先进电子技术实验报告

时间:2024.5.4

实验一、点亮LED灯

一、实验目的

熟悉PSoC Creator 3.3的运行环境。

二、实验原理

PSoC系列单片机是在一个专有的MCU(Microprogrammed Control Unit)内核周围集成了可配置的模拟和数字外围器件阵列PSoC块,利用芯片内部的可编程互联阵列,有效地配置芯片上的模拟和数字块资源,达到可编程片上系统的目的。

PSoC 是一种对于标准的“全数字式”微控制器设计、纯粹的模拟设计以及介乎此二者之间的所有设计而言具有同等的高适用性的器件,是一种具有极端灵活且完全可编程的混合信号SOC 的基本原理的全新一代器件。

PSoC Designer(TM)是PSoC的传统软件开发环境,它是一款功能全面的基于图形用户接口(GUI)的设计工具套件,使用户能以简单的点击对设计中的硅技术进行配置。在PSoC Designer的帮助下,用户可以采用C语言或汇编语言编写MCU的代码,还可用事件触发器和多断点等先进的特性对设计进行调试,同时还可以采用C语言、汇编语言或二者的结合,通过代码实现单步进。

三、实验要求

熟悉一下软件环境之后,建立一个新的项目,用软件或硬件的方法实现点亮LED灯的功能。

四、实验步骤

由于我们对初次接触PSoC,对其编程环境还不是很熟悉,所以我们采用硬件方法实现。

首先连接好电路原理图,如下所示:

分配led的引脚为P6[2],如下所示:

主函数为系统所自带的main.c,主函数源程序如下所示:

#include <project.h>

int main()

{

    CyGlobalIntEnable; /* Enable global interrupts. */

    /* Place your initialization/startup code here (e.g. MyInst_Start()) */

    for(;;)

    {

        /* Place your application code here. */

    }

}

如果由硬件方法实现电路所需功能,则主函数不需要改变,这也是PSoC Creator 3.3软件强大之处,许多软件只能实现编译程序的功能,但这一软件却有自己的独特性能之处。

对整个项目工程进行保存之后,Ctrl+F5键就可以烧写芯片,等待一段时间后就能看到开发板上引脚P6[2]处的LED灯会点亮,从而完成了实验要求。

 

 

实验二、PWM控制LED显示的实现

一、实验目的

用定时器、计数器、PWM模块,以及使用PWM方式控制LED的实现,熟悉这些模块的功能,了解一些典型应用。

二、实验原理

定时器模块提供了捕获定时器用于确定硬件事件的时间间隔。定时器提供了一种简单的方法来精确的确定实时事件的时序,几乎不需要CPU的干预。定时器元件与其它模拟和数字元件一起使用来建立更复杂的外设。定时器模块的实现有两种方式:固定功能和UDB。当布局选项使用固定模式配置定时器模块时,定时器被放置在芯片的固定功能块内。当使用固定功能的配置时,定时器为一个简单的定时装置。

计数器模块的实现有两种方式:固定功能和UDB。当布局选项使用固定模式配置定时器模块时,计数器被放置在芯片的固定功能块内。当使用固定功能的配置时,计数器为一个简单的计数器。

脉冲宽度调制模块(Pulse Width Modulator,PWM)提供了比较输出用于产生单独或连续的时序和控制信号。PWM提供了一种简单的方法来产生精确的复杂实时事件。PWM模块可以产生最多两个左/右对齐的PWM输出,1个中心对齐或双沿PWM输出。PWM输出被双缓冲用于避免由于运行时占空比改变所产生的毛刺。左对齐PWM是通常使用的PWM形式。中心对齐PWM经常使用在AC电机控制来保证相位的对齐。双沿PWM被优化用于功率转换,在功率转换中必须调整相位。

PWM模块的实现有两种方式:固定功能和UDB。当布局选项使用固定模式配置PWM模块时,PWM被放置在芯片的固定功能块内。

三、实验要求

    这个工程将利用PSoC芯片实现基本的软件和硬件功能。它将单独控制两个LED的闪烁,一个通过硬件实现,一个通过软件实现。硬件控制的LED灯通过使能一个数字端口和脉宽调制产生一个运行周期来控制LED灯的闪烁。软件控制的LED灯使用软件使能的数字端口和一个简单的延迟函数控制LED一定的频率的闪烁。

四、实验步骤

1、创建和配置工程

   (1)在计算机上的桌面上,选择开始->所有程序->Cypress->PSoC Creator 2.0->PsoC Creator 2.0。打开PSoC Creator软件;

   (2)在PSoC Creator 2.0软件的主界面下,选择File->New->Project...;

(3)在New Project窗口,选择Empty PSoC3 Design模板,并将工程命Ex1_LED_with_PWM。选择工程保存路径,点击“OK”按钮;

2、放置和配置PWM模块

   (1)拖动并在工作窗口放置PWM器件(Component Catalog->Digital-> Functions->PWM)。

   (2)双击原理图的器件PWM_1,打开配置窗口。

(3)按如下方式配置PWM;

在Configure标签下,进行如下配置:

在Advanced标签下,进行如下配置:

3、添加和配置硬件数字输出端口

3.1添加并配置硬件数字输出端口的步骤

(1)拖动并将数字端口的器件放到工作窗口(Component Catalog ->Ports and Pins->Digital Output Pin)。

(2)双击原理图中的Pin_1打开配置窗口

(3)按照如下方式配置数字端口:在Type标签下,进行如下参数配置:

3.2添加并配置软件数字输出端口的步骤

(1)拖动并将数字端口放置到工作窗口(Component Catalog ->Ports and Pins->Digital Output Pin)

(2)双击原理图中的Pin_1元件,打开配置窗口。如图7.20所示,在Type标签下,进行如下参数配置:

4、添加和配置时钟模块

(1)从元件库选择时钟模块(Component Catalog -> System->Clock),将其拖到原理图工作窗口界面中。

(2)如图7.21所示,双击Clock_1按如下方式进行配置:

5、添加逻辑高低控制端口

(1)从元件库选择逻辑低模块(Component Catalog ->Digital->Logic->Logic Low ‘0’),将其拖到原理图工作窗口界面中。

(2)从元件库选择逻辑低模块(Component Catalog–>Digital->Logic->Logic High ‘1’),将其拖到原理图工作窗口界面中。

(3)这两个端口将分别连接到PWM模块的reset和enable端口上。

6、配置引脚

7、编写软件程序

main.c主程序源文件如下所示:

#include <project.h>

#define MS_DELAY 167u /* For delay, about 167ms */

void main(void)

{

    uint8 ledState = 0x00;        /*初始化设置LED关闭*/

    Clock_1_Enable();           /*启动时钟*/

    PWM_1_Start();             /*使能PWM*/

    /* 下面的循环用软件控制与P1.7连接的LED灯闪烁*/

    while (1)

    {

        CyDelay(MS_DELAY);   /* 软件循环闪烁控制  */

        ledState ^= 0x01u;        /*在状态之间进行切换*/

              LED2_Write(ledState);   /*写LED */

    }

}

8、在主界面下选择Build菜单,点击Build Ex1_LED_with_PWM,Ctrl+F5编译软件。

烧写芯片,可以看到两个LED灯周期性的闪烁。

实验感想

通过两个实验的进行,我们收获还是比较多的,虽然两个实验难度系数并不是很高,但是我们可以发现要学好这门课程需要付出比较多的努力。个人对于片上系统或者说是单片机还是有比较浓厚的兴趣的。前段时间学过MSP430,与PSOC相比较,后者功能显得更为强大,但是真正操作起来还是后者比较难。听老师说下学期的实验课会更难,才知道这学期只是入门而已。

要学好这一类课程,自己课后需要付出比较多的努力,只有熟练掌握了一种单片机,其他类型的单片机就应该可以较快的上手。

这两次实验对于我们的帮助是比较多的。实验才能让我们更深入地了解这门课的奥秘。相关的书籍和应用实例我们需要在空闲的时间去参阅,这样才能更好地掌握PSOC,从而发挥其重要作用


第二篇:电子技术实训论文


 

实训说明书

题    目:     运算放大器                     

                                           

系    别:    机械电子工程                

专    业:    机械电子工程                       

学生姓名:        李延龙                   

学    号:     1253200218               

题目类型:  理论研究    实验研究    工程设计   工程技术研究   软件开发

20##年    12 月   25  日

摘  要:

电子技术是现代科学技术的一个极为重要的组成部分,它广泛应用于国民经济各部门和人们的日常生活。随着社会发展及高等教育的需求,电子技术已成为高等学校电子电气、计算机、通信等专业必修的一门专业基础课。然而,要学习好电子技术这门课程,只掌握书本上的理论知识是不够的,还必须通过大量的实验才能够将理论与实践结合起来。
    熟练地掌握电子实验技术,无论是对从事电子技术领域工作的工程技术人员,还是对正在进行本课程学习的学生来说,都是极其重要的。通过实验手段,使学生获得电子技术方面的基本知识和基本技能,并运用所学理论来分析和解决实际问题,提高实际工作能力。
 


  

Abstract

Electronic technology is the modern science and technology of an extremely important component, it is widely used to national economy departments and People's Daily life. Along with the social development and the demand of higher education, electronic technology has become a higher school of electrical, computer, communication and other professional required a professional basic course. However, learn good electronic technology course, only to master the academic knowledge on book is not enough, still must pass a large number of experiments to combine theory with practice.

Skillfully master electronic experimental techniques, both for engineering and technical   engaged in the work of electronic technology, or the students are studying in this course, are extremely important. Through the experimental method, causes the student to obtain basic knowledge and basic skills of electronic technology, theory, and apply what they have learned to analyze and solve practical problems, to improve practical work ability.

                        目    录

引言................................................................. 6

1.   Protel99SE........................................................ 6

1.1 原理图转换到PCB版图........................................... 6

1.2 电路板的腐蚀................................................... 6

2 .  电烙铁............................................................. 7

2.1 元器件的焊接................................................... 7

3 .  结论................................................................ 7

4 .  谢辞 .......................................................9

5 .  参考文献 ..................................................10

 

 

 

 

 

引言 

《电子技术实验指导》是高等院校工科电子技术实验教材,本实训注重电子技术的能力培养,又努力反映新技术,新器件。通过本次实训使我们掌握了电子仪器的使用该方法,和必须具备的理论知识,具备较强的实践能力为以后奠定良好的基础。本次试验分为4部分:Protel99SE的使用,电路板的腐蚀,电烙铁的使用,器件的焊接。

1   Protel99SE

Protel99SE是prokltechnolog公司基于Windows环境下开发的电路板设计软件。该软件功能强大,人机界面友好,易学易用,是大中专院校电学专业必学课程,同时也是业界人士首选的电路板设计工具。

Protel99SE 由两大部分组成:电路原理图设计(Advanced Schematic)和多层印刷电路板设计(Advanced PCB)。其中Advanced Schematic由两部分组成:电路图编辑器(Schematic)和元件库编辑器(Schematic Library)。

1.1  原理图转换到PCB版图   

绘制原理图,检验电路网络间没有错误,元件的封装选取是否有差错,如果有,一般在对话框中显示出来,强行导入会发现元件的引脚上的飞线没有了,也就是说没有网络关系了。如果都正确的话,应该没有问题。操作步骤:在原理图中选design-update PCB,弹出对话框synchronizer选择要导入的PCB板图,选择apply,弹出updatePCB对话框,选择preview项,检查线路是否完整,如果有错,会提示错误位置。如果没错,选execute项,导入成功。

                                    

1.2 电路板的腐蚀

腐蚀液一般用三氯化铁加水配置而成,三氯化铁为土黄色固体,也易于吸收空气中的水分,所以应密封保存。配置三氯化铁溶液时一般是用40%的三氯化铁和60%的水,当然三氯化铁多些,或者用温水(不是热水,以防油漆脱落)可使反应速度快些注意三氯化铁具有一定的腐蚀性,最好不要弄在皮肤上和衣服上(很难洗:-(反应的容器用廉价的塑料盆,放得下电路板的就好。腐蚀是从边缘开始的,当未描油漆的铜箔被腐蚀完后应该及时取出电路板,以防油漆脱落后腐蚀掉有用的线路。这时用清水冲洗,顺便用竹片等物刮去油漆(这时油漆从液体里出来,比较容易去除)。若不易刮,用热水冲一下就好了。然后擦干,用砂纸打磨干净,就露出了闪亮的铜箔,一张印刷电路板就做好了。为了保存成果,bitbaby通常会用松香溶液涂一遍打磨好的电路板,既可以助焊,又可以防止氧化.

 2  电烙铁                 

    电烙铁(soldering iron)按机械结构分为外热式、内热式、按温度控制分为恒温式和变温式。内热式的电烙铁体积较小,而且价格便宜。一般电子制作都用35W左右的内热式电烙铁。当然有一把50W的外热式电烙铁能够有备无患。内热式的电烙铁发热效率较高,而且更换烙铁头也较方便。其发热芯是装在烙铁头的内部,热损失小。市场上常见的普通内热和无铅长寿命内热电烙铁,功率有20W,25W,35W,50W等,其中35W、50W是最常用的。

2.1  器件的焊接

在实习当中感触最深的便是实践联系理论的重要性,当遇到实际问题时,只要认真思考,对就是思考,用所学的知识,再一步步探索,是完全可以解决遇到的一般问题的。这次的内容包括电路的设计,印制电路板,电路的焊接。本次实习的目的主要是使我们对电子元件及电路板制作工艺有一定的感性和理性认识;对专业知识做进一步的理解;培养和锻炼我们的实际动手能力,使我们的理论知识与实践充分地结合,作到不仅具有专业知识,而且还具有较强的实践动手能力,能分析问题和解决问题的高素质人才,为以后的就业和进一步学习作好准备首行缩进两个字,宋体小四号)

3  结论(黑体四号)

在实习当中感触最深的便是实践联系理论的重要性,当遇到实际问题时,只要认真思考,对就是思考,用所学的知识,再一步步探索,是完全可以解决遇到的一般问题的。这次的内容包括电路的设计,印制电路板,电路的焊接。本次实习的目的主要是使我们对电子元件及电路板制作工艺有一定的感性和理性认识;对专业知识做进一步的理解;培养和锻炼我们的实际动手能力,使我们的理论知识与实践充分地结合,作到不仅具有专业知识,而且还具有较强的实践动手能力,能分析问题和解决问题的高素质人才,为以后的就业和进一步学习作好准备. (首行缩进两个字,宋体小四号)                   通过为期2周的实习,我觉得自己主要在以下几个方面有收获:

     一,对电子工艺的理论有了初步的系统了解。我了解到焊接普通元件与电路元件的技巧、印制电路板图的设计制作与工艺流程、工作原理与组成元件的作用、进行设计的流程和方法等。这些知识不仅在课堂上有效,对以后的电子工艺课的学习有很大的指导意义,在日常生活中更是有着现实意义。 

      二,自己的动手能力得到很大提高。实践出真知,纵观古今,所有发明创造无一不是在实践中得到检验的。没有足够的动手能力,就奢谈在未来的科研尤其是实验研究中有所成就。在实习中,我锻炼了自己动手技巧,提高了自己解决问题的能力.

三,初步掌握了产品设计的整个流程和方法。在这次实习中,焊接挑战了我的动手能力,印制电路板图的设计则是挑战我的快速接受新知识的能力,电路设计挑战了我将理论与实际结合的能力,借鉴和创新的能力。在这过程中主要是锻炼了我与我与其他同

学的团队合作、共同探讨、共同前进的精神。在实习过程中,我熟悉了印制电路板的

艺流程、设计步骤和方法。同时这个实习使我认识到自己的理论知识和动手设计能力有待提高。  很感谢各位老师的细心指导,从他们那里我学会了很多书本上学不到的东西,教我们怎样把理论与实际操作更好的联系起来和许多做人的道理,这些东西无论是在以后的工作还是生活中都会对我起到很大的帮助。  六周的实习给我以后的道路指出一条明路,那就是思考着做事,事半功倍,更重要的是,做事的心态,也可以得到磨练,可以改变很多不良的习惯。

谢  辞(黑体四号)

这次大学实训真的很好,老师只给了我们题目,电路完全是由我们自己设计出来的,我感到这是对我们最大的考验也可以让我们自己的才华得到完美的展示,这次实训的原件都是我们自己从商店买来的,让我们更加清楚的认识原件的作用,通过这次实训我感到我收获了很多不管是理论知识还是实践能力我们都有很大的提升,这些都要感谢老师的用心良苦。

参考文献

[1] 康华光  电子技术基础  模拟部分

[2]  曹才开  电路域电子技术实验

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