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电子实习总结报告
东北石油大学
实习总结报告
实习类型生产实习
实习单位电子科学学院实习基地
实习起止时间2015年7月4日至2015年7月23日
指导教师刘超
所在院(系)电子科学学院
班级电子121班
学生姓名苏魏全
学号120901240110
2015年7月23日
双键呼救器
一、课题目的
1、设计目的及意义
1)掌握51系列单片机的基本硬件结构及工作原理;
2)掌握51系列单片机的汇编语言及基本程序设计方法;
3)学习并掌握使用51系列单片机开发控制系统的基本步骤及方法。
2、设计要求
1)采用两个按键。
即K1呼救按键,K2解除呼救按键;
2)采用声音和灯光报警呼救;
3)声音采用蜂鸣器报警,当K1按下时,蜂鸣器发出频率为20HZ的声波报警;
4)灯光采用4个绿色LED和4个红色LED报警;当K1按下时,红色LED闪烁报警,绿色LED全灭;正常情况下;
5)正常情况下,绿色LED长亮,蜂鸣器静音。
3、总体设计方案
双键呼救器设计主要用到了实验板的单片机模块、键盘模块、LED模块、蜂鸣器。
图1双键呼救器原理图
其中单片机为STC89C52,键盘用到其中的K1和K2来控制报警和和停止,以四个LED灯作为绿灯,四个LED灯作为红灯,蜂鸣器提供声波报警。
把8个发光二极管设计为4个绿灯和4个红灯,给4个绿灯始终送高电平,使它们保持长亮。
不给蜂鸣器送任何电压信号,使之保持静止状态。
当有紧急情况发生,按K1键,给4个绿灯送低电平让其熄灭,给4个红灯送高电平,延时后送加低电平,再延时送加高电平,反复循环这个程序,使4个红灯来回闪烁,同时使蜂鸣器也加在这个循环中,使它发出声音警告。
当危险解除时,K2为复位键,使工作状态回到初始。
2、单片机实验板
1、STC89C52单片机特性
设计使用的单片机是STC89C52,是一种低耗能,高性能的单片机,和MCS-51单片机产品兼容、8K字节在系统可编程Flash存储器、1000次擦写周期、全静态操作:
0Hz~33Hz、三级加密程序存储器、32个可编程I/O口线、三个16位定时器/计数器八个中断源、全双工UART串行通道、低功耗空闲和掉电模式、掉电后中断可唤醒、看门狗定时器、双数据指针、掉电标识符。
STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K在系统可编程Flash存储器。
使用高密度非易失性存储器技术制造,与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。
片上Flash允许程序存储器在系统可编程,亦适于常规编程器。
在单芯片上,拥有灵巧的8位CPU和在线系统可编程Flash。
STC89C52的标准功能:
8k字节Flash,256字节RAM,32位I/O口线,看门狗定时器,2个数据指针,三个16位定时器/计数器,一个6向量2级中断结构,全双工串行口,片内晶振及时钟电路。
另外,STC89C52可降至0Hz静态逻辑操作,支持2种软件可选择节电模式。
空闲模式下,CPU停止工作,允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。
掉电保护方式下,RAM内容被保存,振荡器被冻结,单片机一切工作停止,直到下一个中断或硬件复位为止。
8位微控制器8K字节在系统可编程Flash。
此外,P3口还接收一些用于FLASH闪存编程和程序校验的控制信号。
RST——复位输入。
当振荡器工作时,RST引脚出现两个机器周期以上高电平将是单片机复位。
ALE/PROG——当访问外部程序存储器或数据存储器时,ALE(地址锁存允许)输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。
一般情况下,ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的脉冲信号,因此它可对外输出时钟或用于定时目的。
要注意的是:
每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。
2、复位电路
单片机在启动时都需要复位,以使CPU及系统各部件处于确定的初始状态,并从初态开始工作,手动按钮复位需要人为在复位输入端RST上加入高电平。
一般采用的办法是在RST端和正电源Vcc之间接一个按钮。
当人为按下按钮时,则Vcc的+5V电平就会直接加到RST端。
手动按钮复位的电路如图所示。
由于人的动作再快也会使按钮保持接通达数十毫秒,所以,完全能够满足复位的时间要求。
复位时PC初始化为0000H,使单片机从程序存储器的0000H单元开始执行程序。
复位时SP=07H,4个I/O端口P0~P3的引脚均为高电平。
图2复位电路示意图
在本设计中,除了单片机本身就有的总的复位电路外,在局部设计中,K2键也起到了一个复位的作用,即当按下K2键时,系统恢复到初始状态。
3、按键电路
键盘分为编码键盘和非编码键盘。
键盘上闭合键的识别由专用的硬件编码器实现,并产生键编码号或键值的称为编码键盘,如计算机键盘;而靠软件编程来识别的称为非编码键盘。
在单片机组成的各种系统中,用的最多的是非编码键盘。
图3键盘电路示意图
非编码键盘又分为:
独立键盘和行列式(又称为矩阵式)键盘。
本次设计主要用到的是独立键盘部分。
独立键盘每个按键占用一I/O线,当按键数量较多时,I/O口利用率不高,但程序编制简单,适用于所需按键较少的场合。
用于本次设计只用到两个按键,所以决定采用独立按键部分。
矩阵式键盘由行线和列线组成,按键位于行列的交叉点上。
当无按键按下时,行线处于高电平状态,当有按键按下,行线电平状态将由与此行线相连接的列线电平决定。
扫描法的思想是先把任意一行置为低电平,其余各列值为高电平,检测各行线电平的变化,如果某行线电平为低电平,则可确定此行此列交叉点处得按键被按下。
4、LED电路
采用8个共阳极LED灯,设计时认为后四个为绿色,前四个为红色灯。
当没有按键信号的时候,后四个等长期处于点亮状态,当K1键按下时,后四个等熄灭,前四个灯开始闪烁报警,闪烁周期设定为两秒。
当K2键按下时,报警取消,恢复到最初的状态,即后四个灯长亮。
图4LED电路
5、蜂鸣器电路
蜂鸣器电路较为简单,基极端连接单片机P24口,一般情况下,P24为高电平,即三极管处于截止状态,蜂鸣器不响,当P24取反,即变为低电平,三极管导通,蜂鸣器工作,发出报警。
图5蜂鸣器电路
3、软件编程
1、编程思路
软件的输入设备是键盘,输出设备是蜂鸣器和8个LED灯,另外,LED报警是采取闪烁报警,会有延迟程序的存在,所以,程序包括四个主要部分,首先是一个延迟1ms的子程序,通过循环来实现。
给4个绿灯始终送高电平,使它们保持长亮。
不给蜂鸣器送任何电压信号,使之保持静止状态。
当有紧急情况发生,按K1键,给4个绿灯送低电平让其熄灭,给4个红灯送高电平,延时后送加低电平,再延时送加高电平,反复循环这个程序,使4个红灯来回闪烁,其中加入蜂鸣器的取反就可以实现声波报警。
按键选取K1和K2,分别连接着单片机的P3.2和P3.3口,蜂鸣器连接单片机的P2.4口,8个LED灯分别连接P0.0、P0.1、P0.2、P0.3、P0.4、P0.5、P0.6、P0.7口。
2、源程序
#include
#include
#defineuintunsignedint
#defineucharunsignedchar
sbitKEY1=P3^2;//呼救
sbitKEY2=P3^3;//解除呼救
sbitBEEP=P2^4;//蜂鸣器
sbitLED1=P0^0;//绿灯1
sbitLED2=P0^1;//绿灯2
sbitLED3=P0^2;//绿灯3
sbitLED4=P0^3;//绿灯4
sbitLED5=P0^4;//红灯1
sbitLED6=P0^5;//红灯2
sbitLED7=P0^6;//红灯3
sbitLED8=P0^7;//红灯4
voiddelayms(uintx)//延时xms
{
uinti,j;
for(i=x;i>0;i--)
for(j=120;j>0;j--);
}
voidmain()
{
uinti,count;//定义局部变量
P0=0xf0;//初始化4个绿灯亮
while
(1)
{
if(count==1)//count为1时
{
LED1=1;//灭绿灯
LED2=1;//灭绿灯
LED3=1;//灭绿灯
LED4=1;//灭绿灯
BEEP=~BEEP;//蜂鸣器取反
delayms
(1);//延时1ms
i++;//变量i自加1
if(i>1000)//i自加1000次以后
{
i=0;//i=0
LED5=~LED5;//红灯取反,即为闪烁
LED6=~LED6;//红灯取反,即为闪烁
LED7=~LED7;//红灯取反,即为闪烁
LED8=~LED8;//红灯取反,即为闪烁
}
}
if(count==2)//count为2时
{
P0=0xF0;//亮绿灯
}
if(KEY1==0)//按键1按下时,count=1
{
count=1;
}
if(KEY2==0)//按键2按下时,count=2
{
count=2;
}
}
}
3、软件流程图
``
图6软件流程图
四、调试分析
1、程序语法调试
程序语法调试使用的软件是Keil软件。
KeilC51是美国KeilSoftware公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统,与汇编相比,C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势,因而易学易用。
Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案,通过一个集成开发环境(uVision)将这些部分组合在一起。
运行Keil软件需要WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系统。
如果你使用C语言编程,那么Keil几乎就是你的不二之选,即使不使用C语言而仅用汇编语言编程,其方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具也会令你事半功倍。
用软件打开编写好的程序,出现几处错误,主要是括号等错误,经修改后,错误消除,测试图如下:
图7程序调试图
调试后程序错误为零,警告为零,即没有语法错误。
可以下载到实验板中进行测试。
2、模拟仿真
在进行实物调试之前我进行了模拟仿真,用的仿真软件是proteus,这款软件并没有在我们的教学中进行教授,但交流群中推荐这款软件,我在上学期自学了它的使用方法。
Proteus软件是英国LabCenterElectronics公司出版的EDA工具软件(该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司)。
它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及外围器件。
它是目前比较好的仿真单片机及外围器件的工具。
虽然目前国内推广刚起步,但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。
在PROTEUS绘制好原理图后,调入已编译好的目标代码文件:
*.HEX,可以在PROTEUS的原理图中看到模拟的实物运行状态和过程。
仿真的效果比较理想,一次实现了所需的功能,至少灯的仿真图画的和电路板的相反,但不影响效果。
仿真的结果图如下图所示:
图8程序模拟仿真结果
3、硬件调试
硬件调试需要用到STC-ISP软件将程序下载到实验板中。
图9程序下载过程图
STC-ISP是一款下载编程烧录软件,是针对STC系列单片机而设计的,可下载STC89系列、12C2052系列和12C5410等系列的STC单片机,使用简便,现已被广泛使用。
其使用步骤如下:
(1)打开STC-ISP,如下图界面,在MCU Type栏目下选中单片机,在本次实习中我们选用的是STC89C52单片机。
(2)根据您的9针数据线连接情况选中COM端口,波特率一般保持默认,如果遇到下载问题,可以适当下调一些。
(3)先确认硬件连接正确,按如图点击“打开文件”并在对话框内找到您要下载的HEX文件。
(4)按下图选中两个条件项,这样可以使您在每次编译KEIL时HEX代码能自动加载到STC-ISP,点击“Download/下载”。
(5)手动按下电源开关便即可把可执行文件HEX写入到单片机内,如图是正在写入程序截图。
(6)图示程序写入完毕,目标板开始运行程序结果。
在之前的软件模拟仿真中,运行很正常,但是当硬件测试的时候,发现了不符合现实的情况,即声音太小,20Hz的声音太小,无法听清,所以我将程序的单次延迟修改为一毫秒,但为了保证LED每隔一秒闪烁一次,我将i的循环次数修改为1000次。
在修改后,再次将程序下载到实验板中,声音明显高了。
图10硬件测试效果图
4、调试分析总结
我的调试分析总共分为三个步骤,分别是程序语法调试、模拟仿真、硬件测试。
程序语法调试是为了找出程序中的语法错误,这些错误是由于我的粗心造成的,不过由于程序并不是很难,所以很快程序中的小的语法错误就被我找出并进行了修改。
模拟仿真是为了找出程序中的逻辑错误,看程序能否正确实现所需的功能。
本次设计是使用已有的实验板,可以省略仿真,但是我为了防止由于实验板的损坏而使我认为程序错误的情况,还是进行了仿真。
但在平时的设计中,仿真是非常重要的,利用仿真我们可以节约好多不必要的损失。
最后的硬件测试是为了看实际效果,同时完成设计,实现功能。
5、总结及体会
实习是每一位大学生必须拥有的一段经历,它使我们在实践中了解社会,让我们学到了很多在课堂上根本就学不到的知识,而且打开了视野,增长了见识,为我们以后更好地服务社会打下了坚实的基础。
在电子科学学院实习基地实习的日子已经结束了,虽然实习的时间很短,但对我来说,收获是很大的。
这次实习让我深深地感觉到自己所学知识储备的不足,我们在学校学习的是理论上的东西,但是在实际设计实物的时候,实践和经验就显得更为重要,只有掌握更多实用的技能,积累更多的工作经验,才能提高工作效率与质量。
理论学习是业务实战的基础,但实际工作与理论存在着差异,在实习的闲暇时间,同一些老师的交谈中,我了解到在工作岗位中,过硬的业务能力十分重要。
我会更加珍惜学习的机会,深入实践,不断提升自我,努力创造,继续为社会创造更多的价值。
我还了解到电子专业的学习方向以及未来的发展趋势,这为我以后的学习指明了方向。
同时,我学到了很多东西,不仅有学习方面的,更学到了实践中总结出的道理,对我来说获益非浅。
相信这些宝贵的经验会成为我今后成功的最重要的基石。
我端正了学习态度,改善了学习方法,认识到了专业知识与一般的基础必修课的学习不一样,它需要广博的知识水平,需要我们阅读大量的文献,需要我们了解专业的发展方向,需要我们有良好的与他人沟通的能力。
所以,在以后的学习中不仅要注重专业课的学习,还要重视其他相关课程的学习。
在实习的过程中各位老师还不断强调了电子业实际生产工作中的安全问题。
电子生产的工作环境处处都存在着危险,稍不注意就可能引发安全问题,不仅危害到自己与他人的人身财产安全,而且会给公司造成巨大的财产损失。
我们要时时刻刻严格按照操作规程来进行工作,养成严谨、认真的工作态度,消除安全隐患。
总之,这次生产实习激发了我对电子专业的热爱,坚定了我对专业未来发展的信心。
我坚信,通过自己的不懈努力与追求,我一定会有所作为,为祖国的电子事业做出自己的贡献。
指导教师评语及成绩评定:
成绩:
指导教师签字:
年月日
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