根據合肥學院人才培養(yǎng)方案中的第五學期認知實習教學大綱的要求，我于2012年7月2日至8月31日在合肥學院實習61天。
一、 實習單位簡介
合肥學院現有19個教學系部，設有43個本科專業(yè)（其中5個國家級特色專業(yè)，4個卓越工程師教育培養(yǎng)計劃實施專業(yè)）。學院是國家首批“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”實施高校、首批“服務國家特殊需求人才培養(yǎng)項目”培養(yǎng)碩士專業(yè)學位研究生試點工作單位。
我院學生先后獲得全國大學生機械創(chuàng)新設計競賽一等獎、全國大學生 “挑戰(zhàn)杯”世博會專項比賽一等獎、全國大學生電子設計競賽一等獎、“畢昇杯”全國電子創(chuàng)新設計競賽本科組一等獎、全國高校電子信息實踐創(chuàng)新作品評選榮獲本科組全國一等獎和最佳實用獎單項獎等；獲全國大學生擊劍錦標賽金牌27塊、銀牌17塊、銅牌22塊。近幾年，合肥學院畢業(yè)生就業(yè)率一直保持在96%以上，其中68%以上畢業(yè)生在合肥工作，80%以上畢業(yè)生在安徽工作，許多畢業(yè)生已成為所在單位的技術和管理骨干。
為了學院建設添磚加瓦，也為完成學校的第五期認知實習，我選擇了在學校接受單片機培訓。
二、認知實習經歷
（一）單片機的背景及應用
單片機是計算機技術發(fā)展史上的一個重要里程碑，標志著計算機正式形成了通用計算機系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)兩大分支。
單片機軟硬件結合、體積小，容易嵌入到各種應用系統(tǒng)中。得到廣泛應用且其體積小、成本低，嵌入到工業(yè)控制單元、機器人、智能儀器儀表、汽車電子系統(tǒng)、武器系統(tǒng)、家電系統(tǒng)、辦公自動化設備、金融電子系統(tǒng)、玩具、個人信息終端及通訊產品中。
它功能齊全，應用可靠，抗干擾能力強；簡單方便，易于普及。單片機技術是易于掌握技術。應用系統(tǒng)設計、組裝、調試已經是一件容易的事情，工程技術人員通過學習可很快掌握其應用設計技術；發(fā)展迅速，前景廣闊。短短幾十年，單片機經過4位機、8位機、16位機、32位機等幾大發(fā)展階段。尤其是集成度高、功能日臻完善得單片機不斷問世，使單片機在工業(yè)控制及工業(yè)自動化領域獲得長足發(fā)展和大量應用。目前，單片機內部結構愈加完美，片內外圍功能部件越來越完善，向更高層次和更大規(guī)模的發(fā)展奠定堅實基礎。單片機是集成電路技術與微型計算機技術高速發(fā)展的產物。體積小、價格低、應用方便、穩(wěn)定可靠，因此，給工業(yè)自動化等領域帶來了一場重大革命和技術進步。由于體積小，很容易地嵌入到系統(tǒng)之中，以實現各種方式的檢測、計算或控制，這一點一般微機根本做不到。又由于單片機本身就是一個微型計算機，因此只要在單片機的外部適當增加一些必備外圍擴展電路，就可以靈活的構成各種應用系統(tǒng)，如工業(yè)自動監(jiān)測監(jiān)視系統(tǒng)，數據采集系統(tǒng)，自動控制系統(tǒng)，智能儀器儀表等。
（二）認識STC11F32XE單片機的基本結構和原理
Stc11f32xe單片機是由一個8位CPU，4KB程序存儲器，一組特殊功能寄存器，4個輸入輸出口（即P0\P1\P2\P3）, 一個全雙工串行口，2個16位定時器/計數器，5個中斷源等部分組成，各功能部件通過片內單一總線連成一個整體，集成在一塊芯片上。共有40個引腳，采用雙列直插的封裝形式，每個引腳都有其特定功能。
（三）搭建開發(fā)板的各個模塊
學習單片機的前一個星期就是在設計好的電路板上用電烙鐵和錫絲把每個電阻、電容、芯片、開關、插槽、按鍵、數碼管等部件焊接到板子上。由于要鍛煉動手實踐能力，剛開始焊接電源模塊時，出現虛焊、短路等各種狀況。由于剛接觸，不太熟練，不能輕車熟路的駕馭烙鐵，但是隨著模塊的慢慢搭建，錫焊技術已明顯好轉，就美觀度而言和其他電子設備上的焊接技術可以相媲美了。
經過一個星期的焊接，單片機開發(fā)板的每一個模塊已基本完成，經過對各個模塊的檢查測試，全部通過后我自己的單片機開發(fā)板就完成了。
（四）編寫驅動程序，實現對各個模塊的操作
（1）、數碼管顯示
單片機開發(fā)板搭建完成后，寫的第一個驅動就是0—F在數碼管上的顯示。涉及到的兩個芯片分別是：74VHC595D和74LS138，前者實現對8段數碼管的段選，后者控制位選，兩者結合實現數碼管對不同數字的顯示。
單片機模板用的是共陽極的數碼管，建立數組保存數碼表，然后通過段選和位選對每個數組元素進行顯示。
第一次接觸keil軟件，不僅要學習如何創(chuàng)建工程，還要掌握基本的引腳控制。在網上查詢資料和觀看單片機教程的過程中學會了如何寫驅動，經過接近兩天的自我學習，我的第一個驅動——數碼管顯示程序出爐了，很高興。然后便是把寫好的程序生成*.hex文件燒到單片機當中，數碼管便可顯示。
（2）按鍵操作
我們所用的矩陣鍵盤與網上通用的鍵盤略不相同，（我們采用的是3X6，而通用的開發(fā)板多采用4X4鍵盤）但是思想相同。鍵盤的引腳分別用了P0口和P2^5引腳。
首先實現單擊，即按每一個鍵顯示不同的鍵值。調試通過后再實現雙擊和組合鍵。
按鍵的關鍵是先對行賦值（或對列賦值），若對行賦值（列賦值），則對列進行檢索（行進行檢索）。當有按鍵被按下，相應的列（或行）拉為低電平。
在用數碼管顯示按鍵的狀態(tài)時，由于595 IO的引腳和按鍵第三行用的都是P2^5引腳，數碼管顯示有時出現問題，與程序中間的延時時間有關。不太好控制。
（3）溫度測量
溫度的測量主要用到DS18B20，通過對DS18B20芯片個參數的控制便可驅動該芯片，把結果顯示在數碼管上。
DS18B20芯片操作包括讀操作、寫操作以及對其的初始化。在讀操作時把讀的結果與10相除得溫度的十位，取余數得溫度的各位（在室溫下實驗）。
（4）時鐘控制
時鐘的顯示主要是通過對DS1302進行控制，可以實現時、分、秒、年、月、日的顯示，并且有漏電保護功能。同樣把時分秒顯示在數碼管上，通過按鍵再切換到年月日。
在給DS1302初始化時，如果寫保護關，則有漏電保護功能（即斷電重連后，時鐘會自動記錄斷電的這段時間，并順著此時間繼續(xù)計時。）
（5）RS485通信
用RS485實現多機通信，編寫通信協(xié)議實現一臺主機和多臺從機進行通信。在進行該模塊設計時，由于平臺搭建的有點問題，使得RS485的電壓拉不到工作電壓。然后把問題反映給了我們的兩位指導老師，經過他們的一番測試，最終找到問題的所在：是因為一個電阻的原因。當然在觀看老師對電路的檢測中受益匪淺。也對多功能電壓表的應用更為了解。
（6）Nokia 5110屏顯示
Nokia 5110屏是48X84的點陣LCD，可以顯示4行漢字。用Nokia 5110屏實現計算器、閱讀器、推箱子和足球射門等功能。這四個程序設計全是基于Nokia 5110屏和對按鍵的檢測，用按鍵來控制各個功能，并在屏上圖形化顯示。
在對計算器的設計要實現0——999之間的四則運算，尤其是除法運算還涉及到浮點數。閱讀器主要是上下?lián)Q行和左右翻頁，由于要存儲一段文字在寄存器中，文字不能太長，否則會超過程序寄存器的大小而不能進行構建。
推箱子是通過數組0和1實現小人和箱子的走與停。足球射門通過產生隨機數來控制球的方向的任意性。
三、總結
兩個月的暑期認知實習很快結束了，總體上來說感覺很充實，沒有白白浪費暑假時光，也充實了自己的知識儲備，獲益匪淺。
當然很感謝龍夏老師和肖連軍老師，他們放棄自己的假期，在酷暑中堅持沒兩天一到，為我們解答學習過程中的疑問。還有就是系里的支持，為我們提供涼爽的學習環(huán)境，會議室配有空調，在學習的同時不用經受酷暑的考驗。雖然我們的學習場所很簡陋：桌椅是我們從5棟教學樓搬的，電源插座是剛剛搭建的，和在普通教室上自習的同學來比我們是幸福的。
實習前雖說已經大二結束，但是對我們的專業(yè)嵌入式方向始終不甚明白，縱然專業(yè)導論課已經談過，但是總感覺迷茫與空洞。書本上的知識也學了不少，像電路，數字邏輯，組成原理等一些課，但是這些課始終是書本知識，得不到實際的應用。通過這次的親自動手設計到編寫驅動設計程序，終于切身體會到在開發(fā)產品中要用到哪些知識。依然記得實訓剛開始時，大家都很興奮，因為我們要自己動手焊接自己開發(fā)板的每一模塊，從電源模塊開始著手。“書到用時方恨少，事要做時方知難”，一點也不假，感覺焊接應該不難，不就把錫點到電器元件引腳上不就行了，可是真正拿著烙鐵去焊時，手是抖動的，烙鐵也不打聽話……淡然這只是剛開始時，經過多次的練習慢慢的得心應手。怪不得社會上的公司招聘都提到：有工作經驗者優(yōu)先。是啊，干過的總比紙上談兵的強的多，公司不需要對你培訓，可以直接工作給公司帶來效益。
焊接電路板的時間很短，這只是簡單的技術活，不需要邏輯上的考慮。接下來就是用我們焊接好的開發(fā)板開始我們的單片機之旅。由于單片機課程還沒開，我們不得不從網上查資料，看教程彌補自己基礎知識的匱乏。還記得自己寫的第一個程序，驅動數碼管。雖然看著焊接好的開發(fā)板很好看，但是要寫程序點亮它就不那么容易了，第一感覺就是無從下手。老師建議我們從網上看前人的驅動程序，然后比著寫，由于使用的單片機不同，電路的設計不同，在看網上程序時必須要明白其原理，否則還是無法借鑒過來，就這樣第一個驅動程序花費了我兩天時間才把數碼管點亮。開發(fā)的過程是痛苦的，但是結果是令人無比興奮的。看著自己點亮的數碼管心里特別高興。
接下來的日子就是每天對著電腦編寫程序，然后下載到單片機中進行檢測，查看能否運行。有時花費了一天的時間編寫的一個程序下載單片機中竟然運行不了或者顯示錯誤，心里真的特別失望；有時為了一個驅動程序想了一天還是一無所獲，會特別煩躁……但是看到其他同學都在專心的研究，自己也就安慰自己別灰心，要堅持。就想《士兵突擊》中說的一樣不拋棄不放棄，所以自己也不能放棄自己。然后又重新打起精神，投入到學習當中，就是在這樣的一次次的自我暗示中，在和同學們一起拼搏一起學習。
還記得在進行多機通信時，由于要把所有的單片機連接在一起，大家不得不默契配合，一起想辦法，編寫協(xié)議“眾人拾柴火焰高”，很快一個主機程序，從機程序就出爐了。
經過一個暑假的認知實習我學到的不僅是知識，還有責任心、信心、恒心以及團隊合作能力。我想無論是在學校還是以后踏入社會這些都必不可少。我認識到了我所學知識的重要性。知識猶如人的血液。人缺少了血液，身體就會衰弱，人缺少了知識，頭腦就要枯竭。這次的單片機培訓應用到的不僅是單片機知識，還有以前的課程，所以知識的積累也是非常重要的。這次親身體驗讓我有了深刻感觸，這不僅是一次實踐，還是一次人生經歷，是一生寶貴的財富。在磨練自己的同時讓自己認識了很多，使自己未踏入企業(yè)就已經對企業(yè)有了一定的了解。
通過這次的實習，我對自己的專業(yè)更清楚的認知，以前一直不清楚嵌入式的具體應用，不知道以后畢業(yè)了該干什么。但通過這次的實習，我對嵌入式有了更清楚地認識，對單片機有了更清晰的理解。我認識到做什么都要有責任心，只有抱著認真負責的態(tài)度才能把任務完成。而程序員更是對耐心和細心有很高的要求。
在這次的實習過程中我學會了和同學相處，理解了互幫互助的道理，還有虛心求教的重要性！這對我以后畢業(yè)走向社會、走向企業(yè)打下了堅實的基礎。在這次的實習中所增加的社會經驗才是我最寶貴的收獲！