【正文】 ystem, etc. Concrete implementation of merit key change measuring the capacitance of the system status, for different values and display functions.Paper discusses the hardware design part of the subject, which mainly discusses the system each function and the system principle, preliminary design principle diagram and circuit principle after argument, with Altium Designer software to carry on the special device, the principle of library file of drawing, PCB assembly production as well as the schematic drawing,。為此，我們查閱資料，根據(jù)所學(xué)的知識(shí)，設(shè)計(jì)了一個(gè)數(shù)字電容測試儀，只要接入被測電容，打開開關(guān)以后，就能直接在屏幕上顯示出電容的大小，方便在以后的實(shí)驗(yàn)中對(duì)電容的使用。論文主要技術(shù)方向?yàn)殡娐吩韴D的設(shè)計(jì)，制作和電路工作原理的解析。而在電子電路中，電容器不同性質(zhì)的用途尤多，這許多不同的用途，雖然也有截然不同之處，但因其作用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專業(yè)紙 2 均來自充電與放電。所用的電器，生產(chǎn)中的機(jī)械設(shè)備，如果沒有了電容都將無法繼續(xù)使用。然而在使用過程中，由于時(shí)間和管理的疏忽經(jīng)常會(huì)把器件的容量標(biāo)簽丟失，以至于無法得知器件的容量?，F(xiàn)在作為學(xué)生所接觸到的僅僅停留在學(xué)校的實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)中，還不曾接觸的工業(yè)生產(chǎn)和商業(yè)交易中，更大批量的器件都會(huì)被丟棄浪費(fèi)。 課題研究內(nèi)容本課題通過分小組協(xié)作的模式展開，同學(xué)分別負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的硬件終端設(shè)計(jì)，軟件終端設(shè)計(jì)。熟悉系統(tǒng)中各個(gè)單元電路的功能，按功能進(jìn)行元器件型號(hào)的篩選分類，理畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專業(yè)紙 3 出相應(yīng)的原理圖器件清單。利用 Altium Designer 軟件構(gòu)建 PCB 文件，設(shè)置 PCB 的各種參數(shù)后將原理圖導(dǎo)入到 PCB 文件中，形成初步構(gòu)局，通過調(diào)整元件的位置進(jìn)行簡單的布局，采用自動(dòng)布線和手工布線結(jié)合使 PCB 中的布局合理美觀。本課題通過硬件和軟件設(shè)計(jì)的搭配，通過不斷的調(diào)試和修改最終實(shí)現(xiàn)電容測量的功能。 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié) Flash，512 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時(shí)器，內(nèi)置 4KB EEPROM，MAX810 復(fù)位電路，3 個(gè) 16 位 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專業(yè)紙 4 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，4 個(gè)外部中斷，一個(gè) 7 向量 4 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng) 51 的 5向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)） ，全雙工串行口。最高運(yùn)作頻率 35MHz，6T/12T 可選。對(duì)端口寫入 1 時(shí)，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這是可用作輸入口。 P3 端口（～，10～17 引腳）：P3 是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專業(yè)紙 5 雙向 I/O 端口。XTAL1（19 引腳）：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。1602LCD 是指顯示的內(nèi)容為 16X2,即可以顯示兩行，每行 16 個(gè)字符液晶模塊（顯示字符和數(shù)字） 。除了黑白顯示外，液晶顯示器還有多灰度有彩色顯示等。應(yīng)用領(lǐng)域包括傳感器放大器，直流增益模塊和所有傳統(tǒng)的運(yùn)算放大器現(xiàn)在可以更容易地在單電源系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的電路。利用 G/(G2A)和/(G2B)可級(jí)聯(lián)擴(kuò)展成 24 線譯碼器；若外接一個(gè)反相器還可級(jí)聯(lián)擴(kuò)展成 32 線譯碼器。②利用 EE2 和 E3 可級(jí)聯(lián)擴(kuò)展成 24 線譯碼器；若外接一個(gè)反相器還可級(jí)聯(lián)擴(kuò)展成 32 線譯碼器。它可以作為工作系統(tǒng)設(shè)計(jì)語言，編寫系統(tǒng)應(yīng)用程序，也可以作為應(yīng)用程序設(shè)計(jì)語言，編寫不依賴計(jì)算機(jī)硬件的應(yīng)用程序。 KEIL 簡介Keil uVision2 是 51 系列兼容單片機(jī) C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，使用接近于傳統(tǒng) c 語言的語法來開發(fā)，與匯編相比，C 語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用,而且大大的提高了工作效率和項(xiàng)目開發(fā)周期,他還能嵌入?yún)R編，可以在關(guān)鍵的位置嵌入，使程序達(dá)到接近于匯編的工作效率。uVision2 IDE 可為它們提供單一而靈活的開發(fā)環(huán)境。用過匯編語言后再使用 C 來開發(fā)，體會(huì)更加深刻。在編譯方面，它也支持 IAR、Keil 和 MPLAB 等多種編譯器。在本設(shè)計(jì)中，通過 PROTEUS 構(gòu)建了電路原理圖，與程序所連接進(jìn)行了對(duì)本系統(tǒng)的仿真，對(duì)于在接入硬件調(diào)試之前起到了很大的幫輔作用。74LS138 譯碼電路完成對(duì)電容的測量前的放電及量程的轉(zhuǎn)換。 當(dāng) “”端電 壓 高 于 “+”端 時(shí) ， 輸 出 管 飽 和 ， 相 當(dāng) 于 輸 出 端 接 低 電 位 。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專業(yè)紙 11 第 3 章 電路原理分析設(shè)計(jì) 電路板總體結(jié)構(gòu)量程轉(zhuǎn)換電路單片機(jī)S T C 8 9 C 5 2電源電路 電源指示燈電容測量電路液晶顯示按鍵電路串口通信電路晶振電路 復(fù)位電路M A X 2 3 2 D B 97 4 L S 1 3 8L M 3 2 4圖 31 電路板總體架構(gòu)圖本系統(tǒng)采用電容充放電原理，使電容充電并達(dá)到基準(zhǔn)電壓后，電壓比較器會(huì)輸出一個(gè)充電停止信號(hào)送給單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)計(jì)數(shù)器記錄的充電時(shí)間計(jì)算出電容的值送給液晶顯示。其中供電系統(tǒng)是選用 5V 交流供電,電源指示燈則顯示電源的開關(guān)情況，當(dāng)系統(tǒng)通電時(shí)：指示燈亮。液晶接口是單排座 16 針接口。該電源由 220V 輸入，5V 輸出供電路板所需的電源。MAX232 芯片則分別接入了四個(gè) 22uf的電解電容，其 腳分別接 ， 腳與單片機(jī)的 和 口相接。用于接收指令和數(shù)據(jù)；STC89C52 通過RS,RW,和 E 這三個(gè)端口控制 LCD 模塊。 按鍵電路模塊分析圖 35 按鍵電路原理圖本電路使用的是獨(dú)立按鍵電路，由兩個(gè)按鍵 分別與單片機(jī)的, 相連接。當(dāng)剩余電量放空時(shí)，則 Y0口輸出一個(gè)高電平，通知單片機(jī)發(fā)出外部中斷，由此放電電路關(guān)閉。集電極則分別接入了不同阻值的 5 個(gè)電阻。待測電容通過接通的一條電路，經(jīng)過三極管和所連接的不同阻值的電阻對(duì)其進(jìn)行充電。當(dāng)待測定容放完剩余電量，選定量程后，系統(tǒng)通過測量電路開始對(duì)待測電容進(jìn)行充電，測量。即 。的容量為 1 微法。當(dāng)電容充電達(dá)到參考電壓值時(shí)，比較器翻轉(zhuǎn)，發(fā)出充電完成信號(hào)到中斷 0 端口，單片機(jī)響應(yīng)中斷，停止計(jì)數(shù)器 0，并關(guān)閉充電電路。當(dāng)電容兩端電壓超過比較電壓時(shí)，比較器翻轉(zhuǎn)，產(chǎn)生一個(gè)低電平到單片機(jī)的中斷 0(INT0)引腳，通知單片機(jī)電容充電完成。該部分所輸出的波形，用Multisim 軟件做出了仿真。Altium Designer 在單一設(shè)計(jì)環(huán)境中集成板級(jí)和 FPGA 系統(tǒng)設(shè)計(jì)、基于 FPGA 和分立處理器的嵌入式軟件開發(fā)以及PCB 版圖設(shè)計(jì)、編輯和制造。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專業(yè)紙 19 原理圖的設(shè)計(jì)流程啟用畫圖工具設(shè)置工作環(huán)境元器庫構(gòu)建及裝載置放元器件及布局原理圖布線原理圖錯(cuò)誤檢查及修改原理圖構(gòu)建完成圖 41 原理圖設(shè)計(jì)流程圖1. 啟用畫圖工具啟動(dòng) Altium Designer 進(jìn)入原理圖設(shè)計(jì)，由電路圖的尺寸對(duì)圖紙的大小設(shè)計(jì)相應(yīng)的參數(shù)。根據(jù)所設(shè)計(jì)的要求的不同，所需要的元器件及其封裝也是不相同的。根據(jù)課題要求設(shè)置元器件的參數(shù)屬性和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)的放置。7. 原理圖構(gòu)建完成 在檢錯(cuò)完成后，原理圖構(gòu)建完成。主要由元件庫管理器，主工具欄，菜單，使用工具欄，編輯區(qū)等組成。圖 46 文件保存界面完成原理圖的繪制，將其保存。對(duì)本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作進(jìn)程起到了關(guān)鍵的作用。當(dāng)接通不同的電路時(shí)，其產(chǎn)生的波形發(fā)生了明顯的跳動(dòng)，說明該電路可對(duì)電容進(jìn)行充放電。本電路從左至右，于三個(gè)不同的節(jié)點(diǎn)上加入了三個(gè)萬用表，用于對(duì)三個(gè)點(diǎn)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專業(yè)紙 26 的電壓進(jìn)行檢測。電壓輸出端為 ，此時(shí)的反相端口則為 3V。購買了萬能板及電路所需畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專業(yè)紙 27 的器件，芯片以及其他各種相關(guān)的零件，通過不斷的修改和焊接。執(zhí)行該命令后將會(huì)出現(xiàn)如圖對(duì)話框，然后就可以正式的 PCB 元件導(dǎo)入，布局以及布線。在層堆棧管理器，可自定義層的結(jié)構(gòu)，看到層堆棧的立體效果。當(dāng)進(jìn)行工作層設(shè)置時(shí)，可以執(zhí)行 PCB 設(shè)計(jì)管理器的DesignBoardLayer 命令，將彈出如圖對(duì)話框，其中顯示用到的信號(hào)層，平面層，機(jī)械層以及層的顏色和圖紙顏色。其目的是防止相互干擾。其實(shí)這些電容是為開關(guān)器件而設(shè)置的，布置這些電容就應(yīng)盡量靠近這些元部件，離得太遠(yuǎn)就沒有作用了。所以，設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量減少過線孔。 布線，覆銅PCB 的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)當(dāng)中，設(shè)計(jì)規(guī)則是不可缺少的一部分。在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí) PCB 中布線時(shí)的線寬為，各孔徑的尺寸設(shè)定為 。如果線路沒有布通，PCB 板將無法運(yùn)行，這將會(huì)是一塊不成功的板子。接著就是美觀。執(zhí)行—自動(dòng)布線—全部：布線的過程中會(huì)彈出相應(yīng)的信息框，主要是顯示布線中每個(gè)部分的完成情況：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專業(yè)紙 33 圖 419 布線信息框下圖為自動(dòng)布線后的 PCB 截圖：圖 420 PCB 板截圖 的覆銅覆銅，就是將 PCB 上閑置的空間作為基準(zhǔn)面，然后用固體銅填充，這些銅區(qū)又稱為灌銅。具體的覆銅步驟如下：點(diǎn)擊下腳的 Top Layer 和 Bottom Layer 設(shè)置選項(xiàng)： 圖 421 顏色設(shè)置選項(xiàng)框?qū)?PCB 圖的四個(gè)頂角進(jìn)行相應(yīng)的頂層進(jìn)行銅膜走線，生成下圖：圖 422 頂層銅膜走線圖點(diǎn)擊 Bottom layer 對(duì) PCB 圖的四個(gè)頂角進(jìn)行相應(yīng)的底層進(jìn)行銅膜走線，生成下圖：圖 423 底層銅膜走線圖制成 PCB 電路板：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專業(yè)紙 35 圖 424 PCB 電路板 PCB 板的焊接普通電烙鐵：普通電烙鐵只適合焊接要求不高的場合使用。如未與電路板貼緊，在重復(fù)焊接時(shí)焊盤高溫易使焊盤損傷或脫落，物流過程中也可導(dǎo)致焊盤損傷或脫落。 加適量的焊錫，然后先拿開焊錫絲。例如電源連接線虛焊，電路連接短路等問題。這也是本文研究的重點(diǎn)，現(xiàn)將本文的主要設(shè)計(jì)工作總結(jié)如下：，了解掌握了電容測試技術(shù)的現(xiàn)狀以及發(fā)展動(dòng)態(tài)，并對(duì)基于單片機(jī)的電容測試儀進(jìn)行討論。 ，對(duì)該設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)過程中的問題進(jìn)行具體的分析，并提出解決的方案。（2）軟件應(yīng)用方面，加深學(xué)習(xí) Altium Designer 軟件的運(yùn)用，更加熟練的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專業(yè)紙 38 運(yùn)用軟件，可以提高原理圖繪制及 PCB 制作的效率和質(zhì)量。為此，我向熱心幫助過我的所有老師和同學(xué)表示由衷的感謝!在論文工作中，遇到了許許多多這樣那樣的問題，有的是專業(yè)上的問題，有的是論文格式上的問題，一直得到老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)，使我的論文可以又快又好的完成，老師以其淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、求實(shí)的工作作風(fēng)和他敏捷的思維給我留下了深刻的印象，我將終生難忘我的老師對(duì)我的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)，再一次向他表示衷心的感謝，感謝他為學(xué)生營造的濃郁學(xué)術(shù)氛圍，以及學(xué)習(xí)、生活上的無私幫助! 值此論文完成之際，謹(jǐn)向 xx 老師致以最崇高的謝意!另外我還要感謝在本次設(shè)計(jì)中負(fù)責(zé)軟件設(shè)計(jì)的 xxx 同學(xué)，在設(shè)計(jì)過程中她向我提供了很多的寶貴意見及幫助。t have the independent form and function of the puter. SCM is entirely in accordance with the requirements for the embedded system design, so SCM is the most typical embedded systems. Early SCM is the single chip puter is designed according to the technical requirements for the embedded application integration, so the name single chip microputer. 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專業(yè)紙 43 Subsequently, singlechip puter to meet the requirements of the embedded application continuously strengthen its control functions and peripheral interface functions, especially highlight the control function and so on international has singlechip microputer as the Microcontroller (MCU, Microcontroller Unit). Second, single chip of modern electronic system will bee the mainstream system microcontroller is device level puter system, it can be embedded into any