河南理工大学毕业实习校内实习.docx
《河南理工大学毕业实习校内实习.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《河南理工大学毕业实习校内实习.docx（13页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
河南理工大学毕业实习校内实习
1、实习目的
大学四年即将走完，毕业实习是非常重要的实践性学习环节。
通过阶段性时间的实习，为我们之后走向社会，接触本专业工作，拓宽知识面，增强感性认识，培养、锻炼我们综合运用所学的基础理论、基本技能和专业知识，去独立分析和解决实际问题的能力，能够将所学的专业理论知识运用与实践，在实践中结合理论加深对其认识和总结，再次学习，将专业知识与实际接轨，逐步认识体会，从而更好地将所学的运用到工作中去，接触社会，认识社会，体验生活，学会生活，学会生活，学会感悟，学会做事，学会与人相处，学会团结协作，为以后毕业走上工作岗位打下一定的基础。
具体目的如下：
1.在图书馆查阅关于毕业设计方面的资料，为毕业设计打下基础。
2.对毕业设计所选题目“家庭防盗系统”的设计有一定初步的了解。
3.通过借鉴和分析关于家庭防盗系统方面的设计实例，从中学到家庭防盗系统的设计过程和总体方案。
2、实习单位
河南理工大学
3、实习任务
3.1、查阅毕业设计相关资料
在学校图书馆查找资料，了解自己所学专业的东西，了解毕业设计要求掌握的知识与技能，并且确定自己的课题，通过学习得到相关的知识和能力，思考课题的内容与方向，有针对性的收集资料，包括专业资料、工具资料和其他相关的资料。
3.2、熟悉毕业设计相关内容
在收集完资料后可以初步确定自己的毕业设计方案，并建立相关的数学模型，进行原理分析、计算和实验，这一项工作是繁琐而艰巨的，需要不断的补充知识修正设计结果。
我们要重现自己学习的知识与内容，重新汇总资料情况，认真分析总结资料，这样才会给我们带来设计灵感。
熟悉毕业设计课题后，我们就会对自己的课题有了全新的理解，心中对毕业设计题目有了基本的认识，后面的实际设计工作就会变得轻松。
4、实习内容
4.1了解家庭防盗报警系统现状
防盗报警系统是用物理方法或电子技术，自动探测发生在布防监测区域内的侵入行为，产生报警信号，并辅助提示值班人员或其主人发生报警的区域部位，显示可能采取的对策的系统。
防盗报警系统是预防抢劫、盗窃等意外事件的重要设施。
一旦发生突发事件，就能通过声光报警信号，使于迅速采取应急措施。
防盗报警系统与出入口控制系统、闭路电视监控系统、访客对讲系统和电子巡更系统等一起构成了入侵防范系统。
防盗报警系统通常由探测器（又称防盗报警器）、传输通道和报警控制器三部分构成。
报警探测器是由传感器和信号处理组成的用来探测入侵者入侵行为的电子和机械部件组成的装置，是防盗报警系统的核心，而传感器又是报警探测器的核心元件。
采用不同原理的传感器件，可以构成不同种类、不同用途、达到不同探测目的的报警探测装置。
中国防盗控制技术的发展大致起源于上世纪60年代初北京故宫博物院的安防报警系统。
当年，中国老一辈的安防技术工作者在完全隐蔽、可靠报警、绝对防火的全木质结构环境下完成了该系统的安装与调试，该系统就发挥了很好的作用。
之后的若干年，中国安防技术一直是以防盗报警系统为主，其应用场合也主要限于金融与文博系统。
由于当时基于光电导摄像管的摄像机体积大且价格昂贵，因而在安防技术市场中可视化的闭路电视监控系统的应用案例极少。
随着时代的变迁，智能防盗技术有了较大的发展，1994年秋在北京全国农业展览馆举办的展览会上，展出了部分关于防盗控制系统产品；1995年夏在天津国际展览中心的消防安防设备展览会上，展出了更多的安防技术相关产品，气氛火热。
紧接着到1996年，由中国安防产品行业协会等单位主办了全国首届“国际社会公共安全产品博览会”，一下子吸引了国内外300多厂商参展，由此标志了中国防盗及安防技术市场的形成。
在国内安防防盗市场开始蓬勃发展的同时，2001年11月，中国安防界在深圳成功举办了首届中国安防论坛，全国人大副委员长、中国科协主席周光召院士题词。
中国科学院和中国工程院的5位院士以及国内30多位安防领域的知名专家、教授发表了演说，较全面地展示了中国安全防范领域的技术动态和发展方向，促进了学术界和企业界的交流与合作，探讨了中国公共安全行业如何应对WTO，以及行业发展、管理、动作更加科学化、规范化的有关问题。
首届安防论坛的举办，为架构中国安防的理论体系，研讨中国安防的发展战略，开创良好的学术氛围，为举办更大规模的学术论坛积累了经验，创造了条件。
到2008奥运项目——首都国际机场捷运系统监控项目就是在先进的数字化、网络化视频监控系统中进一步整合了无人驾驶车辆自动传感监控系统、无线移动网络系统以及多系统的智能网管系统，一改传统电视监控系统仅仅是画面监视及简单报警联动的实现方式，而安防系统整体解决方案（TotalSolution）概念必将成为现代电视监控系统的发展方向。
对于超声波监测的应用随着自动测量和自动控制技术的发展特别是微机技术的发展，促进了超声测量技术的研究和应用。
80年代中后期，单片机技术的应用使超声波传感器的监测向高性能、智能化方向发展。
由于使用了单片机作中央处理单元，系统不仅可以进行复杂的数学运算和数据处理、进一步提高了超声波监测的测量精度，而且还能设计出友好的人机界面。
超声波传感器是当前应用较多的非接触型传感器。
该技术基于超声波在空气中的传播速度及遇到被测物体表面产生反射的原理。
可实现非接触监测、测量范围宽、并且测量量不受其他因素的影响，因此它的适用范围非常广泛，超声传感器监测技术在越来越多的领域发挥其重要作用。
由于超声波传感器没有可动部件，不存在机械磨损、机械故障，因而其可靠性和使用寿命比多数接触型传感器要高。
该监测装置结构简单，不需要其它附加设施，且安装、使用和维护都较方便。
随着电子技术的发展。
单片机嵌入应用，超声波液位计的精度有了进一步的提高，功能更加齐全[9]。
目前，在现代计算机技术、自动控制技术和现代通信技术的支持下，电子地图、多媒体操作、管理与控制软件引入到防盗报警系统中。
这种新的系统采用多媒体技术同时处理多种信息，并使信息之间、信息与设备之间、设备与设备之间建立逻辑联系，集成为一个交互式的系统，从而达到自动识别、自动预测、自动处理警情，使整个安防系统成为一种具有智能化的“活”的系统，让它发挥巨大、有效、可靠、灵活的系统功能。
随着我国国民经济的快速发展,社会经济的快速发展，流动人口迅速增加，人民生活水平的提高,治安问题也变得日渐突出，家庭防盗早已成为社会热议的话题，人们对家庭住房的防盗、防劫、防火设备的重视程度不断提高,所以现代社会有更多的人需要对偷盗、抢劫、火灾、煤气泄漏等事故进行监测和报警。
由于目前防盗报警系统设计的不尽合理，现代通信技术、计算机技术、电子技术的快速发展抵挡不住犯罪分子“日渐高明”的作案手段，传统的防盗产品越来越不能满足人们日常家庭安全防范的要求，为了有效的保证居民的生命财产安全,人们迫切需要一种智能型家庭防盗报警系统。
4.2熟悉毕业设计涉及各个相关模块
根据毕业设计题目“基于单片机的家庭防盗报警系统设计”，拟定以下功能要求：
1．具有防火、防盗功能；2．具有声光报警功能；3．具有自动拨号功能。
按照上面要求，设计中应用到如下模块。
4.2.1MCU模块
MCS—51单片机是Intel公司在继MCS—48系列8位单片机之后推出的高档8位单片机，性能和片内功能大大提高。
MCS-51单片机与MCS-48单片机相比，它的结构更先进，功能更强，在原来的基础上增加了更多的电路单元和指令,指令数达111条，一直到现在，MCS-51系列或其兼容的单片机仍是应用的主流产品。
MCS-51系列单片机主要包括8031、8051和8751等通用产品，其主要功能如下：
8位CPU，4kb程序存储器（ROM），128b的数据存储器（RAM），32条I/O口线，111条指令，大部分为单字节指令，21个专用寄存器，2个可编程定时/计数器，5个中断源，2个优先级，一个全双工串行通信口，外部数据存储器寻址空间为64kB，外部程序存储器寻址空间为64kB，逻辑操作位寻址功能，双列直插40PinDIP封装，单一+5V电源供电，以其典型的结构和完善的总线专用寄存器的集中管理，众多的逻辑位操作功能及面向控制的丰富的指令系统，堪称为一代“名机”，为以后的其它单片机的发展奠定了基础。
毕业设计预计选用STC10F08XE型号单片机，STC10F08XE系列单片机是STC生产的单时钟/机器周期（1T）的单片机，是高速/低耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容8051，但速度快8—12倍。
内部集成高可靠复位电路，针对高速通信，强干扰场合。
STC10F08XE单片机的定时器0/定时器1/串行口与传统8051兼容,增加了独立波特率发生器,省去了定时器2.传统8051的111条指令执行速度全面提速,最快的指令快24倍,最慢的指令快3倍1.增强型8051CPU，1T，单时钟/机器周期，指令代码完全兼容传统80512.
4.2.2传感器模块
超声波传感器和温度传感器。
通过超声波传感器采集距离信号，通过AD传给系统核心——单片机，单片机通过处理与分析将距离值显示于数码管上，检测到需要报警时，LED二极管将实时点亮，达到报警的功能。
超声波发射电路如图4-1.。
主要由反相器74LS04和超声波发射换能器T构成，单片机P1.0端口输出的40kHz的方波信号一路经一级反向器后送到超声波换能器的一个电极，另一路经两级反向器后送到超声波换能器的另一个电极，用这种推换形式将方波信号加到超声波换能器的两端，可以提高超声波的发射强度。
输出端采两个反向器并联，用以提高驱动能力。
上位电阻R1O、R11一方面可以提高反向器74LS04输出高电平的驱动能力，另一方面可以增加超声波换能器的阻尼效果，缩短其自由振荡时间。
压电式超声波换能器是利用压电晶体的谐振来工作的。
超声波换能器内部有两个压电晶片和一个换能板。
当它的两极外加脉冲信号，其频率等于压电晶片的固有振荡频率时，压电晶片会发生共振，并带动共振板振动产生超声波，这时它就是一个超声波发生器；反之，如果两电极问未外加电压，当共振板接收到超声波时，将压迫压电晶片作振动，将机械能转换为电信号，这时它就成为超声波接收换能器。
超声波发射换能器与接收换能器在结构上稍有不同，使用时应分清器件上的标志。
集成电路CX20106A是一款红外线检波接收的专用芯片，常用于电视机红外遥控接收器。
考虑到红外遥控常用的载波频率38kHz与测距的超声波频率40kHz较为接近，可以利用它制作超声波检测接收电路（如图4-2）。
实验证明用CX20106A接收超声波（无信号时输出高电平），具有很好的灵敏度和较强的抗干扰能力。
适当更改电容C4的大小，可以改变接收电路的灵敏度和抗干扰能力。
图4-2超声波检测接收电路图
温度传感器数据采集部分由温度传感器DS18B20和电阻R14等器件组成。
DS18B20支持一线总线接口，测量温度范围为–55℃~+125℃。
可直接将被测温度转化成串行数字信号，以供单片机处理，通过编程DS18B20可以实现9~12位的温度读数，信息经过单线接口送入DS18B20读、写和执行温度变换所需的电源可以由数据线本身提供，而不需要外部电源。
由于DS18B20温度传感器要求，R14为上拉电阻，选R14=4.7K。
如图4.3所示：
图4-3温度传感数据采集电路
温度传感器选用达拉斯公司的单线数字温度传感芯片DS18B20（8引脚SOIC封装），其引脚分布如图4-4所示：
图4-4DS18B20引脚分布图
引脚功能说明如下：
NC（1、2、6、7、8脚）：
空引脚，悬空不使用。
VDD（3脚）：
可选电源脚，电源电压范围3~5.5V。
当工作于寄生电源时，此引脚必须接地。
DQ（4脚）：
数据输入/输出脚。
漏极开路，常态下高电平。
DS18B20内部有4个主要器件：
64位激光ROM、温度传感器、非易失性温度告警触发器（TH和TL）和配置寄存器。
DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现9～12位的数字值读数方式。
DS18B20的性能特点如下：
●独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；
●多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能；
●无须外部器件；
●可通过数据线供电，电压范围为3.0~5.5Ｖ；
●零待机功耗；
●温度以9或12位数字；
●用户可定义报警设置；
●报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件；
●负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。
DS18B20在出厂时以配置为12位，读取温度时共读取16位，所以把后11位的2进制转化为10进制后在乘以0.0625便为所测的温度，还需要判断正负。
前5个数字为符号位，当前5位为1时，读取的温度为负数；当前5位为0时，读取的温度为正数。
16位数字摆放是从低位到高位。
4.2.3显示电路
数码管显示模块。
数码管显示的工作原理：
八段LED显示器由8个发光二极管组成。
基中7个长条形的发光管排列成“日”字形，另一个点形的发光管在显示器的右下角作为显示小数点用，它能显示各种数字及部份英文字母。
LED显示器有两种不同的形式：
一种是8个发光二极管的阳极都连在一起的，称之为共阳极LED显示器；另一种是8个发光二极管的阴极都连在一起的，称之为共阴极LED显示器。
如图4-5所示:
图4-5数码管显示器
在选用共阴的LED时，只要在某一个发光二极管加上高电平，该二极管即点亮，反之则暗。
而选用共阳极的LED时，要使某一个发光二极管发亮，则需加上低电平，反之则暗。
为了保护各段LED不受损坏，需要外加限流电阻。
为了要显示某个字型，则应使此字形段的相应点二极管点亮，也即送一个不同的电平组合代表数据来控制LED显示的字型，此数据称为字符的段码。
共阴和共阳结构的LED显示器各笔划段名和安排位置是相同的。
当二极管导通时，相应的笔划段发亮，由发亮的笔划段组合而显示的各种字符。
8个笔划段Dpgfedcba对应于一个字节（8位）的D7D6D5D4D3D2D1D0,于是用8位二进制码就可以表示需要显示的字符的字形代码。
例如，对于共阴LED显示器，当公共阴极接地（为零电平），而阳极Dphgfedcba各段为01110011时，显示器显示"P"字符，即对于共阴极LED显示器，“P”字符的字形码是73H。
如果是共阳LED显示器，共阳极接高电平，显示“P”字符的字形代码应为10001100（8CH）。
本电路采用共阴极接法。
十六进制数字型代码表如表4.1所示:
表4.1十六进制数字型代码表
共阴极接法
七段代码
D7D6D5D4D3D2D1D0
Dpgfedcba
0
00111111
3FH
1
00000110
06H
2
01011011
5BH
3
01001111
4FH
4
01100110
66H
5
01101101
6DH
6
01111101
7DH
7
00000111
07H
8
01111111
7FH
9
01101111
6FH
A
01110111
77H
B
01111100
7CH
C
00111001
39H
D
01011110
5EH
E
01111001
79H
F
01110001
71H
P
01110011
73H
单片机驱动LED显示有很多方法,按显示方式可以分为静态显示和动态显示。
静态显示就是显示驱动电路具有输出锁存功能，单片机将要显示的数据送出后就不再控制LED，直到下一次显示时再传送一次新的数据。
只要当前显示的数据没有变化，就无须理睬数码显示管。
静态显示的数据稳定，占用的CPU时间少。
静态显示中，每一个显示器都要占用单独具有锁存功能的I/O口，该接口用于笔画段字型代码。
这样单片机只要把显示的字型数据代码发送到接口电路，该字段就可以显示要发送的字型。
当需要要显示新的数据时，单片机再发送新的字型码。
另一种方法是动态扫描显示。
动态扫描方法是用其接口电路把所有显示器的8个笔画字段（a~g和dp）同名端连在一起，而每一个显示器的公共极COM各自独立接受I/O线控制。
CPU向字段输出端口输出字型码时，所有显示器接受相同的字型码，但究竟使哪一位则由I/O线决定。
动态扫描用分时的方法轮流控制每个显示器的COM端，使每个显示器轮流电亮。
在轮流点亮过程中，每位显示器的点亮时间极为短暂，但由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，给人的印象就是一组稳定的显示数据。
图4-6显示电路
动态扫描的方式对数码管进行控制扫描，其电路图如图4-6所示，图中SRD2为上拉电阻排，电阻值为10K，驱动芯片用74HC573作为驱动使用，U2为位选驱动，U3为段码驱动，单片机的P0口接LED的段码驱动，单片机的P2口接LED的位选码驱动，该器件驱动电流可以达到100mA，而LED数码管全亮时，最大电流可以达到32mA，如果全部驱动输出会将数码管烧坏，所以在程序中使用PWM输出的控制，在消隐时，也就是禁止数码管的输出，之后加上一段时间的延时，要确保加入的时间与显示时间和不能超过20ms，同时74HC573具有锁存功能，在本设计中没有使用该功能。
4.2.4反馈模块
报警电路。
盗情或者火情发生，超声波传感器和温度传感器检测到报警信号。
将信号传送MCU模块，触发外部中断0,MCU接到报警信号以后,开始启动LED等闪烁报警，同时启动100dB的声音报警。
4.3设计毕业设计总体阶段方案
总体方案确定：
总体设计阶段包括需求分析和方案论证等。
需求分析和方案论证是单片机系统设计工作的开始，也是工作的基础。
只有经过深入细致的需求分析和周密而科学的方案论证，才能使系统设计工作顺利完成。
方案论证是根据用户要求，设计出符合现场条件的软硬件方案；在选择测量结果输出方式上，既要满足用户要求，又要使系统简单、经济、可靠，这是进行方案论证与总体设计一贯坚持的原则。
1.硬件设计：
硬件设计包括两部分内容，一是系统扩展，二是系统配置，包括器件选择、电路设计制作等。
2.软件设计：
软件设计是单片机开发研制中工作量最大的，也是最困难的任务。
软件设计步骤一般分为系统定义、软件结构设计、程序设计、编写程序。
期间要做的工作量比较大，所以一定要有个提纲，不至于在中途出错。
3.系统调试：
编制好的程序或焊接好的线路，不能按预计的那样正常工作会经常发生，这就需要查错和调试。
调试时，应将硬件和软件分成几部分，逐个进行调试，各部分都调试通过后再进行联调。
5.实习收获
三个星期的实习时间已经过去。
这些天来在图书馆和一些学术性网站如“中国知网”查阅相关“基于单片机的家庭防盗报警系统设计”的论文和图书，了解关于这一方向国内外的一些研究成果和水平层次，主要涉及超声波测距，温度传感器，烟雾传感器等一些传感器相关联的设备。
这些设备可以通过单片机电路连接在一起，组成智能化的家庭防盗防火的设备，并且性价比很高，具有丰富的市场前景。
这次实习加深了对以前学习知识的理解，也认识到自己的不足：
自己除了具有一些的理论基础外，还有大量的知识和经验十分欠缺，实际动手能力也不足，知识面不够宽，对一些现在在工程实际中应用的技术还不太了解，不能及时与市场需求对接，这些都需要在以后的实际工作中摸索和理解。
觉得自己现在所具备的能力对于做毕业设计的要求远不及，应该虚心学习，多请教老师同学，多动手练习，争取毕业设计做的很好。
同时扩宽自己的知识面，使自己早日成为符合社会和市场需要的专业技术人才。
在工作岗位上一定要谦虚谨慎，不断的虚心学习，只有这样，才会有助于自己未来在专业领域的学习和发展。
升级会员 