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《单片机原理及应用》课程实训指导书 单片机虽说功能比较完善，是一个完整的计算机，但本身无自开发能力，必须借助开发工具软件来开发应用软件以及对硬件系统进行诊断。对于一个实际项目，从任务的提出到系统的选型、确定、研制直至投入运行要经过以下过程。 一、总体论证 一个产品或项目提出之后，要完成其任务，首先要进行总体论证，它主要是对项目进行可行性分析，即对所研制的产品的功能和技术指标详细分析、研究，明确功能的要求；对技术指标进行一些调查、分析、研究；对产品或项目的先进性、可靠性、可维护性、以及功能/价格比进行综合考虑；同时还要对国内外同类产品或项目的应用和发展情况予以了解。当产品的要求过高，在目前条件下难以实现时，应根据自己的能力和情况提出合理的功能要求及技术指标。 二、总体设计 对于一个功能相对独立的产品来说可直接进行产品的总体设计。单片机应用系统的总体设计主要包括系统功能的分配、确定软硬件任务及相互关系、单片机系统的选型和拟定调试方案和手段等。系统任务的分配、确定软硬件任务及相互关系包括两方面的含义，一是必须由硬件或软件完成的任务，相互之间是不能替代的；二是有些任务双方均能完成，还有些任务需要软、硬件配合才能完成。这就要综合考虑软、硬件的优势和其他因素如速度、成本、体积等进行合理的分配。在总体设计软、硬件任务明确的情况下，软硬件设计可分别进行。 三、硬件设计 硬件开发的第一步是电路原理图的设计，它包括常规通用逻辑电路的设计和特殊专用电路的原理设计。特别是专用电路的原理设计，它一般没有现成的电路，要根据要求首先进行原理设计，有条件的话可利用软件模拟仿真。在理论分析通过的基础上可进行实际电路的实验、调试和确认。整个系统的硬件电路原理图设计完毕并确认无误后可进行元器件的配置。印制电路板的设计也可委托相关厂家，但需提供系统电路原理图中所有元器件的型号、参数和尺寸，如有特别要求应事前提出。印制电路板制作出来之后，要用万用表进行检查，对照设计图检查有否短路、断路和连接错误，检查后可进行元器件的焊接和装配。 四、软件设计 单片机软件开发过程与一般高级语言的软件开发基本相同，主要区别一是根据所用单片机的型号进行系统资源的分配；二是软件的调试环境不同。编写源程序可用汇编语言编写，对硬件和单片机指令系统不是很熟悉的开发者也可以用专业的高级语言编写。对于纯软件完成的任务可在系统微机上仿真调试；需硬件配合完成的工作可模拟仿真调试，而关键还是联机调试。 五、电子元器件安装 ⑴元器件引线成型 在组装电子组件（印制电路板）时，为保证产品质量，提高焊接质量，避免浮焊，使元器件排列整齐、美观，元器件引线成型是不可缺少的工艺流程。工厂生产中元器件成型多采用模具成型，而业余爱好者或试制过程中，一般用尖嘴钳或镊子成型。元器件引线成型形状有多种，应根据装接方法不同而选用。其中元器件基本成型方法应用最广泛，为孔距符合标准时成型方法；孔距不符合标准时的成型方法在正规产品中不允许出现；卷发式和打弯式的成型方法适用于焊接时受热易损的元器件。在各种引线成型过程中，应注意使元器件的标称值，文字及标记朝向最易查看到位置，以便于检查和维修。 ⑵元器件引线及导线端头焊前加工 1.元器件引线浸锡 由于元器件长期存放，元器件的引线因表面附有灰尘、杂质与氧化层使可焊性变差。为保证焊接质量，必须在装前对引脚进行浸锡处理，这一工艺过程亦称为搪锡。在给元器件引线浸锡前，必须去掉引线上杂质。手工方法是：用小刀或锋利的工具，沿引线方向，距离引线根部2－4毫米处向外刮，边刮边转动引线，将杂质、氧化物刮净为止。也可用细铁砂布擦拭去氧化物。在刮引线时，应注意不能把原有镀层刮掉，也不能用力过猛，以防伤及引线。刮净后的引.线应及时沾上助焊剂，放入锡锅浸锡或用电烙铁上锡。在浸锡或上锡过程中，注意上锡时间不能过长，以免过热而损坏元器件。半导体器件上锡时，可用镊子夹持引线上端，以利散热，避免损坏。 2.绝缘导线端头加工 绝缘导线在接入电路组件前必须进行加工处理，以保证引线接入电路后装接可靠、导线良好且能经受一定拉力而不致产生断头。导线端头加工按以下步骤进行：按所需长度截断导线；按导线连接方式（搭焊、钩焊、绕焊连接）决定剥头长度并剥头；多股导线捻头处理；上锡。 ⑶印制电路板的焊前检查 印制电路板中插装元器件之前，一定要检查其可焊性。要求板面清洁干净，无氧化发黑和污染。如其中有少数焊盘可焊性差，可用棉球蘸上无水酒精擦拭，或用细纱纸擦磨并上锡。如多数焊盘可焊性差，一般要放在酸性溶液中浸泡数秒钟，取出用清水冲洗干净、烘干，涂上松香酒精助焊剂，并且及时应用，以防产生新的氧化层。 ⑷常用元器件安装形式 1.半导体三极管一般采用正向安装方法。装配前应判定引脚极性，最好装上规定色标套管，以防错装。 2.双列直插式集成电路（DIF）采用直接