生产实习设计指导书

[生产实习设计指导书]1生产实习设计指导书——安徽工程科技学院电气系——生产实习是专业教学计划中十分重要的实践性教学环节。是对学生进行专业基本训练，培养实践动手能力和向实践学习，理论联系实际的重要课程。认真抓好生产实习的教学工作，提高生产实习教学质量，是提高学生业务素质和政治素质很关键的一环。一、目的与意义《单片机原理及应用》是一门技术性、应用性很强的学科，生产实习教学是它的一个极为重要的环节。不论是硬件扩展、接口应用还是编程方法、程序调试，都离不开生产实习课教学。如果不在切实认真地抓好学生的实践技能的锻炼上下功夫，单凭课堂理论课学习，势必出现理论与实践脱节，学习与应用脱节的局面。任随书本上把单片机技术介绍得多么重要、多么实用、多么好用，同学们仍然会感到那只是空中楼阁，离自己十分遥远，或者会因此而对它失去兴趣，或者会感到它高深莫测无从下手，这些情况都会令课堂教学的效果大打折扣。生产实习设计的目的就是让同学们在理论学习的基础上，通过完成一个涉及MCS-51单片机多种资源应用并具有综合功能的小系统目标板的设计与编程应用，使学生不但能够将课堂上学到的理论知识与实际应用结合起来，从实际出发分析问题、研究问题和解决问题的能力，将学生所学知识系统化。而且能够对电子电路、电子元器件、印制电路板等方面的知识进一步加深认识，同时在软件编程、排错调试、焊接技术、相关仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高，为今后能够独立进行某些单片机应用系统的开发设计工作打下一定的基础。生产实习设计的目的让同学培养团队协作能力，培养学生热爱劳动、不怕苦、不怕累的工作作风。二、任务与要求1.任务生产实习设计旨在利用AT89C51单片机的定时器、中断、串行口、FlashROM等内部资源，扩展外部4个键盘、8位LED8段数码管、实时守时时钟芯片等外设，实现并焊接制作一个具有多种I/O接口的综合性功能电路,并编写出有个性[生产实习设计指导书]2有特色应用软件，如电子钟。2.要求课程设计内容分为基本要求和附加要求两类。基本要求是每个人必须完成的内容。附加要求则是学生根据自己对单片机掌握和运用的情况选作实现的某些功能，这给同学们开动脑筋发挥自己的创造性思维留出了空间。1）、8位LED数码管显示功能基本要求：动态扫描方式，要求无闪烁，能正确显示程序送显的数据附加要求：能显示某些特殊字符；能在某些状态亮/灭交替显示数据；……如显示：9点50分32秒09—50—32如显示：06年9月12日06—09—122）、键盘扩展功能基本要求：4位键盘键值判别并正确显示附加要求：第一个键为设置/确认键，设置时、分、秒，确认当前设置，并写入DS1302中。第二个键为移位键，按一次，设置秒；在按一次，设置分；在按一次，设置时；在按一次，又设置秒了。第三个键为加一键，按一次，加一，连续按0.3秒递增,秒/分60循环时24循环。第四个键为显示转换键，按一次改变显示的方式，显示时、分、秒还是年、月、日。3）、标准时间功能基本要求：实时显示时、分、秒或年、月、日。附加要求：从DS1302守时芯片中读出标准时间显示4）、单片机与单片机之间的串行数据发送/接收功能基本要求：独立程序的串行接收/发送附加要求：单片机与PC机之间的串行通讯（PC机一侧已提供“VC串口调试助手”程序）；在发送数据的同时不影响继续计数；在计数中接收数据并从收到的数开始新的计数；……5）、发声功能[生产实习设计指导书]3基本要求：蜂鸣器能受控发短促声与长声附加要求：能发长短有区别的几种鸣声，如：滴滴——，滴答滴答；能在每一次按键的同时发短促声……6）、生产实习设计的总的附加要求独立编程实现一个含有上述若干子模块的综合性功能，总体设计内容自行确定。对单片机部分学习得好、动手能力突出的同学，教师可提供DS1302、AT89S51、74LS374、晶振、电阻、电容、电感……等元器件，在印制电路板的扩展点阵区实现更复杂的功能。三、实习设计报告要求1.画出小系统板硬件电路图（参考本实习设计指导书附图），以及自己另行扩展的附加电路；2.画出键盘键值判别子程序流程图、LED数码管显示子程序流程图、DS1302实时实钟和串行通讯子程序的流程图；3.画出自己编写的主程序及各个功能模块的程序流程图；4.写出实习设计过程中自己的运行结果、现象、体验与收获（印象较深的经验/教训等）四、生产实习设计《报告》文字要求1.字迹工整，文句通顺2.电路图描绘规整不能提交打印的文档，严禁不用直尺等作图工具徒手绘画。要求所用电路符号表示正确规范，图件上的文字按“画法几何”的要求尽量用工程字体书写。五、元器件焊接注意事项：1、焊前务必认准元件数值（会认元件上的标识和会用数字多用表测试）：品名序号数量AT89S51U1174LS374U31HT1380U21LG5641BHL1、L224.7K阻排(9脚)RE11[生产实习设计指导书]42K电阻R1---R99390电阻R10—R17810UF电解电容E1115P电容C13、C142DB25(针)弯J21IC插座DIP8U21IC插座DIP20U31IC插座DIP40U11键K1，K2，K3，K449012三极管Q1—Q8811.0592M晶振XTAL2132768晶振XTAL11硅二极管1N5408D11电池盒12、元件在电路板上的方向要必须与电路板元件面印的图符完全一致（下面文字按图示标注方向为准）：3、焊接速度要快，电烙铁不可长时间停留在电路板和元件的焊脚上！特别是：晶振、发光二极管、电解电容、9013三极管等元件，时间过长容易导致元器件损坏。4、按如下顺序焊接元件（正确的焊接次序可提高焊接质量与焊接速度）焊接步骤：第一批：电阻R1-R17第二批：插座U1、U2、U3，注意缺口，L1、L2单排插座；第三批：阻排RE1，注意方向；第四批：电容C13、C14,注意快点；第五批：晶振XTAL132.768K，XTAL211.0592M,注意快点；第六批：三极管Q1-Q8，注销外形；第七批：电解电容E110UF；第八批：键K1、K2、K3、K4第九批：二极管D1，注意正负第十批：DB25（针）J2电路板元件面上下左右[生产实习设计指导书]5第十一：电池盒；注意正负六、调试1、ISP在线可编程ISP（In-SystemProgramming）在系统可编程，指电路板上的空白器件可以编程写入最终用户代码，而不需要从电路板上取下器件，已经编程的器件也可以用ISP方式擦除或再编程。ISP技术是未来发展方向。1）、串口．2）、并口：[生产实习设计指导书]62、下载方法：1）、运行Easy51Pro软件2）、选择器件AT89S51[生产实习设计指导书]73）、打开文件4）、自动完成[生产实习设计指导书]8七.调试步步骤:1.参考附录写出伪指令区变量;2.参考附录流程图写出初始化内容;3.试着编写程序点亮数码管如显示12—34—56;4.调用DS1302公用子程序,使DS1302工作起来,并设一初始化时间,如06年9月18日,8点45分18秒.并读出来,在LED上显示出来；5.设计定时器0.5秒读一次DS1302时间;6.规划键盘功能,写出键盘管理程序；7、增加设置年、月、日功能；8、系统连调。八.写程序区域说明:1.伪指令区：如DBUF0EQU30H2.起始区：ORG0000HLJMPMAIN3.中断入口地址区ORG000BHLJMPT0INTORG001BHLJMPT1INT4.初始化区：如对内部RAM分区、附初值；DS1302初始化；显示初始化；T0、T1中断初始化。5.循环区：循环按序执行事件如扫描键盘；等待事件的发生如中断；6.各功能子程序区：如键盘管理程序KEY，显示子程序DISPLAY，DS1302读写子程序SET1302,GET1302，定时器0/1中断程序T0INT,T1INT等7.END九.软件设计考虑1、总流程图的考虑2、键盘管理程序KEY3、显示子程序DISPLAY4.DS1302读写子程序SET1302,GET1302[生产实习设计指导书]95.定时器0/1中断程序T0INT,T1INT十、硬件设计考虑：1、单片机最小系统的设计（一个中心，二个基本点）；问题：1）、为什么选择89S51？（一个中心）2）、复位电路、时钟电路（一基本点）3）、RAM、ROM的选择，EA脚的接法（一基本点）2．动态扫描显示电路的设计；问题：4）、段、位的驱动是如何考虑？5）、P0口作为段驱动要考虑什么，为何加上拉电阻？6）、为何采用共阳的LED？7）、三极管如何考虑，基极电阻如何考虑，NPN还是PNP？8）、段限流电阻如何考虑？3、守时芯片的设计；问题：9）、如何写入标准时间？10）、如何读入时间？11）、如何确认新1秒的开始？12）、断电怎么办？13）、如何调用网上公共程序包？4、ISP的设计；问题：14）、利用网络达到设计的目的？15）、考虑一下附图的ISP电路的不足之处？请修改？5、按键的设计；问题：16）、如何确定键功能？17）、独立式键盘和行列式键盘的区别？18）、查询还是中断方式？19）、键盘处理的四步骤？20）、如何克服前沿抖动和后沿抖动？21）、单次键和多次键如何处理？[生产实习设计指导书]10附录Ⅰ：参考流程图1、总流程图整个软件的设计思路是,利用定时器0定时1MS,动态扫描显示时间(即八个数码管),时间来自DS1302的时间单元中,为此利用定时器1定时0.5S,读一次最新时间,并放在时间缓存中Second(34H)Minute(35H)Hour(36H)Day(37H)Month(38H)Week(39H)YearL(3AH),但是依据显示方式标志位（DISPLAY0）的是显示年月日还是时分秒还是设置时的时间（SETSec3CH，SETMin3DH，SETHour3EH），并从时间缓存中取值附给显示缓存DBUF0（秒或日）,DBUF1（分或月）,DUBF2（时或年）。对于定时器1、0的优先级的应如何考虑呢？键盘处理放在循环区中不停地查循，用的独立式按键。用来设置时间和显示转换。同学们，看着流程图去写初始化软件吧？开始跳转初始化区T0中断入口跳转T0中断应用程序T1中断入口跳转T1中断应用程序初始化区延时0。3秒堆栈置高缓存附初值位变量附初值DS1302初始化DS1302读时间T0初始化T1初始化开中断循环等待区键处理[生产实习设计指导书]112、按键处理程序2．1总框图第一个键为设置/确认键，按一次为进入设置时、分、秒的状态，同时显示为00—00—00.再按一次为确认当前设置的设置的时间，并写入DS1302中。第二个键为移位键，按一次，设置秒；在按一次，设置分；在按一次，设置时；在按一次，又设置秒了。第三个键为加一键，按一次，加一，连续按0.3秒递增,秒/分60循环时24循环。第四个键为显示转换键，按一次改变显示的方式，是显示时、分、秒还是年、月、日。2．2KEY1键功能程序流程图键分为单次键和多次键.单次键即按一次执行一次键功能,如设置/确认键,移位键,显示转换键.多次键,按一次执行多次键功能.同学们看一下流程框图,请回答下面二个问题?1.按键抖动是如何解决的?2.单次键和多次键在执行时是有何区别?开始KEY1YKEY2KEY1键功能程序KEY2键功能程序KEY3NYKEY3键功能程序YKEY4NKEY4键功能程序Y结束NY开始延时10MSKEY1N等待键释放设置标志YN清设置标志设置标志为1写DS1302时间结束[生产实习设计指导书]122．3KEY2键功能程序流程图开始返回延时10MSKEY2N等待键释放有设置标志吗Y移位加一是设秒吗Y设改秒标置N是设分吗Y设改分标置N是设时吗Y设改时标置N2．4KEY3键功能程序流程图开始延时10MSKEY3Y有设置标志吗Y是设秒吗Y秒加1N是设分吗Y分加1N是设时吗Y时加1N返回键是否释放延时0.3SNYN[生产实习设计指导书]132．5KEY4键功能程序流程图开始返回延时10MSKEY4Y等待键释放有设置标志吗N转换显示方式3、T1定时器子程序开始中断