西安石油大学
理学院
专业实习报告
专业：应用物理
班级：物理0901
学号： 200901020121
姓名：周徐鹏
实习时间： 2012年9月3日―2012年9月21日
目录
一.参观中国科学院西安光学精密机械研究所和陕西省光电传感测井重点实验室 (2)
二.单片机实习报告 (5)
三.单片机创意设计思路 (6)
四.参考文献 (7)
五.附录（单片机程序设计代码） (7)
实习报告
一.参观中国科学院西安光学精密机械研究所和陕西省光电传感测井重点实验室
9月17日我们在老师的带领下一起参观了中国科学院西安光学精密机械研究所。这次参观给我留下了很刻的印象，这也是我的一次看到国家级的实验室，里面有优美的环境，先进的仪器，真是让我大开眼界。
中国科学院西安光学精密机械研究所重点学科领域为瞬态光学、空间光学、光电工程、光电子学、光子技术、信息光子学、水下光学等。此次参观给我留下最深印象的是瞬态光学实验室，由于我们不能进入室内观看，所以有点遗憾。但对瞬态光学还是充满了好奇，希望有一天也能真正的操控光子。但从从实验室的简介可以知道实验室紧紧围绕国家科技发展目标、国民经济的重大需求和国际前沿研究课题，以飞秒激光产生理论与技术研究和高时间、空间分辨诊断研究为基础，开展光与物质相互作用的超快现象研究和瞬态光学在信息、生物、医疗、材料等领域的基础和应用基础研究。在超短脉冲技术、超高时间分辨诊断技术、超快激光在超快现象研究及信息的快速获取与存储等领域除进行开展了创新性、前瞻性基础性研究外，还根据国家的重大需求开展了新技术探索和高技术集成研究。瞬态光学技术国家重点实验室于2003年11月为有利于实验室的快速与可持续发展经国家科技部已批准更名为“瞬态光学与光子技术国家重点实验室”，下辖三个实验室，两个新建实验室。同时学科方向调整为： A.超快光学技术1．超短激光脉冲产生、放大、测量机理与技术2．飞秒激光所涉及的非线性光学问题研究3．飞秒激光在信息、工业加工、材料、生物医学等领域的应用基础研究。 B.超快现象研究 1. 新型光功能材料超快特性研究 2. 超快分子光学(含光合作用超快过程)研究 C.动态观测技术1．超高时空分辨光电诊断技术2．瞬态场多维信息获取技术3．空间光信息获取与处理4．高速摄影与光电测量技术 D.信息光子技术1．超高速、超大容量全光通讯网技术与器件2．光孤子理论与实验研究3．超高密度光存储技术 E.生物光子技术1．高散射介质成像机理研究2．光谱成像技术3．激光医疗与诊断技术
光机所的环境非常的幽静，能让人静下心来，很适合搞科研。实验室有非常先进的仪器能满足科研人员的需求，也是个学习求知的好的方。参观完后给人一种想要加入他们的感觉，但如果想要加入他们，我们还需要加倍的努力。
9月29日我们参观了我校的光电传感测井重点实验室。老师得我们介绍了实研室的现状，实验室取得了那些成果，主要做哪方面的研究。
应用物理实验室是校内实验基地，为理学院应用物理系应用物理学和光信息科学与技术两个本科专业的学生进行实验教学的场所。应用物理学和光信息科学与技术专业是我院新成立的物理类宽口径的专业，培养方向为光电子技术、现代测试技术和电子信息技术方向，其特点是理工结合，以理为主。培养掌握物理学的基本理论与方法，具有良好的数学基础、实验技能和计算机能力，受到应用基础研究、应用研究和技术开发及工程技术的初步训练，具有良好的科学素养，适应高新技术发展的需要，具有较强的知识更新能力、科学实验能力和较广泛的科学适应能力，能在物理学、光电子学、电子信息科学与技术或其他相关领域从事科研、教学、工程技术与生产管理等工作的高级专门人才。
应用物理实验室有实验室5间，共计300平方米。承担应用物理系应用物理专业和光信息科学与技术专业的近代物理实验、光电信息实验、光电子技术实验、光学基础实验、专业基础课课程设计、专业实习、毕业设计等教学工作。应用物理实验室现有仪器设备在帐资产有教学设备固定资产230台件，241万元；一般资产31台（套），共计0.8万元。
今年，我校物理实验中心也被评为陕西省省级实验教学示范中心，用五到十年的时间建设一个能够开设现代光电子技术，信息光学，现代信号与信息处理，传感技术，近代物理等实验的应用物理专业实验室。力争将该实验室建设成为国级重点实验室。
光电传感重点实验室是根据学校统一规划和理学院学科建设与专业发展需要而建立起来的。2001年建成校级重点实验室，2005年建成陕西省光电传感测井重点实验室，2007年经教育部批准立项建设教育部省部共建重点实验室。现有光谱分析仪、光纤熔接机、光时域分析仪等多种用于科研与教学的大型精密仪器设备20余台。主要从事光纤传感系统和相关光器件的研究与开发，承接光纤传感基础理论及应用的科研项目，提供光纤传输特性、光纤传感器和光纤通信器件的性能测试技术，提供光电子技术和产品信息服务，并承担相应的研究生的培养任务。
“高温高压分布式光纤光栅传感技术”研究项目，获2007年度中华人民共和国国家技术发明二等奖。获得发明专利两项（一种用于油气管线检测的光纤光栅传感测试系统；一种用于传感检测的光纤光栅制作方法），实用新型专利三项（一种用于油气管道检测的光纤光栅传感器；一种压力与温度同时区分测量的光纤光栅传感器；一种用于油气管线检测的光纤光栅传感测试系统）。发表学术研究论文110 余篇，被SCI、EI、ISTP收录50余篇（物理学报、光学学报、光子学报、美国光学工程、光
电子·激光、应用激光、电子学报等期刊上发表）。
二.单片机实习报告
单片机无疑是二十世纪最伟大的发明之一，由于它的出现，各种生产和生活的功能得以快速有效的实现，各种单片机的衍生品也是层出不穷。比如：报警器，洗衣机，遥控板，电子钥匙，电子开关，等等。
凌阳单片机的CPU内核采用凌阳最新推出的Microcontroller and Signal Processor 16位微机处理器芯片，以下简称µ’nSP。围绕micro;’nSP所形成的16位u’nSP 系列单片机，以下简称µ’nSP 家族。采用的是模块式集成结构，它以µ’nSP内核为中心集成不同规模的ROM PAM和功能丰富的各种外设部件。µ’nSP内核是一个通用的和结构。除此之外的其它功能模块均为可选结构。以及这种结构可大可小可有可无，借助这种通用结构附加可选结构的积木式的构成，便可成为各种系列的派生产品，以适合不同场合，这样做无疑会使每种派生产品具有更强的功能和更低的成本。µ’nSP家族有有以下特点：体积小，集成度高，可靠性好易于扩展。µ’nSP家族把各功能把各功能部件模块化地集成在一个芯片里。内部采用总线结构，因为减少了各功能部件之间的连接，提高了其可靠性和抗干扰能力，另外，模块化的结构易于系列的扩展，以适应不同用户的需求。具有较强的中断处理能力。μ’nSPTM家族的中断系统支持10个中断向量及10余个中断源，适合实时应用领域。高性能价格比：μ’nSPTM家族片内带有高寻址能力的ROM，静态RAM和多功能的I/O口，另外μ’nSPTM的指令系统提供出具有较高运算速度的16位，16位的乘法运算指令和内积运算指令，为其应用添加了DSP功能，使得μ’nSPT M家族运用在复杂的数字信号处理方面既很便利又比专用的DSP芯片廉价。
凌阳单片机有许多优点：功能强、效率高的指令系统：μ’nSPTM的指令系统的指令格式紧凑，执行迅速，并且其指令结构提供了对高级语言的支持，这可以大大缩短产品的开发时间。低功耗、低电压：μ’nSPTM家族采用CMOS制造工艺，同时增加了软件激发的弱振方式，空闲方式和掉电方式，极大地降低了其功耗，另外，μ’nSPTM 家族的工作电压范围大，能在低电压供电时正常工作，且能用电池供电，这对于其在野外作业等领域中的应用具有特殊的意义。
本次实习我们主要应用的是凌阳单片机。我们将单片机的个零件焊接到电路板上，并对单片机做了测试，。最终我们在单片内下载了一个语音程序将我们的声音放到了程序中。这次实习我们学到了很多东西，了解到了单片机的神奇之处。他遍布在我们生活的各个角落，我们的生活已经离不开单片机。他已经正真的成为我们生活中的一员。
三.单片机创意设计思路
单片机处在于我们生活的角角落落，它不仅应用与我们的日常生活，在工业生产中他也起着重要的作用。比如在高温环境中人无法对其测量，我们就可以让单片机代替我们去做，我们只需要坐在办公室遥控他就可以了。下面简单介绍一下基于凌阳单片机的无线温度遥测器。
在工业系统中，温度是表征设备运行正常的重要参数。随着工业用电负荷的不断增长，为了避免因设备发热而导致的突发事件，温度的自动监测已经成为工业安全生产的重要环节。运行中的电气设备通常工作在高电压和大电流状态，设备中存在的某些缺陷会导致设备部件的异常温度升高。造成温度与接触电阻值的恶性循环，最终会导致设备不能正常工作，甚至烧毁，温度过高可能会引起燃烧、爆炸甚至设备损坏或质量事故。高压电气设备，由于故障测试手段有限，特别在开关箱和封闭母线内温度超限点更不易被发现。随着温升时间的延长，温度超限处将因发热而加大氧化程度，进而可能造成烧毁母线、触头、接点毁盘、停电等重大事故。无线测温系统具有实时在线监测，工作环境恶劣，安装方便，预警及时等特点，可以有效的保证高压电气设备的安全。
无线测温系统由无线温度传感器、测温通信终端（温度接收仪）、温度监测预警工作站三部分组成。
无线测温系统原理图
通过无线温度传感器的单片微处理器控制将被测设备温度由温度传感器转换成数字信号，再通过无线发射接收模块传递至读写器，通过微处理器将采集到的温度信息，通过485通讯模块上传到一台PC计算机。将多个传感电子标签分布在读写器的周围，在有效的通讯范围内可以随意添加、删除、移动测温终端。读写器则安装在控制中心，控制中心计算机软件实时监控每个点温度的变化，温度监测计算机从测温通讯终端采集各监测点的运行温度数据，在数据库中作长期保存，实时显示监测点的温度变化曲线，并进行分析，一旦发现温度过热、或急剧升温到设置报警温度立即报警，实现足不出户掌握整个系统的发热状况。
四.参考文献
【1】C程序设计（第三版）谭浩强清华大学出版社
【2】16位单片机原理及应用杜刚中国电力出版社
【3】新编16/32位微型计算机原理及应用（第4版）李继灿清华大学出版社五.附录（单片机程序设计代码）
//========================================================
// 文件名称： DS18B20.c
// 功能描述：读写DS18B20，取得温度
// 维护记录： 2005-09-12 v1.0
//======================================================== #include "DS18B20.h"
#include "ptr.h"
extern unsigned int Data[8];
//======================================================== // 语法格式：void Delay(unsigned int uiTime)
// 实现功能：延时，在调用Delay(1)时,延时时间小于1us
// 参数： uiTime
// 返回值：无
//======================================================== void Delay(unsigned int uiTime)
{
while(uiTime > 0)
{
uiTime -= 1;
}
}
//======================================================== // 语法格式： void Set_DQ(int Dir)
// 实现功能：改变IOA15口的状态
// 参数： Dir，1：IOA15输出1；0：IOA15悬浮输入
// 返回值：无
//======================================================== void Set_DQ(int Dir)
{
if(Dir > 0)
*P_IOA_Dir |= 0x8000;
else
*P_IOA_Dir &= 0x7fff;
*P_IOA_Buffer |= 0x8000;
}
//======================================================== // 语法格式： void Clr_DQ(int Dir)
// 实现功能：改变IOA15口的状态
// 参数： Dir，1：IOA15输出0；0：IOA15悬浮输入
// 返回值：无
//======================================================== void Clr_DQ(int Dir)
{
if(Dir > 0)
*P_IOA_Dir |= 0x8000;
else
*P_IOA_Dir &= 0x7fff;
*P_IOA_Buffer &= 0x7fff;
}
//======================================================== // 语法格式： unsigned int Read_DQ(void)
// 实现功能：读取DQ的值
// 参数：无
// 返回值： DQ的值
//======================================================== unsigned int Read_DQ(void)
{
unsigned int uiTemp;
uiTemp = 0;
if((*P_IOA_Data & 0x8000) > 0)
uiTemp = 1;
return(uiTemp);
}
//======================================================== // 语法格式： unsigned int Read_18B20_Byte(void)
// 实现功能：读取18B20的值
// 参数：无
// 返回值： 18B20的值
//======================================================== unsigned int Read_18B20_Byte(void)
{
int i;
unsigned int Data;
Data = 0;
for(i=0;i<8;i++)
{
Set_DQ(1);
Delay(1);
Clr_DQ(1);
Delay(2);
Set_DQ(0); //切为输入
Data = Data >> 1;
if(Read_DQ()>0)
Data |= 0x0080;
Delay(31);
}
return(Data);
}
//======================================================== // 语法格式： void Write_18B20_Byte(unsigned int Data)
// 实现功能：写18B20
// 参数：要写的字节
// 返回值：无
//======================================================== void Write_18B20_Byte(unsigned int Data)
{
int i;
Set_DQ(1);
Delay(1);
for(i=0;i<8;i++)
{
Clr_DQ(1);
Delay(1);
if((Data&0x0001)>0)
Set_DQ(1);
Data = Data >> 1;
Delay(31);
Set_DQ(1);
Delay(1);
}
}
//======================================================== // 语法格式： int Init_18B20(void)
// 实现功能：初始化18B20
// 参数：要写的字节
// 返回值：无
//======================================================== int Init_18B20 (void)
{
int flag;
Set_DQ(1);
Delay(1);
Clr_DQ(1);
Delay(250);
Set_DQ(0);
Delay(31);
if(Read_DQ()>0)
flag = 1;
else
{
flag = 0;
Delay(220);
}
Set_DQ(1);
return(flag);
}
//======================================================== // 语法格式： void Read_Temp(void)
// 实现功能：读取温度
// 参数：无
// 返回值：无
//========================================================
void Read_Temp(void)
{
int i;
Set_DQ(1);
while(Init_18B20()>0); Delay(40);
Write_18B20_Byte(0xcc); Write_18B20_Byte(0x44);
for(i=0;i<26;i++)
Delay(15000); //长时间延时while(Init_18B20()>0);
Write_18B20_Byte(0xcc); Write_18B20_Byte(0xbe);
for(i=0;i<8;i++) //数据读取Data[i] = Read_18B20_Byte(); Init_18B20();
}