嵌入式系统基础实训报告.docx

1、河南机电高等专科学校嵌入式系统基础实训报告系部电子通信工程系专业应用电子技术班级应电124班学生姓名学号1204152232014年6月1实训任务1时间2014年6月1号2014年6月30号；2实训单位河南高等专科学校；3实训目的1通过多12V可调稳压电源的制作，巩固印制电路板制作要领；2通过对单片机的AD转换功能的利用巩固单片机内部资源的利用；4实训任务结合单片机实验板设计一款数显稳压电源电路；掌握绘制原理图和生成电路板图的具体方法；会使用热转印机将电路图转印到覆铜板上；熟悉电路板的腐蚀过程及注意事项；会使用高速钻床给电路板打孔；熟练掌握焊接方法和技巧，完成电路板的焊接；掌握电子产品通电调试

2、的方法、具体步骤和注意事项；作好实训笔记，对自己所发现的疑难问题及时请教解决；联系电子产品设计和制作的过程，总结自己的心得体会；10参考相关的书籍、资料，认真完成实训报告。2综合报告简要介绍嵌入式系统是一种专用的计算机系统，作为装置或设备的一部分。通常，嵌入式系统是一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。事实上，所有带有数字接口的设备，如手表、微波炉、录像机、汽车等，都使用嵌入式系统，有些嵌入式系统还包含操作系统，但大多数嵌入式系统都是由单个程序实现整个控制逻辑。本次实训所做的项目就是利用控制芯片STC12C5A08S2实现对可调稳压电源输出电压和电流的监测，并在六位数码管上显示显示结

3、果。与其余的嵌入式系统一样该项目包含硬件电路和软件两部分。硬件电路有39V的可调稳压电源、单片机开发系统（主要是开发系统上边的数显部分）；软件部分包括电压检测、电流检测、显示三部分；实现的功能是在数码管上显示电源实时的输出电压和电流。电源的性能参数将在“性能参数”部分做出介绍。3原理分析电流检测电压检测模拟地Q1NPNQ2NPN32184U1ALM358R151KBAT112V64W110KR224K58W250KR30156784U1BLM358R410K54W3100KD15V58W450KR5100K电压输出上图即是硬件电路的电源部分，主要是将BAT1输入的12V直流电压通过调整管Q1、

4、Q2（复合管）使输出电压在39V之间连续变化，电流在300MA之内。稳压过程当输出电压升高时，导致电位器W2两端的电压上升，W2的采样反馈至运算放大器的反相输入端与运算放大器的同相输入端的基准电压比较后输出与电位器W2两端的电压成反比的控制电压控制调整管的基极电流使得Q2的集射电压升高，使得输出电压下降；同样在输出电压下降时以及输入电压上升与下降时的稳压过程类似，在此不再赘述4电源印制板制作印制电路板制作原理图注电路加入了桥式整流部分和电源指示部分。印制电路板图5软件设计一、软件分析项目的软件部分要求在数码管上显示电压和电流的实时值。为了保证数码管的显示刷新频率在人眼的可接受范围内，在程序中加

5、入了控制程序流向的“系统时基控制”模块同时控制显示的刷新率、电压和电流的AD转换都在4次/S；电压和电流的AD转换由STC12C5A08S2单片机的系统自带的十位AD转换完成，能够保证显示的精度；我的程序显示是左边三个数码管上显示000900V的电压值，右边三个数码管上显示0300MA的电流值。下图是程序的基本结构为了程序编写的方便，我将所有关于STC12C5A08S2单片机AD转换的部分以及在单片机开发板的六位数码显示部分模块化，既便于以后的调用又降低了重复编写的出错率，所有与AD转换有关的寄存器控制通过单片机数据书册的反复对照保证了可用性。程序初始化电压AD转换电流AD转换结果显示系统时基

6、控制6程序源代码/文件名LED显示的稳压电源编写者邢亚波编写日期2014613简要描述利用STC12C5A08S2单片机的AD转换检测稳压电源的电压和电流，结果在LED数码管上显示/INCLUDEINCLUDEINCLUDE“ADCSTCH“INCLUDE“LEDDISPLAYUSBH“UNSIGNEDCHARCODETAB0X88,0XBE,0XC4,0X94,0XB2,0X91,0X81,0XBC,0X80,0X90/老师的开发板共阳数码管09编码表UNSIGNEDINTU/定义电压值UNSIGNEDINTI/定义电流值UNSIGNEDINTINTERRUPT_CNTSBITFLAGPSW

7、5/利用PSW5的用户自定义位F0作为程序流向标志位VOIDINTIT/初始化函数VOIDCOUNT/程序中断计数函数VOIDADC_U/电压转换函数VOIDADC_I/电流转换函数VOIDDISPLAY/LED显示函数VOIDMAININTITWHILE17IF1FLAGSWITCHINTERRUPT_CNT5CASE0/ADC采集电压ADC_UBREAKCASE1/ADC采集电流ADC_IBREAKCASE2/刷新显示DISPLAYBREAKDEFAULTBREAKCOUNTVOIDINTITUNSIGNEDCHARTEMPSET_S2CON0/复位第二串行口的控制寄存器使串口工作在方式0

8、ADC_POWER1/首次使用AD转换，先打开AD转换电源使其稳定FLAG0/程序流向标志位初始化INTERRUPT_CNT0/中断计数器初始化TMOD0X01/使定时器工作在方式2TH06553650000/256TL06553650000256/定时器0做初始化EA1/开总中断ET01/开定时器中断TR01/开启动定时器SET_IN0_70/将P10设置为AD转换输入端8SET_IN0_71/将P11设置为AD转换输入端SET_RATE3/设置模数转换速率为“11“270个时钟周期转换一次STRAGE_MODE0/将转换结果保存为高八位在ADC_RES和的两位在ADC_RESL的两位的形式

9、FORTEMP0TEMP0A/执行10次AD转换取平均值保证结果准确RESULTADCRESULTRESULT88/电压值尺度变换RESULT/100/保留高三位值URESULTADC_POWER0/关闭ADC电源降低功耗U/10VOIDADC_IUNSIGNEDCHARA10UNSIGNEDLONGINTRESULT0/清除原电流值ADC_POWER1/打开模数转换电源_NOP_NOP_ADC_IN0_71/设置使P11输入的信号为电流信号_NOP_NOP_FORAA0A/执行10次AD转换取平均值保证结果准确RESULTADCRESULTRESULT27/电流值尺度变换RESULT/100

10、/保留高三位值IRESULTADC_POWER0/关闭ADC电源降低功耗I/1010VOIDDISPLAYSEND_DATETABU/100/显示最高位电压值时加小数点SEND_DATETABU100/10SEND_DATETABU10/三位电压值显示完毕SEND_DATETABI/100/显示电流值单位是MASEND_DATETABI100/10SEND_DATETABI10/三位电流值显示完毕遇到的问题与解决方案在实训的进程中遇到的问题跟硬件和软件有关。硬件方面，在布线完成之后，转印之初由于没有注意调整管Q1、Q2的管脚分布导致印制电路板电路连接错误后来通过查阅Q1、Q2的数据书册得以及时

11、调整，避免了硬件损坏；印制电路板做成后由于12V电源的输入端子正负极标示错误导致输入电源的极性接反将LM358芯片烧毁，最后通过查看布线图并重新标示、更换芯片得以解决。软件方面软件的编写费了点精力，刚开始还是按照平时实验的编程方法编写，可是发现编出来的代码比较混乱，等再次看时还要重新梳理，于是就采用了模块化编程的方法，最终证明是可行的；然后是AD转换和显示（我称之为扫描）的次数不能控制，因为STC12C5A08S2单片机的速度比较快，用C语言编写的程序不容易计算出扫描的频率，因此利用了系统时基控制程序的流向，而时基的最小单位是50MS因此扫描的频率是4HZ；还有AD转换后结果的尺度变换问题，这

12、个问题困扰了我很长时间，由于不明白数字显示仪表的显示值、基准电压、测量结果三者之间的关系，最终负责实训的张老师给出了答案解决了这个问题，就是被测电压不能大于AD转换的基准电压，显示值与测量结果的关系变换就是尺度变换；最后就是显示的电压值和电流值不会独立的变化，最终通过检查程序发11现在选择AD转换通道时没有将原来的通道关闭导致新设置的通道和原来的通道同时作用于AD转换器就出现了电压和电流互相影响的问题，解决的方法就是每次确定AD转换通道前先将原来的通道关闭。显示误差由于AD转换的基准电源是通过单片机提供的，经过测量单片机的工作电压是达不到5V，即基准电源不是5V，而我们通过尺度变换显示的电压值

13、会因为采用了整型数据因此会有误差，这个问题需要在软件中加入校准部分。12电源实物图及性能参数输入电压DC/AC12V3V输出电压DC0689V2V输出电流DC0258MA15MA13心得体会在这一个月的实习中遇到了很多的问题，有的问题一出来就导致前功尽弃了，看似简单的串联稳压电源和AD转换实际做下来没有想象的简单。它考验着我仪器仪表的使用熟练程度、考验着我专业基础知识的牢固程度、考验着我专业软件的应用熟练程度，很庆幸失败了几次还是坚持了下来最终完成了电源的硬件和软件。经过这一次实训,再次巩固了专业软件的应用，让我对仪器仪表又有了新的认识，同时也让我再次认识到了同学们在一起讨论某一个问题的重要性，因为这关系到我们能不能在最短的时间内发现问题解决问题,而这个对我乃至每个人都非常的重要。