基于DS18B20的多點(diǎn)溫度檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)說明

1、 PAGE51 / NUMPAGES51 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc194473353前言 PAGEREF _Toc194473353 h 3HYPERLINK l _Toc1944733541 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc194473354 h 4HYPERLINK l _Toc1944733551.1 方案設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc194473355 h 4HYPERLINK l _Toc1944733561.2 方案論證 PAGEREF _Toc194473356 h 5HYPERLINK l _Toc1944733572 系統(tǒng)設(shè)計(jì) P

2、AGEREF _Toc194473357 h 6HYPERLINK l _Toc1944733582.1工作原理 PAGEREF _Toc194473358 h 6HYPERLINK l _Toc1944733592.2 單元電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc194473359 h 7HYPERLINK l _Toc1944733602.1.1 DS18B20與單片機(jī)接口電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc194473360 h 7HYPERLINK l _Toc1944733612.1.2 鍵盤電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc194473361 h 13HYPERLINK l _Toc194

3、4733622.1.3顯示電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc194473362 h 14HYPERLINK l _Toc1944733632.1.4 報(bào)警電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc194473363 h 19HYPERLINK l _Toc1944733643 程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc194473364 h 21HYPERLINK l _Toc1944733653.1 程序流程設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc194473365 h 21HYPERLINK l _Toc1944733663.2 程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc194473366 h 26HYPERLINK l

4、_Toc1944733674 系統(tǒng)仿真 PAGEREF _Toc194473367 h 27HYPERLINK l _Toc1944733684.1 原理圖繪制 PAGEREF _Toc194473368 h 27HYPERLINK l _Toc1944733694.2 程序加載 PAGEREF _Toc194473369 h 27HYPERLINK l _Toc1944733704.3系統(tǒng)仿真 PAGEREF _Toc194473370 h 27HYPERLINK l _Toc1944733715 產(chǎn)品制作 PAGEREF _Toc194473371 h 28HYPERLINK l _Toc

5、1944733725.1 PCB板設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc194473372 h 28HYPERLINK l _Toc1944733735.1.1 PCB板面規(guī)劃 PAGEREF _Toc194473373 h 28HYPERLINK l _Toc1944733745.1.2 PCB網(wǎng)絡(luò)表導(dǎo)入 PAGEREF _Toc194473374 h 28HYPERLINK l _Toc1944733755.1.3 PCB元件布局 PAGEREF _Toc194473375 h 28HYPERLINK l _Toc1944733765.1.4 布線 PAGEREF _Toc194473376 h

6、29HYPERLINK l _Toc1944733775.2 PCB板制作 PAGEREF _Toc194473377 h 30HYPERLINK l _Toc1944733785.2.1 PCB打印 PAGEREF _Toc194473378 h 30HYPERLINK l _Toc1944733795.2.2 PCB轉(zhuǎn)印 PAGEREF _Toc194473379 h 30HYPERLINK l _Toc1944733805.2.3 PCB蝕刻 PAGEREF _Toc194473380 h 31HYPERLINK l _Toc1944733815.2.4 PCB鉆孔 PAGEREF _T

7、oc194473381 h 31HYPERLINK l _Toc1944733825.2.5 PCB板表面處理 PAGEREF _Toc194473382 h 32HYPERLINK l _Toc1944733835.3 元器件安裝與產(chǎn)品調(diào)試 PAGEREF _Toc194473383 h 32HYPERLINK l _Toc1944733845.3.1 元器件安裝 PAGEREF _Toc194473384 h 32HYPERLINK l _Toc1944733855.3.2 產(chǎn)品調(diào)試 PAGEREF _Toc194473385 h 34HYPERLINK l _Toc194473386總結(jié)

8、 PAGEREF _Toc194473386 h 35HYPERLINK l _Toc194473387參考資料 PAGEREF _Toc194473387 h 36HYPERLINK l _Toc194473388致 PAGEREF _Toc194473388 h 37HYPERLINK l _Toc194473389附錄1 PAGEREF _Toc194473389 h 38HYPERLINK l _Toc194473390附錄2 部分子程序 PAGEREF _Toc194473390 h 39前 言21世紀(jì)，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展日新月異，科技的進(jìn)步帶動(dòng)了測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代控制設(shè)備的性能和結(jié)構(gòu)

9、發(fā)生了翻天覆地的變化。我們已經(jīng)進(jìn)入了高速發(fā)展的信息時(shí)代，測(cè)量技術(shù)也成為當(dāng)今科技的一個(gè)主流，廣泛地深入到研究和應(yīng)用工程的各個(gè)領(lǐng)域。溫度是一個(gè)和人們生活環(huán)境有著密切關(guān)系的物理量，也是一種在生產(chǎn)、科研、生活中需要測(cè)量和控制的重要物理量，是國(guó)際單位制七個(gè)基本量之一。溫度的變化會(huì)給我們的生活、工作、生產(chǎn)等帶來重大影響，因此對(duì)溫度的測(cè)量至關(guān)重要。其測(cè)量控制一般使用各式各樣形態(tài)的溫度傳感器。隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，作為各種信息的感知、采集、轉(zhuǎn)換、傳輸相處理的功能器件，溫度傳感器的作用日顯突出，已成為自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制系統(tǒng)和計(jì)量測(cè)試中不可缺少的重要技術(shù)工具，其應(yīng)用已遍與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活的各個(gè)領(lǐng)域

10、。分布式溫度傳感器在電力工業(yè)、煤礦、森林、火災(zāi)、高層建筑、航空、航天飛行器等有著重要的應(yīng)用前景，引起研究人員的廣泛關(guān)注。近年來，已經(jīng)有不少分布式溫度傳感器的報(bào)道，包括基于光纖非線性效應(yīng)的拉曼溫度傳感器等，但由于其昂貴的成本而無法得到廣泛的應(yīng)用。本設(shè)計(jì)使用了美國(guó) Dallas 半導(dǎo)體公司的新一代數(shù)字式溫度傳感器DS18B20,它具有獨(dú)特的單總線接口方式 ,即允許在一條信號(hào)線上掛接數(shù)十甚至上百個(gè)數(shù)字式傳感器 ,從而使測(cè)溫裝置與各傳感器的接口變得十分簡(jiǎn)單 ,克服了模擬式傳感器與微機(jī)接口時(shí)需要的A/D轉(zhuǎn)換器與其它復(fù)雜外圍電路的缺點(diǎn)。本設(shè)計(jì)是心AT89C51為單片機(jī)作為控制核心，提出了一種基于DS18B

11、20的分布式溫度傳感系統(tǒng)，多個(gè)溫度傳感節(jié)點(diǎn)通過單總線通過單總線與單片機(jī)相聯(lián)形成分布式系統(tǒng)。單片機(jī)通過實(shí)時(shí)監(jiān)控溫度的變化，通過12864圖形液晶顯示各節(jié)點(diǎn)溫度的數(shù)值，當(dāng)溫度值超出允許圍時(shí)，報(bào)警器開始報(bào)警，從而遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)溫度系統(tǒng)的管理和控制。這種分布式溫度測(cè)量系統(tǒng)具有成本低廉、傳感精度高、系統(tǒng)穩(wěn)定、易于管理等優(yōu)點(diǎn)。1 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)1.1 方案設(shè)計(jì)方案一：該方案由單片機(jī)、模擬溫度傳感器AD590、運(yùn)算放大器、AD轉(zhuǎn)換器、44鍵盤、LCD顯示電路、集成功率放大器、報(bào)警器組成。本方案采用模擬溫度傳感器AD590作為測(cè)溫元件，傳感器將測(cè)量的溫度變換轉(zhuǎn)換成電流的變化，再通過電路轉(zhuǎn)換成電壓的變化，使用運(yùn)算

12、放大器交將信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆糯螅詈笸ㄟ^模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，傳給給單片機(jī)，單片機(jī)將溫度值進(jìn)行處理之后用LCD顯示 ，當(dāng)溫度值超過設(shè)置值時(shí)，系統(tǒng)開始報(bào)警。圖1.1 方案一溫度測(cè)量系統(tǒng)方案框圖方案二：該方案使用了AT89C51單片機(jī)作為控制核心,以智能溫度傳感器DS18B20為溫度測(cè)量元件，采用多個(gè)溫度傳感器對(duì)各點(diǎn)溫度進(jìn)行檢測(cè)，通過44鍵盤模塊對(duì)正常溫度進(jìn)行設(shè)置顯示電路采用12864 LCD模塊，使用LM386作為報(bào)警電路中的功率放大器。 圖1.2 方案二溫度測(cè)量系統(tǒng)方案框1.2 方案論證方案一采用模擬溫度傳感器，轉(zhuǎn)換結(jié)果需要經(jīng)過運(yùn)算放大器和AD轉(zhuǎn)換器傳送給處理器。它控制雖然簡(jiǎn)單，但

13、電路復(fù)雜，不容易實(shí)現(xiàn)對(duì)多點(diǎn)溫度進(jìn)行測(cè)量和監(jiān)控。由于采用了多個(gè)分立元件和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，容易出現(xiàn)誤差，測(cè)量結(jié)果不是很準(zhǔn)確，因此本方案并不可取。方案二采用智能溫度傳感器DS18B20，它直接輸出數(shù)字量，精度高，電路簡(jiǎn)單，只需要模擬DS18B20的讀寫時(shí)序，根據(jù)DS18B20的協(xié)議讀取轉(zhuǎn)換的溫度。此方案硬件電路簡(jiǎn)單，程序設(shè)計(jì)復(fù)雜一些，但是電子競(jìng)賽培訓(xùn)期間我編寫過DS18B20、圖形液晶、鍵盤的程序，而且設(shè)計(jì)過電路并成功地通過調(diào)試，并且我已經(jīng)使用開發(fā)工具KEIL用C語言對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了程序設(shè)計(jì)，用仿真軟件PROTEUS對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，達(dá)到了預(yù)期的結(jié)果。由此可見，該方案完成具有可行性，體現(xiàn)了技術(shù)的先進(jìn)性，經(jīng)濟(jì)

14、上也沒有問題。綜上所述，本課題采用方案二對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1工作原理基于DS18B20多點(diǎn)溫度測(cè)量系統(tǒng)以AT89C51為中心器件，以KEIL為系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)，用C語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，以PROTEUS作為仿真軟件設(shè)計(jì)而成的。系統(tǒng)主要由傳感器電路、液晶顯示電路、鍵盤電路、報(bào)警電路組成，電路原理圖2.1所示。DS18B20是智能溫度傳感器，它的輸入/輸出采用數(shù)字量，以單總線技術(shù)，接收主機(jī)發(fā)送的命令，根據(jù)DS18B20部的協(xié)議進(jìn)行相應(yīng)的處理，將轉(zhuǎn)換的溫度以串口發(fā)送給主機(jī)。主機(jī)按照通信協(xié)議用一個(gè)IO口模擬DS18B20的時(shí)序，發(fā)送命令（初始化命令、ROM命令、功能命令）給DS18B20，并讀取

15、溫度值，在部進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)值處理，用圖形液晶模塊顯示各點(diǎn)的溫度。在系統(tǒng)啟動(dòng)之時(shí)，可以通過44鍵盤設(shè)置各點(diǎn)溫度的上限值，當(dāng)某點(diǎn)溫度超過設(shè)置值時(shí)，報(bào)警器開始報(bào)警，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)各點(diǎn)溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)控。每個(gè)DS18B20有自己的序列號(hào)，因此本系統(tǒng)可以在一根總線上掛接了4個(gè)DS18B20，通過CRC校驗(yàn)，對(duì)各個(gè)DS18B20的ROM進(jìn)行尋址，地址符合的DS18B20才作出響應(yīng)，接收主機(jī)的命令，向主機(jī)發(fā)送轉(zhuǎn)換的溫度。采用這種DS18B20尋址技術(shù)，使系統(tǒng)硬件電路更加簡(jiǎn)單。 圖2.1 系統(tǒng)硬件電路原理圖2.2 單元電路設(shè)計(jì)2.1.1 DS18B20與單片機(jī)接口電路設(shè)計(jì)(1) DS18B20與單片機(jī)的接口技術(shù)如圖2

16、.2所示：DS18B20與單片機(jī)的接口電路非常簡(jiǎn)單。DS18B20只有三個(gè)引腳，一個(gè)接地，一個(gè)接電源，一個(gè)數(shù)字輸入輸出引腳接單片機(jī)的IO口，電源與數(shù)字輸入輸出腳間需要接一個(gè)4.7K的電阻。 圖2.2 DS18B20與單片機(jī)接口電路(2) 中央處理器AT89C51簡(jiǎn)介AT89C51的特點(diǎn)AT89C51具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：AT89C51與MCS-51系列的單片機(jī)在指令系統(tǒng)和引腳上完全兼容；片有4k字節(jié)在線可重復(fù)編程快擦寫程序存儲(chǔ)器；全靜態(tài)工作,工作圍：0Hz24MHz；三級(jí)程序存儲(chǔ)器加密；1288位部RAM；32位雙向輸入輸出線；兩個(gè)十六位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器五個(gè)中斷源,兩級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)；一個(gè)全雙工的異步串

17、行口；間歇和掉電兩種工作方式。AT89C51的功能描述AT89C51是一種低損耗、高性能、CMOS八位微處理器，片有4k字節(jié)的在線可重復(fù)編程、快速擦除快速寫入程序的存儲(chǔ)器，能重復(fù)寫入/擦除1000次，數(shù)據(jù)保存時(shí)間為十年。它與MCS-51系列單片機(jī)在指令系統(tǒng)和引腳上完全兼容，不僅可完全代替MCS-51系列單片機(jī)，而且能使系統(tǒng)具有許多MCS-51系列產(chǎn)品沒有的功能。圖2.3 AT89C51芯片引腳分布AT89C51可構(gòu)成真正的單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)，縮小系統(tǒng)體積，增加系統(tǒng)的可靠性，降低系統(tǒng)的成本。只要程序長(zhǎng)度小于4K，四個(gè)I/O口全部提供給用戶?？捎?V電壓編程,而且擦寫時(shí)間僅需10毫秒，僅為8751

18、/87C51的擦除時(shí)間的百分之一,與8751/87C51的12V電壓擦寫相比，不易損壞器件，沒有兩種電源的要求，改寫時(shí)不拔下芯片，適合許多嵌入式控制領(lǐng)域。工作電壓圍寬（2.7V6V），全靜態(tài)工作，工作頻率寬在0Hz24MHz之間，比8751/87C51等51系列的6MHz12MHz更具有靈活性,系統(tǒng)能快能慢。AT89C51芯片提供三級(jí)程序存儲(chǔ)器加密，提供了方便靈活而可靠的硬加密手段，能完全保證程序或系統(tǒng)不被仿制。P0口是三態(tài)雙向口,通稱數(shù)據(jù)總線口,因?yàn)橹挥性摽谀苤苯佑糜趯?duì)外部存儲(chǔ)器的讀/寫操作。AT89C51引腳功能AT89C51單片機(jī)40引腳分布如右圖3.3.4。AT89C51是一種低損耗、

19、高性能、CMOS八位微處理器，片有4k字節(jié)的在線可重復(fù)編程、快速擦除快速寫入程序的存儲(chǔ)器，能重復(fù)寫入/擦除1000次，數(shù)據(jù)保存時(shí)間為十年。它與MCA-51系列單片機(jī)在指令系統(tǒng)和引腳上完全兼容，不僅可完全代替MCS-51系列單片機(jī)，而且能使系統(tǒng)具有許多MCS-51系列產(chǎn)品沒有的功能。AT89C51可構(gòu)成真正的單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)，縮小系統(tǒng)體積，增加系統(tǒng)的可靠性，降低系統(tǒng)的成本。只要程序長(zhǎng)度小于4K，四個(gè)I/O口全部提供給用戶?？捎?V電壓編程,而且擦寫時(shí)間僅需10毫秒，僅為8751/87C51的擦除時(shí)間的百分之一,與8751/87C51的12V電壓擦寫相比，不易損壞器件，沒有兩種電源的要求，改寫時(shí)

20、不拔下芯片，適合許多嵌入式控制領(lǐng)域。工作電壓圍寬（2.7V6V），全靜態(tài)工作，工作頻率寬在0Hz24MHz之間，比8751/87C51等51系列的6MHz12MHz更具有靈活性,系統(tǒng)能快能慢。AT89C51芯片提供三級(jí)程序存儲(chǔ)器加密，提供了方便靈活而可靠的硬加密手段，能完全保證程序或系統(tǒng)不被仿制。P0口是三態(tài)雙向口,通稱數(shù)據(jù)總線口,因?yàn)橹挥性摽谀苤苯佑糜趯?duì)外部存儲(chǔ)器的讀/寫操作。表2 P3口的第二功能(3) DS18B20的工作原理DS18B20數(shù)字溫度傳感器概述DS18B20數(shù)字溫度計(jì)是DALLAS公司生產(chǎn)的1Wire，即單總線器件，具有線路簡(jiǎn)單，體積小的特點(diǎn)。因此用它來組成一個(gè)測(cè)溫系統(tǒng)，具

21、有線路簡(jiǎn)單，在一根通信線，可以掛很多這樣的數(shù)字溫度計(jì)，十分方便。DS18B20產(chǎn)品的特點(diǎn)只要求一個(gè)端口即可實(shí)現(xiàn)通信。在DS18B20中的每個(gè)器件上都有獨(dú)一無二的序列號(hào)。實(shí)際應(yīng)用中不需要外部任何元器件即可實(shí)現(xiàn)測(cè)溫。測(cè)量溫度圍在55.C到125.C之間。數(shù)字溫度計(jì)的分辨率用戶可以從9位到12位選擇。部有溫度上、下限告警設(shè)置。TO92封裝的DS18B20的引腳排列見圖4-2，其引腳功能描述見表4-1。表4-1DS18B20詳細(xì)引腳功能描述序號(hào)名稱引腳功能描述1GND地信號(hào)2DQ數(shù)字輸入輸出引腳,開漏單總線接口引腳,當(dāng)使用寄生電源時(shí),可向電源提供電源3VDD可選擇的VDD引腳,當(dāng)工作于寄生電源時(shí),該引

22、腳必須接地DS18B20的部結(jié)構(gòu)DS18B20的部框圖如圖4-3所示。64位ROM存儲(chǔ)器件獨(dú)一無二的序列號(hào)。暫存器包含兩字節(jié)（0和1字節(jié)）的溫度寄存器，用于存儲(chǔ)溫度傳感器的數(shù)字輸出。暫存器還提供一字節(jié)的上線警報(bào)觸發(fā)（TH）和下線警報(bào)觸發(fā)（TL）寄存器（2和3字節(jié)），和一字節(jié)的配置寄存器（4字節(jié)），使用者可以通過配置寄存器來設(shè)置溫度轉(zhuǎn)換的精度。暫存器的5、6和7字節(jié)器件部保留使用。第八字節(jié)含有循環(huán)冗余碼（CRC ）。使用寄生電源時(shí)，DS18B20不需額外的供電電源；當(dāng)總線為高電平時(shí)，功率由單總線上的上拉電阻通過DQ引腳提供；高電平總線信號(hào)同時(shí)也向部電容CPP充電，CPP在總線低電平時(shí)為器件供電。

23、圖4-3DS18B20的部框圖DS18B20加電后，處在空閑狀態(tài)。要啟動(dòng)溫度測(cè)量和模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換，處理器須向其發(fā)出Convert T 44h 命令；轉(zhuǎn)換完后，DS18B20回到空閑狀態(tài)。溫度數(shù)據(jù)是以帶符號(hào)位的16-bit補(bǔ)碼存儲(chǔ)在溫度寄存器中的，如圖4-4所示：圖4.4 溫度寄存器格式符號(hào)位說明溫度是正值還是負(fù)值，正值時(shí)S=0，負(fù)值時(shí)S=1。表4-2給出了一些數(shù)字輸出數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)的溫度值的例子。溫度輸出(2進(jìn)制)輸出(16進(jìn)制)+1250000 0111 1101 0000 07D0H+850000 0101 0101 00000550H+20.06250000 0001 1001 00010

24、191H+10.1250000 0000 1010 001000A2H+0.50000 0000 0000 10000008H00000 0000 0000 00000000H-0.51111 1111 1111 1000FFF8H-10.1251111 1111 0101 1110FF5EH25.06251110 1110 0110 1111EE6FH-551111 1110 1001 0000FE90H表4-2 溫度/數(shù)據(jù)的關(guān)系DS18B20的命令序列初始化ROM命令跟隨著需要交換的數(shù)據(jù)；功能命令跟隨著需要交換的數(shù)據(jù)。訪問DS18B20必須嚴(yán)格遵守這一命令序列，如果丟失任何一步或序列混亂，

25、DS18B20都不會(huì)響應(yīng)主機(jī)（除了Search ROM 和Alarm Search這兩個(gè)命令，在這兩個(gè)命令后，主機(jī)都必須返回到第一步）。a初始化：DS18B20所有的數(shù)據(jù)交換都由一個(gè)初始化序列開始。由主機(jī)發(fā)出的復(fù)位脈沖和跟在其后的由DS18B20發(fā)出的應(yīng)答脈沖構(gòu)成。當(dāng)DS18B20發(fā)出響應(yīng)主機(jī)的應(yīng)答脈沖時(shí)，即向主機(jī)表明它已處在總線上并且準(zhǔn)備工作。b. ROM命令：ROM命令通過每個(gè)器件64-bit的ROM碼，使主機(jī)指定某一特定器件（如果有多個(gè)器件掛在總線上）與之進(jìn)行通信。DS18B20的ROM如表4-3所示，每個(gè)ROM命令都是8 bit長(zhǎng)。指令協(xié)議功能讀ROM33H讀DS18B20中的編碼(即

26、64位地址)符合ROM55H發(fā)出此命令后，接著發(fā)出64位ROM編碼，訪問單總線上與該編碼相對(duì)應(yīng)的DS18B20,使之作出響應(yīng)，為下一步對(duì)該DS18B20的讀寫作準(zhǔn)備搜索ROM0F0H用于確定掛接在同一總線上DS18B20的個(gè)數(shù)和識(shí)別64位ROM地址，為操作各器件作好準(zhǔn)備跳過ROM0CCH忽略64位ROM地址，直接向DS18B20V 溫度轉(zhuǎn)換命令，適用于單個(gè)DS18B20工作告警搜索命令0ECH執(zhí)行后，只有溫度超過廟宇值上限或下限的片子才做出響應(yīng)溫度轉(zhuǎn)換44H啟動(dòng)DS18B20進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換時(shí)間最長(zhǎng)為500ms(典型為200ms),結(jié)果豐入部9字節(jié)RAM中讀暫存器BEH讀部RAM中9字節(jié)的容

27、寫暫存器4EH發(fā)出向部RAM的第3、4字節(jié)寫上、下溫度數(shù)據(jù)命令，緊該溫度命令之后，傳達(dá)兩字節(jié)的數(shù)據(jù)復(fù)制暫存器48H將RAM中第3、4字容復(fù)制到E2PROM中重調(diào)E2PROM0B8H將E2PROM中容恢復(fù)到RAM中的第3、4字節(jié)讀供電方式0B4H讀DS18B20的供電模式，寄生供電時(shí)DS18B20發(fā)送“0”，外部供電時(shí)DS18B20發(fā)送“1”c. 功能命令：主機(jī)通過功能命令對(duì)DS18B20進(jìn)行讀/寫Scratchpad存儲(chǔ)器，或者啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換。DS18B20的功能命令如表4-4所示。2.1.2 鍵盤電路設(shè)計(jì)（1）行列式鍵盤與單片機(jī)接口技術(shù)（2）行列式鍵盤結(jié)構(gòu)（3）行列式鍵盤工作原理盡管構(gòu)成行列式

28、鍵盤結(jié)構(gòu)形式不一樣，但它們的工作原理是一樣的，現(xiàn)以圖3.47為例來說明：行線P14-P17為輸出，列線P10-P13為輸入。CPU先使第一行（ P14）為“0”，其余行為“1”。然后讀輸入口P10-P13的狀態(tài)，若輸入緩沖器的狀態(tài)全部為“1”，則表示所在行無鍵按下，接下來CPU使一下行線為“0”，其余行線為“1”，掃描下一行，這樣在P14-P17循環(huán)進(jìn)行。若輸入緩沖器不全為“1”，說明所在行有鍵按下，CPU停止當(dāng)前行線掃描，轉(zhuǎn)入到列線掃描，列線P10-P13為“0”狀態(tài)的列表示對(duì)應(yīng)列有鍵按下。這樣，行線與列數(shù)交叉鍵就是掃描到的按鍵。鍵掃描方式有三種。2.1.3顯示電路設(shè)計(jì)(1) LCD與單片機(jī)

29、的接口電路LCD與單片機(jī)的接口電路如圖所示：. 圖 LCD與單片機(jī)的接口電路(2) 引腳分布與功能12864液晶顯示屏共有20個(gè)引腳，其引腳名稱與引腳編號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖所示：圖 12864液晶顯示模塊引腳分布圖引腳功能如表1所示：表1 12864液晶顯示模塊引腳功能引腳符 號(hào)引 腳 功 能引腳符 號(hào)引 腳 功 能1VSS電源地15CS1CS1=1：芯片選擇左邊64*64點(diǎn)2VDD電源+5V16CS2CS2=1：芯片選擇右邊64*64點(diǎn)3VO液晶顯示驅(qū)動(dòng)電源0-5V17/RST復(fù)位（低電平有效）4RSH：數(shù)據(jù)輸入；L：指令碼輸入18VEELCD驅(qū)動(dòng)負(fù)電源5R/WH：數(shù)據(jù)讀取；L：數(shù)據(jù)寫入19A背

30、光電源（+）6E使能信號(hào)。由H到L完成使能20K背光電源（-）7-14DB0-DB7數(shù)據(jù)線有些型號(hào)的模塊19、20腳為空腳(2) 圖形液晶顯示原理12864液晶屏橫向一共有128個(gè)點(diǎn)，縱向有64個(gè)點(diǎn)，全屏分為左半屏和右半屏，DDRAM表與12864點(diǎn)的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系如表2所示：表2 12864液晶模塊部結(jié)構(gòu)左 半 屏 右 半 屏CS1=1CS2=1Y=001626301。6263行號(hào)X=0X=7DB0DB7DB0DB7DB0DB7DB0DB7DB0DB7DB0DB7DB0DB7DB0DB7DB0DB7DB0DB707DB0DB7DB0DB7DB0DB7DB0DB7DB0DB7DB0DB7DB0D

31、B7DB0DB7DB0DB7DB0DB7855DB0DB7DB0DB7DB0DB7DB0DB7DB0DB7DB0DB7DB0DB7DB0DB7DB0DB7DB0DB75663在液晶屏上顯示16*16點(diǎn)陣漢字首先將漢字轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的代碼，在送入的液晶屏的相應(yīng)的位置，下面以“學(xué)”字的顯示為例進(jìn)行說明，“學(xué)”字在液晶屏的上的點(diǎn)陣排布如圖2所示，在顯示時(shí)先輸入漢字的第1頁的16位數(shù)據(jù)，在輸入第2頁的16位數(shù)據(jù)，即第1頁與第1列的公共部分即為要輸入的第1個(gè)數(shù)據(jù)，第1頁與第2列的公共部分即為第2個(gè)要輸入的數(shù)據(jù)，按照這種取碼方式可得出該字代碼如下：（注：上面所說的第幾頁，第幾列是相對(duì)漢字所說的）。DB 40h

32、, 30h, 11h, 96h, 90h, 90h, 91h, 96hDB 90h, 90h, 98h, 14h, 13h, 50h, 30h, 00hDB04h, 04h, 04h, 04h, 04h, 44h, 84h, 7EhDB06h, 05h, 04h, 04h, 04h, 06h, 04h, 00h圖形顯示的工作原理與漢字顯示相似，如果在某位置顯示指定大小的圖形時(shí)，首先利用圖形取模軟件，將圖形的代碼提取出來，再根據(jù)顯示漢字的原理將每頁碼的數(shù)據(jù)寫入相應(yīng)的寄存器中即可。 (3) 圖形液晶控制方法 讀狀態(tài)字（Staus Read）RsR/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0

33、01BUSY0ON/OFFRESET0000狀態(tài)字是計(jì)算機(jī)了解12864-1當(dāng)前狀態(tài)的唯一的信息渠道。狀態(tài)字為一個(gè)字節(jié)，其中僅3位有效位，它們是：BUSY 表示當(dāng)前12864-1接口控制電路運(yùn)行狀態(tài)。BUSY=1表示12864正在處理計(jì)算機(jī)發(fā)來的指令或數(shù)據(jù)。此時(shí)接口電路被封鎖，不能接受除狀態(tài)字以外的任何操作。BUSY=0表示12864接口控制電路，已處于“準(zhǔn)備好”狀態(tài)，等待計(jì)算機(jī)的訪問。ON/OFF 表示當(dāng)前的顯示狀態(tài)。ON/OFF=1表示關(guān)閉顯示狀態(tài)，ON/OFF表示開顯示狀態(tài)。RESET 表示當(dāng)前12864-1的工作狀態(tài)，即反映RST端的電平狀態(tài)。當(dāng)RST為低電平狀態(tài)時(shí)，12864-1處于

34、復(fù)位工作狀態(tài)，RESET=1。當(dāng)前RST為高電平狀態(tài)時(shí)， 12864-1為正常工作狀態(tài)，RESET=0。在指令設(shè)置和數(shù)據(jù)讀寫時(shí)要注意狀態(tài)字中的BUSY標(biāo)志。只有在BUSY=0時(shí)，計(jì)算機(jī)對(duì)12864的操作才能有效。因此計(jì)算機(jī)在每次對(duì)12864操作之前，都要讀出狀態(tài)字判斷BUSY是否為“0”，則計(jì)算機(jī)需要等待，直至BUSY=0為止。顯示開關(guān)設(shè)置（Display on/off）RS R/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0000011111D該指令設(shè)置顯示開/關(guān)觸發(fā)器的狀態(tài)，由此控制顯示數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器的工作方式，從而控制顯示屏上的顯示狀態(tài)。當(dāng)D=1為開顯示設(shè)置，顯示數(shù)據(jù)鎖存器正常工作，顯

35、示屏上呈現(xiàn)所需的顯示效果。此時(shí)在狀態(tài)字中ON/OFF=0。當(dāng)D=0為關(guān)顯示設(shè)置，顯示數(shù)據(jù)鎖存器被置零，顯示屏呈不顯示狀態(tài)，但顯示存儲(chǔ)器并沒有被破壞，在狀態(tài)字中ON/OFF=1。顯示起始行設(shè)置（Display Start Line）RS R/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB00011顯示起始行（063）該指令設(shè)置了顯示起始行寄存器的容。KS0108有64行顯示的管理能力，該指令中L5L0為顯示起始行的地址，取值在03FH（164行）圍，它規(guī)定了顯示屏上最頂一行所對(duì)應(yīng)的顯示存儲(chǔ)器的地址。如果定時(shí)間隔地，等間距地修改（如加一或減一）顯示起始行寄器的容，則顯示屏將呈現(xiàn)容向上或向下平滑滾

36、動(dòng)的顯示效果。頁面地址設(shè)置Set Page ( X address)RS R/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB00010111Page(07)該指令設(shè)置了頁面地址X地址寄存器的容。12864將顯示存儲(chǔ)器分成8頁，指令代碼中B2B0就是要確定當(dāng)前所要選擇的頁面地址，取值圍為07H，代表第18頁。該指令規(guī)定了以后的讀/寫操作將在哪一個(gè)頁面上進(jìn)行。列地址設(shè)置（Set Y address）RS R/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB00001Y address(063)該指令設(shè)置了Y地址計(jì)數(shù)器的容，DB5DB0=03FH（164）代表某一個(gè)單元地址，隨后的一次讀或?qū)憯?shù)據(jù)將

37、在這個(gè)單元上進(jìn)行。Y地址計(jì)數(shù)器具有自動(dòng)加一功能，在每一次讀/寫數(shù)據(jù)后它將自動(dòng)加一，所以在連續(xù)進(jìn)行讀/寫數(shù)據(jù)時(shí)，Y地址計(jì)數(shù)器不必每次都設(shè)置一次。頁面地址的設(shè)置和列地址的設(shè)置將顯示存儲(chǔ)單元唯一地確定下來，為后來的顯示數(shù)據(jù)的讀/寫作了地址的選通。寫指令數(shù)據(jù)RSR/WDB7DB7DB5DB4DB3DB2DB1DB000指令此命令在在E的下降沿有效。寫顯示數(shù)據(jù)（Write Display Data）RS R/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB010顯示數(shù)據(jù)該操作將8位數(shù)據(jù)寫入先前已確定的顯示存儲(chǔ)器的單元，操作完成后列地址計(jì)數(shù)器自動(dòng)加一。讀顯示數(shù)據(jù)（Read Display Date）RS

38、R/WDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB011顯示數(shù)據(jù)該操作將12864.-1接口部的輸出寄存器的容讀出，然后列地址計(jì)數(shù)器自動(dòng)加一。2.1.4 報(bào)警電路設(shè)計(jì)(待續(xù))如圖所示：報(bào)警電路為語音功放LM386組成，引腳功能部結(jié)構(gòu)3 程序設(shè)計(jì)3.1 程序流程設(shè)計(jì)（1）主程序流程設(shè)計(jì)（2）子程序流程設(shè)計(jì)DS18B20的信號(hào)方式DS18B20采用嚴(yán)格的單總線通信協(xié)議，以保證數(shù)據(jù)的完整性。該協(xié)議定義了幾種信號(hào)類型：復(fù)位脈沖、應(yīng)答脈沖、寫0、寫1、讀0和讀1。除了應(yīng)答脈沖所有這些信號(hào)都由主機(jī)發(fā)出同步信號(hào)。總線上傳輸?shù)乃袛?shù)據(jù)和命令都是以字節(jié)的低位在前。a.初始化序列：復(fù)位脈沖和應(yīng)答脈沖在初始化過程

39、中，主機(jī)通過拉低單總線至少480s，以產(chǎn)生復(fù)位脈沖(TX)。然后主機(jī)釋放總線并進(jìn)入接收(RX)模式。當(dāng)總線被釋放后，5k的上拉電阻將單總線拉高。DS18B20檢測(cè)到這個(gè)上升沿后，延時(shí)15s60s，通過拉低總線60s240s產(chǎn)生應(yīng)答脈沖。初始化波形如圖4-5所示。圖 4-5 初始化脈沖b.讀和寫時(shí)序在寫時(shí)序期間，主機(jī)向DS18B20寫入數(shù)據(jù)；而在讀時(shí)序期間，主機(jī)讀入來自DS18B20的數(shù)據(jù)。在每一個(gè)時(shí)序，總線只能傳輸一位數(shù)據(jù)。讀/寫時(shí)序如圖3-6所示。寫時(shí)序存在兩種寫時(shí)序：“寫1”和“寫0”。主機(jī)在寫1時(shí)序向DS18B20寫入邏輯1，而在寫0時(shí)序向DS18B20寫入邏輯0。所有寫時(shí)序至少需要60

40、s，且在兩次寫時(shí)序之間至少需要1s的恢復(fù)時(shí)間。兩種寫時(shí)序均以主機(jī)拉低總線開始。產(chǎn)生寫1時(shí)序：主機(jī)拉低總線后，必須在15s釋放總線，然后由上拉電阻將總線拉至高電平。產(chǎn)生寫0時(shí)序：主機(jī)拉低總線后，必須在整個(gè)時(shí)序期間保持低電平（至少60s）。在寫時(shí)序開始后的15s60s期間，DS18B20采樣總線的狀態(tài)。如果總線為高電平，則邏輯1被寫入DS18B20；如果總線為低電平，則邏輯0被寫入DS18B20。讀時(shí)序圖4-6 DS18B20讀/寫時(shí)序圖DS18B20只能在主機(jī)發(fā)出讀時(shí)序時(shí)才能向主機(jī)傳送數(shù)據(jù)。所以主機(jī)在發(fā)出讀數(shù)據(jù)命令后，必須馬上產(chǎn)生讀時(shí)序，以便DS18B20能夠傳送數(shù)據(jù)。所有讀時(shí)序至少60s，且在

41、兩次獨(dú)立的讀時(shí)序之間至少需要1s的恢復(fù)時(shí)間。每次讀時(shí)序由主機(jī)發(fā)起，拉低總線至少1s。在主機(jī)發(fā)起讀時(shí)序之后，DS18B20開始在總線上傳送1或0。若DS18B20發(fā)送1，則保持總線為高電平；若發(fā)送0，則拉低總線。當(dāng)傳送0時(shí)，DS18B20在該時(shí)序結(jié)束時(shí)釋放總線，再由上拉電阻將總線拉回空閑高電平狀態(tài)。DS18B20發(fā)出的數(shù)據(jù)在讀時(shí)序下降沿起始后的15s有效，因此主機(jī)必須在讀時(shí)序開始后的15s釋放總線，并且采樣總線狀態(tài)。DS18B20 在使用時(shí)，一般都采用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。只需將DS18B20 信號(hào)線與單片機(jī)1 位I/O線相連，且單片機(jī)的1 位I/O 線可掛接多個(gè)DS18B20 ，就可實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)或

42、多點(diǎn)溫度檢測(cè)。3.2 程序設(shè)計(jì) 見附錄4 系統(tǒng)仿真 HYPERLINK l _Toc193956514 4.1原理圖繪制 加一些三級(jí)目錄 HYPERLINK l _Toc193956515 4.2 程序加載 加一些三級(jí)目錄 HYPERLINK l _Toc193956516 4.3系統(tǒng)仿真 加一些三級(jí)目錄（1）設(shè)計(jì)任務(wù)（2）解題思路（3）電路設(shè)計(jì)（4）程序設(shè)計(jì)（5）程序編譯與加載（6）仿真結(jié)果 HYPERLINK l _Toc193956517 5產(chǎn)品制作 HYPERLINK l _Toc193956518 5.1 PCB板設(shè)計(jì)5.1.1PCB板面規(guī)劃在繪制電路板之前，首先要定義板框，定義板框

43、主要包括：定義定義電路板的層數(shù)、電路板的外形尺寸和形狀等。首先新建一個(gè)PCB文檔，打開后點(diǎn)擊編輯區(qū)下方的Keep Out層標(biāo)簽，切換當(dāng)前層為禁止布線層。然后在上面繪制一個(gè)矩形板框。執(zhí)行DesignRules命令，選擇Routing標(biāo)簽頁的Rules Classes區(qū)中的Routing Layers規(guī)則，將Toplayer設(shè)置成Not used，Bottomlayer設(shè)置成Vertical，即把布線層設(shè)置在底層的單層板。但同時(shí)自己也可以利用板框向?qū)?chuàng)建自定義模板。5.1.2 PCB網(wǎng)絡(luò)表導(dǎo)入載入網(wǎng)絡(luò)表和元件封裝：執(zhí)行DesignNetlist命令打開載入網(wǎng)絡(luò)表對(duì)話框，在Netlist File選

44、項(xiàng)中，輸入所要載入的網(wǎng)絡(luò)表文件名與路徑，網(wǎng)絡(luò)表沒有錯(cuò)誤后，按Aduanced載入網(wǎng)絡(luò)表。載入網(wǎng)絡(luò)表后，電路板中會(huì)出現(xiàn)由元件封裝和連接關(guān)系組成的一些凌亂的圖形。接下來就把這些凌亂的圖形放置到適當(dāng)?shù)奈恢茫丛季帧?.1.3PCB元件布局設(shè)計(jì)PCB板時(shí)布局是十分重要的，合理的布局，能給布線工作帶來方便。對(duì)PCB板布局，首先要考慮PCB尺寸大小，當(dāng)PCB尺寸過大時(shí)，布線則相對(duì)容易，散熱也好，但材料增加，成本也增加，且影響工藝要求；過小，布線則較難，散熱也不好，可靠性降低。因此本設(shè)計(jì)PCB尺寸大小為150mm100mm。在確定PCB尺寸后，再確定特殊元件的位置。最后，根據(jù)電路的功能單元，對(duì)電路的全部

45、元器件進(jìn)行布局。在確定特殊元件的位置時(shí)應(yīng)遵守以下原則：(1) 盡可能縮短高頻元器件之間的連線，設(shè)法減少它們的分布參數(shù)和相互間的電磁干擾。易受干擾的元件不能相互挨得太近，輸入和輸出元件應(yīng)盡量遠(yuǎn)離。時(shí)鐘晶振特別容易受到外界干擾，所以應(yīng)該將時(shí)鐘晶振靠近IC時(shí)鐘輸入端。(2) 某些元器件或?qū)Ь€之間可能有較高的電位差，應(yīng)加大它們之間的距離，以免放電引出意外的短路。帶高電壓的元器件應(yīng)盡量布置在調(diào)試時(shí)手不易觸與的地方。(3) 重量超過15g的元器件，應(yīng)當(dāng)用支架加以固定，然后焊接。那些又大有重，發(fā)熱量多的元器件，不宜裝在印制板上，而應(yīng)裝在整機(jī)底板上，且考慮散熱問題。熱敏元件應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱元件。電源電路的三端穩(wěn)壓器

46、7805是一個(gè)發(fā)熱元件，因?yàn)樗鶐щ娐冯娏鬏^大，所以要加散熱片。(4) 對(duì)于電位器，可調(diào)電感線圈，可變電容器，微動(dòng)開關(guān)等可調(diào)元件的布局應(yīng)考慮整機(jī)的結(jié)構(gòu)要求。若是機(jī)調(diào)節(jié)，應(yīng)放在印制板上方便于調(diào)節(jié)的地方；若是機(jī)外調(diào)節(jié)，其位置要與調(diào)節(jié)旋鈕在機(jī)箱板上的位置相適應(yīng)。(5) 應(yīng)留出印制板定位孔與固定支架所占用的位置。根據(jù)電路的功能單元，對(duì)電路的全部元器件進(jìn)行布局時(shí)，要符合以下原則：(1) 按照電路的流程安排各個(gè)功能電路單元的位置，使布局便于信號(hào)流通，并使信號(hào)盡可能保持一致的方向。(2) 以每個(gè)功能電路的核心元件為中心，圍繞它來進(jìn)行布局。元器件應(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

47、的引線和連接。(3) 在高頻下工作的電路，要考慮元器件之間的分布參數(shù)。一般電路應(yīng)盡可能使元器件平行排列。這樣，不但美觀，而且裝焊容易，易于批量生產(chǎn)。5.1.4 布線布線是的一個(gè)重要的組成部分，是完成電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要步驟?；贓DA開發(fā)板電路復(fù)雜，焊盤較多。若制作單面板布線可能飛線過多，影響PCB板工藝，可靠性也會(huì)降低，因此，該設(shè)計(jì)采用雙面板制作EDA開發(fā)板的PCB板，而用單面板制作下載部分的PCB板。為了使布線的可靠性高，干擾小，工藝好，具體在布線上應(yīng)該遵循以下原則：(1) 當(dāng)輸入輸出端的信號(hào)頻率較高時(shí)，導(dǎo)線應(yīng)盡量避免相鄰平行。最好加線間地線，以免發(fā)生反饋藕合。(2) 印制攝導(dǎo)線的最小寬度主

48、要由導(dǎo)線與絕緣基扳間的粘附強(qiáng)度和流過它們的電流值決定。當(dāng)銅箔厚度為0.05mm、寬度為115mm時(shí)，通過2A的電流，溫度不會(huì)高于3。因此，導(dǎo)線寬度為1.5mm可滿足要求。對(duì)于集成電路，尤其是數(shù)字電路，通常選0.20.3mm導(dǎo)線寬度。當(dāng)然，只要允許，還是盡可能要寬線。尤其是電源線和地址線。導(dǎo)線的最小間距主要由最壞情況下的線間絕緣電阻和擊穿電壓決定。對(duì)于集成電路，只要工藝允許，可使間距小至58mm。(3) 印制導(dǎo)線拐彎處一般取鈍角，而直角或銳角在會(huì)影響電氣性能。此外，盡量避免使用大面積銅箔，否則，長(zhǎng)時(shí)間受熱時(shí)，易發(fā)生銅箔膨脹和脫落現(xiàn)象。必須用大面積銅箔時(shí)，最好用柵格狀。這樣有利于排除銅箔與基板間粘

49、合劑受熱產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體。 HYPERLINK l _Toc193956519 5.2 PCB板制作 HYPERLINK l _Toc193956520 5.2.1 PCB打印繪制好PCB圖后，打印是非常重要的一個(gè)過程，若打印設(shè)置不正確，有可能造成打印的效果不好，焊盤孔不能顯示，這樣使得鉆孔定位不準(zhǔn)，給安裝元器件時(shí)帶來不便。特別是制作雙面板時(shí)，定位不準(zhǔn)，使得Bottom Layer 和Top Layer的過孔對(duì)不齊，鉆孔時(shí)會(huì)將另一面的敷銅打掉，所以在打印前應(yīng)對(duì)打印機(jī)進(jìn)行設(shè)置。首先，打開繪制好PCB圖，單擊菜單欄中的“文件”，“打印設(shè)置”。彈出打印設(shè)置對(duì)話框，選擇你已安裝好的打印機(jī)型號(hào)，帶“Fi

50、nal”的選項(xiàng)，表示分層打印。后帶“Composite”的選項(xiàng)是組合打印。在這里我們選擇“Final”分層打印選項(xiàng)，在打印設(shè)置對(duì)話框下面有三個(gè)按鈕：“Print”、“options”、“Layers”。 首先單擊“options”按鈕，彈出打印設(shè)置選項(xiàng)對(duì)話框，勾上“Show hole”選項(xiàng)顯示焊盤孔。再單擊“Setup”按鈕，在大小選項(xiàng)中選擇A4。然后選擇“Layers”板層選項(xiàng)，在這里我們制作的是雙層板，所以在“Signal Layers”信號(hào)層選項(xiàng)中選擇“Bottom Layer” 、“Top Layer”項(xiàng)。再選擇“Mid Layer pads”項(xiàng)中的“Include unconnent

51、”包含沒有連接選項(xiàng)，設(shè)置好后單擊確定。注意要是打印雙面板時(shí)，兩面的圖形要一起打印，由于打印機(jī)的熱脹冷縮原理，使打出來的圖形對(duì)稱。再有打印雙面板時(shí)，頂層要鏡像打印。全部打印設(shè)置好后，單擊“Print”，打印機(jī)開始打印。 HYPERLINK l _Toc193956521 5.2.2 PCB轉(zhuǎn)印轉(zhuǎn)印是個(gè)關(guān)鍵的步驟，轉(zhuǎn)印的好壞決定PCB板的質(zhì)量，若轉(zhuǎn)印效果不好，會(huì)造成PCB板的線斷裂，所以轉(zhuǎn)印要按照以下步驟。將準(zhǔn)備好的150mm100cm的雙面敷銅板用水磨沙布把敷銅板的敷銅面打磨干凈，沖洗干凈，再晾干。接上熱轉(zhuǎn)印機(jī)的電源，打開熱轉(zhuǎn)印機(jī)，然后視環(huán)境溫度設(shè)置轉(zhuǎn)印溫度，一般夏天為120度左右，冬天150度

52、左右。這樣轉(zhuǎn)印機(jī)開始慢慢加熱。把打印好的轉(zhuǎn)印紙光滑的一面對(duì)上敷銅板的敷銅面，要注意四邊留出的邊寬度一樣，對(duì)好后把要送進(jìn)轉(zhuǎn)印機(jī)轉(zhuǎn)印的開頭的一邊打折，最好用雙面膠對(duì)它進(jìn)行處理。在制作雙面板時(shí)特別要注意，BottomLayer 和TopLayer一定要對(duì)齊，固定要準(zhǔn)確，否則無法鉆孔。當(dāng)熱轉(zhuǎn)印機(jī)的溫度上升到開始設(shè)置的溫度的時(shí)候，小心地把打了折的一面慢慢送進(jìn)熱轉(zhuǎn)印機(jī)開始轉(zhuǎn)印，這時(shí)手慢慢的用力往里推，要推到敷銅板確定已經(jīng)進(jìn)去時(shí)才放開手。轉(zhuǎn)印好后，要等銅板上溫度降低以后才能撕掉轉(zhuǎn)印紙，否則將會(huì)使打印在上面的線條一并撕掉，但溫度也不要太低，溫度太低敷銅板和紙就貼得比較緊，很難撕掉，效果也明顯不好。 HYPER

53、LINK l _Toc193956522 5.2.3 PCB蝕刻轉(zhuǎn)印好的線路板必須經(jīng)過檢查、修板，直至確認(rèn)無誤后才可以進(jìn)行腐蝕。蝕刻，有人亦叫“爛板”。這是指通過化學(xué)物質(zhì)，把經(jīng)過印刷的敷銅板的非保護(hù)部分的銅箔腐蝕掉。腐蝕液一般使用三氯化鐵水溶液，可以從化工商店購買三氯化鐵粉劑自己配制，濃度在28%42%之間。但是這種方法需時(shí)長(zhǎng)，且溫度不易掌握。所以在這里我們采用30%濃度的雙氧水（過氧化氫）和工業(yè)鹽酸按1：3的比例配置的，這種新方法具有腐蝕速度快，成本低、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。蝕刻具體步驟如下：首先，配置腐蝕液，用鹽酸和雙氧水按3：1比例進(jìn)行配置?？梢杂盟芰吓杌虼膳枋⒏g液，最好用玻璃盤裝盛腐蝕液進(jìn)

54、行腐蝕，以便隨時(shí)觀察腐蝕情況。把要腐蝕的線路板浸沒在溶液之中，來回晃動(dòng)線路板以加快腐蝕速度。腐蝕操作時(shí)要特別注意掌握蝕刻時(shí)間。時(shí)間太長(zhǎng)，腐蝕過久會(huì)把線路板的線條弄細(xì)甚至全部腐掉，造成廢品。這點(diǎn)在蝕刻的線條較細(xì)時(shí)尤為重要。但是，如果蝕刻時(shí)間太短，則有些應(yīng)該爛掉的銅箔還沒有完全蝕刻掉也會(huì)影響線路板的質(zhì)量，增加修板的工作量。一般來說，新配置的腐蝕液的蝕刻時(shí)間約5分鐘左右。較舊的溶液須延長(zhǎng)，但若腐蝕時(shí)間超過2小時(shí)，則必需更換新液。第二，腐蝕完畢后用清水沖洗，之后再用松香的酒精溶液清洗，徹底把腐蝕液去掉，增加板子的可焊性。 HYPERLINK l _Toc193956523 5.2.4 PCB鉆孔腐蝕后

55、的PCB板就能清楚的看到線條的走向，接下來要做的就是鉆孔，線路板上的孔眼決定了焊接元件的位置，直接關(guān)系到安裝元件的質(zhì)量，因此要求按實(shí)際元件引腳的大小或圖紙所標(biāo)示尺寸鉆空。孔眼必須鉆得正，不能有偏歪的現(xiàn)象，否則將為安裝元件帶來困難。特別是在鉆多腳元件與引腳較大的元件時(shí)更要注意。鉆好孔以后我們需要用細(xì)紗布將板面打磨光滑，這樣可以去掉焊盤的毛刺和PCB線表留下來的墨痕，我們可以利用細(xì)紗布邊沖水邊打磨。在打磨過程中不可以太用力，否則會(huì)將筒線條擦掉。 HYPERLINK l _Toc193956524 5.2.5 PCB板表面處理為了提高焊接的質(zhì)量和速度，避免虛焊等缺點(diǎn)，應(yīng)該在裝配以前對(duì)焊接表面進(jìn)行可焊

56、性處理鍍錫。鍍錫實(shí)際上就是液態(tài)焊錫對(duì)被焊金屬表面浸潤(rùn)，形成不同于被焊接金屬又不同于焊錫的結(jié)合層，由這個(gè)結(jié)合層將焊錫于待焊金屬這兩種性能不一樣材料牢固連接起來。其中鍍錫有以下工藝要求： 待鍍表面應(yīng)該清潔。 溫度要足夠高，被焊金屬表面的溫度，應(yīng)該接近焊錫熔化時(shí)的溫度，才能與焊錫形成良好的結(jié)合層。在這里我們用烙鐵接近元器件引腳對(duì)其進(jìn)行回?zé)帷?要使用有效的助焊劑，在焊接電子產(chǎn)品時(shí)，廣泛使用酒精松香水作為助焊劑。這種助焊劑無腐蝕性，在焊接時(shí)去除氧化膜，增強(qiáng)焊錫的流動(dòng)性，使焊點(diǎn)可靠美觀，在制作該裝置中我們也使用酒精松香水作為助焊劑。 HYPERLINK l _Toc193956525 5.3 元器件安裝與

57、產(chǎn)品調(diào)試 HYPERLINK l _Toc193956526 5.3.1 元器件安裝（1）在安裝元件前要先認(rèn)識(shí)和檢測(cè)元件，一些常見元件的認(rèn)識(shí)與檢測(cè)如下： 電容：電容在這里用到的是瓷片電容和電解電容，其外圍上面都有標(biāo)記，我們只需檢測(cè)其好壞。在利用萬用表檢測(cè)時(shí)要注意如果為電解電容紅表筆應(yīng)接負(fù)極，黑表筆接正極。對(duì)于2200pF以下的電容用萬用表R10k或R100k測(cè)量，2200pF以上可以用R1k或R100k檔測(cè)量。檔次調(diào)整好了和表筆接好后，觀察萬用表指針是否較大的偏轉(zhuǎn)，然后由最大的偏轉(zhuǎn)慢慢的減小至最小值（或零），如果是上述情況則證明該電容有充、放電的功能，為好電容。如果發(fā)現(xiàn)萬用表指針不偏轉(zhuǎn)說明該電

58、容開路。當(dāng)萬用表指針偏轉(zhuǎn)至最大（阻值為零）說明該電容已擊穿。 色環(huán)電阻：我們?cè)诖耸褂玫氖俏鍌€(gè)色環(huán)標(biāo)志的電阻。此類電阻前三環(huán)表示有效數(shù)字，第四環(huán)表示倍率，與前四環(huán)距離較大的第五環(huán)表示允許偏差。 二極管：在此裝置中要用到普通整流二極管和發(fā)光二極管，在普通整流二極管中有白色環(huán)標(biāo)志的那頭為負(fù)極。對(duì)于發(fā)光二極管一般引腳長(zhǎng)的那端為正極，引腳短的那端為負(fù)極。這是老師教給我的簡(jiǎn)便方法。 三極管：在此裝置中，我們用到9013型號(hào)三極管，在使用三極管前我們首先要確定它的c、e和b極。用萬用表檢測(cè)三極管的極性時(shí)，首先確定基極b：用萬用表R1K或R10K檔，然后用黑（紅）表筆任意測(cè)量?jī)蓸O直到指針有較大擺動(dòng)為止，把黑（

59、紅）表筆固定，用另一只表筆紅（黑）表筆測(cè)量另一極，直至指針仍有較大的擺動(dòng)，這時(shí)可確定固定的表筆為b同時(shí)根據(jù)表筆的顏色可以知道NPN(PNP)型。其次對(duì)c和e極的判斷為：假設(shè)某極為c極，然后用黑表筆點(diǎn)住集電極c，紅表筆點(diǎn)e。在用手捏住c和b極，觀察指針擺動(dòng)度。然后對(duì)換表筆，重復(fù)前面操作，觀察指針擺動(dòng)度。比較擺動(dòng)度較小的那表筆為集電極c，剩下的為e。在此過程中，我總是不能一下子就能分別出它的三個(gè)極，要經(jīng)過反復(fù)的測(cè)量，才確定它的三個(gè)極。認(rèn)識(shí)了元器件后，下面介紹安裝時(shí)應(yīng)遵循一些基本的要求與原則：（2）安裝元件時(shí)的基本要求： 保證導(dǎo)通與絕緣的電氣特性，電氣連接的通與斷是安裝的核心這里所說的通與斷，不僅是

60、安裝后簡(jiǎn)單的使用萬用表測(cè)試的結(jié)果，而且要考慮在振動(dòng)，長(zhǎng)期工作，濕度等自然條件變化的環(huán)境中，都能保證通者恒通，斷者恒斷。保證傳熱的要求，在安裝中，必須考慮某些零部件在傳熱，電磁方面的要求。 保證機(jī)械強(qiáng)度，電子產(chǎn)品在使用過程中，不可避免的需要運(yùn)輸和搬動(dòng)，會(huì)發(fā)生各種有意或無意的振動(dòng)和沖擊，如果機(jī)械安裝不夠牢固，電氣連接不夠可靠，都有可能因?yàn)榧铀俣鹊乃查g受力使裝置受到損害。 安裝時(shí)接地與屏蔽要充分利用，接地與屏蔽一是消除外界對(duì)產(chǎn)品的電磁干擾；二是消除產(chǎn)品對(duì)外界的電磁干擾；三是減少產(chǎn)品部的相互電磁干擾。（3）安裝元件時(shí)應(yīng)注意以下原則： 裝配時(shí)，應(yīng)該先安裝那些需要機(jī)械固定元器件，在此裝置中如穩(wěn)壓管、中心芯