單片機(jī)應(yīng)用與開(kāi)發(fā)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書(shū)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上前言MCS-51系列單片機(jī)是目前市面上相當(dāng)流行的單片機(jī)，我校部分專(zhuān)業(yè)（如自動(dòng)化、電氣工程及其自動(dòng)化、機(jī)制等）在大學(xué)三年級(jí)時(shí)候普遍開(kāi)設(shè)單片機(jī)控制技術(shù)課程。學(xué)生在課程學(xué)習(xí)過(guò)程中，通過(guò)單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室接收專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練，但還沒(méi)有接受單片機(jī)產(chǎn)品系統(tǒng)的、完整的工程訓(xùn)練，需通過(guò)后續(xù)的單片機(jī)應(yīng)用實(shí)踐來(lái)強(qiáng)化單片機(jī)開(kāi)發(fā)的工程技術(shù)能力。結(jié)合我校實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室具體情況，特編寫(xiě)本實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書(shū)指導(dǎo)學(xué)生訓(xùn)練單片機(jī)產(chǎn)品的規(guī)劃協(xié)作能力、設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)調(diào)試能力以及必需的工程實(shí)踐能力。編者通過(guò)多年的單片機(jī)教學(xué)和設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為我校學(xué)生在單片機(jī)開(kāi)發(fā)上面應(yīng)該具有以下基本專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)：?jiǎn)纹瑱C(jī)應(yīng)用知識(shí)、產(chǎn)品規(guī)劃設(shè)計(jì)、文獻(xiàn)檢索分析

2、、電器元件（集成芯片）識(shí)別應(yīng)用、電路分析設(shè)計(jì)、EDA軟件應(yīng)用分析、單元電路焊接調(diào)試、Protel軟件繪制電氣原理圖、PCB圖繪制開(kāi)發(fā)、開(kāi)發(fā)所需的硬件工具（諸如電源、示波器、信號(hào)發(fā)生器、面包板、萬(wàn)用板、萬(wàn)用表、邏輯筆等）和軟件（如Uvision、ISP下載軟件等）綜合應(yīng)用調(diào)試、技術(shù)文檔整理等。該指導(dǎo)書(shū)中包含常用元器件的識(shí)別、電子元器件的焊接技術(shù)以及交通燈控制系統(tǒng)、數(shù)顯電壓表、電機(jī)轉(zhuǎn)速表三個(gè)應(yīng)用實(shí)例，在書(shū)中每個(gè)部分都給出了詳細(xì)的介紹，學(xué)生可以根據(jù)該指導(dǎo)書(shū)有目的、有計(jì)劃的進(jìn)行針對(duì)性訓(xùn)練。指導(dǎo)書(shū)中所提供的三個(gè)實(shí)例都是經(jīng)過(guò)指導(dǎo)教師調(diào)試完成的，在所提供的PCB板上能夠?qū)嶋H運(yùn)行，但都是作為在校學(xué)生工程訓(xùn)練使

3、用，存在著很多不足。另外指導(dǎo)書(shū)編寫(xiě)也比較匆忙，歡迎同學(xué)們?cè)谑褂眠^(guò)程中指出。 單片機(jī)應(yīng)用與開(kāi)發(fā)實(shí)訓(xùn)須知為使實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)正確、順利地進(jìn)行，并保證實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備、儀器儀表和人身的安全，在進(jìn)行具體的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目時(shí)，須知以下內(nèi)容。1實(shí)訓(xùn)預(yù)習(xí)每一個(gè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目進(jìn)行前，學(xué)生必須進(jìn)行認(rèn)真的閱讀并解讀實(shí)訓(xùn)任務(wù)書(shū)，掌握該次實(shí)訓(xùn)的目標(biāo)、內(nèi)容、所用到的芯片有哪些、實(shí)訓(xùn)設(shè)備和儀器儀表、工具，測(cè)量和記錄項(xiàng)目等，做到心中有數(shù)，減少實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì)的盲目性，提高實(shí)訓(xùn)效率，盡可能的減少元器件的浪費(fèi)。2電源（1）電子工藝實(shí)訓(xùn)室的工作臺(tái)上設(shè)有單相（或三相）交流電源開(kāi)關(guān)和直流電源開(kāi)關(guān)，由實(shí)訓(xùn)室統(tǒng)一供電，實(shí)訓(xùn)前應(yīng)弄清各輸出端點(diǎn)間的電壓數(shù)值和具體的開(kāi)關(guān)位置。

4、（2）在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中，嚴(yán)禁將超過(guò)規(guī)定電壓數(shù)值的電源接入線路運(yùn)行。（3）在進(jìn)行實(shí)訓(xùn)線路的接線、改線或拆線之前，必須斷開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，嚴(yán)禁帶電操作，避免在接線或拆線過(guò)程中，造成電源設(shè)備或部分實(shí)訓(xùn)線路短路而損壞設(shè)備或?qū)嶒?yàn)實(shí)訓(xùn)線路元器件。3儀表與工具（1）認(rèn)真掌握每次實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)所用儀表與工具的使用方法、放置方式（水平或垂直），并要清楚儀表的型號(hào)規(guī)格和精度等級(jí)等。（2）儀表與工具與實(shí)訓(xùn)中用到的電路板、元器件的位置應(yīng)合理布置，以方便實(shí)訓(xùn)操作和測(cè)量。（3）儀表上的旋鈕有起止位置的，旋轉(zhuǎn)時(shí)用力要適度，到頭時(shí)嚴(yán)禁強(qiáng)制用力旋轉(zhuǎn)，以免損壞旋鈕內(nèi)部的軸及其連接部分；要注意儀表接線端子的極性，防止接反損壞儀表，影響實(shí)訓(xùn)進(jìn)行。（

5、4）測(cè)試前應(yīng)根據(jù)估算的物理量數(shù)值先選擇好儀表的量限，然后將儀表接入線路測(cè)試點(diǎn)。（5）實(shí)訓(xùn)用到的工具要合理擺放，使用時(shí)不要用力過(guò)度，以免損壞工具，使用的電烙鐵嚴(yán)禁放置在工作臺(tái)上！4對(duì)實(shí)訓(xùn)中異?，F(xiàn)象的處理在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)異?；鸹?、異聲、異味、冒煙、過(guò)熱等現(xiàn)象，應(yīng)立刻斷開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，保持現(xiàn)場(chǎng)，并請(qǐng)指導(dǎo)教師一起檢查原因。5實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)結(jié)束整理（1）實(shí)訓(xùn)結(jié)束后，應(yīng)先斷開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，然后才能拆線。（2）將實(shí)訓(xùn)工作臺(tái)上的儀表與工具和焊接好的實(shí)訓(xùn)線路板擺放整齊，將連接導(dǎo)線歸攏整齊并放入實(shí)訓(xùn)桌抽屜內(nèi)，等待老師檢查。（3）實(shí)訓(xùn)結(jié)束后自覺(jué)將凳子整齊地放到實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)臺(tái)下面。6實(shí)訓(xùn)報(bào)告書(shū)寫(xiě)要點(diǎn)實(shí)訓(xùn)報(bào)告是對(duì)實(shí)訓(xùn)過(guò)程的總結(jié)，它是

6、對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)、設(shè)計(jì)內(nèi)容和設(shè)計(jì)結(jié)果的具體詮釋?zhuān)欠从硨W(xué)生實(shí)訓(xùn)成果的具體體現(xiàn)形式之一。每個(gè)學(xué)生都應(yīng)在實(shí)訓(xùn)完成后及時(shí)寫(xiě)出體現(xiàn)自己設(shè)計(jì)思想，符合格式規(guī)范的實(shí)訓(xùn)報(bào)告書(shū)。這不僅能深化理論學(xué)習(xí)的內(nèi)容，而且能培養(yǎng)正確總結(jié)設(shè)計(jì)工作和進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的能力。提交實(shí)訓(xùn)報(bào)告書(shū)的具體要求為：字?jǐn)?shù)：5000字10000字，內(nèi)容：（1）封面（2）中英文摘要（3）目錄（4）正文 概述所作題目的意義、本人所做的工作及系統(tǒng)的主要功能 硬件電路設(shè)計(jì)及描述； 軟件設(shè)計(jì)流程及描述； 源程序代碼（要有注釋?zhuān)?）設(shè)計(jì)總結(jié)（6）所用芯片的資料。 目錄前言I單片機(jī)應(yīng)用與開(kāi)發(fā)實(shí)訓(xùn)須知II常用電子元器件識(shí)別1電子元器件焊接技術(shù)8實(shí)訓(xùn)一 交通燈控制系統(tǒng)

7、設(shè)計(jì)11實(shí)訓(xùn)二 數(shù)顯電壓表設(shè)計(jì)32實(shí)訓(xùn)三 電機(jī)測(cè)速與調(diào)速設(shè)計(jì)57參考文獻(xiàn)81專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)常用電子元器件識(shí)別電子電路中常用的器件包括：電阻、電容、 二極管、三極管、可控硅、輕觸開(kāi)關(guān)、液晶、 發(fā)光二極管、蜂鳴器、各種傳感器、芯片、繼電器、變壓器、壓敏電阻、保險(xiǎn)絲、光耦、濾 波器、接插件、電機(jī)、天線等。同學(xué)們?cè)谌粘Ｖ袘?yīng)注意積累相關(guān)知識(shí)。一、電阻作為電路中最常用的器件，電阻器，通常簡(jiǎn)稱(chēng)為電阻（以下簡(jiǎn)稱(chēng)為電阻）。電阻幾乎是任何一個(gè) 電子線路中不可缺少的一種器件，顧名思義，電阻的作用是阻礙電子的作用。在電路中主要的作用是：緩沖、負(fù)載、分壓分流、保護(hù)等作用。1碳膜電阻器是目前電子、電器、資訊產(chǎn)品中使用量

8、最大，價(jià)格最便宜，品質(zhì)穩(wěn)定性、信賴(lài)度最高的碳膜固定電阻器。優(yōu)點(diǎn) :制作簡(jiǎn)單，成本低； 缺點(diǎn): 穩(wěn)定性差，噪音大、誤差大。2金屬氧化皮膜電阻器隨著電子設(shè)備的發(fā)展其構(gòu)成的零件亦趨向小 型化、輕型化及耐用化等趨勢(shì)。在真空中加熱合 金，合金蒸發(fā)，使瓷棒表面形成一層導(dǎo)電金屬 膜。刻槽和改變金屬膜厚度可以控制阻值。 優(yōu)點(diǎn)：體積小、精度高、穩(wěn)定性好、噪音小、電感 量小； 缺點(diǎn)：成本高。3繞線電阻器 、無(wú)感性繞線電阻器這種電阻成本低，阻值范圍寬，但性能差，很少采用。優(yōu)點(diǎn):功率大； 缺點(diǎn)：有電感，體積大，不宜作阻值較大的電阻。4水泥型繞線電阻器將電阻線繞於無(wú)咸性耐熱瓷件上或用氧化膜 電阻等固定電阻器，外面加上耐

9、熱，耐濕及耐腐 蝕的材料保護(hù)固定而成。水泥型電阻是把電阻體 放入方形瓷器框內(nèi)，用特殊不燃性耐熱水泥充填 密封而成。具有耐高功率、散熱容易、穩(wěn)定性高等特點(diǎn) ,額定功率一般在1瓦以上。 優(yōu)點(diǎn)：功率大； 缺點(diǎn)：有電感，體積大，不宜作阻值較大的電阻。5電位器有機(jī)實(shí)芯電位器：該電位器的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耐高溫、體 積小、壽命長(zhǎng)、可靠性高，廣泛用于焊接在電 板上作微調(diào)使用；缺點(diǎn)是耐壓低、噪聲大。線繞電位器：線繞電位器用途廣泛，可制成普通型、精密型和微 調(diào)型電位器，且額定功率做的比較大、電阻的溫度系數(shù)小、噪聲 低、耐壓高。合成膜電位器：這類(lèi)電位器的阻值變化連續(xù)、分辨率高、 阻值范圍寬、成本低。但對(duì)溫度和濕度的

10、適應(yīng)性差，使用壽命短。多圈電位器：多圈電位器屬于精密電位器。它分有帶指針、不帶指針等形式，調(diào)整圈數(shù)有5圈、10圈等數(shù)種。該電位器除具有線繞電位器的相同特點(diǎn)外，還具有線性?xún)?yōu)良，能進(jìn)行精細(xì)調(diào)整等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于對(duì)電阻實(shí)行精密調(diào)整的場(chǎng)合。7電阻的參數(shù)電阻最主要的參數(shù)是阻值和額定功率。額定功率為電阻在電路中允許消耗的最大功率（PUI）。電阻的額定功率也有標(biāo)稱(chēng)值，常用的有 1/8 、1/4 、1/2 、1、2、3、5、10 、20 瓦等。選用電阻的時(shí)候，要留一定的余量，選標(biāo)稱(chēng)功率比實(shí)際消耗的功率大一些的電阻。比如實(shí)際負(fù)荷 1/4 瓦，可以選用 1/2 瓦的電阻，實(shí)際負(fù)荷3瓦，可以選用 5瓦的電阻。8阻

11、值標(biāo)示方法直接法：用數(shù)字和單位直接標(biāo)示阻值的方法，通常可省略。如 4.7K 。文字符號(hào)法：用數(shù)字與特殊符號(hào)組合，常見(jiàn)符號(hào)有M、K、R。如 4K7 4K7，1R9 1R9。數(shù)字表示法：常見(jiàn)于貼片電阻，用34位整數(shù)表示阻值，單位為 。（前23位表示有效值，末位表示倍率）如102 1021000，1001 10011000。色環(huán)表示法：用不同顏色的色環(huán)在電阻表面上標(biāo)志出電阻主要參數(shù)的方法。9電阻值在電路圖中的標(biāo)注在電路圖中電阻器和電位器的單位標(biāo)注規(guī)則。阻值在兆歐以上，標(biāo)注單位M，比如1兆歐，標(biāo)注1M，2.7 兆歐，標(biāo)注 2.7M。阻值在1千歐到100千歐之間，標(biāo)注單位k，比如 5.1千歐，標(biāo)注5.1

12、k ，68 千歐，標(biāo)注 68k 。阻值在100千歐到1兆歐之間，可以標(biāo)注單位M，也可以標(biāo)注單位K。比如360千歐，可以標(biāo)注360k ，也可以標(biāo)注0.36M。阻值在1千歐以下，可以標(biāo)注單位，也可以不標(biāo)注。 比如5.1歐，可以標(biāo)注5.1或者5.1， 680歐，可以標(biāo)注680或者680 。10電阻的使用常識(shí)。要根據(jù)電路的要求，選用電阻的種類(lèi)和誤差。在一般的電路中，采用誤差10% ，甚至20%的碳膜電阻就可以了。 電阻的額定功率要選用等于實(shí)際承受功率1.52 倍的， 才能保證電阻耐用。 電阻在裝入電路之前，要用萬(wàn)用表 歐姆檔核實(shí)它的阻值。安裝的時(shí)候，要使電阻的類(lèi)別、阻值等符號(hào)容易看到，以便核實(shí)。二、電

13、容1電容的種類(lèi)根據(jù)介質(zhì)的不同，分為陶瓷、云母、紙質(zhì)、薄膜、電解電容幾種。陶瓷電容：以高介電常數(shù)、低損耗的陶瓷材料為介質(zhì)，體積小，自體電感小。云母電容：以云母片作介質(zhì)的電容器。性能優(yōu)良，高穩(wěn)定，高精密。紙質(zhì)電容：紙介電容器的電極用鋁箔或錫箔做成，絕緣介質(zhì)是浸蠟的紙，相疊后卷成圓柱體，外包防潮物質(zhì)，有時(shí)外殼采用密封的鐵殼以提高防潮性。價(jià)格低，容量大。薄膜電容：用聚苯乙烯、聚四氟乙烯或滌綸等有機(jī)薄膜代替紙介質(zhì)，做成的各種電容器。體積小，但損耗大，不穩(wěn)定。電解電容：以鋁、擔(dān)、鋸、鈦等金屬氧化膜作介質(zhì)的電容器。容量大、體積小，耐壓高（但耐壓越高，體積也就越 大），一般在 500V 以下。常用于交流旁路和

14、濾波。缺點(diǎn) 是容量誤差大，且隨頻率而變動(dòng)，絕緣電阻低。電解電 容有正、負(fù)極之分（外殼為負(fù)端，另一接頭為正端）。 一般，電容器外殼上都標(biāo)有 “”、“”記號(hào)，如無(wú)標(biāo)記則引線長(zhǎng)的為“” 端，引線短的為“”端，使用時(shí)必須注意不要接反，若接反，電解作用會(huì)反向進(jìn)行，氧化膜 很快變薄，漏電流急劇增加，如果所加的直流電壓過(guò)大，則電容器很快發(fā)熱，甚至?xí)鸨ā?電容的參數(shù)識(shí)別和選用主要參數(shù)是容量和耐壓值。常用的容量單位有F（10-6 F）、nF（10- 9 F）PF（10-12F），標(biāo)注方法與電阻相同。 電容的選用應(yīng)考慮使用頻率、耐壓。電解電容還應(yīng)注意極性，使正極接到直流高電位，還應(yīng)考慮使用溫度。3電容大小的

15、表示方法標(biāo)有單位的直接表示法：有的電容的表面上直接標(biāo)志了其特性參數(shù)，如在電解電容上經(jīng)常按如下的方法進(jìn)行標(biāo)志：4.7u/16V，表示此電容的標(biāo)稱(chēng)容量為4.7uF，耐壓16V 。不標(biāo)單位的數(shù)字表示法：許多電容受體積的限制，其表面經(jīng)常不標(biāo)注單位。但都遵循一定的識(shí)別規(guī)則。當(dāng)數(shù)字小于 1時(shí)，默認(rèn)單位為微法，當(dāng)數(shù)字大于等于1時(shí)，默認(rèn)單位為皮法 。用24位數(shù)字和一個(gè)字母表示標(biāo)稱(chēng)容量法：其中數(shù)字表示有效數(shù)值，字母表示數(shù)值的量級(jí)。字母為 m、u、n、p。字母 m表示毫法（ 10 -3F）u表示微法（ 10 -6F）n表示毫微法（10 -9F）P表示微法（ 10-12F）。字母有時(shí)也表示小數(shù)點(diǎn)。如33m表示 33

16、000 u F ；47n表示0.047 u F 047 F；3 u 3表示 33 u F； 5n9表示 5900pF； 2P2 表示2.2pF。另外也有些是在數(shù)字前面加R，則表示為零點(diǎn)幾微法，即R表示小數(shù)點(diǎn)，如 R22 表示 0.22pF。色環(huán) (點(diǎn))表示法：該法同電阻的色環(huán)表示法，沿著電容器引線方向，第一、二種色環(huán)代表電容量的有效數(shù)字，第三種色環(huán)表示有效數(shù)字后面零的個(gè)數(shù)，其單位為 pF。 三、二極管半導(dǎo)體二極管由一個(gè)PN結(jié)，再加上電極、引線，封裝而成。晶體二極管接材料分有鍺二極管、硅二極管、砷化鎵二極管。按結(jié)構(gòu)不同可分為點(diǎn)接觸型二極管和面接觸型二極管。按用途分有整流二極管、檢波二極管、變?nèi)荻?/p>

17、極管、穩(wěn)壓二極管、開(kāi)關(guān)二極管、發(fā)光二極管等。 （1）整流二極管整流二極管主要用于整流電路，即把交流電變換成脈動(dòng)的直流電。整流二極管都是面結(jié)型，因此結(jié)電容較大，使其工作頻率較低。一般為3kHZ以下。（2）檢波二極管檢波二極管的主要作用是把高頻信號(hào)中的低頻信號(hào)檢出。它們的結(jié)構(gòu)為點(diǎn)接觸型。其結(jié)電容較小、工作頻率較高，一般都采用鍺材料制成。（3）穩(wěn)壓二極管這種管子是利用二極管的反向擊穿特性制成的。在電路中其兩端的電壓保持基本不變，起到穩(wěn)定電壓的作用。常用的穩(wěn)壓管有2CW55 、2CW56等。（4）阻尼二極管阻尼二極管多用在高頻電壓電路中，能承受較高的反向擊穿電壓和較大的峰值電流。一般用在電視機(jī)電路中。

18、常用的阻尼二極管有2CN1、2CN2、BS4等。（5）光電二極管（光敏二極管）光電二極管跟普通二極管一樣，也是由一個(gè)PN結(jié)構(gòu)成。但是它的PN 結(jié)面積較大，是專(zhuān)為接收入射光而設(shè)計(jì)的。它是利用PN結(jié)在施加反向電壓時(shí)，在光線照射下反向電阻由大變小的原理來(lái)工作的。就是說(shuō)，當(dāng)沒(méi)有光照射時(shí)反向電流很小，而反向電阻很大。當(dāng)有光照射時(shí)，反向電阻減小，反向電流增大。（6）發(fā)光二極管發(fā)光二極管是一種把電能變成光能的半導(dǎo)體器件。它具有一個(gè)PN 結(jié)，與普通二極管一樣，具有單向?qū)щ姷奶匦浴．?dāng)給發(fā)光二極管加上正向電壓，有一定的電流流過(guò)時(shí)就會(huì)發(fā)光。四、三極管晶體三極管按結(jié)構(gòu)分，有點(diǎn)接觸型和面接觸型；按工作頻率分有高頻三極管

19、和低頻三極管、開(kāi)關(guān)管。按功率大小可分為大功率、中功率、小功率三極管。從封裝形式分，有金屬封裝和塑料封裝等形式。由于三極管的品種多，在每類(lèi)當(dāng)中又有若干具體型號(hào)，因此在使用時(shí)務(wù)必分清，不能疏忽，否則將損壞三極管 。 五、其它常用元器件1可控硅2三端穩(wěn)壓器：由輸入、輸出和地三個(gè)外接端口組成，具有一定負(fù)載能力并能穩(wěn) 定輸出的直流電壓調(diào)節(jié)器。3電磁繼電器： 利用輸入電路內(nèi)電流在電磁鐵鐵心與銜鐵間產(chǎn)生的吸力作用而工作的一種電氣繼電器。4變壓器 指為安全特低電壓（不超過(guò) 50V 50V）電路提供電源的隔離變壓器。5接插件電子元器件焊接技術(shù)一、印制電路板的焊接 印制電路板在焊接之前要仔細(xì)檢查，看其有無(wú)斷路、短

20、路、孔金屬化不良以及是否涂有助焊劑或阻焊劑等。大批量生產(chǎn)印制板，出廠前，必須按檢查標(biāo)準(zhǔn)與項(xiàng)目進(jìn)行嚴(yán)格檢測(cè)，只有這樣，其質(zhì)量都能保證。但是，一般研制品或非正規(guī)投產(chǎn)的少量印制板，焊前必須仔細(xì)檢查，否則在整機(jī)調(diào)試中，會(huì)帶來(lái)很大麻煩的。 焊接前，將印制板上所有的元器件作好焊前準(zhǔn)備工作（整形、鍍錫）。焊接時(shí)，一般工序應(yīng)先焊較低的元件，后焊較高的和要求比較高的元件等。次序是：電阻電容二極管三極管其他元件等。但根據(jù)印制板上的元器件特點(diǎn)，有時(shí)也可先焊高的元件后焊低的元件（如晶體管收音機(jī)），使所有元器件的高度不超過(guò)最高元件的高度，保證焊好元件的印制電路板元器件比較整齊，并占有最小的空間位置。不論那種焊接工序，印

21、制板上的元器件都要排列整齊，同類(lèi)元器件要保持高度一致。 晶體管裝焊一般在其他元件焊好后進(jìn)行，要特別注意的是每個(gè)管子的焊接時(shí)間不要超過(guò)5s10s，并使用鉗子或鑷子夾持管腳散熱，防止?fàn)C壞管子。 涂過(guò)焊油或氯化鋅的焊點(diǎn)，要用酒精擦洗干凈，以免腐蝕，用松香作助焊劑的，需清理干凈。 焊接結(jié)束后，須檢查有無(wú)漏焊、虛焊現(xiàn)象。檢查時(shí)，可用鑷子將每個(gè)元件腳輕輕提一提，看是否搖動(dòng)，若發(fā)現(xiàn)搖動(dòng)，應(yīng)重新焊好。二、集成電路的焊接 MOS電路特別是絕緣柵型，由于輸入阻抗很高，稍不慎即可能使內(nèi)部擊穿而失效。 雙極型集成電路不像MOS集成電路那樣?jì)蓺猓捎趦?nèi)部集成度高，通常管子隔離層都很薄，一旦受到過(guò)量的熱也容易損壞。無(wú)論

22、哪種電路，都不能承受高于200的溫度，因此，焊接時(shí)必須非常小心。 集成電路的安裝焊接有兩種方式，一種是將集成塊直接與印制板焊接，另一種是通過(guò)專(zhuān)用插座(IC插座)在印制板上焊接，然后將集成塊直接插入IC插座上。 在焊接集成電路時(shí)，應(yīng)注意下列事項(xiàng)： 1、集成電路引線如果是鍍金銀處理的，不要用刀刮，只需用酒精擦洗或繪圖橡皮擦干凈就可以了。 2、對(duì)CMOS電路，如果事先已將各引線短路，焊前不要拿掉短路線。3、焊接時(shí)間在保證浸潤(rùn)的前提下，盡可能短，每個(gè)焊點(diǎn)最好用3s時(shí)間焊好，最多不超過(guò)4s，連續(xù)焊接時(shí)間不要超過(guò)10s。4、使用烙鐵最好是20W內(nèi)熱式，接地線應(yīng)保證接觸良好。若用外熱式，最好采用烙鐵斷電用余

23、熱焊接，必要時(shí)還要采取人體接地的措施。 5、使用低熔點(diǎn)焊劑，一般不要高于150°C。 6、工作臺(tái)上如果鋪有橡皮、塑料等易于積累靜電的材料，電路片子及印制板等不宜放在臺(tái)面上。 7、集成電路若不使用插座，直接焊到印制板上，安全焊接順序?yàn)?；地端輸出端電源端輸入端?8、焊接集成電路插座時(shí)，必須按集成塊的引線排列圖焊好每一個(gè)點(diǎn)。 三、導(dǎo)線焊接技術(shù) 導(dǎo)線同接線端子、導(dǎo)線同導(dǎo)線之間的焊接有三種基本形式：繞焊、鉤焊、搭焊。 1導(dǎo)線同接線端子的焊接 繞焊 把經(jīng)過(guò)鍍錫的導(dǎo)線端頭在接線端子上纏一圈，用鉗子拉緊纏牢后進(jìn)行焊接。注意導(dǎo)線一定要緊貼端子表面，絕緣層不接觸端子，一般L=（13）mm為宜。這種連接

24、可靠性最好（L為導(dǎo)線絕緣皮與焊面之間的距離）。 鉤焊 將導(dǎo)線端子彎成鉤形，鉤在接線端子上并用鉗子夾緊后施焊，如圖（c）所示，端頭處理與繞焊相同。這種方法強(qiáng)度低于繞焊，但操作簡(jiǎn)便。 搭焊 把經(jīng)過(guò)鍍錫的導(dǎo)線搭到接線端子上施焊，如圖23（d）所示。這種連接最方便，但強(qiáng)度可靠性最差，僅用于臨時(shí)連接或不便于纏、鉤的地方以及某些接插件上。 2導(dǎo)線與導(dǎo)線的焊接 導(dǎo)線之間的焊接以繞焊為主，操作步驟如下： 去掉一定長(zhǎng)度絕緣皮。 端頭上錫，并穿上合適套管。 絞合，施焊。 趁熱套上套管，冷卻后套管固定在接頭處。四、拆 焊調(diào)試和維修中常須更換一些元器件，如果方法不得當(dāng)，就會(huì)破壞印制電路板，也會(huì)使換下而并沒(méi)失效的元器件

25、無(wú)法重新使用。 一般電阻、電容、晶體管等管腳不多，且每個(gè)引線能相對(duì)活動(dòng)的元器件可用烙鐵直接拆焊。將印制板豎起來(lái)夾住，一邊用烙鐵加熱待拆元件的焊點(diǎn)，一邊用鑷子或尖嘴鉗夾住元器件引線輕輕拉出。 重新焊接時(shí)，需先用錐子將焊孔在加熱熔化焊錫的情況下扎通，需要指出的是，這種方法不宜在一個(gè)焊點(diǎn)上多次用，因?yàn)橛≈茖?dǎo)線和焊盤(pán)經(jīng)反復(fù)加熱后很容易脫落，造成印制板損壞。 五、焊點(diǎn)的質(zhì)量檢查1外觀檢查 外形以焊接導(dǎo)線為中心，勻稱(chēng)、成裙形拉開(kāi)。 焊料的連接呈半弓形凹面，焊料與焊件交界處平滑，接觸角盡可能小。表面有光澤且平滑。無(wú)裂紋、針孔、夾渣。外觀檢查，除用目測(cè)（或借助放大鏡、顯微鏡觀測(cè)）焊點(diǎn)是否合乎上述標(biāo)準(zhǔn)，還包括檢

26、查以下各點(diǎn)：漏焊；焊料拉尖；焊料引起導(dǎo)線間短路（即所謂“橋接”）；導(dǎo)線及元器件絕緣的損傷；布線整形；焊料飛濺。檢查時(shí)滁目測(cè)外，還要用指觸、鑷子撥動(dòng)、拉線等，檢查有無(wú)導(dǎo)線斷線、焊盤(pán)剝離等缺陷。2通電檢查通電檢查必須是在外觀檢查及連接檢查無(wú)誤后才可進(jìn)行的工作，也是檢驗(yàn)電路性能的關(guān)鍵步驟。如果不經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的外觀檢查，通電檢查不僅困難較多，而且有損壞設(shè)備儀器、造成安全事故的危險(xiǎn)。例如，電源連線虛焊，那么通電時(shí)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)設(shè)備中不上電，當(dāng)然無(wú)法檢查。3常見(jiàn)焊點(diǎn)的缺陷及分析造成焊接缺陷的原因很多，但主要可從四要素中尋找。在材料（焊料與焊劑）與工具（烙鐵、夾具）一定的情況下，采用什么方式方法以及操作者是否有責(zé)任

27、心，就是決定性的因素了。 實(shí)訓(xùn)一 交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、實(shí)訓(xùn)目標(biāo)在理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)和進(jìn)行了必要的課程實(shí)驗(yàn)之后，以生活中最常見(jiàn)的交通燈為設(shè)計(jì)對(duì)象，讓學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求，完成任務(wù)分析、查閱資料、方案確定、設(shè)備選型、原理圖繪制、PCB板設(shè)計(jì)、元器件焊接、程序流程圖和程序的編寫(xiě)、程序的調(diào)試與下載、成品運(yùn)行，讓學(xué)生深刻體會(huì)進(jìn)行電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的整個(gè)步驟，掌握用單片機(jī)進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的整個(gè)過(guò)程以及開(kāi)發(fā)過(guò)程中應(yīng)注意的事項(xiàng)，體會(huì)電路板設(shè)計(jì)及程序設(shè)計(jì)的的技巧，提高學(xué)生的動(dòng)手能力和解決問(wèn)題的能力，為今后的學(xué)習(xí)和工作打下良好的基礎(chǔ)。本設(shè)計(jì)中學(xué)生應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)掌握單片機(jī)理論學(xué)習(xí)中的接口分配、定時(shí)器計(jì)數(shù)器的使用、中斷的使用，數(shù)碼管顯

28、示的設(shè)計(jì)。二、實(shí)訓(xùn)時(shí)間兩周。三、實(shí)訓(xùn)任務(wù)與要求設(shè)計(jì)系統(tǒng)模擬真實(shí)雙干線交通燈信號(hào)管理系統(tǒng)。1設(shè)置兩組紅黃綠燈，完成交通信號(hào)指示，由于是在實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，所以把倒計(jì)時(shí)時(shí)間定為25S，黃燈閃爍時(shí)間定為3S。2配置兩對(duì)LED顯示器，用于倒計(jì)時(shí)顯示。數(shù)碼管要求采用串行連接方式。3具有倒計(jì)時(shí)時(shí)間設(shè)定功能，用戶(hù)可以根據(jù)自己的需求或者車(chē)流量的大小，設(shè)定倒計(jì)時(shí)的時(shí)間。4設(shè)置一個(gè)緊急車(chē)輛放行按鈕。一般情況下正常顯示，有急救車(chē)到達(dá)時(shí)，兩個(gè)方向紅燈同時(shí)點(diǎn)亮，以便讓急救車(chē)通過(guò)，設(shè)急救車(chē)通過(guò)時(shí)間為10秒（或者設(shè)置一個(gè)緊急情況解除按鈕），急救車(chē)通過(guò)后，交通恢復(fù)正常。5系統(tǒng)電氣原理圖的繪制根據(jù)所選擇的電氣元器件，以及系統(tǒng)的要求繪制

29、電氣原理圖。6焊制電路板將所選擇的元件焊接在PCB板上。7程序的編寫(xiě)畫(huà)出程序流程圖，采用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)程序。8系統(tǒng)調(diào)試程序調(diào)試通過(guò)，并下載。9提交符合要求的實(shí)訓(xùn)報(bào)告書(shū)。四、時(shí)間安排時(shí)間（10天）設(shè)計(jì)內(nèi)容1講解實(shí)訓(xùn)任務(wù)及指導(dǎo)書(shū)；讓學(xué)生查閱相關(guān)資料，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。2讓學(xué)生根據(jù)自己設(shè)計(jì)情況，畫(huà)出電路原理圖，設(shè)計(jì)印刷電路板。2根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，焊接電路板。3設(shè)計(jì)軟件流程圖，并編寫(xiě)相應(yīng)程序。1系統(tǒng)調(diào)試。1驗(yàn)收，書(shū)寫(xiě)實(shí)訓(xùn)報(bào)告書(shū)。五、參考設(shè)計(jì)1任務(wù)分析和方案確定根據(jù)任務(wù)要求可將本系統(tǒng)分為四個(gè)模塊，第一個(gè)模塊是控制模塊，主要負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)工作的控制和運(yùn)算，從而使各模塊正常工作；第二個(gè)模塊為顯示模塊，主要是對(duì)車(chē)輛和行人

30、應(yīng)該遵守交通規(guī)則的指導(dǎo)性的直觀顯示，它主要包括倒計(jì)時(shí)顯示和紅、綠、黃燈兩大部分；第三個(gè)模塊是輸入模塊，它的主要作用是輔助控制模塊，相當(dāng)于輸入裝置，利用它可以對(duì)交通燈各路口通行時(shí)間的設(shè)置以及出現(xiàn)緊急情況時(shí)，進(jìn)行不同工作方式的切換設(shè)置；第四個(gè)模塊是電源模塊，它是整個(gè)系統(tǒng)的“心臟”，負(fù)責(zé)給各模塊提供合適的電壓，讓各模塊能穩(wěn)定工作。其系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖2.1所示： 單片機(jī)倒計(jì)時(shí)顯示設(shè)定電源模塊應(yīng)急輸入復(fù)位電路倒計(jì)時(shí)顯示振蕩電路紅綠燈指示圖1.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖2交通燈倒計(jì)時(shí)時(shí)序圖 在圖1.2中，給出了南北方向和東西方向燈的時(shí)序，高電平代表燈亮。 圖1.2交通燈倒計(jì)時(shí)時(shí)序圖3電路原理圖硬件設(shè)計(jì)是整個(gè)系

31、統(tǒng)的基礎(chǔ)，要考慮的方方面面很多，除了實(shí)現(xiàn)交通燈基本功能以外，主要還要考慮如下幾個(gè)因素：系統(tǒng)穩(wěn)定度；器件的通用性或易選購(gòu)性；軟件編程的易實(shí)現(xiàn)性；系統(tǒng)其它功能及性能指標(biāo)；因此硬件設(shè)計(jì)至關(guān)重要。大家設(shè)計(jì)原理圖時(shí)可參考圖1.3。從圖中大家可以看出本設(shè)計(jì)以AT89S52單片機(jī)為控制核心，采用模塊化設(shè)計(jì)，共分以下幾個(gè)功能模塊：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制系統(tǒng)、鍵盤(pán)及狀態(tài)顯示、行車(chē)方向指示、緊急處理模塊和倒計(jì)時(shí)模塊等。l 單片機(jī)作為整個(gè)硬件系統(tǒng)的核心，它既是協(xié)調(diào)整機(jī)工作的控制器，又是數(shù)據(jù)處理器。它由單片機(jī)、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、中斷電路等組成。l 行車(chē)方向指示采用紅、綠、黃LED發(fā)光管，用三種顏色指示車(chē)輛放行、暫停、禁止，形象

32、直觀。l 行人通行指示采用兩支紅、綠LED發(fā)光管，用兩種顏色指示放行與禁止，形象直觀，簡(jiǎn)潔明了。l 鍵盤(pán)及狀態(tài)顯示，開(kāi)關(guān)鍵盤(pán)輸入交通燈初始時(shí)間，通過(guò)單片機(jī)P2口輸入到系統(tǒng)，電路簡(jiǎn)潔可靠；顯示器采用七段LED數(shù)碼管，可實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，可供交警在室內(nèi)實(shí)時(shí)監(jiān)視交通狀況。通過(guò)鍵盤(pán)可設(shè)置：緊急情況發(fā)生時(shí)的交通燈狀態(tài)控制、主干道通行時(shí)間等，人機(jī)界面非常友好。系統(tǒng)采用雙數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)功能，最大顯示數(shù)字99。圖1.3交通燈原理圖現(xiàn)從各功能模塊的實(shí)現(xiàn)逐個(gè)進(jìn)行分析探討。(1) 單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)（如圖1.4所示），是指用最少的元件組成的單片機(jī)可以工作的系統(tǒng)。對(duì)52系列單片機(jī)來(lái)說(shuō)，最小系統(tǒng)應(yīng)包

33、括單片機(jī)、晶振電路、復(fù)位電路。下面是52單片機(jī)的最小系統(tǒng)電路圖： 圖1.4 單片機(jī)最小系統(tǒng)圖 外接晶體諧振器以及電容C1和C3構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反饋回路中。對(duì)外接電容的值雖然沒(méi)有嚴(yán)格的要求，但電容的大小會(huì)影響震蕩器頻率的高低、震蕩器的穩(wěn)定性、起振的快速性和溫度的穩(wěn)定性。因此，此系統(tǒng)電路的晶體振蕩器的值為12MHz，電容應(yīng)盡可能的選擇陶瓷電容，電容值約為22F。在焊接刷電路板時(shí)，晶體振蕩器和電容應(yīng)盡可能安裝得與單片機(jī)芯片靠近，以減少寄生電容，更好地保證震蕩器穩(wěn)定和可靠地工作。復(fù)位電路的基本功能是：系統(tǒng)上電時(shí)提供復(fù)位信號(hào)，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷(xiāo)復(fù)位信號(hào)。為可靠起見(jiàn)，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一

34、定的延時(shí)才撤銷(xiāo)復(fù)位信號(hào)，以防電源或電源分-合過(guò)程中引起的抖動(dòng)而影響復(fù)位。單片機(jī)復(fù)位電路設(shè)計(jì)的好壞,直接影響到整個(gè)系統(tǒng)工作的可靠性。許多用戶(hù)在設(shè)計(jì)完單片機(jī)系統(tǒng),并在實(shí)驗(yàn)室調(diào)試成功后,在現(xiàn)場(chǎng)卻出現(xiàn)了“死機(jī)”、“程序走飛”等現(xiàn)象,這主要是單片機(jī)的復(fù)位電路設(shè)計(jì)不可靠引起的。 本設(shè)計(jì)采用上電復(fù)位，上電復(fù)位電路如圖1.5（a）所示，只要在RST復(fù)位輸入引腳上接一電容至VCC端，下接一個(gè)電阻到地即可。對(duì)于CMOS型單片機(jī)，由于在RST端內(nèi)部有一個(gè)下拉電阻，故可將外部電阻去掉，而將外接電容減至1µF。上電復(fù)位的工作過(guò)程是在加電時(shí)，復(fù)位電路通過(guò)電  容加給RST端一個(gè)短暫的高電平信號(hào)，此高電

35、平信號(hào)隨著VCC對(duì)電容的充電過(guò)程而逐漸回落，即RST端的高電平持續(xù)時(shí)間取決于電容的充電時(shí)間。為了保證系統(tǒng)能夠可靠地復(fù)位，RST端的高電平信號(hào)必須維持足夠長(zhǎng)的時(shí)間。上電時(shí)，VCC的上升時(shí)間約為10ms，而振蕩器的起振時(shí)間取決于振蕩頻率，如晶振頻率為10MHz，起振時(shí)間為1ms；晶振頻率為1MHz，起振時(shí)間則為10ms。在圖1.5 (a)中的復(fù)位電路中，當(dāng)VCC掉電時(shí)，必然會(huì)使RST端電壓迅速下降到0V以下，但是，由于內(nèi)部電路的限制作用，這個(gè)負(fù)電壓將不會(huì)對(duì)器件產(chǎn)生損害。另外，在復(fù)位期間，端口引腳處于隨機(jī)狀態(tài)，復(fù)位后，系統(tǒng)將端口置為全“l(fā)”態(tài)。如果系統(tǒng)在上電時(shí)得不到有效的復(fù)位，則程序計(jì)數(shù)器PC將得不

36、到一個(gè)合適的初值，因此，CPU可能會(huì)從一個(gè)未被定義的位置開(kāi)始執(zhí)行程序。常用的復(fù)位電路如圖1.5（a）和 (b)所示。 （a）上電復(fù)位 (b)手動(dòng)加上電復(fù)位圖1.5 復(fù)位電路（2）紅綠燈指示模塊在設(shè)計(jì)交通燈時(shí)，采用了12個(gè)高亮度的紅、黃、綠三種發(fā)光二級(jí)管。 一般發(fā)光二極管與I/O端口之間都會(huì)再連接一個(gè)電阻，其作用在于限制通過(guò)二極管的電流，從而達(dá)到減少功耗或者滿(mǎn)足端口對(duì)最大電流的限制。一般發(fā)光二極管的點(diǎn)亮電流為5mA至10mA。 具體的電路圖如圖1.6所示。在設(shè)計(jì)中選擇74HC595串行移位寄存器進(jìn)行12個(gè)燈的控制，之所以選擇這個(gè)芯片，目的是幫助大家學(xué)習(xí)這個(gè)常用的串行移位芯片，希望大家通過(guò)這個(gè)實(shí)訓(xùn)

37、熟練掌握該芯片的使用方法，具體連接為：LCK連接P3.0，用于鎖存移位寄存器控制，SCK連接P3.7，用于串行數(shù)據(jù)移位寄存器控制，SDI連接P3.1,控制串行數(shù)據(jù)輸入，OE連接P3.3，寄存器數(shù)據(jù)輸出控制。圖1.6 交通燈指示電路（3） 倒計(jì)時(shí)顯示模塊顯示器普遍地用于直觀地顯示數(shù)字系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和工作數(shù)據(jù)，按照材料及產(chǎn)品工藝，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中常用的顯示器有： 發(fā)光二極管LED顯示器、液晶LCD顯示器、CRT顯示器等，LED顯示器是現(xiàn)在最常用的顯示器之一。 在設(shè)計(jì)時(shí)，采用了2個(gè)數(shù)碼管組成的數(shù)碼管組，采用共陽(yáng)極接法，如圖1.7。圖1.7 雙數(shù)碼管組 倒計(jì)時(shí)顯示電路如用單片機(jī)吸收電流直接驅(qū)動(dòng)，列掃描

38、驅(qū)動(dòng)使用三極管，按每段6mA電流計(jì)算，全顯示字形“8”時(shí)，每個(gè)數(shù)碼需6mA*8=48mA，由于時(shí)間顯示每個(gè)道口相同，共需要電流192mA，因此設(shè)計(jì)中也采用了中功率三極管8550，其顯示電路如圖1.8所示：圖1.8 數(shù)碼管顯示模塊（4） 倒計(jì)時(shí)顯示設(shè)定模塊為了實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)顯示設(shè)定功能，利用串行口擴(kuò)展了1片74LS165，從而實(shí)現(xiàn)了8個(gè)按鍵的輸入，利用8個(gè)按鍵輸入控制交通燈初始倒計(jì)時(shí)間，倒計(jì)時(shí)顯示設(shè)定如圖1.9所示，SH/連接P3.6，用于移位與置位控制，CLK連接P3.5，利用時(shí)鐘控制數(shù)據(jù)移位，QH連接P3.4，串行數(shù)據(jù)輸入。圖1.9 倒計(jì)時(shí)顯示設(shè)定電路(5) 應(yīng)急輸入電路設(shè)計(jì)為了實(shí)現(xiàn)此功能，利用

39、單片機(jī)中斷達(dá)到目的。利用一個(gè)手動(dòng)按鈕開(kāi)關(guān)接至單片機(jī)外部中斷0，同時(shí)在軟件設(shè)計(jì)時(shí)將其設(shè)定為最高優(yōu)先級(jí)，當(dāng)其按下時(shí)，四方全為紅燈，同時(shí)將中斷位置的PSW、ACC進(jìn)棧保護(hù)，當(dāng)緊急處理結(jié)束之后，回到原來(lái)的位置進(jìn)行執(zhí)行。其電路如圖1.10所示：圖1.10 緊急控制電路4PCB板圖設(shè)計(jì)好原理圖后，經(jīng)過(guò)電氣檢查沒(méi)有錯(cuò)誤，就可以制作PCB圖了，在PCB的制作過(guò)程中的注意事項(xiàng)我們?cè)趯W(xué)習(xí)電子EDA時(shí)已經(jīng)學(xué)過(guò)，這兒不再詳述了。具體的PCB圖如圖1.11所示。圖1.11 PCB圖5系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 軟件在硬件平臺(tái)上構(gòu)筑，完成各部分硬件的控制和協(xié)調(diào)。系統(tǒng)功能是由軟件共同實(shí)現(xiàn)的，由于軟件的可伸縮性，最終實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)功能可強(qiáng)可弱

40、，差別可能很大。因此，軟件是本系統(tǒng)的靈魂。軟件采用模塊化設(shè)計(jì)方法，不僅易于編程和調(diào)試，也可減小軟件故障率和提高軟件的可靠性。同時(shí)，對(duì)軟件進(jìn)行全面測(cè)試也是檢驗(yàn)錯(cuò)誤排除故障的重要手段。本系統(tǒng)主程序模塊主要完成的工作是對(duì)系統(tǒng)的初始化，發(fā)送顯示數(shù)據(jù)，同時(shí)對(duì)鍵盤(pán)進(jìn)行掃描，等待外部中斷，以及根據(jù)所需要的功能進(jìn)行相應(yīng)的操作。其流程圖如圖1.12所示。 圖1.12 軟件總體設(shè)計(jì)流程圖主程序比較簡(jiǎn)單，初始化完成后，調(diào)用按鍵掃描程序，取得鍵值，并根據(jù)當(dāng)前系統(tǒng)狀態(tài)調(diào)用相應(yīng)的子程序。這里有六個(gè)基本的子程序供調(diào)用，分別對(duì)應(yīng)系統(tǒng)的各種功能狀態(tài)。分別是緊急狀態(tài)子程序、設(shè)置子程序和時(shí)鐘顯示子程序，倒計(jì)時(shí)子程序等。（1）主程序

41、設(shè)計(jì)正常運(yùn)行時(shí)主程序采用查詢(xún)方式定時(shí)，定時(shí)子程序采用定時(shí)器0方式1查詢(xún)式定時(shí)，定時(shí)器定時(shí)50ms，確定50ms循環(huán)20次，從而獲得1S的延時(shí)時(shí)間，保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)還需關(guān)中斷，以防止高優(yōu)先級(jí)中斷（緊急車(chē)輛通過(guò)所產(chǎn)生的中斷）出現(xiàn)導(dǎo)致程序混亂。開(kāi)中斷，由軟件查詢(xún)外中斷1，判別哪一道有車(chē)，再根據(jù)查詢(xún)情況執(zhí)行相應(yīng)的服務(wù)。待交通燈信號(hào)出現(xiàn)后，保持25S的延時(shí)，然后，關(guān)中斷，恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)，再開(kāi)中斷返回主程序。緊急情況出現(xiàn)時(shí)的中斷服務(wù)程序也需要保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)，但無(wú)須關(guān)中斷（因其為高優(yōu)先級(jí)中斷），然后執(zhí)行相應(yīng)的服務(wù)，待交通燈信號(hào)出現(xiàn)后按緊急處理按鈕，確保緊急車(chē)輛通過(guò)交叉路口，然后，按東西南北處理按鈕恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)，返回主程序。主程序

42、流程圖如圖1.13。圖1.13 正常運(yùn)行時(shí)程序流程圖 主程序設(shè)計(jì)如下： START:MOV SP,#50H MOV P1,#0FFH MOV 60H,#00H ;存50ms計(jì)數(shù)個(gè)數(shù) MOV 61H,#00H ;存0.5s計(jì)數(shù)個(gè)數(shù) MOV 62H,#00H ;存1S計(jì)數(shù)個(gè)數(shù) MOV 63H,#56 ;秒倒計(jì)時(shí) MOV TMOD, #01H MOV TL0,#0B0H MOV TH0,#3CH SETB ET0 SETB EA SETB TR0 ;初始化 MAIN: MOV 68H,#0CH MOV 69H,#0F3H ACALL HC595 ;南北紅燈亮，東西綠燈點(diǎn)亮 ACALL ZC1 MOV

43、 A,62H CJNE A,#25,MAIN ;如果不等于25，則時(shí)間未到，轉(zhuǎn)到NE02 NE05:ACALL ZC2 MOV A,61H CJNE A,#1,NE03 MOV 68H,#0BH MOV 69H,#6DH ACALL HC595 ;南北黃燈，東西黃燈點(diǎn)亮 AJMP NE04NE03:MOV 68H,#0FFH MOV 69H,#0FFH ACALL HC595 ;南北黃燈，東西黃燈熄滅，即閃爍 NE04:MOV A,62H CJNE A,#28,NE05 NE06:MOV 68H,#07H MOV 69H,#9EH ACALL HC595 ;南北綠燈，東西紅燈點(diǎn)亮 ACALL

44、ZC3 MOV A,62H CJNE A,#53,NE06NE09: ACALL ZC4 MOV A,61H CJNE A,#1,NE07 MOV 68H,#0BH MOV 69H,#6DH ACALL HC595 ;南北黃燈，東西黃燈點(diǎn)亮 AJMP NE08 NE07:MOV 68H,#0FFH MOV 69H,#0FFH ACALL HC595 ;南北黃燈，東西黃燈熄滅，即閃爍NE08:MOV A,62H CJNE A,#56,NE09 MOV 62H,#00H AJMP MAIN （2）1S中斷處理 子程序采用查詢(xún)方式定時(shí)，采用定時(shí)器1方式1查詢(xún)式定時(shí)，定時(shí)器定時(shí)50ms，確定50ms循

45、環(huán)20次，從而獲得1S的延時(shí)時(shí)間。 定時(shí)器需定時(shí)毫秒，故工作于方式。初值： TCMT T計(jì)數(shù)216ms/1us=15536=3CB0H 1S中斷處理流程圖（圖1.14）圖1.14 1S中斷處理流程圖 1S中斷處理子程序如下：MOV 60H,#00H ;存50ms計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)MOV 61H,#00H ;存0.5s計(jì)數(shù)個(gè)數(shù) T0_ZD:MOV TMOD,#01H MOV TL0,#0B0H MOV TH0,#3CH INC 60H ;50MS計(jì)數(shù) MOV A,60H CJNE A,#0AH,NE00 INC 61H;0.5S計(jì)數(shù)MOV 60H,#00H;清100MS計(jì)數(shù) NE00:MOV A,61H

46、CJNE A,#02H,NE01 INC 62H;1S計(jì)數(shù) DEC 63H;1S減計(jì)數(shù)MOV 61H,#00H;清0.5S計(jì)數(shù) NE01:RETI（3）74HC595串入并出子程序74HC595并行數(shù)據(jù)輸出口輸出信號(hào)接信號(hào)燈， 由于發(fā)光二極管為共陽(yáng)極接法，輸入為低電平，則對(duì)應(yīng)的二極管發(fā)光，所以可以用置位方法點(diǎn)亮紅，綠，黃發(fā)光二極管。 待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)放在A內(nèi),當(dāng)要向下一片級(jí)聯(lián)595芯片發(fā)送數(shù)據(jù)的話，應(yīng)該先把數(shù)據(jù)右移一位，然后再傳送。下面是該芯片工作流程圖及控制程序。74HC595芯片發(fā)送數(shù)據(jù)流程圖（圖1.15）：其中68H，69H是西南東北方向燈的控制信息，R6,R7表示寄存器移位次數(shù)。圖1.15

47、 74HC595芯片發(fā)送數(shù)據(jù)流程圖 74HC595串入并出子程序： HC595:MOV R6,#09H MOV R7,#08H CLR OE CLR SDI CLR SCK CLR LCK MOV A,68H RRC A HC01: RLC A MOV SDI,C SETB SCK NOP CLR SCK SETB LCK NOP CLR LCK DJNZ R7,HC01 MOV A,69H HC02: MOV SDI,C RLC A SETB SCK NOP CLR SCK SETB LCK NOP CLR LCK DJNZ R6,HC02 CLR OE SETB SDI SETB SCK

48、SETB LCK CLR C RET（4） 顯示預(yù)處理程序 當(dāng)定時(shí)器定時(shí)為1秒時(shí)程序跳轉(zhuǎn)到時(shí)間顯示及信號(hào)燈顯示子程序，它將依次顯示信號(hào)燈時(shí)間 ，同時(shí)一直顯示信號(hào)燈的顏色，這時(shí)在返回定時(shí)子程序定時(shí)一秒，在顯示黃燈的下一個(gè)時(shí)間，這樣依次把所有的燈色的時(shí)間顯示完后在重新給時(shí)間計(jì)數(shù)器賦初值 ，重新進(jìn)入循環(huán)。顯示預(yù)處理流程圖（圖1.16）： 圖1.16顯示預(yù)處理流程圖顯示預(yù)處理子程序： ZC1:MOV A,#25 CLR C SUBB A,62H MOV R2,A ACALL CONVERT ACALL DISP RETZC2:MOV A,#28 CLR C SUBB A,62H MOV R2,A AC

49、ALL CONVERT ACALL DISP RETZC3:MOV A,#53 CLR C SUBB A,62H MOV R2,A ACALL CONVERT ACALL DISP RETZC4:MOV A,#56 CLR C SUBB A,62H MOV R2,A ACALL CONVERT ACALL DISP RET （5） 倒計(jì)時(shí)顯示以其中一個(gè)數(shù)碼管為例，其他類(lèi)似，要顯示的數(shù)據(jù)在71H（十位）,70H（個(gè)位）中。倒計(jì)時(shí)顯示流程圖如圖1.17： （a） (b)圖1.17 倒計(jì)時(shí)顯示流程圖倒計(jì)時(shí)顯示子程序：DISP: CLR LED2 ;個(gè)位位選 CLR LED1;十位位選MOV A,70

50、H MOV A,71H MOV DPTR,#TAB MOV DPTR,#TAB MOVC A,A+DPTR MOVC A,A+DPTR MOV P2,A;段選 MOV P2,A;段選 ACALL DELAY ACALL DELAY SETB LED2 SETB LED1（6）BCD碼的轉(zhuǎn)換子程序 入口：要轉(zhuǎn)換的十六進(jìn)制數(shù)在R2中 出口：轉(zhuǎn)換后的十進(jìn)制BCD碼71H（十位）,70H（個(gè)位）中BCD碼的轉(zhuǎn)換流程圖（如圖1.18）： 圖1.18 BCD碼的轉(zhuǎn)換流程圖BCD碼的轉(zhuǎn)換子程序：CONVERT:PUSH ACC ;入 棧 MOV A,R2 MOV B,#0AH DIV AB MOV 70H,

51、B ;確定要放入單元 MOV 71H,A ;同上 POP ACC RET6系統(tǒng)實(shí)物圖制作完電路板，焊接完元器件后，該系統(tǒng)運(yùn)行如圖1.19所示。圖1.19 交通燈控制系統(tǒng)實(shí)物圖六、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目分值1原理圖的設(shè)計(jì)與繪制20分2 PCB板的設(shè)計(jì)與繪制15分3 元器件焊接15分4 程序的編寫(xiě)與調(diào)試20分5 驗(yàn)收與答辯10分6 實(shí)訓(xùn)報(bào)告書(shū)20分實(shí)訓(xùn)二 數(shù)顯電壓表設(shè)計(jì)一、實(shí)訓(xùn)目標(biāo)在電量的測(cè)量中，電壓、電流和頻率是最基本的三個(gè)被測(cè)量，其中電壓量的測(cè)量最為經(jīng)常，而且隨著電子技術(shù)的發(fā)展，更是經(jīng)常需要測(cè)量高精度的電壓，所以數(shù)字電壓表就成為一種必不可少的測(cè)量?jī)x器。數(shù)字電壓表（Digital Voltmeter）簡(jiǎn)稱(chēng)DVM，它是采用數(shù)字化測(cè)量技術(shù)，把連續(xù)的模擬量（直流輸入電壓）轉(zhuǎn)換成不連續(xù)、離散的數(shù)字形式并加以顯示的儀表。本次設(shè)