嵌入式系统工程实训报告.doc

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1、实训报告课程名称：计算机电路与电子技术 目录第一章 引言22.1 课程设计题目32.2 课程设计任务及要求32.2.1 任务32.2.2 课程设计的要求33.1 了解并学习色环电阻的计算43.1.2 四色环电阻的阻值43.1.3 五色环表示法规则如下表：73.1.4 五环电阻快速识别步骤：83.2 认识凌阳61板103.2.1 “61板”功能特点103.3.1 a.电烙铁（35w） b.松香 c.锡丝 d.万用表114.1 电路设计及简要概述12SPCE061A集成了很多基本功能模块，系统板主要是把各功能模块引出来，以利于我们更方便的使用、学习和开发。下面的流程图是整个系统工作的流程图，在程序

2、选择各工作模块后，此工作模块就开始工作，完成相应工作或被中断打断，就进行新的工作。154.3安装调试步骤151 61裸板检测152 焊接板子154.4测试结果16第五章 电路实训心得体会16 第一章 引言 电子实习新概念是一个宏伟的，并在中国教育史上具有领导性的计划，它不仅能让学生提前接触模电、数电以及单片机三大技术，更能把大学四年的动手实践糅合在一起，真正实现培养“高素质、高层次、多样化、创造性”的人才培养目标。 电子实习新概念即基于61板的电子实习正好能解决大学生到社会企业去实习费用高、锻炼动手能力机会少的矛盾。因为它是世界上最经济实惠的十六位单片机开发系统；另外它也是一套使用方便、功能强

3、大的十六位单片机开发系统，具备上手快、学习面广、技术性和趣味性强等特点，使它不仅适应于初学者，也适应于高层次的产品开发者。通过基于61板的电子实习，加强学生对电子学的认识和提高，在今后的课程设计、毕业设计以及具有创意的电子制作和产品设计中都能用61板完成和进行高层次知识的学习。 电子实习与电子技术等理论课有很大的不同。电子实习是以电子产品生产为工程背景，通过实习使学生学到电子产品的工艺设计知识，并通过“真刀真枪”的电子产品制作，使学生了解电子产品制造过程、熟悉电子产品工艺，掌握制作电子产品的操作技能，为进一步学习和应用奠定基础。在培养高素质人才的系统工程中，实践教学的作用既不能省略又不能用电子

4、实验来替代。 电子实习是电气与电子类等相关专业重要的实践教学环节，主要是为了贯彻理论联系实际的教学原则，巩固和扩大已学过的电子技术的基础知识，使本专业学生初步获得电子产品生产工艺的基本知识和基本操作技能，为技术基础课和专业课程的学习建立初步的感性认识并提高学生的工程实践能力。在这次电子实习过程中，通过实习使我们学到电子产品的工艺设计知识，了解电子产品制造过程、熟悉电子产品工艺，掌握制作电子产品的操作技能，为进一步学习和应用奠定基础。 此次电子实习的目的主要是培养我们的实践动手能力，通过制作，了解电子产品生产试制的全过程，培养工程实践观念。通过理论与实践的结合，同学们都是第一次接触这样的电路板，

5、在此我对本次电子实习全过程做一个简要的说明与总结。第二章 需求分析2.1 课程设计题目（1） 为了使设计很顺利的进行，我们必须知道设计过程需要些什么。在这一章中我们会从实训题目、实训任务及要求、实训思想、硬件工具等方面做一下简单的需求分析。单片机最小系统开发板焊接及问题排除2.2 课程设计任务及要求2.2.1 任务（2） 进行微型步进电机控制电路硬件设计，画出电路原理图、PCB图或元器件布线图；（3） 安装或焊接元器件；（4） 验证结果2.2.2 课程设计的要求（5） 基本要求（6） 提高要求 第三章 概要设计3.1 了解并学习色环电阻的计算3.1.1 四色环表示法规则如下表：颜色无银金黑棕红

6、橙黄绿蓝紫灰白第一位有效值0123456789第二位有效值0123456789第三位倍 乘10-210-1100101102103104105106107108109第四位误差/%201053.1.2 四色环电阻的阻值第一步当我们拿到一个四色环电阻时，首先看它的第四道色环，第四道色环一般离其它三道色环的距离较远一些，容易找到，并且第四色环的颜色也只有金和银两种色，或者是没有第四道色环即无色。之所以要先看第四道色环不仅仅是因为它位置特殊和颜色简单容易识别而已，而是因为它将决定第一道和第二道色环的颜色，这个重要的特征由标称值系列来决定的。标称值系列误差/%电阻器标称值/E2451.01.11.21

7、.31.51.61.82.02.22.42.73.03.33.63.94.34.75.1待添加的隐藏文字内容35.66.26.87.58.29.1E12101.01.21.51.82.22.73.33.94.75.66.88.2E 6201.01.52.23.34.76.8标称值系列有E24、E12和E6三种，它们的误差分别是5/%、10/%、20/%，而在四色环电阻中刚好用金银无这三种色来分别代表这三个系列的误差，也就是第四道色环如果是金色的话，那么电阻器标称值就只有24个数值，如果是银色的话就只有12个数值，如果是无色的话就只有6个数值，第二步看完第四道色环后接着是先看第三道色环，第三道色

8、环是快速读出阻值的关键一环，大家都知道第三环是倍乘，如果只是读出倍乘的话那将影响整个阻值读取过程，我们应该将倍乘直接读成阻值的单位，再加上第一二道色环的数值就是正确的结果颜色倍乘数值范围单位金10-11.0-9.1几点几欧黑10010-91几十几欧棕101100-910几百几十欧红1021.0-9.1K几点几千欧橙10310-91K几十几千欧黄104100-910K几百几十千欧绿1051.0-9.1M几点几兆欧蓝10610-91M几十几兆欧紫107100-910M几百几十兆欧以上是第三道色环比较常用的颜色，而灰和白这两种色因为倍乘太大一般不会用，银这种色太小也不会常用，而无这种色因为没有相对应

9、倍乘，所以这第三道色环不可能是无色。第三步然后再看第一二道色环，第一二道色环代表的是有效值，第一道色环一般会紧靠在色环电阻的某一端，紧接着的是第二道色环和第三道色环，然后再隔较远的距离才是第四道色环，如何快速读出第一二道色环数值？请牢记下面这句口诀：棕一红二橙三黄四绿五蓝六紫七灰八白九黑零第四步检查最后读出的阻值是否正确根据第四道色环的颜色所对应的标称系列来检查第一二道色环是由棕红橙黄绿蓝紫灰白黑这种颜色每两种色组合而成，按道理可以配成1024种组合，但是我们在第一步时先看了第四道色环，因为E6和E12系列的阻值都是E24系列里重复的，不管第四道是金银无这三种颜色的任一种颜色，它们总共只有24

10、个对应阻值，也就是说第一二道色环的颜色组合也只有24种，比如说第一二道色环若分别为棕和黑，那么第四道色环可以是金银无三种颜色的任一种，因为三个标称值系列都有1.0对应阻值棕和棕，那么第四道色环只能是金色了，因为只有E24标称值系列才有1.1对应阻值棕和红，那么第四道色环是金或银了，因为E24和E12标称值系列都有1.2对应阻值棕和黄，那么你可能是眼花没看清楚，因为三个标称值系列中都没有1.4对应阻值，这时你应该再仔细看一遍。根据第三道色环的颜色所对应的倍乘来检查因为这第三道色环的倍乘，色环电阻的阻值就好像是科学计数法，所以第一道色环不可能是黑色，这里面的原因我们来举例说明，假如某个四色环电阻的

11、色环排列是黑红黄金，这样读出来的阻值便是20K，那么红黑橙金呢，读出来的阻值也是20K，用科学计数法来表示黑红黄金是02104,而红黑橙金表示是20103,显然前面个数是不科学的，因为第一个零是无意义的，这样在做色环电阻时就会注意到，如果第一个色环是黑色的话那就会修改第三道色环的颜色来修改倍乘，从而保证了第一道色环不会是黑色。根据电子产品或电子电路的性质来分析这个电阻的阻值读数是否合理正确。但是说实在的，现在的电阻产品，你要区分色环距离的大小的确很困难，哪一环是第一环，往往凭借经验来识别；对四色环而言，还有一点可以借鉴，那就是：四色环电阻的第四环，不是金色，就是银色，而不会是其它颜色（这一点在

12、五色环中不适用）；这样你就可以知道那一环该是第一环了。 请看下面例子： 红 紫 棕 金 2 7 1个0 5 第一环：红代表2第二环：紫代表7第三环：棕代表1，但是第三环的“1”并不是“有效数字”，而是表示在前面两个有效数字后面添加“零”的个数。 由此看来，这个电阻的阻值应该是270，单位是什么？在色环电阻中，一律默认为“欧姆”（电阻的基本单位，符号是）。 上述电阻的阻值是：270 那么，第四环又是什么意思？第四环表示电阻的“精度”，也就是阻值的误差。金色代表误差5，银色代表误差10。对270而言，5的误差，意味着这个电阻实际最小的阻值是270*（10.05）265.5；最大不会超过270*（1

13、0.05）283.5。 在识别四色环电阻时，有两个情况要特别注意： 1、当第三环是黑色的时候，这个黑环代表0的个数，几个0？是0个“0”，也就是“没有0”，不添加“0”。如：红 红 黑 金 2 2 0个0 5 阻值是：22 而绝不是220！ 2、金色和银色也会出现在第三环中：前面我们已经提到，第四环是表示误差的色环,用金、银两种颜色分别表示不同的精度；而第三环表示“添加零的个数”，那么当第三环出现金色或银色的时候，又怎么理解“添加零的个数”呢？你就这样记住吧：第三环金色：把小数点向前移动1位；第三环银色：把小数点向前移动2位。 举两个例子：1、色环排列：橙灰金 金 阻值是3.9 2、色环排列：

14、绿黄银 金 阻值是：0.54 因为这种电阻的阻值太小了，在一般电路中几乎不用，所以在电阻的系列产品中实际上是没有的。3.1.3 五色环表示法规则如下表：颜色无银金黑棕红橙黄绿蓝紫灰白第一位有效值0123456789第二位有效值0123456789第三位有效值0123456789第四位倍 乘10-210-1100101102103104105106107108109第五位误差/%20105120.50.250.10.05五色环电阻与四色环电阻之间的不同之处有：前三色环是有效数值，第四色环是倍乘，第五色环是误差。3.1.4 五环电阻快速识别步骤：五色环电阻阻值识别步骤和四色环电阻识别的步骤是差不多

15、的，依然是先看第五环（即最后一环），四色环电阻的最后一环只有金银无三种色，而五色环电阻的最后一环却有金银棕红绿蓝紫灰无九种色，这样使五色环的误差精度有所提高。五色环电阻阻值识别第二步同四色环电阻识别一样，也是看第四环（即倒数第二环）倍乘，因为前面三位有效数值，所以五色环电阻的倍乘与四色环电阻的倍乘完会不同，不同之处主要表现在第四色环的倍乘比四色环电阻的第三色环倍乘的倍率大101颜色倍乘数值范围单位银10-11.00-9.10几点几几欧金10010.0-91.0几十几点几欧黑101100-910几百几十几欧棕1021.00-9.10K几点几几千欧红10310.0-91.0K几十几点几千欧橙104

16、100-910K几百几十几千欧黄1051.00-9.10M几点几几兆欧绿10610.0-91.0M几十几点几兆欧蓝107100-910M几百几十几兆欧五色环电阻的前三色环有效值识别方法和四色环电阻完全相同，由于有三个有效值，使得五色环电阻精确度比四色环电阻明显提高，所以五色环电阻一般作精密电阻使用了。色环电阻的基本单位是欧姆，色环电容的基本单位是皮法，色环电感的基本单位是微亨。色环电阻顺序的识别方法注：色环电阻是应用于各种电子设备的最多的电阻类型，无论怎样安装，维修者都能方便的读出其阻值，便于检测和更换。但在实践中发现，有些色环电阻的排列顺序不甚分明，往往容易读错，在识别时，可运用如下技巧加以

17、判断： 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

18、以判别。比如有一个电阻的色环读序是：棕、黑、黑、黄、棕，其值为：100104=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140100=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。 色环电阻的阻值识别色 别第一色环最大一位数字第二色环第二位数字第三色环应乘的数第四色环误 差棕1110红22100橙331000黄4410000绿55100000蓝661000000紫7710000000灰88100000000白991000000000黑001金0.15%银0.0110%无色20%3.2 认识凌阳61板“

19、61板”是SPCE061A EMU BOARD的简称，是以凌阳16位单片机SPCE061A为核心的精简开发仿真实验板，大小相当于一张扑克牌，是“凌阳科技大学计划”专为大学生、电子爱好者等进行电子实习、课程设计、毕业设计、电子制作及电子竞赛所设计的，也可作为单片机项目初期研发使用。“61板”除了具备单片机最小系统电路外，还包括有电源电路、音频电路（含MIC输入部分和DAC音频输出部分）、复位电路等，采用电池供电，方便学生随身携带！使学生在掌握软件的同时，熟悉单片机硬件的设计制作，锻炼学生的动手能力，也为单片机学习者和开发者创造了一个良好的学习条件和开发新产品的机会！ 拥有“61板”即可拥有：单片

20、机实验板（具有DSP功能和语音处理功能）仿真器“编程器” ；汇编指令类似C，可读性强,集成开发环境（IDE）支持C语言！3.2.1 “61板”功能特点具具有DSP功能、语言特色的凌阳十六位单片机开发系统。集成开发板仿真器和编程器于一体。只需PC机即可进行产品开发，同时免费提供原版集成开发环境。不需任何外围器件就可以完成语音录、放、识别等功能。所有I/O全部引出，可以和用户外部电路直接搭配。多种电源供电方式，使用户使用更加方便。3.2.2 “61板”适用人群参加课程设计、生产实习、毕业设计和电子竞赛的老师和大学生。准备掌握DSP和语音处理方面（和弦音乐播放、录制、识别）的技术开发人员。学习新技术

21、单片机电子爱好者。进行工控领域、仪器仪表、家用电器、通讯等领域的单片机的产品研发人员。3.3 器材3.3.1 a.电烙铁（35w） b.松香 c.锡丝 d.万用表3.3.2 “61板”基本组成介绍1 开发板：以SPCE061A为核心的具有DSP功能和语音特色的16位单片机开发板； 2 下载线：SPCE061A本身内部集成了在线仿真电路（ICE），所以只要通过它就可以完成在线仿真、在线调试、在线下载； 3 光盘：包括教材、IDE软件开发环境、100多个程序范例、实验指导书上下册、应用范例等凌阳大学计划的技术资料，基本实现“无师自通”； 4 说明书：61板的使用说明，使学生们尽快上手； 5 电池盒

22、：3节普通的5号电池就可以供电； 6 喇叭：发挥语音特色，高兴并快乐着学习凌阳单片机； 7 排线：做基本的检测、扩展使用。 第四章 详细设计4.1 电路设计及简要概述输入/输出（I/O）接口“61板”将SPCE061A的32个I/O口全部引出：IOA0IOA15，IOB0IOB15，对应的SPCE061A引脚为：A口，4148、53、5460；B口，51、8176、6864。而且该I/O口是可编程的，即可以设置为输入或输出： 设置为输入时，分为悬浮输入或非悬浮输入，非悬浮输入又可以设置为上拉输入或是下拉输入；在5V情况下，上拉电阻为150K，下拉电阻为110K；设置为输出时，可以选择同向输出或

23、者反相输出。 （二）音频输入/输出接口正如我们在前面介绍的“61板”具有强大的语音处理功能，如图1.3所示，X1是语音的MIC输入端，带自动增益（AGC）控制， J3是语音输出接口，一个2pin的插针外接喇叭，由DAC输出引脚21或22经语音集成放大器SPY0030A放大，然后输出，SPY0030A是凌阳的一款芯片，相当于LM386，但是比LM386音质好，它可以工作在2.46.0V范围内，最大输出功率可达700mW（LM386必须工作在4V以上，而且功率只有100mW）。 （三）在线调试器PROBE和EZ_PROBE接口图1.3中J4为PROBE的接口，该接口有5pin，其中上、下两个分别是

24、（VSS）和3.3V电源（VCC），我们就是通过它将PROBE与PC机连接起来进行调试、仿真和下载程序的。这样，就不需要再用仿真器和编程器了。 图中的J11是EZ_PROBE的接口，我们提供一根下载线用作程序的下载，一端连接PC机的25pin并口，另外一端接61板的5pin EZ_PROBE接口。 （四）电源接口图中J10是电源接口，“61板”的内核SPCE061A电压要求为3.3V，而I/O端口的电压可以选择3.3V也可以选择5V。所以，在板子上具有两种工作电压：5V和3.3V。对应的引脚中15、36和7必须为3.3V, 对于I/O端口的电压51、52、75可以为3.3V也可以是5V，这两种

25、电平的选择通过跳线J5来选择。“61板”的供电电源系统采用用户多种选择方式：1、 5V供电 用户可以用3节电池来供电，5V直流电压直接通过SPY0029（相当于一般3.3V稳压器）稳压到3.3V，为整个“61板”提供了5V和3.3V两种电平的电压。另外也可以直接外接5V的直流稳压源供电，5V电压再通过SPY0029稳压到3.3V。 2、 3.3V供电 用户可以提供直流3.3V电压为实验板进行供电，此时整个板子只有3.3V电压，I/O端口电压此时只有一种选择。 需要注意的是由于SPY0029A最大输出电流为50mA，所以如果需要外接一些模组时要先考虑负载能力。 （五）外部复位 复位是对“61板”

26、内部的硬件初始化，“61板”本身具有上电复位功能，即通电就自动复位，另外，还具有外部复位电路，即在引脚6上外加一个低电平就可令其复位。如图1.3中的RESE T按键。4.2系统工作过程SPCE061A集成了很多基本功能模块，系统板主要是把各功能模块引出来，以利于我们更方便的使用、学习和开发。下面的流程图是整个系统工作的流程图，在程序选择各工作模块后，此工作模块就开始工作，完成相应工作或被中断打断，就进行新的工作。4.3安装调试步骤1 61裸板检测目的：检测61板裸板电源部分是否短路；2 焊接板子1.检测元器件、并作期间整形和整理； 2.元件分类； 3.焊接；4.4测试结果1 连接电源，可以连接

27、三节电池，也可以直接接5V稳压电源，power红色LED亮；2 用下载器将程序4下载到SPCEO61芯片，3 喇叭连接，直接将61板的J3；按K1，年月日播报，如2011年四月十二号；再按一下K1时、分播报，如上午十点三十分；按下K1 持续三秒以上可以调整年，月，日，时，分，K2 UP，K3 DOWN； 第五章 电路实训心得体会在这次焊接凌阳单片机的过程中我获得了很多收获： 第一： 在电路板上排列元器件，也不是一件很的容易的事，尤其是色环电阻，电容的排放问题，色环电阻在电路板上放置时，我们首先要计算色环电阻的阻值，然后才能在相应的位置排放，不然的话，由于电阻阻值不同，最后实验是，我们可能读不到

28、相应的数据，或者烧坏其他的电器元件，电容的排放也是一样的，要在相应的位置上，排放对应的电容 第二：了解焊料，焊剂的选择及其焊点质量的检查。 第三：掌握焊接方法、要求及其注意事项。第四：焊接元器件时，应先将焊接头清理干净，然后再进行焊接，这样可使焊接头处受热均匀，更方便焊接。同时焊接的时候也要注意，不要让焊点连接起来（这是最关键的）,否则容易造成元器件的损坏，甚至导致电路板的功能失效。同时焊接元器件时应当首先焊接贴片来的元器件，然后再按元器件的大小，按照从小到大的顺序依次焊接，焊接时，锡不要弄的太多，避免浪费。第五：对于有极性元件要特别注意不能焊接反了第六：焊接好了就可以下载程序。下载时，应注意

29、接口的正反（包括芯片安装的正反），当下载成功后，装上扬声器换一个跳帽，接通电源后，我们就会听到一个提示音“欢迎进入自检模式，I/O测试失败”。这是由于我们没插排线，输入输出检测不到的结果。当插上排线后，按下复位键，这时我们就会听到“欢迎进入自检模式，I/O测试成功”。按下S1键时，会看到绿色的发光二极管闪亮了一下，并有提示音“睡眠测试成功”。然后再一次按下S1，S2。这些都能测试成功。 第六章 注意事项（1） 防止触电，勿要烫伤人、电源线及衣物等。 （2） 电烙铁的温度和焊接的时间要适当，焊锡量要适中。不要过多。 （3） 烙铁头要同时接触元件脚和线路板，使二者在短时间内同时受热达到焊接温度，以

30、防止虚焊。 （4） 切不可将烙铁头在焊点上来回移动。也不能用烙铁头向焊接脚上刷锡。 （5） 焊接二极管、三极管等怕热元件时应用镊子夹住元件脚，使热量通过镊子散热，不至于损坏元件。 （6） 焊接集成电路时，一定等技术熟练后方可进行，注意时间要短，同时在焊接电路板的时候要断开烙铁电源。 （7）认真阅读焊接注意事项，了解61板电路原理图（参见61板说明书）和61板各器件（参见61板说明书）的对应关系； （8）焊接的时候要仔细认真，并按焊接步骤完成； （9）认真检测板子和各种焊接器件，否则可能导致把坏的元件焊接到板子，将会加大后续测试的难度； （10）焊接SPY0029的时候注意SPY0029焊接事项； （11）焊接U1、U2、U4的座子的时候要注意芯片座的摆放顺序，以免焊接反； （12）焊接U1、U2、U4芯片座时，芯片座中不要按放器件，以免导致器件损坏。