重庆邮电学院自动化学院认识实习实验指导书红外反射式传感自动控制开关设计罗克韦尔实验室 编写罗克韦尔实验室第一章 认识实习目的任务及要求一、目的高校是工程师的摇篮， 要培养德才兼备的合格工程师， 必须要进行理论知识 和实践动手能力的正规化培训。 认识实习是自动化学院学生必须参和的一项实践 教学环节。 是对学生进行电子产品焊接、 装配、调试等生产过程的一种正规化的 培训，以充实理论教学中不能学到的知识和技能。 同时，把在理论教学中学到的 知识具体运用到实际工作中， 提高学生的综合素质， 从而达到工程师基本功培训 目的，使学生成为既有理论知识，又有实际动手能力的工程技术及管理人才。二、任务1、学会识别常用的电器元件。2、能看懂简单的原理图，印刷电路板，装配图。3、掌握焊接和装配技术4、学会和掌握 8051 系列单片机控制系统的调试方法和步骤。5、学会单片机控制系统的故障分析及简单故障的排除。三、要求为树立良好的学风， 保证教学质量， 学生在参加电装实习期间应遵守如下守 则：1、按时进入实习场地，不得迟到和无故缺席，有事向实习老师请假，否则 按旷课处理，严重者取消实习资格。实习成绩作零分处理。2、在实习期间，每位学生发一套实习工具，一套本次实习的单片机元器件 材料，必须认真清点核对，如有不符立即向老师汇报。事后如有缺少，概由学生 自己负责，在实习期间，工具材料不得自己调换、丢失。凡无故损坏或丢失者均 照价格赔偿，特别是单片机，一定要认真保管好。3、一切实践环节必须自己动手完成，不准代装、调换，一旦发现，均按作 弊处理。4、操作必须严格按工艺规范进行， 违反操作规范，引起元器件和仪器损坏， 将追究其责任和进行赔偿。5、实习场地内不得大声喧哗，不准随地吐痰、吸烟。保持场地内的安静、 文明、整洁、卫生，下课时整理好自己的工具、材料。6、注意安全，致意防火及安全用电，防止事故发生。罗克韦尔实验室第二章 常用元器件的认识常用元器件的识别一、电阻电阻在电路中用“ R加数字表示，如：R1表示编号为1的电阻。电阻在电 路中的主要作用为分流、限流、分压、偏置等。1、参数识别：电阻的单位为欧姆（Q）,倍率单位有：千欧（KQ）,兆欧 （MQ）等。换算方法是：1兆欧=1000千欧=1000000欧电阻的参数标注方法有3种，即直标法、色标法和数标法。a、 数标法主要用于贴片等小体积的电路，女口：472表示47X100Q （即4.7K）; 104则表示100Kb、 色环标注法使用最多，现举例如下：四色环电阻 五色环电阻（精密电阻）2、电阻的色标位置和倍率关系如下表所示:颜色有效数字倍率允许偏差（%银色/X0.01 10金色/x0.15黑色0+0/棕色r 1x101红色2x1002橙色3x1000/黄色4X10000/绿色5x100000 0.5蓝色6x1000000 0.2紫色7x10000000 0.1灰色8x100000000/白色9x1000000000/二、电容1、电容的表示电容在电路中一般用“ C加数字表示（如C13表示编号为13的电容）。电 容是由两片金属膜紧靠，中间用绝缘材料隔开而组成的元件。 电容的特性主要是 隔直流通交流。电容容量的大小就是表示能贮存电能的大小，电容对交流信号的阻碍作用称为容抗，它和交流信号的频率和电容量有关。容抗XC=1/2n f c （f表示交流信号的频率，C表示电容容量）电话机中常用电容的种类有电解电容、瓷片电容、 贴片电容、独石电容、钽电容和涤纶电容等。2、识别方法电容的识别方法和电阻的识别方法基本相同，分直标法、色标法和数标法 3 种。电容的基本单位用法拉（F）表示，其它单位还有：毫法（mF、微法（uF）、 纳法（n F）、皮法（pF）。其中：1法拉=103毫法=106微法=109纳法=1012皮法容量大的电容其容量值在电容上直接标明，如10 UF/16V容量小的电容其容量值在电容上用字母表示或数字表示字母表示法：1m=1000 uF 1P2=1.2PF 1n=1000PF数字表示法：一般用三位数字表示容量大小，前两位表示有效数字，第三位 数字是倍率。女口： 102表示 10X 102PF=1000PF 224表示 22X 104PF=0.22 Uf3、电容容量误差表符号FGJKLM允许误差 1% 2% 5% 10% 15% 20%如：一瓷片电容为104J表示容量为0. 1 uF、误差为土 5%三、晶体二极管晶体二极管在电路中常用“ D加数字表示，如：D5表示编号为5的二极 管。1、作用二极管的主要特性是单向导电性，也就是在正向电压的作用下，导通电阻很 小；而在反向电压作用下导通电阻极大或无穷大。正因为二极管具有上述特性， 无绳电话机中常把它用在整流、隔离、稳压、极性保护、编码控制、调频调制和 静噪等电路中。电话机里使用的晶体二极管按作用可分为：整流二极管（如 1N4004、隔 离二极管（如1N4148、肖特基二极管（如BAT85、发光二极管、稳压二极管 等。2、识别方法二极管的识别很简单，小功率二极管的 N极（负极），在二极管外表大多采 用一种色圈标出来，有些二极管也用二极管专用符号来表示 P极（正极）或N 极（负极），也有采用符号标志为“ P”、“ N来确定二极管极性的。发光二极 管的正负极可从引脚长短来识别，长脚为正，短脚为负。3、测试注意事项用数字式万用表去测二极管时，红表笔接二极管的正极，黑表笔接二极管的 负极，此时测得的阻值才是二极管的正向导通阻值， 这和指针式万用表的表笔接 法刚好相反。4、常用的1N4000系列二极管耐压比较如下:型号1N40011N40021N40031N40041N40051N40061N4007耐压（V）501002004006008001000电流（A）1111111四、晶体三极管晶体三极管在电路中常用“ Q加数字表示，如：Q17表示编号为17的三极 管。1、特点晶体三极管（简称三极管）是内部含有 2个PN结，并且具有放大能力的特 殊器件。它分NPN型和PNP型两种类型，这两种类型的三极管从工作特性上可互 相弥补，所谓OTL电路中的对管就是由PNP型和NPN型配对使用。电话机中常用 的PNP型三极管有：A92、9015等型号；NPN型三极管有：A42、9014、9018、9013、 9012等型号。2、晶体三极管主要用于放大电路中起放大作用，在常见电路中有三种接法。为了便于比较，将晶体管三种接法电路所具有的特点列于下表，供大家参考名称共发射极电路共集电极电路 （射极输出器）共基极电路输入阻抗中（几百欧几千欧）大（几十千欧以上）小（几欧几十 欧）输出阻抗中（几千欧几十千欧）小（几欧几十欧）大（几十千欧几 百千欧）电压放大倍数大小（小于1并接近于1）大电流放大倍数大（几十）大（几十）小（小于1并接近 于1）功率放大倍数大（约3040分贝）小（约10分贝）中（约1520分 贝）第三章系统原理介绍红外反射控制器1、产品简介本产品是以ATMEL公司的2051为核心控制器，由红外检测部分、继电器输 出部分、光敏电阻开关部分实现开关功能。本产品的特点有抗干扰高稳定型红外反射模块、系统能耗低。当外部有信号时，红外检测部分检测到信号，发送给单片机一个中断信号，当2051检测中断信号，控制继电器导通，直到信号撤出后延时1s钟开关关闭，实现自动开关功能。本产品节能在以下方面体现：1） 、只有有信号时才导通，信号撤出后延时1s关闭；2）、在完全黑暗的时候，光电开关检测信号（光），当黑暗的时候产生中断， 2051检测中断信号，控制相应的管脚关闭红外检测部分和继电器输出部分的供 电电源，以节省能耗。3） 、在白天，当红外检测部分没有检测到信号时，2051工作在空闲模式，当 红外检测到信号时，2051正常工作触发继电器。这样，最大限度实现节能。2、系统工作原理系统在白天时，光敏电阻开关部分通过 LM311比较器输出高电平，2051没 有进入中断，2051控制P1.7脚位高，红外部分供。系统处在待机模式，红外发 射管工作。当外部有信号时，红外接受管导通，INT1为低电平，2051中断1触 发，控制P1.6为高电平，三极管导通，继电器导通。系统处在工作模式。当系 统在黑暗时，光敏电阻开关部分通过 LM311比较器输出的电平，INT0为低电 平.2051中断0触发，2051控制P1.7为低电平，红外部分不供电。系统处于休 眠模式。3、模块介绍1）单片机部分本系统选用AT89C2051单片机为系统核心控制器.AT89C2051是ATMEL公 司AT89C51系列产品之一。ATMEL公式的AT89C51系列单片机均以51/52做 为内核，该系列的各种型号产品又具有十分突出的个体特色， 已经成为广大 MCS 51单片机用户进行电子设计和开发的优选单片机品种。MCS-51系列单片机既包括三个基本型 80C31、8051、8751，以及对应的低 功耗型号80C31、8051、87C51，因而MCS-51特指In tel的这几种型号。在计算 机领域，单片机机是指同一厂家生产的具有相同系统结构的机器。20世纪 80年代中期以后， Intel 以专利转让的形式把 8051 内核给了许多半导体厂家，如 AMTEL 、 PHILIPS、 ANANOG DEVICES、 DALLAS 等。这些厂家生产的芯片 是 MCS-51 系列的兼容产品， 准确地说是和 MCS-51 指令系统兼容的单片机。 这 些单片机和 8051 的系统结构（只要是指令系统）相同，采用 CMOS 工艺，因而 常用 80C51 系列来称呼所有具有 8051 指令系统的单片机。他们对 8051 一般都 作了一些扩充，更有特点、功能更强、市场竞争力更强。（1）AT89C2051 的基本特性：1：和 MCS-51 单片机兼容，含 80C51 核2:片内有1KB可重复编程的Flash程序存储器，可擦/写1000次以上3： 2.7V6.0V 的宽工作电压范围4:全静态逻辑，工作频率可为 024MHz5:两级程序存储器加密6: 128 字节片内 RAM7: 15条可编程 I/O 口线8: 2个 16 位定时 /计数器9:有 5 个中断矢量10: 1 一个可编程全双工串行口11:具有能直接驱动 LED 发光二极管的能力12:片内有一个高精度的模拟比较器 13:提供待机核掉电两种省电工作方式AT89C2051 在 ATMEL 公司的 AT89C51 系列单片机中，是介于 AT89C51 和 AT89C2051 之间的一个高性能微控制器，他具备了 AT89C51 的几乎全部功能和 特性，有具有了 AT89C1051 那样的 20脚外特性， 宽工作电压范围个强输出驱动 能力，还内置一个高精度模拟量比较器。 AT89C2051 以其优异的性能价格比和 功能价格比在嵌入式微控制器使用领域中很受欢迎， 在许多真正的 “单片” 微控 制器的使用中发