电子系统设计与创新基础训练

电子系统设计课程组

目录

  • 1 实训管理
    • 1.1 实训动员
    • 1.2 实训大纲
    • 1.3 实训流程
    • 1.4 实训课表
    • 1.5 实训考核
      • 1.5.1 课程成绩评定方法
      • 1.5.2 课程成绩评定方法-清单
      • 1.5.3 课程出勤要求
    • 1.6 实训安排
      • 1.6.1 带班老师-助教-班级负责人-教室安排
      • 1.6.2 考勤表-助教每日记录并上报助管
      • 1.6.3 实训教室卫生与安全
      • 1.6.4 工具箱、实验板、元器件领用-
      • 1.6.5 焊接分组-表格-维修填表保修
      • 1.6.6 焊接流程与注意事项
    • 1.7 实训作业
      • 1.7.1 作业1-“STC-B“学生用测试记录表
      • 1.7.2 作业2:STC-B案例测试作业
      • 1.7.3 作业3:实训中期总结
      • 1.7.4 作业4:学习板制作质量管理与分析报告(每班一份)
      • 1.7.5 作业5:创新设计选题
      • 1.7.6 作业6:创新设计(大作业)报告
  • 2 学习板制作
    • 2.1 焊接前准备
    • 2.2 按键焊接
    • 2.3 晶体1焊接
    • 2.4 电池座焊接
    • 2.5 无源蜂鸣器焊接
    • 2.6 数码管焊接
    • 2.7 红外发射管焊接
    • 2.8 红外接收管焊接
    • 2.9 霍尔传感器焊接
    • 2.10 温度传感器焊接
    • 2.11 光敏电阻焊接
    • 2.12 振动传感器焊接
    • 2.13 32768Hz晶体2焊接
    • 2.14 拓展接口插座焊接
    • 2.15 电路板底座安装
  • 3 贴片生产流程介绍
    • 3.1 贴片生产流程介绍(一)
    • 3.2 贴片生产流程介绍(二)
    • 3.3 贴片生产流程介绍(三)
    • 3.4 一些生产过程
  • 4 学习板功能示例
    • 4.1 相关软件与使用说明
      • 4.1.1 STC-B学习板常用软件
      • 4.1.2 常用软件安装说明
      • 4.1.3 STC-ISP软件的使用
      • 4.1.4 学习板概况、STC-B学习板原理图和STC15F2K60S2数据手册
    • 4.2 第一类案例
      • 4.2.1 流水灯
      • 4.2.2 八位数码管动态扫描
      • 4.2.3 三按键测试
      • 4.2.4 步进电机测试
      • 4.2.5 振动传感器
      • 4.2.6 霍尔磁场检测
      • 4.2.7 蜂鸣器测试
      • 4.2.8 导航按键测试
      • 4.2.9 温度与光照测量
      • 4.2.10 串口通信
      • 4.2.11 485双机通信
      • 4.2.12 红外测试
      • 4.2.13 非易失性存储器
      • 4.2.14 实时时钟测试
      • 4.2.15 FM收音机
      • 4.2.16 双通道电压表
    • 4.3 第二类案例
      • 4.3.1 八位数码管滚动显示
      • 4.3.2 八位数码管+流水灯
      • 4.3.3 可变亮度的数码管显示
      • 4.3.4 扫描频率可改变的电子钟
      • 4.3.5 可控步进电机
      • 4.3.6 直流电机控制
      • 4.3.7 可变调的蜂鸣器
      • 4.3.8 电子音乐
      • 4.3.9 导航按键与数字按键综合控制数码管
      • 4.3.10 红外通信1
    • 4.4 第三类案例
      • 4.4.1 按键消抖计数
      • 4.4.2 乒乓球游戏
      • 4.4.3 可切换内容的电子音乐
      • 4.4.4 可振动感应的电子音乐
      • 4.4.5 振动声光报警器
      • 4.4.6 可同步显示歌词的ABC英文歌
      • 4.4.7 看谁手速快
      • 4.4.8 光照报警器
      • 4.4.9 光敏开关
      • 4.4.10 光敏计数
      • 4.4.11 红外通信2
      • 4.4.12 便携式温度采集器
      • 4.4.13 可校准的实时时钟
      • 4.4.14 多功能电子钟
      • 4.4.15 可与PC通信的实时时钟
      • 4.4.16 多功能收音机
      • 4.4.17 超声波测距
      • 4.4.18 倒车雷达
      • 4.4.19 电子秤
      • 4.4.20 电子尺
      • 4.4.21 电子转角测量
      • 4.4.22 双通道秒表
      • 4.4.23 比赛发令与双通道计时
      • 4.4.24 基于PC的数据采集系统
      • 4.4.25 基于红外多机通信系统
      • 4.4.26 红外Ir组网示例
      • 4.4.27 基于485多机通信系统
      • 4.4.28 基于Andriod的数据采集系统
      • 4.4.29 RFID读卡器
    • 4.5 第四类案例
      • 4.5.1 格力空调遥控器
      • 4.5.2 三轴加速度测试(电子水平尺)
      • 4.5.3 基于485总线的评分系统
  • 5 基础编程
    • 5.1 流水灯
    • 5.2 八位数码管动态扫描
    • 5.3 八位数码管+流水灯
    • 5.4 八位数码管滚动显示
    • 5.5 可变亮度的数码管显示
    • 5.6 扫描频率可改变的电子钟
    • 5.7 按键消抖计数
    • 5.8 三按键测试
    • 5.9 霍尔磁场检测
    • 5.10 数码管显示DEMO
    • 5.11 步进电机
    • 5.12 可控步进电机
    • 5.13 蜂鸣器
    • 5.14 可变调的蜂鸣器
    • 5.15 振动传感器
  • 6 基础综合
    • 6.1 电子音乐
    • 6.2 可切换内容的电子音乐
    • 6.3 可振动感应的电子音乐
    • 6.4 振动声光报警器
  • 7 外设编程
    • 7.1 导航按键与数字按键结合
    • 7.2 温度与光照测试
    • 7.3 光照报警器
    • 7.4 光敏开关
    • 7.5 串口通信
    • 7.6 485双机通信
    • 7.7 红外测试
    • 7.8 红外通信1
    • 7.9 红外通信2
    • 7.10 非易失存储器测试
    • 7.11 三轴加速度测试
    • 7.12 实时时钟测试
    • 7.13 可校准的实时时钟
    • 7.14 FM收音机
    • 7.15 扩展接口测试(双通道电压表)
    • 7.16 超声波测距
  • 8 创意综合
    • 8.1 乒乓游戏
    • 8.2 显示歌词的ABC英文歌
    • 8.3 看谁手速快
    • 8.4 光敏计数
    • 8.5 格力空调遥控器
    • 8.6 多功能电子钟
    • 8.7 可与PC通信的实时时钟
    • 8.8 多功能收音机
    • 8.9 倒车雷达
    • 8.10 电子秤
    • 8.11 电子尺
    • 8.12 电子转角测量
    • 8.13 基于PC的数据采集系统
    • 8.14 基于红外多机通信系统
    • 8.15 基于485多机通信系统
    • 8.16 基于485总线的评分系统
    • 8.17 基于Android的数据采集系统
    • 8.18 RFID读写实验
    • 8.19 多功能MODBUS节点案例
    • 8.20 仓库实时监测系统-案例演示
      • 8.20.1 节点1使用说明
      • 8.20.2 节点2使用说明
      • 8.20.3 节点3使用说明
    • 8.21 大棚蔬菜-安防系统+收菜系统
  • 9 系列讲座
    • 9.1 计算机系统硬件与软件的 实践、认识、开发、创新(徐成)
    • 9.2 单片机学习入门(刘三一)
    • 9.3 软件测试与开发(刘峰)
    • 9.4 硬件仿真步骤
    • 9.5 ADC应用(张洪杰)
    • 9.6 51单片机定时器和中断(钱彭飞)
    • 9.7 串口通信(骆坚)
  • 10 直播讲座
    • 10.1 第一讲:课程介绍与安排(徐成)
    • 10.2 ​第二讲:学习板原理(徐成)
    • 10.3 ​第三讲:软件开发与测试(刘峰)
    • 10.4 第四讲:开关量检测与仿真(张洪杰)
    • 10.5 第五讲:单片机介绍(刘三一)
    • 10.6 第六讲:STC-B单片机BSP概述(徐成)
    • 10.7 第七讲:基于STCBSP的应用程序设计(徐成)
    • 10.8 第八讲:STC-B DEMO BSP(张洪杰)
  • 11 FPGA选修部分
    • 11.1 学习板使用步骤
    • 11.2 固件烧写步骤
    • 11.3 FPGA学习板及案例说明
    • 11.4 EP1C3学习板原理图
    • 11.5 系列讲座
      • 11.5.1 电子钟实例设计与验证(方恺晴)
      • 11.5.2 vhdl到verilog(潘建军)
      • 11.5.3 VHDL硬件描述语言(凌纯清)
  • 12 实训管理(2019)
    • 12.1 实训动员
      • 12.1.1 2017工程训练总动员
      • 12.1.2 (2017级)夏季学期实训管理
      • 12.1.3 第三届电子系统工程技能培训竞赛介绍(2019)
    • 12.2 实训管理制度
      • 12.2.1 夏季小学期硬件实训----学生手册
      • 12.2.2 夏季小学期硬件实训---助教手册
      • 12.2.3 夏季小学期硬件实训---教师手册
      • 12.2.4 夏季小学期硬件实训---事务主管手册
    • 12.3 课程相关通知
      • 12.3.1 通知1-助教动员会
      • 12.3.2 通知2-实训前2周时间调整通知
      • 12.3.3 通知3-7月1日实训动员通知
      • 12.3.4 通知4-背板总工艺师检查
      • 12.3.5 新建课程目录
      • 12.3.6 提交“EP1C3学习板”申请书
      • 12.3.7 中期验收安排
    • 12.4 实训大纲
    • 12.5 课表
      • 12.5.1 电子系统设计(1,2周)
      • 12.5.2 软件设计(3,4周)
    • 12.6 实训安排
      • 12.6.1 实训安排整体说明
      • 12.6.2 实训期间实验室工作安排
      • 12.6.3 老师-助教-班级学生负责人(2021)
      • 12.6.4 教室分配与名单(序号为学生座位编号)
    • 12.7 实训流程图
    • 12.8 实训所需表格
    • 12.9 实训考核
      • 12.9.1 课程出勤要求
      • 12.9.2 实训成绩评定方法
      • 12.9.3 课程成绩评定方法_清单_2019
        • 12.9.3.1 焊接质量检查与评分
      • 12.9.4 期末验收评分标准(2019)
      • 12.9.5 实训总验收要求与成绩汇总(2019)
    • 12.10 实训竞赛
      • 12.10.1 第三届电子系统工程技能培训竞赛方案书
      • 12.10.2 第三届电子系统工程技能培训竞赛报名通知
      • 12.10.3 附件
    • 12.11 2016级评优作品汇总
    • 12.12 实训上交资料目录
      • 12.12.1 硬件实训资料第二册(封面)-模板(计科1703)
      • 12.12.2 硬件实训资料第二册目录-模板(计科1703)
      • 12.12.3 硬件实训资料第三册-模板(大作业报告封面目录)
      • 12.12.4 硬件实训资料第四册-封面与目录-模板
  • 13 实训管理2020夏季学期
    • 13.1 实训大纲
    • 13.2 实训课表
    • 13.3 2020年实训流程(18级)
    • 13.4 实训考核
      • 13.4.1 课程成绩评定方法
      • 13.4.2 课程成绩评定方法_清单_2020
      • 13.4.3 课程出勤要求
    • 13.5 实训安排
      • 13.5.1 带班老师-助教-班级联络人安排
      • 13.5.2 实训教室以及座位号安排
      • 13.5.3 考勤表-助教每天记录并上报
      • 13.5.4 实训教室安全与卫生-
      • 13.5.5 工具箱、实验板、元器件领用-
      • 13.5.6 焊接与维修-
      • 13.5.7 焊接流程与维修-
      • 13.5.8 第一阶段在线验收
      • 13.5.9 实训第二阶段安排
      • 13.5.10 考勤与考核细则变更(8-29)
      • 13.5.11 亚克力背板时间安排
    • 13.6 实训作业
      • 13.6.1 作业1(stc-b测试记录表)-2021
      • 13.6.2 作业2(stc-b案例测试作业)-2021
      • 13.6.3 作业3(质量分析报告)2021
      • 13.6.4 作业3(阶段实验总结)-2021
      • 13.6.5 作业4(创新设计选题表)
      • 13.6.6 作业5(创新设计报告)
      • 13.6.7 作业6(背板logo设计)
  • 14 亚克力背板设计
    • 14.1 产品背板
    • 14.2 安排与表格
    • 14.3 法律与承诺授权
    • 14.4 软件环境
    • 14.5 绘制标识
    • 14.6 极简设计
    • 14.7 任务规划设计
    • 14.8 任务讨论
    • 14.9 激光非金属加工
    • 14.10 亚克力背板生产
  • 15 电路板检测
    • 15.1 介绍
    • 15.2 任务规划设计
红外通信2

 “红外通信2(收发多个字节)”程序设计说明

1   工程文件下载:


2  程序设计思路

各种通信采用不同的通信协议,如串口通信、485通信、有线网络通信、无线通信等等,通信的协议不同通信的媒介也不一样,红外通信以红外光为通信媒介,将信号加载在红外光上进行传输。

图1 红外发送接收电路连接示意图

2.1程序设计关键点(前两点与红外通信1相同)

(1)发送数据时,红外发光二极管在什么时候需要发光,如何发光?

当串口发送0时,红外发光二极管需要发出38kHz的光;当串口发送端发送1时,红外发光二极管不发光。

(2)串口的波特率如何进行设置?

由于红外接收头在接收到38kHz的红外脉冲信号一段时间后,才能把信号进行有效转换,故波特率时尽量设低,否则红外接收头接收红外脉冲的时间太短,无法对信号进行转化。

(3)如何将多个字节一个个地进行发送?

    在上一个字节发送完毕后,才能发送下一个字节,因此我们可以在数据发送完毕后引起的中断中发送下一个字节。

2.2程序工作过程(不包括按键工作过程)

2.2.1发送

(1)收到发送的命令,REN清0(不允许串口接收),发出发送标志0xca,引起串口发送中断;

(2)在每次串口发送的中断中,把字节一个个地发送;

(3)数据发送完毕后,发出发送结束标志0x55,最后把REN置 1(运行串口接收)。

注:定时器T0已被设置为13us(38kHz)触发一次中断,检测串口发送引脚P3.7的电平高低,若P3.7为低电平,P3.5(红外发送端)电平翻转,否则 P3.5置零(即通过P3.7来控制P3.5是否发出脉冲)。

2.2.2接收

(1)红外线接收头接收到发送标志0xca后开始接收数据;

(2)在每次串口接收的中断中,从缓冲寄存器SBUF中读出接收到的内容;

(3)接收到发送结束标志0x55后结束接收数据;

(4)把接收内容显示在数码管中。

2.3定时器的使用

本程序使用了三个定时器: T0、T1和T2。

(1)T0:设置为13us中断一次,每次检测P3.7的电平高低,决定P3.5是否需要进行电平翻转,从而产生38kHz的红外脉冲。

(2)T1:作为串口1的波特率发生器,不产生中断。

(3)T2:用于控制按键消抖检测和数码管扫描的频率。  

注明:因为不确定传递的数据的个数,所以在数据发送前发送一个标志0xca,让接收方开始接收数据;数据发送完成后发送一个标志0x55,让接收方结束接收数据。

数据发送完毕后,根据串口1的特点,P3.7引脚会持续输出高电平,此时P3.5引脚持续输出低电平,红外发光二极管不发光。

3    程序相关使用到的寄存器说明(文档后有说明,也可查数据手册)

3.1串口1相关寄存器设置

    PCON &= 0x7F;       //波特率不倍速,SMOD=0

    SCON = 0x50;        //串口1使用工作方式1,REN=1(允许串行接收)

    AUXR &= 0xFE;       //串口1选择T1作为波特率发生器,S1ST2=0

    AUXR1 = 0x40;       //串口1在P3.6接收,在P3.7发送

3.2 定时器0相关寄存器设置

    AUXR |= 0x80;       //定时器T0为1T模式

    TMOD |= 0x02;       //使用8位自动重装模式

    TL0 = 0x70;         //设置初值

    TH0 = 0x70;         //设T0重装值

    TR0 = 1;            //T0开始计时

3.3定时器1相关寄存器设置

    AUXR |= 0x40;       //定时器T1为1T模式

TMOD|= 0x20;       //使用8位自动重装模式

    TL1 = 0x70;         //设置初值

    TH1 = 0x70;         //设置T1重装值

TR1= 1;            //T1开始计时

3.4定时器2相关寄存器设置

    AUXR |= 0x04;       //定时器T2为1T模式

    T2L = 0x66;         //低位重装值

    T2H = 0xEA;         //高位重装值

    AUXR |= 0x10;       //定时器2开始计时

程序设计框架及关键实现说明

4.1 宏定义

    #defineCheck_Time 3000     //按键消抖的周期

    #defineMin_time 2000       //按键识别被为按下时检测到的最少次数

4.2全局变量

inttime = Check_Time;          //按键消抖周计数(一个周期检测Check_Time次)

intkey1_count = 0;             //周期中检测到KEY1=0的次数

intkey2_count = 0;             //周期中检测到KEY2=0的次数

intkey3_count = 0;             //周期中检测到KEY3=0的次数

intkey1_state = 1;             //KEY1状态:设置为0代表已按下,1代表未按下

intkey2_state = 1;             //KEY2状态:设置为0代表已按下,1代表未按下

intkey3_state = 1;             //KEY3状态:设置维0代表已按下,1代表未按下

    (以上是按键消抖设置的变量)

unsignedint number[] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};   //数码管显示的数字

intcount = 1;                      //数码管显示的数量

intshow_flag;                      //扫描中显示的位

ints_count = 0;                    //已发送数据的个数

intbegin_recive = 0;               //接收开始标志

    intmybuf = 11;                     //数据接收缓冲

    unsignedchar seg_sel[]={           //段选,显示0-f

        0x3f,0x06,0x5b,0x4f,

        0x66,0x6d,0x7d,0x07,

        0x7f,0x6f,0x77,0x7c,

        0x39,0x5e,0x79,0x71 };

4.3函数:

(1)voidTimerInit();        //定时器相关寄存器设置

(2)voidUartInit();         //串口1相关寄存器设置

(3)voidinit();             //初始化,推挽,中断开关设置

(4)voidweixuan(int x);     //设置数码管位选为第x位

(5)voidcheck_key();        //按键消抖检测以及按键操作(定时器0中断中调用)

l  消抖检测:

每500us检测一次,75次为一个周期,若检测到按下的次数超过周期的2/3则认为按键按下。

l  按键操作: 

按键1发出发送确认标志0xca,触发串口中断。

按键2增加数码管上显示的数值。

按键3显示的数据个数增加。

(6)voidTime0() interrupt 1     //定时器0中断处理函数:控制红外发送

(7)voidURAT1() interrupt 4     //串口中断处理函数:接收数据和发送数据

(8)voidTimer2() interrupt 12   //定时器2中断,扫描显示和调用check_key()

寄存器知识补充说明

5.1辅助特殊功能寄存器AUXR

该寄存器主要用来定义定时器0和1的运行频率。

5.2 定时器/计数器0/1控制寄存器TCON

TCON主要用于控制定时/计数器0和1的运行,以及是否允许接收与处理外部中断请求。

5.3定时器/计数器工作模式寄存器TMOD

   TMOD在本程序中主要用于设置定时/计数器0的工作模式。

5.4 串行口1控制寄存器SCON

  SCON主要用于控制串行口的工作模式、串行接收控制、发送与接收中断标志。

   SCON的所有位可通过整机复位全部赋为“0”。当一帧发送完成,内部硬件自动置位TI为1,请求发送中断处理;当接收完一帧信息时,内部硬件自动置位RI为1,请求接收中断处理。主机需要通过中断服务程序查询TI和RI然后进行相应处理。所以RI和TI必须由软件清0。

5.5定时器0和1的中断允许寄存器IE

   IE主要用于控制定时/计数器0、1、外部中断、串行中断总中断是否被允许。

5.6中断优先级控制寄存器低IP

使用IP寄存器主要是为了设定各中断优先级别。

5.7将串口1进行切换的寄存器AUXR1

AUXR1可以帮助实现串口1在多组接口中切换。

5.8串行口数据缓冲寄存器SBUF

  STC15系列的单片机串行口1缓冲寄存器SBUF的地址是99H;它实际对应了两个寄存器,一个用于写,一个用于读。由于这些操作不可能同时进行,因此这两个寄存器使用同一地址。在写入SBUF时,数据会自动装入9位移位寄存器;前8位为数据字节,最低位为补充的值,然后发送。

接收寄存器是一个输入移位寄存器。除了方式0,它都是9位。当一帧接收完毕,移位寄存器中的数据装入串行数据缓冲器SBUF,第9字节装入SCON寄存器的RB8位。如果SM2使接收到的数据无效,则RB8和SBUF内容不变。移位寄存器数据装入SBUF后,可开始接收下一帧信息。主机应该在新数据到达SBUF之前将数据取走,否则前一帧数据就会丢失。

  5.9 P3口IO模式设定

  5.10 P2口IO模式设定

5.11 P0口模式设定