万用表单片机生产实习报告

1、成绩：WUHAN UNIVERSITYOF ENGINEERING SCIENCE生产实习报告专业：电子信息工程技术班级：22111301学 号：2211130102姓 名：朱天辰指导教师：望超二O五年五月教师评语：、实习目的通过数字万用表的安装与调试实训，了解数字万用表的特点，熟悉装配数字万用表的基本工艺过程，掌握基本的装配过程，学习整机的装配工艺，培养动手 能力及严谨的工作作风。二、实习内容及任务要求1实验内容1 ）、数字万用表简单的工作原理。2 ）、元件检测方法描述。3 ）、安装、调试、故障检测及排除的简单过程。4 ）、学会对简单的电路板焊接以及实际操作动手5 ）、在此过程中的收获和体会

2、2、实验仪器1） . DT830B数字万用表散件一套2 ）.万用表装配说明书、使用说明书3 ）.电烙铁一个4 ）.焊锡、松香等5）.实验用标准数字万用表一台6 ）.待测电阻、电源若干7 ）.螺丝刀、镊子、剪刀等3、设计要求1 ）、 了解数字万用表特点以及它的发展趋势。2 ）、 熟悉万用表装配技术的基本工艺过程。3 ）、 认识DT803B数字万用表的液晶显示器件、印制板部件等。4 ）、 安装制作一台DT803B数字万用表。5 ）、 根据技术指标测试DT803B数字万用表的主要参数4 、装配过程1 ）印制板的安装（1）双面板的A面是焊接面，中间环形印制导线是功能、量程转化开关电路，需小心保护，不得

3、划伤或污染（2）将元件清单上所有元件按顺序插焊到印制板的电路相应位置上。安装电容、电阻、二极管时，如果安装孔距 >8m m的采用卧式安装；电容采用立 式安装（板上丝印图画“ 0”的是立式安装，且此端为立式的电阻端）。按照PCB 板元件面上的印图相应符号完成操作。（3）安装电位器、三极管插座。注意安装方向：三极管插座应装在A面而且应使定位凸点与外壳对准、在 B面焊接，否则在焊完电路板后无法将其 安装在机壳中。（4） 安装保险座、R0弹簧。由于焊接点大，应注意预焊和焊接时 间。（5） 安装电池线。电池线由B面串到A面再插入焊孔、在B面焊接。 红线接“ +”黑线接“一”。2 ）.液晶屏的安装（

4、1）面壳平面向下置于桌面，从旋钮圆孔两边垫起约 5mm（2）将液晶屏放入面壳窗口内，白面向上，方向标记在右方；放入液晶屏支架，平面向下；用镊子把导电橡胶放入支架的横槽中， 注意保持导电橡胶 的清洁，并使其紧靠液晶屏。3 ）旋钮安装方法（1）V型簧片装到旋钮上，共六个。注意：簧片易变形用力要轻。（2）装完簧片把旋钮翻面，将两个小弹簧蘸少许凡士林放入旋钮两圆孔，再把两小钢珠放在表壳合适的位置上。（3）将装好弹簧的旋钮按正确方向（指向 OFF端）放入表壳。（4）固定印制板（1） 将印制板对准位置装入表壳（注意：安装螺钉后再安装保险管）， 并用三个螺钉紧固。（2）装上保险管和电池，转动旋钮，液晶屏应正

5、常显示。5 ）总装（1）贴屏蔽膜，将屏蔽膜上保护纸揭去，露出不干胶面，贴到后盖内盖上后盖，安装后盖2个螺钉。安装结束6 ）在安装过程中遇到的问题及解决方法和注意事项：（1） 液晶屏安装是应注意导电橡胶和相应接触电路板的清洁，否则有可 能出现显示不全的结果。安装前应用酒精等对电路板进行清洗。（2）进行旋钮的安装时，注意先将弹簧放入旋钮背面的两个圆形凹槽中 之后再进行小钢珠的操作，并且保持弹簧弹力良好，否则旋钮无法正常工作导致 小钢珠脱落。（3）在安装时应注意电路板应与机壳、 机壳的前盖和后盖紧密安装，否 则有可能因接触不良而造成液晶显示不全或无法显示。在不对电路板和线路造成 损伤的情况下应尽量拧

6、紧螺丝。（4）在焊接时应注意焊锡的用量保持焊点的完整， 不然会因为焊点没有 进行完整的焊接造成电路断路，无法正常工作。将此类焊点进行再焊接。三、实习总结及体会单片机单片微型计算机简称单片机，又称为微型控制器，是微型计算机的一个重要 分支。随着电子技术的发展，大规模及超大规模集成电路和制造工艺的进一步提 咼，单片机以其咼可靠性、咼性价比、低电压、低功耗等一系列优点，广泛应用 于控制系统、数据采集系统、智能化仪器表等领域。本次课程设计包括单片机最小系统（包括复位和时钟电路）及供电系统、4*4 电路设计软件进行原理图设计，利用 keil软件编程以及proteus软件仿真，借此巩固单片机应用、模拟电路

7、、数字电路课程及学会各种工程软件的使用1.1基本原理及原理框图单片机最小系统，是指用最小的元件组成的单片机可以工作的系统。对51系列单片机来说，最小系统一般应该包括：单片机、晶振电路、复位电路、按键 输入、显示输出等。单片机接口电路主要用来连接计算机和其他外部设备。本次设计主要完成的扩展电路包括键盘显示电路、数字温度计两大模块。 其原理框图如下图1.1所示：1.2 STC89C52结构功能介绍STC89C5是一种带8K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压、高性能 COMOS位微处理器，又称单片机。该器件采用 ATMEL高密度非易失存储器制造 技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚

8、相兼容。STC89C5具有8K在系统可编程存储器。具有以下配置：8KFIash，512字节 RAM 32I/O 口线，定时器，内置 4KBRO，三个16位定时器、计数器，一个 6 向量2级中断结构，双全工串行口。STC89C5芯片共40引脚，各引脚功能如下：VCC（40弓I脚）：电源电压VSS（20引脚）:接地RST复位端P0端口（ P0.0P0.7，3932引脚）：P0 口是一个漏极开路的8位双向I/O 口。作为输出端口，每个引脚能驱动 8个TTL负载，对端口 P0写入“ 1”时，可 以作为高阻抗输入。在访问外部程序和数据存储器时，P0 口也可以提供低8位地址和8位数据的复用总线。此时，P0

9、 口内部上拉电阻有效。在 Flash ROM编 程时，P0端口接收指令字节；而在校验程序时，则输出指令字节。验证时，要 求外接上拉电阻。P1端口（ P1.0P1.7，18引脚）：P1 口是一个带内部上拉电阻的 8位双 向I/O 口。P1的输出缓冲器可驱动（吸收或者输出电流方式）4个TTL输入。对端口写入1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这是可用作输入口。P1口作输入口使用时，因为有内部上拉电阻，那些被外部拉低的引脚会输出一个电 流P2端口（ P2.0P2.7, 2128引脚）：P2 口是一个带内部上拉电阻的 8位双 向I/O端口。P2的输出缓冲器可以驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL

10、输入。对端口写入1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，这时可用作输入口。P2作为输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会 输出一个电流。在访问外部程序存储器和16位地址的外部数据存储器（如执行“ MOVXgDPTR 指令）时，P2送出高8位地址。在访问8位地址的外部数据存储器（如执行“MOVX R”指令）时，P2 口引脚上的内容（就是专用寄存器（SFR区中的P2寄存器 的内容），在整个访问期间不会改变。P3端口（ P3.0P3.7，1017引脚）：P3是一个带内部上拉电阻的 8位双 向I/O端口。P3的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式） 4个TTL输入。对 端口写

11、入1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可用作输入口。P3做输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输入一 个电流。P3 口除作为一般I/O 口外，还有其他一些复用功能。硬件电路主要由复位电路、振荡电路、数码管显示电路、矩阵键盘电路和串 口电路等组成。各单元模块电路如下：复位电路单片机的置位和复位都是为了把电路初始化到一个确定的状态一般来说单 片机复位电路作用是把一个例如状态机初始化到空状态而在单片机内部复位的 时候单片机是把一些寄存器以及存储设备装入厂商预设的一个值。单片机复位电路原理是在单片机的复位引脚 RST上外接电阻和电容实现上电复位。当复位电 平持续两个

12、机器周期以上时复位有效。复位电平的持续时间必须大于单片机的两 个机器周期。具体数值可以由RC电路计算出时间常数。 复位电路由按键复位和 上电复位两部分组成。上电复位STC89系列单片及为高电平复位通常在复位引脚 RST上连接一个电容到VCC 再连接一个电阻到GND由此形成一个RC充放电回路保证单片机在上电时 RST脚 上有足够时间的高电平进行复位随后回归到低电平进入正常工作状态这个电阻 和电容的典型值为10K和10uF。按键复位按键复位就是在复位电容上并联一个开关当开关按下时电容被放电、RST也被拉到高电平而且由于电容的充电会保持一段时间的高电平来使单片机复位2.2振荡电路单片机系统里都有晶振

13、在单片机系统里晶振作用非常大全称叫晶体振荡器 他结合单片机内部电路产生单片机所需的时钟频率单片机晶振提供的时钟频率 越高那么单片机运行速度就越快单片接的一切指令的执行都是建立在单片机晶 振提供的时钟频率。在通常工作条件下普通的晶振频率绝对精度可达百万分之五十。高级的精度更高。有些晶振还可以由外加电压在一定范围内调整频率称为压控振荡器VCQ晶振用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作以提供稳定 精确的单频振荡。单片机晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶 振便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振而通过电子 调整频率的方法保持同步。晶振通常与

14、锁相环电路配合使用以提供系统所需的时钟频率。如果不同子系统需要不同频率的时钟信号可以用与同一个晶振相连的不同锁相环来提供。 STC89C5使用11.0592MHz的晶体振荡器作为振荡源由于单片机内部带有振荡电 路所以外部只要连接一个晶振和两个电容即可电容容量一般在15pF至50pF之间。其电路原理图如3.2所示。C1C230pFCRYSTALU119_XTAL1P0.0/AD0P0.1/AD118P0.2/AD2XTAL2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD69RSTP0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9293031P2.2/A10PSENP2.3/A11ALE

15、P2.4/A12EAP2.5/A13P2.6/A14P2.7/A1512P1.0/T2P3.0/RXDP1.1/T2EXP3.1/TXD图3.2震荡电路21222324252627283938373635343332102.3单片机最小系统单片机最小系统包括晶振时钟电路和复位电路。原理图如图3-1所示30pFCRYSTALrnIC1C210UF卜 XTAL1P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2XTAL2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6RSTP0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10TSENP2.3/A11ALEP2.4/A12TAP

16、2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P1.0/T2P3.0/RXDP1.1/T2EXP3.1/TXDP1.2P3.2/INT0P1 3P3 3/INI1P1.4P3.4/T0P1 5P3 5/T1P1 6P3 6/WRP1.7P3.7/RD-U1AT89C521 23 4567 8+5VRP139238336535634783332图3.3单片机最小系统图3-3单片机最小系统在单片机引脚XTAL1和XTAL2外接晶体整荡器 或陶瓷振荡器，就构成了内部震荡方式，由于单片机内部有一个高增益反向放大 器，当外接晶振后，就构成了自激振荡器，并产生振荡时钟脉冲，晶振通常选择 6MHz 12MH

17、z或24MHz与晶振连接的电容起稳定振荡频率、快速起振的作用。 电容值一般为530pf。复位操作完成单片机片内电路初始化， 复位结束后，单片机从一种确定状态 开始运行。当单片机复位引脚RST出现5ms以上高电平时，单片机就完成复位 操作。复位操作通常有两种形式：上电复位和开关复位。常用上电开关复位电路 如上图所示，上电后，由于电容 C1充电，时RST持续一段时间高电平。当单 片机已在运行中时，按下复位键也能使 RST持续一段时间高电平，从而实现开 关复位操作。通常 C11030ufR110kQ。2.4显示电路本次需要采用6个数码管，若单独采用数码管连线时比较麻烦， 故设计采用 6位一体的共阴极

18、数码管，若使 6个数码管显示正常时间，必须采用采用数码 管的动态扫描方式，即每一时刻只有一个数码管点亮，采用软件延时和人眼的视 觉暂留效果，使人眼看到的数码管是同时点亮的。因此需要用6个端口控制数 码管的位选，即决定哪个数码管点亮。每个数码管的8个数据口控制数码管的段选，即决定数码管显示什么字符。考虑到数码管采用动态扫描方式，即循环扫 描数码管的6位，并将显示字符送入段选位，我们采用P0 口控制数码管的8个 段选位，并采用74HC04实现数码管驱动及数据锁存功能。2.5矩阵键盘电路其工作原理是从0列开始顺序行扫描即该行输出为 0。每扫描一行读入列线 数据从0开始列检查找该行输出为0的列若无则顺

19、序扫描下一行并检查其各列若 找到某列线为0则该列与检查行交叉的按键为被按下的键。 从0行0列开始顺序 将按键编号就可以按扫描的值得到按键的值。本设计使用的是4个独立按键其功 能设置为时间的显示、时间的设置、温度的显示和数字频率的显示。 其电路原理 图如图3.4所示。此外还要消除按键在闭合或断开时的抖动。 消除抖动的方法可采用消抖电路 RS触发器闩锁电路硬件消除抖动也克采用延时方式软件消除抖动延时后再重读 以跳过抖动期。在矩阵键盘中通常采用软件消除抖动。本设计中主要使用了独立键盘故电路图中简要的画出了44的矩阵键盘和4个独立按键。4-15 41 <卜 <11-i=LeQ O-_*-l

20、=L.f_OOi<_OOiiJ=L. 0 O1P20110 0<*0O_1彳*OO1P2111-!=!- Y Q*0oy +OI<0O1P22-i=Le o oOO-yj=LeooyooyP23图3.4矩阵键盘2.6温度采集电路由于采用温度采集芯片DS18B2Q温度采集电路比较简单。数字温度计的温 度采集组要是由DS18B20进行，它可以采用两种供电，一种是采用电源供电方 式，此时DS18B20的1脚接地，2脚作为信号线，3脚接电源。另一种是寄生电源供电方式，为保证在有效的DS18B20时钟周期内提供足够的电流，可用一个电阻来完成对总线的上拉。本次采用的是寄生电源供电方式。

21、DS18B20的2脚接单片机的P3.2 口。单片机从DS18B20的DQ引脚读取温度 值之后，经过一定的处理显示在液晶屏上。2.7串口通信电路串口通信的概念非常简单串口按位 bit发送和接收字节。尽管比按字节 byte的 并行通信慢但是串口可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据。它很简单并且能够实现远距离通信。比如IEEE488定义并行通行状态时规定设备线 总常不得超过20米并且任意两个设备间的长度不得超过 2米而对于串口而言长 度可达1200米。典型地串口用于ASCII码字符的传输。通信使用3根线完成1地线2发送3 接收。由于串口通信是异步的端口能够在一根线上发送数据同时在另一根线

22、上接 收数据。其他线用于握手但是不是必须的。串口通信最重要的参数是波特率、 数据位、停止位和奇偶校验。MAX232是电平转换芯片。1970年美国电气学会规定“ RS232串口通信协 议。规定逻辑“ 1” -5 -15V逻辑“ 0” 5 15V。噪声容限为2V。要实现利用 串口与单片机进行通信就要进行电平转换把标准转化成单片机可以识别的。MAX22- MAX249都是电平转换芯片在单片机最小系统中使用MAX232其电路原理图如图3.6所示。图3.6串口通信电路3软件设计3.1软件介绍3.1.1设计软件ProtelPROTEL是 Altium 公司在80年代末推出的EDA软件，在电子行业的CAD软

23、 件中，它当之无愧地排在众多EDA软件的前面，是电子设计者的首选软件，它较 早就在国内开始使用，在国内的普及率也最高，有些高校的电子专业还专门开设了课程来学习它，几乎所有的电子公司都要用到它，许多大公司在招聘电子设计 人才时在其条件栏上常会写着要求会使用PROTE。Protel 99采用全新的管理方式，即数据库的管理方式。Protel 99 是在桌面环境下第一个以独特的设计管理和团队合作技术为核心的全方位的印制板设 计系统。所有Protel99设计文件都被存储在唯一的综合设计数据库中，并显示 在唯一的综合设计编辑窗口。Protel 99软件沿袭了 Protel以前版本方便易学的特点，内部界面与Protel 98大体相同，新增加了一些功能模块。Protel公司引进了德国INCASES司的先进技术，在Protel99中集成了信号完整性工具，精确的模型和板分析，帮助 你在设计周期里利用信号完整性分析可获得一次性成功和消除盲目性。本次设计采用的是Altium