电子系统可靠性技术实验指导书2015V10版

1、电子系统可靠性技术实验指导书哈尔滨理工大学自动化学院电子信息科学与技术系2015 版实验一、在线仿真与编程实验一、实验目的通过一个简单单片机应用实例开发设计，初步掌握单片机实际应用开发、在线仿真 的基本流程和方法。1、了解并掌握Keil uVision4的使用方法；2、了解并掌握STC学习板的硬件环境和使用方法；3、学习（STC）51单片机的烧录（下载）过程和方法二、实验内容:1、通过在学习板上设计发光二极管循环点亮的编辑、编译、调试。掌握uVision4和STC-ISP的使用方法。步骤如下:Q、在桌面新建一个空文件夹9、打开keil4软件Q、点击Project再点击New Vision Pr

2、oject选择刚才桌面的文件夹输入文件名（随意取）一一再按住Ctrl+N按键此时新建一文档一一再点击保存（Ctrl+S保存），再输入刚 才的文件名字最好是英文，然后在英文输入法下输入“ .asm”日,阳 Target 1白“白 Source Group 1:固 STARTUP.A519、选择工程栏中第二个右击“Source Groupl”Source Groupl,再选择 Add Files to Group Source Group9、在出现的对话框中找到并选择以.asm结尾所建的文件，然后在“文件类型”中选择文件类型 CT)： |AEm Source file_(*. e* ;*. src

3、 ;*. a*) |然后再点击Add9、将“参考程序”粘贴到程序编辑界面，再点击 后勾选这里十 Create HEX Rle HEX Format: HEX-BD9、依次点击左上方工具栏中三个按钮9、将双头usb线分别连接在电脑和学习板上 I鬲 L选择单片机型号9、打开程序烧写软件 不用改动，再点击打开程序文件下载/编程再选择“Output”，然再点击“OK”IAF15W4K58S4二，其它找到所建的文件，点击“打开”，再点击后按一下学习板上的“主控电源芯片开关”完毕。参考程序如下:功能说明；程序使用P4.7 P1.6来演示两灯交替闪烁，输出低驱动。；*Fosc_KHZ EQU 22118 ;

4、22118KHZSTACK_POIRTER EQU0D0H ;堆栈开始地质；*;*P4 DATA 0C0HP0M1DATA 0 x93; P0M1.n,P0M0.nP0M0DATA 0 x94;P1M1DATA 0 x91; P1M1.n,P1M0.nP1M0DATA 0 x92;P2M1DATA 0 x95; P2M1.n,P2M0.nP2M0DATA 0 x96;P3M1DATA 0 xB1; P3M1.n,P3M0.nP3M0DATA 0 xB2;P4M1DATA 0 xB3; P4M1.n,P4M0.nP4M0DATA 0 xB4;P5M1DATA 0 xC9; P5M1.n,P5M0

5、.nP5M0DATA 0 xCA;P6M1DATA 0 xCB; P6M1.n,P6M0.nP6M0DATA 0 xCC;P7M1DATA 0 xE1;P7M0DATA 0 xE2;=00-Standard,01-push-pull=10-pure input,11-opendrain=00-Standard,01-push-pull=10-pure input,11-opendrain=00-Standard,01-push-pull=10-pure input,11-opendrain=00-Standard,01-push-pull=10-pure input,11-opendrain=

6、00-Standard,01-push-pull=10-pure input,11-opendrain=00-Standard,01-push-pull=10-pure input,11-opendrain=00-Standard,01-push-pull=10-pure input,11-opendrain;*ORGLJMP0000HF_Main;resetORG0003H;0 INT0 interruptRETILJMPF_INT0_Interr uptORG000BH;1 Timer0 interruptLJMPF_Timer0_InterruptORG0013H;2 INT1 inte

7、rruptLJMPF_INT1_InterruptORG001BH;3 Timer1 interruptLJMPF_Timer1_InterruptORG0023H;4 UART1 interruptLJMPF_UART1_Interr uptORG002BH;5 ADC and SPI interruptLJMPF_ADC_Interr uptORG0033H;6 Low Voltage Detect interruptLJMPF_LVD_InterruptORG003BH;7 PCA interruptLJMPF_PCA_Interr uptORG0043H;8 UART2 interru

8、ptLJMPF_UART2_Interr uptORG004BH;9 SPI interruptLJMPF_SPI_Interr uptORG0053H;10 INT2 interruptLJMPF_INT2_Interr uptORG005BH;11 INT3 interruptLJMPF_INT3_Interr uptORG0063H;12 Timer2 interruptLJMPF_Timer2_InterruptORG0083H;16 INT4 interruptLJMP F_INT4_Interrupt;* 主程序 */ORG0100H;resetF_Main:CLRAMOVP0M1

9、, A;设置为准双向口MOVP0M0, AMOVP1M1, A;设置为准双向口MOVP1M0, AMOVP2M1, A;设置为准双向口MOVP2M0, AMOVP3M1, A;设置为准双向口MOVP3M0, AMOVP4M1, A;设置为准双向口MOVP4M0, AMOVP5M1, A;设置为准双向口MOVP5M0, AMOVP6M1, A;设置为准双向口MOVP6M0, AMOVP7M1, A;设置为准双向口MOVP7M0, AMOVSP, #STACK_POIRTERMOVPSW, #0;选择第0组R0R7L_MainLoop:CLRP4.7MOVA, #250LCALLF_delay_m

10、s;延时250msLCALLF_delay_ms;延时250msSETBP4.7CLRP4.6MOVA, #250LCALLF_delay_ms;延时250msLCALLF_delay_ms;延时250msSETBP4.6SJMPL_MainLoop；*函数:F_delay_ms描述：延时子程序。参数:ACC:延时ms数.返回：none.备注：除了 ACCC和PSW夕卜，所用到的通用寄存器都入栈F_delay_ms:PUSH02H;入栈R2PUSH03H;入栈R3PUSH04H;入栈R4L_delay_ms_1:MOVMOVR3, #HIGH (Fosc_KHZ / 13)R4, #LOW (

11、Fosc_KHZ / 13)L_delay_ms_2:MOVA, R4;1TDECR4;2TJNZL_delay_ms_3 ;4TDECR3L_delay_ms_3:DECA;1TORLA, R3;1TJNZL_delay_ms_2 ;4TDJNZR2, L_delay_ms_1MOVR2,ATotal 13T/loopPOP04H;出栈R2POP03H;出栈R3POP02H;出栈R4RET中断函数 *F_Timer0_Interrupt:RETI;Timer0 1ms中断函数F_Timer1_Interrupt:RETIF_Timer2_Interrupt:RETIF_INT0_Interr

12、 upt:RETIF_INT1_Interr upt:RETIF_INT2_Interrupt:RETIF_INT3_Interr upt:RETIF_INT4_Interrupt:RETIF_UART1_Interrupt:RETIF_UART2_Interrupt:RETIF_ADC_Interrupt:RETIF_LVD_Interrupt:RETIF_PCA_Interr upt:RETIF_SPI_Interrupt:RETIEND2、通过控制单片机的P1.6,P1.7,P4.6,P4.6 口，实现四只发光二极管的循环点亮。掌握STC15W4K58S4单片机的烧录（下载）过程和脱机运

13、行，参考程序如下。;* 功能说明 *;程序使用P4.7 P4.6 P1.6 P1.7来演示跑马灯，输出低驱动。Fosc_KHZEQU22118 ;22118KHZSTACK_POIRTEREQU0D0H ;堆栈开始地质P4 DATA 0C0HP0M1 DATA 0 x93;P0M1.n,P0M0.n=00-Standard,01-push-pullP0M0 DATA0 x94;=10-pure input,11-open drainP1M1 DATA0 x91;P1M1.n,P1M0.n=00-Standard,01-push-pullP1M0 DATA0 x92;=10-pure input

14、,11-open drainP2M1 DATA0 x95;P2M1.n,P2M0.n=00-Standard,01-push-pullP2M0 DATA0 x96;=10-pure input,11-open drainP3M1 DATA0 xB1;P3M1.n,P3M0.n=00-Standard,01-push-pullP3M0 DATA0 xB2;=10-pure input,11-open drainP4M1 DATA0 xB3;P4M1.n,P4M0.n=00-Standard,01-push-pullP4M0 DATA0 xB4;=10-pure input,11-open dra

15、inP5M1DATA0 xC9; P5M1.n,P5M0.n=00-Standard,01-push-pullP5M0 DATA 0 xCA ;=10-pure input,11-open drainP6M1DATA0 xCB; P6M1.n,P6M0.n=00-Standard,01-push-pullP6M0 DATA 0 xCC ;=10-pure input,11-open drainP7M1DATA0 xE1;P7M0DATA0 xE2;*ORGLJMP0000HF_Main;resetORGRETILJMP0003HF_INT0_Interr upt;0 INT0 interrup

16、tORGLJMP000BHF_Timer0_Interrupt;1Timer0 interruptORGLJMP0013HF_INT1_Interrupt;2INT1 interruptORGLJMP001BHF_Timer1_Interrupt;3Timer1 interruptORGLJMP0023HF_UART1_Interr upt;4UART1 interruptORGLJMP002BHF_ADC_Interr upt;5ADC and SPI interruptORGLJMP0033HF_LVD_Interrupt;6Low Voltage Detect interruptORGL

17、JMP003BHF_PCA_Interr upt;7PCA interruptORGLJMP0043HF_UART2_Interr upt;8UART2 interruptORGLJMP004BHF_SPI_Interr upt;9SPI interruptORGLJMP0053HF_INT2_Interr upt;10INT2 interruptORGLJMP005BHF_INT3_Interr upt;11INT3 interruptORGLJMP0063HF_Timer2_Interrupt;12Timer2 interruptORGLJMP0083HF_INT4_Interr upt;

18、16INT4 interrupt;* 主程序 */ORG0100H;resetF_Main:CLRAMOVP0M1, A;设置为准双向口MOVP0M0, AMOVP1M1, A;设置为准双向口MOVP1M0, AMOVP2M1, A;设置为准双向口MOVP2M0, AMOVP3M1, A;设置为准双向口MOVP3M0, AMOVP4M1, A;设置为准双向口MOVP4M0, AMOVP5M1, A;设置为准双向口MOVP5M0, AMOVP6M1, A;设置为准双向口MOVP6M0, AMOVP7M1, A;设置为准双向口MOVP7M0, AMOVSP, #STACK_POIRTERMOVPS

19、W, #0;选择第0组R0R7L_MainLoop:CLRP1.7MOVA, #250LCALLF_delay_ms;延时250msLCALLF_delay_ms;延时250msSETBP1.7CLRP1.6MOVA, #250LCALLF_delay_ms;延时250msLCALLF_delay_ms;延时250msSETBP1.6CLRP4.7MOVA, #250LCALLF_delay_ms;延时250msLCALLF_delay_ms;延时250msSETBP4.7CLRP4.6MOVA, #250LCALLF_delay_ms;延时250msLCALLF_delay_ms;延时250

20、msSETBP4.6SJMPL_MainLoop;函数:F_delay_ms；描述：延时子程序。;参数:ACC:延时ms数.；备注：除了 ACCC和PSW夕卜，所用到的通用寄存器都入栈；=F_delay_ms:PUSHPUSHPUSHMOVL_delay_ms_1:MOVMOV02H03H04H;入栈R2;入栈R3;入栈R4R2,AR3, #HIGH (Fosc_KHZ / 13)R4, #LOW (Fosc_KHZ / 13)L_delay_ms_2:MOV DEC JNZ DEC L_delay_ms_3:DEC ORL JNZDJNZPOP POP POP RETA, R4;1TTota

21、l 13T/loopR4;2TL_delay_ms_3 ;4TR3A;1TA, R3;1TL_delay_ms_2 ;4TR2, L_delay_ms_104H;出栈R203H;出栈R302H;出栈R4;*F_Timer0_Interrupt:中断函数 *;Timer0 1ms中断函数RETIF_Timer1_Interrupt:RETIF_Timer2_Interrupt:RETIF_INT0_Interr upt:RETIF_INT1_Interr upt:RETIF_INT2_Interr upt:RETIF_INT3_Interr upt:RETIF_INT4_Interr upt:R

22、ETIF_UART1_Interrupt:RETIF_UART2_Interrupt:RETIF_ADC_Interrupt:RETIF_LVD_Interrupt:RETIF_PCA_Interr upt:RETIF_SPI_Interrupt:RETIEND二、实验步骤指导1、双击keil软件、编译源程序2、运行、调试程序。注意各个窗口的观察方法；3、熟悉STC学习板的接线形式4、下载程序到单片机的程序存储器中5、脱机运行三、实验报告要求1、总结Keil uVision4的使用方法（给出基本的项目建立、程序编制、编译的基本过程）；2、总结单片机的烧录（下载）过程和脱机运行过程。实验二嵌入式

23、系统可靠性实验（计数器设计与实现）一、实验目的本实验采用以51单片机为核心的应用开发板为基础，通过有效的配置硬件系统构成一 个可以独立工作的单片机显示控制单元。在此基础上，通过应用软件的设计来体会嵌入式系 统的工作原理和程序设计方方法，并在设计中体会可靠性设计在系统中的重要性。针对软件 设计中试验中出现的问题进行分析，并提出解决问题的方法。1、了解和体会单片机系统的设计方法；2、认识可靠性在系统中的重要性二、实验内容：单片机加减计数器。具体要求如下:在给定的用户板上完成一个具有键盘和显示接口的实时加减计数器。要求选用两个按键 作为控制按钮，来完成显示清零、加计数、减计数三个功能。显示计数最小数

24、值为：00，最 大数值为：24。具体操作步骤如下:Q、在桌面新建一个空文件夹9、打开keil4软件9、点击 Project再点击 New Vision ProjectCFUVendor: STCDevice:Toolset:Data base择“ OK ”即可，然后找到9、选择刚才桌面的文件夹输 文档再点击保存（Ctrl+S保存）;曰卷STC STCWF08XEO STC11F02EO STC11FGOXEO STC12C2052AD.希 STC12C52O2AD STC15W4K32S4 点击 OK 完毕。 STC12C5410ADO STC12C5616ADO STC12C5A60S2入文

25、件名（随意取）再按住Ctrl+N按键此时新建一筋5乎修再输入刚：ltlt c r mn a n1才的文件名字（最好是英文），然后在英文输入法下输入“.c”日,也 Target 1白 白 Source Group 1:.固 STARTUP.A51Q、选择工程栏中第二个右击“Source Groupl” 再选择 Add Files to Group Source GroupQ、在出现的对话框中找到并选择以.asm结尾所建的文件，Source Groupl，然后在“文件类型”中选择文件类型叫站fg*或；*.g *5 然后再点击环 Create HEX Rle HEX Format: HEX-BD再点

26、击“OK”Q、将“参考程序”粘贴到程序编辑界面，再点击*再选择“Output”，然 后勾选这里Q、依次点击左上方工具栏中三个按钮。、将双头USB线分别连接在电脑和学习板上 lLl选择单片机型号孔Q、打开程序烧写软件 不用改动，再点击打开程序文件IAP15W4K58S4找到所建的文件，点击“打开”，再点击下载/编程后按一下学习板上的“主控电源芯片开关”完毕。参考程序如下:参考程序如下:#define MAIN_Fosc 22118400L 定义主时钟#include yoyo.h#include intrins.h#define u8 unsigned charu8 code t_display

27、 = (/标准字库/ 0123456789 A B CD E F0 x3F,0 x06,0 x5B,0 x4F,0 x66,0 x6D,0 x7D,0 x07,0 x7F,0 x6F,0 x77,0 x7C,0 x39,0 x5E,0 x79,0 x71,/black - H J K L N o P U t G Q rM y0 x00,0 x40,0 x76,0 x1E,0 x70,0 x38,0 x37,0 x5C,0 x73,0 x3E,0 x78,0 x3d,0 x67,0 x50,0 x37,0 x6e,0 xBF,0 x86,0 xDB,0 xCF,0 xE6,0 xED,0 xFD

28、,0 x87,0 xFF,0 xEF,0 x46; /0. 1. 2.3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. -1u8 code T_COM=0 x01,0 x02,0 x04,0 x08,0 x10,0 x20,0 x40,0 x80;/ 位码/*IO 口定义 */sbitP_HC595_SER=P40;/pin 14SERdata inputsbitP_HC595_RCLK=P54;/pin 12RCLkstore (latch) clocksbitP_HC595_SRCLK=P43;/pin 11SRCLKShift data clock/* 本地变量声明 */u8 LED88;/显示

29、缓冲u8 display_index;/显示位索引 long cout,ge,shi,bai,qian,wan;void DisplayScan();void Delay20ms() /11.0592MHzunsigned char i, j, k;_nop_();_nop_();i = 1；j = 255;k = 100;do(do( DisplayScan(); while (-k); while (-j); while (-i);/* 向 HC595 发送一个字节函数 */void Send_595(u8 dat)(u8 i;for(i=0; i8; i+)(dat = 8) displ

30、ay_index = 0;/8 位结束回 0/* 显示时钟函数 */void DisplayRTC(void)(LED80 =0;LED81 = 0;LED82 = 0;LED83 = wan ;LED84 = qian;LED85 = bai;LED86 = shi;LED87 = ge;/* 主函数 */void main(void)(P32=1;P33=1;display_index = 0;cout=0;while(1)(ge=cout%10;shi=(cout%100)/10;bai=(cout%1000)/100;qian=(cout%10000)/1000;wan=(cout%1

31、00000)/10000;DisplayRTC();DisplayScan();if(P32=0)(/while(P32=0)/ (/ DisplayScan();/ if(cout=199)(cout=198;Delay20ms();cout+;while(P32=0&P33=0/*&p34=0*/)( cout=0; DisplayRTC();if(P33=0)(Delay20ms();cout-;while(P32=0&P33=0/*&p34=0*/)( cout=0; if(cout=199)(cout=198;/ while(P33=0)/ (/ DisplayScan();/ if

32、(cout1)cout=0;/DisplayRTC();三、实验步骤指导实验过程要求同学采用瀑布式设计模式完成任务。具体提示包括：1、实验环境和条件的了解(包括实验用户板及单片机相关内容)；2、明确任务要求给出设计方案(包括硬件、软件)3、配置硬件并完成基本测试(验证硬件系统的有效性)4、软件设计(编写实验程序)；5、测试(按照任务内容的要求，采用功能性验证方式进行测试)6、写出测试报告(测试结果，按照测试过程真实描述)7、结果分析，结论四、实验报告要求要求完成整个实验过程的文档记录和全部的设计文件，其中设计文件包括：1、在完成需求分析的基础上，形成设计任务文件（任务描述）2、设计方案及说明文

33、件（包括硬件设计、软件设计原理图、框图和设计说明）3、软件程序清单测试报告（测试记录、测试结果、结果分析、试验结论）实验三、嵌入式系统可靠性实验（计数器完善设计）一、实验目的针对实验二的加减计数器设计与实现过程中出现的问题进行分析，提出改进设计方 案。理解和认识嵌入式系统的设计过程中的理论与实践的结合问题。进一步体会需求分 析、方案设计、详细设计之间的相互关系及其重要性。1、认识和了解可靠性设计在系统中的重要性；2、掌握提高系统可靠性的实现方法。二、实验步骤指导1、明确任务要求给出设计方案（包括硬件、软件）2、配置硬件并完成基本测试（验证硬件系统的有效性）3、软件设计（编写实验程序）；4、测试

34、三、实验报告要求要求完成整个实验过程的文档记录和全部的设计文件，其中设计文件包括：1、在完成需求分析的基础上，形成设计任务文件2、设计方案及说明文件（包括硬件设计、软件设计流程图）3、软件程序清单ADC通过热敏电.阻测温外部2.5V参考源TL431/CD431附录1：红外发送红外接收掉电检测测试8位数码管自定义实验测试（调节电压）测试万能板仿真主控芯片RS232电平转 换芯片USB.接口外部扩展RAM 测试接口ADC分压检测 按键测试行列式矩阵扫描 按键测试内部PWM做DAC并由自带的 .ADC来纠正误差/主控芯片电源开关下载测试代码时，先点下载软件中的下载按钮，再按下LCDI亮度调节电阻,、

35、一INT1测试接口|、可进行掉电唤醒测试一JINT0测试接口 可进行掉电唤 、醒测试r iinniHi90GQ a,碎掌 09QCG aQ:。00 9?GOOOQGa-,。Qo-S QQQOOISQGQO8QQQQOQQQQOQQQQQQO*QQQQQoooOQOOQQCCeQ-.QsQwoQQQQG GOQQQQQ 0QQQQQCQ Q噌 D。Q Q -5Go:aGeQ*oQoPQQ。 ：。 6。口0，电 9 000 00QGQCvCQckOOQPQCOWOOQWCOQWQOCWQQOwooovoeoccc500600u. u. u. .J10I0 C C C20M-07-18 sLCD12864接口