摇摇棒实习报告

1、摇摇棒实习报告生产实习报牛系别： 电子信息系专业： 电子信息工程班 级：_学 号：_姓 名：指导教师：张妮实习题目： 摇摇棒的制作及调试实习地点： 北信学院电子实验室教务处印制2013 年 7 月 14 H指导教师评语:实习报告成绩:指导教师签名:指导教师填阅时间:摇摇棒的设计制作及调试1. 前言人眼在观察景物时，光信号传入大脑神经，需经过一段短暂的时间，光的作用结束后，视觉形象并不立即消失，这种残留的视觉称后像”视觉的这一现象则被称为视觉暂留”摇摇棒就是基于人的视觉暂留原理的，通过分时刷新16个发光二极管来显示输出文字或图案等信息的显示装置。本次设计要求制作完成一个LED灯显示的摇摇棒，16

2、个LED灯一字纵向 排列，通过摇动时形成的亮灯扇形区域来显示预先设定的汉字或图案，且可以 用按键对所显示内容进行切换。本次摇摇棒的设计作为生产实习的一部分，综合了模拟电子技术基础和数 字电子技术等学科的知识，温固并进一步学习了protel软件的用法，初步了解以单片机为核心的电子系统体系，对将要学习的单片机技术有了初步的认识。2. 实习目的1 .非常重要的实践教学环节2 培养理论知识与生产实际相结合的能力3 了解单片技术4 锻炼实际动手能力，掌握电子线路焊接、装配的基本技能5 了解并掌握本专业软硬件设计的一些基本问题3. 实习时间，及进程安排7月1日7月2日：理论学习及讲座阶段上午讲座下午及课外

3、时间进行资料收集、查找及学习7月6日：发放元器件，进行焊接准备7月7日7月9日：硬件焊接及组装，及硬件调试7月9日7月10日：参考硬件电路绘制原理图及 PCB绘制，参照例程学习软 件程序设计7月10日7月14日：总结报告及验收、答辩4. 实验地点北信学院电子实验室5. 实习单位、部门、地点实习单位 西安工业大学北方信息工程学院实习部门电子信息系实习地点电子实验室6. 实习内容6.1关键技术介绍本次所设计系统主要由中央控制部分、驱动部分、显示部分、电源部分以及按键和开关等组成，原理框图如下图所示中央、显控/制示器器A电源视觉暂留原理人眼在观察景物时，光信号传入大脑神经，需经过一段短暂的时间, 光

4、的作用结束后，视觉形象并不立即消失，这种残留的视觉称“后像”， 视觉的这一现象则被称为“视觉暂留”。是光对视网膜所产生的视觉在光停止作用后，仍保留一段时间的现象，其具体应用是电影的拍摄和放映。原因是由视神经的反应速度造成的其时值是二十四分之一秒。是动画、电影等视觉媒体形成和传播的根据。视觉 实际上是靠眼睛的晶状体成像，感光细胞感光，并且将光信号转换为神经 电流，传回大脑引起人体视觉。感光细胞的感光是靠一些感光色素，感光 色素的形成是需要一定时间的，这就形成了视觉暂停的机理。单片机介绍89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。单片机的可

5、擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的89C51是一种高效微控制器，89C2051是它的一种 精简版本。89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方 案。89C51主要特性：与MCS-51兼容4K 字节可编程闪烁存储器寿命：1000写/擦循环数据保留时间：10年全静态工作：0HZ-24MHZ三级程序存储器锁定128*8 位内部RAM32 可编程I/O线两个16位定时器/计数器5 个中断源可编程串行通道低功耗的闲置和掉电

6、模式片内振荡器和时钟电路点阵字体介绍点阵字体也叫位图字体，其中每个字形都以一组二维像素信息表示。 这种文字显示方式于较早前的电脑系统被普遍采用。一般我们使用点阵显 示汉字是用16*16的点阵宋体字库，所谓16*16就是每一个汉字在纵、横各16点的区域显示，然后用每个点的虚实来表示字符的轮廓。6.1.4 LED发光二极管发光二极管简称为LED。由镓（Ga）与砷（AS）、磷（P）的化合物制成的 二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管。 在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。它是半导体二极管的 一种，可以把电能转化成光能；常简写为LED。发光二极管与普通二极

7、管一样是由一个 PN结组成，也具有单向导电性。 当给发光二极管加上正向电 压后，从P区注入到N区的空穴和由 N区注入到P区的电子，在 PN结附 近数微米内分别与 N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。 发光二极管的特点是：工作电压很低；工作电流很小；抗冲击和抗震性能 好，发光均匀稳定、响应速度快，可靠性高，寿命长。发光二极管的反向 击穿电压约5伏。它的正向伏安特性曲线很陡，使用时必须串联限流电阻 以控制通过管子的电流。6.1.5 PCB 板印制电路板，又称印刷电路板、印刷线路板，简称印制板，英文简 称PCB或PWB，以绝缘板为基材，切成一定尺寸，其上至少附有一个导 电图形，并布有孔（

8、如元件孔、紧固孔、金属化孔等），用来代替以往装置电子元器件的底盘，并实现电子元器件之间的相互连接。由于这种板是采 用电子印刷术制作的，故被称为印刷”电路板。习惯称 印制线路板”为 印制电路”是不确切的，因为在印制板上并没有印制元件”而仅有布线。采用印制板的德可以减少了布线和装配的差错，节省了设备的维修、调试和检 查时间有利于设计上的标准化，利于互换，并且布线密度高、体积小、重 量轻，利于电子设备的小型化，此外也有利于机械化、自动化生产，提高 了劳动生产率并降低了电子设备的造价。6.2电路原理6.3功能原理显示部分每个汉字的显示需要 16*16点阵，所以本次所设计系统显示部分由16个灯组成，由于

9、人的视觉暂留，16个灯在摇动下形成一个类似于扇形的点阵，通过中央控制器的控制，16个灯分时亮灭，可以在此扇形点阵上显示设定的内容。16个灯分时亮灭闪动频率较高，而发光二极管具有体积小、 工作电压低、工作电流小、发光均匀稳定、响应速度快、寿命长等优点， 可用各种直流、交流、脉冲等电源驱动点亮等优点，所以可选用发光二极 管作为显示灯。发光二极管的反向击穿电压约5伏。它的正向伏安特性曲线很陡，使用时串联了 1K的贴片电阻以控制通过管子的电流。其中 LED1-LED16 为组成点阵的灯，LED17为背景灯。中央控制器本系统使用89C51作为控制器。89C51具有三级程序存储器锁定功能，拥有128*8位

10、内部RAM 32可编程I/O线、两个16位定时器/计数器、5 个中断源以及可编程串行通道，完全可以满足本次设计的需要。在本设计 中89C51采用外部驱动；使用INT1作为复位中断控制端；使用中断INTO和水银开关控制程序开始运行时棒的摇动方向，以防止重影；以P0、P2和P1.2等17个I/O接口作为输出端口分别连接一个LED灯，再结合软件的运L, 行就可以通过控制 LED灯的亮灭来显示文字和图案。633驱动部分单片机的时钟由一个12MHz的晶振和两个30pF的电容组成。单片机内各 部件之间有条不紊协调工作，其控制信号是在基本节拍的指挥下按一定时间顺 序发出的，这些控制信号在时间上的相互关系就是

11、CPU时序，而产生这种基本节拍的电路就是振荡器和时钟电路。此振荡器由XTAL1端向内部时钟电路提供 12MHz的时钟源信号。电源部分电路原理图如下图所示，系统电源D5V为5-6V，由两节CR2032的纽 扣电池串联组成。此外在电路输入输出端并联了一个10uF的电容，可改善系统瞬态响应和稳定性。 K4为系统的总电源开关。复位按键电路中的开关 K2为复位按键开关，控制处理器89C51的RST端的高低电平，从而实现系统的复位。当按下该键后，系统将强行从初始状态开 始运行切换按键电路中的开关 K1为显示内容切换按键，此按键控制89C51的INT1端的高低电平，从而实现系统可以不同的显示内容检切换。水银

12、开关棒在摇动时，只能朝某一个方向摇动时显示，否则会出现重影，所以 通过接一个水银开关来控制。水银开关一端连接89C51的INT0中断和电源，一端接地，通过摇晃使得水银开关两引脚短接或断开，当水银使两脚 连接时，INT0端输入底电平，反之INT0端输入高电平。以此控制使摇摇 棒从左向右摇动时将内容显示出来。638扩展接口系统的扩展接口有三个：J1用于和显示及水银开关扩展板进行连接；J6用于串口的扩展， 同时可以利用该串口进行ISP程序下载，该接口为5V的电平，如需和计算机连接需要外接电平转换模块；J7为扩展接口，本次设计中有很多89C51的端口端口没有使用，通过J7接口扩展了出来。 这三个扩展接

13、口将单片机的资源全部引出，因此摇摇棒的核心板可以单独作为 一个单片机的开发板使用。6.4 PCB板的安装和调试1 检查元器件数量与质量，并将元器件归类2对元器件的引脚进行整形以方便焊接时使用。3 对烙铁镀锡，并清洁焊接部位。4 焊接。焊接的顺序是先低后高、先笑后大、先轻后重、先易后难、先一般元件后特殊元件，且上道工序安装后不影响下道工序。5.检查焊接质量，对不符合要求的进行修整。6 剪去多余的引脚。7.下载程序进行调试。6.5安装和调试过程中出现的问题1. 下载程序后 LED14灯不亮，经检查是因为与其连接的贴片电阻R24不 导电，更换电阻 R24后正常。2. 双排针J1引脚密集，引脚间距离较

14、小不方便焊接，致使焊接时部分引 脚虚焊，为防止摇动时引脚松动，对其进行了加锡。7、实验步骤1、焊接最小电路部分。先焊接40p的IC插座（注意：芯片的缺口是朝下的！设计PCB时，为了便于布线），再将12M晶振、30pF瓷片电容、10uF电解电容、10K电阻、插针焊上去。现在芯片就可以烧写程序。若程序无法烧写,请检查电路中是否有虚焊等，再进行下一步2、焊接LED部分。先将16个LED插入PCB板中指位置，注意不要放反了， LED的引脚是“长正短负”，PCB板上的焊盘是“方正圆负”。先不要急着焊接,因为16个LED需整齐的摆放才能达到好的显示效果。 匆忙动手可能会使LED在PCB板上高低不齐，东倒西

15、歪。我建议先将每只LED的长引脚点上锡，轻焊在电路板上以作固定，因为焊上一个引脚，便于调整LED在 PCE板上的姿势。方法是：右手持热的烙铁点在已焊上的引脚上，同时左手从下面顶住LE 调整，此时锡已被融化，LED松动了，左手向上顶住，使 LED贴住PCB板, 此时LED也就正立在PCB板上了。最后将限流电阻焊上去。此时 LED应该是 可以亮的。烧写一个P0 口 P2 口的走马灯将LED点亮瞧瞧。USB下载器可以 供电。点亮走马灯是没问题的。检查看是否有不亮的。3、将其余元器件焊上。其中水银开关里的水银珠很活跃，导致在接通时容易产 生抖动，所以将水银开关斜向上放置（尖尖朝斜上方 45角），靠水银

16、珠自 身重力的作用减少抖动。（特别注意：水银是有毒的。水银开关破了，水银 泄露，为害很大，请小心使用妥善保管）。另外再在水银开关上糊上一层较 厚的热熔胶加以保护。现在可以开始调试了。&源程序#in clude un sig ned int n=0;un sig ned char m=0;un sig ned char d=0;void delayms() int i;for(i=0;i160;i+); / 晶振 22.1184Mfor(i=0;i100;i+); / 晶振 14.7456M void delay(char x) int i,j;for(i=0;ix;i+)for(j=0;j12

17、00;j+);void in it()EA=1;打开中断总开关EX0=1;打开中断0的允许开关EX仁1;打开中断1的允许开关IT0=0;设置中断0的中断方式为低电平触发IT1=1;设置中断1的中断方式为脉冲出发void ins_0() in terrupt 0delay(4);for(n=0; n 128; n=n+2)/*/P2=ha nzim n;PO=ha nzim n+1; delayms();/*/*d=0;if(ha nzim n&0x01)=0) d|=0x80;if(ha nzim n&0x02)=0) d|=0x40;if(ha nzim n&0x04)=0) d|=0x20

18、;if(ha nzim n&0x08)=0) d|=0x10;if(ha nzim n&0x10)=0) d|=0x08;if(ha nzim n&0x20)=0) d|=0x04;if(ha nzim n&0 x40)=0) d|=0x02;if(ha nzim n&0x80)=0) d|=0x01;P0=d;d=0;if(ha nzim n+1&0x01)=0) d|=0x80;if(ha nzim n+1&0 x02)=0) d|=0x40;if(ha nzim n+1&0 x04)=0) d|=0x20;if(ha nzim n+1&O x08) = 0) d|=0x10;if(ha

19、nzim n+1&0 x10) = 0) d|=0x08;if(ha nzim n+1&0 x20) = 0) d|=0x04;if(ha nzim n+1&0 x40) = 0) d|=0x02;if(ha nzim n+1&0 x80) = 0) d|=0x01;P2=d;delayms();*/void ins_2() in terrupt 2m+;delayms();if(m=2)m=0;void mai n() ini t();while(1)P0=0xff;P1=0xff;ziku.h:第二维度控制每个屏幕char code hanzi128= /第一维控制显示屏幕的屏幕:显示的文

20、字个数/新0x08,0x02,0x08,0x44,0x0F,0xA8,0xF8,0x10,0x08,0x28,0x0F,0xC6,0x40,0x10,0x5F,0x90,0x40,0x90,0x40,0x90,0x40,0xB2,0xFF,0x91,0x40,0x82,0x01,0xFC,0x00,0x80,0x00,0x00,/年0x04,0x00,0x24,0x10,0x24,0x12,0x24,0x21,0x7F,0xFE,0xC4,0x40,0x44,0x84,0x04,0x08,0xFF,0x90,0x04,0x60,0x44,0x58,0x35,0x86,0x04,0x01,0x0

21、C,0x07,0x04,0x00,0x00,0x00,/快0x02,0x00,0x0D,0x00,0x49,0x02,0x69,0x0C,0x59,0x31,0x49,0xC1,0x4F,0x62,0x79,0x54,0x49,0x48,0x89,0x54,0x99,0x64,0xA9,0x42,0x89,0x03,0x0A,0x02,0x0C,0x00,0x00,0x00,乐0x02,0x00,0x04,0x00,0x1F,0xFF,0xE0,0x00, 0x02,0x00,0x04,0x10,0x18,0x20,0xF0,0xC2,0x10,0x01,0x13,0xFE,0x10,0x00,0x10,0x80, 0x14,0x60,0x18,0x30,0x00,0x00,0x00,0x00,；9.实习总结这次的生产实习让我对学习和生产有了更深刻的认识，虽然没有和去富士 康的同学一样进入工厂实习，但是在学校实验室的设计和实践依然让我受益匪 浅，收获颇丰。在这次生产实习中，我们进行了摇摇棒的设计和制作。摇摇棒是一种显示 图像的