单片机实训内容（共8篇）
1.单片机实训内容 篇一
单片机原理及应用
实训报告
班级： 学号： 姓名： 指导教师： 实训总成绩：
一、节日彩灯设计
题目：8位逻辑电平模块上的LED小灯从左向右呈现“鞭甩”的实验现象，状态间隔为0.25秒；按键1开始，按键2结束。
原理图
程序代码：
#include 单片机原理及应用实训报告 管及驱动电路的连接，从而构成一个完整的硬件电路。然后通过对单片机的ROM进行编程，实现对彩灯闪烁的控制。 二、定时器实现流水灯 题目：利用定时器/计数器T0产生2秒钟的定时，每当2秒定时到来时，更换指示灯点亮，依次循环点亮。 原理图 程序代码 #include 50000)% 256;TH0 =(65536 单片机原理及应用实训报告 程序代码 #include 单片机原理及应用实训报告 实训总结 通过本次单片机实训使得我更深层次的学习单片机原理与应用技术这门专业课程，同时对KEIL软件进行复习。这次实训是我看到了我最薄弱的一点那就是编程，对于编程有很大的困难。对以往学习过的编程知识没有好好掌握，特别是编程这方便的知识很薄弱。学习过的知识在实际应用中仿佛是冰山一角，完全不够用，需要通过查阅很多资料才能解决到碰到的相关问题。而且实训中出现的问题都是实际应用出比较典型的问题。这次实训还让我深刻的体会了结构化程序设计的优势，让我懂得当我们要进行一个复杂的程序设计时应该先将其分解为多个不同的功能模块再分别编程实现，这样做不仅降低了编程的难度，也容易让编程者思路更加清晰，避免出现不必要的错误。在做仿真时，仿真图正确也不一定就是说明一定正确。 针对以上问题,笔者设计了一种单片机控制系统实训箱,要解决的技术问题是用单片机对各种自动化生产线设备进行控制实训,经过实践,取得较好的培训效果。 1 设备组成 该单片机控制系统实训箱,设有箱体,箱体内设置有电源、程序下载器和控制系统组合电路主板,程序下载器连接控制系统组合电路主板,电源为程序下载器和控制系统组合电路主板供电。控制系统组合电路主板由单片机微处理器、实训箱内部跳线插针以及实训箱对外接线端子、16路继电器隔离输出电路、8路三极管高速输出电路、1路8位D/A输出电路、20路光电耦合隔离输入电路、8路8位A/D输入电路、R485全双工通信接口、键盘、LED显示器、LCD显示组成。所述微处理器连接A/D输入电路、D/A输出电路、继电器隔离输出电路、三极管高速输出电路、R485全双工通信接口、键盘、LED显示器。微处理器与各电路之间通过跳线插针及接线端子连接,对生产线实训设备进行模拟控制。 继电器隔离输出电路的继电器(DC12V控制电压、单常开输出)经外部接线端子(均为5.08*8对外接线可拆卸带螺钉端子)连接实训设备的控制对象,继电器由电源供电,微处理器的输出信号端经跳线接口可与外部接口连接实现传输通信信号,控制继电器线圈。 光电耦合隔离输入电路的光电耦合隔器,由电源供电,经外部可拆卸带螺钉端子连接被控对象的传感器或无源开关量的信号输入端,可承受0~24V传感器的输出电压,为单片机微处理器提供标准的高低电平信号。 对输入可能引起的干扰,采用的是光电耦合隔离输入进行抗干扰设计;对输出可能引起的干扰,采用的是继电器隔离输出进行抗干扰设计;对高速数据传输过程中跳线可能引起的干扰,总线采用走板设计,无需跳线。 2 主要功能特点 2.1 主要功能 可直接控制各类电气设备,或可作为一种主控制器将生产线上的各类电气设备集成一个控制系统。可应用于工业自动化专业、电工专业等多种不同专业(职业)的不同技术等级的实训、考核、竞赛和教研。 2.2 主要特点 先进性。是集控制系统组合电路主板、程序下载器和电源于一体的先进技术实训设备。内置A/D输入电路、D/A输出电路、光电耦合输入电路、继电器隔离输出电路、高速脉冲输出电路、RS485全双工通信接口和液晶显示器。 开放性。是一个开放性平台,根据工程实际应用进行模块化组合设计,通过模块选择和编程完成不同生产目标(或实训项目)的控制要求,也可以进行技术改造、技术革新、实训项目开发等活动。 灵活性。各模块相互独立、功能互补,具有灵活的接线端口;结合实训项目要求,通过跳线连接可实现任意组合电路对电气设备或生产线进行自动化控制。 3 设备关键技术 3.1 所有设备组合有序 实训箱箱体内设置有电源、程序下载器和控制系统组合电路主板,程序下载器连接控制系统组合电路主板,电源为程序下载器和控制系统组合电路主板供电;控制系统组合电路主板设有微处理器,微处理器连接A/D输入电路、D/A输出电路、继电器隔离输出电路、三极管高速输出电路、RS485全双工通信接口、键盘、LED显示器。以上设备均在实训箱内布置。 3.2 输入输出全部引出接线端子 实训箱内微处理器的管脚外围设有四组跳线接口,构成32位的跳线接口,继电器隔离输出电路为16路,三极管高速输出电路为8路并联,D/A输出电路为1路8位,光电耦合隔离输入电路为20路,A/D输入电路为8路8位。所有微处理器与各电路之间通过跳线插针及接线端子连接。微处理器的控制总线连接输入/输出扩展芯片。继电器隔离输出电路的继电器经接线端子连接实训设备的控制对象,微处理器的输出信号端经跳线与继电器输入控制端连接实现传输通信信号,控制继电器线圈。 3.3 可控制步进电机 三极管高速输出电路有8路并接的三极管,接收微处理器的TTL电平信号,经基极,从发射极输出功率放大后信号,控制步进电极等高速脉冲驱动的电气设备。 3.4 采用专用下载器 微处理器采用STC89C51或STC89C52,程序下载器采用STC-ISP专用下载器,该下载器采用计算机的串口传输下载数据,采用计算机的USB接口给下载器提供电源。下载时直接将单片机按照正确方向放入下载器底座上,锁紧后在计算机上进行操作即可。 4 结论 综上所述,单片机控制系统实训箱是一种接线方便、控制输出驱动电流大,多种辅助电路、电路结构灵活多变、具有较强的抗干扰能力,能够仿真多种实际生产环境,适合控制各种实训设备或实际生产设备,且芯片程序固化操作简单、快捷、方便,同时被培训者能够掌握更接近生产实际应用的控制技术和编程技巧,为高技能人才实训教学提供良好的设备条件。 摘要：文章通过对当前职业技能的单片机实训教学设备的应用现状进行了分析,提出了与工业自动化设备连接一体化的单片机实训设备的构想,并提出了设计方案。通过介绍实训设备的组成、主要功能特点、关键技术,展示了该单片机设备的优势,为工业自动化职业技能设备制作提供了一种新思路。 关键词：单片机原理与实训：教学模式：任务驱动教学法 中图分类号：G712文献标识码：A文章编号：1005-1422（2016）01-0086-03 教学模式改革是课程改革的重要内容，结合学校创建国家示范性中职学校，我校对《单片机原理与实训》课程的教学模式、教学内容等方面进行改革。本文主要讨论《单片机原理与实训》课程教学模式的改革。 一、传统教学模式存在的问题 1.教学内容。教学内容按照章节编排，具体为：单片机内部结构、89S51单片机指令系统、汇编语言程序设计、定时器/计数器等。逻辑性、系统性很强，不适合现在的中职学生使用。 2.教学模式。传统教学模式是课前复习、导入新课、讲授新课、课堂练习小结、布置作业五环节教学模式。这种课堂教学模式是以“教师教为中心”，忽视学生是学习的主体，这种教学模式不适合中职学生的特点，课堂教学效果差。 单片机是一门教师难教，学生难学的“两难”课程，学生难学的原因在于大篇幅的指令程序和枯燥艰深的书面语言。课程改革的目的在于降低单片机学习的门槛，让中职学生轻松入门。 二、改革课程教学内容 为坚持“做中学、做中教”，重视实践和实训教学环节，强化学生的实践能力和职业技能培养，提高学生的实际动手能力。体现以就业为导向，以能力为本位，通过对电子技术应用专业人才需求调研，分析典型工作任务，结合企业的工作岗位和职业标准，确定学生的岗位能力，调整《单片机原理与实训》课程教学内容为六个项目，具体安排见表1。 课程内容采用模块化设计，通过不同模块搭积木的方式实现不同的功能，实现硬件连接。教学内容包含硬件制作、软件调试全过程，不单独讲述指令、程序以及中断、定时器等内容。项目均配有详细的电路、流程图、程序，将理论穿插在项目实践过程中。 三、任务驱动教学法 任务驱动教学法教师的角色是学习情景的创设者、学习任务的设计者、学习资源的提供者、学习活动的组织者。学生成了学习的主体，改变了“教师讲、学生听”的传统以教定学的教学模式，学生主动参与、自主合作、探究创新的新型学习方式。 根据任务设计合理组织课堂教学，是完成任务的关键。实施课堂教学，分五个步骤： 1.提出任务，明确任务目标。 2.教师引导。提出解决问题的思路、途径，引导学生自主学习。 3.实施任务，学做练结合。教师提供理论知识学习的素材，让学生自己阅读;指导学生实训步骤，学生能动手实践;知识拓展，让学生自主练习，探索知识规律，掌握方法。 4.检查与评价。针对学做练过程中出现的问题，教师及时讲解示范、纠正错误，鼓励学生大胆尝试，自主学习，检查与评价以鼓励为主。 5.任务扩展。学生的学习水平有差异，对技能强的学生提出任务拓展要求，提高更高的要求，加大任务难度，实行弹性教学任务。 四、任务驱动教学法的实施 下面以项目二中任务一流水灯控制为例说明任务驱动教学的实施过程。 1.提出任务，明确任务目标 （1）情景导入：我们生活中处处看到LED的影子，例如绚丽的节日彩灯、户外大屏幕显示器、LED电视机等。LED是怎样发光的，又是怎样变换出各种效果的呢？我们通过制作一块LED灯光模块来学习。 （2）任务目标：通过本次任务，认识LED，知道单片机I/O口的作用，编写单片机控制程序控制LED完成不同的灯光效果。 2.教师引导 教师分析任务实施的思路、步骤，引导学生怎样学习知识点、技能点。 3.任务实施，学做练结合 活动一：学一学 （1）认识MCS-51单片机I/O口。单片机要控制设备，要通过I/O口即输入输出接口，MCS-51单片机有4个并行I/O口，每个I/O口有8根接线，通过单片机实物讲解I/O口接线。 （2）认识LED。用实物教学，发光二极管常用的红、绿、黄三种，由镓、砷、磷化合物制成，具有单向导电性。 活动二：做一做 （1）搭建LED硬件平台。准备材料，根据原理图在万能板上搭建LED模块。 （2）搭积木。将单片机主机模块和LED灯光模块按照接线图（见图1）连接起来，搭建单片机控制的流水灯实物电路。 图1单片机主机模块和LED灯光模块接线图 （3）编写程序。先编写程序让8只LED全亮全灭闪烁，提供参考程序，并解读程序。通过运行Keil建立程序文件，将程序下载到单片机主机模块，调试运行程序。当程序运行时，同学们的眼睛看不见灯的闪烁，原因在于单片机执行程序的速度很快，灯闪烁太快，肉眼无法识别，要看到灯的闪烁要加上时间延时程序。 活动三：练一练 （1）照着做。街上的广告彩灯并不是全亮全灭闪烁，LED移动闪烁。教师提供参考程序，体会RL A指令的作用，让学生在“做中学”记住指令。 （2）改一改。将程序中RL A换成RR A观察结果和变化，理解RL和RR指令。 4.检查与评价 （1）学生自查。学生根据老师的步骤和示范，检查自己的学习成果，看看自己的学习作品能不能实现任务要求，如不能实现，请教老师和同学找出问题并解决问题。学生填写课堂记录表。 （2）学生互查。学生之间检查，能不能实现任务要求，并相互指导，相互之间评价自己的作品，培养学生的团队意识。 （3）教师检查。教师巡查学生的操作情况，发现问题，及时讲解，纠正学生的错误。对成绩好的学生分层教学，提出更高的要求，帮助学生完成，同时及时鼓励每一位学生，让优秀作品的学生推介自己作品。填写学习评价表。 5.任务拓展 （1）将LED模块与主机模块的P2口进行连接，实现8只LED向左或向右移动。 （2）变换LED模块的外形与主机模块的P3口进行连接，控制LED灯点亮。 五、教学模式改革的成效 采用任务驱动教学法，通过情景导入，任务目标分析，教师示范和指导，学生分组操作训练，师生互动，学生学会合作学习、自主学习，掌握学习方法，让学生在工作任务中掌握技能，提高学生的学习兴趣和创新能力。 针对《单片机原理与实训》课程专业性、实践性强的特点，通过任务驱动教学法，提高了教学质量，由电子技术应用专业学生制作的《F22战斗机》作品，获得第八届河源市青少年科技创新大赛一等奖。 但课程改革中也存在一些问题，学生不能很好地运用专业知识进行作品展示和评价，教师要加强引导;教师要提高自身的教学能力，要引导好学生学习过程中遇到的各种问题。 参考文献： [1]姜大源.论高等职业教育课程的系统化设计[J].北京：中国高教研究，2009（4）：86. [2]邓泽民.现代四大职教模式[M].北京：中国铁道出版社，2006. [3]李彩林.电工与电子技术课程教学改革探讨[J].科技信息，2008（13）：161. 通过这一个学期的单片机学习，我收获了很多关于单片机的知识，并且这些知识和日常的生活息息相关。了解了一些简单程序的录入，LED显示器、键盘、和显示器的应用和原理。 LED显示器：LED显示器是由发光二管组成显示字段的器件。通常的8段LED显示器是由8个发光二极管组成，LED显示器分共阳极和共阴极两种。有段选码和和位选码。当LED显示器每段的平均电流位5MA时，就有较满意的亮度，一般选择断码5-10MA电流；位线的电流应选择40-80MA。LED显示器的显示方式有动态和静态两种。7289A芯片是具有SPI串行接口功能的显示键盘控制芯片，它可同时取得8位共阴极数码管和64个键的键盘矩阵。7289A的控制指令分为两类：8位宽度的单字节指令和16位宽度双字节指令；还有闪烁指令和消隐指令。7289A采用串行方式SPI总线与微处理器通信；7289A与AT89C52接口电路，在实际电路中无论接不接键盘，电路中连接到其各段上的8个 100千欧的下拉电阻均不可以省去，如果不接键盘而只接显示器可以省去8个10千欧电阻，若仅接键盘而不接显示器，可省去串入DP及SA-SG连线的8个220欧电阻，7289A还需要外接晶体振荡电路。液晶显示器简称LCD，其显示原理是用经过处后的液晶具有能改变光线传输方向的特性，达到显示字符和图形的目的。最简单的笔段式液晶显示器类似于LCD显示器，可以显示简单的字符和数字，而目前大量使用的是点阵式LCD显示器，既可以显示字符和数字也可以显示汉字和图形。如果把LCD显示屏、背光可变电源、接口控制逻辑、驱动集成芯片等部件构成一个整体，是的与CPU接口十分方便。 键盘：键盘是最常见的计算机输入设备，它广泛应用于微型计算机和各种终端设备上。计算机操作者通过键盘向计算机输入各种指令、数据，指挥计算机的工作。按照键盘的工作原理和按键方式的不同，可以划分为四种：机械式键盘采用类似金属接触式开关，工作原理是使触点导通或断开，具有工艺简单、噪音大、易维护的特点。塑料薄膜式键盘键盘内部共分四层，实现了无机械磨损。其特点是低价格、低噪音和低成本，已占领市场绝大部分份额。导电橡胶式键盘触点的结构是通过导电橡胶相连。键盘内部有一层凸起带电的导电橡胶，每个按键都对应一个凸起，按下时把下面的触点接通。这种类型键盘是市场由机械键盘向薄膜键盘的过渡产品。无接点静电电容式键盘使用类似电容式开关的原理，通过按键时改变电极间的距离引起电容容量改变从而驱动编码器。特点是无磨损且密封性较好。 按照按键方式的不同键盘可分为接触式和无触点式两类。接触式键盘就是我们通常所说的机械式键盘，它又分为普通触点式和干簧式。普通触点式的两个触点直接接触，从而使电路闭合，产生信号；而干簧式键盘则是在触点间加装磁铁，当键按下时，依靠磁力使触点接触，电路闭合。与普通触点式键盘相比，干簧式键盘具有响应速度快、使用寿命长、触点不易氧化等优点。无触点式键盘又分为电容式、霍尔式和触摸式三种。其中电容式是我们最常用到的键盘类型，它的触点之间并非直接接触，而是当按键按下时，在触点之间形成两个串联的平板电容，从而使脉冲信号通过，其效果与接触式是等同的。电容式键盘击键时无噪声，响应速度快，但是价格很高一些。 显示器：按照显示器的显示管分类CRT、LCD。按显示色彩分类单色显示器、彩色显示器。按大小分类通常有14寸、15寸、17寸和19寸，或者更大。显示管的屏幕上涂有一层荧光粉，电子枪发射出的电子击打在屏幕上，使被击打位置的荧光粉发光，从而产生了图像，每一个发光点又由“红”“绿”“蓝”三个小的发光点组成，这个发光点也就是一个象素。由于电子束是分为三条的，它们分别射向屏幕上的这三种不同的发光小点，从而在屏幕上出现绚丽多彩的画面。显示器显示画面是由显示卡来控制的。若仔细观察显示器上的文本或图像是由点组成的，屏幕上点越多越密，则分辨率越高。 屏幕上相邻两个同色点的距离称为点距，常见点距规格有0.31mm、0.28mm、0.25mm 等。显示器点距越小，在高分辨率下越容易取得清晰的显示效果。电子束采用光栅扫描方式，从屏幕左上角一点开始，向右逐点进行扫描，形成一条水平线；到达最右端后，又回到下一条水平线的左端，重复上面的过程；当电子束完成右下角一点的扫描后，形成一帧。此后，电子束又回到左上方起点，开始下一帧的扫描。这种方法也就是常说的逐行扫描显示。而隔行扫描指电子束在扫描时每隔一行扫一线，完成一屏后再返回来扫描剩下的线，这与电视机的原理一样。隔行扫描的显示器比逐行扫描闪烁得更厉害，也会让使用者的眼睛更疲劳。完成一帧所花时间的倒数叫垂直扫描频率，也叫刷新频率，比如60Hz、75Hz等。 单片机原理及应用 实 训报告1 班级：应电14.2班 姓名：刘华利 学号：140302058 指导教师：向兵 四川电子机械职业技术学院 摘要： 《单片机应用系统设计项目化教程》这本书根据教育部新的教学改革要求和企业岗位技能需求，以高技能应用型人才专业能力培养为目标，结合作者多年的教学经验与课程改革成果进行编写。全书通过6个典型项目任务，着重介绍单片机基本原理及应用系统的设计方法与技巧，包括流水灯控制系统设计、简易数字时钟设计、数字电压表设计、低频信号发生器设计、数据存储及回放系统设计和窗帘智能控制系统设计等。本书采用“理实一体、项目化教学”模式进行内容编排，将单片机原理及应用系统设计的相关知识点融入项目中进行讲解，易教易学，效果良好。 目录 摘要········································ 2 目录········································ 2 实训名称···································· 3 实训地点···································· 3 实训时间···································· 3 实训目的···································· 3 实训项目···································· 3 项目1·······································3 项目2·······································4 项目3·······································5 项目4·······································6 实训总结····································· 7 四川电子机械职业技术学院 实训名称：单片机原理及应用 实训地点：行政楼523 实训时间：2016.6.27—6.30 实训目的：1、2、3、4、5、6、7、掌握结构化程序设计的基本方法，基本掌握面向对象程序设计的基本思路和方法。 掌握C的基本概念和基础知识。 通过训练能够读懂较为复杂的C语言源程序并具备基本C语言程序设计的能力。 熟练掌握各种常用类的定义继承文件的应用，为更好的理解面向对象打下更好的基础。 掌握面向对象的基本原理，提高学生综合程序设计的能力。 培养自己独立解决问题，找资料的能力。同学之间相互帮助、相互交流、相互合作的团队精神。 通过实训检查自己学习上的不足，达到熟练掌握C语言的基本知识和技能。 实训项目： 项目1 点亮一个LED,每隔一定时间循环熄灭、点亮… 设计思路：端口送高电平，led熄灭，延时1s，端口送低电平，led点亮，延时1s，就这样一直循环。 程序 #include L2 = 1; while(Ms--) DelayMs(1000); { L2 = 0; for(i = 0;i < 114;i+ DelayMs(1000);+);} } } 四川电子机械职业技术学院 原理图 项目2 点亮一个LED，让它每隔一定时间循环左移（课使用delay函数进行延时） 设计思路：在项目1的的基础上，用dalay函数进行延时，用<<来表示左移，添加一个左移的函数。通俗一点的讲的话，就如天天天同一些人排队领东西，领完了返回队位继续排（当然一只是这几个人排）。 程序 #include } while(1){ for(i=0;i<7;i++){ delay(100); LED=(LED<<1)|0x01;P3=LED;} } 四川电子机械职业技术学院 原理图 项目3 将任务二中delay延时改用定时器延时，且延时一秒 设计思路：在项目2的的基础上，用定时器来进行延时，首先设置定时器工作方式 也就是TMOD，在设置TH0/1,TL0/1的初值，也就是定时时间的设置，然后设置中断允许，并开中断。用中断来控制。 程序 #include { TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;j++;if(j==5){ j=0; P1=~(0x01< if(++i==8)i=0; } } 四川电子机械职业技术学院 原理图 项目4 四位数码管并排显示，从左到右依次为分、秒十位、秒各位、0.1秒，相当于移动可计时9分59.9秒，使用一个按键，当按键第一次按下，启动秒表，第二次按下，停止，第三次按下，清零。（数码管可选共阴极、共阳极，至于对应数字的段选可参考教材） 设计思路：用delay函数来进行延时，用内部中断来控制T1，用外部中断来实现计数、暂停、清零这三个功能。 程序 #include uintx,y; for(x=100;x>0;x--) for(y=z;y>0;y--);} void dihplay(){ P1=0xfd; 四川电子机械职业技术学院 P0=Tab[xiao%10]; delay(1); } void display(){ P1=0xfb;P0=Tab[miao/10];delay(1); P1=0xfe;P0=Tab[miao%10];dp=0;delay(1);} void dimplay(){ P1=0xf7;P0=Tab[fen%10];dp=0;delay(1);} void main(){ EA = 1;EX0 = 1;IT0 = 1; ET0=1;TMOD=0x01; TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; TR0=0;xiao=0;miao=0;fen=0; while(1) { display();delay(1);dimplay();delay(1);dihplay();delay(1); } } void timer0()interrupt 1 { xiao++; if(xiao==10) { xiao=0;miao++; if(miao==59) { miao=0; fen++; if(fen==10) { fen=0; } } } } void ex0_int0()interrupt 0 { swnum++;if(swnum == 1){ TR0= 1;} if(swnum == 2){ TR0 = 0;} if(swnum == 3){ xiao = 0; miao = 0; fen = 0; swnum=0;} } 四川电子机械职业技术学院 原理图 实训总结： 通过今次单片机实训，使我对单片机的认识有了更深刻的理解。系统以51单片机为核心部件，利用C语言编程，通过对led灯控制到用数码管实现秒表功能、中断控制功能，能实现本设计题目的基本要求和发挥部分。由于时间有限和本身知识水平的限制，本系统还存在一些不够完善的地方，要作为实际应用还有一些具体细节问题需要解决。 踉踉跄跄地忙碌了一周，我的程序终于编译成功。当看着自己的程序，自己成天相伴的系统能够健康的运行，真是莫大的幸福和欣慰。我相信其中的酸甜苦辣最终都会化为甜美的甘泉。 但在这次实训中同时使我对C语言有了更深的认识。当我第一次接触C语言就感觉很难，特别是今次实训要用到C语言，尽管困难重重，可我们还是克服了。这次的实训使培养了我们严肃认真的做事作风，增强了我们之间的团队合作能力，使我们认识到了团队合作精神的重要性。 为期一周的单片机实习已经结束了。通过此次实训，让我们掌握了单片机基本原理的基础、单片机的编程知识以及初步掌握单片机应用系统开发实用技术，了解“51”单片机精简开发板的焊接方法。同时培养我们理论与实践相结合的能力，提高分析问题和解决问题的能力，增强学生独立工作能力；培养了我们团结合作、共同探讨、共同前进的精神与严谨的科学作风。 此次实训主要有以下几个方面： 一、实训目的 1．了解“51”精简开发板的工作原理及其结构。2．了解复杂电子产品生产制造的全过程。 3．熟练掌握电子元器件的焊接方法及技巧，训练动手能力，培养工程实践概念。4．能运用51单片机进行简单的单片机应用系统的硬件设计。5．掌握单片机应用系统的硬件、软件调试方法 二、实验原理 流水灯实际上就是一个带有八个发光二极管的单片机最小应用系统，即为由发光二极管、晶振、复位、电源等电路和必要的硬件组成的单个单片机。 它的电气性能指标：输入电压：DC4.5~6V，典型值为5V。可用干电池组供电，也可用直流稳压电源供电。如图所示： 本流水灯实际上就是一个带有八个发光二极管的单片机最小应用系统，即为由发光二极管、晶振、复位、电源等电路和必要的硬件组成的单个单片机。 三、硬件组成 1、晶振电路部分 单片机系统正常工作的保证，如果振荡器不起振，系统将会不能工作；假如振荡器运行不规律，系统执行程序的时候就会出现时间上的误差，这在通信中会体现的很明显：电路将无法通信。他是由一个晶振和两个瓷片电容组成的，x1和x2分别接单片机的x1和x2，晶振的瓷片电容是没有正负的，注意两个瓷片电容相连的那端一定要接地。 2、复位端、复位电路 给单片机一个复位信号（一个一定时间的低电平）使程序从头开始执行；一般有两中复位方式：上电复位，在系统一上电时利用电容两端电压不能突变的原理给系统一个短时的低电平；手动复位，同过按钮接通低电平给系统复位，时如果手按着一直不放，系统将一直复位，不能正常。当要对晶体重置时，只要对此引脚电平提升至高电平并保持两个及其周期以上的时间便能完成系统重置的各项动作，使得内部特殊功能寄存器内容均被设成已知状态。 如图所示，只要按此开关就能完成LED和开关的重置。 3、发光二极管电路 LED发光二极管依次接P1口，利用共阳极接线，只要P1口由高电平变为低电平LED灯即点亮。 四、安装、焊接及调试 ⑴安装步骤 1.检查元器件的数量、质量和规格，详细阅读硬件说明部分，并将元件对号入座，对于有极性的元器件要注意安装方向，确保一次性焊接成功。 2.先焊接低矮、耐热的元件，比如电阻，再对高一些的元件进行焊接，比如芯片座、排阻等，以此类推，最后焊接高大的元件。⑵焊接部分 1.检查印刷电路裸板电源正负端、各相邻焊点是否短路。 2.检测元器件质量，电容、接插件是否短路，按键通断状态是否正确。3.集成电路一定焊接插座，确定好插座空间安装位置。4.焊接时特别要注意锡不能太多，否则易发生焊点短路。5.电烙铁焊接时间不要过长，以免烫坏焊点。⑶调试部分 1.硬件调试 拿到电路板后，首先要检查加工质量，并确保没有任何方面的错误，如短路和断路，尤其要避免电源短路；元器件在安装前要逐一检查，用万用表测其数值，看是否与所用相同；完成焊接后，应先空载上电（芯片座上不插芯片），并检查各引脚的电位是否正确。若一切正常，方可在断电的情况下将芯片插入，再次检查各引脚的电位及其逻辑关系。将万用表的探针放到单片机接电源的引脚上检测一下，看是否符合要求。 进行串口测试。接上单片机电源和串口线，打开电源开关，电源指示灯D0亮，使用STC89C系列单片机，其本身自带了一个测试程序，上电之后D1~D8便会两个两个的灯亮的闪烁。或者自己下载一个程序，如果串口正常，如不成功，就应该好好检查焊点及串口线。2.流水灯程序调试 将电路板串口连接电脑，把程序烧入STC89C52系统。用USB接口连接电脑，为单片机提供电源。电源接入口，程序开始运行。LED灯开始轮流闪烁，闪烁间隔大概为0.5S。点击复位电路，单片机复位，LED灯从第一盏灯开始又循环亮起。3.C语言程序 #include 1．接好电池盒，电源这是灯不亮。这些是因为电源插座存在虚焊现象，接触不良。遇到这种情况的时候应该及时检查和修复虚焊点。 2.出现不能正常下载程序。这是因为电路板电源没有正常接通或者下载线焊接组装有误、电池电压低、芯片MAX232不正常工作或管脚虚焊。应该去检查电源是否正常接通，并且更正正确。 3．下载程序不能正常完成流水灯功能。这是因为电池电压低或者发光二极管损坏或者管脚虚焊、电阻R1开路或管脚虚焊。解决这样的方法是更换电池或者修复焊点。 五、结论 通过这次实习让我们可以在实践中检验我们所学的单片机知识，更好的融会贯通，并在实践中发现问题，解决问题。这次设计的流水灯由于比较简单，遇到的问题都不是很困难，我们通过互相之间的交流、查阅书籍以及通过互联网所搜所需的资料都能够比较好的解决。 这次所调试的流水灯系统缺点是程序输入采用串口输入，烧入程序比较复杂。电路比较简单，所实现的功能只有流水灯，时间闪烁的控制需要修改程序才能实现。如果需要改进的，可以增加一个时间设置来设这流水灯的闪烁时间，或者通过流水灯排列的形状不同可以做成花样流水灯。 下图为本次实训结果展示图： 电路板焊接图 电路板实现流水灯图 汽车单片机项目教学实训台的组成和基本原理 汽车单片机项目教学实训台的基本组成及基本原理汽车单片机项目教学实训台主要由汽车发动机冷却水温测量控制系统和汽车车轴转速测量与显示系统两个教学项目组成, 外形如图1所示。整个硬件配置由发动机热交换装置、车轴转速检测装置、中央处理控制单元 (ECU) 、动态数字/模拟显示、语音报警、冷却风扇控制电路、操作按钮以及信号测试端口等组成。 1.汽车发动机冷却水温测控系统。使用加热器加热水箱, 模拟发动机水温上升过程。传感器检测到发动机水温信号产生模拟电压, 经A/D转换成数字信号输入单片机CPU, 根据其内部预先存储的数据和编制的程序进行数学计算和逻辑判断后实时显示水温。当水温上升到70℃时, 模拟指示灯开始指示;水温上升到88℃, 低速降温继电器动作, 启动冷却风扇开始降温, 冷却风扇低速模拟指示灯旋转指示;水温上升到93℃, 高速降温继电器动作, 冷却风扇高速模拟指示灯旋转指示;水温上升到95℃, 超温报警器报警, 加热器停止加热, 水温开始下降。当水温降到93℃时, 风扇高速继电器断开, 冷却风扇变为低速运转;水温降到88℃, 风扇低速继电器断开, 冷却风扇停止运行。当水温自然冷却到70℃, 加热器再次加热, 一个工作循环结束。 2.汽车车轴转速系统。电机转动带动测量齿轮, 模拟汽车车速变化过程。传感器检测到车速信号经整形放大处理后转换成脉冲波输入单片机CPU, 根据其内部设置的程序进行数学计算和分析后对汽车车速进行实时监控显示, 当实际车速值大于人工预设值120Km/h时, 语音报警超速提示。车速测量范围为0~240Km/h。 3.故障诊断系统。本教学实训台配置了故障自诊断系统, 先人工设置相关故障, 然后通过操作选择按钮方式Ⅲ, 再按启动按钮, 则系统进入故障诊断模式, 车速显示窗口数字灯闪烁, 依次自动循环显示所设置的故障代码。 单片机项目教学实训台的研发与制作 在开发设计单片机项目教学实训台的前期阶段, 笔者考虑到以前的实训台架只是制作测试端子, 不能形象地反映单片机项目教学的工作过程与控制原理, 实训中还必须另外找电控原理图才能实施查故、排故的专业训练。而结合汽车专业的工作特点, 将单片机两个训练项目的整套原理图直接制作在教学实训台的立面上, 能直观、形象地反映发动机水温与汽车车速的测控原理, 如图2所示。 设备上采用的传感器、继电器、冷却风扇、接插件甚至连面板标识都来源于汽车专业的规定, 全方位针对汽车电器的工作过程进行项目教学, 学生学习起来就会感到有亲切感, 不会陌生。另外, 在面板上的控制原理图上, 嵌入安装了测量信号端子, 可对发动机水温和车速的各种参数进行实时测量和动态分析, 方便了单片机的项目教学, 并使查故、排故训练现场化, 创建真实的教学环境。 中央处理控制单元 (ECU) 电路板 (如图3所示) 是单片机项目教学的核心, 其中所涉及的每一部分电路均由学生以小组单位形式完成。教学的环节有:项目电路设计、PCB板制作、电子元件插件焊接、硬件测试、软件编程参数修改、程序调试与烧录、故障处理排除、工作页的撰写等。 (一) 单片机项目教学实训台的研制工作 1.汽车市场调研、专家研讨, 结合汽车类专业具体工作过程, 确定教学项目。对项目的组成、系统结构与功能进行技术分析, 为研制做好准备工作。 2.整体方案研究, 明确项目研发的目标、任务、关键技术及解决方案。 3.制定技术路线与详细设计内容, 包括硬件软件、实训台外观钣金、材料采购、电子PCB板的打样等, 设计力求科学合理。 4.委托生产厂家按要求进行加工制作, 力求制作过程实用美观、尽量降低生产成本。 5.实训设备现场装配、硬件测试、软件调试、系统联机试验。 6.作为教学平台设置各种故障, 不断总结、完善提高。 (二) 单片机项目教学实训台拟解决的关键问题 1.教学项目的选取要具有代表性、经典性和实用性。 2.台架结构坚实、元件布局合理、外形美观、实用。 3.面板操作简单、人机界面友好, 实现模块化设计, 预留项目教学扩展功能接口。 4.信号实现隔离, 具备防干扰措施, 确保安全可靠。 5.ECU板采用单片机教学系统, 设计总线方式, 满足现场查故、排故要求。 单片机项目教学实训台的关键技术和诊断功能 (一) 单片机项目教学实训台的关键技术 1.发动机冷却水温与车速的实时检测、动态模拟及数字显示。 2.车速测量 (齿轮脉冲测速) 精度+1齿距, 能精确测量0~20Km/h低转速。 3.发动机水温模拟加热及冷却装置。 4.ECU板采用单片机控制处理系统及总线驱动电路。 5.实训台人机智能界面能够生动形象地反映发动机的水温、车速传感器、执行机构及显示装置与中央处理控制单元 (ECU) 的工作关系和测控原理, 针对故障进行诊断处理。 (二) 单片机项目教学实训台故障诊断功能 结合单片机项目教学实训台的操作面板 (如图4所示) , 操作按钮开关选择Ⅲ方式, 可以按需要快速进行多个故障设置, 故障代码由四位数码显示。 1.故障设置以后, 透过观察窗可以直观地观察发动机水温、车速测控及显示等各故障的实际现象。针对汽车等专业的具体工作过程, 方便快捷地与检测仪器连接, 读出故障代码并进行元件测试等。 2.可以断开传感器与中央处理控制单元 (ECU) 的连接设置断路故障, 也可接地设置短路故障, 或者模拟相应的信号输入ECU单元, 代替传感器的信号设置模拟故障。对于故障的查找, 既可以在实物上进行, 又可以在面板上进行检测。 3.通过万用表或仪器仪表对检测信号进行测量和波形动态分析, 可对发动机的水温、车速传感器、执行机构、显示报警装置、中央处理控制单元 (ECU) 板进行定量检查与测试, 从而查找并排除故障。 故障诊断贴近汽车电器专业的应用实际, 不仅可提高学生的分析能力和操作技能, 更为重要的是可让学生真正感觉到在“学中做、做中学、边学, 边做、边做, 边学”, 消除学生对单片机的神秘感, 最终使学生将学到的技能转化为实际工作能力, 为国家培养出汽车市场急缺的高层次技能人才。 单片机项目教学实训台在项目教学中的运用实例 常见故障实例:发动机水温异常。 故障现象:汽车在行驶途中发动机水温变化剧烈, 温度显示不稳定。 原因分析:汽车发动机水温测控系统采用了反馈控制, 发动机水温的高低决定冷却风扇转速的快慢。水温应始终恒定在85℃~90℃之间, 以免造成发动机温度不正常而降低发动机工作效率。 诊断与排除: 1.现场检查, 按下启动按钮, 水箱被加热, 随着水温的上升, 温度开始剧烈变化, 造成风扇继电器频繁接触闭合与断开, 确定风扇控制电路正常。 2.断开水温传感器与中央处理控制单元 (ECU) 的连接插件, 用仪器测量实训台面上的温度信号端子, 发现传感器的温度曲线呈现负温度系数的动态特征, 说明传感器良好, 不需更换。 3.模拟相应的信号输入ECU单元, 发现发动机水温显示正常。按下复位按钮, 故障代码消失, 由此排除ECU板出错可能。 4.经排查后发现传感器插头上导线与中央处理控制单元 (ECU) 的连接插件插头接触不良, 然后, 焊接好并装复后试车, 故障排除, 车况正常。 实际教学的应用证实单片机项目教学实训台能形象地模拟发动机水温测控系统中具体工作过程与反馈信号的工作状态, 它的研制成功使得单片机项目课程教学不再是教学的难点, 单片机项目教学实训台作为一个教学实训的载体, 可以培养学生成为既懂汽车, 又懂单片机技术的复合型高技能人才。 摘要：在汽车单片机项目课程教学的职业技能实训中, 普遍存在使用的实训设备与技术比较滞后的现象, 已经远远不能满足汽车工业日新月异发展的要求, 尤其是采用单片机作为现代汽车核心控制系统的模拟教学实训台在国内至今无生产厂家提供成型产品。针对这种情况, 本文阐述了笔者在实训设备的研发制作方面进行的尝试及在汽车电器专业的单片机项目课程教学实际中的运用, 并就单片机项目教学实训台项目进行了探讨。 关键词：汽车单片机,项目教学,实训台,设备研发,中央处理控制单元 (ECU) 参考文献 [1]李京申, 刘波.汽车电子电气系统[M].北京:教育科学出版社, 2004. [2]李秀忠.单片机应用技术[M].北京:中国劳动社会保障出版社, 2006. 【关键词】《单片机应用技术》 教学内容 考核方式 1.引言 随着科学技术的发展，单片机技术广泛应用于工业、农业、家庭生活等领域，因而《单片机应用技术》这门课程在高职高专相关专业教学中越来越重要。单片机技术涉及的知识面广、理论性强、更新快、实操性要求高，而高职学生基础较薄弱。为了更好地把这门课程教好，要整合教学内容和考核方式，减轻学生的学习负担，纠正学生的学习态度，以提高学生的综合能力，做到情景学习、任务学习，最后能学以致用，零距离上岗。 2.教学内容的整合 传统的教学都是按知识系统的组成原理，逐步介绍单片机的硬件组成及内部结构、指令系统、软件编程、定时/计数及中断、硬件外部接口及扩展、综合应用、按部就班地进行讲解，课程内容涉及模拟电子技术、数字电子技术、微机原理、C语言或汇编语言、PROTEUS仿真软件和KEIL软件。在课程总实训过程中进行作品制作时还与电子装配工艺这些课程有关，高职高专的学生根本没有较深入地学完上述课程，基础较差，理论知识的讲解根本无法让学生理解和领会。为了提高学生的学习积极性，在教学过程中，尽量把知识要点与内容穿插好，应用到各个情景中来，通过一个一个的情景设计以达到学以致用的目的。运用单片机典型实用的例子，学生理解了单片机是如何应用的，并掌握了相关的知识点。情景设计是单片机知识整合的重要手段，要把知识要点都应用到各个情景中来，又要确保情景内容不要重复和情景场面不能太多。在情景教学中，以资讯——计划——决策——实施——检查——评估为主线，具体设计内容如下： 情景内容设计——知识准备——学习设想——项目方案设计——制作过程——过程中的学习状态和反馈——总结和提高。 信号灯控制系统的设计与制作——单片机硬件系统——单片机结构、引脚功能认识——8个发光二极管依次点亮——分组，器材的准备和认识——知识型习题和技能型习题的检查——知识总结与实训报告填写 音调发声器系统的设计与制作——单片机开发系统的组成及原理，音调发声器原理——开发系统的开发过程——用开发系统设计音调发声电路——独立完成发声器电路的连接，完成源程序的输入、调试与运行——填写综合检查表，*.HEX文件是否生成——KEIL软件的使用 交通灯控制系统的设计与制作——程序结构——根据要求选择合适的程序结构——交通灯指示，LED显示——流程框图的编写——交通灯的显示——软硬件联机调试 秒表的设计与制作——定时/计数及中断——综合定时/计数及中断的应用程序——标准频率（1HZ）进行计数、多功能易修改的秒表——产品的制作过程——整个仿真过程的操作演练——程序的烧录，整机的联调 智能小车的设计与制作——LED、键盘及接口、A/D、D/A扩展——LED显示数字和键控程序实现——遥控，传感器，智能控制，数码管显示——遥控、启停智能小车的设计——智能小车作品的演示——故障的检测与排除 3.考核方式的改革 过去，理论考核和实训考核之比为1∶1，由于单片机的实践教学要求很高，因此学生考核方式大胆进行改革，减小笔试考试成绩所占比重，将评定方式改为“平时成绩20% +项目成绩70% + 卷面成绩10%”，平时成绩以平时作业和到课率为主，卷面成绩以理论考核（期中、期末考试）成绩为主，项目成绩包括实验和实训环节。实验考核主要包括基本操作技能、实训纪律和表现、实训报告及总结、作品的工艺和演示结果。实训方面要求学生在期末之前完成几项由教师事前制定的训练项目，这些项目要求学生自主完成，教师不参与指导，在实训过程中，要填写综合检查表，综合检查表中要考虑学生在实验实训中的文件建立及命名、硬件作图、硬件连接、软件流程图设计、程序编写、程序下载、联机调试等整个开发过程中每一环节的检查，并要求学生简要描述本项目的整个工作过程;实训完成时，教学团队填写项目评估表，项目评估表中要依据计划——决策——实施——检查——评估过程中细节评分再进行项目评分，最后依照每个项目成绩评定每期综合评定实训成绩。到期末，教师根据实验实训来进行项目成绩评定。 4.结语 通过十多年的教学实践与探索，采用理实相结合的单片机教学，运用情景设计法，把单片机知识整合到情景中来，克服了传统教学被动、呆板的缺点，既提高了学生的学习兴趣和学习效率，又减小了教学难度;同时，实训项目考核的补充实施，改变了学生无所谓的实训态度，明确了实训目的与任务，大大提高了学生的学习主动性，提高了理论知识水平和技能水平，为就业打下了坚实的基础，达到了很好的教学效果。课外兴趣小组的开设也提高了学生的组织能力、交流沟通能力、独立处理问题能力和创新能力。 【参考文献】 [1]鲁伦文，孟凤果.单片机原理及应用[M].北京：北京科学技术出版社，2010：42-66. 【单片机实训内容】推荐阅读： 单片机的发展概况09-05 单片机应用实践报告09-12 51单片机电子时钟程序09-15 单片机交通灯设计报告08-03 单片机数字钟设计总结08-05 单片机数字万用表课程设计08-30 单片机实验三(急救车与交通灯)07-25 单片09-10 单片机数据采集与双机通信系统的设计任务书09-042.单片机实训内容 篇二
3.单片机实训内容 篇三
4.单片机实训总结 篇四
5.单片机实训报告范文 篇五
6.51单片机实训报告 篇六
7.单片机实训内容 篇七
8.单片机实训内容 篇八