函数发生器电子信息工程专业生产实习报告

1、学 号 xxxxxx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xxx班级11电信2班成绩指导教师(签字) 计算机与信息工程学院2014年 7月 11日xxx城建大学生产实习任务书20132014学年 第2学期计算机与信息工程学院 电子信息工程专业 班级 2 学号 xxx 设计题目： 函数发生器 完成期限：自 2014 年 6 月 16 日至 2014 年 7 月 11 日共 4周设计依据、要求及主要内容：一设计的目的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.

2、通过设计，掌握以单片机核心的电路设计的基本方法和技术。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。二设计的基本要求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。三设计主要内容a) 设计实现功能stc12c5a60s2（引脚排

3、序及基本功能同at89s51）作为主控芯片，设计电路，完成函数发生器，实现功能：1.可通过按键控制输出锯齿，三角，正弦，方波等波形。2.可通过按键调整频率和幅度。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，并进行仿真。2.将程序下

4、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。 指导教师（签字）： 教研室主任（签字）： 批准日期： 2014 年 6 月 5日目录第一部分：无线门铃1第1章 无线门铃器件的识别11.1电阻和电容11.1.1关于电阻11.1.2关于电容21.2电感和二极管及三极管31.2.1电感31.2.2二极管和三极管4第2章 无线门铃的电路及工作原理52.

5、1原件清单及电路图52.2工作原理62.2.1发射器的原理72.2.2接收器的原理7第3章 焊接83.1手工焊接的材料83.2焊接过程83.2.1正确使用电烙铁 83.2.2元件焊接顺序 83.2.3手工焊接贴片元件方法经验 8第4章 调试过程10第5章 心得体会11第二部分：单片机12第1章 总体设计方案121.1设计总方案121.2单元模块简介121.2.1信号发生电路121.2.2单片机121.2.3键盘13第2章 单元模块原理142.1模块电路的设计142.1.1单片机的最小系统142.1.2键盘模块设计152.1.3波形产生模块设计152.1.4运算放大

6、器16第3章 软件编写流程173.1软件设计流程图173.2软件设计183.2.1总程序源码183.2.2 正弦波产生程序223.2.3 三角波产生程序233.2.4 方波产生程序233.2.5 锯齿波产生程序24第4章 调试过程254.1、测量仪器及测试说明254.2测试过程254.3 测试结果25第5章 结果分析27第6章 总结28第一部分：无线门铃第1章 无线门铃器件的识别 1.1电阻和电容1.1.1关于电阻（一）电阻的概念 电阻（resistance，通常用“r”表示），是一个物理量，在物理学中表示导体对电流阻碍作用的大小。导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。不同的导体，电阻

7、一般不同，电阻是导体本身的一种特性。电阻将会导致电子流通量的变化，电阻越小，电子流通量越大，反之亦然。而超导体则没有电阻。（二）电阻色环识读 由于电阻阻值的表示法有数字表示法和色环表示法两种，因而电阻阻值的读数也有两种：1）数字表示法：此表示法常用于chip组件中。辨认时数字之前两位为有效数字，而第三位为倍率。例如： 334表示：33×104=330 k 275表示：27×105=2.7 m2）色环表示法：一二环颜色： 黑 棕 红 橙 黄 绿 蓝 紫 灰 白代码： 0 1 2 3 4 5 6 7 8 91.1.2关于电容 电容即电容器，通常简称其容纳电荷的本领为电容，用字母

8、c表示。定义1：电容器，顾名思义，是装电的容器，是一种容纳电荷的器件。英文名称：capacitor。电容器是电子设备中大量使用的电子元件之一，广泛应用于电路中的隔直通交，耦合，旁路，滤波，调谐回路， 能量转换，控制等方面。定义2：电容器，任何两个彼此绝缘且相隔很近的导体（包括导线）间都构成一个电容器。 电容与电容器不同。电容为基本物理量，用字母c表示，单位为法拉，符号f。1.2电感和二极管及三极管1.2.1电感（一）电感器的概念 电感器(inductor)是能够把电能转化为磁能而存储起来的元件。电感器的结构类似于变压器，但只有一个绕组。电感器具有一定的电感，它只阻碍电流的变化。如果电感器在没有

9、电流通过的状态下，电路接通时它将试图阻碍电流流过它；如果电感器在有电流通过的状态下，电路断开时它将试图维持电流不变。电感器又称扼流器、电抗器、动态电抗器。电感的种类1.2.2二极管和三极管（一）二极管1 组成：由单一的pn结组成。2 类型：常用的二极管有整流、稳压、发光二极管。3 电路符号及字母表示：整流二极管(d) 稳压二极管(zd) 发光二极管(led)(二)三极管1 三极管的种类：pnp型和npn型： 2 三极管的极性：基极(b) 发射极(e) 集电极(c)。3 三极管的作用：放大及开关。4 符号：q第2章 无线门铃的电路及工作原理2.1原件清单及电路图表2-1 接收器原件清单

10、名称数量位置名称数量位置名称数量位置名称数量电阻1m3r7/8/9电容100u1c12平装电容39p2c4 c8cd40691电阻470k1r5电容10u1c10平装电容5p2c1 c2 7mm细线1电阻120k1r1电容1u1c5平装电感1l12.5*6自攻丝3电阻47k1r6电容104p1c11晶振327681y1电路板1电阻10k1r2电容103p1c91n41481d1喇叭1电阻5.6k1r3电容222p1c690181q1机壳1电阻1k1r10电容152p1c390141q2音乐片1电阻5101r4电容102p1c790131q3名称数量位置名称数量位置名称数量位置r1001r1c2

11、22p1c32.5*61自攻丝r10k1r7微调1cl2.5*82自攻丝r22k3r2/3/4电感1l1电路板1r180k1r5开关1k1电池扣1r220k1r6f3红1led1按钮1c5p1c290142q1/2外壳1c10p1c190131q3图纸1 表1-2 发射器配件清单图2-1发射原理图图 2-2接收原理图2.2工作原理 遥控门铃电路由编码信号发射和接收两部分组成，其可靠性、抗干扰性优于传统门铃，正得到越来越多的广泛应用。传统的门铃都为有线门铃，使用方便，极大地方便了大家的生活。当发射器发射信号时接收器接到所发射的信号，并将该信号转变为电压值，输入到锁存器里锁存，再通过接收器外围的控

12、制电路控制继电器动作，使部件工作。2.2.1发射器的原理 当发射器发射信号时接收器接到所发射的信号，并将该信号转变为电压值，输入到锁存器里锁存，再通过接收器外围的控制电路控制继电器动作，使部件工作。  发射器由调制振荡级和高频振荡级两级组成。调制级电路由一块廉价的国产cd4069和32.768khz晶体完成，cd4069是6反相器。所谓反相器，就是么相器都有两端，输入端是高电平时输出端就转为低电平，输入端是低电平时输出端就为高电平，输入和输出端的电平总是相反。 发射器开关按下时，反相器1和2 及相关元件组成振荡发生器，产生 32.768khz低频信号。过程：反相器

13、1的1脚开始为低电平，2脚就是高电平，4脚也为高电平。2脚的高电平经r2对晶体x1充电，充电电流经r2-x1-反相器2的4脚到负极。充电时间由x1决定，等效电容为200p。由于x1的充电，x1上的电压逐渐上升，左正右负，当升至反相器1的翻转电平时，2脚就由原来的高电平转为低电平，4脚也同时转为低电平。x1开始放电，放电通路为r2-反相器1的2脚-负极。放电后x1上的电位降低，到一定程度时1脚降为低电平了，输出端又翻转成高电平，再次对x1充电，至此已完成一个充放电过程，即一个振荡周期，4脚输出一次低高变化的电平。之后振荡一直持续下去，反相器2的4脚就会一直输出高低不断变化的电平信号。这个信号的频

14、率由晶体；决定，为32.768khz。2.2.2接收器的原理 q3、l3、c4、c5为超再生振荡接收器，l3为绕制线圈，在直径5mm的骨架上绕制，用0.51漆包线绕3圈，骨架中间用铜芯调节。当l3的振荡频率与发射端相同时，谐振，q3的超再生信号就受发射端的调幅信号控制，l4为扼流线圈，阻止高频信号通过。超再生振荡电路具有自检波功能，检波后的调制信号在r4上产生压降，经r5、c9送入ic2进行放大，整形再放大，这由三个反相器13和12、11和10、1和2完成，c11滤波滤除检波后的高频杂波，使用检波后的有用信号信噪比最大。经三极放大后的调制信号与发射端（低频32.768khz）同频， x2在电路

15、中起选频作用，同频率的信号能顺利通过，免除了许多不需要的各种外界信号的干扰，选频后的信号送入q2放大整形，该信号的幅度还较低，经最后两级开路反相放大后输出等幅方波信号。r11限流，c12滤波，对方波进行平滑滤波，并有数十毫秒的延时，也能消除外界尖脉冲对触发电路的干扰，k是乐曲选择开关，音乐信号经q3放大推动喇叭发出声音。第3章 焊接 在电子制作活动中，焊接是一个非常重要的技术问题，焊接的好坏直接影响制作的质量。所以，这次的无线门铃焊接过程也是一个重要的环节。3.1手工焊接的材料 电烙铁:一种手工焊接的主要工具。  助焊剂：松香熔于酒精(1：3)形成"松香水"，又称

16、助焊剂。3.2焊接过程3.2.1正确使用电烙铁  电烙铁使用前要上锡，具体方法是：将电烙铁烧热，待刚刚能熔化焊锡时，涂上助焊剂(松香)，再用焊锡均匀地涂在烙铁头上，使烙铁头均匀的吃上一层锡(亮亮的薄薄的就可以)。在进行普通焊接的时候(比如在万能板上焊接直插式元件)，一手烙铁，一手焊锡丝，靠近根部，两头轻轻一碰，一个焊点就形成了。焊点理想的形状是一坨屎那种。 在万能板上焊接直插元件时，要将引脚尽量插到底。 3.2.2元件焊接顺序  先难后易，先低后高，先贴片后插装。 宗旨：焊接方便，节省时间。 先焊接难度大的，这主要是指管脚密集的贴片式

17、集成芯片。如果把这些难度大的放于最后焊接，一旦焊接失败把焊盘搞坏，那就会前功尽弃。  先低后高，先贴片后插装。这样焊接起来方便。如先把高的元件焊接了，有可能妨碍其他元件的焊接，尤其是高大的元件密集众多的时候。如果先焊接插装的元件，电路板就会在焊台上放不平，影响焊接心情。 3.2.3手工焊接贴片元件方法经验  首先在干净的焊盘上涂上一层助焊剂，再用干净的恒温电烙铁往焊盘上薄薄一层焊锡（一般电路板制作的时候都已上好锡，不过有时手工上锡还是非常必要的），把元件放置上去对准，上锡固定好对角，然后随意挑一边用烙铁垂直引脚出线方向较缓滑过，同时稍用力下压元件这条边；然后就同样

18、方法焊对边；然后就另外两边。最后检查，不好的地方重新焊过。焊接时电烙铁温度要适中，一般400度左右为好。第4章 调试过程 发射调整：装上 12v 电池，用万用表测发射电流（电流表跨接再 s 两端），应在 3 到 8ma间，若用手触摸 c2 两端时电流应大幅升高，说明已起振。   接收调整：装上3节 5 号电池，测量接收整机电流小于 lma ，按下发射机开关 s 不放，将发射机放在待调的接收机附近，用无感起子微调 l2

19、 如果调到某点，门铃发出声音，就说明接收机和发射机的频率大致相同；反义微调 l2 直到距离最远即可。图3-1发射器图3-2 接收板第5章 心得体会 通过这次的亲自动手焊制无线门铃，并成功完成了门铃的调制过程，让我收获颇深。在焊接之前，我们熟悉的了解电路图，每一个元器件在电路板上的位置都要清晰的记在脑子里。而且在实际操作时，应该把小的原件先焊接在板子上，比如说电阻和电容先焊接好，这样才方便焊接其他元件。当然，这并不是自己一个人就能轻松完成的任务，我们还要合作完成，有什么问题大家一起讨论，不懂的地方可以问老师或者同学。这样，一件复杂的工作就会变得好很多。在今后的学习中

20、，我们应该更加注重动手能力的培养，不管是学习中还是生活工作中，动手能力是必不可少的！第二部分：单片机第1章 总体设计方案1.1设计总方案 本次实验是利用at89s52单片机采用程序设计方法产生锯齿波、正弦波、矩形波三种波形，再通过d/a转换dac0832将数字信号转换成模拟信号，滤波放大，最终由示波器显示出来，通过键盘来控制三种波形的类型选择、频率变化，最终输出显示其各自的类型以及数值。 ±12v电源 键盘 示波器显示滤波放大 d/a转换 stc12c5a60s2单片机 图1-1系统总体框图1.2单元模块简介1.2.1信号发生电路 通过单片机控制d/a，输出三种波形。缺点：出的波形不

21、够稳定，抗干扰能力弱，不易调节。优点：此方案电路简单、成本低。1.2.2单片机 目前我们学习接触过的是at89s52单片机，它是一种高性能8位单片微型计算机。它把构成计算机的中央处理器cpu、存储器、寄存器、i/o接口制作在一块集成电路芯片中，从而构成较为完整的计算机、而且其价格便宜。1.2.3键盘 矩阵式键盘的按键触点接于由行、列母线构成的矩阵电路的交叉处。当键盘上没有键闭合时，所有的行和列线都断开，行线都呈高电平。当某一个键闭合时，该键所对应的行线和列线被短路。第2章 单元模块原理2.1模块电路的设计2.1.1单片机的最小系统 stc12c5a60s2是片内有rom/eprom的单片机，因

22、此，这种芯片构成的最小系统简单可靠。用stc12c5a60s2单片机构成最小应用系统时，只要将单片机接上时钟电路和复位电路即可，如图2-1 stc12c5a60s2单片机最小系统所示。由于集成度的限制，最小应用系统只能用作一些小型的控制单元。其应用特点：  有可供用户使用的大量i/o口线。 (2) 内部存储器容量有限。 (3) 应用系统开发具有特殊性。图2-1 stc12c5a60s2单片机最小系统2.1.2键盘模块设计图2-2独立式键盘 图中键盘独立键盘引出的八跟线分别接单片机的p2口，只用其第四列，因此在程序初始化时p2

23、.7脚给低电平。如图开关1用来切换输出波形、开关2和3用来调节频率的加减。当按开关2时输出波形的频率增加，按开关3时输出波形的频率减小。2.1.3波形产生模块设计 由单片机采用编程方法产生三种波形、通过da转换模块dac0832在进过滤波放大之后输出。其电路图如下：图2-3 波形产生电路 如上图所示，单片机的p0口连接dac0832的八位数据输入端，dac0832的输出端接放大器，经过放大后输出所要的波形。 dac0832是采样频率为八位的d/a转换芯片，集成电路内有两级输入寄存器，使dac0832芯片具备双缓冲、单缓冲和直通三种输入方式，以便适于各种电路的需要(如要求多路d/a异步输入、同步

24、转换等)。  d/a转换结果采用电流形式输出。若需要相应的模拟电压信号，可通过一个高输入阻抗的线性运算放大器实现。运放的反馈电阻可通过rfb端引用片内固有电阻，也可外接。 dac0832逻辑输入满足ttl电平，可直接与ttl电路或微机电路连接。 dac0832输出的是电流，一般要求输出是电压，所以还必须经过一个外接的运算放大器转换成电压。本电路接了两个运算放大器是为了进行双极放大。2.1.4运算放大器 lm124/lm224/lm324是四运放集成电路，它采用14管脚双列直插塑料（陶瓷）封装，外形如图所示。它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互

25、独立。每一组运算放大器可用图1所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“v+”、“v-”为正、负电源端，“vo”为输出端。两个信号输入端中，vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端vo的信号与该输入端的相位相反；vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端vo的信号与该输入端的相位相同。 图2-4 lm324 引脚图第3章 软件编写流程3.1软件设计流程图 本系统采用at89s52单片机，用编程的方法来产生三种波形，并通过编程 来切换三种波形以及波形频率的改变。  具体功能有：各个波形的切换；各种参数的设定；频率增减等。 初始化延时减f增

26、大输出锯齿波输出方波输出三角波输出正弦波value>255value>256value>254value>255value+s3按下s2按下延时增f减小s1按下是否按下键开始图2-5软件设计流程图3.2软件设计3.2.1 正弦波产生程序 输入正弦波的采样点，计算出 256 个（一个周期内）正弦波信号值。然后通过输出的两点间的延时来实现调频。依次循环输出，可得出正弦波。采点值放在sin_num中，程序如下：void sin() /正弦波 cs=0;p2=sin_numvalue; _nop_();cs=1;value+;if(value>255)value=0x00

27、;3.2.2 三角波产生程序 设个自变量 value 让它不断地自加 1，直到加到 255 时，t=value，对 t 进行不断地自减 1直到减到 t=0，然后再不断地重复上述过程产生三角波。程序如下：void sanjiao() /三角波 cs=0;p2=sanjiao_numvalue; _nop_();cs=1;value+;if(value>254)value=0x00;3.2.3 方波产生程序 设个自变量value让它不断地自加 1，直到加到 128时，p2口全为1， 再让 value不断地自加 1直到加到 255时，p2口全为0，然后再不断地重复上述过程产生方波。程序如下：v

28、oid fangbo() /方波 if(fang<128) cs=0;p2=0xff;cs=1;elsecs=0;p2=0x00;cs=1;fang+;if(fang>256)fang=0;3.2.4 锯齿波产生程序 锯齿波中的斜线用一个个小台阶来逼近，在一个周期内从最小值开始逐步递增，当达到最大值后又回到最小值，如此循环，当台阶间隔很小时，波形基本上近似于直线。适当选择循环的时间，可以得到不同的周期锯齿波。锯齿波发生原理与方波类似，只是高低两个时延的常数不同，所以用延时法，来产生锯齿波，设个自变量value 让它不断地自加 value，直到叫到 255， dac0832 可以又自动归 0，然后再不断地重复上述过程。程序如下：void triangle() /锯齿波 cs=0;p2=value;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();cs=1;value+;if(value>255)value=0x00;第4章 调试过程4.1、测量仪器及测试说明 测量仪器：±12v的电源，示波器等。 测量说明：正弦波、