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單片機實習報告精彩
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單片機實習報告精彩1
一、生產實習的目的和意義:
生產實習是培養本科學生理論聯系實際,提高實際動手操作能力的重要教學環節。本專業的生產實習旨在使學生廣泛了解實際電子產品生產的全過程,熟悉電子產品的主要技術管理模式,并在實習的操作過程中學習、掌握電子產品的焊接、安裝、調試的實際操作技能。鞏固和加深理解所學的理論,開闊眼界,提高能力,為培養高素質大學本科人才打下必要的基礎。通過學習,是理論與實際相結合,可以使學生加深對所學知識的理解,并為后續專業課的學習提供必要的感性知識,同時使學生直接了解本業的生產過程和生產內容,為將來走上工作崗位提供必要的實際生產知識。
二、實習的基本內容:
1、集中授課,進行相關知識的學習。
2、學習、掌握電子產品的獨立性設計與安裝、調試的能力;進一步掌握電子測量儀器的正確使用方法,電元器件的測量與篩選技術。
3、初步了解電子整機產品的`工藝過程。
4、為能使學生得到充分的鍛煉,較大的提高學生的實際動手能力,本次生產實習安排每一位學生獨立完成全部系統的設計與安裝工作。
5、本實習環節,學生要獨立使用電焊鐵及各種電子測試設備電路安裝與調試,要學生嚴格遵守電器設備的使用安全,遵守實驗室的各項規章制度。
三、基本要求:
1、在教師的指導下練習在測試電路德核心板上焊接元件,掌握焊接要領。
2、熟悉元器件的性能及管腳分配。
3、在給定的pcb板上焊接跳線,ic插座,電阻,電容,led器件等。
4、檢查焊接是否正確。
5、插上元器件,運行系統,并觀測系統工作是否正常。
四、總體設計電路思想和原理:
本次生產實習用到的開發板和模塊共7塊,分別為:單片機核心板,電子鐘模塊,mp3模塊,rfid模塊,無線傳輸模塊,脈搏傳感模塊,gps模塊。
各模塊相互組合,其所能實現的基本功能如下:
1、單片機核心板+電子鐘模塊:實現時間的顯示,溫度的測量,且可通過遙控器調時、定鬧等。
2、單片機核心板+無線傳輸模塊:實現數據的近距離無線傳輸。
3、單片機核心板+mp3模塊(含sd卡):實現mp3播放功能。
4、單片機核心板+rfid模塊:實現地鐵檢票系統的模擬。
5、單片機核心板+脈搏傳感模塊:實現人體脈搏傳感的測量。
6、單片機核心板+gps模塊:實現gps衛星定位功能。
(一)核心板電路設計
單片機核心板電路主要包括stc12c5a60s2單片機,電子鐘模塊接口電路,mp3接口電路,無線傳輸模塊接口電路,脈搏傳感模塊接口電路,gps模塊接口電路,串口擴展電路,電源供電電路。該系統的單片機是宏晶科技生產的單時鐘機器周期(it)的單片機,是高速、低功耗、超強干擾的新一代8051單片機。通過使用stc-isp軟件,該單片機可實現串口在線編程,無需編程器,無需仿真器。
核心板電路的設計思想主要是圍繞單片機芯片的工作原理和特點,為其實現合理的設計出外圍電路:包括電源電路,顯示電路部分,復位電路部分,串行口通信電路,按鍵電路等。
。ǘ╇娮隅娔K電路設計
該模塊主要用到的芯片有:時鐘保持芯片ds1302,單總線數字溫度傳感器ds18b20,紅外遙控解碼器tl1838a。
該模塊電路設計的思想是了解這三種芯片的工作電壓,ds1302的工作時鐘頻率以及三種芯片與單片機之間的硬件連接。
。ㄈ﹎p3模塊電路設計
該模塊用到的主要芯片有mp3音頻解碼芯片vs1003,3.3v電壓轉換芯片lm1117-3.3,2.5v電壓轉換芯片lm1117-2.5。
該電路的設計思想主要是了解芯片的作用和特點,尋找各芯片之間的聯系,vs1003芯片是該模塊的主要部分。單片機設有單獨解碼mp3文件的功能,而單片機可與通過vs1003的接口電路的連接,進行mp3的解碼,實現音頻的輸出。通過芯片各引腳的功能和特點,合理的設計出相應的外圍電路。
。ㄋ模﹔fid模塊電路的設計
該模塊的電路所用到的主要芯片為13.56mhz的非接觸式通信讀卡芯片fm1702。該芯片是基于iso/4443標準的非接觸卡讀卡機專用芯片,采用0.6微米cmos 、eeprom工藝,支持13.56mhz頻率下的type a非接觸式通信協議,支持多種加窗算法,兼容philips的mfrc530(spi接口)讀卡機芯片。
該模塊的電路設計思想是基于fm1702各引腳的功能和特點,合理的設計芯片的外圍電路,其中的電容和電感所構成的天線是芯片與s50卡通信的工具。
五、單元電路設計:
1、單片機核心板電路分析
單片機核心板是本次實習中最重要的部分,它是實現各種模塊功能的基礎部分。單片機核心板的核心是stc12c5a60s2單片機芯片,圍繞該芯片設計出相應電源供電電路,蜂鳴器驅動電路,按鍵電路,串行口通信電路,復位電路,液晶屏驅動電路以及各模塊的接口電路,由以上的電路部分就構成一個核心板電路系統。
2、電子鐘模塊電路分析
電子鐘模塊配合單片機核心板,可在lcd1602液晶屏上顯示當前的日期(年月日)時間(時分秒),環境溫度值,和紅外遙控解碼值。用戶可通過遙控器或單片機核心板上的按鍵來進行日期和時間的設置。
單片機實習報告精彩2
一、實習目的
1、通過對單片機小系統的設計、焊接、裝配,掌握電路原理圖及電子線路的基本焊接裝配工藝、規范及注意事項;
2、通過對系統板的測試,了解系統板的工作原理及性能,掌握元器件及系統故障的排除方法;
3、掌握程序編制及調試方法,完成系統初始化、存儲器操作、端口操作、鍵盤顯示等程序的編制及調試(匯編語言、C語言均可);
4、通過單片機系統的組裝,調試以及程序編制、調試及運行,與理論及實驗的有機結合和指導教師的補充介紹,使學生掌握控制系統的工作原理、開發方法和操作方法。
5、培養學生解決實際問題的能力,提高對理論知識的感性認識。
二、實習意義
通過本實習不但可以掌握單片機軟、硬件的綜合調試方法,而且可以熟練掌握電路原理圖,激發對單片機智能性的探索精神,提高學生的綜合素質,培養學生應用單片機實現對工業控制系統的設計、開發與調試的能力。在制作學習過程中,不但可以掌握軟、硬件的綜合調試方法,而且可以使學生對單片機智能性產生強烈的欲望。達到最大限度地掌握微機應用技術,軟件及接口設計和數據采集與處理的技能,培養電綜合實踐素質的目的。
三、系統基本組成及工作原理
1、系統基本組成
系統以單片機STC89C52作為控制核心,各部分基本組成框圖如圖1所示。
流水燈部分由單片機、鍵盤模塊等組成;
四位數碼顯示,編程實現30秒倒計時部分由單片機、鍵盤模塊、液晶顯示模塊等組成;
按鍵功能部分通過按鍵控制流水燈部分、四位數碼顯示部分;
電子鐘部分由單片機、鍵盤模塊、液晶顯示模塊等組成;
使用功能鍵實現相應的功能組合部分通過流水燈部分、30秒倒計時部分實現;
模數轉換部分由單片機、ADC0809轉換模塊、鍵盤模塊、液晶顯示模塊等組成。
2、系統工作原理
本設計采用STC89C52RC單片機作為本系統的控制模塊。單片機可把由ADC0809及單片機中的數據利用軟件來進行處理,從而把數據傳輸到顯示模塊,實現阻值大小的顯示。以數碼管顯示為顯示模塊,把單片機傳來的數據顯示出來。在顯示電路中,主要靠按鍵來實現各種顯示要求的選擇與切換。
對于模數轉換部分,單片機89C51通過P0口的I/O線向ADC0809發送鎖存地址以及復位、啟動轉換等信號,并查詢轉換狀態。ADC0809啟動轉換后,將0-8個通道一次輸入的電壓信號轉換成相應的數字量,供89c51讀取使用,并且將EOC置1供單片機查詢轉換狀態。而滑動變阻器負責將阻值信號轉換成電壓信號,再送到ADC0809的八個通道。當單片機查詢到轉換結束后依次讀取數據并按照現實的需要進行二進制轉BCD碼等處理最后控制顯示電路顯示出數字。其實現方式是:ADC0809轉換來自3通道的阻值變化信號。80c51的P2口與ADC0809的輸出相連用于讀取轉換結果,同時P0.0-P0.6作控制總線,向ADC0809發送鎖存、啟動等控制信息,并查詢EOC狀態。ALE經分頻后給ADC0809提供時鐘信號。P3.0和P3.1口用于向顯示電路輸出段碼,P3.2-P3.7用于數碼管的位選。
四、系統硬件設計
結合本設計的要求和技術指標,通過對系統大致程序量的估計和系統工作的估計,考慮價格因素。選定AT89C51單片機作為系統的主要控制芯片,8位模擬轉換器ADC0809進行阻值轉換。逐次比較法A/D轉換器是目前種類最多、應用最廣的A/D轉換器,其原理即“逐位比較”,其過程類似于用砝碼在天平上稱物體重量。它由N位寄存器、A/D轉換器、比較器和控制邏輯等部分組成,N位寄存器代表N位二進制碼。目前應用最廣的逐次比較法A/D轉換器有ADC0809。它是一種8路模擬輸入8位數字輸出的逐次比較法A/D轉換器件。其主要性能指標和特性如下:
分表率:8位
轉換時間:取決于芯片時鐘頻率,轉換一次時間位64個時鐘周期
單一電源:+5v
模擬輸入電壓范圍:單極性0-+5v;雙極性-5v-+5v
具有可控三態輸出鎖存器
啟動轉換控制位脈沖式,上升沿使內部所有寄存器清零,下降沿使A/D轉換開始。
通過以上性能比較,我們不難看出ADC0809滿足本設計的要求,所以本設計采用ADC0809作為A/D轉換器
1、按鍵電路設計
利用單片機的P1口擴展一個8位鍵盤。
2、晶振與復位電路設計
本設計采用的是上電復位的形式,如圖3.3所示,上電順進RST獲得高電平,隨著電容器C的充電,RST引腳上的高電平將逐漸下降,只要高電平能保持復位所需要的兩個機器周期以上時間,單片機就能實現復位操作。晶振電路為單片機提供工作所需要的時鐘信號。震蕩頻率越高,系統時鐘頻率也越高,單片機運行的速度就越快。其電路如圖3.4所示。89C51的XTAL1和XTAL2兩個引腳跨接晶體振蕩器和微調電容C1、C2形成反饋電路,就構成了穩定的自激振蕩器,本設計的震蕩器頻率為12MHZ。
3、下載電路設計
4、流水燈模塊設計
5、模數轉換模塊設計
6、顯示電路設計
本設計采用六位數碼管。本系統采用共陽極動態掃描的方式連接。數碼管的段碼數據由89C51的P3.0-P3.1口送出,89C51的P3.2-P3.7輸出位選通信號,只有被選中的那位數碼管才會顯示段碼
7、整體電路設計
五系統軟件設計
1、主程序設計
主程序采用分支結構,以狀態號標識系統所處的狀態。在上電初始化后即進入狀態號的輪詢掃描,狀態號的值決定了分支程序的入口。其中分支程序分別為:AD轉換模塊(狀態號為0),數字模塊狀態號為1),倒計時模塊(狀態號為2),電子鐘模塊(狀態號為3),功能組合模塊(狀態號為4),流水燈模塊(狀態號為5)。
2、功能子程序設計
2.1流水燈模塊
流水燈模塊利用單片機的P3口,通過給P3口的各位送低電平,相應的實現流水燈有規律的點亮。
2.230秒倒計時模塊
30秒倒計時模塊利用單片機的P3.0與P3.1口送相應的段控數據,P3.2-P3.7口送相應的.位控數據。通過程序實現30秒倒計時。
2.3數字加減模塊
利用數碼管實現數字顯示,通過加一鍵或者是減一鍵實現數字變量的加一或者減一,進而實現利用數碼管顯示加一鍵、減一鍵功能。
2.4電子鐘模塊
利用數碼管實現時間顯示,通過加一鍵或者是減一鍵實現小時變量或者是分鐘變量的加一,從而實現調時功能。
2.5模數轉換模塊
對于模數轉換部分,單片機89C51通過P0口的I/O線向ADC0809發送鎖存地址以及復位、啟動轉換等信號,并查詢轉換狀態。ADC0809啟動轉換后,將0-8個通道一次輸入的電壓信號轉換成相應的數字量,供89c51讀取使用,并且將EOC置1供單片機查詢轉換狀態。而滑動變阻器負責將阻值信號轉換成電壓信號,再送到ADC0809的八個通道。
當單片機查詢到轉換結束后依次讀取數據并按照現實的需要進行二進制轉BCD碼等處理最后控制顯示電路顯示出數字。其實現方式是:ADC0809轉換來自3通道的阻值變化信號。80c51的P2口與ADC0809的輸出相連用于讀取轉換結果,同時P0.0-P0.6作控制總線,向ADC0809發送鎖存、啟動等控制信息,并查詢EOC狀態。ALE經分頻后給ADC0809提供時鐘信號。P3.0和P3.1口用于向顯示電路輸出段碼,P3.2-P3.7用于數碼管的位選。
六、實習總結、體會
本次單片機實習我們一共完成了個模塊的程序設計,包括:led顯示模塊、數碼管顯示模塊和鍵盤模塊。分別實現了流水燈的循環點亮控制、數碼管的靜態和動態計數顯示,還有矩陣鍵盤按鍵控制數碼管顯示的程序設計。然后我們分別用protues系統仿真軟件對各個模塊進行了模擬仿真,用keil軟件編制了匯編語言程序,驗證了我們所設計的程序。這次實習還使我理解了編寫程序的一些技巧。單片機應用系統一般由包含多個模塊的主程序和由各種子程序組成。每一模塊都要完成一個明確的任務,實現某個具體的功能,如計算、接受、發送、延時、顯示等。采用模塊化程序設計方法,就是將這些具體功能程序進行獨立設計和分別調試,最后將這些模塊程序裝配成整體程序并進行聯合調試。
模塊化程序設計方法的優點:一個模塊可以為多個程序所共享;單個功能明確的程序模塊的設計和調試比較方便,容易完成;利用已經編好的成熟模塊,將大大縮短開發程序的時間,降低開發成本。采用循環結構和子程序結構可以使程序的容量大大減少,提高程序的效率,節省內存。對于多重循環,要注意各重循環的初值和循環結束的條件,避免出現程序無休止循環的“死循環”現象;通過這次的實習我發現,只有理論水平提高了,才能夠將課本知識與實踐相結合,理論知識服務于教學實踐,以增強自己的動手能力。這次實習十分有意義,這次實習我們知道了理論和實踐的距離,也知道了理論和實踐相結合的重要性。
回顧起此次課程設計,感覺受益匪淺,從拿到題目到完成整個編程,從理論到實踐,學到很多很多的課堂理論中沒學到過的東西,不僅對鍵盤的識別技術這一章節的知識點有了深刻的認識,而且對這學期開設的單片機這門課程有了更全面的了解,尤其是在學習使用proteus軟件片編程和仿真時收獲良多。通過這次單片機課程設計,還使我懂得了實踐的重要性。同時在程序調試的過程中提高自己的發現問題、解決問題、實際動手和獨立思考的能力。這次課程設計能順利的完成,除了我們的努力外,當然也離不開指導老師申老師的辛勤指導,致使我在設計的過程中學到了很多實用性的知識。同時,對給過我幫助的所有同學和各位指導老師表示忠心的感謝!
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