电路板1的8路指示开关量信号输出经过40PIN数据线送至工控机演示电路板2，工控机演示电路板2得到信号后，驱动相应的发光二极管指示灯，以此来验证电路是否正常工作及程序编写实训。

[0047] 如图6、图7、图8、图9和图10所示，为了能够将编程后的梯形图下载到单片机11，所述工控机电路板1还包括与单片机11的输入端相连，并用于将编程后的梯形图下载到单片机11的串口下载电路16以及分别与单片机11相连的存储电路13、复位电路14和启动电路15，所述单片机11还连接有时钟电路17；时钟电路17采用32.768Hz 及8MHz晶振构成，所述复位电路14用于为单片机11提供复位信号，以使单片机11 复位，复位电路14由10KΩ 电阻、
0.1uF电容及复位轻触开关组成；所述单片机11的开关电路适于提供单片机11需要的工作电压；所述启动电路15用于提供启动信号和停止信号，以控制单片机11工作和停止工作，启动电路15可以采用二常开二常闭带自锁开关组成；所述存储电路13适于存储程序指令，以便于单片机11调用；所述时钟电路 17适于产生时钟信号，以提供单片机11需要的时钟频率；所述串口下载电路16适于与单片机11电性连接，以使单片机11与上位机通讯；通过单片机11、存储电路13、复位电路14、启动电路15和时钟电路以使单片机11正常工作；所述串口下载电路可以采用SP3232芯片；所述存储电路13可以采用AT24C16芯片。

[0048] 如图11所示，所述工控机电路板1还包括用于给单片机11、输入电路和输出电路 12供电的电源电路；电源电路包括第一电源转换电路17和第二电源转换电路18；其中，第一电源转换电路17用于将外接24V直流电压转换为5V直流电压，第二电源转换电路18用于将
5V直流电压转换为3.3V电压提供给单片机11供电；并且将外接24V电压提供给输入输出电路供电；所述第一电源转换电路17包括第一滤波电路以及第一降压芯片；所述第一滤波电路可以采用共模线圈电路滤波；所述第一滤波电路的输入端与外接24V直流电压连接，以将外接24V直流电压滤波后输入给第一电源转换电路17；所述第一降压芯片的输入端与第一滤波电路的输出端电性连接，以将外接24V直流电压降压至5V；通过电源电路生成不同的电压，提供基于STM32单片机的工控机教学实训装置所需的所有电压；所述第一降压芯片可以采用LM2596SX降压；所述第二电源转换电路18可以采用AMS1117芯片降压。

[0049] 以上所述的具体实施例，对本实用新型解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

标题	发布/更新时间	阅读量
钙钛矿太阳能电池用一种电子传输材料	2020-05-11	664
用于记录三维环境的装置	2020-05-08	165
发光二极管	2020-05-08	975
脉冲激光束腰半径的测定装置及方法	2020-05-11	16
一种用于电视传媒的光线传播通讯系统	2020-05-08	493
拼接显示装置	2020-05-08	624
用于切换激光二极管的脉冲电流的激光驱动器集成电路	2020-05-08	574
有机发光显示装置	2020-05-08	365
喷墨打印盒及制备有机发光二极管显示设备的方法	2020-05-08	686
发光二极管结构	2020-05-08	543

基于STM32单片机的工控机教学实训装置

基于STM32单片机的工控机教学实训装置

技术领域

背景技术

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：