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1、学 号 天津城建大学实 习 报 告（生产实习）起止日期： 2014 年 6 月 16 日 至 2014 年 7 月 11 日学 生 姓 名班 级成 绩指 导 教 师 (签 字 )计算机与信息工程学院2014 年 7 月 11 日天津城建大学生产实习任务书20132014 学年 第 2 学期设计题目： 交通灯模拟控制系统设计 完成期限：自 2014 年 6 月 23 日至 2014 年 7 月 3 日共 2 周设计依据、要求及主要内容：一实习的目的1.进一步熟悉和掌握单片机系统设计和编程原理。2.掌握单片机的接口技术及相关外围芯片的外特性、控制方法。3.通过设计，掌握以单片机核心的电路设计的基本
2、方法和技术。4.通过实际程序设计和调试，掌握模块化程序设计方法和调试技术。5.通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，了解开发单片机应用系统的全过程，为今后从事相应开发打下基础。二实习的基本要求1.认真认识设计的意义，掌握设计工作程序，学会使用工具书和技术参考资料，并培养科学的设计思想和良好的设计作风。2.提高模型建立和设计能力，学会应用相关设计资料进行设计计算的方法。3.提高独立分析、解决问题的能力，逐步增强实际应用训练。4.设计的说明书要求简洁、通顺，电路图内容完整、清楚、规范。三实习主要内容a) 设计实现功能STC12C5A60S2（引脚排序及基本功能同 AT89S51）作为主控芯
3、片，设计利用交通灯扩展电路实现十字路口交通灯控制系统，系统要求：1.系统运行时，模拟十字路口交通灯变化。2.按键调整当前路口红灯，绿灯时间3.可预置为禁行模式，即全部为红灯禁止通行状态。b) 原理图设计1.原理图设计要符合项目的工作原理，连线要正确。2.图中所使用的元器件要合理选用，电阻、电容等器件的参数要正确标明。3.原理图要完整，CPU、外围器件、外扩接口、输入/输出装置要一应俱全。c) 程序调计1.根据要求，将总体功能分解成若干个子功能模块，每个功能模块完成一个特定的功能。2.根据总体要求及分解的功能模块，确定各功能模块之间的关系，设计出完整的程序流程图。d) 程序调试1.编写相关程序，
4、并进行仿真。2.将程序下载到单片机，进行运行调试。e) 设计说明书1.原理图设计说明简要说明设计目的，原理图中所使用的元器件功能及在图中的作用，各器件的工作过程及顺序。2.程序设计说明对程序设计总体功能及结构进行说明，对各子模块的功能以及各子模块之间的关系作较详细的描述。3.画出工作原理图，程序流程图并给出相应的程序清单。目录第 一 章 元 器 件 、 电 路 介 绍1.1 电阻色环标示主要应用圆柱型的电阻器上，如：碳膜电阻、金属膜电阻、金属氧化膜电阻、保险丝电阻、线绕电阻。在早期，一般当电阻的表面不足以用数字表示法时，就会用色环标示法来表示电阻的阻值、公差、规格。 主要分两部分。第一部分：靠
5、近电阻前端的一组是用来表示阻值。两位有效数的电阻值，用前三个色环来代表其阻值，如：39，39K ，39M。三位有效数的电阻值，用前四个色环来代表其阻值，如：69.8，698，69.8K ，一般用于精密电阻的表示。第二部分：靠近电阻后端的一条色环用来代表公差精度。第一部分的每一条色环都是等距，自成一组，容易和第二部分的色环区分。三色环电阻：第一色环是十位数，第二色环是个位数，第三色环代表倍率。四色环电阻：第一、二环分别代表两位有效数的阻值；第三环代表倍率；第四环代表误差。五色环电阻：第一、二、三环分别代表三位有效数的阻值；第四环代表倍率；第五环代表误差。 如果第五条色环为黑色，一般用来表示为绕线
6、电阻器，第五条色环如为白色，一般用来表示为保险丝电阻器。如果电阻体只有中间一条黑色的色环，则代表此电阻为零欧姆电阻。六色环电阻：六色环电阻前五色环与五色环电阻表示方法一样，第六色环表示该电阻的温度系数。图 1-1 色环电阻色环电阻识别技巧：技巧 1：先找标志误差的色环，从而排定色环顺序。最常用的表示电阻误差的颜色是：金、银、棕，尤其是金环和银环，一般绝少用做电阻色环的第一环，所以在电阻上只要有金环和银环，就可以基本认定这是色环电阻的最末一环。 技巧 2：棕色环是否是误差标志的判别。棕色环既常用做误差环，又常作为有效数字环，且常常在第一环和最末一环中同时出现，使人很难识别谁是第一环。在实践中，可
7、以按照色环之间的间隔加以判别：比如对于一个五道色环的电阻而言，第五环和第四环之间的间隔比第一环和第二环之间的间隔要宽一些，据此可判定色环的排列顺序。技巧 3：在仅靠色环间距还无法判定色环顺序的情况下，还可以利用电阻的生产序列值来加以判别。比如有一个电阻的色环读序是：棕、黑、黑、黄、棕，其值为：10010000=1M 误差为 1%，属于正常的电阻系列值，若是反顺序读：棕、黄、黑、黑、棕，其值为 1401=140，误差为 1%。显然按照后一种排序所读出的电阻值，在电阻的生产系列中是没有的，故后一种色环顺序是不对的。表 1-1 色环识别表银 金 黑 棕 红 橙 黄 绿 蓝 紫 灰 白 无有效数 字
8、0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 数量级10-210-110010 1102103104105106107108109允许偏差（%）105 12 0.50.250.10.0520温度关系/（10 /） 10050 1525 10 5 1 1.2 电容 电容分直标法、色标法和数标法 3 种。 电容的基本单位用法拉（F）表示，其它单位还有：毫法（mF） 、微法（uF） 、纳法（nF） 、皮法（pF） 。没有极性，没有数字标示。1.3 电感 电感线圈是将绝缘的导线在绝缘的骨架上绕一定的圈数制成。直流可通过线圈,直流电阻就是导线本身的电阻,压降很小;当交流信号通过线圈时,线圈两端将会产生自感电动
9、势,自感电动势的方向与外加电压的方向相反,阻碍交流的通过,所以电感的特性是通直流阻交流,频率越高,线圈阻抗越大。电感在电路中可与电容组成振荡电路。电感一般有直标法和色标法,色标法与电阻类似。如：棕、黑、金、金表示 1uH（误差 5%）的电感。 电感的基本单位为：亨（H） 1.4 极性元件识别二极管：二极管的识别，小功率二极管的 N 极（负极），在二极管外表大多采用一种色圈标出来，有些二极管也用二极管专用符号来表示 P 极（正极）或 N 极（负极），也有采用符号标志为“P”、“N”来确定二极管极性的。发光二极管的正负极可从引脚长短来识别，长脚为正，短脚为负。图 1-2 二极管三级管：晶体三极管（
10、简称三极管）是内部含有 2 个 PN 结，并且具有放大能力的特殊器件。其中三极分别为基极、集电极、发射极。它分 NPN 型和 PNP 型两种类型，这两种类型的三极管从工作特性上可互相弥补，所谓 OTL 电路中的对管就是由 PNP 型和 NPN 型配对使用。三极管基极、集电极、发射极判定方法： (a) 判定基极。用万用表 R100 或 R1k 挡测量管子三个电极中每两个极之间的正、反向电阻值。当用第一根表笔接某一电极，而第二表笔先后接触另外两个电极 均测得低阻值时，则第一根表笔所接的那个电极即为基极 b。这时，要注意万用表表笔的极性，如果红表笔接的是基极 b。黑表笔分别接在其他两极时，测得的阻值
11、 都较小，则可判定被测管子为 PNP 型三极管；如果黑表笔接的是基极 b，红表笔分别接触其他两极时，测得的阻值较小，则被测三极管为 NPN 型管如 9013，9014,9018。(b) 判定三极管集电极 c 和发射极 e。(以 PNP 型三极管为例)将万用表置于 R100 或R1K 挡，红表笔基极 b，用黑表笔分别接触另外两个管脚时，所测得的 两个电阻值会是一个大一些，一个小一些。在阻值小的一次测量中，黑表笔所接管脚为集电极；在阻值较大的一次测量中，黑表笔所接管脚为发射极。图 1-3 三极管电解电容：代号：E/C；极性：本体上标有“+”、“-”字样。一般黑色记号边为负极。1.5 发射电路工作原
12、理由 QI,Lrl(U 形印刷线）,Cr1,C1,C2 构成射频振荡发射电路，通过调节 Crl 将发射频率控制在250MHz-300MHz 范围内（一般选 250MHz)，在这一频率范围内，可使外界干扰信号降到最小，有利于发射性能的提高。Q2,Q3,X1 等元件组成门铃控制信号振荡器，X1 一般选用频率为 32.768kHz 的电子表所用石英晶体。按下微动开关 ANI，由 Q2,Q3,X1 产生的低频门铃控制信号，经 R3 加到 QI 基极，对射频振荡发射电路进行“幅度键控”调制辐射，红色 LED 点亮；断开 AN1 电路因断电而无射频辐射。发射器采用 9V叠层电池供电，由 Q4,Q5 组成稳
13、压电路，将工作电压稳压在 3.73V（实测值） ，以保证发射器不受电池电压降低的影响。 图 1-4 发射电路原理图1.6 接收电路工作原理由 QI、Lrl,Cr1,C4 等组成超再生接收电路。Lrl（用中 0.9mm 漆包线绕制）、Crl 是确定高频振荡频率的谐振回路，当天线接收到的由发射器辐射出来的载波信号时，谐振电路与其发生谐振，并由 C4 形成正反馈，因而在电路两端产生很高的电压。由 L1（高频扼流圈）、R2,C2 等组成低频振荡，产生熄灭（又称淬灭、淬熄）电压，使高频振荡处于间歇工作状态。在该电路中高频振荡和熄灭电压由同一个晶体管 Q1 完成，所以这种超再生接收电路被称为“自熄式”超再
14、生接收电路，广泛应用于无线遥控小家电之中。由超再生电路接收并检波解调出来的门铃控制信号，经 R3、C6 滤波（主要抑制超再生接收电路特有的“沙沙”噪声），再经 C13 藕合加到 IC 1脚。 IC 1 为六反相器 CD4069，微弱的门铃控制信号先由 FI,F2,F3 组成的三级高增益放大器放大，其中 R19、R20、R21 为反馈电阻同时又起偏置作用，将 CMOS 反相器的工作点偏置在高低电平转换曲线阂值附近，利用阂值点附近的一段线性区，使数字集成电路在特殊条件下能够对小信号进行线性放大。在门铃控制信号得到高倍放大的同时，一些杂波信号同样也得到高倍放大，将对接收电路形成干扰，为此设一级 X1
15、 晶体选频（稳频），滤掉干扰信号，并且加一级由 F4,R18,D2 组成的整形电路，对门铃控制信号进行整形，再经 F5、F6 并联缓冲输出，最后经 R17 加至 IC2脚。Q2904385pCLEDYRK67+VIC2 型号 HT2810D，是能够发出“叮咚”响声的专用门铃音乐芯片，脚为触发端，脚为输出端。每当脚受到一次门铃控制信号触发时，脚的输出经 Q2 放大，微型扬声器SP 接连发出两次“叮咚一叮咚”响声，同时红色 LED 发光。图 1-5 接收电路原理图L139pC426508u7S?BzerDKRQ.MYI乐+V第 二 章 焊 接 过 程3.1 实施焊接(1)焊接之前应先将被焊工件加热
16、可融化温度，为了便于热传导，烙铁头上沾上少许焊料，同时要掌握好烙铁头的角度。尽可能增加与被焊工件的接触面积。 (2)当焊接点达到适当温度时，利用焊料由低温到高温流动特点，焊料应填充在焊点上距电烙铁加热部位最远的地方。切忌直接接触烙铁头来熔化焊料，将焊料简单的堆附在焊接点上。这样做有可能掩盖了因被焊工件温度不够或氧化严重而造成的虚、假焊。有些导线和元件看上去较光亮，实际上表面仍有一层氧化层，直接焊上后形成焊锡包住引脚，看上去是一个封闭的焊点，也很可能形成虚焊。 (3)在焊接点上的焊料熔化后，应将仅靠在焊接点上的烙铁头根据焊接点的形状移动，以使熔化的焊料在助焊剂的帮助下充分浸润被焊工件表面，渗入被焊面的缝隙。 (4)在焊接时，有人习惯用烙铁头作为运载焊锡的工具，这是
