一种多功能智能化实验平台
阅读：348发布：2021-06-13
专利汇可以提供一种多功能智能化实验平台专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种多功能智能化实验平台，包括：控 制模 块 、电源模块、显示模块、 信号 发生器、物理量测量模块；所述电源模块、显示模块、物理量测量模块均与 控制模块 连接；所述显示模块、信号发生器、物理量测量模块均与电源模块连接；所述信号发生器包括以下任意一个或多个：秒脉冲发生器、高频脉冲发生器、三 角 波发生器、方波发生器、 正弦波 发生器；所述物理量测量模块包括以下任意一个或多个： 电压 测量单元、 电流 测量单元、 电阻 测量单元、 温度 测量单元、湿度测量单元。本实用新型集多种信号发生器和多种物理量测量等多功能于一体，同时耗电少、体积小。，下面是一种多功能智能化实验平台专利的具体信息内容。
1.一种多功能智能化实验平台，其特征在于，包括：控制模块、电源模块、显示模块、信号发生器、物理量测量模块；
所述电源模块、显示模块、物理量测量模块均与控制模块连接；所述显示模块、信号发生器、物理量测量模块均与电源模块连接；
所述信号发生器包括以下任意一个或多个：秒脉冲发生器、高频脉冲发生器、三角波发生器、方波发生器、正弦波发生器；
所述物理量测量模块包括以下任意一个或多个：电压测量单元、电流测量单元、电阻测量单元、温度测量单元、湿度测量单元、周期频率测量单元。
2.根据权利要求1所述的多功能智能化实验平台，其特征在于，所述电源模块包括交流变压器输入单元、桥式整流单元、稳压输出单元、交流电源输入接口和直流电源输出接口；
所述交流变压器输入单元、稳压输出单元均与所述桥式整流单元连接，所述交流电源输入接口与交流变压器输入单元连接，所述直流电源输出接口、控制模块、物理量测量模块、显示模块均与所述稳压输出单元连接。
3.根据权利要求1所述的多功能智能化实验平台，其特征在于，所述高频脉冲发生器为占空系数可调的脉冲发生器，包括型号为NE556的双时基芯片、电阻R5、电阻R6、电位器W3、电容C10、电容C11、二极管D3、二极管D4和高频方波输出接口；
双时基芯片的电源端和复位端均与电源模块连接，双时基芯片的复位端和放电端分别与电阻R5的两端连接，双时基芯片的放电端还同时与二极管D3的阳极端和电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端与二极管D4的阴极端连接，二极管D3的阴极端和二极管D4的阳级端分别与电位器W3的两个电阻端连接，电位器W3的调节端、双时基芯片的阈值端和触发端均与电容C11的一端连接，电容C11的另一端接地，双时基芯片的控制端经电容C10接地；双时基芯片的接地端接地，双时基芯片的输出端与髙频方波输出接口连接。
4.根据权利要求1所述的多功能智能化实验平台，其特征在于，三角波发生器、方波发生器和正弦波发生器均采用型号为ICL8038的函数发生器；
当信号发生器同时包括三角波发生器、方波发生器和正弦波发生器中的任意2个或全部3个时，三角波发生器、方波发生器和正弦波发生器同时采用同一个函数发生器。
5.根据权利要求1所述的多功能智能化实验平台，其特征在于，所述周期频率测量单元包括施密特触发器和周期信号输入接口；所述施密特触发器的一端与控制模块连接，另一端与周期信号输入接口连接。
6.根据权利要求1所述的多功能智能化实验平台，其特征在于，还包括程序下载接口，所述程序下载接口与所述控制模块连接。
7.根据权利要求1所述的多功能智能化实验平台，其特征在于，所述控制模块包括型号为STM32F103C8T6的单片机。
8.根据权利要求1所述的多功能智能化实验平台，其特征在于，所述电压测量单元包括型号为LM358的双运放芯片、电位器W9、电阻R7、模拟电压输入接口；所述电位器W9的第一电阻端与模拟电压输入接口连接，第二电阻端接地，调节端与双运放芯片的第一同相输入端连接；双运放芯片的第一反相输入端与输出端连接，输出端经电阻R7与控制模块连接；
所述电流测量单元，包括型号为LM358双运放芯片、电位器W10、电阻R8和恒流源输入接口；所述电位器W10的第一电阻端与恒流源输入接口连接，第二电阻端接地，调节端与双运放芯片的第二同相输入端连接；双运放芯片的第二反相输入端与输出端连接，输出端经电阻R8与控制模块连接；
所述电阻测量单元，包括电位器W7、电阻R16、电阻R17、晶体管Q1和电阻检测接口，所述电位器W7的第一电阻端和电阻R17的一端均与电源模块的输出端连接，电位器W7的第二电阻端经电阻R16接地，电阻R17的另一端与晶体管Q1的发射极连接，晶体管的基极与电位器W7的调节端连接，晶体管的集电极经电阻检测接口接地；
所述温度测量单元，包括型号为DS18B20的温度传感器；所述温度传感器的电源输入端与电源模块连接，信号输入输出端与控制模块连接，电源地端接地；
所述湿度测量单元，包括型号为DHT11的湿度传感器；所述湿度传感器的电源输入端与电源模块连接，数据端与控制模块连接，电源地端接地。
9.根据权利要求1所述的多功能智能化实验平台，其特征在于，所述显示模块采用
12864液晶显示屏。
10.根据权利要求1所述的多功能智能化实验平台，其特征在于，包括若干按钮，所述按钮均与控制模块连接。
一种多功能智能化实验平台
技术领域
[0001] 本实用新型属于测量仪器领域，具体涉及一种多功能智能化实验平台。
背景技术
[0002] 计算机、温控、核仪器仪表、各种电子仪器检修、计量、定标、数字电路和模拟电路信号测试以及传感器研发等实验中，都离不开各类信号发生器、恒流源、电压源、各类信号和物理量测量仪器等，但这些传统仪器功能都比较单一，每个科学实验都需要大量功能单一的传统仪器，这样耗时、耗电、成本高，严重影响科研进度。因此有必要开发一种集多功能于一体的智能化测量仪器。实用新型内容
[0003] 基于目前科研仪器设备功能单一的技术问题，本实用新型提供一种多功能智能化实验平台，其耗电少、体积小型化、集多种功能于一体。
[0004] 为实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案：
[0006] 所述电源模块、显示模块、物理量测量模块均与控制模块连接；所述显示模块、信号发生器、物理量测量模块均与电源模块连接；
[0009] 本方案的多功能智能化实验平台，集多种信号发生器和多种物理量测量等多功能于一体，同时具有耗电少、体积小等有益效果。
[0011] 所述交流变压器输入单元、稳压输出单元均与所述桥式整流单元连接，所述交流电源输入接口与交流变压器输入单元连接，所述直流电源输出接口、控制模块、物理量测量模块、显示模块均与所述稳压输出单元连接。
[0012] 本方案可为外界提供直流电源，使多功能智能化实验平台的功能更多样化。
[0013] 进一步地，所述高频脉冲发生器为占空系数可调的脉冲发生器，包括型号为NE556的双时基芯片、电阻R5、电阻R6、电位器W3、电容C10、电容C11、二极管D3、二极管D4和高频方波输出接口；
[0014] 双时基芯片的电源端和复位端均与电源模块连接，双时基芯片的复位端和放电端分别与电阻R5的两端连接，双时基芯片的放电端还同时与二极管D3的阳极端和电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端与二极管D4的阴极端连接，二极管D3的阴极端和二极管D4的阳级端分别与电位器W3的两个电阻端连接，电位器W3的调节端、双时基芯片的阈值端和触发端均与电容C11的一端连接，电容C11的另一端接地，双时基芯片的控制端经电容C10接地；双时基芯片的接地端接地，双时基芯片的输出端与髙频方波输出接口连接。
[0015] 本方案的所产生的高频脉冲，其占空系数可调，可满足实验过程中的各种高频脉冲需求。
[0016] 进一步地，三角波发生器、方波发生器和正弦波发生器均采用型号为ICL8038的函数发生器；
[0017] 当信号发生器同时包括三角波发生器、方波发生器和正弦波发生器中的任意2个或全部 3个时，三角波发生器、方波发生器和正弦波发生器同时采用同一个函数发生器。
[0018] 进一步地，所述周期频率测量单元包括施密特触发器和周期信号输入接口；所述施密特触发器的一端与控制模块连接，另一端与周期信号输入接口连接。
[0019] 本方案利用施密特触发器状态转换过程中的正反馈作用，可将从周期信号输入接口输入的边沿变化缓慢的周期信号，即使该输入的待测周期信号掺杂噪声或伴随振荡现象，均可转换为边沿很陡的同频率矩形脉冲周期信号，从而可使用控制模块对输入的周期信号检测其周期和频率。
[0020] 进一步地，还包括程序下载接口，所述程序下载接口与所述控制模块连接。
[0021] 进一步地，所述控制模块包括型号为STM32F103C8T6的单片机。
[0022] 进一步地，所述电压测量单元包括型号为LM358的双运放芯片、电位器W9、电阻R7、模拟电压输入接口；所述电位器W9的第一电阻端与模拟电压输入接口连接，第二电阻端接地，调节端与双运放芯片的第一同相输入端连接；双运放芯片的第一反相输入端与输出端连接，输出端经电阻R7与控制模块连接；
[0023] 所述电流测量单元，包括型号为LM358双运放芯片、电位器W10、电阻R8和恒流源输入接口；所述电位器W10的第一电阻端与恒流源输入接口连接，第二电阻端接地，调节端与双运放芯片的第二同相输入端连接；双运放芯片的第二反相输入端与输出端连接，输出端经电阻R8与控制模块连接；
[0024] 所述电阻测量单元，包括电位器W7、电阻R16、电阻R17、晶体管Q1和电阻检测接口，所述电位器W7的第一电阻端和电阻R17的一端均与电源模块的输出端连接，电位器W7的第二电阻端经电阻R16接地，电阻R17的另一端与晶体管Q1的发射极连接，晶体管的基极与电位器W7的调节端连接，晶体管的集电极经电阻检测接口接地；
[0025] 所述温度测量单元，包括型号为DS18B20的温度传感器；所述温度传感器的电源输入端与电源模块连接，信号输入输出端与控制模块连接，电源地端接地；
[0026] 所述湿度测量单元，包括型号为DHT11的湿度传感器；所述湿度传感器的电源输入端与电源模块连接，数据端与控制模块连接，电源地端接地。
[0027] 进一步地，所述显示模块采用12864液晶显示屏。
[0028] 进一步地，包括若干按钮，所述按钮均与控制模块连接。
[0029] 有益效果
[0030] 本方案的多功能智能化实验平台，集多种信号发生器和多种物理量测量等多功能于一体，功能包括秒脉冲发生器、高频脉冲发生器、三角波发生器、方波发生器、正弦波发生器、以及测量电压、电流、电阻、温度、湿度、周期频率等，同时具有耗电少、体积小、操作简单、便于携带、输出信号稳定、测量结果准确等有益效果。附图说明
[0032] 图2为本实用新型实施例的整机电路图；
[0033] 图3为本实用新型实施例采用现有中断技术进入不同功能的程序框图。
具体实施方式
[0034] 下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例以本实用新型的技术方案为依据开展，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，对本实用新型的技术方案作进一步解释说明。
[0035] 本实施例提供一种耗电少、体积小型化、集多种功能于一体的多功能智能化实验平台，包括：控制模块、电源模块、显示模块、信号发生器、物理量测量模块、矩形脉冲转换器、程序下载接口；所述电源模块、显示模块、物理量测量模块、程序下载接口均与控制模块连接；所述显示模块、信号发生器、物理量测量模块均与电源模块连接；
[0036] 所述信号发生器包括：秒脉冲发生器、高频脉冲发生器、三角波发生器、方波发生器和正弦波发生器；所述物理量测量模块包括：电压测量单元、电流测量单元、电阻测量单元、温度测量单元、湿度测量单元和周期频率测量单元。
[0037] 所述电源模块所述电源模块包括交流变压器输入单元、桥式整流单元、稳压输出单元、交流电源输入接口和直流电源输出接口；所述交流变压器输入单元、稳压输出单元均与所述桥式整流单元连接，所述交流电源输入接口与交流变压器输入单元连接，所述直流电源输出接口、控制模块、物理量测量模块、显示模块均与所述稳压输出单元连接。
[0038] 以下结合图1和图2对本实用新型的多功能智能化实验平台进行具体解释说明。
[0039] 交流变压器输入单元包括变压器T1，由交流电源输入接口输入的交流220V交流电压经变压器T1转换为交流15V电压。
[0040] 桥式整流单元包括全波整流器B1，交流15V电压通过全波整流器B1，整流输出18V直流电压。
[0041] 稳压输出单元包括三端稳压块LM7812和两个三端稳压块LM317，全波整流器B1输出的18V直流电压通过三端稳压块LM7812降为直流12V电压；然后该直流12V电压分成四路：第一路为本实施例中下文所述的ICL8038函数发生器提供供电电压；第二路供给第一个三端稳压块LM317，用于将直流12V电压调整为直流4.5V电压；第三路供给第二个三端稳压块LM317，用于将直流12V电压调整为直流3.3V电压；第四路通过直流电源输出接口，作为本实施例的多功能智能化实验平台对外输出的12V直流电压。其中第一个三端稳压块 LM317得到的直流4.5V电压和第二个三端稳压块LM317得到的直流3.3V电压，可用于本实施例中的各元件供电，具体在下文各元件说明中解释。
[0042] 另外，交流变压器还包括变压器T2，桥式整流单元还包括全波整流器B2，稳压输出单元还包括三端稳压块LM7912。由交流电源输入接口输入的交流220V交流电压经变压器T2 转换为交流15V电压，再经全波整流器B2整流出直流-18V电压，该直流-18V电压通过三端稳压块LM7912降为直流-12V电压，该直流-12V电压通过直流电源输出接口，可作为本实施例的多功能智能化实验平台对外输出的-12V直流电压。
[0043] 秒脉冲发生器，采用型号为NE556的双时基芯片，还包括电阻R3、电阻R4、二极管D2、电容C8、电容C9和秒脉冲输出接口。
[0044] 第一个三端稳压块LM317的输出端与双时基芯片的14脚连接，为双时基芯片提供4.5V 电源；双时基芯片的4脚第一复位端也与第一个三端稳压块LM317的输出端连接。双时基芯片的5脚第一输出端经串联电阻R4后，同时与双时基芯片的2脚第一阈值端和6脚第一触发端连接，还与电容C9的正极端连接；双时基芯片的7脚接地端和电容C9的负极端均接地；双时基芯片的1脚第一放电端与二极管D2的阴极连接，二极管D2的阳极经电阻串联后与第一个三端稳压块LM317的输出端连接。
[0045] 当第一个三端稳压块LM317输出的直流4.5V电压加在双时基芯片NE556的14脚电源端和4脚时，由于接在双时基芯片NE556的2脚第一阈值端和6脚第一触发端上的电容C9 的电压不能突变，此时只有5脚第一输出端上的输出电压通过电阻R4给电容C9充电，当电容C9从0V充电到由第一个三端稳压块LM317所输出的4.5V电源电压的2/3复位电压时，这时双时基芯片NE556的5脚第一输出端复位，立即停止通过电阻R4给电容C9充电，完成充电的半个周期，接着电容C9开始放电，当放电到第一个三端稳压块LM317所输出的4.5V 电源电压的1/3置位电压时，放电通过电阻R4到双时基芯片NE556的5脚第一输出端，这时双时基芯片NE556的5脚第一输出端置位变为高电平，完成放电的后半个周期，接着电容 C9周而复始充电放电，在双时基芯片NE556的5脚第一输出端产生一个个震荡脉冲；双时基芯片NE556的5脚第一输出端和1脚第一放电端是同相位的，当我们在1脚第一放电端上接一个限流电阻R3和一个发光二极管D2，当C9充放电时，就会看到发光二极管D2也会随着充电放电的频率不断闪烁，在双时基芯片NE556的1脚第一放电端就产生了秒脉冲，经秒脉冲输出接口可作为本实施例的多功能智能化实验平台对外输出的秒脉冲。
[0046] 高频脉冲发生器，与秒脉冲共用双时基芯片，还包括电阻R5、电阻R6、电位器W3、电容C10、电容C11、二极管D3、二极管D4和高频方波输出接口。
[0047] 双时基芯片的14脚电源端和10脚第二复位端均与电源模块连接，双时基芯片的10脚第二复位端和13脚第二放电端分别与电阻R5的两端连接，双时基芯片的13脚第二放电端还同时与二极管D3的阳极端和电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端与二极管D4的阴极端连接，二极管D3的阴极端和二极管D4的阳级端分别与电位器W3的两个电阻端连接，电位器W3的调节端、双时基芯片的12脚第二阈值端和8脚第二触发端均与电容C11的一端连接，电容C11的另一端接地，双时基芯片的11脚第二控制端经电容C10接地；双时基芯片的7 脚接地端接地，双时基芯片的9脚第二输出端与高频方波输出接口连接。
[0048] 当直流4.5V电压加在双时基芯片NE556上时，直流4.5V电压开始通过电阻R5、二极管D3、电位器W3第二段电阻给电容C11充电，当电容C11的电压被充到4.5V的2/3以上电压时，双时基芯片NE556通过12脚第二阈值端，使双时基芯片NE566复位，双时基芯片NE566的13脚第二放电端变为低电平，这时电容C11充电时间为t1；接着电容C11通过W3 左、D4、R6、NE556的13脚放电，当放到4.5V的1/3以下电压时，NE556通过8脚第二触发端，使NE556置位，
13脚第二放电端变为高电平，这时电容C11放电时间为t2；双时基芯片NE556通过以上过程完成一次震荡，接着双时基芯片NE556周而复始重复以上过程。当我们调节电位器W3电位器的中心抽头时，电容C11的充电时间t1和放电时间t2是会随着中心抽头的位置而改变，但充电时间t1和放电时间t2之总和是不会变的，即t1+t2＝T等于一恒定常数。所以，当充电时间t1改变时，占空系数 随之改变，由于双时基芯片 NE556的第9脚输出端和第13
脚放电端是同频同相位的，所以在第9脚输出端连接通过高频方波输出接口从而输出周期恒定的高频脉冲串，且该高频脉冲串的占空比可以通过调节电位器的中心抽头的位置来进行调整。
13脚第二放电端变为高电平，这时电容C11放电时间为t2；双时基芯片NE556通过以上过程完成一次震荡，接着双时基芯片NE556周而复始重复以上过程。当我们调节电位器W3电位器的中心抽头时，电容C11的充电时间t1和放电时间t2是会随着中心抽头的位置而改变，但充电时间t1和放电时间t2之总和是不会变的，即t1+t2＝T等于一恒定常数。所以，当充电时间t1改变时，占空系数 随之改变，由于双时基芯片 NE556的第9脚输出端和第13
脚放电端是同频同相位的，所以在第9脚输出端连接通过高频方波输出接口从而输出周期恒定的高频脉冲串，且该高频脉冲串的占空比可以通过调节电位器的中心抽头的位置来进行调整。
[0049] 本实施例的多功能智能化实验平台，采用型号为ICL8038的函数发生器。由于ICL8038 函数发生器是一种多用途的波形发生器，可以用来产生正弦波、方波、和三角波信号，因此该ICL8038函数发生器可同时作为三角波发生器、方波发生器和正弦波发生器。ICL8038函数发生器，是双列直插式14脚集成电路，三端稳压块LM7812输出的12V直流电压加在芯片的第6脚电源端，给该芯片提供电源，这时我们可以用示波器在其2脚正弦波输端测量到同频2V正弦波电压，在3脚三角波测量端测量到同频3V的三角波电压，在9脚方波测量到同频4V的方波脉冲电压。其中，通过调节电位器W6，可以在函数发生器的第9脚获得占空系数为50％的方波脉冲；可以通过调节电位器W4以改善2脚输出的正弦波的上升部分的波形(即相位角区间为270度到90度)，通过调节电位器W5以改善2脚输出的正弦波的下降部分的波形(即相位角区间为90度到270度)，从而获得失真度小于1％的正弦波；因此 ICL8038函数发生器的2脚正弦波输出端输出的正弦波、3脚三角波输出端输出的三角波、9 脚方波输出端输出的方波可连接到函数波形输出接口，从而可作为本实施例的多功能智能化实验平台对外输出正弦波、三角波和方波。
[0050] 控制模块包括型号为STM32F103C8T6的单片机。该型号的单片机，是一款中等容量增强型，32位基于ARM核心的带64或128K字节闪存的微控制器模块。1到4脚的B12、B13、 B14、B15、均为数据端口，分别与一体机平台上的按钮连接，用于仪器面板程序操作；6脚数据端口A9用于向上位机发送数据；7脚数据端口A10口用于上位机向本机下传数据；8脚数据端口A11用于测量数据保存；9脚数据端口A12用于向上位机无线发送测量数据；脚数据端口A15用于程序的启动和暂停；11脚数据端口B3口用于给12864液晶屏的使能信号； 12脚数据端口B4口用于与DS18B20温度传感器进行双向通讯；13脚数据端口B5口用于与 DHT11湿度传感器进行双向通讯；19脚接地，20脚和21脚由LM317电源模块提供3.3V电压给STM32F103C8T6单片机；25脚到32脚的A0、A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7均为数据端口，用于把STM32F103C8T6单片机发出的数据传送给12864液晶显示屏；33脚数据端口B0口用于采集LM358运算放大器7脚送来的模拟电压；34脚数据端口B1用于采集 LM358运算放大器1脚送来的模拟电压；34脚数据端口B10口用于接收74LS14施密特触发器4脚送来的脉冲信号；35脚数据端口B11口用于接收74LS14施密特触发器10脚送来的脉冲信号；38脚电源端由LM317电源模块提供3.3V电压给STC32F103C8T6单片机；39脚接地端和40脚接地端均接地。
[0051] 显示模块，采用12864液晶显示屏。其中，12864液晶显示屏是一种高分子材料因为其特殊的的物理、化学、光学特性，广泛应用在轻薄显示器上，主要原理是以电流刺激液晶分子产生点、线、面并配合背部灯管构成画面。该12864液晶显示屏共20个引脚，1脚电源地、 2脚4.5V供电电压、3脚液晶对比度调节端、4脚数据命令选择端、5脚读写选择端、6脚为使能端，7脚到14脚8位数据传输端，15脚串/并选择端，16空脚、17脚复位端、18空脚、 19脚背光电源正极、20脚背光电源负极。12864液晶显示屏的各管脚：1脚、5脚、20脚都接地，2脚、15脚、17脚、19脚接4.5V，当4脚RS信号为低电平时，7脚到14脚8位数据传输为命令，当4脚RS信号为高电平时，7脚到14脚8位数据传输为数据，当6脚输入一使能脉冲，就可使单片机的数据传送给12864液晶显示器，达到字符显示。
[0052] 周期频率测量单元，包括施密特触发器和周期信号输入接口。其中施密特触发器采用 74LS14芯片，周期信号经第3脚或从11脚输入，经74LS14芯片内的施密特触发器转换从第 4脚或第10脚输出到STM32F103C8T6单片机的B10或B11端口。
[0053] 当从周期信号输入接口输入边沿变化缓慢的待测周期信号时，通过利用施密特触发器状态转换过程中的正反馈作用，施密特触发器均可将其变换为边沿很陡的矩形脉冲，从而可使用控制模块对输入的周期信号检测其周期和频率。待测周期信号可能为从外界传感器得到的高频矩形脉冲串，或从本机输出的调频脉冲串，其经传输后往往发生波形畸变。当待测周期信号的传输线上的电容较大时，波形的上升沿将明显变坏；当传输线较长，而且接受端的阻抗与传输线的阻抗不匹配时，在波形的上升沿和下降沿将产生振荡现象；当其他脉冲信号通过导线间的分布电容或公共电源线叠加到矩形脉冲信号时，信号上将出现附加的噪声。无论出现上述的那一种情况，都可以使用本实施例的多功能智能化实验平台的矩形脉冲转换器功能，将不理想的周期信号转换得到比较理想的矩形脉冲波形的周期信号。只要施密特触发器的vt+和vt-设置得合适，均能收到满意的转换效果，从而在施密特触发器的输出端得到同等频率的矩形脉冲信号，再输出至控制模块以对输入的周期信号检测其周期和频率。
[0054] 电压测量单元包括型号为LM358的双运放芯片、电位器W9、电阻R7、模拟电压输入接口。所述电位器W9的第一电阻端与模拟电压输入接口连接，第二电阻端接地，调节端与双运放芯片的第一同相输入端连接；双运放芯片的第一反相输入端与输出端连接，输出端经电阻R7与控制模块连接。
[0055] 当外界来的模拟电压经模拟电压输入接口，输入到双运放芯片LM358的第5脚第一同相输入端，由第7脚第一输出端输出，通过限流电阻R7输入到STM32F103C8T6单片机的B0 口进行电压采样，由单片机内部进行软件处理后，输出到12864液晶显示屏进行电压显示，实现本实施例的多功能智能化实验平台对外界电压的测量并显示。
[0056] 电流测量单元，包括型号为LM358双运放芯片、电位器W10、电阻R8和恒流源输入接口；其中电压测量单元和电流测量单元共同采用同一个LM358芯片，并分别独立使用其中一个运放器功能。所述电位器W10的第一电阻端与恒流源输入接口连接，第二电阻端接地，调节端与双运放芯片的第二同相输入端连接；双运放芯片的第二反相输入端与输出端连接，输出端经电阻R8与控制模块连接。
[0057] 当外界的恒流源通过电阻采样到的模拟电压，经恒流源输入接口输入到双运放芯片 LM358的第3脚第二同相输入端，由第1脚第二输出端输出，通过限流电阻R8输入到 STM32F103C8T6单片机的B1口进行电压采样，由单片机内部进行软件处理后，输出到12864 液晶显示屏进行电阻显示，实现本实施例的多功能智能化实验平台对外界电流的测量并显示。
[0058] 电阻测量单元，包括电位器W7、电阻R16、电阻R17、晶体管Q1和电阻检测接口，所述电位器W7的第一电阻端和电阻R17的一端均与电源模块的输出端连接，电位器W7的第二电阻端经电阻R16接地，电阻R17的另一端与晶体管Q1的发射极连接，晶体管的基极与电位器W7的调节端连接，晶体管的集电极经电阻检测接口接地。
[0059] 从晶体管输出特性曲线可知，当晶体管的基极电流ib确定，其集电极电流ic就确定，而随着晶体管Q1管压降变化，其上的集电极电流几乎不变，说明其输出阻抗非常大。根据晶体管Q1这一特点，我们可以在电阻R16上面串一电位器W7进行分压，用以调节晶体管Q1 基极ib电流，这时其发射极电流为(1+β)ib，流经集电极电流为βib，当我们在晶体管Q1集电极与地之间接一个可变电阻时，就可以在晶体管Q1集电极获得一可变电压，根据这一原理，我们可以进行电阻的测量。即在晶体管Q1的集电极与地之间接入待测量电阻时，晶体管Q1的集电极得到与待测量电阻的阻值对应的电压。在本实用新型，可通过电压测量单元测量晶体管Q1的集电级电压，即可得到待测量电阻的阻值。
[0060] 温度测量单元，包括型号为DS18B20的温度传感器；所述温度传感器的电源输入端与电源模块连接，信号输入输出端与控制模块连接，电源地端接地；温度传感器由第一个稳压块 LM317提供4.5V电源电压，2脚信号输入输出端与STC32F103C8T6单片机的第12脚数据端口B4相连，可用于测量-55℃～+125℃之间的温度，采用单总线与STM32F103C8T6单片机通讯，可编程分辨率为9～12位，对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，实现高精度测温，并具有极强的抗干扰纠错能力，可应用冷冻库、粮仓、储罐、电信机房、电力机房、电缆线槽、轴瓦、缸体、纺机、空调、冰箱、冷柜、干燥箱、供热、中央空调等领域。
[0061] 湿度测量单元，包括型号为DHT11的湿度传感器；所述湿度传感器的电源输入端与电源模块连接，数据端与控制模块连接，电源地端接地；湿度传感器由第一个稳压块LM317提供 4.5V电源电压，2脚信号输入输岀端与STM32F103C8T6单片机的第13脚数据端口B5相连，采用单总线与STC32F103C8T6单片机通讯，在常温下可测量湿度范围20％RH～90％RH，可应用暖通空调、汽车、消费品、气象站、家电、湿度调节器、除湿机、医疗等领域。
[0062] 程序下载接口，包括型号为CH340的USB转串口芯片、晶振Y、电容C16、电容C17；晶振Y和电容C16、电容C17组成时钟电路，为USB转串口芯片提供时钟脉冲。当下载程序时，USB转串口芯片的发送端TX(3脚)发送程序给STM32F103C8T6单片机的第7脚数据端口A10；当STM32F103C8T6单片机上传程序时，从第6脚数据端口A9传送给USB转串口芯片的接收端RX(2脚)，经USB转串口芯片进行数据转换将程序上传到上位机。
[0063] 本实施例的多功能智能化实验平台，还包括5个按钮，分别为第一按钮、第二按钮、第三按钮、第四按钮和第五按钮，每个按钮均与控制模块连接。第一按钮为启动开关按钮，与 STM32F103C8T6单片机的第10脚数据端口A15连接，用于多功能智能化实验平台的开关机、启动、暂停等功能；第二按钮为换页按钮，与STM32F103C8T6单片机的第1脚数据端口B12 连接，用于对多功能智能化实验平台的各种功能进行切换和显示；第三按钮和第四按钮分别为向上设置按钮和向下设置按钮，分别与STM32F103C8T6单片机的第2脚数据端口B13和第3脚数据端口B14连接，相互配合用于计时计数等调整设置功能；第五按钮为选择按钮，与STM32F103C8T6单片机的第4脚数据端口B15连接。
[0064] 在本实施例中，可通过在单片机内设置程序，其中包括若干中断子程序，如图3所示，每个中断子程序可以为普通计数子程序、测温湿度子程序、测电压子程序、测电流子程序、测电阻子程序、测周期频率子程序、脉冲计数子程序等等。在按压多功能智能化实验平台上的启动开关按钮后，用户可根据功能需要按压换页按钮，使单片机进入相应中断子程序，并且在12864液晶显示屏上显示相应的计数值或测量值等，实现多功能智能化实验平台的相应功能。由于单片机根据按钮进入不同中断子程序，在液晶显示屏上中断换页进入不同页面以显示不同内容，属于现有技术，本文在此不再赘述。
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