电工实训指导书

1、电工实训指导书目录预备知识1 Keil uVision软件快速入门1预备知识2 Proteus软件快速入门8项目一 常用电子元器件的识别. 19项目二 元器件的安装焊接知识.22项目三 模拟开关灯241预备知识1 Keil uVision软件快速入门一、实训目的与要求：1、认识Keil uVision软件；2、掌握用Keil uVision软件建立工程；3、掌握用Keil uVision软件进行仿真调试；二、实训场地、设备、仪器、工具：安装有proteus和keil软件的微机。三、实训步骤：1、在proteus软件中画原理图；2、keil软件下编写源程序并编译形成可执行文件.hex；3、载源程

2、序；4、仿真。四、实训内容:本实训主要介绍用于单片机开发的常见编程语言和开发环境，重点介绍Keil uVision集成开发环境的使用。1、51语言编译器介绍常见的MCS-51系列单片机编程语言有4种，汇编语言、C语言、BASIC语言和PL/M语言。目前最为常用的是汇编语言、C51语言，他们有良好的编译器支持，使用较为广泛。C51常用于编写较为复杂的大型程序，汇编语言则用于对效率要求较高的场合，尤其是对底层函数的编写，因此，一个好的单片机开发者，不仅要熟悉单片机内部的体系结构，还要理解单片机内部的工作过程，能熟练的使用汇编语言和C51语言进行单独或联合开发。C51语言的编译器很多，各有各的特点，

3、如表1.1所示。表1.1 C51编译器及其比较类别特点American automation编译器通过#asm 和endasm预处理支持汇编语言，编译器速度慢，需通过汇编语言作为中间环节。archimedes兼容标准c，支持分组rank编译，但需要一个比较复杂的link程序才能运行。Bso/tasking兼容x86系列汇编，c编译器支持内置函数并且允许调用MCS-51系列单片机的汇编指令。intermetrics需要大量的宏来支持编译、汇编、链接。Micro computer controls不支持浮点数、长整数、结构和多维数组，生成的源文件必须用intel或mcc的8051汇编其汇编。fra

4、nklin该编译器支持浮点数等类型，但不提供库代码，不能生成相应的汇编代码，只能生成混合代码。keil最常用的编译器，支持浮点数、多维数组，能生成对应的汇编代码，能直接编译汇编代码，内嵌多种工具，可以很方便的链接生成可执行文件。2、Keil uVision4集成开发环境uVision4 IDE是Keil software公司继uVision4后的产品，它集项目管理、编译工具、源代码编写工具、代码调试以及完全仿真于一体，是目前市面上最流行的单片机开发软件平台。该软件具有类似VC风格的界面，提供了丰富的工具、命令和窗口，可以使开发者在程序调试过程中随时掌握代码所实现的功能。本节通过CLR RAM实

5、例，详细叙述uVision4的使用方法。2.1 项目工程的建立(1) 建立工程文件在桌面上双击Keil uVision4图标，启动集成开发环境如图1.1所示，该界面中最上面一行是菜单，菜单下面是各种工具按钮，左边的project workspace窗口为项目管理窗口（Project Window），最下面的为输出窗口（Output Window），中间部分为工作去，通常我们所编的源程序、调试程序代码窗口会出现在这里。图1.1 开发环境界面图点击Project菜单下的New Project命令，在出现的对话框中输入项目名CLR.Uv2，选择合适的文件夹下建立新的工程项目CLR.Uv2，点击确定按

6、钮出现如图1.2所示的Select Device For TargetTarget1对话框，在Date base下选择Atmel，点开“+”号，选择AT89C51器件，点击确定按钮。在project workspace下出现。图1.2 器件选择图(2) 源程序文件的建立使用菜单File->New命令，弹出源程序编辑窗口，输入以下程序：ORG 0030H MOV R0,#30 MOV R1,#40HCLEAR: CLR A MOV R1,A INC R1 DJNZ R0,CLEAR SJMP $ END点击File->Save as命令，保存文件名为CLR.ASM。图1.3 文件添加

7、入项目菜单(3)将文件加入到工程项目中 按图1.3所示点击Add File to Group Source Group1命令，然后选中CLR.ASM文件，点击Add按钮，将刚才编写的源程序CLR.ASM加入项目中。如图1.4所示：图1.4 添加已建文件到项目窗口注意:添加完文件后，该对话框并不消失，等待继续加入其它文件，初学者常误认为添加文件不成功，其实已添加成功，只需点击Close按钮关闭对话框即可。2.2工程的详细设置工程建立好后，要对工程进行进一步的设置，以满足后续工作的要求。首先点击左边的Project窗口的Target1,然后使用菜单的菜单“Project->Option fo

8、r target target1”出现对工程设置的对话框，其中有8个页面，这里绝大部分设置取默认值就可以了。Target页面如图1.5所示：图1.5 工程设置窗口Xtal后面的数值为晶振频率值，默认值为所选CPU的最高工作频率，对AT89C51而言为24MHz，我们常选12MHz值，该值与最后产生的目标代码无关，仅用于软件仿真显示程序执行时间，一般于你的硬件所用频率设为同一值我们将它设为12MHz。Memory Model用于设置RAM的使用情况，设置为small，Code Rom Size用于设置ROM的空间,设置为Large:64k，Operation用于选择操作系统，一般不用操作系统，选

9、择None，Use on-chip ROM用于是否进使用片内的ROM，在此设置如图1.5所示。Off Chip Code memory用以确定系统扩展ROM的地址范围，Off Chip xData memory组用于确定系统扩展RAM的地址范围，这些需根据硬件来决定。设置对话框中的OutPut页面，如图1.6所示，这里也有多个选项，其中Creat Hex file用于声称可执行代码文件（可用编程器械如单片机芯片中执行的HEX格式文件）默认情况下该项未被选中，如果要写片做硬件试验，就必须选中该项，这一点要特别注意。Select Folder for opjects是用于选择最终生成目标文件所在的

10、文件夹，默认是与工程文件在同一个文件夹中，Name of Executable用于指定最终生成的目标文件的名字，默认与工程的名字相同。图1.6工程设置窗口Debug页面的设置，如果要进行仿真的，选中Use Simulator，就可以进行软件仿真。其它所有页面设置为默认选择即可，设置完后，按确认键返回主界面，工程文件建立设置完毕。2.3编译、连接设置好工程后，即可以进行编译、连接。选择菜单Project->Build target，对当前工程进行连接，如果当前文加以修改，会现对该文件按进行编译，然后再连接以产生目标代码，如果选择Rebuild All target files将会对当前工程

11、中的所有文件重新编译后再连接确保最终生成的目标代码是最新的。编译过程中的信息将出现在输出窗口中的Build页中，如果源程序中有语法错误，会报告错误，双击该行，可以自动定位到出错的位置。如果没有出错，最终会得到如图所的结果，提示已生成.hex的文件。图1.7 正确编译、连接后的结果23预备知识2 Proteus软件快速入门一、实训目的与要求：1、认识Proteus软件；2、掌握用Proteus软件建立文件；3、掌握如何使用Proteus软件元件库；二、实训场地、设备、仪器、工具：安装有Proteus和Keil软件的微机。三、实训步骤：1、在Proteus软件中画原理图；2、Keil软件下编写源程

12、序并编译形成可执行文件.hex；3、载源程序；4、仿真。四、实训内容:1、 PROTUES ISIS设计与仿真平台1.1 ISIS窗口介绍在计算机上启动PROTUES ISIS后直接进入ISIS窗口如图2.1所示：如图2.1 ISIS 窗口2.2 PROTUES 文件操作(1)文件的建立和保存如图所示，可以通过点击文件菜单（File）或工具按钮来新建、打开、保存设计文件。图2.2 文件菜单选择“File->New Design”菜单项，弹出如图2.3所示的新建设计（Creat New Design）对话框，对话框中有多种可供选择的模板，选择所需模板，单击“OK”按钮即可建立一个新的空白文

13、件。通常系统默认模板为DEFAULT模板。如要保存设计文件，点击“File->Save Design”命令，输入文件名后点击保存按钮，注意保存的文件类型为Design File。图2.3 新建设计对话框 (2)打开已保存文件选择“File->Load Design”菜单项或单击工具图标，弹出“Load ISIS Design File”对话框如图2.4所示，选择所要打开的文件即可。注意打开的是.DNS设计文件。图2.4 Load ISIS Design File(3) PROTUES文件类型PROTUES中的主要有以下文件类型设计文件（*.DSN），包含了一个电路所有的信息，最为常

14、用。备份文件（*.DBK），保存覆盖现有设计文件时会产生文件备份。局部文件（*.SEC），设计图的一部分，可输出为一个局部文件，以后可以导入到其他的图中。在文件菜单中以导入（Import）导出（Export）命令来操作。模型文件（*.MOD）库文件（*.LIB），元器件和库。网表文件（*.SDF），当输出到PROSPICE and ARES时产生的网表文件，扩展名为.SDF。PROTEUS VSM中还有一些其他文件类型，可参看相关资料。2.3 PROTUES 库PROTUES的库相当丰富，有系统符号库和元件库，系统符号库有124个，其中有终端、模块端口、器件阴交等符号，可直接放置到原理图中，也

15、可用来建立自己的元件模型，元件库大约有30个，每个苦又有许多模型，总共有大约8000多个，元器件库如图2.5所示：未指定模拟集成电路电容CMOS400系列接插件数字转换器调试工具二极管EL C10000系列电动机系列感应器Laplace原型存储器系列微处理器集成电路其他模型原型运放光电器件PLD FPGA电阻仿真原型喇叭音响开关继电器开关热离子真空管。图2.5 元器件库PROTUES后期的版本不断的有元件库和模型库增加，会越来越完善。PRIOTUES部分模型举例：图2.6 部分单片机模型图2.7部分动态开关模型图2.8部分动态显示器模型2.4 单片机系统的PROTUES设计与仿真实例前面已对P

16、ROTUES软件做了简单的介绍，下面通过AT89C51单片机实例手把手的教你如何应用PROTUES软件对单片机系统进行仿真。AT89C51单片机有4个I/O端口，其中P1口为准双向口，其每一位口线都可以独立的作为输入或输出线使用，如图2.9所示：图2.9 开关控制灯电路原理图通过按钮控制实现D1、D2二极管灯的亮和灭，要求按下P1时，接P1.1的灯亮，否则接P1.0的灯亮，应用PROTUES对该电路进行仿真实现，具体实现步骤如下：(1) 打开PROTUES软件的ISIS Professional窗口，单击菜单命令“File->New Design”,新建一个DEFAULT模板，并且保存文

17、件名为“P1口的简单应用.DSN”。(2) 单击器件选择按钮P,添加如下表2-1所列的元件。在ISIS编辑窗口中放置表2-1 P1口的简单应用所需元件单片机AT89C51电容CAP 30pF晶振CRYSTAL 12MHz电阻 RES按钮BUTTON发光二极管LED-BIBY发光二极管LED-BIGY元器件，在单击工具箱中的元件终端图标，在对象选择器中分别点击“POWER”和“GROUND”添加电源和地。(3) 放置好元器件到相应位置，布好线并且对图中的元件参数进行修改设置。(4) 编写源程序在ISIS菜单中单击Source（源程序），弹出下拉菜单，点击“Add/Remove Source Fi

18、le”，弹出如图2.10所示的对话框，选择Code Generation Tool下拉菜单中的代码生成工具ASEM51，然后点击New按钮，在“P1口简单应用文件夹”下新建start.asm文件，单击是按钮，新建的start.asm源程序文件就添加到“Source Code Filename”下方框中。然后重新点击菜单“Source->start.asm”编写如下源程序并保存。P1口简单应用源程序清单： ORG 0030H MOV A,#0FFH MOV P1,A JNB P1.2,LOOP1LOOP: CLR P1.0 LCALL EXITLOOP1: CLR P1.1EXIT: NO

19、P END图2.10 Add/Remove Source File对话框(5) 汇编编译源程序、生成目标代码文件点击“Source-Build All”菜单命令编译源程序生成.HEX文件，如果有错则需根据编译提示来调试源程序，直到无错为止。注意此处要设置好目标代码生成工具，点击“Source-Define Code Generation Tool”设置如图2.11所示，选择好ASEM51的路径。图2.11 Define Code Generation Tool对话框(6) 加载目标代码文件、设置时钟频率在ISIS编辑窗口中双击AT89C51单片机芯片，再弹出的对话框中点击如图2.12所示的按钮

20、，选择前面所生成的start.hex代码文件，再在Clock Frequency:栏中设置时钟为12MHz，点击“ok”即可。图2.12 加载目标代码文件 (7) PROTUES交互仿真代码装载完毕后即可进行仿真，只需点击运行仿真按钮，仿真运行结果如图2.13所示。图2.13 仿真结果图项目一 常用电子元器件的识别及测量1、交直流电流的测量根据测量电流的大小选择适当的电流测量量程和红表笔的插入“A”电流插孔，测量直流时，红表笔（插入电流插孔中）接触电压高一端，黑表笔接触电压低的一端，正向电流从红表笔流入万用表，再从黑表笔流出，当要测量的电流大小不清楚的时候，先用最大的量程来测量，然后再逐渐减小

21、量程来精确测量。图1.1 测量电流时的连接电路图2、交直流电压的测量 红表笔插入“V/”插孔中，根据电压的大小选择适当的电压测量量程，黑表笔接触电路“地”端，红表笔接触电路中待测点。特别要注意，数字万用表测量交流电压的频率很低（45500Hz），中高频率信号的电压幅度应采用交流毫伏表来测量。图1.2 测量电压时的连接电路图（u为电压）3、电阻的测量电阻的测量比较简单红表笔插入“V/”插孔中，黑表笔插入 "com"插孔，根据电阻的大小选择适当的电阻档，红、黑两表笔分别接触电阻两端，观察读数即可。特别是，测量在路电阻时（在电路板上的电阻），应先把电路的电源关断，以免引起读数抖动

22、。禁止用电阻档测量电流或电压（特别是交流220V电压），否则容易损坏万用表。在路检测时注意电阻不能有并联支路。电阻档选的比较大时（比如测量10M的电阻）应先将两支表笔短路，显示的值可能为1M。每次测量完毕需把测量结果减去此值，才是实际电阻值(电阻档高时，误差会比较大)。4、 短开路检测 将功能、量程开关转到蜂鸣档位置，两表笔分别测试点，若有短路，则蜂鸣器会响。用此方法可以检测电路线路的通断情况。 注意：蜂鸣器响并不一定表示两点间线路短路，若两点间电阻比较小（20）也会响。5、数字万用表电容检测方法 检测10pF以下的小电容因10pF以下的固定电容器容量太小，用万用表进行测量，只能定性的检查其是

23、否有漏电，内部短路或击穿现象。测量时，可选用万用表电阻档，用两表笔分别任意接电容的两个引脚，阻值应为无穷大。若测出阻值(指针向右摆动)为零，则说明电容漏电损坏或内部击穿。 2）.检测10PF0.01F固定电容器是否有充电现象，进而判断其好坏。万用表选用电阻挡。 3）.对于0.01F以上的固定电容，可用万用表的R×10k挡直接测试电容器有无充电过程以及有无内部短路或漏电，并可根据指针向右摆动的幅度大小估计出电容器的容量。6、二极管的正反向电阻，压降和好坏的判断 首先要强调的是用数字万用表测量二极管时，实测的是二极管的正向电压值，而指针式万用表则测的是二极管正反向电阻的值。 二极管有锗管

24、和硅管之分。锗管正向压降比硅管小，0.1- 0.3V 为锗二极管，0.5- 0.8V则为硅二极管。1）用指针式万用表欧姆档测量二极管的正、反向电阻。图1.3指针式万用表欧姆档测量二极管的正、反向电阻一般情况正向电阻低的二极管为高频管，正向电阻高的为低频管。2）数字万用表二极管正、反压降的测量a将红表笔插入 “V”插孔，黑表笔插入 "com"插孔 红表笔极性为"+"黑表笔极性为"-"。 b将功能量程开关置于测量档，红表笔接被测二极管正极，黑表笔接被测二极管负极。c从显示屏上读出二极管的近似正向压降值，硅二极管一般为0.5-0.8v。 d

25、红表笔接二极管阴极，黑表笔接二极管阳极，万用表显示的是反向压降，高位应该显示为“1”或很大的数值。3） 二极管好坏的判断 若用指针式万用表测得稳压二极管的正、反向电阻或者用数字式万用表测压降时，若两次的数值均很小，则二极管内部短路；若两次测得的数值均很大或高位为“1”，则二极管内部开路测量注意事项:当测量在线二极管时，测量前必须断开电源，并将相关的电容放电。7、发光二极管正、负极及其性能判断1）发光二极管正、负极判断 发光二极管正、负极的判断通常发光二极管的引脚中，较长的引脚为正极，较短的引脚为负极。另一种判别发光二极管正、负极的方法是，将发光二极管置于灯光照射处，可观察到两引脚在管体内的形状

26、，如图所示，其中较长的一端是负极、较短的一端是正极。 2)普通发光二极管的性能检测 外接电源测量。用3V稳压源或两节串联的干电池及万用表（指针式或数字式皆可）可以较准确测量发光二极管的光、电特性。为此可按下图所示连接电路即可。如果测得VF在1.43V之间，且发光亮度正常，可以说明发光正常。如果测得VF=0或VF3V，且不发光，说明发光管已坏。用如图所示方法检测，可以测出该LED的伏安特性。图1.4 外接电源测量发光二极管的光、电特性项目2 元器件的安装焊接知识1、焊锡丝的选择要求1)直径为1.0mm的焊锡丝，用于铜插孔焊接，焊片和PCB板的注锡，一些较大元器件的焊接。2)直径为0.8mm的焊锡

27、丝，用于普通类电子元器件焊接。3)直径为0.6mm的焊锡丝，用于贴片及较小型电子元器件焊接。2、电烙铁的功率选用要求1) 焊接常规电子元器件及其它受热易损件的元件时，考虑选用35W内热式电烙铁。2)焊接导线、铜插孔、焊片以及给PCB板镀锡时，要选用60W的内热式电烙铁。3)拆卸一些电子元器件及热缩管热缩时，考虑选用热风枪。3、电烙铁使用注意事项：1)新的烙铁在使用之前必须先给它蘸上一层锡（给烙铁通电，然后在烙铁加热到一定的时候就用锡条靠近烙铁头），使用久了的烙铁将烙铁头部锉亮，然后通电加热升温，并将烙铁头蘸上一点松香，待松香冒烟时在上锡，使在烙铁头表面先镀上一层锡。2) 电烙铁通电后，不用时应

28、放在烙铁架上，但较长时间不用时应切断电源，防止高温“烧死”烙铁头（被氧化）。要防止电烙铁烫坏其他元器件，尤其是电源线，若其绝缘层被烙铁烧坏而不注意便容易引发安全事故。 3)不要把电烙铁猛力敲打，以免震断电烙铁内部电热丝或引线而产生故障。4) 电烙铁使用一段时间后，可能在烙铁头部留有锡垢，在烙铁加热的条件下，我们可以用湿布轻檫。如有出现凹坑或氧化块，应用细纹锉刀修复或者直接更换烙铁头3、电子元器件的安装1)、元器件引脚折弯及整形的基本要求 手工弯引脚可以借助镊子或小螺丝刀对引脚整形。所有元器件引脚均不得从根部弯曲，一般应留1.5mm以上；电阻，二极管及其类似元件要将引脚弯成与元件成垂直状再进行装

29、插。2)、元器件插装要求(1)电子元器件插装要求做到整齐、美观、稳固，元器件应插装到位，无明显倾斜、变形现象。同时应方便焊接和有利于元器件焊接时的散热。(2)电阻，二极管及其类似元件与线路板平行，要尽量将有字符的元器件面置于容易观察的位置。(3)电容、三极管、电感、可控硅及类似元件要求引脚垂直安装，元件与线路板垂直。(4)集成电路、集成电路插座装插件时注意引脚顺序不能插反且安装应到位，元件与线路板平行。(5)有极性的元件在装插时要注意极性，不能将极性装反。(6)相同元件安装时要求高度统一，手工插焊遵循先低后高，先小后大的原则。(7)安装过程中，手只能拿电路板边缘无电子元器件处，手不能接触电子元

30、器件引脚，防止静电释放造成元件损坏。4、元器件焊接要求1)、电烙铁通电前先检查是否漏电，确保完好在通电预热。电烙铁达到规定的温度在进行焊接。若焊接对静电释放敏感型器件，电烙铁应良好接地。2)、首先依据设计图纸检验PCB面板是否符合设计要求：要求PCB面板表面光滑，无划伤断裂等现象存在；要求PCB面板平整无变形现象存在。3)、装插件前检查电子元件表面有无氧化，保证装插到线路板上的电子元件无氧化现象存在；严格检验领取的电子元件型号、参数保证符合设计要求。4)、焊接掌握好焊接时间，一般元件在23秒钟的时间焊完，较大的焊点在34秒钟的时间焊完。当一次焊接不完时要等一段时间元件冷却后再进行二次焊接。5)、焊点要求圆滑光亮，大小均匀呈圆锥形。不能出现虚焊、假焊、漏焊、错焊、连焊、包焊、堆焊、拉尖现象。6)、表面氧化的元器件或电路板焊接前要将表面清楚干净，上锡处理后再进行焊接。导线焊接时表面要上锡处理。7)、助焊剂不能使用过多，焊接表面应清洁，不能有残渣存在。8、PCB板焊接不允