"追求技術(shù)進(jìn)步、服務(wù)科教興國、支持教育事業(yè)"
SBDPJ-239A單片機綜合實(shí)驗實(shí)訓工作臺
單片機綜合實(shí)驗實(shí)訓工作臺是計算機、電子信息、通信、機械技術(shù)制造及其自動(dòng)化、自動(dòng)化、測控技術(shù)與儀器等專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎實(shí)驗室。實(shí)驗教學(xué)系統應用MCS51集成開(kāi)發(fā)環(huán)境作為設計、調試、開(kāi)發(fā)的工具，支持匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言的調試。實(shí)驗系統采用單元化電路設計，簡(jiǎn)潔直觀(guān)，既保持了教學(xué)中常用的接口芯片又增加了反映先進(jìn)技術(shù)和實(shí)際應用中常用接口芯片。通過(guò)實(shí)驗，可使學(xué)生具備一定的單片機軟件編程、硬件設計和綜合開(kāi)發(fā)應用的能力。既可完成《單片機原理》、《單片機應用技術(shù)》等課程的實(shí)驗教學(xué)，也可支持相關(guān)的課程設計、畢業(yè)設計、電子設計競賽的應用開(kāi)發(fā)。
1.單片機實(shí)驗室主要功能與特色
單片機實(shí)驗室設備是專(zhuān)業(yè)基礎課公共教學(xué)實(shí)驗室。單片機實(shí)驗室設備以本科實(shí)驗教學(xué)為中心，加強學(xué)生培養和科研基地建設，推進(jìn)學(xué)科學(xué)位建設發(fā)展�，F為計算機學(xué)院的計算機科學(xué)與技術(shù)、自動(dòng)化、軟件工程等專(zhuān)業(yè)；光電學(xué)院的電子信息科學(xué)與技術(shù)、應用物理學(xué)、電子信息工程、通信工程等專(zhuān)業(yè)；機電汽車(chē)工程學(xué)院的機械設計制造及其自動(dòng)化、測控技術(shù)與儀器等專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗教學(xué)與科研基地。
2.單片機實(shí)驗室承擔的主要工作
單片機實(shí)驗室的實(shí)驗教學(xué)要求是使學(xué)生掌握單片機原理、工業(yè)順序控制、8255并口芯片控制、8031串口應用、A/D、D/A轉換、I/O口擴展等基本結構與工作原理，以及設計編程、性能測試等。培養學(xué)生單片機方向的理論聯(lián)系實(shí)際意識和基本實(shí)驗技能。
（參考圖）
一、產(chǎn)品特點(diǎn)
1.單片機控制技術(shù)實(shí)訓平臺根據國家職業(yè)標準中相關(guān)內容，將單片機應用技術(shù)、應用電子及無(wú)線(xiàn)電技術(shù)等課程通過(guò)工作任務(wù)訓練有機結合在一起，實(shí)現將典型工作任務(wù)量化為多個(gè)子任務(wù)，提供豐富的實(shí)訓單元模塊，包括單片機（MCS51、STM32）、顯示、傳感器、執行對象、按鍵開(kāi)關(guān)、信號采樣處理、無(wú)線(xiàn)通信等模塊，適合各類(lèi)高等職業(yè)院校的《單片機技術(shù)》、《電子技術(shù)應用》、《數字電子技術(shù)》、《模擬電子技術(shù)》等課程的實(shí)訓教學(xué)。
2.實(shí)訓單元模塊采用獨立的模塊化、半開(kāi)放式設計，各個(gè)模塊中輸入、輸出及控制口的大部分管腳均采用防轉柱及插座引出�？筛鶕虒W(xué)內容需要，任意選擇實(shí)訓模塊進(jìn)行組合設計，通過(guò)連線(xiàn)及編寫(xiě)控制程序來(lái)完成，具有較強的創(chuàng )新性。
3.實(shí)訓單元模塊由透明元件盒及PCB板構成，元件盒體由透明有機工程塑料注塑而成，面板采用PCB板制作而成。導線(xiàn)插孔采用防轉座引出，導線(xiàn)裝有彈性插頭可在模塊上面插接，以保證可靠連接進(jìn)行各種實(shí)訓，模塊間采用排線(xiàn)或連接導線(xiàn)進(jìn)行連接。
二、技術(shù)性能
1.輸入電源：?jiǎn)蜗嗳�(xiàn)～220V±10% 50Hz
2.裝置容量：＜1.5kVA
3.外形尺寸：實(shí)訓平臺1600mm×700mm×1530mm、電腦桌560mm×600mm×1020mm
4.安全保護：具有漏電保護功能，安全性符合相關(guān)國家標準
三、基本配置及功能
本裝置主要由實(shí)訓臺、電源掛件、直流電源/直流電壓表掛件、仿真器掛件、直流調速閉環(huán)系統掛件、溫度調節閉環(huán)系統掛件、步進(jìn)電機控制系統掛件、數控電源研究系統掛件、實(shí)訓掛板、實(shí)訓模塊、電腦桌、活動(dòng)柜及配件等組成。
1、實(shí)訓臺：
實(shí)訓臺主要有實(shí)訓桌和實(shí)訓臺架組成，實(shí)訓桌采用型材結構，桌腿采用4080型材，桌面為防火、防水、耐磨高密度板，結構堅固，造形美觀(guān)大方。面板采用鋁板結構，操作面板文字符號用現代彩色噴描技術(shù)處理，具有防塵、美觀(guān)、耐磨、不掉色等特點(diǎn)。
實(shí)訓臺架應采用工業(yè)型材結構，所有型材表面光滑，無(wú)凹槽，采用兩層結構，分別放置電源模塊、實(shí)訓模塊及實(shí)訓掛板等。臺架兩側提供有AC220V電源插座接口，可為外配儀器設備提供工作電源。
2、電源掛件：
提供單相漏電保護器、智能電源管理系統、電源指示、電源保護及AC220V電源輸出接口。
3、直流電源、直流電壓表掛件：
提供五路固定直流電源輸出：±12V、±5V、+24V；提供一路0～5V直流可調電源；提供一只直流電壓表，量程0～20V，分為200mV、2V、20V三檔、精度0.5級。
4、仿真器掛件：
提供51仿真器一只，USB通訊接口2個(gè)，有延長(cháng)線(xiàn)；串口通訊接口1個(gè)，有延長(cháng)線(xiàn)。
5、直流調速閉環(huán)系統掛件：
提供24V直流單機一只，自帶霍爾編碼器A、B正交相位90度信號輸出，轉速0～1000rpm/min，0-5V PWM調節模塊一塊，轉速表可顯示當前電機的轉速。面板印有閉環(huán)系統原理圖，整個(gè)系統為工業(yè)閉環(huán)系統，集PID運算調節和高速計數器運算調節。
6、溫度調節閉環(huán)系統掛件：
由溫度表、加熱鹵素燈、0-5V PWM調節模塊、DS18B20傳感器、PT100傳感器、溫度變送器和散熱風(fēng)扇組成。溫度變送輸出有兩種方式，一個(gè)是DS18B20輸出的數字信號可以直接和單片機接口；一個(gè)是PT100經(jīng)變送器輸出的電壓信號；加熱區由透明有機玻璃設計，便于觀(guān)察實(shí)訓過(guò)程中的變化。面板印有閉環(huán)系統原理圖，整個(gè)系統為工業(yè)閉環(huán)系統。
7、步進(jìn)電機控制系統掛件：
提供DC6-40V供電的42步進(jìn)驅動(dòng)器1只，采用DSP技術(shù)，電流范圍0.3A-2.2A，具有半流、過(guò)壓和過(guò)流等短路保護，1600-6400細分可調，可驅動(dòng)4、6、8線(xiàn)兩相步進(jìn)電機，脈沖響應頻率最高可達75KHZ；提供2相步進(jìn)電機42J06一只，步距精度5±%，耐壓500VAC，徑軸向跳動(dòng)0.08以下，步距角1.8°，額定電流1A，8根引線(xiàn)。面板印有步進(jìn)驅動(dòng)器詳細參數圖表。
8、數控電源研究系統掛件：
輸入電壓+24V，+5V，系統通過(guò)STM32主機模塊、電壓、電流采樣模塊、PWM驅動(dòng)電路完成直流穩壓電源的控制研究；面板印有控制系統原理圖。
9、實(shí)訓掛板：
掛在實(shí)訓臺上層，用于放置實(shí)訓模塊搭建實(shí)訓電路，滿(mǎn)足實(shí)訓教學(xué)需求。
10、實(shí)訓模塊：
實(shí)訓模塊由透明元件盒及PCB板構成，元件盒體由透明有機工程塑料注塑而成，面板采用PCB板制作。導線(xiàn)插孔采用防轉座引出，導線(xiàn)裝有彈性插頭可在模塊上面插接，以保證可靠連接進(jìn)行各種實(shí)訓；模塊間采用排線(xiàn)或連接導線(xiàn)進(jìn)行連接，可根據實(shí)訓教學(xué)內容需要，組合成各種實(shí)際產(chǎn)品。
具體配置及功能如下：
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序號 |
實(shí)訓模塊名稱(chēng) |
主要配置 |
數量 |
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1 |
MCS51主機 |
可進(jìn)行仿真51系列單片機及燒錄，并引出所有I/O口，并對I/O口工作情況進(jìn)行燈光指示，且配有指示燈與晶振切換開(kāi)關(guān)。 |
1塊 |
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2 |
STM32主機 |
可進(jìn)行STM32系列單片機燒錄、仿真，并引出所有I/O口，還提供STM32啟動(dòng)方式的選擇開(kāi)關(guān)及外部Flash存觸器 |
1塊 |
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3 |
稱(chēng)重傳感器 |
提供稱(chēng)重傳感器及其放大電路，實(shí)現壓力測量 |
1塊 |
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4 |
空氣質(zhì)量傳感器 |
提供一種二氧化錫半導體傳感器，對各種空氣污染源都有很高的靈敏度，可對空氣質(zhì)量進(jìn)行檢測 |
1塊 |
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5 |
超聲波發(fā)射接收 |
由超聲波發(fā)送、接收頭及解碼芯片等組成，實(shí)現超聲波收發(fā)功能 |
1塊 |
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6 |
LM35溫度傳感器 |
提供LM35溫度傳感器，可用于溫度測量 |
1塊 |
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7 |
18B20溫度傳感器 |
提供18B20數字溫度傳感器，可以直接得到數字溫度信號 |
1塊 |
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8 |
光照傳感器 |
由1750FVI數字照度傳感器與PO188模擬照度傳感器組成，實(shí)現光照度測量 |
1塊 |
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9 |
氣壓傳感器 |
由MS5611-01BA01氣壓傳感器及外圍電路組成，可測量大氣壓強 |
1塊 |
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10 |
心率傳感器 |
采用專(zhuān)用心率傳感器模塊，光電式，用于檢測人體心率 |
1塊 |
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11 |
數字溫濕度傳感器 |
采用DHT11數字式溫濕度傳感器 |
1塊 |
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12 |
ICL7135模數轉換 |
由A/D轉換與譯碼/驅動(dòng)電路等組成，實(shí)現模數轉換功能 |
1塊 |
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13 |
并行A/D轉換 |
由ADC0809芯片組成，實(shí)現將模擬信號轉換為八位數字信號 |
1塊 |
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14 |
并行D/A轉換 |
由DAC0832芯片組成，實(shí)現將八位數字信號轉換為0～5V的模擬信號 |
1塊 |
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15 |
串行A/D轉換 |
由TLC2543芯片組成，實(shí)現將模擬信號轉換為數字信號 |
1塊 |
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16 |
串行D/A轉換 |
由12位D/A轉換芯片TLC5618組成，實(shí)現將數字信號轉換為模擬信號 |
1塊 |
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17 |
并串轉換模塊 |
由74LS164、74LS165芯片組成，分別實(shí)現將串行輸入信號轉換為并行輸出信號和將并行輸入信號轉換為串行輸出信號 |
1塊 |
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18 |
運放模塊 |
提供典型運放芯片LM324及獨立器件，用于電路擴展 |
1塊 |
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19 |
音頻解碼 |
由VS1053芯片組成，實(shí)現音頻解碼與錄制功能 |
1塊 |
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20 |
音頻功放 |
由功放電路、音量調節電路組成，具有轉換速率高、失真小、輸出功率大，外圍電路簡(jiǎn)單等特點(diǎn) |
1塊 |
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21 |
十進(jìn)制計數器 |
提供4017十進(jìn)制計數/分頻器，可以對輸入的脈沖個(gè)數進(jìn)行計數 |
1塊 |
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22 |
單次脈沖與時(shí)鐘 |
包括由74LS393組成的分頻電路和單次脈沖，可為其它實(shí)訓模塊提供單次脈沖及時(shí)鐘信號 |
1塊 |
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23 |
8位動(dòng)態(tài)數碼管顯示 |
由數碼管和驅動(dòng)芯片組成，實(shí)現數字顯示功能。 |
1塊 |
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24 |
8位靜態(tài)數碼管顯示 |
由數碼管和驅動(dòng)芯片組成，實(shí)現數字顯示功能。 |
1塊 |
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25 |
128×64液晶顯示 |
由128×64液晶屏組成，實(shí)現顯示圖形、漢字等功能 |
1塊 |
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26 |
TFT觸摸屏 |
提供3.2寸電阻式觸摸彩屏，可實(shí)現彩色圖形、漢字顯示，檢測觸摸 |
1塊 |
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27 |
八位獨立按鍵 |
提供8個(gè)獨立鍵盤(pán)，以點(diǎn)動(dòng)方式輸出高低電平 |
1塊 |
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28 |
矩陣鍵盤(pán)模塊 |
由16個(gè)按鍵與電阻組成，實(shí)現信號的輸入及擴展鍵盤(pán)功能 |
1塊 |
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29 |
PNP三極管驅動(dòng) |
由9012與TIP42C組成PNP復合管 |
1塊 |
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30 |
直流電機驅動(dòng) |
由4個(gè)功率三極管組成“H橋式驅動(dòng)電路”，這是一個(gè)典型的直流電機控制電路 |
1塊 |
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31 |
蜂鳴器 |
包含1個(gè)有源蜂鳴器與1個(gè)無(wú)源蜂鳴器，可以作提示音控制使用，低電平有效 |
1塊 |
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32 |
揚聲器 |
提供一個(gè)8Ω/5W的揚聲器 |
1塊 |
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33 |
直流電機 |
由直流電機、槽型光耦、三極管組成，實(shí)現直流電機的轉速控制及測量功能 |
1塊 |
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34 |
交通燈 |
用雙色LED模擬交通燈，數碼管顯示倒計時(shí)秒數等功能 |
1塊 |
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35 |
U盤(pán)、SD卡 |
由文件控制管理芯片CH376、SD卡（座）及USB座組成，可以實(shí)現數據存儲與讀取功能 |
1塊 |
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36 |
AK040語(yǔ)音 |
由反相器芯片74HC04與語(yǔ)音芯片AK040組成，芯片中錄制有63種常用的語(yǔ)音，MCU可通過(guò)時(shí)序播放其中任意一段語(yǔ)音 |
1塊 |
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37 |
RS485 |
由MAX485等組成，實(shí)現485方式與單片機進(jìn)行通信 |
2塊 |
11、電腦桌：采用鋁型材和鈑金結構，臺面為防火、防水、耐磨高密度板；立柱及橫梁為30×30工業(yè)鋁合金型材，鍵盤(pán)位為抽屜式結構并用300mm導軌固定；底部裝有帶剎車(chē)萬(wàn)向輪。尺寸約為560mm×600mm×1020mm。
12、活動(dòng)柜：采用鐵質(zhì)雙層亞光密紋噴塑結構，優(yōu)質(zhì)鋼材做骨架，經(jīng)過(guò)機械加工成型，外表面噴涂彩色環(huán)氧聚塑，材料厚度不小于1.2mm。
13、配件：提供與實(shí)訓設備配套的實(shí)訓指導書(shū)和實(shí)訓導線(xiàn)。
四、服務(wù)與支持要求:為更好服務(wù)教學(xué)，保障實(shí)驗室教學(xué)工作順利進(jìn)行，要求提供全流程客戶(hù)服務(wù)管理平臺"互聯(lián)網(wǎng)+設備運維系統"。
智能電源管理系統具有過(guò)溫、短路、過(guò)流、過(guò)壓、欠壓、失壓、功率限定7大保護功能；電源具有一鍵鎖定功能，處理故障時(shí)，防止漏電保護器合閘，造成觸電危險；電源具有故障鎖定功能，發(fā)生故障導致跳閘時(shí)，不能人為上電，只能通過(guò)遠程清除故障后，才能上電成功；能通過(guò)無(wú)線(xiàn)4G和有線(xiàn)以太網(wǎng)與手機APP和PC端云平臺通訊，沒(méi)有網(wǎng)絡(luò )的情況下，教室整套智能電源管理系統可離線(xiàn)獨立運行。
1、智能終端：智能電源管理系統以32位ARM為核心，采用4.3寸彩色觸摸屏為人機交互界面，實(shí)時(shí)監控設備運行情況，提供Zigbee、CAN等多種通信模式，具備語(yǔ)音播報功能。能實(shí)時(shí)監測三相電壓、電流、功率，功率因數、頻率、電能等參數，液晶觸摸屏監測數值。能監控實(shí)驗室電源的故障類(lèi)型和故障次數；設備時(shí)間管理包含年月日時(shí)間的顯示；用戶(hù)通過(guò)刷卡方式請求開(kāi)啟設備，PC端進(jìn)行授權之后，設備可啟動(dòng)使用，PC端可分時(shí)預約設備的啟動(dòng)和停止。
2、手機APP：用電狀態(tài)界面實(shí)時(shí)顯示當前電壓、電流、有無(wú)功功率、電能、設備溫度、漏電電流值等；用電數據界面能智能查找近2年用電數據，設置界面能設置限定電能值、負載值、設備超溫值、過(guò)欠壓值、過(guò)欠壓恢復時(shí)間值等。后臺查看報警日志、操作日志、故障日志等�？刂疲嚎稍谖⑿判〕绦蛑羞h程控制智能開(kāi)關(guān)的通斷。
3、PC端軟件：每個(gè)設備狀態(tài)信息顯示，具有多個(gè)子界面，具有故障分析，用電能效分析、集中管理、個(gè)人中心資料管理、用戶(hù)報警定位跟蹤與信息統計；具有管理員信息修改與權限管理等功能�？梢绘I開(kāi)啟和關(guān)閉所有設備，可單獨控制每臺設備的開(kāi)關(guān)。
4、后臺系統：包含賬號管理、設備管理、報修管理、用戶(hù)管理，設備管理：①、包含監控管理：實(shí)時(shí)視頻監控每個(gè)教室，可一鍵預覽所有設備的在線(xiàn)和運行情況，分析設備使用率及運行時(shí)間。②、包含設備節點(diǎn)：可顯示設備所在位置、編碼名稱(chēng)、掛載情況、用戶(hù)編輯、用戶(hù)查詢(xún)等。報修管理：用戶(hù)可進(jìn)行遠程報修，反應設備故障信息，編輯報修情況，后臺可進(jìn)行遠程維護，及時(shí)跟進(jìn)，以有效解決用戶(hù)設備維護。用戶(hù)管理：可連通手機號，對賬戶(hù)進(jìn)行一對一的安全加密，實(shí)名認證，防止賬戶(hù)泄密、防盜，現場(chǎng)數據連接云平臺后臺數據庫管理。
需對功能逐一演示，提供有效、權威的證明文件，證實(shí)該產(chǎn)品的可靠、安全、先進(jìn)性。
五、實(shí)訓項目
單片機基礎實(shí)訓項目
（1）跑馬燈
（2）計數器
（3）定時(shí)器
（4）外部中斷
（5）音頻驅動(dòng)
（6）蜂鳴器驅動(dòng)
（7）查詢(xún)式鍵盤(pán)
（8）矩陣鍵盤(pán)顯示
（9）電子音樂(lè )演奏
（10）128×64液晶顯示
（11）動(dòng)態(tài)掃描數碼管顯示
（12）靜態(tài)掃描數碼管顯示
（13）ADC0809應用
（14）DAC0832應用
（15）TLC2543串行AD轉換實(shí)驗
（16）TLC5618串行DA轉換實(shí)驗
（17）74LS164串轉并實(shí)驗
（18）74LS165并轉串實(shí)驗
（19）AK040語(yǔ)音測試
（20）DS18B20溫度測量電路
（21）RS232串行51通信
（22）RS232串行STM32通信
（23）STM32觸摸屏顯示
（24）STM32 ADC的使用
（25）STM32內部溫度傳感器溫度測量顯示
（26）STM32外部Flash
（27）RS485通信
單片機綜合實(shí)訓項目
（1）出租車(chē)計價(jià)器
（2）超聲波倒車(chē)雷達
（3）電子語(yǔ)音萬(wàn)年歷
（4）電子稱(chēng)
（5）交通燈控制系統
（6）溫度調節閉環(huán)控制系統
（7）直流步進(jìn)控制系統
（8）直流調速閉環(huán)控制系統
（9）數據采集系統
（10）環(huán)境監測系統
（11）DDS信號發(fā)生器
（12）MP3音樂(lè )播放器
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電氣自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)教學(xué)實(shí)訓設備、電力拖動(dòng)綜合實(shí)訓裝置 |
