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基于工作过程的单片机实训工作流程
工作过程 1:方案论证和单片机硬件选型(11 月 17 日 实
验 5-1、实验 5-2)
根据设计要求拟定设计方案,并进行比较论证,核心是选择单片机芯片, 主要考虑因素有:
(1)字长:8、16、32 位,根据计算精度要求选择。 (2)片内资源:尽量使所选芯片内可以包含所需的全部功能,以简
化外围电路、降低成本、提高可靠性。 片内存储器类型和大小:ROM、RAM、EEPROM 程序下载和调试方式 GPIO 口数量和驱动能力 总线和通信接口(I2C、SPI、UART、USB)、 定时/计数器 中断源及其优先级数 A/D 和 D/A 转换精度、速度、通道数; 看门狗定时器 WDT、 PWM、 3、 开发工具和资料、资源:选择 4、 封装、工作电压、功耗 5、 工作温度范围等级:商业、工业、汽车、军用 6、 价格
将设计好的印刷电路板图发给电路板生产厂家制版。
工作过程 5:电路元件安装焊接(11 月 17 日下午、11
月 19 日上午)
对照原理图、电路板图和元件实物,明确各元器件的作用、参数、 封装、极性和安装位置。
功能(参考原理图) 外 形 封 装 ( 如 DIP28 (Dual ln-line Package) 、 SOP24
(2)焊接操作步骤和要点: 1) 焊接时络铁头先靠在焊盘和元件引脚上使之加热
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2) 将焊锡丝点涂在焊盘上,靠焊件温度融化焊锡并润湿焊件。 3) 适当用锡后移开焊锡丝。 4) 稍后移开络铁头。
(3)注意 1) 用锡量合适(少而均匀、四周完整)
2) 时间控制(保证焊锡充分融化并润湿焊件的条件下越短越好。) (4)元件焊接顺序
ORG 0 JMP MAIN ORG 0003H ;键盘使用外部中断 INT0
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JMP CH452_INTER ORG 000BH JMP T0_INT ORG 001BH JMP T1_INT
4、程序中正确调用头文件所提供的子程序(或函数)
明确功能、入口和出口参数、资源使用,如: 1 字节二进制数转换为 3 字节 BCD 数子程序 B2D 入口参数:A=待转换的二进制数 ,R0=BCD 百位数地址 显示子程序 DISP8 将缓冲区数据(每字节一位数据 0~F 不需要译码)显示在 8 位 LED 上,无需 循环扫描。 入口参数: R0=数据最低位地址 头文件 CH452.h 所提供的部分子程序(或函数) CH452 初始化子程序 CH452_INIT 启动某通道 AD 转换子程序:Set_AD 入口参数 : A=通道 读取 ADC 结果子程序:READ_AD 读取所启动的通道 ADC 结果 出口参数: A=转换结果高 8 位
工作过程 7:构造目标程序下载到单片机的程序存储器中
(12 月 1 日)
在软件集成开发环境下构造目标,排除语法错误,通过调试排除逻辑错 误后,通过一定的方法将目标程序下载到单片机的程序存储器中,常用方法 有:
使用编程器,主要是针对一些不支持 ISP 的老型号单片机。 使用 ISP 下载电缆,目前大多数单片机都支持某种方式的 ISP,需要相 应的 ISP 下载电缆(接口方式有:LPT、COM、USB 等)和配套的 ISP 软件。 如对 AT89S 系列单片机可采用 ATMEL 公司提供的 LPT 或 USB 接口的电缆和 程序 AT89ISP 进行程序下载,STC 单片机可以采用宏晶公司提供的 STC-ISP 程 序和普通 RS-232 电缆进行程序下载。操作方法可见课本有关章节。
CH452_KEY EQU ; 保存按键值 SEC EQU 47H PT EQU 48H ;温度设定值单元 根据 I/O 引脚分配,用伪指令定义输入输出位变量。 HeatBIT P2.6; 加热器开关 BEEP BIT P2.7;蜂鸣器 SECUP BIT 1
3、正确安排中断入口和定时器、中断的初始化,如:
1、实验 5-2)
根据所选芯片,选择一种开发工具和程序设计语言,对采用 51 内核的 单片机用 Keil 集成环境较为合适,用 C 语言或汇编语言均可。(数值计算较 多的建议用 C 语言,简单控制可用汇编语言)
工作过程 4:印刷电路板 PCB 设计(12 月 17 日)
一般使用原理图设计相同的 EDA 软件,这样可以直接从原理图生成电 路板图。目前使用最多的有 Protel 的 PCB 设计模块 或 Proteus 的 PCB 设计 模块 ARES
工作过程 8:功能测试(12 月 1 日)
对已下载程序的装置进行实际功能测试,以发现各类错误并回到前述某 环节进行修改,排除错误,实现设计要求。
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12 月 22 日到 12 月 29 日:综合实验:温度采集控制装 置系统的设计与制作
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(SmallOutlinePackage)、0805 参数值(如 331、105) 焊接位置(参见电路板图) 方向(IC 插座)或极性(LED、电解电容、蜂鸣器)。
按正确顺序和操作方法进行元件的手工焊接。
(1)焊接准备 焊前应使络铁头保持清洁和上锡(可在湿海绵上擦拭去除污垢,沾少量松香、 镀上一层锡)。
1) 按元件高度从低到高依次安装焊接 2) 从 Bottom 面焊接时可用夹板固定元件防止脱落,使之高度整齐。 3) 表贴电阻电容焊接时,先在一个焊盘上镀锡,用镊子夹住元件焊接在该
焊盘上,然后再焊另一端。
(5)、完成焊接后 1) 用放大镜检查焊点,不要有虚焊和短路现象; 2) 用万用表等测量电路板是否存在短路,对单片机电路板还可以插入带自
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检程序的芯片进行自检。 3) 焊锡中含有铅、锡等有害金属,焊后应洗手后再拿食物。
工作过程 6:将程序移植到实际硬件(11 月 24 日)
由于 EDA 软件仿真模型不可能很全,往往实际使用的单片机芯片与仿 真时采用的型号有些出入,如本次实训采用的 STC 54 系列单片机,是在 51 内核的基础上,内部扩展了一些功能,ProteusISIS 没有提供该系列的仿真模 型,故在电路和程序仿真时可以借用 89C52 的模型,然后设法将仿真源程 序进行一些移植工作后再进行目标程序的构造和下载,以适合实际的芯片。 注:对汇编语言编写的源程序要求必两者指令系统必需兼容,而 C 语言程序 可以在不同指令系统的单片机之间移植。移植方法如下:
基于工作过程的单片机应用技术实训
安徽电气工程职业技术学院
基于工作过程的单片机应用技术
实 训 工 作 流 程
自动化与信息工程系 信息技术教研室
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工作流程
工作过程 1:方案论证和单片机硬件选型 工作过程 2:硬件电路原理图设计 工作过程 3:程序设计和仿真调试 工作过程 4:印刷电路板 PCB 设计 工作过程 5:电路元件安装焊接 工作过程 6:将程序移植到实际硬件 工作过程 7:构造目标程序下载到单片机的程序存储器中 工作过程 8:功能测试
在程序最后用 #include "CH452.H“ 其中包含了对芯片 CH452 的各种操作子程序(或函数)。
2、用伪指令定义变量地址和 I/O 口线
根据情况用伪指令定义变量和 IO 口线,这样当硬件或程序变动时易于 修改。如:
BUF EQU 3EH ;显示缓冲区首地址(对应显示数据的最低位,BUF+7 对应最高位,保存功能号.
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工作过程 2:硬件电路原理图设计(11 月 17 日 实验 5-
1、实验 5-2)
一般利用 EDA 软件在计算机上进行,如 Protel、AD6、ProteusISIS 等。 从支持单片机仿真角度,功能最强的是 ProteusISIS;
工作过程 3:程序设计和仿真调试(11 月 17 日 实验 5-
1、包含必要的头文件(.h)
各种单片机和可编程器件都会由厂家提供一些关于定义片内资源或某 些特定功能的过程(子程序或函数)的头文件,在用户程序中用包含指令将 有关的头文件包含到自己程序中即可在程序中使用这些符号和过程。
例如为了使用 STC 系列单片机的内部资源,应在程序开始处用包含指令 #include "STC.H" ; 该头文件中定义了 STC 单片机的 SFR,并在 Keil 中将工程 属性的 A51 选项中去除“Define 8051 SFR Names”前的勾,以免两者重复定 义。