單片機實習報告范文 這次實習我們使用控制電路的單片機是at89s51型號的。通過它實現對八盞雙色燈發光二極管的控制p0和p2口控制四盞燈。在at89s51的9引腳接復位電路，對電路實現復位控制。在電路中接入74s164譯碼器和共陰極數碼管，通過at89s51的p3口數據的輸入對共陰極數碼管的控制。同時也可實現雙色發光的二極管與共陰極數碼管的共同作用。在at89s51的p3.2口接上中斷控制電路，p3.5口接入蜂鳴器，使電路實現中斷作用，也使電路便于檢測。盡量朝“單片”方向設計硬件系統。系統器件越多，器件之間相互干擾也越強，功耗也增大，也不可避免地降低了系統的穩定性。系統中的相關器件要盡可能做到性能匹配。如選用cmos芯片單片機構成低功耗系統時，系統中所有芯片都應盡可能選擇低功耗產品。 硬件電路設計： 1)確保硬件結構和應用軟件方案相結合。硬件結構與軟件方案會相互影響，軟件能實現的功能盡可能由軟件實現，以簡化硬件結構。必須注意，由軟件實現的硬件功能，一般響應時間比硬件實現長，且占用cpu時間; 2)可靠性及抗干擾設計是硬件設計必不可少的一部分，它包括芯片、器件選擇、去耦濾波、印刷電路板的合理布線、各元器相互隔離等; 3)盡量朝“mcs-51單片”方向設計硬件系統。系統器件越多，器件之間相互干擾也越強，所消耗功耗也增大，也不可避免地降低了系統的穩定性; 4)系統中的相關器件要盡可能做到性能匹配。如選用cmos芯片單片機構成低功耗系統時，系統中所有芯片都應盡可能選擇低功耗產品。 1.1單片機型號及特性 單片機型號是at89s51。特性是：8031cpu與mcs-51兼容4k字節可編程flash存儲器(壽命：1000寫/擦循環)全靜態工作：0hz-24khz三級程序存儲器保密鎖定128*8位內部ram32條可編程i/o線兩個16位定時器/計數器6個中斷源可編程串行通道低功耗的閑置和掉電模式片內振蕩器和時鐘電路 1.2晶振電路 單片機晶振的兩個電容的作用這兩個電容叫晶振的負載電容，分別接在晶振的兩個腳上和對地的電容，一般在幾十皮發。它會影響到晶振的諧振頻率和輸出幅度，晶振的負載電容=(cd*cg)/(cd+cg)+cic+c式中cd,cg為分別接在晶振的兩個腳上和對地的電容,cic(集成電路內部電容)+c(pcb上電容)經驗值為3至5pf。各種邏輯芯片的晶振引腳可以等效為電容三點式振蕩器。晶振引腳的內部通常是一個反相器,或者是奇數個反相器串聯。在晶振輸出引腳xo和晶振輸入引腳xi之間用一個電阻連接,對于cmos芯片通常是數m到數十m歐之間.很多芯片的引腳內部已經包含了這個電阻,引腳外部就不用接了。 這個電阻是為了使反相器在振蕩初始時處與線性狀態,反相器就如同一個有很大增益的放大器,以便于起振.石英晶體也連接在晶振引腳的輸入和輸出之間,等效為一個并聯諧振回路,振蕩頻率應該是石英晶體的并聯諧振頻率.晶體旁邊的兩個電容接地,實際上就是電容三點式電路的分壓電容,接地點就是分壓點.以接地點即分壓點為參考點,振蕩引腳的輸入和輸出是反相的,但從并聯諧振回路即石英晶體兩端來看,形成一個正反饋以保證電路持續振蕩.在芯片設計時,這兩個電容就已經形成了,一般是兩個的容量相等,容量大小依工藝和版圖而不同,但終歸是比較小,不一定適合很寬的頻率范圍.外接時大約是數pf到數十pf,依頻率和石英晶體的特性而定.需要注意的是:這兩個電容串聯的值是并聯在諧振回路上的,會影響振蕩頻率.當兩個電容量相等時,反饋系數是0.5,一般是可以滿足振蕩條件的,但如果不易起振或振蕩不穩定可以減小輸入端對地電容量,而增加輸出端的值以提高反饋量。 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： 集中授課，進行相關知識的學習。 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。 初步了解電子整機產品的工藝過程。 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。 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： 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。 熟悉元器件的性能及管腳分配。 在給定的PCB板上焊接跳線，IC插座，電阻，電容，LED器件等。 檢查焊接是否正確。 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： 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。 單片機核心板+無線傳輸模塊：實現數據的近距離無線傳輸。 單片機核心板+MP3模塊(含SD卡)：實現MP3播放功能。 單片機核心板+RFID模塊：實現地鐵檢票系統的模擬。 單片機核心板+脈搏傳感模塊：實現人體脈搏傳感的測量。 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。 (二)電子鐘模塊電路設計 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。 (三)MP3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。 (四)RFID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CMOSEEPROM工藝，支持13.56MHZ頻率下的typeA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： 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。 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。 通過遙控上的“EQ”鍵，可控制LED顯示界面在時間溫度紅外解碼之間的切換。如果想調整時間，需要首先使用遙控器的“EQ”鍵將LCD顯示調制時間界面;之后通過按“播放停止鍵”將時間停止;然后再按“左快捷鍵”向右切換;最后按“加減鍵”可以進行數值的加減操作，調整完成后，再次按“播放停止鍵”，時間開始運行。另外通過單片機核心板上的K1-K4鍵也可以完成時間的調整：其中K1鍵對應遙控器的“右快捷鍵”，即實現向右切換年月日時分;K3鍵對應遙控器的“加鍵”，即實現年月日時分的加1;K4鍵對應遙控器的“減鍵”，即實現年月日時分的減1。 MP3電路模塊分析 是一單芯片MP3/WMA/MIDI音頻解碼和ADPCM編碼芯片，其擁有一個高性能低功耗的DSP處理器核VS-DSP。5K的指令RAM，0.5K的數據RAM，串行的控制和數據輸入接口，4個通用IO口，1個UART口;同時片內帶有一個可變采樣率的DAC，一個立體聲DAC以及音頻耳機放大器;VS1003通過一個串行接口來接收輸入的比特流，它可以作為一個系統的從機。 與單片機連接的引腳主要有7個，分別為：SOSISCLKXDCSXRESETDREQMOSI，只有保證它們與單片機正確可靠的連接，才能對VS1003進行有效的操作與控制。另外，VS1003各部分的供電電壓與輸出電壓值是不同的。 芯片各部分供電電壓如下表： 供電部分最小電壓推薦電壓最大電壓模擬數字 卡是一種大容量，性價比高，體積小，訪問接口簡單的存儲卡。SDIMMC卡大量應用于數碼相機MP3手機大容量存儲設備。作為這些便攜式設備的存儲載體，它具有低功耗，非易失性，保存數據無需消耗能量的特點。 卡只使用了1-7觸點。對于1號引腳(CD/DAT3)擴展的DAT線(DAT1-DAT3)在上電后處于輸入狀態，它們在執行SET-BUS-WIDTH命令后作為DAT線操作，當不用DAT1-DAT3線時，主機應使自己的DAT1-DAT3線處于輸入模式，這樣定義是為與MMC卡保持兼容。上電后，CD/DAT3作為帶50K上拉電阻的輸入線(可用于檢測卡是否存在或選擇SPI模式)。用戶可以在正常的數據傳輸中用SET-CLR-CARD-DETECT(ACMDA口)命令斷開上拉電阻的連接。MMC卡的該引腳在SD模式下為保留引腳，在SD模式下無任何作用。對于2號引腳CMD，MMC卡在SD模式下為IO/PP/OO，MMC卡在SPI模式下為I/PP。 關于電壓匹配問題，SD卡的邏輯電平相當于3.3VTTL電平標準，而單片機的邏輯電平為5V。因此，它們之間不能直接相連，否則會有燒毀SD卡的可能。解決邏輯器件接口的電平兼容問題，原則主要有兩條：一為輸出電平器件輸出高電平的最小電壓值，應大于接受電壓器件識別為高電平的最低電壓值;二為輸出電平器件輸出低電平的最大電壓值，應小于接受器件識別為低電平的最高電壓值。考慮到SD卡在SPI協議的工作模式下，通訊都是單向的，于是在單片機向SD卡傳輸數據時采用晶體管加上拉電阻法的方案。在SD卡向單片機傳輸數據時，可以直接連接。因為它們之間的電平剛好滿足上述的電平兼容原則，既經濟又實用。該方案可以雙電源供電(一個5V電源，一個3.3V電源供電)，3.3V電源可用ASL1117穩壓管從5V電源穩壓獲取。 RFID模塊電路分析 基于FM1702SL的非接觸式IC卡讀寫器，只要稍加改動就能開發成不同的射頻識別應用系統，如考勤系統，門禁系統，公交車收費系統等。S50非接觸式卡符合MIFARE的國際標準，容量8K位，數據保存期10年，又可改寫10萬次，讀無限次。S50卡不帶電源，自帶天線，內含加密控制邏輯電路和通用邏輯電路，卡與讀卡器之間的通訊采用國際通用DES和RES保密交叉算法，具有較高的保密性能。 單片機與FMITDISL通用SPI總線通信，采用中斷工作模式，在FMITDISL復位后，必須進行一次初始化程序以便初始化SPI接口模式，而且可以同步實現單片機和FMITDISL的啟動工作。信息存儲在MIFARSE卡里，讀寫器與卡通過各自的天線建立起二者之間非接觸信息傳輸通道。當卡進入系統的工作區時，讀寫器向卡發射一組固定頻率的電磁波，卡內有一個LC串聯諧振電路，其頻率與讀寫器發射的頻率相同，在電磁波的激勵下，LC諧振電路產生共振，從而使電容內有了電荷，在這個電容的另一端接有一個單向導通的電子粟，將帶內容內的電荷送到另一個電容內存儲，當所有積累的電荷達到2V時，此電容可做到電源為其它電路提供工作電壓，將卡內數據發射出去或讀取讀寫器的數據。 根據互感原理可知，讀寫器天線半徑越大，匝數越多，讀寫器上的天線和卡上的天線的互感系數就越大。根據國際標準的要求，卡和讀寫器的通信距離為10cm，通過調整天線驅動電壓可以改變通信的最長距離。天線的傳輸帶寬和品質因數成反比關系。過高的品質因數會導致帶寬減小，從而減弱讀寫器的調制邊帶，會導致讀寫器無法與卡通信。 無線傳輸模塊分析 是一無線通信芯片，采用FSK調制，可以實現點對點或是1對6的無線通信。無線通信速度最高可達2Mbps，只需為單片機系統預留5個GPIO，1個中斷輸入引腳，就可很容易地實現天線通信的功能，非常適合用MCU系統構建無線通信功能。 具有收發模式，待機模式和掉電模式，四種工作模式，并由CE寄存器內部PWRVP和PRIMRX共同控制。nRF24L01所有的配置都由配置寄存器來定義，這些配置寄存器可通過SPI口訪問。SPI接口由SCKMOSIMISO及CSN組成，在配置模式下單片機通過SPI接口配置nRF24L01的工作參數，在發射或接收模式下單片機SPI接口發送和接收數據。 單片機的控制指令從nRF24L01的MOSI引腳輸入，而nRF24L01的狀態信息和數據是從其MISO引腳輸出并送給單片機的。利用SPI傳輸數據時，是先傳輸低位字節，再傳輸高位字節，并且在傳輸每個字節時是從高位傳起。 六、單片機軟件系統工作流程 通過使用STC-ISP軟件，STC12C5A60S2單片機可實現串口在線編程。由于現在大的數據計算機都不存在提供單獨的串口，所以需要USB轉RS232串口線。 USB轉RS232串口設備驅動程序的安裝 STC-ISPV483串口下載軟件 七、實習過程心得： 新學期伊始，就迎來了為期四周的單片機生產實習。在這次生產實習過程中，我受益頗多。這是我們經歷的第一次廣泛了解實際電子產品生產的全過程。從最初的設計，到焊接，安裝，調試，我們都是逐一親自動手操作完成的。在這次實習中，我們遇到了不少問題，但正是因為有了這些問題，才有了我們更加深入學習的機會。為了解決這些問題，我們查資料，探討，請教老師，充分利用自己身邊的一切資源來學習。這樣的學習過程讓我們對所學內容理解的更深刻，而且大大提高了我們的團結協作能力。在實際操作焊接的過程中，我們從笨拙到熟練，動手能力不斷提高，有了很大的進步。這為我們以后步入工作崗位做了良好的鋪墊。 總之，通過這次生產實習，我受益匪淺，各方面的能力都有了提高。最后，感謝在實踐過程中悉心指導的每一位老師! 實訓任務： 做單一燈的左移右移，八個發光二極管l1-l8分別接在單片機的p1.0p1.2p1.3p1.7p1.6p1.0亮，重復循環3次。然后左移2次，右移2次，閃爍2次(延時的時間0.2秒)。 一、實訓目的和要求： (1)熟練掌握keilc51集成開發環境的使用方法 (2)熟悉keilc51集成開發環境調試功能的使用和dp?51pro.單片機仿真器、編程器、實驗儀三合一綜合開發平臺的使用。 (3)利用單片機的p1口作io口，學會利用p1口作為輸入和輸出口。 (4)了解掌握單片機芯片的燒寫方法與步驟。 (5)學會用單片機匯編語言編寫程序，熟悉掌握常用指令的功能運用。 (6)掌握利用protel99se繪制電路原理圖及pcb圖。 (7)了解pcb板的制作腐蝕過程。 二、實訓器材： pc機(一臺) pcb板(一塊) 520電阻(八只) 10k電阻(一只) led發光二極管(八只) 25v10f電容(一只) 單片機ic座(一塊) at89c51單片機芯片(一塊) 熱轉印機(一臺) dp?51pro.單片機仿真器、編程器、實驗儀三合一綜合開發平臺(一臺) 三、實訓步驟： (1)根據原理圖(下圖所示)，用導線把單片機綜合開發平臺a2區的j61接口與d1區的j52接口相連。 (2)將流水燈程序編寫完整并使用tkstudyice調試運行。 (3)使用導線把a2區j61接口的p1口7個口分別與j52接口的八個led相連。 (4)打開電源，將編寫好的程序運用tkstudyice進行全速運行，看能否實現任務要求。 (5)觀察運行結果，若能實現功能，則將正確編譯過的hex文件通過easypro51編程器寫入mcu片內存儲器，然后將燒寫的芯片a2區的圓孔ic座進行最終實驗結果的演示。 (6)制板。首先利用protel99se畫好原理圖，根據原理圖繪制pcb圖，然后將繪制好的pcb布線圖打印出來，經熱轉印機轉印，將整個布線圖印至pcb板上，最后將印有布線圖的pcb板投入裝有三氯化鐵溶液的容器內進行腐蝕，待pcb板上布線圖外的銅全部后，將其取出，清洗干凈。 (7)焊接。將所給元器件根據原理圖一一焊至pcb板相應位置。 (8)調試。先把at89c51芯片插入ic座，再將+5v電源加到制作好的功能板電源接口上，觀察功能演示的整個過程(看能否實現任務功能)。 (流水燈控制器原理圖) 四、流水燈控制器程序的主程序： 0000h sjmpstart 0030h start:mova,#0ffh movr0,#1ch movr1,#12h movr2,#12h clrc loop1:acalldelay djnzr0,loop2 sjmploop4 loop2:movp1,a rlca jncloop3 sjmploop1 loop3:acalldelay movp1,a rrca jncloop1 sjmploop3 loop4:acalldelay dj