济南大学通信工程大四生产实习综合实训报告2015.9.10

生产实习综合实训

学院信息科学与工程学院

专业通信工程

班级

学生

指导老师赵国毅、李念强、崔世耀、温宇

二〇一五年九月十日

一、实习目的

1.通过课程设计的教学实践，将课本所学应用于实际中，缩小理论与实际的差距，进一

步学习掌握单片机应用系统的有关知识，加深了解单片机的工作原理。

2.初步掌握简单单片机应用系统的设计，制作，调试的方法。使自己的设计水平和对所

学的知识的应用能力以及分析问题解决问题的能力得到全面提高。

二、内容要求

1、实习要求

①认识Altium_Designer软件并且熟练使用。

②根据实验原理画出最小系统和电源控制板模型。

③使用相关工具对电路板进行焊接。

④对焊接完成的电路板进行调试。

⑤根据实验原理画出万年历的电路板模型。

2、实习内容

Ⅰ最小系统

①实验原理图

②重点元器件介绍：

1．单片机：选取AT89S51/52兼容单片机。

2．晶振电路：晶振选取11.0592MHz，用于有串口通讯的场合。

3．复位电路：由电容串联电阻构成，结合电容电压不能突变的性质，当系统一上电RST 脚将会出现高电平，该最小系统的51单片机当RST脚的高电平持续2个周期以上，就将复位。

③用 Altium_Designer软件仿真并封装：

⑴打开Altium Designer软件，首先建立一个工程，然后在建立一个Schematic，在建立的页面中花电路图。

⑵打开Libraries，导入存储元器件的“库”，根据电路图，通过Search工具，寻找需要的元器件，

⑶把元器件拖入窗口，根据原理图将其连线并修改其参数。

⑷连好电路图之后，运行Project检查电路图的连线以及元器件属性的正确性，保存在桌面位置。

⑸运行PCB Board Wizard,进行封装，并保存在与电路图相同的位置。

⑹将封装后的元器件拖入电路板内，并进行布线，然后自动走线，设计图完成。

④最小系统仿真图：

⑤焊接电路板实物图：

Ⅱ电源控制板

①实验原理图

②用Altium_Designer软件仿真并封装：

③使用原件：

④焊接：根据仿真原理图做好的板子进行焊接，焊接图片如下：

III万年历

本设计是基于51系列的单片机进行的电子万年历设计，采用八位数码管显示年月日时分秒及温度信息，具有可调整日期和时间功能。时间、日期调整由三个按键来实现，并可对闹铃开关进行设置。日历能显示阳历和阴历年、月、日以及星期、时、分、秒。设计以AT89S52单片机为核心，构成单片机控制电路；以DS1302时钟芯片作为万年历信号发生器；以DS18B20作为检测温度的传感器。

（原理图如下；）

①单片机芯片

采用AT89S52,片内ROM全都采用Flash ROM；能以3V的超低压工作；同时也与MCS-51系列单片机完全相同，该芯片内部存储器为8KB ROM 存储空间，同样具有89C51的功能，且具有在线编程可擦除技术，当在对电路进行调试时，由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时，不需要对芯片多次拔插，不会对芯片造成损坏。所以选择采用AT89S52作为主控制系统.

（单片机芯片图如下）

②时钟芯片

采用DS1302时钟芯片实现时钟，DS1302芯片是一种高性能的时钟芯片，可自动对秒、分、时、日、周、月计数，而且精度高,8位的RAM做为数据暂存区，工作电压2.5V～5.5V 范围内，2.5V时耗电小于300nA。

DS1302在每次进行读、写程序前都必须初始化，先把SCLK端置“0”，接着把RST端置“1”，最后才给予SCLK脉冲。DS1302的控制字，此控制字的位7必须置1，若为0则不能把对DS1302进行读写数据。对于位6，若对程序进行读/写时RAM=1，对时间进行读/写时，CK=0。位1至位5指操作单元的地址。位0是读/写操作位，进行读操作时，该位为1；该位为0则表示进行的是写操作。控制字节总是从最低位开始输入/输出的。DS1302的日历、时间寄存器内容：“CH”是时钟暂停标志位，当该位为1时，时钟振荡器停止，DS1302处于低功耗状态；当该位为0时，时钟开始运行。“WP”是写保护位，在任何的对时钟和RAM的写操作之前，WP必须为0。当“WP”为1时，写保护位防止对任一寄存器的写操作。

(时钟芯片图如下)

③测温传感器

测温可以采用热敏电阻加上模数转换得到电压，然后将测到的电压送到单片机，由单片机处理得到温度值。但是这种方法实现起来复杂，且精度难以达到很高，所以本设计没有采用这种方式。DHT11是一种数字温度传感器，一根线就可以与单片机IO联接，将测到的温度以数字形式传送到单片机，所以使用简单；它的测温误差为+-0.5度，可以达到较好的精度，在日常的应用中足够。这种芯片应用广泛，所以本设计也采用了这种测温方式。

(测温传感器图如下；)

④蜂鸣器

我们采用的有源蜂鸣器，由于单片机的输出电流较小所以我们采用PNP形的三极管作为驱动电路，来驱动蜂鸣器发声，当单片机给低电平时蜂鸣器响。

（蜂鸣器图如下；）

⑤键盘控制电路

该设计采用的是独立按键，S1为时间设置，S2为时间或者日期调整，S3为确定键，S4为闹钟设置。

（键盘控制电路图如下；）

⑥74HC595芯片介绍

74HC164、74HCT164 是高速硅门CMOS 器件，与低功耗肖特基型TTL (LSTTL) 器件的引脚兼容。74HC164、74HCT164 是8 位边沿触发式移位寄存器，串行输入数据，然后并行输出。数据通过两个输入端（DSA 或DSB）之一串行输入；任一输入端可以用作高电平使能端，控制另一输入端的数据输入。两个输入端或者连接在一起，或者把不用的输入端接高电平，一定不要悬空。

时钟(CP) 每次由低变高时，数据右移一位，输入到Q0，Q0 是两个数据输入端（DSA 和DSB）的逻辑与，它将上升时钟沿之前保持一个建立时间的长度。

主复位(MR) 输入端上的一个低电平将使其它所有输入端都无效，同时非同步地清除寄存器，强制所有的输出为低电平。

8位串行输入/输出或者并行输出移位寄存器，具有高阻关断状态。将串行输入的8位数字，转变为并行输出的8位数字，例如控制一个8位数码管，将不会有闪烁。