电子工程、物联网技术应用
实践报告
专 业： 电子信息工程 班 级： 电子1104 姓 名： xxx 完成日期： 20xx年xx月xx 日
第1章 实践内容简述
（不少于400字）
1.1 无线传感器网络部分
（1）无线蓝牙传感器实验：本次实践，主要是对蓝牙传感器模块的了解与学习，在此实践中，我们学习了蓝牙网络的配置，了解了蓝牙协议，并进行了蓝牙组网实验，最后来做了手机与蓝牙模块的通信，这些实验让我对蓝牙有了更深的认识。
（2）zigbee无线网络传感器实验：本次实践，主要对ZigBee传感的学习，在实验中主要包括ZigBee网络的信道设置与更改，与其单独传感器的主从模式设定，然后我们还通过对ZigBee网络传感器进行组网，将不同的外设传感器作为不同的子节点，通过协调器就行数据处理并发送到串口显示的实验。
（3）基于cortex -A8嵌入式平台的zigbee开发实验：本次实验是基于上次的zigbee无线传感器组网的实验，实验内容主要是通过cortex-A8平台对无线传感器返回的数据进行处理，并显示于人机交互界面。本次实验主要涉及智能家居，智能灌溉等新型嵌入式应用的探索。
1.2 AVR单片机部分
（1）AVR系统开发入门：学习了AVR开发软件ICC7 FOR AVR 的基本操，包括工程的建立，程序的修改，编译，调试。再是了解了AVR usbISP下载软件工具，并进行了程序下载与调试，作为AVR学习第一课，这为我们将来得学习奠定了基础；
（2）AVR单片机的学习：本次实践使用ATMEGA16A单片机，我们熟悉了此单片机的架构以及其基本外设的使用方法。
1）单片机基本IO的使用：此实验让我知道了AVR单片机的IO配置方法，以及其功能选择模式操作。在此基础上，我们进行了LED
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发光二极管的驱动，流水灯制作，数码管显示，独立按键与矩阵按键的操作。我充分了解了AVR单片机的IO使用。
2）单片机集成外设的使用：本次实践中，我们主要学习并使用了AVR单片机片内集成外设的使用，包括其功能的选择，基本配置等。其中包括了定时器，外部中断，UART与上位机通信，PWM脉冲宽度调制输出，ADC电压检测。这些外设的学习，使得我们对单片机的功能叹服不已，并且基于这些外设我们完成了中断实时响应，时间计时等众多有实际意义的实验。
3）单片机外围接口外设的使用：本次实践我们主要学习并应用单片机的常用接口外设，如LCD，红外传感器，光敏电阻，继电器模块等，这让我们对于单片机的用途认识更上了一层楼，让我更加了解单片机的意义，与用途，还有其实际的应用前景。
（3）STM32的使用：此次实践，我们使用了高性能ARM处理器，并初步了解了其使用方法与编译环境，并进行了简单的LED控制，按键控制实验，为我们将来学习ARM奠定扎实基础。
第2章 实践项目分析
（不少于1500字）
2.1 运用本次实践所学知识，结合毕业设计，完成你感兴趣的电子工程项目设计分析。
运用本次实现所学AVR单片机，控制本次毕业设计作品语音控制视频矩阵，实现产品的优化。
2.2.1 设计题目
基于ATMEGA8单片机的语音控制视频矩阵。 2.2.2 设计任务
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采用ATMEGA8单片机作为核心CUP处理器，控制语音识别芯片，进行非特定人声语音识别，并控制视频切换矩阵电路，实现基于单片机的语音控制视频矩阵。 2.2.3 重点研究内容
（1）视频矩阵：视频矩阵是指通过阵列切换的方法将m路视频信号任意输出至n路监控设备上的电子装置，一般情况下矩阵的输入大于输出即m>n。有一些视频矩阵也带有音频切换功能，能将视频和音频信号进行同步切换，这种矩阵也叫做视音频矩阵。目前的视频矩阵就其实现方法来说有模拟矩阵和数字矩阵两大类。视频矩阵一般用于各类监控场合。
（2）ATMEGA8： 在AVR家族中，ATmega8是一种非常特殊的单片机，它的芯片内部集成了较大 容量的存储器和丰富强大的硬件接口电路，具备AVR高档单片机MEGE系列的全部性能和特点。但由于采用了小引脚封装（为DIP 28和TQFP/MLF32），所以其价格仅与低档单片机相当，再加上AVR单片机的系统内可编程特性，使得无需购买昂贵的仿真器和编程器也可进行单片机 嵌入式系统的设计和开发，同时也为单片机的初学者提供了非常方便和简捷的学习开发环境。
ATmega8的这些特点，使其成为一款具有极高性能价格比的单片机，深受广大单片机用户的喜爱，在产品应用市场上极具竞争力，被很多家用电器厂商和仪器仪表行业看中，从而使ATmega8迅速进入大批量的应用领域。
ATmega系列单片机属于AVR中的高档产品，它承袭了AT90所具有的特点，并在AT90（如 AT9058
515、AT9058535）的基础上，增加了更多的接口功能，而且在省电性能、稳定性、抗干扰性以及灵活性方面考虑得更加周全和完善。
ATmega8 是一款采用低功耗CMOS工艺生产的基于AVR RISC结构的8位单片机。AVR单片机的核心是将32个工作寄存器和丰富的指令集联结在一起，所有的工作寄存器都与ALU（算术逻辑单元）直接相连，实 现了在一个时钟周期内执行的一条指令同时访问（读写）两个独立寄存器的操作。这种结构提高了代码效率，使得大部分指令的执行时间仅为一个时钟周期。因此， ATmega8可以达到接近1MIPS/MHz的性能，运行速度比普通CISC单片机高出10倍。
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（3）LD3320：LD3320 芯片是一款“语音识别” 专用芯片，由 ICRoute 公司设计生产。该芯片集成了语音识别处理器和一些外部电路，包括 AD、DA 转换器、麦克风接口、声音输出接口等。本芯片在设计上注重节能与高效，不需要外接任何的辅助芯片如 Flash、RAM 等，直接集成在现有的产品中即可以实现语音识别/声控/人机对话功能。并且，识别的关键词语列表是可以任意动态编辑的。
（4 ）CD22M34934： Intersil公司的CD22M3494是内置128模拟开关矩阵的高性价比16X8交叉点开关。由于其中模拟开关的信号频率响应包括DC到视频信号，因此器件的使用范围非常广泛。其片内的每一个模拟开关的寻址控制，有片内的7到128线译码器完成，操作非常方便。芯片封装采用易于使用的DIP40和PLCC44引脚无铅封装，工业级温度范围。芯片封装和功能完全兼容于Mitel的MT8816和SGS的M3494，并更具性价比。是低端交点矩阵开关的理想选择。
（5）MAX496:该max496和max497是四闭环，±5V视频缓冲器,有非常高的带宽和两个分量视频转换率（RGB或YUV）和复合视频（NTSC，PAL，SECAM）。max496有一个单位增益（分贝）与375mhz -3dB带宽缓冲和/µ1600V的转率+ 2 max497增益（6dB）缓冲区，用于驱动后同轴电缆的优化电缆，具有275MHZ的- 3dB带宽和1500V /µ的转换率。该max496 / max497不变化速率的限制，从而提供了一个高的全功率带宽230MHz和215mhz。该max496 / max497包含一个独特的两阶段结合低偏置和噪声结构与高带宽的电压反馈的好处和电流模式反馈率的优势。
2.2.4 技术方案
（1）单片机最小系统：采用ATMEGA8核心处理器，该处理器内置芯片级复位电路，无需外围复位电路即可工作。晶振采用8MHZ无源晶体振荡器，使用外部匹配电容达到时钟稳定震荡效果。从而让单片机正常稳定工作。
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（2）语音控制模块：采用LD3320非特定语音识别控制芯片作为核心芯片，外加外围辅助电路，并通过其SPI串行控制接口与ATMEGA8单片机SPI接口连接，实现同步全双工数据传输，从而实现非特定语音控制。
（3）视频矩阵模块：本矩阵模块实现2入4出，通道之间任意切换的功能。其控制芯片采用CD22M3494模拟通道复用开关，并通过串行接口与ATMEGA8单片机进行数据交互，控制通道切换与开关，为增强信号驱动能力，在每一路输出口加MAX496视频放大芯片进行单路视频75欧阻抗驱动，实现视频画质优化，延长传输距离。
2.2 画出电子工程项目的设计框图
第3章 实践总结
（不少于300字）
3.1 谈谈四周实践教学对毕业实习、毕业设计以及就业的帮助
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在这学期四周的实践教学中，让我学会了许多新的知识，更加深入了解了单片机，也更好的掌握的编程思想。在学习AVR单片机的过程中，让我了解的高性能单片机的功能，知道了精简指令单片机与传统51复杂指令集单片机的差别，并通过学习这款AVR单片机的IO操作，定时器中断，串行接口，休眠等功能后，让我又熟练掌握了一款新的单片机，并且性能远超51，这无疑将是毕业实习，毕业设计的一大助力。而且本次还学习了蓝牙组网，zigbee无线网络组网，让我充分掌握了无线传感器的组网原理，并且明白了其将来得应用前景，开发意义，开阔了我的知识面。在最后的嵌入式系统发开中，我了解了高性能嵌入式处理器cortex A8的嵌入式平台，并通过一些程序的应用，了解了其强大的处理能力。在开发过程中还重新巩固了Linux嵌入式操作系统，并初步学习了嵌入式图形界面开发软件QT的使用，这使得我将来的就业面讲更加广泛，所以我想这次事件对于即将工作的我们意义非凡。
3.2 谈谈你对四周实践教学的看法
这四周的教学让我学到了以前不熟悉，甚至不了解的东西，也让我巩固了以前掌握的技能。在即将工作之前，进行这为期四周的实践，我想是非常有意义的，可以让我重新拾起曾经的知识，并将理论应用于实践。而且其上课的方式基本遵行先理论后实践，理论结果实践的不败定理，这给我们学习的效率带来了很大的提高。虽然此次试验意义非凡，对我有特别大的帮助，但美中依旧存在少许不足，比如在AVR单片机的应用上，我们研究了其芯片基本外设的使用，并掌握了其常用控制原理。但在其基础上并未对其进行兴趣扩展，我感觉用最基础的原理制作别出心裁的作品也会具有非常重要意义，虽然依旧停留在基础的原理，但那将使我们对芯片的认识更加深刻，对原理的掌握更加了解，以便将来对芯片使用得心应手，也会很大程度上开发我们的学习兴趣。总之这次的四周的实践课还是获益匪浅，意义非比寻常，这将是在我们正式参加工作前的一次特别集训，会让我更有自信的迈出校园，走进社会。
