单片机实习总结(合集9篇)
【简介】下面是会员“rangcheng”收集的单片机实习总结(合集9篇),供大家品鉴。
一、认知实习经历
(一)单片机的背景及应用
单片机是计算机技术发展史上的一个重要里程碑,标志着计算机正式构成了通用计算机系统和嵌入式系统两大分支。
单片机软硬件结合、体积小,容易嵌入到各种应用系统中。得到广泛应用且其体积小、成本低,嵌入到工业控制单元、机器人、智能仪器仪表、汽车电子系统、武器系统、家电系统、办公自动化设备、金融电子系统、玩具、个人信息终端及通讯产品中。
它功能齐全,应用可靠,抗干扰潜力强;简单方便,易于普及。单片机技术是易于掌握技术。应用系统设计、组装、调试已经是一件容易的事情,工程技术人员透过学习可很快掌握其应用设计技术;发展迅速,前景广阔。短短几十年,单片机经过4位机、8位机、16位机、32位机等几大发展阶段。尤其是集成度高、功能日臻完善得单片机不断问世,使单片机在工业控制及工业自动化领域获得长足发展和超多应用。目前,单片机内部结构愈加完美,片内外围功能部件越来越完善,向更高层次和更大规模的发展奠定坚实基础。
单片机是集成电路技术与微型计算机技术高速发展的产物。体积小、价格低、应用方便、稳定可靠,因此,给工业自动化等领域带来了一场重大革命和技术进步。由于体积小,很容易地嵌入到系统之中,以实现各种方式的检测、计算或控制,这一点一般微机根本做不到。又由于单片机本身就是一个微型计算机,因此只要在单片机的外部适当增加一些必备外围扩展电路,就能够灵活的构成各种应用系统,如工业自动监测监视系统,数据采集系统,自动控制系统,智能仪器仪表等。
(二)认识STC11F32XE单片机的基本结构和原理
Stc11f32xe单片机是由一个8位CPU,4KB程序存储器,一组特殊功能寄存器,4个输入输出口(即P0P1P2P3),一个全双工串行口,2个16位定时器/计数器,5个中断源等部分组成,各功能部件透过片内单一总线连成一个整体,集成在一块芯片上。共有40个引脚,采用双列直插的封装形式,每个引脚都有其特定功能。
(三)搭建开发板的各个模块
学习单片机的前一个星期就是在设计好的电路板上用电烙铁和锡丝把每个电阻、电容、芯片、开关、插槽、按键、数码管等部件焊接到板子上。由于要锻炼动手实践潜力,刚开始焊接电源模块时,出现虚焊、短路等各种状况。由于刚接触,不太熟练,不能轻车熟路的驾驭烙铁,但是随着模块的慢慢搭建,锡焊技术已明显好转,就美观度而言和其他电子设备上的焊接技术能够相媲美了。
经过一个星期的焊接,单片机开发板的每一个模块已基本完成,经过对各个模块的检查测试,全部透过后我自我的单片机开发板就完成了。
(四)编写驱动程序,实现对各个模块的操作
(1)、数码管显示
单片机开发板搭建完成后,写的第一个驱动就是0—F在数码管上的显示。涉及到的两个芯片分别是:74VHC595D和74LS138,前者实现对8段数码管的段选,后者控制位选,两者结合实现数码管对不一样数字的显示。
单片机模板用的是共阳极的数码管,建立数组保存数码表,然后透过段选和位选对每个数组元素进行显示。
第一次接触keil软件,不仅仅要学习如何建立工程,还要掌握基本的引脚控制。在网上查询资料和观看单片机教程的过程中学会了如何写驱动,经过接近两天的自我学习,我的第一个驱动——数码管显示程序出炉了,很高兴。然后便是把写好的程序生成x。hex文件烧到单片机当中,数码管便可显示。
(2)按键操作
我们所用的矩阵键盘与网上通用的键盘略不相同,(我们采用的是3X6,而通用的开发板多采用4X4键盘)但是思想相同。键盘的引脚分别用了P0口和P2^5引脚。
首先实现单击,即按每一个键显示不一样的键值。调试透过后再实现双击和组合键。
按键的关键是先对行赋值(或对列赋值),若对行赋值(列赋值),则对列进行检索(行进行检索)。当有按键被按下,相应的列(或行)拉为低电平。
在用数码管显示按键的状态时,由于595 IO的引脚和按键第三行用的都是P2^5引脚,数码管显示有时出现问题,与程序中间的延时时光有关。不太好控制。
(3)温度测量
温度的测量主要用到DS18B20,透过对DS18B20芯片个参数的控制便可驱动该芯片,把结果显示在数码管上。
DS18B20芯片操作包括读操作、写操作以及对其的初始化。在读操作时把读的结果与10相除得温度的十位,取余数得温度的各位(在室温下实验)。
(4)时钟控制
时钟的显示主要是透过对DS1302进行控制,能够实现时、分、秒、年、月、日的显示,并且有漏电保护功能。同样把时分秒显示在数码管上,透过按键再切换到20xx年x月x日。
在给DS1302初始化时,如果写保护关,则有漏电保护功能(即断电重连后,时钟会自动记录断电的这段时光,并顺着此时光继续计时。)
(5)RS485通信
用RS485实现多机通信,编写通信协议实现一台主机和多台从机进行通信。在进行该模块设计时,由于平台搭建的有点问题,使得RS485的电压拉不到工作电压。然后把问题反映给了我们的两位指导老师,经过他们的一番测试,最终找到问题的所在:是因为一个电阻的原因。当然在观看老师对电路的检测中受益匪浅。也对多功能电压表的应用更为了解。
(6)x屏显示
x屏是x的点阵LCD,能够显示x行汉字。用x屏实现计算器、阅读器、推箱子和足球射门等功能。这四个程序设计全是基于x屏和对按键的检测,用按键来控制各个功能,并在屏上图形化显示。
在对计算器的设计要实现0——999之间的四则运算,尤其是除法运算还涉及到浮点数。阅读器主要是上下换行和左右翻页,由于要存储一段文字在寄存器中,文字不能太长,否则会超过程序寄存器的大小而不能进行构建。
推箱子是透过数组0和1实现小人和箱子的走与停。足球射门透过产生随机数来控制球的方向的任意性。
二、总结
两个x的暑期xx很快结束了,总体上来说感觉很充实,没有白白浪费暑假时光,也充实了自我的知识储备,获益匪浅。
当然很感谢xx老师和xx老师,他们放下自我的假期,在酷暑中坚持没两天一到,为我们解答学习过程中的疑问。还有就是系里的支持,为我们带给凉爽的学习环境,会议室配有空调,在学习的同时不用经受酷暑的考验。虽然我们的学习场所很简陋:桌椅是我们从5栋教学楼搬的,电源插座是刚刚搭建的,和在普通教室上自习的同学来比我们是幸福的。
实习前虽说已经大二结束,但是对我们的专业嵌入式方向始终不甚明白,纵然专业导论课已经谈过,但是总感觉迷茫与空洞。书本上的知识也学了不少,像电路,数字逻辑,组成原理等一些课,但是这些课始终是书本知识,得不到实际的应用。透过这次的亲自动手设计到编写驱动设计程序,最后切身体会到在开发产品中要用到哪些知识。依然记得实训刚开始时,大家都很兴奋,因为我们要自我动手焊接自我开发板的每一模块,从电源模块开始着手。
“书到用时方恨少,事要做时方知难”,一点也不假,感觉焊接就应不难,不就把锡点到电器元件引脚上不就行了,但是真正拿着烙铁去焊时,手是抖动的,烙铁也不打听话……淡然这只是刚开始时,经过多次的练习慢慢的得心应手。怪不得社会上的公司招聘都提到:有工作经验者优先。是啊,干过的总比纸上谈兵的强的多,公司不需要对你培训,能够直接工作给公司带来效益。
焊接电路板的时光很短,这只是简单的技术活,不需要逻辑上的思考。接下来就是用我们焊接好的开发板开始我们的单片机之旅。由于单片机课程还没开,我们不得不从网上查资料,看教程弥补自我基础知识的匮乏。还记得自我写的第一个程序,驱动数码管。
虽然看着焊接好的开发板很好看,但是要写程序点亮它就不那么容易了,第一感觉就是无从下手。老师推荐我们从网上看前人的驱动程序,然后比着写,由于使用的单片机不一样,电路的设计不一样,在看网上程序时务必要明白其原理,否则还是无法借鉴过来,就这样第一个驱动程序花费了我两天时光才把数码管点亮。开发的过程是痛苦的,但是结果是令人无比兴奋的。看着自我点亮的数码管心里个性高兴。
接下来的日子就是每一天对着电脑编写程序,然后下载到单片机中进行检测,查看能否运行。有时花费了一天的时光编写的一个程序下载单片机中竟然运行不了或者显示错误,心里真的个性失望;有时为了一个驱动程序想了一天还是一无所获,会个性烦躁……但是看到其他同学都在专心的研究,自我也就安慰自我别灰心,要坚持。就想《xx》中说的一样不抛弃不放下,所以自我也不能放下自我。然后又重新打起精神,投入到学习当中,就是在这样的一次次的自我暗示中,在和同学们一齐拼搏一齐学习。
还记得在进行多机通信时,由于要把所有的单片机连接在一齐,大家不得不默契配合,一齐想办法,编写协议“众人拾柴火焰高”,很快一个主机程序,从机程序就出炉了。
经过一个暑假的认知实习我学到的不仅仅是知识,还有职责心、信心、恒心以及团队合作潜力。我想无论是在学校还是以后踏入社会这些都必不可少。我认识到了我所学知识的'重要性。知识犹如人的血液。人缺少了血液,身体就会衰弱,人缺少了知识,头脑就要枯竭。
这次的单片机培训应用到的不仅仅是单片机知识,还有以前的课程,所以知识的积累也是十分重要的。这次亲身体验让我有了深刻感触,这不仅仅是一次实践,还是一次人生经历,是一生宝贵的财富。在磨练自我的同时让自我认识了很多,使自我未踏入企业就已经对企业有了必须的了解。
透过这次的实习,我对自我的专业更清楚的认知,以前一向不清楚嵌入式的具体应用,不明白以后毕业了该干什么。但透过这次的实习,我对嵌入式有了更清楚地认识,对单片机有了更清晰的理解。我认识到做什么都要有职责心,只有抱着认真负责的态度才能把任务完成。而程序员更是对耐心和细心有很高的要求。
实习的过程不仅仅仅是一个认知的过程,更是一个反思的过程。学习到新知识固然可喜,但能否用新知识对旧只是加以反思,这是关键的关键。
一 实习目的
1. 通过对单片机小系统的设计、焊接、装配,掌握电路原理图及电子线路的基本焊接装配工艺、规范及注意事项;
2. 通过对系统板的测试,了解系统板的工作原理及性能,掌握元器件及系统故障的排除方法;
3. 掌握程序编制及调试方法,完成系统初始化、存储器操作、端口操作、键盘显示等程序的编制及调试(汇编语言、C语言均可);
4. 通过单片机系统的组装,调试以及程序编制、调试及运行,与理论及实验的有机结合和指导教师的补充介绍,使学生掌握控制系统的工作原理、开发方法和操作方法。
5. 培养学生解决实际问题的能力,提高对理论知识的感性认识。
二 实习意义
通过本实习不但可以掌握单片机软、硬件的综合调试方法,而且可以熟练掌握电路原理图,激发对单片机智能性的探索精神,提高学生的综合素质,培养学生应用单片机实现对工业控制系统的设计、开发与调试的能力。在制作学习过程中,不但可以掌握软、硬件的综合调试方法,而且可以使学生对单片机智能性产生强烈的欲望。达到最大限度地掌握微机应用技术,软件及接口设计和数据采集与处理的技能,培养电综合实践素质的目的。
三 系统基本组成及工作原理
1 系统基本组成
系统以单片机STC89C52作为控制核心,各部分基本组成框图如图1所示。
流水灯部分由单片机、键盘模块等组成;
四位数码显示,编程实现30秒倒计时部分由单片机、键盘模块、液晶显示模块等组成;
按键功能部分通过按键控制流水灯部分、四位数码显示部分;
电子钟部分由单片机、键盘模块、液晶显示模块等组成;
使用功能键实现相应的功能组合部分通过流水灯部分、30秒倒计时部分实现;
模数转换部分由单片机、ADC0809转换模块、键盘模块、液晶显示模块等组成。
2 系统工作原理
本设计采用STC89C52RC单片机作为本系统的控制模块。单片机可把由ADC0809及单片机中的数据利用软件来进行处理,从而把数据传输到显示模块,实现阻值大小的显示。以数码管显示为显示模块,把单片机传来的数据显示出来。在显示电路中,主要靠按键来实现各种显示要求的选择与切换。
对于模数转换部分,单片机89C51通过P0口的I/O线向ADC0809发送锁存地址以及复位、启动转换等信号,并查询转换状态。 ADC0809启动转换后,将0-8个通道一次输入的电压信号转换成相应的数字量,供89c51读取使用,并且将EOC置1供单片机查询转换状态。而滑动变阻器负责将阻值信号转换成电压信号,再送到ADC0809的八个通道。当单片机查询到转换结束后依次读取数据并按照现实的需要进行二进制转BCD码等处理最后控制显示电路显示出数字。 其实现方式是:ADC0809转换来自3通道的阻值变化信号。80c51的P2口与ADC0809的输出相连用于读取转换结果,同时作控制总线,向ADC0809发送锁存、启动等控制信息,并查询EOC状态。ALE经分频后给ADC0809提供时钟信号。和口用于向显示电路输出段码,用于数码管的位选。
四 系统硬件设计
结合本设计的要求和技术指标,通过对系统大致程序量的估计和系统工作的估计,考虑价格因素。选定AT89C51单片机作为系统的主要控制芯片,8位模拟转换器ADC0809进行阻值转换。 逐次比较法A/D转换器是目前种类最多、应用最广的A/D转换器,其原理即“逐位比较”,其过程类似于用砝码在天平上称物体重量。它由N位寄存器、A/D转换器、比较器和控制逻辑等部分组成,N位寄存器代表N位二进制码。目前应用最广的逐次比较法A/D转换器有ADC0809。它是一种8路模拟输入8位数字输出的逐次比较法A/D转换器件。其主要性能指标和特性如下:
分表率:8位
转换时间:取决于芯片时钟频率,转换一次时间位64个时钟周期
单一电源:+5v
模拟输入电压范围:单极性0-+5v;双极性-5v-+5v
具有可控三态输出锁存器
启动转换控制位脉冲式,上升沿使内部所有寄存器清零,下降沿使A/D转换开始。
通过以上性能比较,我们不难看出ADC0809满足本设计的要求,所以本设计采用ADC0809作为A/D转换器
1 按键电路设计
利用单片机的P1口扩展一个8位键盘。
2 晶振与复位电路设计
本设计采用的是上电复位的形式,如图所示,上电顺进RST获得高电平,随着电容器C的充电,RST引脚上的高电平将逐渐下降,只要高电平能保持复位所需要的两个机器周期以上时间,单片机就能实现复位操作。 晶振电路为单片机提供工作所需要的时钟信号。震荡频率越高,系统时钟频率也越高,单片机运行的速度就越快。其电路如图所示。89C51的XTAL1和XTAL2两个引脚跨接晶体振荡器和微调电容C1、C2形成反馈电路,就构成了稳定的自激振荡器,本设计的震荡器频率为12MHZ。
3 下载电路设计
4 流水灯模块设计
5 模数转换模块设计
6 显示电路设计
本设计采用六位数码管。本系统采用共阳极动态扫描的方式连接。数码管的段码数据由89C51的-口送出,89C51的输出位选通信号,只有被选中的那位数码管才会显示段码
7 整体电路设计
五 系统软件设计
1主程序设计
主程序采用分支结构,以状态号标识系统所处的状态。在上电初始化后即进入状态号的轮询扫描,状态号的值决定了分支程序的入口。其中分支程序分别为:AD转换模块(状态号为0),数字模块状态号为1),倒计时模块(状态号为2),电子钟模块(状态号为3),功能组合模块(状态号为4),流水灯模块(状态号为5)。
2 功能子程序设计
流水灯模块
流水灯模块利用单片机的P3口,通过给P3口的各位送低电平,相应的实现流水灯有规律的点亮。
30秒倒计时模块
30秒倒计时模块利用单片机的与口送相应的段控数据,口送相应的位控数据。通过程序实现30秒倒计时。
数字加减模块
利用数码管实现数字显示,通过加一键或者是减一键实现数字变量的加一或者减一,进而实现利用数码管显示加一键、减一键功能。
电子钟模块
利用数码管实现时间显示,通过加一键或者是减一键实现小时变量或者是分钟变量的加一,从而实现调时功能。
模数转换模块
对于模数转换部分,单片机89C51通过P0口的I/O线向ADC0809发送锁存地址以及复位、启动转换等信号,并查询转换状态。 ADC0809启动转换后,将0-8个通道一次输入的电压信号转换成相应的数字量,供89c51读取使用,并且将EOC置1供单片机查询转换状态。而滑动变阻器负责将阻值信号转换成电压信号,再送到ADC0809的八个通道。
当单片机查询到转换结束后依次读取数据并按照现实的需要进行二进制转BCD码等处理最后控制显示电路显示出数字。 其实现方式是:ADC0809转换来自3通道的阻值变化信号。80c51的P2口与ADC0809的输出相连用于读取转换结果,同时作控制总线,向ADC0809发送锁存、启动等控制信息,并查询EOC状态。ALE经分频后给ADC0809提供时钟信号。和口用于向显示电路输出段码,用于数码管的位选。
六 实习总结、体会
本次单片机实习我们一共完成了个模块的程序设计,包括:led显示模块、数码管显示模块和键盘模块。分别实现了流水灯的循环点亮控制、数码管的静态和动态计数显示,还有矩阵键盘按键控制数码管显示的程序设计。然后我们分别用protues系统仿真软件对各个模块进行了模拟仿真,用keil软件编制了汇编语言程序,验证了我们所设计的程序。 这次实习还使我理解了编写程序的一些技巧。单片机应用系统一般由包含多个模块的主程序和由各种子程序组成。每一模块都要完成一个明确的任务,实现某个具体的功能,如计算、接受、发送、延时、显示等。采用模块化程序设计方法,就是将这些具体功能程序进行独立设计和分别调试,最后将这些模块程序装配成整体程序并进行联合调试。
模块化程序设计方法的优点:一个模块可以为多个程序所共享;单个功能明确的程序模块的设计和调试比较方便,容易完成;利用已经编好的成熟模块,将大大缩短开发程序的时间,降低开发成本。采用循环结构和子程序结构可以使程序的容量大大减少,提高程序的效率,节省内存。对于多重循环,要注意各重循环的初值和循环结束的.条件,避免出现程序无休止循环的“死循环”现象; 通过这次的实习我发现,只有理论水平提高了,才能够将课本知识与实践相结合,理论知识服务于教学实践,以增强自己的动手能力。这次实习十分有意义,这次实习我们知道了理论和实践的距离,也知道了理论和实践相结合的重要性。
回顾起此次课程设计,感觉受益匪浅,从拿到题目到完成整个编程,从理论到实践,学到很多很多的课堂理论中没学到过的东西,不仅对键盘的识别技术这一章节的知识点有了深刻的认识,而且对这学期开设的单片机这门课程有了更全面的了解,尤其是在学习使用proteus软件片编程和仿真时收获良多。通过这次单片机课程设计,还使我懂得了实践的重要性。同时在程序调试的过程中提高自己的发现问题、解决问题、实际动手和独立思考的能力。 这次课程设计能顺利的完成,除了我们的努力外,当然也离不开指导老师申老师的辛勤指导,致使我在设计的过程中学到了很多实用性的知识。同时,对给过我帮助的所有同学和各位指导老师表示忠心的感谢!
这次实习我们使用控制电路的`单片机是AT89S51型号的,单片机实习报告总结。通过它实现对八盏双色灯发光二极管的控制P0和P2口控制四盏灯。在AT89S51的9引脚接复位电路,对电路实现复位控制。在电路中接入74S164译码器和共阴极数码管,通过AT89S51的P3口数据的输入对共阴极数码管的控制。同时也可实现双色发光的二极管与共阴极数码管的共同作用。在AT89S51的口接上中断控制电路,口接入蜂鸣器,使电路实现中断作用,也使电路便于检测。尽量朝“单片”方向设计硬件系统。系统器件越多,器件之间相互干扰也越强,功耗也增大,也不可避免地降低了系统的稳定性。系统中的相关器件要尽可能做到性能匹配。如选用CMOS芯片单片机构成低功耗系统时,系统中所有芯片都应尽可能选择低功耗产品。
硬件电路
1)确保硬件结构和应用软件方案相结合。硬件结构与软件方案会相互影响,软件能实现的功能尽可能由软件实现,以简化硬件结构。必须注意,由软件实现的硬件功能,一般响应时间比硬件实现长,且占用CPU时间;
2)可靠性及抗干扰设计是硬件设计必不可少的一部分,它包括芯片、器件选择、去耦滤波、印刷电路板的合理布线、各元器相互隔离等;
3)尽量朝“MCS-51单片”方向设计硬件系统。系统器件越多,器件之间相互干扰也越强,所消耗功耗也增大,也不可避免地降低了系统的稳定性;
4)系统中的相关器件要尽可能做到性能匹配。如选用CMOS芯片单片机构成低功耗系统时,系统中所有芯片都应尽可能选择低功耗产品。
1.1 单片机型号及特性
单片机型号是 AT89S51。特性是:⑴8031 CPU与MCS-51⑵兼容 4K字节可编程FLASH存储器(寿命:1000写/擦循环) ⑶全静态工作:0Hz-24KHz ⑷三级程序存储器保密锁定 ⑸128*8位内部RAM ⑹32条可编程I/O线⑺两个16位定时器/计数器 ⑻6个中断源⑼可编程串行通道⑽低功耗的闲置和掉电模式⑾片内振荡器和时钟电路。
1.2 晶振电路
单片机晶振的两个电容的作用 这两个电容叫晶振的负载电容,分别接在晶振的两个脚上和对地的电容,一般在几十皮发,实习总结《单片机实习报告总结》。它会影响到晶振的谐振频率和输出幅度,晶振的负载电容=[(Cd*Cg)/(Cd+Cg)]+Cic+△C式中Cd,Cg为分别接在晶振的两个脚上和对地的电容,Cic(集成电路内部电容)+△C(PCB上电容)经验值为3至5pf。 各种逻辑芯片的晶振引脚可以等效为电容三点式振荡器。晶振引脚的内部通常是一个反相器, 或者是奇数个反相器串联。在晶振输出引脚 XO 和晶振输入引脚 XI 之间用一个电阻连接, 对于 CMOS 芯片通常是数 M 到数十M 欧之间. 很多芯片的引脚内部已经包含了这个电阻, 引脚外部就不用接了。这个电阻是为了使反相器在振荡初始时处与线性状态, 反相器就如同一个有很大增益的放大器, 以便于起振. 石英晶体也连接在晶振引脚的输入和输出之间, 等效为一个并联谐振回路, 振荡频率应该是石英晶体的并联谐振频率. 晶体旁边的两个电容接地, 实际上就是电容三点式电路的分压电容, 接地点就是分压点. 以接地点即分压点为参考点, 振荡引脚的输入和输出是反相的, 但从并联谐振回路即石英晶体两端来看, 形成一个正反馈以保证电路持续振荡. 在芯片设计时, 这两个电容就已经形成了, 一般是两个的容量相等, 容量大小依工艺和版图而不同, 但终归是比较小, 不一定适合很宽的频率范围. 外接时大约是数 PF 到数十 PF, 依频率和石英晶体的特性而定. 需要注意的是: 这两个电容串联的值是并联在谐振回路上的, 会影响振荡频率. 当两个电容量相等时, 反馈系数是 , 一般是可以满足振荡条件的, 但如果不易起振或振荡不稳定可以减小输入端对地电容量, 而增加输出端的值以提高反馈量。
1.3 复位电路
单片机在开机时或在工作中因干扰而使程序失控,或工作中程序处于某种死循环状态等情况下都需要复位。复位作用是使CPU以及其他功能部件,如串行口,中断都恢复到一个确定初始状态,并从这个状态开始工作。
复位电路有两种:上电、按钮复位,考虑到各部件影响,采用按钮复位,当电阻给电容充电,电容的电压为高电平,当按下按钮时芯片复位脚近似低电平,于是芯片复位。
这次实习我们使用控制电路的`单片机是AT89S51型号的,单片机实习报告总结。通过它实现对八盏双色灯发光二极管的控制P0和P2口控制四盏灯。在AT89S51的9引脚接复位电路,对电路实现复位控制。在电路中接入74S164译码器和共阴极数码管,通过AT89S51的P3口数据的输入对共阴极数码管的控制。同时也可实现双色发光的二极管与共阴极数码管的共同作用。在AT89S51的口接上中断控制电路,口接入蜂鸣器,使电路实现中断作用,也使电路便于检测。尽量朝“单片”方向设计硬件系统。系统器件越多,器件之间相互干扰也越强,功耗也增大,也不可避免地降低了系统的稳定性。系统中的相关器件要尽可能做到性能匹配。如选用CMOS芯片单片机构成低功耗系统时,系统中所有芯片都应尽可能选择低功耗产品。
硬件电路
1)确保硬件结构和应用软件方案相结合。硬件结构与软件方案会相互影响,软件能实现的功能尽可能由软件实现,以简化硬件结构。必须注意,由软件实现的硬件功能,一般响应时间比硬件实现长,且占用CPU时间;
2)可靠性及抗干扰设计是硬件设计必不可少的一部分,它包括芯片、器件选择、去耦滤波、印刷电路板的合理布线、各元器相互隔离等;
3)尽量朝“MCS-51单片”方向设计硬件系统。系统器件越多,器件之间相互干扰也越强,所消耗功耗也增大,也不可避免地降低了系统的稳定性;
4)系统中的相关器件要尽可能做到性能匹配。如选用CMOS芯片单片机构成低功耗系统时,系统中所有芯片都应尽可能选择低功耗产品。
1.1 单片机型号及特性
单片机型号是 AT89S51。特性是:⑴8031 CPU与MCS-51⑵兼容 4K字节可编程FLASH存储器(寿命:1000写/擦循环) ⑶全静态工作:0Hz-24KHz ⑷三级程序存储器保密锁定 ⑸128*8位内部RAM ⑹32条可编程I/O线⑺两个16位定时器/计数器 ⑻6个中断源⑼可编程串行通道⑽低功耗的闲置和掉电模式⑾片内振荡器和时钟电路。
1.2 晶振电路
单片机晶振的两个电容的作用 这两个电容叫晶振的负载电容,分别接在晶振的两个脚上和对地的电容,一般在几十皮发,实习总结《单片机实习报告总结》。它会影响到晶振的谐振频率和输出幅度,晶振的负载电容=[(Cd*Cg)/(Cd+Cg)]+Cic+△C式中Cd,Cg为分别接在晶振的两个脚上和对地的电容,Cic(集成电路内部电容)+△C(PCB上电容)经验值为3至5pf。 各种逻辑芯片的晶振引脚可以等效为电容三点式振荡器。晶振引脚的内部通常是一个反相器, 或者是奇数个反相器串联。在晶振输出引脚 XO 和晶振输入引脚 XI 之间用一个电阻连接, 对于 CMOS 芯片通常是数 M 到数十M 欧之间. 很多芯片的引脚内部已经包含了这个电阻, 引脚外部就不用接了。这个电阻是为了使反相器在振荡初始时处与线性状态, 反相器就如同一个有很大增益的放大器, 以便于起振. 石英晶体也连接在晶振引脚的输入和输出之间, 等效为一个并联谐振回路, 振荡频率应该是石英晶体的并联谐振频率. 晶体旁边的两个电容接地, 实际上就是电容三点式电路的分压电容, 接地点就是分压点. 以接地点即分压点为参考点, 振荡引脚的输入和输出是反相的, 但从并联谐振回路即石英晶体两端来看, 形成一个正反馈以保证电路持续振荡. 在芯片设计时, 这两个电容就已经形成了, 一般是两个的容量相等, 容量大小依工艺和版图而不同, 但终归是比较小, 不一定适合很宽的频率范围. 外接时大约是数 PF 到数十 PF, 依频率和石英晶体的特性而定. 需要注意的是: 这两个电容串联的值是并联在谐振回路上的, 会影响振荡频率. 当两个电容量相等时, 反馈系数是 , 一般是可以满足振荡条件的, 但如果不易起振或振荡不稳定可以减小输入端对地电容量, 而增加输出端的值以提高反馈量。
1.3 复位电路
单片机在开机时或在工作中因干扰而使程序失控,或工作中程序处于某种死循环状态等情况下都需要复位。复位作用是使CPU以及其他功能部件,如串行口,中断都恢复到一个确定初始状态,并从这个状态开始工作。
复位电路有两种:上电、按钮复位,考虑到各部件影响,采用按钮复位,当电阻给电容充电,电容的电压为高电平,当按下按钮时芯片复位脚近似低电平,于是芯片复位。
一 实习目的
1. 通过对单片机小系统的设计、焊接、装配,掌握电路原理图及电子线路的基本焊接装配工艺、规范及注意事项;
2. 通过对系统板的测试,了解系统板的工作原理及性能,掌握元器件及系统故障的'排除方法;
3. 掌握程序编制及调试方法,完成系统初始化、存储器操作、端口操作、键盘显示等程序的编制及调试(汇编语言、C语言均可);
4. 通过单片机系统的组装,调试以及程序编制、调试及运行,与理论及实验的有机结合和指导教师的补充介绍,使学生掌握控制系统的工作原理、开发方法和操作方法。
5. 培养学生解决实际问题的能力,提高对理论知识的感性认识。
二 实习意义
通过本实习不但可以掌握单片机软、硬件的综合调试方法,而且可以熟练掌握电路原理图,激发对单片机智能性的探索精神,提高学生的综合素质,培养学生应用单片机实现对工业控制系统的设计、开发与调试的能力。在制作学习过程中,不但可以掌握软、硬件的综合调试方法,而且可以使学生对单片机智能性产生强烈的欲望。达到最大限度地掌握微机应用技术,软件及接口设计和数据采集与处理的技能,培养电综合实践素质的目的。
三 系统基本组成及工作原理
1 系统基本组成
系统以单片机STC89C52作为控制核心,各部分基本组成框图如图1所示。
流水灯部分由单片机、键盘模块等组成;
四位数码显示,编程实现30秒倒计时部分由单片机、键盘模块、液晶显示模块等组成;
按键功能部分通过按键控制流水灯部分、四位数码显示部分;
电子钟部分由单片机、键盘模块、液晶显示模块等组成;
使用功能键实现相应的功能组合部分通过流水灯部分、30秒倒计时部分实现;
模数转换部分由单片机、ADC0809转换模块、键盘模块、液晶显示模块等组成。
2 系统工作原理
本设计采用STC89C52RC单片机作为本系统的控制模块。单片机可把由ADC0809及单片机中的数据利用软件来进行处理,从而把数据传输到显示模块,实现阻值大小的显示。以数码管显示为显示模块,把单片机传来的数据显示出来。在显示电路中,主要靠按键来实现各种显示要求的选择与切换。
对于模数转换部分,单片机89C51通过P0口的I/O线向ADC0809发送锁存地址以及复位、启动转换等信号,并查询转换状态。 ADC0809启动转换后,将0-8个通道一次输入的电压信号转换成相应的数字量,供89c51读取使用,并且将EOC置1供单片机查询转换状态。而滑动变阻器负责将阻值信号转换成电压信号,再送到ADC0809的八个通道。当单片机查询到转换结束后依次读取数据并按照现实的需要进行二进制转BCD码等处理最后控制显示电路显示出数字。 其实现方式是:ADC0809转换来自3通道的阻值变化信号。80c51的P2口与ADC0809的输出相连用于读取转换结果,同时作控制总线,向ADC0809发送锁存、启动等控制信息,并查询EOC状态。ALE经分频后给ADC0809提供时钟信号。和口用于向显示电路输出段码,-P3.7用于数码管的位选。
四 系统硬件设计
结合本设计的要求和技术指标,通过对系统大致程序量的估计和系统工作的估计,考虑价格因素。选定AT89C51单片机作为系统的主要控制芯片,8位模拟转换器ADC0809进行阻值转换。 逐次比较法A/D转换器是目前种类最多、应用最广的A/D转换器,其原理即“逐位比较”,其过程类似于用砝码在天平上称物体重量。它由N位寄存器、A/D转换器、比较器和控制逻辑等部分组成,N位寄存器代表N位二进制码。目前应用最广的逐次比较法A/D转换器有ADC0809。它是一种8路模拟输入8位数字输出的逐次比较法A/D转换器件。其主要性能指标和特性如下:
分表率:8位
转换时间:取决于芯片时钟频率,转换一次时间位64个时钟周期
单一电源:+5v
模拟输入电压范围:单极性0-+5v;双极性-5v-+5v
具有可控三态输出锁存器
启动转换控制位脉冲式,上升沿使内部所有寄存器清零,下降沿使A/D转换开始。
通过以上性能比较,我们不难看出ADC0809满足本设计的要求,所以本设计采用ADC0809作为A/D转换器
1 按键电路设计
利用单片机的P1口扩展一个8位键盘。
2 晶振与复位电路设计
本设计采用的是上电复位的形式,如图所示,上电顺进RST获得高电平,随着电容器C的充电,RST引脚上的高电平将逐渐下降,只要高电平能保持复位所需要的两个机器周期以上时间,单片机就能实现复位操作。 晶振电路为单片机提供工作所需要的时钟信号。震荡频率越高,系统时钟频率也越高,单片机运行的速度就越快。其电路如图所示。89C51的XTAL1和XTAL2两个引脚跨接晶体振荡器和微调电容C1、C2形成反馈电路,就构成了稳定的自激振荡器,本设计的震荡器频率为12MHZ。
3 下载电路设计
4 流水灯模块设计
5 模数转换模块设计
6 显示电路设计
本设计采用六位数码管。本系统采用共阳极动态扫描的方式连接。数码管的段码数据由89C51的-口送出,89C51的-P3.7输出位选通信号,只有被选中的那位数码管才会显示段码
7 整体电路设计
五 系统软件设计
1主程序设计
主程序采用分支结构,以状态号标识系统所处的状态。在上电初始化后即进入状态号的轮询扫描,状态号的值决定了分支程序的入口。其中分支程序分别为:AD转换模块(状态号为0),数字模块状态号为1),倒计时模块(状态号为2),电子钟模块(状态号为3),功能组合模块(状态号为4),流水灯模块(状态号为5)。
2 功能子程序设计
流水灯模块
流水灯模块利用单片机的P3口,通过给P3口的各位送低电平,相应的实现流水灯有规律的点亮。
30秒倒计时模块
30秒倒计时模块利用单片机的与口送相应的段控数据,-P3.7口送相应的位控数据。通过程序实现30秒倒计时。
数字加减模块
利用数码管实现数字显示,通过加一键或者是减一键实现数字变量的加一或者减一,进而实现利用数码管显示加一键、减一键功能。
电子钟模块
利用数码管实现时间显示,通过加一键或者是减一键实现小时变量或者是分钟变量的加一,从而实现调时功能。
模数转换模块
对于模数转换部分,单片机89C51通过P0口的I/O线向ADC0809发送锁存地址以及复位、启动转换等信号,并查询转换状态。 ADC0809启动转换后,将0-8个通道一次输入的电压信号转换成相应的数字量,供89c51读取使用,并且将EOC置1供单片机查询转换状态。而滑动变阻器负责将阻值信号转换成电压信号,再送到ADC0809的八个通道。
当单片机查询到转换结束后依次读取数据并按照现实的需要进行二进制转BCD码等处理最后控制显示电路显示出数字。 其实现方式是:ADC0809转换来自3通道的阻值变化信号。80c51的P2口与ADC0809的输出相连用于读取转换结果,同时作控制总线,向ADC0809发送锁存、启动等控制信息,并查询EOC状态。ALE经分频后给ADC0809提供时钟信号。和口用于向显示电路输出段码,-P3.7用于数码管的位选。
六 实习总结、体会
本次单片机实习我们一共完成了个模块的程序设计,包括:led显示模块、数码管显示模块和键盘模块。分别实现了流水灯的循环点亮控制、数码管的静态和动态计数显示,还有矩阵键盘按键控制数码管显示的程序设计。然后我们分别用protues系统仿真软件对各个模块进行了模拟仿真,用keil软件编制了汇编语言程序,验证了我们所设计的程序。 这次实习还使我理解了编写程序的一些技巧。单片机应用系统一般由包含多个模块的主程序和由各种子程序组成。每一模块都要完成一个明确的任务,实现某个具体的功能,如计算、接受、发送、延时、显示等。采用模块化程序设计方法,就是将这些具体功能程序进行独立设计和分别调试,最后将这些模块程序装配成整体程序并进行联合调试。
模块化程序设计方法的优点:一个模块可以为多个程序所共享;单个功能明确的程序模块的设计和调试比较方便,容易完成;利用已经编好的成熟模块,将大大缩短开发程序的时间,降低开发成本。采用循环结构和子程序结构可以使程序的容量大大减少,提高程序的效率,节省内存。对于多重循环,要注意各重循环的初值和循环结束的条件,避免出现程序无休止循环的“死循环”现象; 通过这次的实习我发现,只有理论水平提高了,才能够将课本知识与实践相结合,理论知识服务于教学实践,以增强自己的动手能力。这次实习十分有意义,这次实习我们知道了理论和实践的距离,也知道了理论和实践相结合的重要性。
回顾起此次课程设计,感觉受益匪浅,从拿到题目到完成整个编程,从理论到实践,学到很多很多的课堂理论中没学到过的东西,不仅对键盘的识别技术这一章节的知识点有了深刻的认识,而且对这学期开设的单片机这门课程有了更全面的了解,尤其是在学习使用proteus软件片编程和仿真时收获良多。通过这次单片机课程设计,还使我懂得了实践的重要性。同时在程序调试的过程中提高自己的发现问题、解决问题、实际动手和独立思考的能力。 这次课程设计能顺利的完成,除了我们的努力外,当然也离不开指导老师申老师的辛勤指导,致使我在设计的过程中学到了很多实用性的知识。同时,对给过我帮助的所有同学和各位指导老师表示忠心的感谢!
两个月的暑期认知实习很快结束了,总体上来说感觉很充实,没有白白浪费暑假时光,也充实了自己的知识储备,获益匪浅。
当然很感谢龙夏老师和肖连军老师,他们放弃自己的假期,在酷暑中坚持没两天一到,为我们解答学习过程中的.疑问。还有就是系里的支持,为我们提供凉爽的学习环境,会议室配有空调,在学习的同时不用经受酷暑的考验。虽然我们的学习场所很简陋:桌椅是我们从5栋教学楼搬的,电源插座是刚刚搭建的,和在普通教室上自习的同学来比我们是幸福的。
实习前虽说已经大二结束,但是对我们的专业嵌入式方向始终不甚明白,纵然专业导论课已经谈过,但是总感觉迷茫与空洞。书本上的知识也学了不少,像电路,数字逻辑,组成原理等一些课,但是这些课始终是书本知识,得不到实际的应用。通过这次的亲自动手设计到编写驱动设计程序,终于切身体会到在开发产品中要用到哪些知识。依然记得实训刚开始时,大家都很兴奋,因为我们要自己动手焊接自己开发板的每一模块,从电源模块开始着手。“书到用时方恨少,事要做时方知难”,一点也不假,感觉焊接应该不难,不就把锡点到电器元件引脚上不就行了,可是真正拿着烙铁去焊时,手是抖动的,烙铁也不打听话……淡然这只是刚开始时,经过多次的练习慢慢的得心应手。怪不得社会上的公司招聘都提到:有工作经验者优先。是啊,干过的总比纸上谈兵的强的多,公司不需要对你培训,可以直接工作给公司带来效益。
焊接电路板的时间很短,这只是简单的技术活,不需要逻辑上的考虑。接下来就是用我们焊接好的开发板开始我们的单片机之旅。由于单片机课程还没开,我们不得不从网上查资料,看教程弥补自己基础知识的匮乏。还记得自己写的第一个程序,驱动数码管。虽然看着焊接好的开发板很好看,但是要写程序点亮它就不那么容易了,第一感觉就是无从下手。老师建议我们从网上看前人的驱动程序,然后比着写,由于使用的单片机不同,电路的设计不同,在看网上程序时必须要明白其原理,否则还是无法借鉴过来,就这样第一个驱动程序花费了我两天时间才把数码管点亮。开发的过程是痛苦的,但是结果是令人无比兴奋的。看着自己点亮的数码管心里特别高兴。
接下来的日子就是每天对着电脑编写程序,然后下载到单片机中进行检测,查看能否运行。有时花费了一天的时间编写的一个程序下载单片机中竟然运行不了或者显示错误,心里真的特别失望;有时为了一个驱动程序想了一天还是一无所获,会特别烦躁……但是看到其他同学都在专心的研究,自己也就安慰自己别灰心,要坚持。就想《士兵突击》中说的一样不抛弃不放弃,所以自己也不能放弃自己。然后又重新打起精神,投入到学习当中,就是在这样的一次次的自我暗示中,在和同学们一起拼搏一起学习。
还记得在进行多机通信时,由于要把所有的单片机连接在一起,大家不得不默契配合,一起想办法,编写协议“众人拾柴火焰高”,很快一个主机程序,从机程序就出炉了。
经过一个暑假的认知实习我学到的不仅是知识,还有责任心、信心、恒心以及团队合作能力。我想无论是在学校还是以后踏入社会这些都必不可少。我认识到了我所学知识的重要性。知识犹如人的血液。人缺少了血液,身体就会衰弱,人缺少了知识,头脑就要枯竭。这次的单片机培训应用到的不仅是单片机知识,还有以前的课程,所以知识的积累也是非常重要的。这次亲身体验让我有了深刻感触,这不仅是一次实践,还是一次人生经历,是一生宝贵的财富。在磨练自己的同时让自己认识了很多,使自己未踏入企业就已经对企业有了一定的了解。
通过这次的实习,我对自己的专业更清楚的认知,以前一直不清楚嵌入式的具体应用,不知道以后毕业了该干什么。但通过这次的实习,我对嵌入式有了更清楚地认识,对单片机有了更清晰的理解。我认识到做什么都要有责任心,只有抱着认真负责的态度才能把任务完成。而程序员更是对耐心和细心有很高的要求。
实习的过程不仅仅是一个认知的过程,更是一个反思的过程。学习到新知识固然可喜,但能否用新知识对旧只是加以反思,这是关键的关键。
1 引言
实习目的
随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一,它给人们带来的方便也是不可否定的。本次实习的目的在于加深AT89C51单片机的理解,初步掌握单片机应用系统的设计方法。通过本次实习达到巩固、充实和综合运用所学知识解决实际问题的目的。
单片机基础知识
单片机又称单片微控制器,它是把一个计算机系统集成到一个芯片上。单片机具有体积小、功能强、应用方面广等优点。它的体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点,为学习、应用和开发提供了便利条件。目前正以前所未见的速度取代着传统电子线路构成的经典系统。单片机的使用领域已十分广泛。例如彩电、冰箱、空调等无处不见单片机的影子,单片机已深深地融入我们的生活。大大提高了这些产品的智能性,易用性及节能性等主要性能指标,在工农业生产上也极大提高了生效效率和产品质量。
课题描述
实现对8个LED灯以5种方式显示,用一个按键进行方式选择,并用一个数码管显示方式编号并用两个键来控制流水灯流动的速度。
2系统概述
系统分析
流水灯是一串按一定的规律像流水一样连续闪亮。流水灯控制是可编程控制器的一个应用。流水灯控制可用多种方法实现,要求8个灯在时钟信号作用下按规律转换5种状态。每按一次按键选择一个方式,方式显示在数码管上,8个灯分别用不同的方式闪亮。同时通过其它两个按钮可以调节灯闪亮的快慢速度。也就是用延时的方法来控制速度。
系统设计要求
根据课题,查找资料,了解所使用的芯片;
画出可控流水灯的工作电路图,使用Protel 软件绘制电路图;
根据原理图把元件器正确焊接到电路板上,分清元件器的正负极,以及焊接的正确位置;
设计程序,在Keil 750 AHK环境下调试程序以实现预期的功能。
3系统详细设计
硬件使用说明
AT89C51提供以下标准AT89C51是一种低功耗、高性能的8位单片微型计算机。功能:8K字节Flash闪速存储器,256字节内部RAM,40个I/O口线,3个16位定时/计数器,一个6向量两极中断结构,一个全双工串行通信口,片内振荡器及时钟电路。同时,AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作,并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作,但允许RAM,定时/计数器,串行通信口及中断系统继续工作,掉电方式保存RAM中的内容,但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。
AT89C51采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪存组合在单个芯片中,ATML的AT89C51是一种高效微控制器,AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
AT89C51主要性能参数
1、与MCS-51指令系统完全兼容 2、4K字节可重擦写FLASH闪速存储器 3、1000次擦写周期
4、全静态操作:0Hz—24MHz 5、三级加密程序存储器 6、128*8字节内部RAM 7、32个可编程I/O口线 8、22上16位定时/计数器 9、6个中断源
10、可编程串行URAR通道
AT89C51引脚配置图
AT89C51芯片的引脚配置
.1 AT89C51框图
管脚说明:
VCC:供电电压。 GND:接地。
P0口:P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时,被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时,P0 口作为原码输入口,当FIASH进行校验时,P0输出原码,此时P0外部必须被拉高。
P1口:P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后,被内部上拉为高,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时,P1口作为第八位地址接收。
P2口:P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。并因此作为输入时,P2口的管脚被外部拉低,将输出电流。
P3口:P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口,可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。作为输入,由于外部下拉为低电平,P3口将输出电流(ILL)这是由于上拉的缘故。
RST:复位输入。当振荡器复位器件时,要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG:当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。
PSEN:外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间,每个机器周期两次/PSEN有效。
EA/VPP:当/EA保持低电平时,则在此期间外部程序存储器(0000H-FFFFH),不管是否有内部程序存储器。
XTAL1:反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2:来自反向振荡器的.输出。
USB接口的通讯原理
1.USB设备的接入
USB接口中的+5V电源不但可以为外接设置提供小电流供应,并且还起着检测功能。当USB设置插入USB接口后,主机的+5V电源就会通过USB边线与USB设备相通。USB外设的控制芯片会通过两只10K的电阻来检查USB设备是否接入了主机的USB端口。如果这两个引脚一个为高电平,一个为低电平时就表示USB外设已经正常确连入USB接口,这时外设的控制芯片开始工作,并通过DATA+,DATA-向外送出数据。这时主机接收数据后,就会提示发现新硬件,并开始安装新硬件驱动。
设备的识别
在USB外设向外送出数据时,其中就包括设备自身的设备名及型号等相关参数,主机就是根据这些信息在显示器上显示出所发现的新硬件的名称型号的。
一:实习目的
目前单片机上网技术是一个热门技术,很多高校学生选择与此相关的毕业设计,同时高校也有与此相关的项目。通过对一只正规产品GWL-100 单片机学习开发板的安装、焊接、调试、了解电子产品的装配全过程,训练动手能力,掌握元器件的识别,简易测试,及整机调试工艺,从而有助于我们对理论知识的理解,帮助我们学习专业的相关知识。培养理论联系实际的能力,提高分析解决问题能力的同时也培养同学之间的团队合作、共同探讨、共同前进的精神。本周实习具体目的如下:
1、学习并掌握Protel 99 SE软件,在实操过程中能灵活使用该软件。
2、熟悉手工焊锡的常用工具的使用及其维护与修理。
3、基本掌握手工电烙铁的焊接技术,能够独立的完成简单电子产品的安装与焊接。熟悉电子产品的安装工艺的生产流程。
4、熟悉常用电子器件的类别、型号、规格、性能及其使用范围。
5、了解电子产品的焊接、调试与维修方法。
二:实习内容和要求
实习内容:
1、对照原理图讲述整机工作原理;
2、对照原理图看懂装配接线图;
3、了解图上符号,并与实物对照;
4、根据技术指标测试各元器件的主要参数;
5、讲解焊接的操作方法和注意事项;
6、焊接练习;
7、分发与清点零件;
8、万用表的工作原理及其分类;
9、讲解元器件的类别、型号、使用范围和方法以及如何正确选择元器件。
10、讲解如何使用工具测试元器件
11、组装、焊接与调试GWL-100 单片机学习开发板.
实习要求:
熟悉运用Protel 99 SE软件,学习理解并绘制万用表电原理图,认真细致地安装焊接,排除安装焊接过程中出现的故障以在规定时间内完成正规GWL-100 单片机学习开发板的安装、焊接、调试及使用。
1、 了解GWL-100 单片机学习开发板特点和发展趋势。
2、 熟悉万用表装配技术的基本工艺过程。
3、 认识液晶显示器件。
4、 根据技术指标测试数字万用表的主要参数。
5、 安装制作GWL-100 单片机学习开发板。
三:实习设备及材料
(1) 电烙铁:由于焊接的元件多,所以使用的是外热式电烙铁,功率为30 w,烙铁头是铜制。
(2) 吸锡工具,镊子,螺丝批等必备工具。
(3)锡丝:由于锡它的熔点低,焊接时,焊锡能迅速散步在金属表面焊接牢固,焊点光亮美观。
GWL-100单片机学习板的主要硬件资源有:
1、8路高亮LED发光管
可做交通灯、流水灯、信号输出指示等实验。
2、4位一体集成LED数码管
可做动态扫描及静态显示实验,做时钟、温度、数值显示等实验。 3)8个独立按键 键盘检测、按键控制实验。
4、蜂鸣器模块 可做各种发声、音乐、闹钟提醒及报警实验。
5、一路继电器 继电器是工控最常用器件之一,可以弱电控制强电器件,系统留有2路断闭触头输入输出接口,可方便对接外部可控信号的输入和输出。
6、DS18B20温度传感器 可做温度测量显示和温度检测控制器等实验。
7、DS1302时钟芯片 可做万年历、定时器、闹钟等。
8、EEPROM芯片AT24C02 可学习I2C总线的读写、12C总线的程序编写、可存储数据的存取。
9、一体化红外线遥控接收头 可练习编写单片机的精确延时程序,可以做红外线解码实验、红外遥控实验(键值显示、遥控开关、红外线遥控器等。)
10、字符显示接口 LCD1602液晶显示模块可显示两行字符,可实现字符移动、闪烁显示 。
11、文字图形显示接口 LCD液晶显示模块可显示英文、中文汉字、图形及图片。
12、ISP接口 支持AT公司的下载线,可以在线烧写多种MCU程序,无需拔下芯片即可把程序固化到MCU内部的EEPROM中,支持多种品牌芯片在线烧写。
13、MAX232串口通讯模块 可以与计算机串行通信,同时也可对STC单片机下载程序,还可以实现主从系统中多机互连,一口多用。其他元件包括以下
(1) 电烙铁:由于焊接的元件多,所以使用的是外热式电烙铁,功率为30 w,烙铁头是铜制。
(2) 螺丝刀、镊子等必备工具。
(3)锡丝:由于锡它的熔点低,焊接时,焊锡能迅速散步在金属表面焊接牢固,焊点光亮美观。
(4)电路板上的元件:二极管,三极管,电阻(排阻),电容(瓷片电容、电解电容),晶振,电位器,按键,数码管,自锁开关,USB座,电源座,串行口,蜂鸣器,继电器,芯片,红外线收头,ISP下载座,单双排插针,芯片插座,跳线帽,USB电源器,串口线等等。
四:设计原理分析
GWL-100是一款具有编程、设计、调试、ISP下载等功能的单片机学习系统,可以支持ATMEL 89S系列、89C系列等以51为内核的单片机编程和实验。GWL-100全面适应和满足初学者的需求,可以使初学者在最短的时间里掌握单片机的基本编程、设计、调试等开发技术。同时也是工程开发技术人员开发产品和项目的好帮手,是一款功能强、扩展方便的学习单片机应用技术和调试开发的好工具。
GWL-100学习板上集成了丰富的实验硬件资源和常用的接口电路:LED、数码管、字符显示、汉字及图像显示接口、键盘接口、串口通讯、串行FLASHI2C读写、蜂鸣器、继电器、温度传感器、红外遥控、电源电路,另外还可以扩展各种功能模块。
具体各零件有着其特殊功能,如蜂鸣器,单片机工作电压为5V。一般使用USB接口供电,直接从USB接口获取5V电源。当电压小于下限电压值或大于上限电压值时,蜂鸣器将报警。其他如加一个的晶振是为了以后做串口通信时和PC有相同的波特率。可用短路帽切换。
在板上除了最小系统外还有键盘输入、数码管、LCD、I2C存储器。它们的数据接口和电源接口也是完全独立的。其它的功能都准备在以后通过上方的接口另外用板子扩展。
这次实习我们使用控制电路的单片机是AT89S51型号的。通过它实现对八盏双色灯发光二极管的控制P0和《单片机实习报告总结》正文开始》 这次实习我们使用控制电路的单片机是AT89S51型号的。通过它实现对八盏双色灯发光二极管的控制P0和P2口控制四盏灯。在AT89S51的9引脚接复位电路,对电路实现复位控制。在电路中接入74S164译码器和共阴极数码管,通过AT89S51的P3口数据的输入对共阴极数码管的控制。同时也可实现双色发光的二极管与共阴极数码管的共同作用。在AT89S51的口接上中断控制电路,口接入蜂鸣器,使电路实现中断作用,也使电路便于检测。尽量朝“单片”方向设计硬件系统。系统器件越多,器件之间相互干扰也越强,功耗也增大,也不可避免地降低了系统的稳定性。系统中的相关器件要尽可能做到性能匹配。如选用CMOS芯片单片机构成低功耗系统时,系统中所有芯片都应尽可能选择低功耗产品。
硬件电路
1)确保硬件结构和应用软件方案相结合。硬件结构与软件方案会相互影响,软件能实现的功能尽可能由软件实现,以简化硬件结构。必须注意,由软件实现的硬件功能,一般响应时间比硬件实现长,且占用CPU时间;
2)可靠性及抗干扰设计是硬件设计必不可少的一部分,它包括芯片、器件选择、去耦滤波、印刷电路板的合理布线、各元器相互隔离等;
3)尽量朝“MCS-51单片”方向设计硬件系统。系统器件越多,器件之间相互干扰也越强,所消耗功耗也增大,也不可避免地降低了系统的稳定性;
4)系统中的相关器件要尽可能做到性能匹配。如选用CMOS芯片单片机构成低功耗系统时,系统中所有芯片都应尽可能选择低功耗产品。
单片机型号及特性
单片机型号是 AT89S51。特性是:⑴8031 CPU与MCS-51⑵兼容 4K字节可编程FLASH存储器(寿命:1000写/擦循环) ⑶全静态工作:0Hz-24KHz ⑷三级程序存储器保密锁定 ⑸128*8位内部RAM ⑹32条可编程I/O线⑺两个16位定时器/计数器 ⑻6个中断源⑼可编程串行通道⑽低功耗的闲置和掉电模式⑾片内振荡器和时钟电路
晶振电路
单片机晶振的两个电容的作用 这两个电容叫晶振的负载电容,分别接在晶振的两个脚上和对地的电容,一般在几十皮发。它会影响到晶振的谐振频率和输出幅度,晶振的负载电容=+Cic+△C式中Cd,Cg为分别接在晶振的两个脚上和对地的电容,Cic(集成电路内部电容)+△C(PCB上电容)经验值为3至5pf。 各种逻辑芯片的晶振引脚可以等效为电容三点式振荡器。晶振引脚的内部通常是一个反相器, 或者是奇数个反相器串联。在晶振输出引脚 XO 和晶振输入引脚 XI 之间用一个电阻连接, 对于 CMOS 芯片通常是数 M 到数十M 欧之间。 很多芯片的引脚内部已经包含了这个电阻, 引脚外部就不用接了。这个电阻是为了使反相器在振荡初始时处与线性状态, 反相器就如同一个有很大增益的放大器, 以便于起振。 石英晶体也连接在晶振引脚的输入和输出之间, 等效为一个并联谐振回路, 振荡频率应该是石英晶体的并联谐振频率。 晶体旁边的两个电容接地, 实际上就是电容三点式电路的分压电容, 接地点就是分压点。 以接地点即分压点为参考点, 振荡引脚的输入和输出是反相的, 但从并联谐振回路即石英晶体两端来看, 形成一个正反馈以保证电路持续振荡。 在芯片设计时, 这两个电容就已经形成了, 一般是两个的容量相等, 容量大小依工艺和版图而不同, 但终归是比较小, 不一定适合很宽的频率范围。 外接时大约是数 PF 到数十 PF, 依频率和石英晶体的特性而定。 需要注意的是: 这两个电容串联的值是并联在谐振回路上的, 会影响振荡频率。 当两个电容量相等时, 反馈系数是 , 一般是可以满足振荡条件的, 但如果不易起振或振荡不稳定可以减小输入端对地电容量, 而增加输出端的'值以提高反馈量。
电路如图所示
复位电路
单片机在开机时或在工作中因干扰而使程序失控,或工作中程序处于某种死循环状态等情况下都需要复位。复位作用是使CPU以及其他功能部件,如串行口,中断都恢复到一个确定初始状态,并从这个状态开始工作。
复位电路有两种:上电、按钮复位,考虑到各部件影响,采用按钮复位,当电阻给电容充电,电容的电压为高电平,当按下按钮时芯片复位脚近似低电平,于是芯片复位。