电子产品设计报告格式

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1、 西安科技大学高新学院 实实 验验 报报 告告 学学 院院 机电信息学院机电信息学院 课课 程程 电子产品设计电子产品设计 专专 业业 微电子科学与工程微电子科学与工程 班班 级级 1301 姓姓 名名 郭强郭强 学学 号号 1302050111 指导教师指导教师 周燕周燕 日日 期期 2016.06.16 1 目录目录 生日礼物的设计生日礼物的设计 2 一、 设计方案 . 2 二、 硬件设计 . 3 2、 电源模块 . 3 3、 LED 点阵汉字显示模块 3 4、 LED 灯心形显示模块 4 二、软件设计 . 4 四、系统调试 . 4 五、结论 . 4 四路交通灯设计四路交通灯设计 5 一、

2、 设计方案 . 5 二、 硬件设计 . 5 1、 主控模块 . 6 2、 电源模块 . 6 3、 时钟模块 . 7 4、 复位电路模块 . 7 5、 时间显示模块 . 7 6、 交通灯输出控制模块 . 8 三、 软件设计 . 8 四、 系统调试 . 9 五、 结论 . 9 智能小车的设计智能小车的设计 10 一、 设计方案 . 10 二、 硬件设计 . 10 1、 最小系统 . 10 2、 电源模块 . 10 3、 电机模块 . 11 4、 光传感器模块 . 11 5、 超声波壁障模块 . 11 6、 远程控制模块 . 11 三、 软件设计 . 12 四、 系统调试 . 12 1、 软件调试

3、. 13 2、 硬件调试 . 13 五、 结论 . 14 2 生日礼物的设生日礼物的设计计 一、一、 设计设计方案方案 此生日礼物的设计采用单片机为主控制中心，包含了电源模块、 LED 点阵汉字显示模块、 LED 灯心形显示模块以及音乐模块，原理框图如下： 图图 1 1 生日礼物原理框图生日礼物原理框图 二二、硬件设计硬件设计 1 1、 控制模块控制模块( (单片机最小系统）单片机最小系统） 主控制器采用 STC89C52RC，STC89C52RC 单片机是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超强抗干扰的单 片机，指令代码完全兼容传统 8051 单片机，12 时钟/机器周期和 6 时钟/机器周

4、期可以任意选择。最小系统图如下： 最 小 系 统 电源模块 LED 点阵汉字显示模LED 灯心形显示模块 音乐模块 3 图 2 最小系统 2 2、 电源模块电源模块 有两种供电模式，一试可以通过 USB 口供电，而是可以外接 5V直流电源供电。在实际电路中一定要加保护电路，防止因电源正负极接反而造成其他元器件的损坏。 3 3、 LEDLED 灯心形显示模块灯心形显示模块 由 16 个 LED 灯组成一心形图案，当单片机的 IO 口输出高电平的时候，16 个灯不同形式的显示，以此来达到美观的效果。具体可以实现依次点亮，按照颜色不同点亮，相同色的点亮，同时点亮，同时熄灭。 图图 4 4 心形心形

5、LEDLED 接线图接线图 4 二、二、 软件设计软件设计 图图 5 5 生日礼物软件设计总流程图生日礼物软件设计总流程图 四四、系统调试系统调试 通过将原理图在 Proteus 软件上仿真得到如下的仿真结果： 图 6 电路仿真图 系统初始化 LED 点阵屏依次显 示生日快乐 LED 心形流水灯依次 间隔点亮 音乐模块开始播 放生日快乐歌 循环显示生日快乐 LED 心形流水灯全 亮全灭 生日快乐歌循环 播放 返回开始 开始 5 系统的软件调试借助于 proteus 仿真器， 在进行系统软件的连续调试之前要先进行软件的初调， 就是要使各个子程序模块运行正确，程序的运行流程正确。软件调试主要 以下

6、几个步骤进行： 程序流程的调试。 序流程的调试主要是查看程序运行的步骤是否正确，在某时刻程序运行所处的位置是否正确，是否能正确运行各个中断服务程序。 功能程序与算法程序的通调。完成整个程序流程的调试后，将PID 等算法子程序加入，在算法子程序前或后设置断点，运行整个程序。 五五、结论结论 从一开始各个模块设计到原理图的设计，以及相应程序的编写，通过仿真最终实现了预期要播放音乐，显示汉字，以及 LED 灯心形点亮的功能，基本上算是完成了预期的目标。在此次实验过程中有许多问题的存在，各模块衔接不到位，编程有着很大的问题，在设计方面还有许多欠缺的东西，需要更加努力。 建议就是在日后的学习中多进行相关

7、资料的阅读， 以及多参加学院组织的相关类型的比赛， 以此来锻炼自己的设计能力和提高设计水平。还有平时多与老师学习相关专业知识，提高自己专业能力。 6 四路交通灯设计四路交通灯设计 一、一、 设计方案设计方案 1.1.单片机选择方案单片机选择方案 我们选择STC89C52RC单片机为核心， 结合单片机课程设计要求，在提高稳定性的前提下， 设计并且制作交通灯， 实现了能根据东西南北四个方向的指示灯来控制车辆的行进以及在紧急情况时的处理。 2.2.电源选择方案电源选择方案 为使模块稳定工作，须有可靠电源。我们考虑了两种电源方案 方案一： 采用独立的稳压电源。 此方案的优点是稳定可靠， 且有各种成熟电

8、源 可供选用；缺点是各模块都采用独立电源，会使系统复杂， 且可能影响电路电平。 方案二： 采用单片机控制模块提供电源。改方案的优点是系统简明扼要，节约 成本；缺点是输出功率不高。由于我们所做的交通灯结构简单，由电源直接驱动的元件只有发光二极管，电源的负载并不是很重。综上所述我们选择第二种方案。 3.3.选择界面方案选择界面方案 系统要求完成倒计时、 状态灯等功能。 基于上述原因， 我们考虑了三种方案： 方案一：完全采用数码管显示。这种方案只显示有限的符号和数码字符，无法胜 任题目要求。方案二：完全采用点阵式LED 显示。这种方案实现复杂，且须完成大量的软件 工作；但功能强大，可方便的显示各种英

9、文字符，汉字，图形等。方案三：采用数码管与点阵 LED 相结合的方法因为设计既要求倒计时数字输出， 又7 要求有状态灯输出等，为方便观看并考虑到现实情况，用数码管与LED 灯分别显示 时间与提示信息。这种方案既满足系统功能要求，又减少了系统实现的复杂度。权衡 利弊，第三种方案可互补一二方案的优缺，我们决定采用方案三以实现系统的显示功能。 二、二、 硬件设计硬件设计 硬件部分由 STC89C52RC 单片机、红黄绿 LED 灯、电阻、按钮、数码管等部件组成。 用二极管显示红绿黄等；道口交通灯指示采用红、黄、绿发光二极管进行提示。当 R=1000 欧时，按公式 A=(5-1.8)/R 计算，电路中

10、的电流大小应为 A=3.2mA。由于每个路口的通行双向指示处理相同，因此每个端口应具有 6.4mA 的吸收电流能力。 用数码管显示十字路口两个方向的剩余时间； 用单片机的定时器产生秒信号， 控制十字路口的红绿黄灯交替点亮和熄灭； 用六个按键分别设置复位、东西南北急停、东西方向急停、南北方向急停、和红灯时间的加减。 三、三、 软件设计软件设计 8 图 3 交通灯软件流程图 四、四、 系统设计系统设计 通过在 Proteus 软件中进行仿真得到以下仿真结果： 图图 4 4 交通灯原理仿真图交通灯原理仿真图 9 整体电路测试 系统上电，刷写好程序即可开始测试，观测数码管和发光二极管的显示是否按所编程

11、序的要求进行， 灯的显示亮度和数码管亮度是否正常，同时观察倒计的计数是否正常。 五、五、 结论结论 虽然我们设计的交通灯功能结构都比较简单，但这是我第一次编这么长的程序，心理很没底。先找了一个类似的程序根据我门的实际情况进行反复的修改，同时和实际情况相对比设置参数，终于在电脑上把源程序没有错误的生成了。此时心里就有一股成功的喜悦。经过查阅资料，我把交通灯的系统电路图设计出来，用 Keil和 Proteus 软件成功的仿真出来，此时我想我们已经成功了一半。剩下的环节就是这一周做实物了。实物焊完之后，调试的是时候出现了一些问题，主要是驱动管没连好，经过检查发现驱动管的输入控制引脚没有接。 通过这次

12、课设，让我明白了凡事不能眼高手低，理论上的东西只有通过实际的操作，在实际的操作中才能进一步深刻的领悟，同时也加深了对课本的理解，激发了我们对单片机的学习兴趣。我想这是这次课设的最重要的目的。此外，这次课设让我明白了团队合作的重要性，两人一组，各有分工，相互合作，发挥每个人的特长为团队做贡献，这是我们设计成功的最重要的原因。 10 智能小车的设计智能小车的设计 一、一、 设计方案设计方案 经过反复论证，我们最终确定了如下方案： 1.车体用塑胶车架。 2.采用 stc 公司的 stc89c52 单片机作为主控制器。 3.电机采用直流减速电机。 4.采用专用芯片 L298N 作为电机驱动芯片。 5.

13、采用双电源供电。 6采用红外避障模块。 二、二、 硬件设计硬件设计 1 1、 最小系统最小系统 2 2、 电源模块电源模块 （1 1） 最小系统供电最小系统供电 本设计有两种供电方式，一种是，电池供电，另一种是 usb 供电。 11 （2） 电机供电： 9v 电池 3 3、 电机模块电机模块 L298N 驱动直流电机，它靠两个引脚控制一个电机的运动。智能寻迹小车采用后轮驱动，左右后轮各用一个直流减速电机驱动，通过调制后面两个轮子的转速或正反转来达到控制小车转向的目的。芯片引脚和功能如图 1，驱动电路如图 2。 EN A（B） IN1（IN3） IN2（IN4） 电机运行情况 H H L 正转

14、H L H 反转 H 同 IN2（IN4） 同 IN2（IN4） 快速停止 L X X 停止 图图 1 1 L298NL298N 的引脚和功能的引脚和功能 4 4、 光传感器模块光传感器模块 采用红外避障模块，利用红外发射和接收探头来完成的，我们知道光有反射的特性，当小车遇到障碍物时，红外接收端接收到红外发射端发射的信息，反馈给单片机，进行控速避障。 5 5、 超声波壁障模块超声波壁障模块 采用超声波器件。超声波波瓣较宽，一个发生器就可以监视较宽的范围。其优点为抗干扰能力强，不受物体表面颜色的影响 6 6、 远程控制模块远程控制模块 红外遥控的实现主要是如何用程序去分析位 0 和位 1。位 0

15、12 和位 1 所不同之处就是在高电平脉冲后的低电平脉宽不一样，采用脉宽调 制的串行码，以脉宽为 0.565ms、间隔 0.56ms、周期为1.125ms 的组合表示二进制的“0” ；以脉宽为 0.565ms、间隔1.685ms、周 期为 2.25ms 的组合表示二进制的“1” 。 红外遥控系统主要分为调制、发射和接收三部分。红外遥控芯片将红外码调制成合适的脉冲信号经红外发射二极管发射红外编码后由红外接收器把接收到的信号处理后输出给单片机。 三、三、 软件设计软件设计 13 四、四、 系统调试系统调试 1 1、 软件调试软件调试 本次设计使用的是 C 语言作为编程的方式，根据任务书中设计的要求来编写每个功能的程序，并且最后在 Keil 软件中进行该程序编写的调试。 通过一段时间的对于问题的分析以及对于小车的设计之后，我开始着手与在电路板上焊接电路元件的时候，同时也一直的在对软件进行着调试。这样如果问题发生的话不仅能有利于对其快速分析及其解决，而且还可以是问题不积累起来，这样就不会因为突然发生的一点点的错误导致对电路的重新设计，从而就可以省下了大量的调试的时间。