1、毕业实习报告实习单位: 河南理工大学 实习时间： 2012.2.20 至 2012.3.14 学院(系): 电气工程与自动化学院 专 业: 电气工程及其自动化 学生姓名: 学号: 2012 年 3 月 14 日2S HENAN POLYTECHNIC UNIVERSITY 毕业实习报告用纸一、实习目的及要求1.1 实习目的1.在图书馆查阅关于单片机设计方面的资料，为毕业设计打下基础。2.对毕业设计所选题目简易电子广告牌的设计有初步的了解。3.通过借鉴和分析关于单片机方面的设计实例，从中学到单片机的设计过程及一般步骤。1.2 实习要求1.在查资料前做到有明确的目标，不盲目浪费时间。2.查资料时把
2、自己在单片机方面的弱项和不懂的地方弄明白。3.多看设计实例，从中学到设计经验，便于接下来的毕业设计。二、毕业设计题目介绍LED 显示屏是八十年代后期在全球迅速发展起来的新型信息显示媒体，显示屏由几万、几十万个半导体发光二极管像素点均匀排列组成。利用不同的材料可以制造不同色彩的 LED 像素点。目前应用最广的是红色、绿色、黄色。而蓝色和纯绿色 LED 的开发已经达到了实用阶段。LED 显示屏可以显示变化的数字、文字、图形图像；不仅可以用于室内环境还可以用于室外环境，具有投影仪、电视墙、液晶显示屏无法比拟的优点。在短短的十来年中，LED 点阵显示屏就以亮度高、工作电压低、功耗小、小型化、寿命长、耐
3、冲击和性能稳定的优点迅速成长为平板显示的主流产品，在信息显示领域得到了广泛的应用。LED 的发展前景极为广阔，目前正朝着更高亮度、更高耐气候性、更高的发光密度、更高的发光均匀性、可靠性、全色化方向发展。LED 显示屏的应用涉及社会经济的许多领域，主要包括：（1）证券交易、金融信息显示。 （2）机场航班动态信息显示。 （3）港口、车站旅客引导信息显示。 （4）体育场馆信息显示。 （5）道路交通信息显示。 （6）调度指挥中心信息显示。 （7）邮政、电信、商场购物中心等服务领域的业务宣传及信息显示。 （8）广告媒体新产品等。LED 发展趋势 ：现代信息社会中，作为人一机信息视觉传播媒体的显示产品和技
4、术得到迅速发展，进入二十一世纪的显示技术将是平板显示的时代，LED 显示屏作为平板显示的主导产品之一无疑会有更大的发展，并有可能成为二十一世纪平板显3示的S HENAN POLYTECHNIC UNIVERSITY 毕业实习报告用纸代表性主流产品。高亮度、全彩化蓝色及纯绿色 LED 产品自出现以来，成本逐年快速降低，已具备成熟的商业化条件。基础材料的产业化。使 LED 全彩色显示产品成本下降，应用加快。LED 产品性能的提高，使全彩色显示屏的亮度、色彩、白平衡均达到比较理想的效果，完全可以满足户外全天候的环境条件要求，同时，由于全彩色显示屏价格性能比的优势，预计在未来几年的发展中，全彩色 LE
5、D 显示屏在户外广告媒体中会越来越多地代替传统的灯箱、霓红灯、磁翻板等产品，体育场馆的显示方面全彩色 LED 屏更会成为主流产品。全彩色LED 显示屏的广泛应用会是 LED 显示屏产业发展的一个新的增长点。选题意义：该设计课题使我们能够掌握 LED 显示屏的基本显示原理和设计方法，对LED 显示屏这个行业有了较为深刻的了解和认识。并且对大学期间所学习的一些理论进行了实践，使我们对所学过的理论知识有了新的认识。并且通过该设计课题掌握了 51 单片机的的软硬件开发工具的使用方法，为以后从事相关行业的工作积累了实际工作经验。目前我国的信息行业发展迅速，作为主要平面显示媒介的 LED 显示屏的作用也越
6、练越广泛，相关的从业人员也会越来越紧缺。但同时应该清楚的认识到我国的 LED 技术虽然发展迅速但和世界先进水平还有一定的差距。因此此课题不论是对自己的就业还是对我国 LED 显示技术的发展都有非常现实与积极的意义。三、实习任务1.认真查阅关于设计题目相关的文献资料2.对设计题目有个大概的提纲，有自己初步的想法。3.认真撰写实习报告，总结实习心得。四、实习过程因为在寒假期间已经把生产实习做了，所以，本次毕业实习是在学校完成的。主要任务是为毕业论文搜集资料查阅书刊等，大部分时间在图书馆和寝室电脑前完成的。经过一段时间的考虑和比较，终于选了个论文题目，简易电子广告牌设计。在本毕业设计中是以 AT89
7、C51 单片机为控制芯片，用 8 8 的点阵屏 4 块来4级联实现 1616 的点阵屏，从而用于广告牌显示的。大三下学期本就有个单片机课程设计，当时也选了个 LED 点阵显示屏。但是当时因为元器件问题搁置了，S HENAN POLYTECHNIC UNIVERSITY 毕业实习报告用纸现在终于要弄这个了，当然对于单片机也要重新开始学习了，毕竟大四了人也浮躁了，学的好多东西大部分已经忘记了，所以重新拿起了那本单片机原理及应用技术，默默的看起来了.终于要开始整理这方面的资料了，于是把目光瞄向了图书馆，那里面的东西很多，真的很多，多到让我从里面不知道选什么好，满满一架子的单片机方面的介绍书籍和应用实
8、例，太多了，拿起这本随意的翻翻又放回去，又看到那本好像更好，就这样找来找去的。因为是要做这个论文，自然少不了去搜索前人发表过的论文，只要与我这个选题有关，尽量的去搜索了。起初，还是老老实实的去百度、豆丁等搜来搜去，积分耗了不少，但感觉很多都是忽悠，完全是敷衍应对之作。后来成老师推荐上图书馆的资料库，检索中国期刊全文数据库(清华镜像)、中国学术会议论文全文数据库（万方） 、中文科技期刊全文数据库(维普)、中国数字化期刊群(万方) 、中国学位论文全文数据库(万方)、中国硕士学位论文全文数据库(2000-2002)等各种数据库。终于在里面找到几篇质量比较高的专业论文，对于写这个毕业论文有了个最初的方
9、向，心里好歹有了个底。参阅前人的相关论文，理清了大概的思路，对于这设计，也有了自己初步的想法。本设计的理论基础是单片机技术基础，微机原理，模拟和数子电路。设计的大致步骤就是下面的：（1）初步方案的论证和选择对搜集的相关资料根据自己的需求分类，因了不同人有不同的想法，所以那些前辈们的论文对电子广告牌的设计方案也是各不相同的，结合自身实际情况，对前人的东西优化改正，整合属于自己的设计方案。（2）方案实现以设计方案为基础，选择适当的元器件来实现设计。选择器件时要从功能和电气特性两方面来选择和论证。（3）程序编写 5讲整个系统分成相当的模块，对于各种模块，就行相应的程序编写，然后进行调试，最后将独立的
10、模块统一成一体。（4）验证与测试测试硬件与软件之间的协同能力。（5）结论 S HENAN POLYTECHNIC UNIVERSITY 毕业实习报告用纸完成设计后对遇到的问题和解决方案进行总结。下面介绍下本次设计的主要硬件（1）单片机单片机是集成了 CPU，ROM，RAM 和 I/ O 口的微型计算机。它有很强的接口性能，非常适合于工业控制,因此又叫微控制器(MCU)。单片机品种齐全,型号多样 CPU 从 8，16，32 到 64 位，多采用 RISC 技术，片上 I/O 非常丰富，有的单片机集成有 A/ D， “ 看门狗”，PWM，显示驱动，函数发生器，键盘控制等。它们的价格也高低不等，这样
11、极大地满足了开发者的选择自由。除此之外单片机还具有低电压和低功耗的特点。随着超大规模集成电路的发展，NMOS工艺单片机被 CMOS 代替，并开始向 HMOS 过渡。供电电压由 5V 降到3V，2V 甚至到 1V，工作电流由 mA 降至 A ，这在便携式产品中大有用武之地。51 系列单片机由于产品硬件结构合理，指令系统规范，加之生产历史“悠久”，有先入为主的优势常作为单片机学习的教材。且 51 系列的 I/O 脚的设置和使用非常简单，当该脚作输入脚使用时，只须将该脚设置为高电平（复位时，各 I/O 口均置高电平） 。当该脚作输出脚使用时，则为高电平或低电平均可。所以在控制部分方案的选择中选定 5
12、1 系列单片机作为控制部分的核心器件。在51 系列中，AT89C51 是一种带 4 kB 闪烁可编程可擦除只读存储器(Falsh Programmable and Erasable Read OnlyMemory， FPEROM)的低电压、高性能CMOS 型 8 位微处理器，俗称单片机。该器件采用 ATMEL 公司高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的 MCS-51 指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能 8 位 CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中，能够进行 1 000 次写擦循环，数据保留时间为 10 年。他是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。因此，
13、在智能化电子设计与制作过程中经6常用到 AT89C51 芯片。主要性能参数：1）与 MCS-51 产品指令系统完全兼容2）4k 字节可重擦写 Flash 闪速存储器3）1000 次擦写周期4）全静态操作：0Hz 24MHz5）三级加密程序存储器S HENAN POLYTECHNIC UNIVERSITY 毕业实习报告用纸6）128*8 字节内部 RAM7）32 个可编程 I /O 口线8）低功耗空闲和掉电模式9）6 个中断源AT89C51 是一个低电压，高性能 CMOS 8 位单片机，片内含 4Kbytes 的可反复擦写的只读程序存储器（EPROM）和 128 bytes 的随机存取数据存储器
14、（RAM） ，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失存储技术生产，兼容标准MCS-51 指令系统，片内置通用 8 位中央处理器和 Flash 存储器单元，内置功能强大的微型计算机的 AT89C51 提供了高性价比的解决方案。AT89C51 是一个低功耗高性能单片机，40 个引脚，32 个外部双向输入/输出（I/O ）端口，同时内含 2 个外中断口，2 个 16 位可编程定时计数器，2 个全双工串行通信口，AT89C51 可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处 理器和 Flash 存储器结合在一起， 特别是可反复擦写的Flash 存储器可 有效地降低开发成本。7图 4-1
15、AT89S51 管脚图管脚说明：S HENAN POLYTECHNIC UNIVERSITY 毕业实习报告用纸VCC：供电电压。GND：接地。P0 口：P0 口为一个 8 位漏极开路双向 1/0 口，每脚可吸收 8TTL 门流。当 P1口的管脚第一次写 1 时，被定义为高阻输入。P0 能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在 Flash 编程时,P0 口作为原码输入口,当FLASH 进行校验时 ,P0 输出原码 ,此时 P0 外部必须被拉高.P1 口：P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口,P1 口缓冲器能接出4TTTL 门电流.P1 口管脚写入 1
16、后,被内部上拉为高 ,可用作输入,P1 口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故.在 FLASH 编程和校验时,P1 口作为第八位地址接收。P2 口：P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口,P2 口缓冲器可接收,输出 4个 TTL 门电流 ,当 P2 口被写“1” 时,其管脚被内部上拉电阻拉高 ,且作为输入。并因此作为输入时，P2 口管脚被外部拉底，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2 口当用于外部程序存储器或 16 位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2 口
17、输出其特殊功能寄存器的内容。P2 口在 Flash编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3 口：P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口，可接收输出 4 个 TTL门电流。当 P3 口写入“1 ”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为8输入，由于外部下拉为低电平， P3 口将输出电流（ILL ）这是由于上拉的缘故。P3 口也可作为 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示：口管脚 备选功能P3.0 RXD 串行输入口P3.1 TXD 串行输出口P3.2 INT0 外部中断 0 P3.3 INT1 外部中断 1P3.4 T0 记时器 0 外部输入P3.5 T1 记时
18、器 1 外部输入P3.6 WR 外部数据存储器写选通P3.7 RD 外部数据存储器读选通P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。S HENAN POLYTECHNIC UNIVERSITY 毕业实习报告用纸RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持 RST 脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在 Flash 编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的 1/6。因此它可用做对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用做外部存储器时，将跳过
19、一个 ALE 脉冲。如想禁止 ALE 的输出可在 SFR8EH 地址上置 0。此时，ALE 只有在执行 MOVX，MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态 ALE 禁止，置位无效。PSEN:外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN 有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN 信号将不出现。EA/VPP：当/EA 保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H FFFFH） ，不管是否有内部程序存储器。注意加密方式 1 时，/EA 将内部锁定为 RESET：当/EA 端保持高电平时，此间内部程序
20、存储器。在 Flash 编程期间，此引脚也用于施加 12V 编程电源（VPP） 。XTAL1： 反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。9XTAL2： 来自反向振荡器的输出。（2）显示屏LED 显示屏是由一个一个的发光二极管点阵构成的，要构成大屏幕的 LED显示屏就需要多个发光二极管。构成 LED 屏幕的方法有两种，一是由单个的发光二极管逐点连接起来，二是选用一些由单个发光二极管构成的 LED 点阵子模块构成大的 LED 点阵模块。目前市场上普遍采用的点阵模块有 88、1616 几种；这两种屏幕构成方法各有有缺点，单个发光二极管构成显示屏优点在于当单个的发光二极管出现问题时只需更换一个二
21、极管即可，检修的成本较低，缺点在于连接线路复杂；而点阵模块构成的方法却正好与之相反，模块构成省约了大量的连线，不过当一个 LED 出现问题时同在一个模块的所有 LED 都必须被更换。这就加大了维修的成本。本次设计要求是采用 4 块 88 点阵模块构成1616 点阵显示屏。S HENAN POLYTECHNIC UNIVERSITY 毕业实习报告用纸一个 1616 的 LED 显示屏行和列各有 16 支引脚，不能单靠 51 单片机的端口驱动所以必须要对单片机的端口个数进行扩展。经常采用的端口扩展方法是用串并转换芯片进行译码。常用的串并转换芯片有 74LS154（4 线-16 线译码器）、74LS
22、164（ 8 位串并转换器） 、74HC595 等。51 系列单片机端口低电平时，吸入电流可达，具有一定的驱动能力；而为高电平时，输出电流仅数十甚至更小（电流实际上是由脚的上拉电流形成的） ，基本上没有驱动能力，所以单片机不能直接驱动 LED 显示屏显示。在单片机和显示屏之间还需要增加以功能放大为目的的驱动电路。10图 4-2 LED 点阵图故本次设计的硬件方案大体是以 PC 机作为上位机存储和处理显示内容用串行通信的方式将显示内容和控制指令传输到单片机系统，单片机根据上位机传输来的内容和指令通过端口译码扩展后驱动 4 块 88LED 点阵模块构成的1616 的 LED 点阵显示屏。对于软件方
23、面，相信也不是块好啃的骨头，因为这个系统可以分成好几个子系统，各个子系统又有点小复杂，而且，最后还需要将它们合成一体。程序的编S HENAN POLYTECHNIC UNIVERSITY 毕业实习报告用纸译肯定是很冗长的。压力很大啊。单片机编程有两种，一种是汇编语言编程，另一种是 C 语言编程。汇编语言(Assembly Language)是面向机器的程序设计语言，是一种功能很强的程序设计语言，也是利用计算机所有硬件特性并能直接控制硬件的语言。其具有执行速度快，占内存空间少等优点，但在编写复杂程序时具有明显的局限性，汇编语言依赖于具体的机型，不能通用，也不能在不同机型之间移植。11C 语言是一
24、种源于编写 UNIX 操作系统的语言，它是一种结构化语言，可产生压缩代码。C 语言结构是以括号 而不是子和特殊符号的语言。 C 可以进行许多机器级函数控制而不用汇编语言。与汇编相比，有如下优点：对单片机的指令系统不要求了解，仅要求对 51 的存储器结构有初步了解；寄存器分配、不同存储器的寻址及数据类型等细节可由编译器管理；程序有规范的结构，可分为不同的函数。这种方式可使程序结构化；将可变的选择与特殊操作组合在一起的能力，改善了程序的可读性；编程及程序调试时间显著缩短，从而提高效率；提供的库包含许多标准子程序，具有较强的数据处理能力；已编好程序可容易的植入新程序，因为它具有方便的模块化编程技术。
25、C 语言作为一种非常方便的语言而得到广泛的支持，C 语言程序本身并不依赖于机器硬件系统，基本上不做修改就可根据单片机的不同较快地移植过来。基于以上理由决定采用 C 语言为该显示系统的编程语言。S HENAN POLYTECHNIC UNIVERSITY 毕业实习报告用纸五、实习心得针对整个毕业设计，这个名义上的实习只是粗粗的开了个头。在这些个星期里，不能说很详细的翻阅了那些书，仔细阅读了那些论文，只是浏览了下，了解个大概，说真的，真要是专门提出个什么问题让我回答，我还真不知道怎么去回答，或许还没到紧张的时候，心态还是有点小懒散，不想尽最大努力去12好好学。另外还有些事繁琐着，总算不能静下心来好
26、好思考，毕业季，琐事还一大堆，该死的驾照考试！是回去还是暂留河南？再过几个月就要滚蛋了每每想起这么些事情，总是心烦意乱的。真想收收心，好好面对这个大学时期最后的作业，也是对自己考核。言归正传，总的来说，本次的毕业实习收获还是有很多的。比如说，起码知道这个东西是怎么回事，看看前人的论文，明白了论文到底该怎么写作，该怎么样把握住方向，而且，还能明显感受到自己当初这门课学得到底有多么的差，都该好好查漏补缺。希望在接下来几个月里，能在成老师的帮助下好好完成这个毕业设计，为自己学生生涯的完结画上个干净利落的句号。14指导教师对学生毕业实习情况的评价指导教师（签名）： 年 月 日2答辩 意 见（实习成绩按等级制（优、良、中、合格、不合格）方式记载）评 定 成 绩 ：_答辩组长(签名) ：_年 月 日
