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實驗案例信息表
實驗項目名稱：夢幻彩燈的設計與制作
實驗內容與任務
1）以32個LED燈為控制對象，采用軟件控制電路的方式，實現LED燈的流速和流向的控制。
2）請利用所學的匯編語言或者C語言，自行編寫LED燈的流速和流向控制的程序。
3）提高：如何實現控制更多的LED燈。（提示：鎖存器）
實驗過程及要求
查閱與單片機或者C語言相關的書籍或者學習相關課程，掌握如何利用C語言或者匯編語言進行編程。
利用keil軟件編寫程序，并且生成hex文件。
利用Proteus軟件搭建原理電路并將hex文件導入Proteus軟件中的單片機中進行仿真。
利用STC下載線將hex文件燒錄入單片機STC89C52中。
使用Altium Designer軟件繪制PCB板。
6）印制電路板：PCB板的打印（注意不要磨掉了熱轉印紙上的碳粉，若不慎磨掉，用油性筆補全），選材（注
意本實驗用的是雙面板）、打磨銅板、轉印（用膠帶把熱轉印紙和銅板固定好，本實驗印雙面板，要轉印
兩次，注意已印好的那面的保護，轉印機溫度為150攝氏度左右）、腐蝕（先用打孔機把銅板打兩個孔，
用鐵絲拴著放到腐蝕液中腐蝕）、清洗和擦拭（從腐蝕液中拿出后手不能直接碰觸）、打磨、轉孔。
7）焊裝電路。
8）電路的測試與查錯排錯。
9）電路的產品化包裝與美化。
10）撰寫設計總結報告，并通過分組演講，學習交流不同解決方案或者程序的特點。
相關知識及背景
本實驗是針對單片機的使用的經典實驗，要學習基于單片機的匯編語言或者C語言，學會搭建單片機的最小系統(tǒng)，掌握如何燒錄程序，學習印刷電路板以及電路的焊接和產品的包裝美化。本實驗要用到keil軟件（編程并生成hex文件）、Proteus軟件（單片機仿真）、Altium Designer軟件（繪制PCB板圖），并時刻把握從電路到產品的理念。
教學目的
本實驗原理簡單，操作易行，但是包括了電子工藝設計的所有必要的流程，具有很強的可操作性和可行性，非常適合于剛剛接觸電子工藝設計的學生進行練習。本實驗循序漸進地引導學生根據需要設計電路、選擇元器件，構建測試環(huán)境與條件，進行電路的仿真和學習，并通過測試與分析對項目作出技術評價。
實驗教學與指導
本實驗的過程是一個比較完整的工程實踐工程，需要經歷學習研究、方案論證、系統(tǒng)設計、實現調試、
測試標定、設計總結等過程。在實驗教學中，應在以下幾個方面加強對學生的引導：
學習單片機的基本知識，知道如何搭建單片機的最小系統(tǒng)以及如何通過程序來控制單片機的管腳。
激發(fā)學生的創(chuàng)造性，編寫出多樣的流水程序來控制LED燈。
講授或者提及keil軟件和Proteus軟件、Altium Designer軟件的簡單使用。
元器件選擇的注意事項：從功率方面和性能方面進行選擇與比較。
對實驗中可能會出現的問題作出預警。
如何對一個工藝產品進行包裝的簡單介紹。
7）在實驗完成后，可以組織學生以項目演講、答辯、評講的形式進行交流，了解不同解決方案及其特點，
拓寬知識面。
在設計中，要注意學生設計的規(guī)范性；在調試中，要注意工作電源對系統(tǒng)指標的影響，電路工作的穩(wěn)定
性與可靠性；在測試分析中，要分析錯誤的原因并加以驗證。
實驗原理及方案
7系統(tǒng)結構
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2017-11-30 01:57 上傳
8實現方案
1.002.jpg (46.23 KB, 下載次數: 51)
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2017-11-30 01:57 上傳
本著從需求到設計的理念，先根據彩燈所想要的流水效果來設計電路原理圖：由EA管腳，復位電路，晶振電
路，VCC，GND組成單片機的最小系統(tǒng)，保證單片機能正常工作，其中，復位電路采用上電復位的方式；晶振
電路為11.0592MHz。單片機的P1、P2、P3、P4共32個管腳當作輸出，然后在實際電路中，這些管腳又外接
串聯(lián)的470Ω的電阻和LED燈，其中電阻的作用是為了限流來保護LED，最終到達程序控制LED發(fā)光的效果。
在keil軟件中用基于單片機的C語言或者匯編語言來編寫的程序，達到用軟件來控制單片機的管腳的目的。流
水燈的流水效果，也全靠程序來實現，所以要想流水效果越炫，相應的程序也會越多越復雜。這些程序也正是
本實驗的亮點和難點。
本電路中，采用LED共陽極的方式，所以當它們所對應的端口輸出低電平時，LED燈才會發(fā)光；當它們所對
應的端口為高電平時，則不會發(fā)亮。
④為了驗證實驗電路是否可行，可先在Proteus軟件中進行仿真，仿真正確后，然后再根據電路原理圖繪制PCB
板。同時將生成的hex文件通過STC下載線燒錄入單片機STC89C52中。在印刷出電路板之后，就可以進行電
路的焊裝了。注意，由于本產品需要進行封裝，所以先不要把5V的直流電源也焊裝在電路板上，測試時，可
以用信號發(fā)生器產生5V的直流電壓源對電路進行測試。在測試中若出現故障，要認真查看是否有的地方虛焊
或者漏焊（特別要注意單片機的相關管腳是否全部與電路焊接完畢）。
⑤在測試成功之后，再將5V直流電源也焊到電路上，然后再次檢測電路是否還能正常工作。在檢測沒有問題之
后，就可以進行產品的封裝。產品的封裝要求美觀，使用方便。
實驗報告設計
實驗報告需要反映以下工作：
實驗需求分析
實現方案論證
軟件的簡單操作過程
電路效果與程序設計
電路設計
電路測試方法
產品包裝情況
實驗結果總結
9.考核要求與方法
1）實物驗收：電子工藝產品的外觀（是否美觀），功能與性能指標的完成程度（如彩燈的流動方式的種類、
流動的效果），完成時間。
2）實驗質量：電路方案的合理性，焊接質量、組裝工藝。
3）自主創(chuàng)新：功能構思、電路設計、控制程序的創(chuàng)新性，自主思考與獨立實踐能力。
4）實驗成本：是否充分利用實驗室已有條件，材料與元器件選擇合理性，成本核算與損耗。
5）實驗程序：編寫的程序的正確性與簡潔性，以及執(zhí)行起來的快捷程度。
6）實驗報告：實驗報告的規(guī)范性與完整性。
10.項目特色或創(chuàng)新
本項目的特色在于簡單、易行，卻又步驟流程完整，對整個工藝流程的綜合性很強；其次，實現本項目
的方法具有多樣性，并且本實驗也具有很強的拓展性。
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流水燈實驗案例.doc
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2017-11-29 20:20 上傳
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