交通灯模拟控制系统设计.doc

学 号 天津城建大学实 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 名班 级成 绩指 导 教 师 (签 字 )计算机与信息工程学院2014 年 7 月 11 日天津城建大学生产实习任务书2013—2014 学年 第 2 学期设计题目： 交通灯模拟控制系统设计 完成期限：自 2014 年 6 月 23 日至 2014 年 7 月 3 日共 2 周设计依据、要求及主要内容：一．实习的目的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.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．实习的基本要求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．实习主要内容a) 设计实现功能STC12C5A60S2（引脚排序及基本功能同 AT89S51）作为主控芯片，设计利用交通灯扩展电路实现十字路口交通灯控制系统，系统要求：1.系统运行时，模拟十字路口交通灯变化2.按键调整当前路口红灯，绿灯时间3.可预置为禁行模式，即全部为红灯禁止通行状态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目录第 一 章 元 器 件 、 电 路 介 绍1.1 电阻色环标示主要应用圆柱型的电阻器上，如：碳膜电阻、金属膜电阻、金属氧化膜电阻、保险丝电阻、线绕电阻在早期，一般当电阻的表面不足以用数字表示法时，就会用色环标示法来表示电阻的阻值、公差、规格 主要分两部分第一部分：靠近电阻前端的一组是用来表示阻值两位有效数的电阻值，用前三个色环来代表其阻值，如：39Ω，39K Ω，39MΩ三位有效数的电阻值，用前四个色环来代表其阻值，如：69.8Ω，698Ω，69.8K Ω，一般用于精密电阻的表示第二部分：靠近电阻后端的一条色环用来代表公差精度第一部分的每一条色环都是等距，自成一组，容易和第二部分的色环区分三色环电阻：第一色环是十位数，第二色环是个位数，第三色环代表倍率四色环电阻：第一、二环分别代表两位有效数的阻值；第三环代表倍率；第四环代表误差五色环电阻：第一、二、三环分别代表三位有效数的阻值；第四环代表倍率；第五环代表误差 如果第五条色环为黑色，一般用来表示为绕线电阻器，第五条色环如为白色，一般用来表示为保险丝电阻器如果电阻体只有中间一条黑色的色环，则代表此电阻为零欧姆电阻。

六色环电阻：六色环电阻前五色环与五色环电阻表示方法一样，第六色环表示该电阻的温度系数图 1-1 色环电阻色环电阻识别技巧：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以判别比如有一个电阻的色环读序是：棕、黑、黑、黄、棕，其值为：100×10000=1MΩ 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 140×1Ω=140Ω，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表 1-1 色环识别表银 金 黑 棕 红 橙 黄 绿 蓝 紫 灰 白 无有效数 字— — 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 —数量级10^-210^-110^010 ^110^210^310^410^510^610^710^810^9—允许偏差（%）±10±5 —±1±2 — —±0.5±0.25±0.1±0.05—±20温度关系/（×10 /℃）— — —10050 15　　25 — 10 5 — 1 —1.2 电容 电容分直标法、色标法和数标法 3 种。

电容的基本单位用法拉（F）表示，其它单位还有：毫法（mF） 、微法（uF） 、纳法（nF） 、皮法（pF） 没有极性，没有数字标示1.3 电感 电感线圈是将绝缘的导线在绝缘的骨架上绕一定的圈数制成直流可通过线圈,直流电阻就是导线本身的电阻,压降很小;当交流信号通过线圈时,线圈两端将会产生自感电动势,自感电动势的方向与外加电压的方向相反,阻碍交流的通过,所以电感的特性是通直流阻交流,频率越高,线圈阻抗越大电感在电路中可与电容组成振荡电路电感一般有直标法和色标法,色标法与电阻类似如：棕、黑、金、金表示 1uH（误差 5%）的电感 电感的基本单位为：亨（H） 1.4 极性元件识别二极管：二极管的识别，小功率二极管的 N 极（负极），在二极管外表大多采用一种色圈标出来，有些二极管也用二极管专用符号来表示 P 极（正极）或 N 极（负极），也有采用符号标志为“P”、“N”来确定二极管极性的发光二极管的正负极可从引脚长短来识别，长脚为正，短脚为负图 1-2 二极管三级管：晶体三极管（简称三极管）是内部含有 2 个 PN 结，并且具有放大能力的特殊器件其中三极分别为基极、集电极、发射极它分 NPN 型和 PNP 型两种类型，这两种类型的三极管从工作特性上可互相弥补，所谓 OTL 电路中的对管就是由 PNP 型和 NPN 型配对使用。

三极管基极、集电极、发射极判定方法： (a) 判定基极用万用表 R×100 或 R×1k 挡测量管子三个电极中每两个极之间的正、反向电阻值当用第一根表笔接某一电极，而第二表笔先后接触另外两个电极 均测得低阻值时，则第一根表笔所接的那个电极即为基极 b这时，要注意万用表表笔的极性，如果红表笔接的是基极 b黑表笔分别接在其他两极时，测得的阻值 都较小，则可判定被测管子为 PNP 型三极管；如果黑表笔接的是基极 b，红表笔分别接触其他两极时，测得的阻值较小，则被测三极管为 NPN 型管如 9013，9014,9018b) 判定三极管集电极 c 和发射极 e以 PNP 型三极管为例)将万用表置于 R×100 或R×1K 挡，红表笔基极 b，用黑表笔分别接触另外两个管脚时，所测得的 两个电阻值会是一个大一些，一个小一些在阻值小的一次测量中，黑表笔所接管脚为集电极；在阻值较大的一次测量中，黑表笔所接管脚为发射极图 1-3 三极管电解电容：代号：E/C；极性：本体上标有“+”、“-”字样一般黑色记号边为负极1.5 发射电路工作原理由 QI,Lrl(U 形印刷线）,Cr1,C1,C2 构成射频振荡发射电路，通过调节 Crl 将发射频率控制在250MHz-300MHz 范围内（一般选 250MHz)，在这一频率范围内，可使外界干扰信号降到最小，有利于发射性能的提高。

Q2,Q3,X1 等元件组成门铃控制信号振荡器，X1 一般选用频率为 32.768kHz 的电子表所用石英晶体按下微动开关 ANI，由 Q2,Q3,X1 产生的低频门铃控制信号，经 R3 加到 QI 基极，对射频振荡发射电路进行“幅度键控”调制辐射，红色 LED 点亮；断开 AN1 电路因断电而无射频辐射发射器采用 9V叠层电池供电，由 Q4,Q5 组成稳压电路，将工作电压稳压在 3.73V（实测值） ，以保证发射器不受电池电压降低的影响 图 1-4 发射电路原理图1.6 接收电路工作原理由 QI、Lrl,Cr1,C4 等组成超再生接收电路Lrl（用中 0.9mm 漆包线绕制）、Crl 是确定高频振荡频率的谐振回路，当天线接收到的由发射器辐射出来的载波信号时，谐振电路与其发生谐振，并由 C4 形成正反馈，因而在电路两端产生很高的电压由 L1（高频扼流圈）、R2,C2 等组成低频振荡，产生熄灭（又称淬灭、淬熄）电压，使高频振荡处于间歇工作状态在该电路中高频振荡和熄灭电压由同一个晶体管 Q1 完成，所以这种超再生接收电路被称为“自熄式”超再生接收电路，广泛应用于无线遥控小家电之中。

由超再生电路接收并检波解调出来的门铃控制信号，经 R3、C6 滤波（主要抑制超再生接收电路特有的“沙沙”噪声），再经 C13 藕合加到 IC 1①脚 IC 1 为六反相器 CD4069，微弱的门铃控制信号先由 FI,F2,F3 组成的三级高增益放大器放大，其中 R19、R20、R21 为反馈电阻同时又起偏置作用，将 CMOS 反相器的工作点偏置在高低电平转换曲线阂值附近，利用阂值点附近的一段线性区，使数字集成电路在特殊条件下能够对小信号进行线性放大在门铃控制信号得到高倍放大的同时，一些杂波信号同样也得到高倍放大，将对接收电路形成干扰，为此设一级 X1 晶体选频（稳频），滤掉干扰信号，并且加一级由 F4,R18,D2 组成的整形电路，对门铃控制信号进行整形，再经 F5、F6 并联缓冲输出，最后经 R17 加至 IC2⑥脚Q2904385pCLEDYRK67+VIC2 型号 HT2810D，是能够发出“叮咚”响声的专用门铃音乐芯片，⑥脚为触发端，③脚为输出端每当⑥脚受到一次门铃控制信号触发时，③脚的输出经 Q2 放大，微型扬声器SP 接连发出两次“叮咚一叮咚”响声，同时红色 LED 发光图 1-5 接收电路原理图L139pC426508u7S?BzerDKRQ.MYI乐+V第 二 章 焊 接 过 程3.1 实施焊接(1)焊接之前应先将被焊工件加热可融化温度，为了便于热传导，烙铁头上沾上少许焊料，同时要掌握好烙铁头的角度。

尽可能增加与被焊工件的接触面积 (2)当焊接点达到适当温度时，利用焊料由低温到高温流动特点，焊料应填充在焊点上距电烙铁加热部位最远的地方切忌直接接触烙铁头来熔化焊料，将焊料简单的堆附在焊接点上这样做有可能掩盖了因被焊工件温度不够或氧化严重而造成的虚、假焊有些导线和元件看上去较光亮，实际上表面仍有一层氧化层，直接焊上后形成焊锡包住引脚，看上去是一个封闭的焊点，也很可能形成虚焊 (3)在焊接点上的焊料熔化后，应将仅靠在焊接点上的烙铁头根据焊接点的形状移动，以使熔化的焊料在助焊剂的帮助下充分浸润被焊工件表面，渗入被焊面的缝隙 (4)在焊接时，有人习惯用烙铁头作为运载焊锡的工具，这是。