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虚实结合单片机实验系统

一、系统要求：

满足8位单片机原理和32位单片机原理课程需求；可支持软硬件结合，本系统的实验实训除支持传统实验方式外，还能以仿真设计系统为基础，紧密结合软硬件，配有独特的下载器PLink，与仿真设计系统开发平台无缝对接，完美结合，即可用软件仿真的方法进行所有的实验，又可在实际的硬件平台上进行实操。学生通过仿真了解相应实验的技术细节，又可以通过实际硬件电路的运行结果建立对实验的感性认识。

二、系统特点：

1、综合性：可根据需求扩展选配支持8051、PIC、8086、AVR、MSP430、ARM、DSP、Cortex等不同微控制器的实验实训，不仅提供大量的验证性实训电路，还提供大量的可选配的实训系统，可完成许多设计性实训及考核任务。

2、多用性：实验箱的核心板为最小系统板，可配合扩展板使用，组成独立的项目。能完成学生的课程设计、毕业设计及电子竞赛的需要。扩展性强：系统有一个统一总线的处理器核心区，支持多种微控制器核心模块；系统还可扩展微处理器模块和实验扩展模块。

3、仪器功能：配备独有的下载器PLink，与仿真设计开发平台无缝对接，完美结合，可以在仿真系统中完成微控制器程序的一键下载。

4、软硬件结合：本平台能与仿真设计系统完全兼容使用，本平台的实验实训除支持传统实验方式外，还可以以仿真设计系统为基础，把软硬件紧密结合，先进行仿真实验，然后对照进行硬件的实验，而且在仿真层面可以实现更多复杂的实验与分析加深对电路及程序的深入理解。

5、同步与交互：系统可以根据课程教学实验需求，扩展选配USB接口的PROTEUS ICE仿真器，可以使实际硬件与虚拟的正版仿真设计软件电路进行同步与交互，实现各种实验创新与扩展。

三、系统组成及指标

（1）实验箱指标

材质：铝合金箱

设备外形尺寸：≥480mm×345mm×132mm

开关电源：支持±5V,±12V输出，带短路保护

输入电源：单相三线220V±10% 50Hz

工作环境：温度-10℃～+40℃相对湿度＜85%（25℃）海拔＜4000m

（2）工具资源指标：

通用编程器接口：USB2.0

电源工具：提供4路固定电源

DC输出/文波、噪声分别为：+5V～2A 50mV；-5V～0.5A 50mA；+12V～1A 120mV；-12V～0.5A 120mV

（3）主板硬件资源：

16×16点阵显示实验电路、LCD1602字符液晶屏显示电路、8位8段码LED数码管电路、74LS373锁存器电路、74LS47BCD译码器电路、74LS245总线收发电路、74LS04反相器电路、有源蜂鸣器电路、硬件看门狗电路、EEPROM电路、时钟电路、8位独立LED电路、8位独立开关电路、8位轻触按键电路、74LS164串入并出移位电路、74LS165并入串出移位电路、1路继电器控制电路、2路光耦隔离电路、ADC0809模数转换电路、DAC0832数模转换电路、热敏电阻传感电路、DS18B20单线温度传感电路、温度加热控制电路、湿度检测电路、红外收发电路、2路MAX232接口通讯电路、2路MAX485接口通讯电路、直流电机及驱动电路、直流电机测速电路、步进电机及驱动电路、矩阵键盘带中断输出电路

（4）标配扩展模块：

超声波测距和热释点传感模块：可实现距离检测和人体感应实验。

可燃气体和气体压力传感器模块：用于可燃气体、烟雾检查和气体压力从0到50kpa压力检查。

十字交通灯模块：模拟交通灯，带倒计时数码管显示。

（5）核心板配置：

系统标配8051处理器模块和STM32处理器模块，同时该系统可以根据课程教学实验需求，扩展选配STC51处理器模块、AVR处理器模块、MSP430处理器模块、ARM7处理器模块、PICCOLO处理器模块、PIC18/24处理器模块， Cortex处理器模块 CPLD核心板、FPGA核心板。

（6）配套资源：

①、技术实验指导书、实验工程源代码、处理器集成开发环境、实验所需的工具插件、设备说明书、实验工程仿真文件、教学视频教程、技术讲座资料、英文手册、实验使用芯片DATASHEET。

▲②、提供8051单片机教学视频教程，不少于15个视频案例；提供视频教程截图证明文件。

（7）提供教师端仿真设计系统：

①超过50000种元器件，方便创建新器件与封装； 智能器件搜索：通过模糊搜索可以快速定位所需要的器件；智能化连线功能：支持自动连线功能，缩短绘图时间；支持总线结构：使用总线器件和总线布线使电路设计简明清晰；支持子电路：采用子电路设计可使设计更加简洁明了；智能BOM管理：原理图器件的修改或者BOM修改总能保持BOM与原理图的一致性。

▲②、虚拟仪器：包含如示波器、逻辑分析仪、信号发生器、直流电压/电流表、交流电压/电流表、数字图案发生器、频率计/计数器、逻辑探头、虚拟终端、SPI调试器、I2C调试器等≤13种虚拟仪器；提供功能截图证明文件和功能录制视频现场播放。

▲③、仿真现象显示：用色点显示引脚的数字电平，导线以不同颜色表示其对地电压大小，还支持电机、显示器件、按钮等动态器件仿真；提供功能截图证明文件和功能录制视频现场播放。

▲④、高级图形仿真功能：基于图表的分析可以实现对设计的≤12种精确分析方法，包括模拟瞬态分析、数字瞬态分析、混合模式瞬态分析、互动分析、失真分析、直流参数扫描分析、频率分析、傅立叶分析、噪声分析、转移曲线分析、交流传输扫描分析和一致性分析；提供功能截图证明文件和功能录制视频现场播放。

⑤、信号源/激励源：包含直流电压源、正弦波发生器、脉冲发生器、指数脉冲发生器、单频率调频波信号发生器、任意分段线性脉冲信号发生器、文件信号发生器、音频信号发生器、稳态逻辑电平发生器、单边沿信号发生器、单周期数字脉冲发生器、数字时钟信号发生器、模式信号发生器、可编程信号源≤14种激励源。

▲⑥、独特的微控制器协同仿真功能：可支持扩展选配主流的微控制器仿真模型，如8051/52、AVR、PIC10/12、PIC16/18/24/33、HC11、BasicStamp、MSP430、8086、DSP Piccolo、 ARM7、Cortex M0、Cortex M3、Cortex M4、Arduino等，CPU类型随着版本升级还在继续增加；提供功能截图证明文件和功能录制视频现场播放。

四、实验项目：

1、单片机原理实验项目：

I/O开关量输入实验、I/O驱动实验、外部中断计数实验、计数器实验、RAM读写实验、PWM发生器实验、PWM蜂鸣器实验、外扩WDG看门狗实验、24C02读写实验、DS1302时钟实验、74LS164串入并出移位实验、74LS165并入串出移位实验、ADC0809模数转换实验、DAC0832数模转换实验、人体红外传感器实验、超声波测距实验、可燃气体传感器实验、RS485通讯实验、PC机串口通讯实验、DS18B20温度传感器实验、HS1011湿度传感器实验、红外遥控器解码实验、光耦隔离继电器控制实验、直流电机测速控制实验、步进电机控制实验、数码管驱动实验、16×16点阵汉字显示实验、LCD1602显示实验、LCD12864显示实验、矩阵键盘扫描实验、气体压力传感器实验、十字交通灯实验。

2、ARM/Cortex实验项目：

I2C实验、定时器实验、液晶驱动实验、RTC实验、DA转换实验、电机控制实验、PWM实验、SPI接口实验、AD转换实验验、UART实验、GPIO应用实验、uC/OS-II实验、中断实验

五、其它要求：

投标人中标后应根据采购人的需要，提供一台样机，到其指定地点对技术参数进行逐条测试，如果出现任何不符合******学校，作为将来交付时的参考。

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套

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单片机与嵌入式仿真软件

一、仿真软件概况：

满足不少于50人使用的正版仿真平台，要求简单易用，功能完整，性能优越，可以贯穿学生的整个学习生涯，为学生提供巨大的帮助，并在毕业后的职业生涯中继续使用，为企业带来巨大效益。可以介入到电子信息类专业教学和实验的方方面面，已经在大多数基础课程和专业课程中广泛使用。根据教学需求，可以支持扩展电子学、嵌入式设计、物联网、计算机硬件、智能电子、PCB 设计等课程的教学；（提供仿真正版软件，有永久使用权；响应文件中提供承诺书）

二、主要功能：

1、智能原理图设计：

① 器件库：超过50000种元器件，方便创建新器件与封装；

② 智能器件搜索：通过模糊搜索可以快速定位所需要的器件；

③ 智能化连线功能：支持自动连线功能，缩短绘图时间；

④ 支持总线结构：使用总线器件和总线布线使电路设计简明清晰；

⑤ 支持子电路：采用子电路设计可使设计更加简洁明了；

⑥ 智能BOM管理：原理图器件的修改或者BOM修改总能保持BOM与原理图的一致性；

⑦ 高质量图纸输出：通过个性化设置，可以生成印刷质量的BMP图纸，可以方便地供WORD、POWERPOINT等多种文档使用；

⑧ 设计浏览器：可以观察设计过程各阶段的状况。

2、ProSPICE混合仿真：

① 基于工业标准SPICE3F5，实现数字/模拟电路的混合仿真；

② 仿真器件：可以通过内部原型或使用厂家的SPICE文件自行设计仿真器件，厂商不断地发布新的仿真器件，还可导入第三方发布的仿真器件；

3、信号源/激励源：

包含直流电压源、正弦波发生器、脉冲发生器、指数脉冲发生器、单频率调频波信号发生器、任意分段线性脉冲信号发生器、文件信号发生器、音频信号发生器、稳态逻辑电平发生器、单边沿信号发生器、单周期数字脉冲发生器、数字时钟信号发生器、模式信号发生器、可编程信号源等14种激励源。

4、虚拟仪器：

▲包含如示波器、逻辑分析仪、信号发生器、直流电压/电流表、交流电压/电流表、数字图案发生器、频率计/计数器、逻辑探头、虚拟终端、SPI调试器、I2C调试器等13种虚拟仪器，提供功能截图证明文件和操作视频。

5、仿真现象显示：

▲用色点显示引脚的数字电平，导线以不同颜色表示其对地电压大小，还支持电机、显示器件、按钮等动态器件仿真，提供功能截图证明文件和操作视频。

6、高级图形仿真功能：

▲基于图表的分析可以实现对设计的12种精确分析方法，包括模拟瞬态分析、数字瞬态分析、混合模式瞬态分析、互动分析、失真分析、直流参数扫描分析、频率分析、傅立叶分析、噪声分析、转移曲线分析、交流传输扫描分析和一致性分析，提供功能截图证明文件和操作视频。

7、 8051模块仿真功能特性：

① 处理器模型库（81种）：Generic 80C31、80C32、80C51、80C52、80C54等；Atmel AT89C51、AT89C52、AT89C55、AT89C2051等；NXP P87C51RA、P87C51RB、P87C51RC、P87C51RD等；NXP P89LPC920、P89LPC921、P89LPC930等；NXP P8XC592、P8XCE598，此系列带片上CAN控制器；STC15W4K32S4，国产宏晶8051，带AD；

② 支持所有中断模式；

③ 支持全部8051指令系统和SFRs；

④ 支持所有口和I/O引脚的操作；

⑤ 集成进Proteus诊断控制系统；

⑥ 集成进VSM源码级调试和源码管理系统；

⑦ 支持集成Keil等第三方编译器和调试器；

⑧ 内部产生处理器时钟，事件定时器精确至一个时钟周期；

⑨ 提供内部一致性代码检查功能（无效操作码的运行、非法内存访问、栈溢出检查）。

⑩ 可集成编译器：Keil C51、IAR EW8051、SDCC for 8051、ASEM-51(汇编器）

▲8、 提供不少于5个8051仿真案例操作视频。

▲9、独特的微控制器协同仿真功能：可支持扩展主流的微控制器仿真模型，如8051/52、AVR、PIC10/12、PIC16/18/24/33、HC11、BasicStamp、MSP430、8086、DSP Piccolo、 ARM7、Cortex M0、Cortex M3、Cortex M4、Arduino等，CPU类型随着版本升级还在继续增加；提供功能截图证明文件和操作视频。

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节点

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嵌?式物联?快速开发套件

一、功能要求： 满足高校嵌入式系统课程、物联网课程的教学需要、采用主流技术而开发。该口袋板硬件配备了ARM Cortex-M3内核的STM32F103C8处理器和ESP8266 Wifi模块，板载仿真调试器和主流的嵌入式和物联网学习外设和扩展接口，可支持扩展传感器和执行器，如：温度、心率、气体、人体红外、电机、继电器等，实验/实训模式提供流程图编程和C编程。

1、硬件配置

主控采用STM32F103C8，它是基于高性能32位ARM Cortex M3 架构，工作频率72MHZ，具有3级流水线并采用哈佛结构，128K字节闪存程序存储器，3路UART，2路12C，2路SPI，1路USB，4路定时器，1路CAN，35个GPI0；

网络模块：ESP8266

显示模块：OLED液晶、4位一体共阴数码管；

传感器：DHT11温湿度传感器，光照传感器；

按键模块：3路按键；

LED灯模块：4路；

蜂鸣器：1路；

电位器：1路；

调试接口：Plink调试方式；

串口模块：使用CH340串口模块；

模式切换开关：可以选择嵌入式开发或者物联网开发模式

传感器/执行器扩展卡座：3个；支持定制logo。1、传感器/执行器模块：

标配模块(3个)：可燃气体/烟雾传感器、直流电机、继电器

选配模块：超声波传感器、人体红外传感器、气体质量传感器、酒精传感器、霍尔传感器、雨滴传感器、大气压传感器、震动传感器、步进电机等传感器/执行器。

▲2、系统/软件支持：

2.1、roteus VSM for Cortex-M3、IOT Build For Arduino、 Keil（需要提供宣传彩页证明） 2.2、Arduino仿真功能特性

▲①、 处理器模块：Arduino Mega、Arduino Uno、Arduino Nano、Arduino Leonardo、Arduino Yun和Seeeduino Cloud，（提供处理器模型库截图证明文件）。

②、 Arduino处理器：CPU是一个简化版的标准Arduino API，在仿真时以本地速率执行真正的AVR机器码，包括输入/输出、定时器和中断功能等，可部署在Uno、Mega和Leonardo等开发板上。

③、 包含Arduino功能扩展板和Grove模块，以保证乐高化的设计方式。

④、 外设模块库包含所有常用的显示器、按钮、开关、传感器和电机，以及更强大的器件如TFT显示屏，SD卡和音频播放。

⑤、 在外设模块库中选中模块，然后能自动放置在原理图上。

⑥、 不需要布线就可以将Grove模块分配给接口。

⑦、 驱动API为初学者提供了针对外设的高级可编译的接口。

⑧、 高级用户还可以自行创建新的模块。

⑨、 Arduino功能扩展板包括热敏电阻、数据记录、温度和光照、继电器、LED、LCD、波形、终端、电机、气象站、串行、数码管、实时时钟、以太网、超声波、移位寄存器、电偶放大器、绝对压力传感器等等众多常用扩展板仿真模型。

支持的编译器：Visual Designer for Arduino AVR、Arduino AVR

2.3、、IOT Builder功能特性

①、允许开发基于Arduino控制器的远程用户界面我们称之为前面板。

②、提供多种前面板IoT控件如：开关、滑块、旋钮、温湿度显示、电子时钟、LED灯条、表盘、警报框、条形图、折线图和风玫瑰等，供用户直接调用。用户可根据需求自定义IoT控件的外观主题和功能属性，灵活快速地设计远程界面。

③、用户设计的远程界面会自动生成JavaScript框架的网页文件，可部署到硬件开发板上并访问。如果用户没有硬件设备，也可以使用仿真运行前面板。

④、对于高层次的使用者，支持使用Java/Python对远程界面和IoT控件做进阶设计或修改。

⑤、提供Android和iOS App，方便用户使用手机或其他移动设备能快捷访问仿真软件或实际设备上正在运行的远程界面。

⑥、支持使用可视化流程框图设计嵌入式代码和远程界面的控制逻辑，免除代码设计，降低入门门槛，提升初学者兴趣。

⑦、对于高层次开发人员，可以在 VSM中使用C/C++代码开发，也能引导学生学习正确使用源代码开发嵌入式系统。

⑧、可以同时实现应用层和嵌入式代码开发的设计工具。

3、实验项目及资源

▲3.1、嵌入式实验

实验模式：Proteus电路仿真+MDK编程代码（需要提供宣传彩页证明）

基础实验：

流水灯实验、按键实验、数码管驱动显示实验、光照测量实验、蜂鸣器实验、OLED 显示实验、定时器中断实验、ADC实验、温湿度测量实验、串口实验、11C_24C02 实验。

综合实训：

多功能时钟项目设计******居环境监测系统项目设计。

▲3.2、物联网实验

实验模式：Proteus电路仿真+MDK编程代码+云平台（需要提供宣传彩页证明）

基础实验：

LED 灯远程控制实验、光照检测系统实验、病床呼叫系统实验、智能广告牌实验、烟雾检测系统实验、直流电机远程控制实验、温湿度检测系统实验、继电器远程控制实验。

综合实训：

******居系统、远程交通的控制系统

▲3.3、Arduino实验

实验模式：Proteus流程图编程+Proteus IOT Builder功能（需要提供宣传彩页证明）

基础实验：

LED灯远程控制实验、病床呼叫系统实验、智能广告牌实验、温湿度检测系统实验、光照检测系统实验、烟雾检测系统实验、直流电机远程控制实验、继电器远程控制实验。

综合实训：

多功能时钟项目设计************居系统、远程交通控制系统。 二、其他要求：

投标人中标后应根据采购人的需要，提供一台样机，到其指定地点对技术参数进行逐条测试，如果出现任何不符合******学校，作为将来交付时的参考。

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套

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单片机实验台（含凳子）

1. 样式要求：

1)★需设计成双层二工位样式，底层为实验台面，上层为仪器隔板；（需提供整体3D效果图、尺寸规格图）

2)铝合金型材和全钢制框架拼装组合结构，需牢固、可靠、便于维护，可以经多次拆卸后无损，继续组装使用；

3)台架连接构件需采用左右对称的6只铝压铸连接件（下方左、右件各2只，上方左、右件各2只）；

4)上层隔板需内嵌条形LED照明灯，此LED照明灯需采用内嵌在铝合金型材中，此LED照明灯角度可以调节 照明开关需独立控制；

5)台面上方适当位置需配置铝合金型材电源盒，电源盒固定于后方立柱上；

6)台面下方需配置全钢制抽屉1只；键盘托1个

7)底部需设有可调节高度支撑脚；

。

2.电气性能要求：

1)输入电源：单相三线，交流220V±10%，50HZ；

2)容量：≤2.2KVA；

3)安全保护：接地保护，漏电保护（动作电流＜30mA），过载保护；

4)★需配置1位漏电保护器、1位电源指示灯、1位照明开关、不少于9位250V/10A五孔插座，插座带安全门；（需提供五孔插座3C认证证书扫描件或复印件）

3.尺寸规格要求：

1)整体外形尺寸：不小于1600×800×1220mm（长×宽×高）；

2)台面距离地面高度：约760±5mm；

3)上层隔板距离台面高度：约460mm；

4)实验台面尺寸：不小于1600×800mm（长×宽）；

5)上层隔板尺寸：不小于1600×360mm（长×宽）；

4.材质要求：

1)▲型材立柱：截面尺寸不小于70*70mm，四角圆弧不小于R15mm工业级铝型材，表面阳极氧化成本色

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3)▲铝压铸连接件：铝压铸连接件，外形尺寸不小于200×185×75mm，壁厚不小于3mm，表面抛丸后喷塑处理

4)围框框架：截面尺寸不小于20*40mm冷轧电镀锌方钢管拼装焊接制作，表面喷塑处理；固定于铝压铸连接件上，用以连接台架立柱；

5)顶部拉杆：截面尺寸不小于40*40mm冷轧电镀锌方钢管，表面喷塑处理；固定于顶部2只铝压铸连接件上，用以支撑顶部隔板；

6)底部拉杆：截面尺寸不小于20*80mm冷轧电镀锌方钢管拼装焊接制作，表面喷塑处理；

7)LED照明灯：上层隔板需内嵌条形LED照明灯，此LED照明灯需采用内嵌在铝合金型材中，此LED照明灯角度可以旋转调节 照明开关需独立控制；

8)▲实验台面：桌面采用E0级三聚氰胺贴面胶合板，厚度≥25mm，台面上适当位置需开2个过线孔，并配装对应的穿线盖；需耐高温、抗弯曲、防潮；甲醛释放量≤0.6mg/L（甲醛释放量需提供产品质量监督部门出具的检验报告扫描件或复印件）

9)▲台面前沿必须装有由铝合金和PVC组成的防滚条，此防滚条主体需由铝合金型材制成，同时和桌面牢牢固定在一起，外层包裹黑色塑料能保护桌面长时间使用而不引起边缘的破损 并且对于学生做实验时保护零件滑落桌面

10)▲上层隔板：不小于18mm E0级三聚氰胺贴面胶合板，需耐高温、抗弯曲、防潮；甲醛释放量≤0.6mg/L（甲醛释放量需提供产品质量监督部门出具的检验报告扫描件或复印件）

11)抽屉：台面下方需配置1个全钢制抽屉：a)所有组件或连接件不应断裂损坏，b)通过手触压证实，用于紧固的组件不应松动，c)所有零部件不应有影响正常运作的变形或磨损，d)五金连接件不应松动，e)所有组件的功能不应损坏；

12)电源盒：电源盒为单面型，每面具有同等配置；

单面配置如下：

① 外形尺寸：不小于1420X55X100mm（长X厚X高）；

② ▲型材盖板：需采用工业级铝合金型材，型材表面阳极氧化处理成本色；

③ 前面板材质：需采用1.2mm厚度冷轧电镀锌薄钢板，表面喷塑处理；

④ 配置10A插头、品字尾三芯电源线1根，电源线长度不小于1.8米，线芯为国标1.5平方铜芯；（需提供电源线3C认证证书扫描件或复印件）

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套

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重型仪式柜

尺寸1000*400*1800mm，材质加厚冷轧钢板，静电环保塑粉，哑光浅色

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台