实习报告_实习总结13

信息与电气工程学院实习报告
二○一五年五月十四日
1实习目的
这次实习主要任务是通过学习单片机的开发和一些硬件实物的性能，来设计和实现电路的搭建，从而为LED广告灯箱照明系统的设计与实现奠定基础。

2 实习内容
本次实习的主要任务是关键技术学习、理论设计及技术实现，主要是以下内容。

2.1 关键器件介绍
2.1.1 时钟芯片ds1302
DS1302是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.5V～5.5V。

采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。

DS1302内部有一个31×8的用于临时性存放数据的RAM寄存器。

DS1302是DS1202的升级产品，与DS1202兼容，但增加了主电源/后备电源双电源引脚，同时提供了对后备电源进行涓细电流充电的能力。

DS1302的引脚排列,其中Vcc2为主电源，VCC1为后备电源。

在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。

DS1302由Vcc1或Vcc2两者中的较大者供电。

当Vcc2大于Vcc1+0.2V时，Vcc2给DS1302供电。

当Vcc2小于Vcc1时，DS1302由Vcc1供电。

X1和X2是振荡源，外接32.768kHz晶振。

RST是复位/片选线，通过把RST输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。

RST输入有两种功能：首先，RST接通控制逻辑，允许地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供终止单字节或多字节数据传送的方法。

当RST为高电平时，所有的数据传送被初始化，允许对DS1302进行操作。

如果在传送过程中RST置为低电平，则会终止此次数据传送，I/O引脚变为高阻态。

上电运行时，在Vcc>2.0V之前，
RST必须保持低电平。

只有在SCLK为低电平时，才能将RST置为高电平。

I/O为串行数据输入输出端(双向)，后面有详细说明。

SCLK为时钟输入端。

下图为DS1302的引脚功能图：
图2.1 DS1302的引脚功能图
DS1302 与微处理器进行数据交换时，首先由微处理器向电路发送命令字节，命令字节最高位Write Protect(D7)必须为逻辑0，如果D7=1，则禁止写DS1302，即写保护；D6=0，指定时钟数据，D6=1，指定RAM
数据；D5～D1指定输入或输出的特定寄存器；最低位LSB(D0)为逻辑0，指定写操作(输入)，D0=1，指定读操作(输出)。

在DS1302的时钟日历或RAM进行数据传送时，DS1302必须首先发送命令字节。

若进行单字节传送，8位命令字节传送结束之后，在下2个SCLK周期的上升沿输入数据字节，或在下8个SCLK周期的下降沿输出数据字节。

DS1302与RAM相关的寄存器分为两类:一类是单个RAM单元，共31个，每个单元组态为一个8位的字节，其命令控制字为C0H～FDH，其中奇数为读操作，偶数为写操作；再一类为突发方式下的RAM寄存器，在此方式下可一次性读、写所有的RAM的31个字节。

要特别说明的是备用电源B1，可以用电池或者超级电容器(0.1F以上)。

虽然DS1302在主电源掉电后的耗电很小，但是，如果要长时间保证时钟正常，最好选用小型充电电池。

可以用老式电脑主板上的3.6V 充电电池。

如果断电时间较短(几小时或几天)时，就可以用漏电较小的普通电解电容器代替。

100 μF就可以保证1小时的正常走时。

DS1302在第一次加电后，必须进行初始化操作。

初始化后就可以按正常方法调整时间。

2.1.2 L7805CV
L7805CV是正电压稳压器，可以将直流电调节成5V的直流电，提供给单片机本身的驱动电压和传感器的电压。

可在TO- 220调节器，TO- 220FP，的TO- 3，D2PAK和DPAK封装和几个固定输出电压，使得它可用于宽的应用范围。

这些稳压器可以提供本地卡上调节，消除了与单点相关分配问题调节。

每种类型采用内部电流限流，热停机和安全区保护，使得它本质上坚不可摧。

如果提供足够的散热，他们可以提供超过1 A的输出电流。

虽然设计主要作为固定电压稳压器，这些设备可以与外部元件中使用获得可调节的电压和电流产品种类线性稳压器- 标准RoHS是
极性Positive
输出端数量1
输出类型Fixed
输出电压5 V
输出电流1.5 A
线路调整率100 mV
负载调节100 mV
回动电压（最大值）2 V
最大输入电压35 V
最大工作温度+ 125 C
最小工作温度0 C
封装 / 箱体TO-220
封装Tube
安装风格Through Hole Standard Pack Qty1000
2.1.3 光敏传感器
光敏传感器是最常见的传感器之一，它的种类繁多，主要有：光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏三极管、太阳能电池、红外线传感器、紫外线传感器、光纤式光电传感器、色彩传感器、CCD和CMOS图像传感器等。

国内主要厂商有OTRON品牌等。

光传感器是目前产量最多、应用最广的传感器之一，它在自动控制和非电量电测技术中占有非常重要的地位。

最简单的光敏传感器是光敏电阻，当光子冲击接合处就会产生电流。

现在主要学习了光敏电阻（原因：成本低，电路简单，有不错的耐用性）的性能：光敏电阻的工作原理是基于内光电效应。

在半导体光敏材料两端装上电极引线，将其封装在带有透明窗的管壳里就构成光敏电阻，为了增加灵敏度，两电极常做成梳状。

用于制造光敏电阻的材料主要是金属的硫化物、硒化物和碲化物等半导体。

通常采用涂敷、喷涂、烧结等方法在绝缘衬底上制作很薄的光敏电阻体及梳状欧姆电极，接出引线，封装在具有透光镜的密封壳体内，以免受潮影响其灵敏度。

入射光消失后，由光子激发产生的电子—空穴对将复合，光敏电阻的阻值也就恢复原值。

在光敏电阻两端的金属电极加上电压，其中便有电流通过，受到一定波长的光线照射时，电流就会随光强的增大而变大，从而实现光电转换。

光敏电阻没有极性，纯粹是一个电阻器件，使用时既可加直流电压，也加交流电压。

半导体的导电能力取决于半导体导带内载流子数目的多少。

图2.3 光敏电阻，ADC0809 光强采集电路
2.1.4 热释红外人体传感器
主动红外入侵探测器是由发射机和接收机组成，发射机是由电源、发光源和光学系统组成，接收机是由光学系统、光电传感器、放大器、信号处理器等部分组成。

主动红外探测器是一种红外线光束遮挡型报警器，发射机中的红外发光二极管在电源的激发下，发出一束经过调制的红外光束（此光束的波长约在0.8～0.95微米之间），经过光学系统的作用变成平行光发射出去。

此光束被接收机接收，由接收机中的红外光电传感器把光信号转换成信号，经过电路处理后传给报警控制器。

由发射机发射出的红外线经过防范区到达接收机，构成了一条警戒线。

正常情况下，接收机收到的是一个稳定的光信号，当有人入侵该警戒线时，红外光束被遮挡，接收机收到的红外信号发生变化，提取这一变化，经放大和适当处理，控制器发出的报警信号。

目前此类探测器有二光束、三光束还有多光束的红外栅栏等。

一般应用在周界防范居多，最大的优点就是防范距离远，能达到被动红外的十倍以上探测距离。

被动红外探测器主要是根据外界红外能量的变化来判断是否有人
在移动。

人体的红外能量与环境有差别，当人通过探测区域时，探测器收集到的这个不同的红外能量的位置变化。

本次设计中应用的红外传感器是靠探测人体发射的红外线即被动
红外探测器而工作的。

主要原理是：人体发射的10μm左右的红外线通过菲涅尔滤光透镜增强后聚集到热释电元件PIR(被动式红外)探测器上，当人活动时，红外辐射的发射位置就会发生变化，该元件就会失去电荷
平衡，发生热释电效应向外释放电荷，红外传感器将透过菲涅尔滤光透
镜的红外辐射能量的变化转换成电信号，即热电转换。

在被动红外探测
器的探测区内无人体移动时，红外感应器感应到的只是背景温度，当人
体进人探测区，通过菲涅尔透镜，热释电红外感应器感应到的是人体温
度与背景温度的差异，信号被采集后与系统中已存在的探测数据进行比
较以判断是否真的有人等红外线源进入探测区域。

被动式红外传感器有
三个关键性的元件：菲涅尔滤光透镜，热释电红外传感器和匹配低噪放
大器。

菲涅尔透镜有两个作用：一是聚焦作用，即将热释红外信号折射
在PIR上：二是将探测区内分为若干个明区和暗区，使进入探测区的移
动物体/人能以温度变化的形式在PIR上产生变化的热释红外信号。

一
般还会匹配低噪放大器，当探测器上的环境温度上升，尤其是接近人体
正常体温(37℃)时，传感器的灵敏度下降，经由它对增益进行补偿，增
加其灵敏度。

输出信号可用来驱动电子开关，实现在夜晚12点后，有
巡楼人员经过时短暂时间亮起，在人员离开一分钟后自动熄灭。

图2.4 热传感器内部电路
2.2 系统流程图
此次的软件设计是基于C语言的开发，如图2.5
图2.5 系统总体流程图2.3 硬件设计原理图
硬件设计原理图，如图2.6
图2.6硬件设计原理图
3 参考资料
[1] 王东峰等.单片机C语言应用100例[M].电子工业出版社，2009.
[2] 陈海宴.51单片机原理及应用[M].北京航空航天大学出版社，2010.
[3] 刘守义等.单片机技术基础[M].西安电子科技大学出版社，2007.
[4] 钟富昭等.8051单片机典型模块设计与应用[M].人民邮电出版社，2007.
[5] 李平等.单片机入门与开发[M].机械工业出版社，2008.
[6] 丁镇生，电子电路设计与应用手册，电子工业出版社，2013
4 实习总结
一个礼拜的时间并不算很长，但是在这快学期结束的这个礼拜里面，我学到了很多。

电子实习完全是贴切生活实际的。

在对以后的生活中所
遇到的困难会有帮助。

可以通过自己的想法来解决。

在进入大学以来，我们学习的大部分内容都是以理论知识为主的，以前的理论知识都难以运用到实际中去，甚至可以说是只要你认识字就可以完成了。

但这次的任务却不是那么容易的，它需要一定的理论知识，这次实习可以说是理论与实践的完美结合，相信只要认真就可以有很大的收获。

这次的实习，你需要了解个配件的用途，以及各个配件之间的区别，按照何种关系才能把它们都联系起来。

首先我们需要电烙铁，还有焊锡。

它们是结合所有配件的关键。

还有电路板，通过焊锡把它们粘劳在电路板上面。

然后对照书上面的图把电路图填满，再在焊接的过程
中注意电路的排线就可以了。

当然，对于电器原件还是要有一定的了解，要知道有些电器原件是
有正负极的。

绝对不能安装错误，类似于电容一样的原件，按装的正反会导致电容的爆炸。

要注意安全。

三级管喝二级管也要注意它的正反，以及如何让它接入电路表中。

在电烙铁通电之前，应检查电烙铁的引线
是否完好，如有不好的要及时去处理，如完好要用万能表去测量，插头是否有短路的。

检查完之后才能通电。

以前看别人修东西的时候对着电
路板，焊焊蛮简单的，不过实际操作起来却不是这样的。

一开始没掌握到焊接的技巧，只是盲目的把焊锡往电烙铁上放，等着融化的锡流下来，把脚住固定住。

然后焊锡在电烙铁的焊锡处，焊锡越来越多，就是不往下流。

开始有点急躁了。

不过再后来慢慢地练习中发现，其实只要你先
把电烙铁放在脚住的位置预热一下，再把焊锡放在预热的部位，往下按一下就行了。

感触有很多，体会也有很多，收获更是不少，对于陌生的电烙铁之类的东西，不再陌生了，下次要是有什么东西坏了，完全可以靠自己的去发现问题，去修理它。

做人做事也有了一定的认识。

要胆大心细。

敢于去实践，有困难的时候选也要向别人取取经验。

毕竟团队的力量是很大的。

是可以去依靠的。

5 指导教师评语及签字。