【正文】 聯(lián)濾波電感的使用對來自于電源的高頻干擾具有較強的抑制作用。由于它具有很小的外部結(jié)構，不僅可以減少電路板的尺寸，還能減少散熱片的使用。 鍵盤與顯示模塊電路 在測量中，要選擇合適的脈沖寬度值，可以使測量誤差減小。鍵盤采用查詢方式。 射極跟隨器（又稱射極輸出器，簡稱射隨器或跟隨器）是一種共集接法的連接方式，它從基極輸入信號，從射極輸出信號。常作阻抗變換和級間隔離用 [7]。 CONTROL 端接單片機的 I/O 口 ，單片機通過此 I/O 口每隔一定時間輸出負脈沖觸發(fā)信號，以觸發(fā) 555 定時器輸出脈沖波。在新的原理圖庫， 執(zhí)行 file/new/PCB library，利用 Protel DXP 提供的 PCB 庫編輯器繪制元件封裝。當元件放置好后，就可以進行布線了，布線可以采用手工布線和自動布線兩種方法，對于布線量較大的 PCB 圖，可以采用自動步線，這樣做可以減少勞動量，提高布線效率。 ： 過孔不要用焊盤代替，反之亦然。板外字符一律做刪除處理。 C．對于有 BGA 的板， BGA 焊盤旁的過孔焊盤在元件面均須蓋綠油 ： 大面積鋪銅無論是做成網(wǎng)格或是鋪實銅，要求距離板邊大于 。 第 4 章 系統(tǒng)的實現(xiàn) 29 ： 應該將焊盤鉆孔孔徑設為長孔的寬度，并在 Mech1 層上畫出長孔的輪廓，注意兩頭是圓弧，考慮好安裝尺寸。 ： 一般正方形插腳的邊長小于 3mm 時，可以用圓孔裝配，孔徑應設為稍大于（考慮動配合）正方形的對角線值，千萬不要大意設為邊長值，否則無法裝配。如果將元件的焊盤成品孔直徑設定為 X mil，則焊盤直徑應設定為≥ X+18mil。 線寬 線距 焊盤與線間距 焊盤與焊盤間距 字符線寬 字符高度 建議值 ≥ 8mil ≥ 8mil ≥ 8mil ≥ 8mil ≥ 8mil ≥ 45mil 極限值 5mil 5mil 5mil 5mil 6mil 35mil 電子科技大學學士學位論文 30 系統(tǒng)的軟件設計 動力電纜斷點檢測與定位系統(tǒng)是以 AT89C52 為核心的單片機嵌入式系統(tǒng)。 T0（ T1） 16 位工作模式初值計算 定時器 T0、 T1 的工作模式由控制寄存器 TMOD 決定。定時或計數(shù)工作方式的選擇，由 C/T 位控制， C/T=0 為定時工作方式， C/T=1 為定時計數(shù)方式。其邏輯結(jié)構是兩個 8 位的寄存器 THx（ x=0， 1）和 TLx（ x=0， 1）全部構成一個 16 位的定時 /計數(shù)器。 由16(2)dcyount???得： 6 16 6121 1 0 ( 2 ) 2 2 .1 1 8 4 1 0c o u n t?? ? ? ? ? （ 4 ） 即： Count=0XFFFE 所以 TH0 = 0XFF， TL0 = 0XFE。如圖 412 所示，設置 RCLK 和（或） TCLK 可以使定時器 2工作于波特率產(chǎn)生模式。定時器 2 用于定時器操作與波特率發(fā)生器有所不同，它在每一機器周期（ 1/12 晶振周期）都會增加；然而，作為波特率發(fā)生器，它在每一機器狀態(tài)（ 1/2 晶振周期）都會增加。特別強調(diào)， TH2 的翻轉(zhuǎn)并不置位 TF2，也不產(chǎn)生中斷； EXEN2置位后， T2EX 引腳上 1～ 0 的下跳變不會使（ RCAP2H， RCAP2L）重載到（ TH2，TL2）中。 在這種模式下，定時器在每一狀態(tài)都會增加，讀或?qū)懢筒粫蚀_。則根據(jù)式（ 42）有： ? ? 184 1019200 32 653 36 2 2RC AP H RC AP L?? ?????? ， （ 45） 可得 RCAP2H=0XFF， RCAP2L=0XDC。在讀寫定時器 2 或 RCAP2 寄存器時，應該關閉定時器（ TR2 清 0）。 定時器 2 處于波特率產(chǎn)生模式， TR2=1，定時器 2 正常工作。 圖 412 定時器 T2波特率發(fā)生器模式邏輯結(jié)構圖 定時器 2 作為波特率發(fā)生器，如圖 412 所示。 模式 1 和模式 3 的波特率由定時器 2 溢出速率決定，具體如下公式： T213 16? 定 時 器 的 溢 出 率模 式 和 模 式 波 特 率 （ 43） 定時器可設置成定時器，也可為計數(shù)器。= 0xF0； TMOD= 0x0； //設置定時器 T0 為 16 位定時器 TH0=0XFF； TL0=0XFE； //1us 定時附初值 TR0=1； //啟動定時器 T2 作 為波特率發(fā)生器時的初值計算 通過設置 T2CON 中的 TCLK 或 RCLK 可選擇定時器 T2 作為波特率發(fā)生器。當作為定時器使用時，定時器的定時時間 dT 為： 電子科技大學學士學位論文 32 16( 2 )d cyT co unt T? ? ? （ 41） 其中 cyT 是單片機的機器周期， count 是欲求的定時 /計數(shù)器的初值。 當 TMOD 中的 M1M0=01 時，定時 /計數(shù)器選定方式 1 進行工作。 TMOD 的低半個字節(jié)定義定時 /計數(shù)器 T0，高半個字節(jié)定義定時 /計數(shù)器 T1。 AT89C52 內(nèi)部資源主要包括：中斷系統(tǒng)，定時器 T0、 T1 和 T2，串行通信系統(tǒng)等。 12. 線路的鋪設寬度與間距如下表所示： 表 43 PCB 布線的寬幅 13．成品孔直徑（ X）與電地隔離盤直徑（ Y）關系： Y≥ X+42mil，隔離帶寬12mil。 ，并希望分割交貨請在 Mech1 層為每塊板畫一個邊框，板間留 100mil 的間距。對于板內(nèi)的異形孔、方槽、方孔等如果邊緣有銅箔包圍，請注明是否孔金屬化。 ： 外形加工圖應該在 Mech1層繪制，如板內(nèi)有異形孔、方槽、方孔等也畫在 Mech1層上，最好在槽內(nèi)寫上 CUT 字樣及尺寸，在繪制方孔、方槽等的 輪廓線時要考慮加工轉(zhuǎn)折點及端點的圓弧，因為用數(shù)控銑床加工，銑刀的直徑一般為φ ，最小不小于φ 。 ，如果需要某些區(qū) 域不上阻焊油墨（即特殊阻焊），應該在相應的圖層上（頂層的畫在 Top Solder Mark 層，底層的則畫在 Bottom Solder Mask 層上）用實心圖形來表達不要上阻焊油墨的區(qū)域。如果實在空間太小放不了字 符而需放在焊盤上的，又無特殊聲明是否保留字符，我們在做板時將切除 Bottem層上任何上焊盤的字符部分（不是整個字符切除）和切除 TOP 層上表貼元件焊盤上的字符部分，以保證焊接的可靠性。當布線完成后，再進 行設計規(guī)則檢測 (DRC)，如果布線有誤，可根據(jù)錯誤信息和標記進行修改，直至檢測通過，這樣， PCB 板圖就制好了。 圖 49 電源芯片 AMC2576 封裝 在把建立好的元件庫裝入 PCB 版圖后，裝入網(wǎng)絡表。 電子科技大學學士學位論文 26 圖 48 發(fā)射接收電路 PCB 板的制作 制 作 PCB 板圖時，由于 PCB 庫中沒有 AMC2576 的元件的封裝，因此需要自己制作元件庫。射極跟隨器利用高頻三極管開關電路將脈沖波幅度提高到24V，以提高驅(qū)動 能力，避免有脈沖在電纜傳輸中的極快衰減而帶來的反射波幅值極小問題。其特點為輸入阻抗高，輸出阻抗低， 輸入信號與輸出信號相位相同， 電壓放大系數(shù)略低于 1，負載能力強。 圖 47 鍵盤與顯示模塊電路 發(fā)射接收電路 發(fā)射接收電路是動力電纜斷點檢測的核心電路。對稱 電纜 v=220m/us，中同軸電纜 v=287m/us，小同軸電纜 v=280m/us，為方便單片機計算，在后面的主程序中通過設定傳輸速度不同初值來進行運算。 電源電路如下圖所示： 圖 46 系統(tǒng)電源 接插件 J34 為系統(tǒng)電源輸入口，系統(tǒng)電源為 24V直流。 電子科技大學學士學位論文 24 AMC2576系列開關穩(wěn)壓集成電路是線性三端穩(wěn)壓器件 (如 78xx系列端穩(wěn)壓集成電路 )的替代品，它具有可靠的工作性能、較高的工作效率和較強的輸出電流驅(qū)動能力， 從而為 MCU的穩(wěn)定、可靠工作提供了強有力的保證 。開關電源控制器驅(qū)動能力也要注意，過多的 MOSFET 是不能 被良好驅(qū)動的。因此這部分的設計在于保證精確的采樣電路，還有來控制反饋深度，因為如果反饋環(huán)響應過慢的 話，對瞬態(tài)響應能力是會有很多影響的。在相同電壓降的條件下，開關電源調(diào)節(jié)器件與線性穩(wěn)壓器件相 比具有少得多的“熱損失”。加之工作在高粉塵等惡劣環(huán)境下往往將嵌入式工業(yè)控制系統(tǒng)置于密閉容器內(nèi)的聚集也加劇了 MCU的惡劣工況，從而使嵌入式控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性能變得更差。散熱問題對于那些大電流電源和 LDO 來說比較重要，通過計算也是可以評估是否合適的。功耗和效率是密切相關的，效率高了，在負載功耗相同的情況下總功耗就少，對于整個系統(tǒng)的功率預算就非常有利了，對比 LDO 和開關電源，開關電源的效率要高一些。 電子科技大學學士學位論文 22 圖 45 單片機最小系統(tǒng)與串口通信電路圖 系統(tǒng)電源電路 在計算機和通信領域，為了降低系統(tǒng)功耗提高電源效率，系統(tǒng)工作電壓越來越低；另外，隨著信息技術和微電子工藝技術的高速發(fā)展，器件的特征尺寸越來越小，集成電路的電源電壓也越來越低。接口電路如圖 44 所示。 在實際應用中， MAX232 器件對電源噪聲敏感，因此，電源 VCC 應加上 l F?的去耦電容，圖 42 中 C1， C2， C3， C4 取 1． 0 F? ／ 16V的鉭電解電容，安裝時盡量靠近器件，以提高干擾能力。 MAX232 的組成框圖如圖 42 所示。采用此方法串行通信只能工作于半雙工狀態(tài)，而且程序設計復雜 。 表 41 RS232C 接口引腳信號定義 引腳號 （ 9 針） 引腳號 （ 25 針） 信號 方 向 功能 1 8 DCD IN 數(shù)據(jù)載波檢測 2 3 RXD IN 接受數(shù)據(jù) 3 2 TXD OUT 發(fā)送數(shù)據(jù) 4 20 DTR OUT 數(shù)據(jù)終端裝置（ DTE）就緒 5 7 GND 信號公共參考地 6 6 DSR IN 數(shù)據(jù)通訊裝置（ DCE）就緒 7 4 RTS OUT 請求發(fā)送 8 5 CTS IN 清除發(fā)送 9 22 RT IN 振鈴指示 表 42 RS232 與 TTL、 CMOS 邏輯電平比較 邏輯 RS232C 電平 /V TTL 電平 /V CMOS 電平 /V 0 +5~+15 0~+ 0~+ 1 5~15 +2~+5 +~+5 由于 PC 機串行口使用的是 RS232C 邏輯電平，而 AT89C52 單片機串行口的電子科技大學學士學位論文 20 輸入輸出均為 TTL 電平，因此，當 PC 機與單片機通信時必須進行電平轉(zhuǎn)換。 RS232C 只能進行一對一的通信， RS232C 可使用 9 針或 25針的 D 型連接器，表 41 列出了 RS232C 接口各引腳信號的定義以及 9 針與 25 針引腳的對應關系。采用 RS232 標準進行數(shù)據(jù) 傳輸時，最大傳輸速率為。在 PC 機中一般有兩個標準RS232C 串行接口 COM1 和 COM2。在異步通信中，數(shù)據(jù)是一幀一幀傳送的，每一串行幀的數(shù)據(jù)格式由一位起始位， 58 位的數(shù)據(jù)位，一位奇偶校驗位 (可省略 )和一位停止位四部分組成。它的優(yōu)點是只需一對傳輸線進行傳送信息，因此其成本低，適用于遠距離通信；它的缺點是傳送速度低。 AT89C52 單片機是 MCS51 系列的 8 位單片機 [3]。 本章將分別介紹動力電纜斷點檢測與定位系統(tǒng)的硬件電路和軟件實現(xiàn)。 由于我們考慮的是電力電纜線，其本身就是信號的良好載體 ， 所以我們可以選擇 低壓脈沖回波法的方式進行測試。的時間間隔，否則，暫穩(wěn)態(tài)會一直延續(xù)下去，直到后一個觸發(fā)脈沖與前一個觸發(fā)脈沖相距的時間間隔超過暫穩(wěn)態(tài)持續(xù)時間 wT ，電路才返回穩(wěn)態(tài)。 將 cu =32 ccU 代入上式，可得脈沖寬度： l n l n 3 3ccwc c c cUT RC RC RCUU? ? ?? （ 32） 調(diào)整外接電阻 R、電容 C 的值，可調(diào)整輸出的正脈寬 wT ，從而可用于定時控制，可直接驅(qū)動小型繼電器，并可以使用復位端（ 4 腳）接低電平的方法來中止暫穩(wěn)態(tài)，重新計時。當 iu 32 ccU時（在此之前， iu 已超過 31 ccU ， dS =1）， dR =0，使觸發(fā)器輸出 Q =0， Q =1，三極管 V迅速放電， dR =1，電路進入穩(wěn)態(tài)，輸出 ou 為低電平。若觸發(fā)器初始狀態(tài)為 0，則三極管 V 迅速導通， cu ≈ 0， dR =1，電路處于穩(wěn)態(tài)，輸出 ou =0，為低電平。將 555 定時器外接一些電阻、電容和 其他器件就可以組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、多諧振蕩器和施密特觸發(fā)器三種基本應用電路。 引腳 7 為放電端，當 555 定時器輸出為 1 時，即 RS 觸發(fā)器的輸出 Q =1， Q =0時，三極管 V截至；定時器輸出為 0；即 Q =0， Q =1 時，三極管 V導通，外接電容即可通過三極管 V放電。輸出高電壓約低于電壓 1~3V。 引腳 2 為低觸輸入端，由此輸入觸發(fā)脈沖時，為低電平觸發(fā)。反相器 3G 的