【正文】 ................. 46 附錄四 PCB 板裝配圖 .................................................... 47 5 摘 要 單片機(jī) 控制系統(tǒng) 抗干擾能力強(qiáng) ，安全可靠 。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。 關(guān)鍵詞： 單片機(jī) 程序控制 6 Abstract Singlechip microputer control system antiinterference ability is strong, safe and reliable. Circuit aspects with relay isolation and high voltage electricity, in order to avoid electric water heater induction of testing and boiling the interference of overflow detection, reference to electrode PG not directly grounded, but the R10 (100 Ω) grounding。當(dāng)豆?jié){沫接觸到防溢電極時(shí)，停止加熱，間歇 20 秒后再開始加熱，如此循環(huán) 16 次，豆?jié){加工完成，間歇 10 秒后發(fā)出音響信號(hào)。工作過程是，先將黃豆放入豆?jié){機(jī)的攪拌器濾網(wǎng)內(nèi)，攪拌壺內(nèi)倒入適量的水，裝好攪拌機(jī)。若缺水，則關(guān)閉加熱器和馬達(dá)，按任何鍵不響應(yīng)，并發(fā)出急促的報(bào)警聲 ,直到關(guān)閉電源，加好水后才能工作。 在一定溫度范圍內(nèi)，半導(dǎo)體材料的電阻 RT 和絕對(duì)溫度 T 的關(guān)系可表示為 TbT aeR ? （ ） 其中常數(shù) a 不僅與半導(dǎo)體材料的性質(zhì)而且與它的尺寸均 有關(guān)系，而常數(shù) b 僅與材料的性質(zhì)有關(guān) 。 12 圖 溫度特性曲線 為了用它來制作測(cè)溫計(jì)，首先要測(cè)定它的電阻 — 溫度特性。熱敏電阻在同一室溫下的伏安特性如圖 所示。溫度越高， RT 值越小，電橋越不平衡，通過表頭的電流也就越大。 單片機(jī)處理電路的設(shè)計(jì)及選用 單片機(jī)處理電路的設(shè)計(jì) 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，采用單片機(jī)控制的產(chǎn)品已經(jīng)十分普遍，涉及的領(lǐng)域也十分廣泛。 3）矢量中斷。濕敏膜主要由直徑約為 的碳粉粒、隨溫度穩(wěn)定的水溶性纖維乙醚粘合劑、濕潤(rùn)性可塑劑、分散劑等組成。用軟件檢測(cè)比較器 1 的輸出電平，便知是否缺水。通過事先編寫的程序，在單片機(jī)的控制下，系 統(tǒng)開始工作，當(dāng)加熱完成后，單片機(jī) 腳自動(dòng)輸出一個(gè)高電平 ,通過電阻 R4使三極管 T4 飽和導(dǎo)通 ,于是蜂鳴器 B2 發(fā)出報(bào)警聲音 ,提醒主人加熱完成。電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn) 20 秒后 ,單片機(jī) 腳變?yōu)榈碗娖?,使三極管 T2 截止 ,繼電器 K1 斷開 ,電機(jī)停止打 漿 ,間歇 10 秒后 ,單片機(jī) 腳又恢復(fù)為高電平 ,從而繼續(xù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作。為了獲得穩(wěn)定的輸出電壓，濾波 電路的輸出電壓還應(yīng)經(jīng)穩(wěn)壓電路進(jìn)行穩(wěn)壓 。再考慮到變壓器、繞阻損耗 (壓降 )和整流二極管的壓降 ,在工程中必須再在上述基礎(chǔ)上增加 5%，即 U2=(1+5%)≈，整流二極管的承受最大的反向電壓UD1=21/2U2≈,同理 ,UD2=21/2U2≈ 因?yàn)榉€(wěn)壓器的最大電流是 3A,所以流過二極管的最大電流 ID1=1/2Ii= ID2=。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 。 LM2576 系列開關(guān)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(qiáng)的輸出電流驅(qū)動(dòng)能力，從而為 MCU 的穩(wěn)定、可靠工作提供了強(qiáng)有力的保證。T） ： E Vin 的選擇應(yīng)考慮交流電壓最低跌落值（ Vacmin）所對(duì)應(yīng)的 LM2576 輸入電壓值及 LM2576 的最小輸入允許電壓值 Vmin(以 5V 電壓輸出為例，該值為 8V)，因此， Vin 可依據(jù)下式計(jì)算： Vin≥（ 220Vmin/Vacmin） 27 如果交流電壓最低允許跌落 30%（ Vacmin=154V）、 LM2576 的電壓輸出為 5V（ Vmin=8V） ，則當(dāng) Vac=220V 時(shí)， LM2576 的輸入直流電壓應(yīng)大于 ，通?？蛇x為 12V。 P0 口作為按鍵。 為缺水檢測(cè)輸入端， 為沸騰溢出檢測(cè)輸入端，分別接比較器的正向輸入端。 全自動(dòng)啟動(dòng)鍵 START 程序流程如圖 所示。 馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn) 20S 停10S，共 5 次 調(diào)檢水程序 加熱器通電 沸騰溢出嗎 溢出 16 次嗎 關(guān)加熱器平緩報(bào)警 關(guān)加熱器20S Ｎ Ｎ Ｙ Ｙ 圖 START 程序流程圖 32 程序設(shè)計(jì) (1) 主程序 : ORG 0000H AJMP MAIN 調(diào) HEAT 程序 SJMP MAIN 調(diào)檢水程序 加熱器通電 沸騰溢出嗎 關(guān)加熱器平緩報(bào)警 Ｙ Ｎ 圖４ .３ HEAT 程序流程圖 33 (2) START 子程序 : START： MOV A, START LCALL D20S ；調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn) 20S 子程序 LCALL D10S ； 調(diào)停 10S 子程序 LCALL FLASA5 ； 調(diào) 5 次子程序 LCALL AD ； 調(diào)測(cè)水程序 MOV A, JC K ； 判斷沸騰溢出 JNZ K ；有沸騰溢出則轉(zhuǎn)移 LCALL AD LCALL FLASA16 ；調(diào)沸騰溢出 16 次子程序 JC FLASA16 ； 判斷有 16 次了嗎 ? JNZ FLASA16 ； 有 16 次則轉(zhuǎn)移 MOV IE , ；關(guān)加熱器 LCALL DELAY ；調(diào)加熱器子程序 MOV IE, JNB FH, TT ；等待 20S DJN 20H, TT ； 判 20S 定時(shí)到否 SETB FH ； 20S 到標(biāo)志 LCALL AD (3) HEAT 子程序： HEAT： MOV A, HEAT LCALL AD ；調(diào)檢水程序 MOV A, JC K ； 判斷沸騰溢出 JNZ K ；有沸騰溢出則轉(zhuǎn)移 MOV IE, MOV A, LCALL AD ；沒沸騰溢出則調(diào)檢水程序 34 第 5 章 產(chǎn)品制作與調(diào)試 PCB板設(shè)計(jì) 印刷電路板 (PCB)是電子產(chǎn)品中電路元件和器件的支掌件。最后，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。 ④ 對(duì)于電位器、可調(diào)電感器、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。一般電路應(yīng)盡可能使元器件平行排列。當(dāng)銅箔厚度為 、 寬度為 1～ 15mm 時(shí) ， 通過 2A 的電流 ， 溫度不會(huì)高于 3℃ 。必須用大面積銅箔時(shí)，最好用柵格狀。 接地線構(gòu)成閉環(huán)路 ③ 退耦電容配置 36 電容引線不能太長(zhǎng)，尤其是高頻旁路電容不能有引線。 ② 測(cè)量漏電阻 將萬用表紅表筆接負(fù)極，黑表筆接正極。即先任意測(cè)一下漏電阻，記住其大小，然后交換表筆再測(cè)出一個(gè)阻值。硅材料二極管的電阻值為 5 kΩ 左右，反向電阻值為∞ （無窮大）。為了提高測(cè)量精度，應(yīng)根據(jù)被測(cè)電阻標(biāo)稱值的大小來選擇量程。 ② 注意：測(cè)試時(shí)，特別是在測(cè)幾十 kΩ 以上阻值的電阻時(shí)，手不要觸及表筆和電阻的導(dǎo)電部分；被檢測(cè)的電阻從電路中焊下來，至少要焊開一個(gè)頭，以免電路中的其他 38 元件對(duì)測(cè)試產(chǎn)生影響，造成測(cè)量誤差；色環(huán)電阻的阻值雖然能以色環(huán)標(biāo)志來確定，但在使用時(shí)最好還是用萬用表測(cè)試一下其實(shí)際阻值 元器件項(xiàng)目表 名稱 個(gè)數(shù) 數(shù)值 變壓器 1 個(gè) 繼電器 2 個(gè) 三極管 3 個(gè) 喇叭 1 個(gè) 穩(wěn)壓塊（ LM2576） 1 個(gè) 電 解電容 2 個(gè) CA2PF 馬達(dá) 1 個(gè) 100W 加熱絲 1 個(gè) 800W 晶振 1 個(gè) 4MZ 單片機(jī)（ Z86E02） 1 個(gè) 整流器 1 個(gè) 電容 2 個(gè) 2 個(gè) 4 個(gè) CD47uF CD100uF CD470u 電阻 2 個(gè) 8 個(gè) 2 個(gè) 4 個(gè) 2 個(gè) 100Ω 1000Ω 500Ω 470Ω 200Ω 二極管（ NP） 3 個(gè) 發(fā)光二極管 1 個(gè) 電感器 1 個(gè) 5uH 傳感器（ DS1820） 碳膜敏濕敏傳感器 1 個(gè) 2 個(gè) 開關(guān) 2 個(gè) 產(chǎn) 品安裝 制造電子產(chǎn)品 ,可靠與安全是兩個(gè)很重要因素，而零件的安裝對(duì)于保證產(chǎn)品的安 39 全可靠是至關(guān)緊要的。一臺(tái)電子設(shè)備可能在實(shí)驗(yàn)室工作很正常，但到工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)工作時(shí)，各種干擾可能就會(huì)出現(xiàn)，有時(shí)甚至不能正常工作，這絕大多數(shù)是由于接地、屏蔽設(shè)計(jì)安裝不合 理所致。 如有這些現(xiàn)象，說明產(chǎn)品內(nèi)部電路存在短跑，必須立即關(guān)斷電源檢查故障。在硬件上，用繼電器隔離強(qiáng)電和弱電；為了避免加熱器感應(yīng)電對(duì)缺水檢測(cè)和沸騰溢出檢測(cè)的干擾，參考地電極PG 不直接接地，而是經(jīng) R10（ 100Ω）接地。由于整個(gè)工作過程完全采用程序控制 ,可根據(jù)不同的硬件和要求 ,很容易通過調(diào)整相關(guān)的指令和時(shí)間常數(shù)等 ,實(shí)現(xiàn)最佳的運(yùn)行效果。硬件也有安全設(shè)計(jì)。 ⑸ 如果調(diào)試高頻部件，要采取屏蔽措施，防止工業(yè)干擾或其他強(qiáng)電磁場(chǎng)的干擾。 ② 保證機(jī)械強(qiáng)度 電子產(chǎn)品在使用的過程中，不可避免地需要運(yùn)輸和搬動(dòng)，會(huì)發(fā)生各種有意或無意的震動(dòng)、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)榧铀龠\(yùn)動(dòng)的瞬間受力使安裝受到損害。5 ％、 177。若測(cè)得二極管的正、反向電阻值均為無窮大，則說明該二極管已開路損壞。 ① 極性的判別 將萬用表置于 R100 檔或 R1k 檔，兩表筆分別接二極管的兩個(gè)電極，測(cè)出一個(gè)結(jié)果后，對(duì)調(diào)兩表筆，再測(cè)出一個(gè)結(jié)果。即反向漏電流比正向漏電流要大。 原則上每個(gè)集成電路芯片都應(yīng)布置一個(gè) 的瓷片電容，如遇印制板空隙不夠，可每個(gè) 4～ 8 個(gè)芯片布置一個(gè) 1～ 10PF 的鉭電容。 ② 地線設(shè)計(jì) 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。 電路板面尺寸大于 200mm150mm 時(shí)，應(yīng)考慮電路板所受的機(jī)械強(qiáng)度 。 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。帶高電壓的元器件應(yīng)盡量布置在調(diào)試時(shí)手不易觸及的地方。為了設(shè)計(jì)質(zhì)量好、造價(jià)低的 PCB，應(yīng)遵循以下的一般性原則。有鍵按下 LCALL START 。若沸騰溢出達(dá)到 16 次，即第一次