生产实习报告日记要求.docx
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生产实习报告日记要求
单片机4×4矩阵键盘设计
一、单片机系统硬件电路
1、目的及意义
单片机系统实训的目的是通过对单片机硬件和软件的综合训练,让学生掌握单片机的硬件知识及设计方法,同时掌握C语言软件程序设计技能。
增进学生对电子工艺的感性认识,了解电子产品发展进程,熟悉电子产品(系统)的设计、装配、生产制造工艺及过程,学习现代电子设计与制造、单片机及接口技术、传感器技术、机电控制技术等相关工程应用技术,获得安全用电、锡焊接技术、电子元器件、PCB板设计与制作技术、电子产品(系统)设计、装配技术、调试与检测技术以及电子技术文件的制订等基础知识,全面提高学生的实践动手能力和分析问题、解决实际问题的能力,培养其创新精神。
2、总体设计方案
4*4矩阵键盘设计要求
1)设计4×4矩阵键盘,共16个键;
2)每个键位具有一个固定的键码,用十六进制表示为0H~FH;
3)当按下一个键时,用数码管显示其对应的键码。
图14*4矩阵键盘原理图
设计原理如图所示,用单片机的并行口P3连接4×4矩阵键盘,并以单片机的P3.0-P3.3 各管脚作输入线,以单片机的P3.4-P3.7各管脚作输出线,在数码管上显示每个按键“0-F”的序号。
图24*4矩阵键盘程序软件流程图
STC89C52单片机功能及特点:
89C52是INTEL公司MCS-51系列单片机中基本的产品,它采用INTEL公司可靠的CHMOS工艺技术制造的高性能8位单片机,属于标准的MCS-51的HCMOS产品。
它结合了HMOS的高速和高密度技术及CHMOS的低功耗特征,它基于标准的MCS-51单片机体系结构和指令系统,属于80C51增强型单片机版本,集成了时钟输出和向上或向下计数器等更多的功能,适合于类似马达控制等应用场合。
89C52内置8位中央处理单元、256字节内部数据存储器RAM、8k片内程序存储器(ROM)32个双向输入/输出(I/O)口、3个16位定时/计数器和5个两级中断结构,一个全双工串行通信口,片内时钟振荡电路。
此外,89C52还可工作于低功耗模式,可通过两种软件选择空闲和掉电模式。
在空闲模式下冻结CPU而RAM定时器、串行口和中断系统维持其功能。
掉电模式下,保存RAM数据,时钟振荡停止,同时停止芯片内其它功能。
89C52有PDIP(40pin)和PLCC(44pin)两种封装形式。
结构特点包括:
互补高性能金属氧化物半导体结构可擦可编程只读存储器/只读存储器/中央处理器;12/24/33MHz操作;三个16位的定时器/计数器;可编程的时钟输出;Up/Down定时器/计数器;三级程序锁定系统;8K/16K/32K片内程序存储器;256字节片内RAM;改进的快速脉冲编程算法;布尔处理器;32根可编程的输入/输出线;六个中断源;可编程的串行通道带有:
帧错误检测;自动地址识别;TTL和CMOS兼容逻辑电平;64K片外程序存储空间;64K片外数据存储空间;MCS51单片机可兼容指令集;闲置节能和掉电模式;ONCE(On-Circuit仿真)模式;四级中断优先级;扩展温度范围(﹣40℃到﹢85℃)
单片机开发板:
图3实习单片机板原理图
复位电路工作原理如图所示,VCC上电时,C充电,在10K电阻上出现电压,使得单片机复位;几个毫秒后,C充满,10K电阻上电流降为0,电压也为0,使得单片机进入工作状态。
工作期间,按下S,C放电。
S松手,C又充电,在10K电阻上出现电压,使得单片机复位。
几个毫秒后,单片机进入工作状态。
图4单片机复位电路
晶振电路系统的时钟电路设计是采用的内部方式,即利用芯片内部的振荡电路。
AT89单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器。
引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端。
这个放大器与作为反馈元件的片外晶体谐振器一起构成一个自激振荡器。
外接晶体谐振器以及电容C1和C2构成并联谐振电路,接在放大器的反馈回路中。
对外接电容的值虽然没有严格的要求,但电容的大小会影响震荡器频率的高低、震荡器的稳定性、起振的快速性和温度的稳定性。
在焊接刷电路板时,晶体振荡器和电容应尽可能安装得与单片机芯片靠近,以减少寄生电容,更好地保证震荡器稳定和可靠地工作。
图5单片机晶振电路
键盘和中断:
首先要先判别整个键盘中是否有按键按下,由单片机连接到列线的PC口输出低电平,然后读取连接到行线的PB口的电平状态。
若是没有按键按下,则PB口读进来的数据为0FH;若读进来的数据不是0FH,那就是有按键按下,因为只要有按键按下,该按键连接到的行线电平就会被拉至低电平。
若是有判断到按键按下之后就要进行对按键的识别扫描。
扫描的方法是将列线逐列置低电平,并检测行线的电平状态来实现的。
依次向PC口的每个列线送低电平,然后检测所有行线PC口的状态,若是全为1,则所按下的按键不在此列,进入下一列的扫描;若是不全为1,则所按下的按键必在此列,并且按键正是此列与读取到为低电平的行线的交点上。
图6单片机键盘扫描电路
中断:
保护断点,即保存下一将要执行的指令的地址,就是把这个地址送入堆栈。
寻找中断入口,根据5个不同的中断源所产生的中断,查找5个不同的入口地址。
以上工作是由计算机自动完成的,与编程者无关。
在这5个入口地址处存放有中断处理程序(这是程序编写时放在那儿的,如果没把中断程序放在那儿,就错了,中断程序就不能被执行到)。
执行中断处理程序。
中断返回:
执行完中断指令后,就从中断处返回到主程序,继续执行。
二、软件编程
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。
方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具十分实用。
系统主要程序
#include
#include
unsignedcharkey;
unsignedcharcodedisp_code[]=
{
0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,
0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e,0xbf
};
unsignedcharcodekey_code[]=
{
0xee,0xed,0xeb,0xe7,0xde,0xdd,0xdb,0xd7,0xbe,0xbd,0xbb,
0xb7,0x7e,0x7d,0x7b,0x77
};
voiddelayms(unsignedintms)
{
unsignedchart;
while(ms--)
{
for(t=0;t<114;t++)
;
}
}
unsignedcharkeyscan()
{
unsignedcharscan1,scan2,keycode,j;
P3=0xf0;
scan1=P3;
if(scan1!
=0xf0)
{
delayms(10);
scan1=P3;
if(scan1!
=0xf0)
{
P3=0x0f;
scan2=P3;
keycode=scan1|scan2;
for(j=0;j<16;j++)
{
if(keycode==key_code[j])
{
key=j;
return(key);
}
}
}
}
else
P3=0xff;
return(key=16);
}
voidmain(void)
{
P0=0xbf;
P1=0xfe;
P3=0xff;
while
(1)
{
keyscan();
if(key<16)
{
P0=disp_code[key];
}
}
}
三、系统调试
STC-ISP是一款单片机下载编程烧录软件,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,现已经被广泛使用。
使用方法:
打开STC-ISP,在MCUType栏目下选中单片机,如STC89C52RC外部电路驱动根据您的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,按图示选中各项:
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”:
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。
联机仿真必须借助仿真开发装置、示波器、万用表等工具。
这些工具是单片机开发的最基本工具。
信号线是联络8031和外部器件的纽带,如果信号线连结错误或时序不对,那么都会造成对外围电路读写错误。
51系列单片机的信号线大体分为读、写信号线、片选信号线、时钟信号线、外部程序存贮器读选通信号(PSEN)、地址锁存信号(ALE)、复位信号等几大类。
这些信号大多属于脉冲信号,对于脉冲信号借助示波器(这里指通用示波器)用常规方法很难观测到,必须采取一定措施才能观测到。
应该利用软件编程的方法来实现。
例如对片选信号,运行下面的小程序就可以检测出译码片选信号是否正常
单片机调试步骤:
打开Kevil→Project→Atmel→AT89S52,保存(若是汇编程序,后缀为.asm;若是C语言编程,后缀为.c),在USB驱动中,选择调试文件(后缀为.hex)→打开STC-ISP→在MCUType栏目下选中单片机→选中COM端口→点击“Download/下载,如果调试成功,即可将所设计正确程序导入单片机中即可。
四、总结及体会
在整个实训过程中,我认为最重要的就是做好设计的预习,认真的研究老师给的题目,选一个自己有兴趣的题目。
其次,老师对实验的讲解要一丝不苟的去听去想,因为只有都明白了,做起设计就会事半功倍,如果没弄明白,就迷迷糊糊的去选题目做设计,到头来一点收获也没有。
最后,要重视程序的模块化,修改的方便,也要注重程序的调试,掌握其方法。
硬件的设计跟焊接都要我们自己动手去焊,软件的编程也要我们不断的调试,最终一个能完成课程设计的劳动成果出来了,很高兴它能按着设计的思想与要求运动起来。
在这次难得的课程设计过程中我锻炼了自己的思考能力和动手能力。
通过题目选择和设计电路的过程中,加强了我思考问题的完整性和实际生活联系的可行性。
在方案设计选择上,培养了我们综合应用单片机的能力,对单片机的各个管脚的功能也有了进一步的认识。
还锻炼我们个人的查阅技术资料的能力,动手能力,发现问题,解决问题的能力。
再次感谢老师的辅导以及同学的帮助,是他们让我有了一个更好的认识,无论是学习还是生活,生活是实在的,要踏实走路。
课程设计时间虽然很短,但我学习了很多的东西,使我眼界打开,感受颇深。
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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- 生产 实习 报告 日记 要求