【正文】 武漢理 工大學(xué)《單片機(jī) 實(shí)習(xí)報(bào)告 》 序號(hào)（學(xué)號(hào)）： 學(xué)生實(shí)習(xí)報(bào)告書(shū) 實(shí)習(xí)類別 單片機(jī)應(yīng)用實(shí)習(xí) 實(shí)習(xí)地址 武漢理工大學(xué)信息工程學(xué)院 學(xué) 院 專 業(yè) 班 級(jí) 姓 名 指導(dǎo)教師 2021 年 1 月 10 日 實(shí) 習(xí) 執(zhí) 行 大 綱 一、 實(shí)習(xí)目的 鞏固《單片機(jī)原理與應(yīng)用》理論課的理論知識(shí)； 熟悉單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)及軟件設(shè)計(jì)的基本方法； 將《單片機(jī)原理與應(yīng)用》理論課的理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際的應(yīng)用系統(tǒng)中； 訓(xùn)練單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)，鍛煉實(shí)際動(dòng)手能力。 武漢理 工大學(xué)《單片機(jī) 實(shí)習(xí)報(bào)告 》 實(shí) 習(xí) 日 記 2021 年 12 月 31 日 今天抽到了單片機(jī)實(shí)習(xí)課設(shè)的題目，心里有點(diǎn)忐忑，因?yàn)橐豢吹饺蝿?wù)要求就覺(jué)得比以往做過(guò)的模電、數(shù)電、強(qiáng)化訓(xùn)練等等課程設(shè)計(jì)不僅數(shù)量多了而且難度也增大了，再者就是用同學(xué)的話說(shuō)就是我悲劇了，抽了個(gè)比較難的題目，但是，以我的個(gè)性，既然選了，那就得著手好好干了，呵呵。本著磨刀不誤砍柴工的精神，今天的主要任務(wù)就是查找資料，安裝軟件，做好十足的準(zhǔn)備工作。打開(kāi)電腦，還好，要用的軟件都已經(jīng)裝了，也省去了裝軟件的麻煩了，接下來(lái)就是熟悉軟件的使用，雖然像 PROTEL， Keil uV2 等 軟件 之前都大致用過(guò)，但因?yàn)闀r(shí)間過(guò)了很久，也淡忘了不少，就借來(lái)了相關(guān)的 參考書(shū)籍，重溫了這些軟件的基礎(chǔ)用法，并拿了書(shū)上的幾個(gè)例題練練手，這真是一個(gè)看起來(lái)容易做起來(lái)卻不太容易的事情。利用休息的時(shí)間，我對(duì)接下來(lái)十三天的實(shí)習(xí)期也做了一個(gè)初步的規(guī)劃，希望在這短暫而又寶貴的兩周里能做出自己滿意的成果。 武漢理 工大學(xué)《單片機(jī) 實(shí)習(xí)報(bào)告 》 實(shí) 習(xí) 日 記 2021 年 1 月 1 日 今天主要的任務(wù)就是弄清楚這次課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路，明白它的設(shè)計(jì)目的，設(shè)計(jì)要求，要達(dá)到怎樣的成 果，以便把這次課程設(shè)計(jì)的各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)方案選擇出來(lái)。所以第一件要做的事情就是要弄清各個(gè)模塊的基本原理，根據(jù)原理才能來(lái)進(jìn)行發(fā)難論證。而方案論證真不是一件輕松的事情，根據(jù)要求，還好可以通過(guò)從圖書(shū)館借的參考書(shū)籍和在網(wǎng)上找到的期刊文獻(xiàn)等，選出一些可以實(shí)現(xiàn)并且能滿足課程設(shè)計(jì)要求的多種方案，并且要在這多種方案的基礎(chǔ)上，優(yōu)中選優(yōu)，選出一個(gè)更適合實(shí)際的方案。在單片機(jī)上有一個(gè)很大的麻煩，就是對(duì)于芯片的選擇，這要求對(duì)各種芯片的功能性能要熟悉，還要對(duì)它們的拓展有些許的了解。這些都加大了對(duì)方案選擇的難度，好在現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)很快捷，所以搜 索各種芯片的資料并不是很難，更多的時(shí)間用在挑選方案了。調(diào)好方案之后，明天就可以進(jìn)行硬件的設(shè)計(jì)了。 武漢理 工大學(xué)《單片機(jī) 實(shí)習(xí)報(bào)告 》 實(shí) 習(xí) 日 記 2021 年 1 月 2 日 今天的主要任務(wù)就是整理資料，總結(jié)總體設(shè)計(jì)思路與原理?；谇皟商斓牟樵冑Y料，請(qǐng)教學(xué)長(zhǎng)與老師，我了解到，我的設(shè)計(jì)題目，基于單片機(jī)的 CAN 總線與 RS232 轉(zhuǎn)換接口電路設(shè)計(jì)，整個(gè)設(shè)計(jì)電路主要包括三個(gè)部分：主控制模塊，RS232 接口轉(zhuǎn)換電路和 CAN 控制模塊。并確定了各模塊的的主要芯片，其中 主控制模塊的功能是處理 CAN 總線以 及 RS232 接口的數(shù)據(jù)通信和控制，本設(shè)計(jì)應(yīng)用 AT89C51 完成 兩種格式數(shù)據(jù)幀的轉(zhuǎn)換，并對(duì)接口進(jìn)行控制； RS232 接口電路 部分 由 MAX232 芯片構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)將單片機(jī)串口的 TTL 電平與 RS232 電平的相互轉(zhuǎn)換，完成 RS232 接口信息的輸入輸出傳輸 ；而 CAN 控制器模塊，主要完成 CAN 協(xié)議的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的實(shí)現(xiàn)。其中物理接口 我 采用 了PCA82C250 芯片 來(lái) 實(shí)現(xiàn)物理層的電平轉(zhuǎn)換和傳輸。 CAN 控制器 選 用 SJA1000 芯片，完成數(shù)據(jù)鏈路層功能， 以 實(shí)現(xiàn) CAN 總線信息的輸入輸出傳輸。 武漢理 工大學(xué)《單片機(jī) 實(shí)習(xí)報(bào)告 》 實(shí) 習(xí) 日 記 2021 年 1 月 3 日 經(jīng)過(guò)昨天對(duì)整體思路的設(shè)計(jì)，今天的主要任務(wù)是分塊完善，首先是對(duì)主控制模塊部分。正所謂，現(xiàn)在是資源節(jié)約時(shí)代，所以我們?cè)谶x材料時(shí)，不僅要選功能上適用的芯片材料，還盡量選擇成本低的材料，由于 主控制模塊負(fù)責(zé)處理 CAN以及 RS232 接口的數(shù)據(jù)通信與控制，利用 AT89C51 可以 完成兩種格式數(shù)據(jù)幀的交換，并對(duì)接口進(jìn)行控制。 RS232 與 CAN的轉(zhuǎn)接板主要實(shí)現(xiàn) RS232 接口與 CAN總線接口之間的數(shù)據(jù)傳輸，其運(yùn)算量不大，因此選用可以有效降低成本 AT89C51作為整個(gè)設(shè)計(jì)的主控制器。 要選擇一個(gè)合適的芯片還真不是一件易事，必須先了解模塊的性能需要，然后熟悉芯片的功能，應(yīng)用，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及各引腳的功能，并且在設(shè)計(jì)時(shí)，一定要做到細(xì)微之處，比如，對(duì)于 AT89C51，在使用時(shí)，必須要適用晶振信號(hào)，才能使單片機(jī)正常工作，再比如，在設(shè)置單片機(jī)本身的地址信息時(shí)，我們可以利用 AT89C51 的 、 以及 ~ 引腳 外接一個(gè) DIP6開(kāi)關(guān) 來(lái)對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)。今天就設(shè)計(jì)到這里了，以前看學(xué)長(zhǎng)設(shè)計(jì)以為很簡(jiǎn)單，現(xiàn)在才發(fā)現(xiàn)，真正到自己動(dòng)手，就成了“觀花容易繡花難了”，不過(guò)我是不會(huì) 放棄的，再接再厲啦！明天繼續(xù)奮戰(zhàn)。 武漢理 工大學(xué)《單片機(jī) 實(shí)習(xí)報(bào)告 》 實(shí) 習(xí) 日 記 2021 年 1 月 4 日 昨天把主控模塊部分完成了大部分，今天的主要任務(wù)是對(duì)其進(jìn)一步的完善，由于信號(hào)是經(jīng)由串口被送入到主單片機(jī)，再通過(guò) CAN總線輸入到從單片機(jī)，從而考慮到 CAN總線速率與 RS232接口速率并不相同，因此設(shè)計(jì)中還增加了片 外RAM芯片 6116，用作轉(zhuǎn)換雙方的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。 在總體設(shè)計(jì)時(shí)，由于要利用AT89C51對(duì)端口進(jìn)行控制，所以，我選擇了 X25045芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)硬件看門(mén)狗功能的 電路，利用它的 四種功能合于一體，上電復(fù)位控制、看門(mén)狗定時(shí)器、降壓管理以及具有塊保護(hù)功能的串行 EEPROM， 來(lái) 簡(jiǎn)化轉(zhuǎn)換接口的設(shè)計(jì)，減少印制板的占用面積， 以 提高可靠行。 現(xiàn)在，主控部分大致設(shè)計(jì)完了，讓我也深呼了一口氣，不經(jīng)感嘆，做工科的孩子傷不起 呵呵呵。 武漢理 工大學(xué)《單片機(jī) 實(shí)習(xí)報(bào)告 》 實(shí) 習(xí) 日 記 2021 年 1 月 5 日 秉著循序漸進(jìn)的原則，在完成主要控制模塊，接下來(lái)當(dāng)然就是對(duì)第二個(gè)模塊RS232 接口轉(zhuǎn)換模塊的電路設(shè)計(jì)了。因?yàn)?EIARS232C 是用正負(fù)電壓 來(lái)表示邏輯狀態(tài)，與 TTL 以高電平表示邏輯狀態(tài)的規(guī)定不同，因此，為了能夠同計(jì)算機(jī)接口或終端的 TTL 器件連接，必須在 EIARS232C 于 TTL電路之間進(jìn)行電平和邏輯關(guān)系的變換。實(shí)現(xiàn)這種變換的方法可使用分立元件，也可以使用集成電路芯片，在這里，我使用集成電路芯片 MAX232，因?yàn)?MAX232 芯片的電荷泵電路可以為RS232 串口提供正負(fù) 12V 的電源，它的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道，可以作為串口通訊的通道，其 15 腳和 16 腳，可以作供電電源，對(duì)于本實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，選用 MAX232 芯片是非常合適的，正所謂，“細(xì)節(jié)決定成敗”，其實(shí)，在一 個(gè)電路設(shè)計(jì)中，最難的數(shù)細(xì)節(jié)二字，比如，我在進(jìn)行電腦仿真時(shí)，結(jié)果總是出不來(lái)，后來(lái)才發(fā)現(xiàn)，要使 MAX232能正常工作，必須外接 4個(gè) 1181。F 的電容，用于芯片的升壓，才能完成電平的轉(zhuǎn)換。終于，不負(fù)辛苦，第二個(gè)大的模塊也設(shè)計(jì)完成了。心情真的是倍兒爽啊，當(dāng)然我知道，我需要努力的還有很多。所以，加油啦！ 武漢理 工大學(xué)《單片機(jī) 實(shí)習(xí)報(bào)告 》 實(shí) 習(xí) 日 記 2021 年 1 月 6 日 辛苦了一個(gè)星期，今天就給自己放個(gè)小假吧，今天就把第三個(gè)模塊的具體思路搞定吧。第三個(gè)模塊 CAN 控制模塊，在 這里，我使用的是 SJA1000 來(lái)實(shí)現(xiàn) CAN控制功能， CAN 核心模塊負(fù)責(zé) CAN 信息幀的收發(fā)和 CAN 協(xié)議的實(shí)現(xiàn)，接口管理邏輯負(fù)責(zé)同外部主控制器的接口，該單元中的每一個(gè)寄存器都可由主控制器通過(guò) SJA1000 的地址 /數(shù)據(jù)總線訪問(wèn)，發(fā)送緩沖區(qū)可存儲(chǔ)一個(gè)完整的信息幀，長(zhǎng)度為 13 個(gè)字節(jié)。主控制器可直接將標(biāo)識(shí)符和數(shù)據(jù)送入發(fā)送緩沖區(qū)，然后置位命令寄存器（ CMR）中的發(fā)送請(qǐng)求位 TR，啟動(dòng) CAN 核心模塊讀取發(fā)送緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)，按 CAN 協(xié)議封裝成一完整 CAN 信息幀，通過(guò)收發(fā)器發(fā)往總線。 在前面設(shè)計(jì) AT89C51 時(shí)，提到要加振蕩器，在 這里，需在 CAN 控制器的 XTAL1 管腳必須連接一個(gè)穩(wěn)定的振蕩器時(shí)鐘，既便于起振，又能使 SJA1000 正確復(fù)位。今天就做到這里吧，放松一下啦，明天再繼續(xù)。 武漢理 工大學(xué)《單片機(jī) 實(shí)習(xí)報(bào)告 》 實(shí) 習(xí) 日 記 2021 年 1 月 7 日 因?yàn)樽蛱熘煌瓿闪说谌齻€(gè)模塊的思路設(shè)計(jì)，所以今天主要任務(wù)就是把剩下的CAN 控制器的硬件電路給設(shè)計(jì)出來(lái)。今天遇到的最大的問(wèn)題就是對(duì)于的控制電路的穩(wěn)定性能的把握，經(jīng)過(guò)“度娘”的一番搜索，找到了相關(guān)的資料，在 AT89C51和 SJA1000 接口電路設(shè)計(jì)中加 入了高速光耦，經(jīng)過(guò)查資料，我采用了光電隔離芯片 TLP113，將 CAN 控制器 SJA1000 和收發(fā)器 PCA82C250 隔離，有效的增加了通訊距離和抗干擾能力。到今天，我們的實(shí)習(xí)已經(jīng)告了一段落，而我的硬件設(shè)計(jì)部分也告一段落了，心里還是有點(diǎn)竊喜的哦，呵呵呵。 武漢理 工大學(xué)《單片機(jī) 實(shí)習(xí)報(bào)告 》 實(shí) 習(xí) 日 記 2021 年 1 月 8 日 今天終于要弄軟件部分了，其實(shí)還是滿忐忑的，因?yàn)樵O(shè)計(jì)程序?qū)ξ襾?lái)說(shuō)并不是一件容易的事情，我一直都覺(jué)得這是一門(mén)很難學(xué)的外語(yǔ)。編程一向是我并不在行的，所以我今 天花了不少時(shí)間，把我自己的單片機(jī)上面所附帶的例程找出來(lái)，選出關(guān)于中斷處理，串口通訊等相關(guān)的例程找出來(lái)，并通過(guò)對(duì)例程的學(xué)習(xí)，對(duì)于基本的關(guān)鍵字，語(yǔ)句等有所了解。然后嘗試寫(xiě)好軟件流程圖，并依據(jù)軟件流程圖和例程的程序，進(jìn)行修改和改進(jìn)，重新編寫(xiě)了自己程序。雖然每個(gè)部分第一次都沒(méi)有真正的成功，以致使 Keil uVIision4 沒(méi)有辦法進(jìn)行編譯。但是我相信，我可以的?。。? 武漢理 工大學(xué)《單片機(jī) 實(shí)習(xí)報(bào)告 》 實(shí) 習(xí) 日 記 2021 年 1 月 9 日 昨天的程序編寫(xiě)讓我知道我的 C 基礎(chǔ)的薄弱，因?yàn)閱纹瑱C(jī)課本上以及 單片機(jī)的考試更多的是用匯編程序編寫(xiě)，而學(xué)習(xí) C 已經(jīng)是好幾個(gè)學(xué)期之前的事情了，所以我決定臨時(shí)改變一下計(jì)劃，今天惡補(bǔ)一下 C 語(yǔ)言。所以今天把當(dāng)時(shí)考二級(jí)的時(shí)候的參考書(shū)，參考資料都翻找出來(lái)，幸好有很多的重點(diǎn)和筆記幫助我找回重拾的記憶，想著以后可能就要吃程序員這碗飯了，像我現(xiàn)在這樣的技術(shù)含量，真是讓我倍感羞愧呀。昨天熬夜的編寫(xiě)，讓我開(kāi)始擔(dān)憂，是否以后工作了就會(huì)像現(xiàn)在這樣沒(méi)完沒(méi)了的寫(xiě)程序呢？如果真是這樣的話，壓力真是如此之大啊。我真的難以想象日積月累的熬夜，沒(méi)完沒(méi)了的工作，到那個(gè)時(shí)候我一定會(huì)崩潰掉的啊。 呵呵呵 但是我還是相信，在這個(gè)世界上沒(méi)有做不好的事兒，因?yàn)椤包S天不負(fù)有心人”！ 果然，在組員和學(xué)長(zhǎng)的共同幫助下，經(jīng)過(guò)一下午和一晚上的努力我終于完成了 AT89C51 模塊和 SJA1000 模塊以及 MAX232 模塊的程序編程，這對(duì)于我來(lái)說(shuō)真的是件不容易的事情，好不容易編譯成功，在一番心中小小的激動(dòng)之后，卻面臨更大的困境，就是該如何把已經(jīng)寫(xiě)好的是三個(gè)分塊程序融合為一個(gè)程序呢？剛開(kāi)始我天真以為把所有的程序貼在一起就可以了，編譯失敗和那實(shí)在是不堪入目的錯(cuò)誤數(shù)目，讓我意識(shí)到接下來(lái)融合在一起的工程才是最艱難的事情。好難好難好 難，真心好難呀，這讓我再一次感受到，一加一大于二的感覺(jué)。看著那些引腳，那些端口，在剛開(kāi)始分開(kāi)編程的時(shí)候并沒(méi)有考慮