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文檔簡介
1、<p><b> 摘要</b></p><p> 單片機的應(yīng)用已經(jīng)廣泛的滲透到國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域,隨著社會對單片機應(yīng)用人才的需要,它已成為工科大學(xué)生的必修課程之一。單片機技術(shù)包含有硬、軟兩個方面的技術(shù)。硬件是以單片機為核心,再加以其他各元器件組成的電子電路的一個實體。它既有單片機的技術(shù),又有電子類專業(yè)所必須掌握的模擬、數(shù)字、高頻等電子電路的綜合運用。</p>&l
2、t;p> 單片機的種類繁多,目前單片機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)工具也有不少,但同一系列單片機的開發(fā)工具或?qū)嶒炏盗谢鞠嗤?1系列單片機是國內(nèi)目前應(yīng)用最廣泛的一種8位單片機之一。經(jīng)過20多年的推廣與發(fā)展,51系列單片機形成了一個規(guī)模龐大,功能齊全,資源豐富的產(chǎn)品群。隨著嵌入式系統(tǒng),片上系統(tǒng)等概念的提出和普遍接受及應(yīng)用,51單片機的發(fā)展進入了一個新的階段。許多專用功能芯片的內(nèi)核集成了51單片機,與51系列單片機兼容的微控制器以IP核的方式不斷
3、地出現(xiàn)在FPGA的片上系統(tǒng)中。</p><p> 通過本次畢業(yè)課題的設(shè)計、制作、調(diào)試,其目的是讓電子信息工程專業(yè)的畢業(yè)生通過自己完全動手制作一些實際電子產(chǎn)品,掌握一定的電子產(chǎn)品設(shè)計、制作技能和調(diào)試技術(shù),鞏固電子技術(shù)的理論知識,鍛煉和提高學(xué)生的動手能力和綜合運用知識解決實際問題的能力及實踐動手能力。讓學(xué)生完全體驗電子產(chǎn)品開發(fā)的全過程,把學(xué)生培養(yǎng)成為電子信息領(lǐng)域內(nèi)的高級應(yīng)用型技術(shù)人才。 </p>&l
4、t;p><b> 【關(guān)鍵詞】 </b></p><p> 單片機:STC89C51; LED數(shù)碼管顯示器; keil C51; 矩陣電路; 蜂鳴電路</p><p><b> 目 錄</b></p><p> 前言……………………………………………………..………………………………….….3</p>
5、;<p> 第一章 概述……………………………………………….………….……………………4</p><p> 1.1 目的與要求……………………………………….………….……………………4</p><p> 1.2 單片機的定義…………………………………………………..…………………4</p><p> 單片機的發(fā)展…………………………
6、…………………………..………………4</p><p> 1.4 單片機硬件概述…………………………………………………..………………5</p><p> 1.5 單片機硬件結(jié)構(gòu)…………………………………………………..………………6</p><p> 第二章 硬件電路設(shè)計……………………………………………………..………………7</p>
7、<p> 2.1 電源電路………………………………………………………..………………...7</p><p> 2.2 復(fù)位電路……………………………………………………….…………………7</p><p> 2.3 晶振電路……………………………………………………….…………………8</p><p> 2.4 鍵盤電路…………………………
8、………………………………..………….…..9</p><p> 2.4.1 矩陣鍵盤的結(jié)構(gòu)與工作原理………………………………………….…....9</p><p> 2.4.2 矩陣式鍵盤的按鍵識別方法……………………………………….……..10</p><p> 2.5 流水燈電路……………………………………………………………….……..11<
9、/p><p> 2.6 蜂鳴器電路……………………………………………………….……………..12</p><p> 2.7 數(shù)碼管顯示……………………………………………………….……………..13</p><p> 2.7.1 LED數(shù)碼管顯示器概述…………………………………….……………...13</p><p> 2.7.2
10、數(shù)碼管參數(shù)………………………………………………….……………..14</p><p> 第三章 軟件設(shè)計……………………………………………………………………….…16</p><p> 3.1 KEILC軟件介紹………………………………………………….………………16</p><p> 3.2 單片機應(yīng)用系統(tǒng)的軟件設(shè)計…………………………………….……
11、………...16</p><p> 3.3 單片機流水燈程序設(shè)計…………………………………………………………17</p><p> 第四章 PCB板的制作…………………………………………………………………….20</p><p> 4.1 PROTEL 99 se 概述……………………………………………………………..20</p><
12、;p> 4.2 電路原理圖設(shè)計…………………………………………………………………20</p><p> 4.3 印制電路板設(shè)置…………………………………………………………………21</p><p> 4.3.1 Protel99印制電路板設(shè)計工具的應(yīng)用…………………………………...21</p><p> 4.3.2 PCB布局布線規(guī)則…………
13、……………………………………………….22</p><p> 4.3.3 印制電路板設(shè)計注意事項…………………………………………………..22</p><p> 4.4 電路板的制作及其注意事項……………………………………………………23</p><p> 第五章 元器件的安裝……………………... ……………………………………………..25</p&
14、gt;<p> 5.1 元器件的安裝……………………………………………………………………25</p><p> 結(jié)論…………………………………………………………………………………………..28</p><p> 致謝…………………………………………………………………………………………..29</p><p> 附錄一 設(shè)計元件清單表…………
15、………………………………………………………..30</p><p> 附錄二 電路原理圖………………………………………………………………………..31</p><p> 附錄三 電路板底層布線圖………………………………………………………………..32</p><p><b> 前言</b></p><p>
16、單片機技術(shù)飛速發(fā)展,單片機的應(yīng)用已經(jīng)滲透到了國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域,處處影響著人們的生活,它的出現(xiàn)給現(xiàn)代工業(yè)測控領(lǐng)域帶來了一次新的技術(shù)革命。目前,單片機仍以其高可靠性、高性價比,在工業(yè)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、智能畫儀器儀表、智能家電等諸多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,因此,單片機應(yīng)用技術(shù)是作為將要從事單片機開發(fā)方面的技術(shù)人員所必需掌握的?! 纹瑱C是應(yīng)用系統(tǒng)的一個核心部件,為把單片機系統(tǒng)應(yīng)用于不同的領(lǐng)域,只掌握單片機的基礎(chǔ)知識是遠遠不夠的,要想構(gòu)
17、成一個完善的應(yīng)用系統(tǒng),還要熟悉執(zhí)行機構(gòu)及硬件接口電路的應(yīng)用特性,同時,還應(yīng)該掌握系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)布局、印刷電路板的結(jié)構(gòu)布局及軟件的設(shè)計技巧這些書本上學(xué)不到的知識,因此為設(shè)計出完善的應(yīng)用系統(tǒng),必須在實際工作中勤于實踐,逐步積累這方面的經(jīng)驗。</p><p> 現(xiàn)代社會新技術(shù)層出不窮,在電子領(lǐng)域尤其是自動化智能控制領(lǐng)域,傳統(tǒng)的分立元件或數(shù)字邏輯電路構(gòu)成的控制系統(tǒng),將很快被單片機這個后起之秀超越并取代。單片機具有體積小、功
18、能強、成本低、應(yīng)用面廣等優(yōu)點,因此,單片機將成為智能控制系統(tǒng)的核心。</p><p> 根據(jù)這次課程設(shè)計的內(nèi)容和要求,首先進行整體方案的構(gòu)思,通過在圖書館和上網(wǎng)查閱資料,并分析和比較,選取了一種簡單而且可行性高的方案。此方案主要由延時電路、定時計數(shù)電路、主控電路、程序譯碼驅(qū)動電路等組成。通過查閱有關(guān)書籍、上網(wǎng)和綜合已學(xué)的電子技術(shù)知識,并考慮到電路的工作穩(wěn)定性,設(shè)計成本低,鑒于此選用了比較常見的元器件來構(gòu)成各單元
19、電路,選取所須的元件后,對各電路元件的參數(shù)進行了計算,然后進實驗室進行電路的安裝和調(diào)試。經(jīng)過幾天緊張的電路安裝和調(diào)試,期間還進行了部分方案的的單片修改和改進,實現(xiàn)了課程設(shè)計的主要任務(wù)和具體要求。</p><p><b> 第一章 概述</b></p><p><b> 1.1 目的與要求</b></p><p>
20、本次的設(shè)計需要符合的要求有:</p><p> 用矩陣鍵盤實現(xiàn)流水燈的暗滅,左循環(huán),右循環(huán)及有暫停,停止,復(fù)位等一系列功能于一體的單片機系統(tǒng)。</p><p> 1.2 單片機的定義</p><p> 單片機又稱為微處理器它不是完成某一個邏輯功能的芯片,而是把一個計算機系統(tǒng)集成到一個芯片上。概括的講:一塊芯片就成了一臺計算機。它的體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、為學(xué)
21、習、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。同時,學(xué)習使用單片機是了解計算機原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。</p><p> 單片機是一種集成電路芯片,是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU(Central Processing Unit)、隨機存儲器RAM(Random Access Memory)、只讀存儲器ROM(Read Only Memory)、多種I/O口(Input/Output Ports)和
22、中斷系統(tǒng)、定時器/計數(shù)器等功能電路(可能還包括顯示驅(qū)動電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路)集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個小而完善的計算機系統(tǒng)。</p><p> 單片機的應(yīng)用領(lǐng)域 : 1.單片機在智能儀器儀表中的應(yīng)用; 2.單片機在工業(yè)測控中的應(yīng)用; 3.單片機在計算機網(wǎng)絡(luò)和通訊技術(shù)中的應(yīng)用;
23、 4.單片機在日常生活及家電中的應(yīng)用; 5.單片機在辦公自動化方面。 目前單片機滲透到我們生活的各個領(lǐng)域,幾乎很難找到哪個領(lǐng)域沒有單片機的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置,飛機上各種儀表的控制,計算機的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸,工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理,廣泛使用的各種智能IC卡,民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng),錄象機、攝象機、全自動洗衣機的控制,以及程控玩具、電子寵物等等,這
24、些都離不開單片機。更不用說自動控制領(lǐng)域的機器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。因此,單片機的學(xué)習、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計算機應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。</p><p> 1.3 單片機的發(fā)展</p><p> 1971年微處理器研制成功后不久,就出現(xiàn)了一位的單芯片的微型計算機即單片機。</p><p> 1976年Intel公司推出了第一代8位單片機的代表產(chǎn)品
25、-----MCS-48系列單片機8048,它將CPU、串行口、定時器和128BRAM集成在一塊芯片內(nèi),使用的是NMOS工藝。在MCS-48成功的刺激下,出現(xiàn)了第二代單片機產(chǎn)品。在第二代單片機中,IntelMCS-51進入中國市場最早,過渡到CMOS工藝的80C51要遲一些。1982年以后,高速低功耗CHMOS工藝的出現(xiàn),使許多公司生產(chǎn)與80C51兼容的單片機,并擴展了其功能。8位單片機后,還出現(xiàn)了16位的單片機,1983年Intel公司
26、推出的MCS-96系列單片機就是其中的典型代表之一。</p><p> 近10年來出現(xiàn)的具有許多新特點的單片機,可以稱之為第三代單片機。目前單片機的內(nèi)存容量可以做得相當大,I/O功能也已足夠地豐富,可以不用外加擴展芯片;大多數(shù)單片機都提供可由用戶編程的OTPROM型式;隨著單片機程序存儲空間的擴大,在空余空間可以嵌入實時操作系統(tǒng)等軟件,以提高單片機的性能和產(chǎn)品開發(fā)效率;擴展方式從并行總線型發(fā)展出各種串行總線,如
27、IC總線、USB總線、CAN總線等;有的單片機集成了多個CPU,將數(shù)字信號處理器、精簡指令集計算機等集成到單片機中的產(chǎn)品也不斷出現(xiàn);另外,在抗干擾、抗噪聲、提高可靠性、功耗管理等方面的新技術(shù)也不斷的出現(xiàn)。單片機雖然種類繁多,但就其應(yīng)用情況看,功能最強的16位機屬于日立公司的H8/3048系列,8位機要數(shù)Intel公司的MCS-51系列。</p><p> 1.4單片機的硬件概述</p><p
28、> 在單片機的應(yīng)用中,以單片機芯片為核心組建的一個能完成特定應(yīng)用功能的硬件組合實體,稱為單片機的硬件系統(tǒng)。它能在我們?yōu)樗幹频某绦蛳峦瓿深A(yù)定的任務(wù)。</p><p> 軟件是相對硬件而言的,它是指由計算機硬件執(zhí)行,用來完成一定任務(wù)的所有程序及數(shù)據(jù),即為運行、管理和維護計算機所編制的程序的總和。 </p><p> 單片機的軟件系統(tǒng)比較簡單,它不需要復(fù)雜的操作系統(tǒng)來進行系統(tǒng)管
29、理,只使用于管理單片機系統(tǒng)工作的管理程序(稱為監(jiān)控程序)和用于完成實際具體任務(wù)的應(yīng)用程序。而對于簡單的單片機應(yīng)用系統(tǒng),只要有為實現(xiàn)控制目的而直接行的應(yīng)用程序就行了。單片機應(yīng)用系統(tǒng)有三種編程方式:機器語言、匯編語言和高級語言。</p><p> 按照單片機系統(tǒng)擴展與系統(tǒng)配置狀況,單片機應(yīng)用系統(tǒng)可分為最小系統(tǒng)、最小功耗系統(tǒng)及典型系統(tǒng)等。STC89C51單片機是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓、高性能CMOS 8位單片
30、機,具有豐富的內(nèi)部資源:4kB閃存、128BRAM、32根I/O口線、2個16位定時/計數(shù)器、5個向量兩級中斷結(jié)構(gòu)、2個全雙工的串行口具有4.25~5.50V的電壓工作范圍和0~24MHz工作頻率,使用STC89C51單片機時無須外擴存儲器。因此,本流水燈實際上就是一個帶有八個發(fā)光二極管的單片機最小應(yīng)用系統(tǒng),即為由STC89C51單片機、7407單片機、電阻、發(fā)光二極管、晶振、復(fù)位、電源等電路和必要的軟件組成的單個單片。</p&g
31、t;<p> 1.5 單片機的硬件結(jié)構(gòu)</p><p> 89C51單片機主要特性: 與MCS-51 兼容 ;4K字節(jié)可編程閃爍存儲器 ;全靜態(tài)工作:0Hz-24Hz ;三級程序存儲器鎖定 ;128*8位內(nèi)部RAM;32可編程I/O線 ;兩個16位定時器/計數(shù)器 ;5個中斷源 ;可編程串行通道 ;低功耗的閑置和掉電模式 ;片內(nèi)振蕩器和時鐘電路</p><p> MCS-
32、51系列單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖1.5.1所示。</p><p> 圖1.5.1 MCS-51系列單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖</p><p> 第二章 硬件電路設(shè)計</p><p><b> 2.1 電源電路</b></p><p> 電源是每一個電子系統(tǒng)必不可少的組成部分,它的作用是為整個系統(tǒng)提供能量來源。電源性能
33、的好壞直接影響整個系統(tǒng)的工作情況。該部分提供單片機工作所需的5V直流電源。外接220V交流電源,經(jīng)過變壓器8V連接到J1端,隨后整流濾波穩(wěn)壓,得到5V左右的直流電源,整流部分由4只普通的二極管連接為橋式整流,通過電容濾波,穩(wěn)壓由7805完成,7805需加散熱片。</p><p> 圖2.1.1 電源電路原理圖</p><p><b> 2.2 復(fù)位電路</b>&l
34、t;/p><p><b> 復(fù)位電路原理圖:</b></p><p> 2.2.1 復(fù)位電路原理圖</p><p> 復(fù)位即是在復(fù)位端加不小于指定寬度的低電平(低電平復(fù)位)或高電平(高電平復(fù)位)信號使單片機的硬件處于初始狀態(tài)。以MCS一51系列單片機為例,復(fù)位端為RST/Vpd,高電平復(fù)位。在振蕩電路運行時,使RST引腳至少保持兩個機器周期(
35、24個振蕩周期)高電平,實現(xiàn)一次復(fù)位動作。CPU響應(yīng)內(nèi)部復(fù)位,將ALE和PSEN引腳置為輸入方式,并在RST端變低以前重復(fù)執(zhí)行內(nèi)部復(fù)位。</p><p> 復(fù)位后主要的特殊功能寄存器均被置為初值。我們編寫程序時,第一條指令總是從0000H單元開始。 若上電時或掉電后再上電不能正常復(fù)位,PC等寄存器為隨機數(shù),程序就不能正確執(zhí)行,此時稱為“死機”。單片機復(fù)位電路有多種,圖中是一種最簡單的復(fù)位電
36、路,該復(fù)位電路簡單易行,但缺點是在遇到較強干擾或瞬間斷電時,復(fù)位端電平隨電容器充放電特性變化,往往電源電壓低至RAM區(qū)數(shù)據(jù)不能保持時,復(fù)位端電容器上仍儲有相當?shù)碾姾?,致電源電壓恢?fù)時復(fù)位端不能產(chǎn)生復(fù)位信號,程序跑飛或造成死機。</p><p><b> 2.3 晶振電路</b></p><p> 2.3.1 晶振電路原理圖</p><p>
37、 晶振是晶體振蕩器的簡稱,在電氣上它可以等效成一個電容和一個電阻并聯(lián)再串聯(lián)一個電容的二端網(wǎng)絡(luò),電工學(xué)上這個網(wǎng)絡(luò)有兩個諧振點,以頻率的高低分其中較低的頻率是串聯(lián)諧振,較高的頻率是并聯(lián)諧振。由于晶體自身的特性致使這兩個頻率的距離相當?shù)慕咏谶@個極窄的頻率范圍內(nèi),晶振等效為一個電感,所以只要晶振的兩端并聯(lián)上合適的電容它就會組成并聯(lián)諧振電路。這個并聯(lián)諧振電路加到一個負反饋電路中就可以構(gòu)成正弦波振蕩電路,由于晶振等效為電感的頻率范圍很窄,所以
38、即使其他元件的參數(shù)變化很大,這個振蕩器的頻率也不會有很大的變化。</p><p> 石英晶片所以能做振蕩電晶振有一個重要的參數(shù),那就是負載電容值,選擇與負載電容值相等的并聯(lián)電容,就可以得到晶振標稱的諧振頻率。 一般的晶振振蕩電路都是在一個反相放大器(注意是放大器不是反相器)的兩端接入晶振,再有兩個電容分別接到晶振的兩端,每個電容的另一端再接到地,這兩個電容串聯(lián)的容量值就應(yīng)該等于負載電
39、容,請注意一般IC的引腳都有等效輸入電容,這個不能忽略。 一般的晶振的負載電容為15p或12.5p ,如果再考慮元件引腳的等效輸入電容,則兩個22p的電容構(gòu)成晶振的振蕩電路就是比較好的選擇。 諧振振蕩器包括石英(或其晶體材料)晶體諧振器,陶瓷諧振器,LC諧振器等。晶振與諧振振蕩器有其共同的交集有源晶體諧振振蕩器。路(諧振)是基于它的壓電效應(yīng),從物理學(xué)中知道,若在晶片的兩個極板間加一電場,會使晶體產(chǎn)生機械變形
40、;反之,若在極板間施加機械力,又會在相應(yīng)的方向上產(chǎn)生電場,這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。如在極板間所加的是交變電壓,就會產(chǎn)生機械變形振動,同時機械變形振動又會產(chǎn)生交變電場。一般來說,這種機械振動的振幅是比較小的,其振動頻率則是很穩(wěn)定的。但當外加交變電壓的頻率與晶片的固有頻率(決</p><p> 石英晶體振蕩器與石英晶體諧振器都是提供穩(wěn)定電路頻率的一種電子器件。石英晶體振蕩器是利用石英晶體的壓電效應(yīng)來起振,而石英晶體諧
41、振器是利用石英晶體和內(nèi)置IC來共同作用來工作的。振蕩器直接應(yīng)用于電路中,諧振器工作時一般需要提供3.3V電壓來維持工作。振蕩器比諧振器多了一個重要技術(shù)參數(shù)為:諧振電阻(RR),諧振器沒有電阻要求。RR的大小直接影響電路的性能,也是各商家競爭的一個重要參數(shù)。</p><p><b> 2.4 鍵盤電路</b></p><p> 2.4.1矩陣鍵盤的結(jié)構(gòu)與工作原理&l
42、t;/p><p> 在鍵盤中按鍵數(shù)量較多時,為了減少I/O口的占用,通常將按鍵排列成矩陣形式,如圖1所示。在矩陣式鍵盤中,每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通,而是通過一個按鍵加以連接。這樣,一個端口(如P1口)就可以構(gòu)成4*4=16個按鍵,比之直接將端口線用于鍵盤多出了一倍,而且線數(shù)越多,區(qū)別越明顯,比如再多加一條線就可以構(gòu)成20鍵的鍵盤,而直接用端口線則只能多出一鍵(9鍵)。</p><p&
43、gt; 2.4.1 矩陣電路圖</p><p> 由此可見,在需要的鍵數(shù)比較多時,采用矩陣法來做鍵盤是合理的。</p><p> 矩陣式結(jié)構(gòu)的鍵盤顯然比直接法要復(fù)雜一些,識別也要復(fù)雜一些,上圖中,列線通過電阻接正電源,并將行線所接的單片機的I/O口作為輸出端,而列線所接的I/O口則作為輸入。這樣,當按鍵沒有按下時,所有的輸出端都是高電平,代表無鍵按下。行線輸出是低電平,一旦有鍵按下,
44、則輸入線就會被拉低,這樣,通過讀入輸入線的狀態(tài)就可得知是否有鍵按下了。</p><p> 2.4.2矩陣式鍵盤的按鍵識別方法</p><p> 確定矩陣式鍵盤上何鍵被按下介紹一種“行掃描法”。</p><p> 行掃描法 行掃描法又稱為逐行(或列)掃描查詢法,是一種最常用的按鍵識別方法,如上圖所示鍵盤,介紹過程如下。</p><p>
45、 1.判斷鍵盤中有無鍵按下 將全部行線Y0-Y3置低電平,然后檢測列線的狀態(tài)。只要有一列的電平為低,則表示鍵盤中有鍵被按下,而且閉合的鍵位于低電平線與4根行線相交叉的4個按鍵之中。若所有列線均為高電平,則鍵盤中無鍵按下。 </p><p> 2.判斷閉合鍵所在的位置 在確認有鍵按下后,即可進入確定具體閉合鍵的過程。其方法是:依次將行線置為低電平,即在置某根行線為低電平時,其它線為高電平。在確定某根行線位置為低電
46、平后,再逐行檢測各列線的電平狀態(tài)。若某列為低,則該列線與置為低電平的行線交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。</p><p> 下面給出一個具體的例子: </p><p> 圖仍如上所示。8031單片機的P1口用作鍵盤I/O口,鍵盤的列線接到P1口的低4位,鍵盤的行線接到P1口的高4位。列線P1.0-P1.3分別接有4個上拉電阻到正電源+5V,并把列線P1.0-P1.3設(shè)置為輸入線,行線P1.
47、4-P.17設(shè)置為輸出線。4根行線和4根列線形成16個相交點。</p><p> 1.檢測當前是否有鍵被按下。檢測的方法是P1.4-P1.7輸出全“0”,讀取P1.0-P1.3的狀態(tài),若P1.0-P1.3為全“1”,則無鍵閉合,否則有鍵閉合。 </p><p> 2.去除鍵抖動。當檢測到有鍵按下后,延時一段時間再做下一步的檢測判斷。 </p><p> 3.若
48、有鍵被按下,應(yīng)識別出是哪一個鍵閉合。方法是對鍵盤的行線進行掃描。P1.4-P1.7按下述4種組合依次輸出:</p><p> 4.P1.7 1 1 1 0</p><p> P1.6 1 1 0 1</p><p> P1.5 1 0 1 1</p><p> P1.4 0 1 1 1</p><p> 在每
49、組行輸出時讀取P1.0-P1.3,若全為“1”,則表示為“0”這一行沒有鍵閉合,否則有鍵閉合。由此得到閉合鍵的行值和列值,然后可采用計算法或查表法將閉合鍵的行值和列值轉(zhuǎn)換成所定義的鍵值為了保證鍵每閉合一次CPU僅作一次處理,必須卻除鍵釋放時的抖動。</p><p><b> 2.5 流水燈電路</b></p><p><b> 流水燈原理圖</b&
50、gt;</p><p> 2.5.1 流水燈原理圖</p><p> 從原理圖中可以看出,如果要讓接在P1.0口的LED1亮起來,那么只要把P1.0口的電平變?yōu)榈碗娖骄涂梢粤?;相反,如果要接在P1.0口的LED1熄滅,就要把P1.0口的電平變?yōu)楦唠娖?;同理,接在P1.1~P1.7口的其他7個LED的點亮和熄滅的方法同LED1。因此,要實現(xiàn)流水燈功能,我們只要將發(fā)光二極管LED1~LED
51、8依次點亮、熄滅,8只LED燈便會一亮一暗的做流水燈了。在此我們還應(yīng)注意一點,由于人眼的視覺暫留效應(yīng)以及單片機執(zhí)行每條指令的時間很短,我們在控制二極管亮滅的時候應(yīng)該延時一段時間,否則我們就看不到“流水”效果了。</p><p><b> 2.6 蜂鳴器電路</b></p><p> 蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器,蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類
52、型。 </p><p> 1.電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動膜片及外殼等組成。接通電源后,振蕩器產(chǎn)生的音頻信號電流通過電磁線圈,使電磁線圈產(chǎn)生磁場,振動膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下,周期性地振動發(fā)聲。 </p><p> 2.壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成,當接通電源后(1.5~15V直流工作電
53、壓),多諧振蕩器起振,輸出1.5~2.5kHZ的音頻信號,阻抗匹配器推動壓電蜂鳴片發(fā)聲。</p><p> 蜂鳴器發(fā)聲原理是電流通過電磁線圈,使電磁線圈產(chǎn)生磁場來驅(qū)動振動膜發(fā)聲的,因此需要一定的電流才能驅(qū)動它,單片機IO引腳輸出的電流較小,單片機輸出的TTL電平基本上驅(qū)動不了蜂鳴器,因此需要增加一個電流放大的電路</p><p> 蜂鳴器驅(qū)動原理圖: </p><p
54、> 2.6.1 蜂鳴器驅(qū)動原理圖</p><p> 蜂鳴器的正極接到VCC(+5V)電源上面,蜂鳴器的負極接到三極管的發(fā)射極E,三極管的基級B經(jīng)過限流電阻R1后由單片機的P2.0引腳控制,當P2.0輸出高電平時,三極管T1截止,沒有電流流過線圈,蜂鳴器不發(fā)聲;當P2.0輸出低電平時,三極管導(dǎo)通,這樣蜂鳴器的電流形成回路,發(fā)出聲音。因此,我們可以通過程序控制P2.0腳的電平來使蜂鳴器發(fā)出聲音和關(guān)閉。 &l
55、t;/p><p> 程序中改變單片機P2.0引腳輸出波形的頻率,就可以調(diào)整控制蜂鳴器音調(diào),產(chǎn)生各種不同音色、音調(diào)的聲音。另外,改變P2.0輸出電平的高低電平占空比,則可以控制蜂鳴器的聲音大小,這些我們都可以通過編程實驗來驗證。 </p><p><b> 2.7 數(shù)碼管顯示</b></p><p> 2.7.1 LED數(shù)碼管顯示器概述<
56、/p><p> 1. LED數(shù)碼顯示器的結(jié)構(gòu)與顯示段碼 </p><p> ?。?)LED數(shù)碼顯示器的結(jié)構(gòu) </p><p> LED數(shù)碼顯示器是一種有LED發(fā)光二極管組合顯示字符的顯示器件。它使用了12個LED發(fā)光二極管,其中7個用于顯示字符,四個用于片選,一個用于顯示小數(shù)點,故通常稱之為7段發(fā)光二極管數(shù)碼器。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示。</p><
57、p> 2.7.1 LED數(shù)碼顯示器的結(jié)構(gòu)</p><p> LED數(shù)碼顯示器有兩種連接方法如下。 </p><p> 共陽極接法。把發(fā)光二極管的陽極連在一起構(gòu)成公共陽極,使用時公共陽極接+5V,每個發(fā)光二極管的陰極通過電阻與輸入端相連。 </p><p> 共陰極接法。把發(fā)光二極管的陰極連在一起構(gòu)成公共陰極,使用時公共陰極接地。每個發(fā)光二極管的陽極通過
58、電阻與輸入端相連。</p><p> ?。?)LED數(shù)碼顯示器的顯示段碼。 為了顯示字符,要為LED顯示器段碼(或稱字形代碼),組成一個8字形字符的7段,再加上1個小數(shù)點位,共計8段,因此提供給LED顯示器的顯示段碼為1個字節(jié)。各段碼位的對應(yīng)關(guān)系如下表所示.十六進制數(shù)及空白字符與P的顯示段碼. </p><p> 2.7.2數(shù)碼管參數(shù)</p><p> 8字高度
59、:8字上沿與下沿的距離。比外型高度小。通常用英寸來表示。范圍一般為0.25-20英寸。 長*寬*高:長——數(shù)碼管正放時,水平方向的長度;寬——數(shù)碼管正放時,垂直方向上的長度;高——數(shù)碼管的厚度。 時鐘點:四位數(shù)碼管中,第二位8與第三位8字中間的二個點。一般用于顯示時鐘中的秒。</p><p> 注:即使是短時間的電流過載也可能對發(fā)光管造成永久性的損壞。 </p><p>
60、 怎樣測量數(shù)碼管引腳,分共陰和共陽? </p><p> 找公共共陰和公共共陽首先,我們找個電源(3到5伏)和1個1K(幾百的也歐的也行)的電阻, VCC串接個電阻后和GND接在任意2個腳上,組合有很多,但總有一個LED會發(fā)光的找到一個就夠了,,然后用GND不動,VCC(串電阻)逐個碰剩下的腳,如果有多個LED(一般是8個),那它就是共陰的了。相反用VCC不動,GND逐個碰剩下的腳,如果有多個LED(一般是8個
61、),那它就是共陽的。也可以直接用數(shù)字萬用表,紅表筆是電源的正極,黑表筆是電源的負極。</p><p><b> 第三章 軟件</b></p><p><b> KEILC軟件介紹</b></p><p> 1.Keil C是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng),與匯編相比,
62、C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢,因而易學(xué)易用。用過匯編語言后再使用C來開發(fā),體會更加深刻。</p><p> Keil C51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調(diào)試工具,全Windows界面。另外重要的一點,只要看一下編譯后生成的匯編代碼,就能體會到Keil C51生成的目標代碼效率非常之高,多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊,容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。</
63、p><p> 2、Keil C單片機軟件開發(fā)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)</p><p> Keil C軟件集成開發(fā)環(huán)境(IDE),可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個開發(fā)流程。開發(fā)人員可用IDE本身或其它編輯器編輯C或匯編源文件。然后分別由C51及A51編譯器編譯生成目標文件(.OBJ)。目標文件可由LIB51創(chuàng)建生成庫文件,也可以與庫文件一起經(jīng)L51連接定位生成絕對目標文件(.ABS)。ABS
64、文件由OH51轉(zhuǎn)換成標準的Hex文件,以供調(diào)試器dScope51或tScope51使用進行源代碼級調(diào)試,也可由仿真器使用直接對目標板進行調(diào)試,也可以直接寫入程序存貯器如EPROM中。</p><p> 3.2 單片機應(yīng)用系統(tǒng)的軟件設(shè)計</p><p> 軟件設(shè)計是應(yīng)用系統(tǒng)研制中工作量最大最重要也是最困難的任務(wù),它可以分為兩部分:一是用于管理單片機系統(tǒng)工作的監(jiān)控管理程序;二是用于執(zhí)行完成
65、實際具體任務(wù)的功能程序。</p><p> 而功能程序通常應(yīng)包括數(shù)據(jù)采集和處理程序、控制算法實現(xiàn)程序、人機聯(lián)系程序和數(shù)據(jù)管理程序。監(jiān)控程序是控制單片機系統(tǒng)按預(yù)定操作方式運轉(zhuǎn)的程序,它的任務(wù)是:</p><p> 1. 在系統(tǒng)投入運行的最初時刻,應(yīng)對系統(tǒng)進行自檢和初始化。當用戶操作鍵盤時,必須對鍵盤操作進行解釋,調(diào)用相應(yīng)的功能模塊,完成預(yù)定的任務(wù),并通過顯示等方式給出執(zhí)行的結(jié)果,即完成處
66、理鍵盤命令的任務(wù)。</p><p> 2. 對于具有遙控通信接口的單片機系統(tǒng),監(jiān)控程序還應(yīng)包括通信解釋程序,即具有處理接口命令的功能。</p><p> 3. 單片機系統(tǒng)在運行時也能被某些預(yù)定的條件觸發(fā)而完成規(guī)定的操作,這類條件中有定時信號、外部觸發(fā)信號等,監(jiān)控程序也應(yīng)考慮處理條件觸發(fā)并完成顯示的功能。軟件設(shè)計通常才用模塊化程序設(shè)計、自頂向下的程序設(shè)計方法。</p>&l
67、t;p> 3.3 單片機流水燈程序設(shè)計</p><p> 單片機的應(yīng)用系統(tǒng)由硬件和軟件組成,上述原理圖搭建完成通電之后,我們還不能看到流水燈循環(huán)點亮的現(xiàn)象,我們還需要告訴單片機怎么來進行工作,即編寫程序控制單片機管腳電平的高低變化,來實現(xiàn)發(fā)光二極管的一亮一滅。軟件編程是單片機應(yīng)用系統(tǒng)中的一個重要的組成部分,是單片機學(xué)習的重點和難點。</p><p><b> 蜂鳴器程
68、序</b></p><p> void didi() </p><p><b> {</b></p><p><b> beep=0;</b></p><p> delay(50);</p><p><b> beep=1;</b>
69、</p><p> delay(100);</p><p><b> beep=0;</b></p><p> delay(50);</p><p><b> beep=1;</b></p><p><b> }</b></p>
70、<p> void delay(uint z)</p><p><b> {</b></p><p><b> uint x,y;</b></p><p> for(x=z;x>0;x--)</p><p> for(y=110;y>0;y--);</p>
71、<p><b> }</b></p><p><b> 數(shù)碼計時器程序</b></p><p> void display(uchar shi,uchar fen1,uchar fen2,uchar miao)</p><p><b> {</b></p><
72、p><b> dula=1;</b></p><p> P0=table[shi];</p><p><b> dula=0;</b></p><p><b> P0=0xff;</b></p><p><b> wela=1;</b>&l
73、t;/p><p><b> P0=0xfe;</b></p><p><b> wela=0;</b></p><p><b> delay(1);</b></p><p><b> dula=1;</b></p><p>
74、P0=table[fen1];</p><p><b> dula=0;</b></p><p><b> P0=0xff;</b></p><p><b> wela=1;</b></p><p><b> P0=0xfe;</b></p&
75、gt;<p><b> wela=0;</b></p><p><b> delay(1);</b></p><p><b> dula=1;</b></p><p> P0=table[fen2];</p><p><b> dula=0;&
76、lt;/b></p><p><b> P0=0xff;</b></p><p><b> wela=1;</b></p><p><b> P0=0xfd;</b></p><p><b> wela=0;</b></p>&
77、lt;p><b> delay(1);</b></p><p><b> dula=1;</b></p><p> P0=table[miao];</p><p><b> dula=0;</b></p><p><b> P0=0xff;</b
78、></p><p><b> wela=1;</b></p><p><b> P0=0xfb;</b></p><p><b> wela=0;</b></p><p><b> delay(1);</b></p><p
79、><b> }</b></p><p><b> 左移右移程序</b></p><p> void leftyi()</p><p><b> {</b></p><p> for(num=0;num<8;num++) //左移</p>&l
80、t;p><b> {</b></p><p> P1=temp;</p><p> delay(100);</p><p> temp=_crol_(temp,1);</p><p><b> }</b></p><p><b> }<
81、/b></p><p> void rightyi()</p><p><b> {</b></p><p> for(num=0;num<8;num++) //右移</p><p><b> {</b></p><p> P1=temp;</
82、p><p> delay(100);</p><p> temp=_iror_(temp,1);</p><p><b> }</b></p><p><b> }</b></p><p> 第四章 PCB板的制作</p><p> 4.1
83、 Protel99 SE 概述</p><p> Protel 99SE是一套電路集成設(shè)計系統(tǒng),主要應(yīng)用于電子原理圖的設(shè)計、電路板的設(shè)計和繪制,以及電子邏輯分析和仿真等。它憑借其強大的功能大大提高了電子線路設(shè)計的效率,現(xiàn)已成為電子線路設(shè)計工作者的計算機輔助電子線路設(shè)計軟件,特別適合初級電路設(shè)計者。我們需要了解電子線路設(shè)計的基本過程以及在設(shè)計中主要注意的細節(jié),我們選用Protel 99SE來設(shè)計電子線路。該軟件操
84、作簡單,易掌握。同時,工作效率較高。</p><p> 4.2 電路原理圖設(shè)計</p><p> 電路原理圖的設(shè)計步驟</p><p> ?。?)進入protel99SE設(shè)計界面點擊WINDOWS任務(wù)欄上的開始菜單上的protel99SE,進入設(shè)計管理器。</p><p> ?。?)新建一個原理圖文件執(zhí)行FILE/NEW或FILE/,彈出
85、NEW DOCUMNT對話框,選取SCHEMATIC DOCUMENT圖標,然后單擊OK按鈕,這時,系統(tǒng)默認的文件名為“SHEET1”,用戶也可以在設(shè)計管理器中更改該文件名,更改后顯示在設(shè)計數(shù)據(jù)庫中,如選擇FILE文件中的對話框為NEW DESIGN DATABASE,則可在DATABSE FILE文件欄中輸入你要創(chuàng)建的文件名。例如創(chuàng)建FAA。DDB只要將欄中的字母清除掉輸入FAA字母,點OK即可。則在設(shè)計界面的標題欄中新創(chuàng)建了一個FA
86、A的數(shù)據(jù)庫文檔,這時再執(zhí)行文件設(shè)計管理器中的FILE/NEW則在彈出的NEW DOCUMENT對話框中選中SCHEMATIC DOCUMENT圖標,操作方法同上。</p><p><b> (3)裝載元件庫</b></p><p> 在設(shè)計繪制電路原理圖時,首先要在內(nèi)存中裝入所要設(shè)計繪制的電路原理圖元器件,以備調(diào)用,一般只載入常用的元件庫,特殊的元件庫則當需要時臨
87、時載入。這樣才不會因裝載過多的文件庫占用較多的資源,而降低應(yīng)用程序的執(zhí)行速度。</p><p> ?。?)設(shè)置電路圖大小</p><p> 用鼠標點擊設(shè)計管理器DESIGN EXPLORE下菜單的DESIGN/OPTIONS,按圖紙要求選STANDARD項的A4,最后按OK鈕則設(shè)置完畢。</p><p><b> (5)放置元器件庫</b>
88、</p><p> 用鼠標鍵點擊設(shè)計管理器中的BROWSE SCH選項卡,然后單擊ADD/REMOBE按鈕,屏幕將出現(xiàn)一對話框,CHANGE LIBRARY FILE LIST 改變元件庫文件一覽表,選取菜單C:/PROGRAM FILES/CESIGN EXPLORER99/LIBRARY/SCH。</p><p> (6)放置節(jié)點和連接線路</p><p>
89、 Protel99SE/SCHEMATIC電路圖的設(shè)計和繪制工具在一些情況下會自動在連線上加上電氣節(jié)點但通常還是要靠我們自己動手加上,例如缺省情況下十字交叉的連線是不會自動加上節(jié)點的,如要自行放置節(jié)點,可激活主菜單PLACE/JUNCTION或VIEW/TOOLBARS/WIRING選中第一排的最左邊圖或激活PLACE/WIRE將編輯狀態(tài)切換到連線模式,到時鼠標指針由空心箭頭變?yōu)榇笫中?。到時只需要將鼠標十字光標移動到要連線的元器件一
90、端,按住鼠標左鍵,移動到另一元器件的一端,如連線到另一器件時要轉(zhuǎn)彎時,可單擊鼠標左鍵一次則可定位一次轉(zhuǎn)彎,當連線拉到終止元器件的指定位置時,可按一次鼠標左鍵,這時連線還連在該點上,可通過該連線,再進行第二根電氣節(jié)點的連線,一直到全部連線聯(lián)結(jié)完之后,這時可雙擊鼠標右鍵來終止該次連線的操作,到此為止。一張電路圖就設(shè)計繪制完成。</p><p> ?。?)放置電路輸入輸出點</p><p>
91、如電路圖需要輸入輸出點可選WIRING TOOLS工具條的第二排第三圖即可。</p><p><b> ?。?)檢查原理圖。</b></p><p> 使用Protel 99 SE的電氣規(guī)則檢查功能檢查原理圖的連接是否合理與正確,給出檢查報告。若有錯誤就需要根據(jù)錯誤進行改正。</p><p> 值得注意的是給功能只是檢測電氣連接性質(zhì),如果繪
92、制的原理圖連接錯了但沒有電器連接性質(zhì)的錯誤它是檢查不出來的,所以繪制時要特別仔細、小心。</p><p><b> ?。?)保存與打印。</b></p><p> 電路圖繪制完畢后要保存起來,以供日后取出修改或使用,可執(zhí)行主菜單的FILE/SAVE可自動按原文件名保存起來。保存就是將所繪制的原理圖存盤。</p><p><b>
93、印制電路板設(shè)置</b></p><p> 因為設(shè)計目標為“試驗樣機”,同時實驗室的生產(chǎn)工藝受到一定限制,制作雙面印制板有一定難度,所以印制的設(shè)計要求為單面板,對于少量難以布通的導(dǎo)線采用“飛線”解決。實際上,在實際產(chǎn)品中,為了降低成本,也常常采用這種方式,最典型的例子就是電視機和收錄機。</p><p> 4.3.1 Protel99印制電路板設(shè)計工具的應(yīng)用</p&g
94、t;<p> ?。?)進入Protel99SE編輯環(huán)境:執(zhí)行FILE/NEW將彈出NEW DOCUMENT對話框,DATABASE FILE NAME 欄里則顯示系統(tǒng)的默認值。MYDESIGN.DDB為系統(tǒng)默認指定新建的未題數(shù)據(jù)庫文件。如要改變路徑,則可按BROWSE以更改.如不更改系統(tǒng)指定的路徑,則按OK鈕即可。該系統(tǒng)新建一個MY DESIGNL.DDB的數(shù)據(jù)庫文件。也可執(zhí)行FILE/OPEN操作。將彈出OPEN DES
95、IGN DATABASE 對話框,可從中選取Protel 99SE內(nèi)原已建立的數(shù)據(jù)庫文件,如選取ZHONGLIANG,則只要用鼠標箭頭指向ZHONGLIANG擊鼠標左鍵,則可進入到該數(shù)據(jù)庫文件,在對話框的文件名中顯示出來,再點擊打開鈕就可進入到該系統(tǒng)。緊接著再啟動FILE菜單中的NEW命令。移動鼠標箭頭PCB DOCUMENT位置,雙擊鼠標左鍵,或按OK按鈕,即會產(chǎn)生一個PCB1的圖標。</p><p> (2
96、)從電原理圖導(dǎo)入元器件封裝圖和電氣連接</p><p> 打開電原理圖(全圖)點擊Design—Update PCB,即可自動從電原理圖生成網(wǎng)絡(luò)表,并與當前的印制板圖比較,完成更新。第一次調(diào)入時,實際上印制板圖上是空白,所以會全部調(diào)入而不是修改更新。與Protel 98不同的是,網(wǎng)絡(luò)表的生成是自動的在后臺完成,并不需要人工干預(yù),僅提供人工預(yù)覽更新內(nèi)容,大大方便了使用。如果原理圖中有標注錯誤、封裝指定錯誤等,在預(yù)
97、覽時可以發(fā)現(xiàn)并予以更正。</p><p> ?。?) 人工調(diào)整好各封裝元器件的位置,使得設(shè)計美觀大方且連線短捷,交叉較少為佳。</p><p> ?。?)采用Protel99SE的先進自動布線功能進行布線。布線以前,設(shè)置好設(shè)計規(guī)則,包括導(dǎo)線寬度、焊盤大小、走線間距等。</p><p> (5)在自動布線結(jié)束后,最后進行手工調(diào)整把自動布線中不盡人意的地方調(diào)整到滿意時
98、為止。對于單面無法布通的線路,人工設(shè)置飛線。在實際操作中,可以視為人工進行的雙面板設(shè)計,只是在元件面走線盡量少,因為它實際上是飛線,在制作印制板時并不做的。</p><p> (6)對于繪制的PCB圖進行必要的存盤處理,保存以備需要時調(diào)用。</p><p> 4.3.2 PCB布局布線規(guī)則</p><p> 根據(jù)電路的功能單元,對電路的全部元器件進行布局時,
99、要符合以下原則:</p><p> ?、侔凑针娐返牧鞒贪才鸥鱾€功能電路單元位置使布局便于信號流通,并使信號盡可能保持一致方向。</p><p> ?、谝悦總€功能電路的核心器件為中心,圍繞它來進行布局,元件應(yīng)均勻、整齊、緊湊地排列在PCB板上,盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。</p><p> ?、墼诟哳l下工作的電路,要考慮元器件之間的分布參數(shù),一般電路應(yīng)盡可
100、能使元器件平行排列,這樣不僅美觀,而且裝焊容易,易于批量生產(chǎn)。布線規(guī)則:</p><p> 印刷電路板中不允許有交叉電路,對于可能交叉的線條,可以用“鉆”、“繞”兩種辦法解決,即讓某引線從別的電阻、電容、三極管腳下的空隙處“鉆”過去,或從可能交叉的某條引線的一端“繞”過去,在特殊情況下如果電路很復(fù)雜,為簡化設(shè)計也允許導(dǎo)線跨接,解決交叉電路問題。</p><p> 同一級的電路接點應(yīng)盡量
101、靠近,并且本級電路的電源濾波電容也應(yīng)接在該級接地點上。特別是本級晶體管基極、發(fā)射極的接點不能離得太遠,否則因兩個接地點間的銅箔太長會引起干擾與自激,采用把接地點都連在一起接地,這樣工作才穩(wěn)定,不易自激。</p><p> 4.3.3印制電路板設(shè)計注意事項</p><p> ①元件封裝——純粹的元件封裝僅僅是空間的概念,因此不同的零件可以共用封裝,同時,同種元件也可以用不同的封裝。在實際
102、的設(shè)計中,元件的封裝圖最好根據(jù)實際的元件自制,以避免出錯。</p><p> ②焊盤大小——無論是在調(diào)用封裝還是在自制封裝的過程中,需要特別注意的是元件焊盤大小的設(shè)計。由于我們的制作工藝是有限的,所以我們盡可能把焊盤大點,但不要太大。焊盤小了,在鉆孔的時候很容易損壞,即使沒有在鉆空時損壞,但它對焊接技術(shù)的要求是比較高的;焊盤太大,可能會造成“路徑堵塞”,給走線造成困難。焊盤孔小了,元件插不進去,焊盤孔太大,在焊
103、接的時候,高溫的錫液就很容易通過通孔流向在面板另一面上的元件引腳,這樣就很容易使元件受高溫影響而壞掉。</p><p> ?、酃ぷ鲗印狵eep Out禁止布線層,它限制了走線的范圍,一般常用它作為印制板的輪廓界限,但是并不好。實際上,元件布局和走線都應(yīng)該與印制板邊沿保持大約1mm的間隙,所以應(yīng)該選取一個機械層繪制印制板輪廓,而適當“縮小”,用禁布層繪制真實的布線限制范圍。</p><p>
104、; ④走線----電源線和接地的導(dǎo)線應(yīng)比元件之間的走線要寬,本設(shè)計中的電源走線為1mm,其他走線0.3mm。</p><p> 總之,設(shè)計電路原理圖和PCB圖時,首先要保證圖紙的質(zhì)量。所有的元件標示要清晰準確,器件的型號也要清楚,然后要求美觀。在元件布局和布線時盡量優(yōu)化網(wǎng)格。除此之外,對于一個產(chǎn)品的開發(fā)而言還要考慮實際的成本。</p><p> 4.4 電路板的制作及其注意事項&l
105、t;/p><p> (1)電路板的制作:</p><p> 印制電路板圖設(shè)計好了后,可以通過激光打印機打印到轉(zhuǎn)印紙上。然后根據(jù)圖紙的大小合理的切取銅板,從成本、和抗噪聲能力等方面考慮,電路板越小越好 ,但是太小會使得焊接安裝調(diào)試都很困難。接下來是對板子的加工處理,首先用銼刀把板子的邊和角磨圓滑,一是以免刺手,二是講究工藝的美觀。然后用牙刷加牙膏清洗,洗掉板子上的贓物和銅箔上的氧化物后,曬干
106、。將全圖緊貼于到銅板上,在貼圖時要小心,不要損壞圖紙上的連線,應(yīng)將全圖緊貼于銅板上。開啟轉(zhuǎn)印機待溫度上升到150°后將貼好轉(zhuǎn)印紙的銅板水平送進轉(zhuǎn)印機轉(zhuǎn)印。為了完全轉(zhuǎn)印可將銅板轉(zhuǎn)印兩次,但第二次溫度不易過高,溫度過高的話會把銅板烤彎,所以第二次轉(zhuǎn)印要根據(jù)銅板的厚度來決定溫度,一般在130℃左右。轉(zhuǎn)印后取出銅板冷卻后,取掉轉(zhuǎn)印紙,檢查是否有斷線等,通路有斷線用防腐蝕油墨順著這條通路進行勾描修補。</p><p&
107、gt; 經(jīng)檢查無誤后將銅板放進腐蝕桶開啟腐蝕桶電源腐蝕。腐蝕液是一份的三氯化鐵和兩份的水合成濃度在28%-40%之間。將腐蝕液倒進桶里開啟電源腐蝕 ,為了加快腐蝕反應(yīng),可用軟毛筆輕輕刷掃板面,但不要用力過猛,過猛會把保護層刮掉。腐蝕完后取出用清水洗干凈曬干后就可以打孔,在打之前要根據(jù)元器件引腳粗細選擇鉆頭,集成塊、電阻、電容等一般選擇0.8-1.0直徑的鉆頭。將鉆頭垂直緊固在臺架上,在鉆頭尖饒一圈細絲,只留2-3cm的鉆頭尖在外面以防
108、打斷了還可以用。鉆頭上好了后應(yīng)檢查是否對準打孔臺的正中間部份,否則在打孔時會打到臺架上將鉆頭打斷。人工打孔誤差很大,為了減小人為誤差可將活動臺架調(diào)高一點,離鉆頭距離3-5cm為宜,這樣在打孔時可以減小人為誤差、瞄不準、打斜、打歪等。</p><p> 打完孔后可用砂紙打去保護層。除去保護層后用布在板面上反復(fù)擦拭,去掉銅板上的氧化膜,使線條及焊盤露出銅的光亮本色。在擦時應(yīng)向一個固定方向試擦,這樣可使銅板反光方向一
109、致看起來更加美觀。擦試后用清水沖洗 、晾干。最后涂助焊劑,把助焊劑立即涂在洗凈晾干的印制電路板上,使它分布均勻且很薄,再加熱烘干到不粘手為止,它可以使板面受到保護,提高可焊性。</p><p> (2)電路板的制作的注意事項:</p><p> (1)三氯化鐵溶液對人體皮膚不會有不良影響。但三氯化溶液濺到衣服上或地面上,那是難以洗掉的,所以使用時一定要特別小心。待腐蝕液出現(xiàn)沉渣變綠的時
110、候就作為廢液,不要倒入下水道。</p><p> ?。?)電氣通斷檢測。如果我們檢測到在印制板上導(dǎo)線有斷開處,我們可以在斷開處的兩端以導(dǎo)線或焊錫將它們相連接。如果我們在腐蝕板前,烘板后發(fā)現(xiàn)布線圖上有走線斷開處,我們可以在斷開處用防腐蝕油墨連接后再進行腐板。</p><p> ?。?)鉆孔時,手不要抖動,避免孔被鉆偏。</p><p> 第五章 元器件的安裝<
111、;/p><p> 5.1 元器件的安裝</p><p> 在電子線路裝配工作中,安裝和焊接技術(shù)是很重要的,它是電子線路從設(shè)計到制造的一個重要過程。安裝和焊接技術(shù)質(zhì)量的好壞,直接影響到儀器的性能(如準確度,靈敏度,穩(wěn)定性,可靠性等),有時因為虛焊,焊點脫落等電路不通或接觸不良致使儀器電路不能正常工作。因此,我們有必要較為熟練掌握電子線路的安裝和焊接技術(shù)。</p><p&
112、gt;<b> (1)元器件的安裝</b></p><p> 元件的排列對儀器的性能影響很大,不同的電路元件在排列時,有不同的要求。因此,要先理解電路原理圖,根據(jù)要求,將元件合理地安放在印制板上(插裝),再焊接。</p><p> 元件排列時,一般就應(yīng)注意以下幾點:</p><p> a)電阻,二極管(發(fā)光二極管除外)均采用水平安裝,貼
113、緊印刷板。電阻的色環(huán)方向因該一致。</p><p> b)集成電路,蜂鳴器,輕觸式按鍵與印制板貼緊。</p><p> c)插件裝配美觀,均勻,端正,整齊,不能歪斜,高矮有序。 </p><p><b> (2)電路板的焊接</b></p><p><b> 1)電烙鐵<
114、;/b></p><p> 電烙鐵是焊接的主要工具,它主要由烙鐵頭和烙鐵芯組成。常用的電烙鐵按功率分有;20w,25w,30w,35w,45w,75w等。根據(jù)焊接點處的面積大小及散熱快慢決定所選用電烙鐵的功率。焊接一般晶體管電路可先用25w.35w.焊接集成電路最好先用20w內(nèi)熱式電烙鐵,正確使用電烙鐵是做好焊接毀作的必要條件,使用時應(yīng)注意:新烙鐵在使用前,先用細的金剛砂布輕輕將烙鐵頭表面的氧化物砂去,然
115、后接通電源,當烙鐵頭熱到開始變成紫色時,先涂上一層松香,再放到焊錫上輕擦,使烙鐵頭均勻地涂上一層薄薄的錫,這就算上好了錫。對于舊烙鐵,如果烙鐵頭表面上有一層黑色氧化物,或出凹孔,都須用銼刀銼除,然后按新烙鐵上錫的方法重新上錫。烙鐵經(jīng)過長時間通電使用以后,因為熱過度, 烙鐵銅頭氧化,氧化部分不再傳熱,錫就沾不上去,要重新上錫處理后才能使用,這種情況就叫“燒死”為了保護烙鐵,在加熱一定時間后,需切斷電源冷卻一會,然后再加熱繼續(xù)使用。使用烙鐵
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