北邮智能车电子工艺实习报告.docx

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北邮智能车电子工艺实习报告

北京邮电大学实习报告

实习名称

电子工艺实习

学院

信息与通信工程学院

学生姓名

桑志杰

班级

129

学号

2012210789

实习时间

2014.6.23-7.4

实习地点

主楼522

实

习

内

容

实习题目：

电子工艺实习的基本技能（手工焊接技术、拆焊技术等）、简单的发光二极管交替闪烁电路的安装调试、智能测速小车的安装调试

实习进度安排：

6.23-6.24：

认识焊接工具，学习并掌握手工焊接技术、拆焊技术等基本技能，大量训练掌握手工焊接的技巧

6.25：

用万能板焊接安装一个发光二极管交替闪烁电路

6.26：

熟悉电子原件市场、发元器件，准备安装小车

6.27-7.3：

完成智能测速小车的安装调试，验收作品

7.4：

总结得失，写实习报告

学生

实习

总结

（附页，不少于2000字）

见附页

实

习

成

绩

评

定

遵照实习大纲并根据以下三方面按五级分制（优秀、良好、中等、及格、不及格）综合评定成绩：

1、思想品德、实习态度、实习纪律等

2、技术业务考核、笔试、口试、实际操作等

3、实习报告、分析问题、解决问题的能力

实习评语:

实习成绩:

指导教师签名：

实习单位公章

年月日

实习总结

实习任务要求

（1）熟悉焊接用工具（外热式电烙铁、吸锡器等），了解焊接用材料（焊料、助焊剂），正确使用电烙铁，熟练掌握手工焊接技术，按照正确的焊接操作手法进行反复练习，知道什么是高质量的焊点，保障焊点的质量，学会手工拆焊技术。

（2）用万能板焊接安装一个发光二极管交替闪烁电路。

（3）安装调测智能测速小车，要求实现秒表、测速、定点停车、终点显示时间等功能。

设计思路

智能测速小车部分的整体设计思路如下图：

智能测速小车是通过STC90C52RC单片机来实现的，主要分为秒表计时和光电计数两个部分。

秒表计时利用单片机的内部定时器来实现，由于利用晶体振动频率来计时，故比较精确；光电计数是利用单片机的两个外部中断，光电模块的脉冲触发中断来实现计数。

由光电模块测得的脉冲数可以求得车轮转动的圈数（圈数=脉冲数/20），再利用前面实现的秒表功能可得出小车的速度（我们这里为瞬时速度）。

定点停车是通过设定圈数来使小车停止，在程序里写一段选择语句即可实现。

至于走直线的问题，通过调节占空比来控制小车转速，使得小车有相同的速度，再调节并固定万向轮，即可实现走直线。

拓展部分：

蓝牙控制小车。

利用蓝牙与51单片机通信的原理，在小车行进过程中，不断调整车轮的转速来实现走直线，并可以实现启动、停止小车、一键显示速度等功能。

实现过程

常用工具和耗材：

焊接用工具：

电烙铁、吸锡器、其它常用工具（烙铁架、尖嘴钳、剪刀、斜嘴钳、剥线钳、镊子、切刀等）

焊接用材料：

焊料（铅锡焊料有熔点低、机械强度高、表面张力小、抗氧化性好的特点）、助焊剂（树脂、有机、无机）

基本技能（焊接技术）：

电烙铁使用注意事项：

1、电烙铁通电前首先检查电烙铁的电源线有无破损，如有破损及时处理，防止发生短路、短路或触电事故；核对供电电压是否与电烙铁的额定电压相符，注意用电安全；检查烙铁头是否已上锡，新的电烙铁头或修整后的烙铁头通电前应先浸松香水或涂焊锡膏，然后马上上锡。

2、焊接时，如果烙铁头挂锡太多影响焊接质量，应通过在湿布上擦拭来去处过多的锡，绝对不能甩电烙铁或在其它物体上敲击电烙铁，防止高温的液态锡被甩到周围的人身上或物体上，引起身体伤害或财产损失。

而敲击电烙铁则容易使烙铁芯的瓷管破裂，或使内部发生短路或断路故障，引发安全事故或留下安全隐患。

3、电烙铁在使用时，还注意电源线是否在手柄内发生转动，一般外热式电烙铁手柄内部有固定线将电源箱固定在支架上，内热式电烙铁手柄上有一个固定电源线的塑料螺钉，若固定松动应及时紧固，否则电源线容易扭动转动，从而引起内部连接处断开或电源线间短路，进而引起发供电线路保险爆断等故障。

4、焊接间隙电烙铁应放置在烙铁架上，不得随意放置，一般右手持电烙铁情况下，烙铁架放置在前方靠右处。

取放电烙铁的过程中注意理顺烙铁电源线，一定要防止电源线不断被扭转，导致电烙铁内部电源接线处产生断路和短路；还要防止取放电烙铁的过程中烙铁头烫坏电源线。

5、使用电烙铁进行焊接操作时，还应养成良好的习惯，操作台面上应整齐有序，不放置过多的东西。

手工焊接的基本手法和要领：

1、电烙铁的拿法：

反握法、正握法和握笔法；

2、焊锡丝的拿法：

焊锡丝的拿法有两种：

连续焊接时拿法和断续焊接时拿法。

连续焊接时用拇指和食指拿住焊锡丝，顶端留出3~5厘米的长度，焊接过程中可以借助其它手指连续向前送料。

手工焊接的步骤：

手工焊接的操作一般分五个步骤，称为手工焊五步操作法，如图2.2.3所示，图中从左往右，分别为步骤一至五：

步骤一：

准备施焊

左手拿焊丝，右手持电烙铁，电烙铁已经通电加热，可以随时施焊，并且要求烙铁头洁净无焊渣等氧化物，表面镀有一层焊锡。

步骤二：

加热焊件

将烙铁头放在被焊接的两焊件连接处，使两个焊件都与烙铁头相接触，同时加热两个焊件焊接面至一定温度，时间大约为1～2秒钟。

注意：

此步骤中不要用烙铁头对焊件过度施加压力，过度施压并不能加快传热，却加速了烙铁头的损耗，更严重的是对被焊接的元器件造成不易察觉的损伤，埋下隐患。

步骤三：

送入焊丝

焊件的焊接面被加热到一定温度时，焊锡丝从烙铁对面接触焊件，焊锡丝融化浸润两焊接面。

注意：

不要把焊锡丝送到烙铁头上！

步骤四：

移开焊丝

当焊锡丝熔化一定的量，使焊接面布满液态焊锡后，立即向左上45°方向移开焊锡丝。

注意：

焊锡的量要适中，过量焊锡不但造成浪费，还增加了焊接时间，降低了工作速度，还容易造成焊点与焊点之间的短路。

而焊锡过少则焊件之间不能形成牢固结合，影响焊点的质量。

在印刷电路板上焊接时，原则上熔化的焊锡应刚好布满焊盘，而双面板则焊锡还要充满孔的缝隙，所以同样大小的焊盘，双面板比单面板需要更多的焊锡，而双面板的焊点比单面板的焊点电气连接更可靠，机械连接强度更高，质量更好。

二者的区别见图2.2.4，图中灰色部分为焊锡形成的合金层。

步骤五：

移开烙铁

焊锡丝移开后，融化的焊锡应同时也浸润焊件的施焊部位，此时应迅速将烙铁头贴刮着被焊接的焊件（元件引脚或导线）移离焊点，这样可以使焊点保持适当量的焊料。

从第三步开始到第五步结束，时间大约1~2s。

注意：

烙铁移开后至焊锡凝固之前，应保持焊件静止，如果焊接时用镊子或钳子等工具帮助固定焊件，一定等焊锡凝固后才松开固定工具，因为焊锡的凝固过程是结晶的过程，在金属结晶期间受到外力（焊件移动或抖动）会改变结晶的条件，形成大粒结晶，造成所谓的“冷焊”，使焊点内部结构疏松，机械强度降低，导电性差。

高质量的焊点：

1、可靠的电气连接

2、足够的机械强度

3、光洁整齐的外观

手工拆焊技术：

分点拆焊法、集中拆焊法、保留拆焊法、剪断拆焊法

手工拆焊操作应注意什么：

1、严格控制拆焊温度和加热时间

2、严格控制拆焊时的力度

3、严格控制拆焊操作时的范围

4、拆焊后重新焊接要注意回复原状

简单的发光二极管交替闪烁电路的安装调测：

1、用万能板焊接安装一个发光二极管交替闪烁电路，电路原理图如下图：

上图电路所用元器件清单如下表：

2、根据元器件清单准备元器件

3、根据电路规划元器件在电路板上的焊接位置

4、实际安装焊接电路

5、电路的检测与调试、通电运行

仔细检查电路焊接情况，并根据电路原理图对整个电路的安装、连接关系进行检查，核对无误后，通电调试。

两个二极管交替发光显示表明，电路正常工作，电路安装焊接成功！

智能测速小车的安装调测：

智能测速小车原理图、装配图、装配步骤略，下面主要叙述测速小车实现功能的关键部分：

数码管显示：

定义4个显示函数来实现显示秒表、行进瞬时速度等功能。

其中display1（）为开启右边两块数码管显示，display2（）为在秒表时开启中间两块数码管显示，display3（）为在秒表时开启左边两块数码管显示，display4（）为在显示速度时开启左边两块数码管显示。

由于设了两个数组seg_data[]和seg_data1[]，可实现显示秒表时点亮数码管的“：

”，显示速度时不点亮数码管的“：

”。

附此部分代码如下：

ucharcodeseg_data[]={0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10,0xff};//0~9的段码表,0x00为熄灭符

ucharcodeseg_data1[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xff};//0~9的段码表,0x00为熄灭符

/********显示函数********/

display1（count1）

{

P0=seg_data[count1%10];//显示毫秒位

P2=0x3e;//开个位显示（开第1只数码管）

Delay_ms（t）;//延时10ms

P0=seg_data[（count1/10）%10];//显示毫秒百位

P2=0x3d;//开十位显示（开第2只数码管）

Delay_ms（t）;

}

display2（count2）

{

P0=seg_data[count2%10];//显示秒位

P2=0x3b;//开个位显示（开第1只数码管）

Delay_ms（t）;//延时10ms

P0=seg_data[（count2/10）%6];//显示秒十位

P2=0x37;//开十位显示（开第2只数码管）

Delay_ms（t）;

}

display3（count3）

{

P0=seg_data[count3%10];//显示分位

P2=0x2f;//开个位显示（开第1只数码管）

Delay_ms（t）;//延时10ms

P0=seg_data[（count3/10）%6];//显示分位

P2=0x1f;//开十位显示（开第2只数码管）

Delay_ms（t）;

}

display4（uintd）

{

P0=seg_data1[d%10];

P2=0x2f;

Delay_ms（t）;

P0=seg_data1[（d/10）%10];

P2=0x1f;

Delay_ms（t）;

}

秒表计时及内部计时器

此系列单片机内部有T0，T1，T2三个定时器/计数器，我们采用T0作为定时器，设置TMOD=0x21;EA=1;ET0=1;TR0=0;采用工作方式1，定时时间的计算公式为（2^16-计数初值）*晶振周期*12，若定时时间为10ms，则TH0=0xd8;TL0=0xf0;每过1ms，time加一，time的单位即是十毫秒，time每数100，time1加一，则time1代表的是秒数，time/60即为分钟数，再time，time1，time/60通过数码管显示出来,即为秒表。

由于T0采用晶振脉冲计数，所以此秒表格外精确。

附此部分代码如下：

voidtimer0（）interrupt1

{

TH0=0xd8;

TL0=0xf0;

time++;

if（time==100）

{

time=0;

time1++;

}

……

}

display1（time）;

display2（time1）;

display3（time1/60）;

光电模块及外部中断

光电模块每挡光一次，发出一次脉冲，通过对脉冲计数，即可记录车轮转动的圈数。

此处需要用到单片机的外部中断，在这里我们用INT0，INT1，需要设置EA=1;IT1=1;EX1=1;IT0=1;EX0=1;并编写两个外部中断函数：

/******外部中断（计光电模块脉冲数）********/

voidexint1（）interrupt2

{

r1++;//右轮转动圈数

}

voidexint0（）interrupt0

{

r2++;//左轮转动圈数

}

显示速度及停车时间

我们设置的是通过蓝牙发送一个指令，来显示当时速度，在停车之后显示停车时间。

具体实现如下：

计算速度：

引入r11,r111,r22,r222四个变量来计算出小车行进的瞬时速度，我们是计算每100ms的脉冲数（或转过圈数）来计算速度的，代码（在计时器中）如下：

voidtimer0（）interrupt1

{

TH0=0xd8;

TL0=0xf0;

time++;

if（time==100）

{

time=0;

time1++;

}

if（time==10）

{

r111=r1-r11;//在过去100ms中，右轮转的圈数（或脉冲数）

r222=r2-r22;//在过去100ms中，左轮转的圈数（或脉冲数）

r11=r1;//更新r11

r22=r2;//更新r22

}

}

/*******显示速度函数******/

voidshowspeed（）

{

display1（r111/2）;//结果为右轮每秒转动的圈数

display4（r222/2）;//结果为左轮每秒转动的圈数

qianjin（）;

}

显示停车时间：

在停车函数中，我们将停止时的十毫秒数和秒数分别赋值给a，b两个变量，并将其显示出来，则在停车之后显示停车时间。

代码如下：

/**********停车函数*********/

voidstop（）

{

uinta,b;

IN1=0;

IN2=0;

IN3=0;

IN4=0;

a=time;b=time1;

while（date==0）

{TR0=0;

display1（a）;

display2（b）;

display3（b/60）;

}

TR0=1;

}

走直线

为了使小车走直线，可以通过调节转动函数的占空比来控制车轮转速，使两轮速度相同，并且将万向轮固定，即可实现走直线的功能，由于我们是通过蓝牙微调转速的，故此处不再赘述。

拓展功能（蓝牙）：

鉴于之前我们有Arduino与蓝牙通信的经验，故在此加入蓝牙传输的功能。

通过蓝牙在手机端控制小车的前进，后退，微调左转，微调右转，显示速度等功能。

代码如下：

switch（date）

{

case0:

stop（）;break;

case1:

qianjin（）;break;

case2:

houtui（）;break;

case3:

zuozhuan（）;break;

case4:

youzhuan（）;break;

case5:

for（i=0;i<400;i++）showspeed（）;break;

default:

break;

}

至于蓝牙传输的实现，先初始化蓝牙传输串口：

voidUartInit（void）//*****************

{

AUXR=0x40;;//定时器1时钟为Fosc,即1T

TMOD=0x21;

SCON=0x40;

PCON=0x00;

TH1=0xfd;

TL1=0xfd;

ET1=0;//禁止定时器1中断

TR1=1;//启动定时器1

REN=1;

ES=1;//蓝牙初始化

}

这里需要用到定时器T1，以及串行口中断

串口中断函数：

/*******蓝牙串口中断函数********/

voiduart_ser（void）interrupt4

{

if（RI）

{

RI=0;

date=SBUF;

flag=1;

}

if（TI）TI=0;

}

有了这两个函数，我们就可以通过蓝牙进行手机与51单片机通信，从而控制小车的行进。

两个微调函数：

/*********微调左转函数***********/

voidzuozhuan（）

{

for（i=0;i<3000;i++）

{

IN1=1;

IN2=0;

IN3=0;

IN4=0;

}

}

/**********微调右转函数***********/

voidyouzhuan（）

{

for（i=0;i<3000;i++）

{

IN1=0;

IN2=0;

IN3=0;

IN4=1;

}

}

小车行进中通过调用以上两个微调函数来调整小车行进方向，来确保小车走直线

本人具体工作

在实习过程中，我与队友不断交流想法，交换思想，齐心协力，最终圆满完成了任务。

两人的工作量基本上是相当的。

我的具体工作如下：

装配小车（焊接主要由队友完成，剩余部分由本人完成）

初期秒表实现代码的架构（初期秒表通过延时实现，后来改为内部计时器实现）

中期代码改写（秒表由延时实现改为内部计时器实现，光电计数器改为外部中断，加入测速程序）

后期蓝牙通信的实现（蓝牙串口初始化、串口指令接收）

一起调试小车

实现功能及测试数据结果

实现功能：

秒表（利用内部计时器T0，精度很高）

直线走（不通过蓝牙微调也可以走直）

数码管显示瞬时速度

蓝牙控制小车前进、后退、微调左右轮转速，显示瞬时速度

测试数据结果：

5米定点停车时间小于5seconds

遇到的问题及解决方法

问题1：

开始时不知道如何实现秒表的功能

解决办法：

回想到之前数电实验利用数码管动态扫描来同时显示多块数码管，利用动态扫描的思想，解决了数码管显示的问题，开始时用延时来实现计时，但后来发现此方法精度不高，并且随着代码的增长，要不断调整延时函数；中期放弃此法，改用内部计时器T0来实现秒表的功能，与实际时间分毫不差

问题2：

车头LED灯不亮

解决办法：

电压过低，改变相应电位参数，即可使LED灯变亮

问题3：

蓝牙传输的设置问题

解决办法：

通过请教同学，跟队友、同学讨论，一遍遍测试代码，最终实现功能

问题4：

测量瞬时速度

解决办法：

引入4个变量，记录每100ms经过的脉冲数，即可计算出瞬时速度

问题5：

停车后显示停车时间

解决办法：

在停车函数里引入一个变量，记录停车瞬间的时间，在停车后显示出来

问题6：

小车前进中微调方向

解决办法：

使某车轮空转一定次数来微调方向

等等

心得体会

小车制作的过程是艰辛的，但结果是甘甜的。

当看到自己的小车在比赛时的表现优异时，那种幸福感难以言语。

我们组一直是最有探索精神、最不妥协的，本来准备用红外控制小车行进的，后来看到红外遥控的种种弊端，在验收前一天改为用蓝牙遥控，零基础开始，当晚与同学奋战到凌晨3点钟，终于实现了全部预定功能。

尽管在第二天比赛时出现种种问题，但至少我们学习过、探索过，我想学习能力和探索精神才是教育的真谛。

参考文献

《51单片机C程序应用实例详解》孙焕铭等著北京航空航天大学出版社

《案例学单片机C语言开发》吴戈等著人民邮电出版社

《STC90C51RC-RD_GUIDE-CHINESE》pdf

《STC90C51RD+_english》pdf