【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 與元件殼體短路。 (4) 元器件的外側(cè)距板邊的距離為 5mm。 (5) 貼裝元件焊盤的外側(cè)與相鄰插裝元件的外側(cè)距離大于 2mm。 (6) 金屬殼體元件與金屬件不能與其他殼體相碰，不能緊貼印制線、焊盤，其間距應(yīng)大于 2mm；定位孔、緊固件安裝孔、橢圓孔及板中其他方孔外側(cè)距板邊的尺寸應(yīng)大于 3mm。 (7) 發(fā)熱元件不能緊鄰導(dǎo)線和熱敏元件；高熱器件要均勻分布。 (8) 電源插座要盡量布置在印制板的四周，電源插座與其相連的匯流條接線端應(yīng)布置在同側(cè)。 (9) 所有 IC 元件單邊對(duì)齊，有極性元件極性標(biāo)示明確，同一印制板上極性標(biāo)示不得多于兩個(gè)，出現(xiàn)兩個(gè)方向時(shí)，兩個(gè)方向互相垂直。 (10) 板面布線應(yīng)疏密得當(dāng)，當(dāng)疏密差別太大時(shí)應(yīng)以網(wǎng)狀填充，網(wǎng)格大于 8mil； (11) 貼片焊盤上不能有通孔，以免焊膏流失造成元件虛焊。 (12) 貼片單端對(duì)齊，字符方向一致，封裝方向一致。 (13) 有極性的器件在以同一板上的極性標(biāo) 示方向一致。 18 元件布線規(guī)則 (1) 畫定布線區(qū)域距 PCB板邊 1mm 的區(qū)域內(nèi)，以及安裝孔周圍 1mm內(nèi)，禁止布線。 (2) 電源線應(yīng)盡可能的寬，不應(yīng)低于 18mil；模擬信號(hào)線寬不應(yīng)低于 12mil； CPU 入出線不應(yīng)低于 10mil；線間距不應(yīng)低于 10mil。 (3) 正常過孔的焊盤不應(yīng)低于 30mil；孔徑不低于 14mil。 (4) 雙列直插：焊盤 60mil；孔徑 40mil。 (5) 注意電源線與地線應(yīng)盡可能呈放射狀，以及信號(hào)線不能出現(xiàn)回環(huán)走線。 元器件檢測(cè) 三極管的判別方法： ① 基極的確定：先用任意一支萬用表筆，〈設(shè)為黑點(diǎn)〉，任某個(gè)電極不動(dòng)，再用另一支表筆〈紅色〉分別去點(diǎn)其它兩個(gè)極，如果分別點(diǎn)測(cè)兩次中，其阻值相同，則黑表筆點(diǎn)的為基極；若只有一次有阻值，或兩次都沒有阻值，說明急木找到；② 在確定基極過程中，兩次測(cè)量阻值中，兩次測(cè)量阻值不相等，阻值大的為發(fā)射極，阻值小的為集電極。 電子元器件的極性： 電解電容上標(biāo)有白色箭頭的一極是負(fù)極；玻璃封裝二極管上標(biāo)有黑色環(huán)的一端，塑料封裝二極管上標(biāo)有白色環(huán)的一端為負(fù)極；某些三極管的管腳上非標(biāo)準(zhǔn)排列，在其外殼的柱面上用紅色點(diǎn)表示發(fā)射極等； 發(fā)光二極管的判測(cè)： 由于“二極管”擋能夠提供 3V、 1mA 的電源，所以可直接測(cè)光管（ LED）的正向?qū)▔航?，一般顯示在 2V 以下，同時(shí)管子會(huì)發(fā)出微光；反向顯示為“ 1”。紅色 LED 導(dǎo)通壓降約為 橙色 LED 為 ，綠色 LED 為 。指針式萬用表由于使用 電池，故不能測(cè)量發(fā)光二極管。 光電耦合器的檢測(cè)： 光電耦合器最簡(jiǎn)單的檢測(cè)為在輸入端接 ～ 2V 的電壓 (如一節(jié)干電池 ),輸出端接一塊萬用表 (電壓擋 ),在輸入端接通或短開時(shí)輸出端萬用表有反映即為好的。若無反映或反映極小則是壞的或不好的 電磁繼電器的檢測(cè)： 1)通過檢測(cè)線圈的直流電阻，可判斷繼電器是否正常。其方法是用萬用表的歐姆擋，量程可據(jù)繼電器的標(biāo)稱值，額定電壓越高，阻值也就越大，一般選擇 Rx100 擋或 Rx1k 19 擋。將兩表筆分別接到線圈的兩引腳，如測(cè)得的阻值與標(biāo)稱值基本相同表明線圈良好，如電阻值為∞，表明線圈開路。 2)檢測(cè)繼電器觸點(diǎn)。接觸電阻用萬用表的 Rx1 擋，表筆分別接常閉觸點(diǎn)的兩引腳，其阻值應(yīng)為 OΩ，然后將表筆再接常開觸點(diǎn)的兩引腳，阻值應(yīng)為∞。然后給繼電器通電，使銜鐵動(dòng)作，將常閉轉(zhuǎn)為開路、將常開轉(zhuǎn)為 閉合，再用上述方法進(jìn)行檢測(cè)，其阻值正好與初次測(cè)量相反，表明觸點(diǎn)良好。 3)檢測(cè)繼電器的吸合電壓和吸合電流。穩(wěn)壓電源、電流表、電壓表、繼電器，電壓表的量程可選在 30V 擋、電流表量程在 1OOmA 范圍內(nèi)便可，將繼電器線圈串聯(lián)到電路中，電壓表并聯(lián)在線圈的兩引電磁繼電器腳上，電流表也串入電路，注意電流表與電壓表的正、負(fù)極不要接錯(cuò)。接好后給穩(wěn)壓電源通電，并逐漸增加電壓數(shù)值，直到聽見銜鐵發(fā)出 咔 的一聲，表明磁鐵已將銜鐵吸住，此時(shí)電壓表、電流表的數(shù)值，便是吸合電壓和吸合電流的值。 4)檢測(cè)繼電器的釋放電壓和釋放電流。按照 上述檢測(cè)吸合電流和吸合電壓的方法及電路，通電讓觸點(diǎn)處于閉合狀態(tài)，然后慢慢調(diào)低穩(wěn)壓源的電壓值，當(dāng)銜鐵被磁鐵釋放時(shí)，此時(shí)電壓表、電流表所顯示的數(shù)值便是釋放電壓和釋放電流。當(dāng)測(cè)得的釋放電壓不到吸合電壓的 10%時(shí)，表明繼電器存在故障。 （ 1） 直接測(cè)量法。將次級(jí)所有繞組全部開路，把萬用表置于交流電流擋 (500mA)，串入初級(jí)繞組。當(dāng)初級(jí)繞組的插頭插入 220V 交流市電時(shí)，萬用表所指示的便是空載電流值。此值不應(yīng)大于變壓器滿載電流的 10％～ 20％。一般常見電子設(shè)備電源變壓器的正常空載電流 應(yīng)在 100mA 左右。如果超出太多，則說明變壓器有短路性故障。 （ 2） 間接測(cè)量法。在變壓器的初級(jí)繞組中串聯(lián)一個(gè) 10/5W 的電阻，次級(jí)仍全部空載。把萬用表撥至交流電壓擋。加電后，用兩表筆測(cè)出電阻 R兩端的電壓降 U，然后用歐姆定律算出空載電流 I空，即 I空 =U/R。 （ 3） 一般小功率電源變壓器允許溫升為 40℃ ～ 50℃ ，如果所用絕緣材料質(zhì)量較好，允許溫升還可提高。 （ 4） 檢測(cè)判別各繞組的同名端。在使用電源變壓器時(shí)，有時(shí)為了得到所需的次級(jí)電壓，可將兩個(gè)或多個(gè)次級(jí)繞組串聯(lián)起來使用。采用串聯(lián)法使用電源變壓器時(shí)，參加串聯(lián) 的各繞組的同名端必須正確連接，不能搞錯(cuò)。否則，變壓器不能正常工作。 （ 5） 電源變壓器短路性故障的綜合檢測(cè)判別。電源變壓器發(fā)生短路性故障后的主要癥狀是發(fā)熱嚴(yán)重和次級(jí)繞組輸出電壓失常。通常，線圈內(nèi)部匝間短路點(diǎn)越多，短路電流就 20 越大，而變壓器發(fā)熱就越嚴(yán)重。檢測(cè)判斷電源變壓器是否有短路性故障的簡(jiǎn)單方法是測(cè)量空載電流 (測(cè)試方法前面已經(jīng)介紹 )。存在短路故障的變壓器，其空載電流值將遠(yuǎn)大于滿載電流的 10％。當(dāng)短路嚴(yán)重時(shí)，變壓器在空載加電后幾十秒鐘之內(nèi)便會(huì)迅速發(fā)熱，用手觸摸鐵心會(huì)有燙手的感覺。此時(shí)不用測(cè)量空載電流便可斷定變壓 器有短路點(diǎn)存在。 （ 6） 空載電壓的檢測(cè)。將電源變壓器的初級(jí)接 220V 市電，用萬用表交流電壓接依次測(cè)出各繞組的空載電壓值 (U2 U2 U2 U24)應(yīng)符合要求值，允許誤差范圍一般為：高壓繞組 ≤177。10％，低壓繞組 ≤177。5％，帶中心抽頭的兩組對(duì)稱繞組的電壓差應(yīng) ≤177。2％。 產(chǎn)品調(diào)試 (1) 將水位探測(cè)探測(cè)器插入裝有一定水位控制系統(tǒng)模型中電源插座中。 (2) 通電后，探測(cè)器在正常探測(cè)狀態(tài)下 ,調(diào)節(jié)水位 (3) 當(dāng)水位在低水位時(shí)，看紅色的燈是否點(diǎn)亮，如果不亮則用萬用表檢測(cè)各處的電壓，如穩(wěn)壓電路出端有電位說明后續(xù) 系統(tǒng)損壞，照此方法依次檢測(cè)單片機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管和水泵的引腳是否有電位；檢測(cè)繼電器后面是否有電位。 (4)注意聽繼電器是否發(fā)出‘嘀 ’的一聲音，如果聽到清脆的聲音表面繼電器前面的電路都是良好，如果有問題一定是水泵壞啦。 (7) 如果聞到發(fā)焦和異味時(shí)，請(qǐng)把電源關(guān)閉再打開。 產(chǎn)品安裝 (1)光報(bào)警器安裝在用戶認(rèn)為合理的家庭房子內(nèi)部即可。 (2) 由于是弱電控制強(qiáng)電，建議把繼電器安裝在小孩夠不著，絕緣良好的地方 (3) 單片機(jī)等其他控制元器件安裝在干燥絕緣良好的地方。 結(jié)束語 以往，人們由于自己的樓頂水塔 中的水位不清楚，加水不方便而感到苦惱，現(xiàn)在我們順應(yīng)大家的需要研制了這款簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)實(shí)用的高塔水位控制系統(tǒng)，相信能夠給廣大的老百姓的生活帶來方便，帶來開心，以后大家再也不用親自跑到樓頂加水啦！ 本系統(tǒng)主要由水位探測(cè)傳感器，單片機(jī)控制系統(tǒng)，水位顯示系統(tǒng)，繼電器驅(qū)動(dòng)電路，水泵加水系統(tǒng)組成，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，安裝方便，建議廣大用戶嘗試使用，我相信大家在用了之后一定會(huì)感到滿意的。 本系統(tǒng)采工作過程是 當(dāng)水位處于低水位的時(shí)候，傳感器的低水位探測(cè)線沒被 +5V的 21 電源導(dǎo)通進(jìn)入穩(wěn)壓電路經(jīng)過處理在穩(wěn)壓電路的輸出端有一個(gè)高電平，送入單片機(jī)的 口，單片機(jī)經(jīng)過分析，在 口輸出一低電平，驅(qū)動(dòng)紅燈亮， 出來一個(gè)信號(hào)使光電耦合器 GDOUHE 導(dǎo)通，這樣繼電器閉合，使水泵加水；當(dāng)水位處于正常范圍內(nèi)時(shí)，水泵加水，綠燈亮；當(dāng)水位在高水位區(qū)時(shí)，傳感器的兩根探測(cè)線均被導(dǎo)通，均被 +5V的電源導(dǎo)通，送入單片機(jī)，單片機(jī)經(jīng)過分析，在 引腳出來一個(gè)低電平，使黃燈亮，在 端出來一個(gè)低電平不能使光電耦合器導(dǎo)通，這樣繼電器不能閉合，水泵不能加水，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，三燈閃爍。 我也相信本設(shè)計(jì)當(dāng)中一定會(huì)存在很多不足，請(qǐng)廣大用戶和相關(guān)行業(yè)人員，多多批評(píng)，多多指 教！ 參 考 文 獻(xiàn) [1]趙 貞圖 、 傳感器集成電路手冊(cè) [M]、 2021年 4月 、 第 1版 、 化學(xué)工業(yè)出版社 。 [2]何希才 、 傳感器及其應(yīng)用實(shí)例 [M]、 2021年 9月 、 第 1版 、 機(jī)械工業(yè)出版社 。 [3]劉湘濤、江世明編《單片機(jī)原理與應(yīng)用》電子工業(yè)出版社， 2021年 8月 [4]王曉明編著《電動(dòng)機(jī)的單片機(jī)控制》北京航空航天大學(xué)出版社， 2021年 5月 [5]高吉祥編《全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)系列教程》電子工業(yè)出版社， 2021年 5月 [6]周瀾景編著《基于 PROTEUS 的電路及單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真》北京航空航天 大學(xué)出版社， 2021年 5月 [7]何立民《單片機(jī)高級(jí)教程》北京航空航天大學(xué)出版社， 2021年 7月 [8]吳金戌編《 8051單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用》清華大學(xué)出版社 部。 [9]高明 、 儀表技術(shù)與傳感器 [M]、 2021年 、 第 7期 、 儀表技術(shù)與傳感器編輯 。 [10]李 鐵峰 、 儀表技術(shù)與傳感器 [M]、 2021年 、 第 2期 、 儀表技術(shù)與傳感器編輯部。 22 致 謝 通過本次高塔水位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研制， 使我對(duì)電子產(chǎn)品的制作和論文的書寫有了一個(gè)深刻的認(rèn)識(shí)，也有了一個(gè)全面的提高。這主要得益于老師耐心的教誨和同學(xué)們互相團(tuán)結(jié) 一起合作的結(jié)果。 先談?wù)劺蠋煂?duì)我們的幫助吧，我們的指導(dǎo)老師江老師治學(xué)態(tài)度非常嚴(yán)謹(jǐn)，給我們印象十分深刻，他不能容忍同學(xué)們?cè)趨R報(bào)時(shí)講諸如“大概”、“差不多”、“可能”、“好像”之類的話。為此，我還受過老師的批評(píng)，我想這將會(huì)對(duì)我產(chǎn)生積極的影響，使我的態(tài)度變得更加認(rèn)真細(xì)致。江老師帶學(xué)生還有一個(gè)明顯的特點(diǎn)，他不喜歡對(duì)學(xué)生進(jìn)行灌輸式的教育，總是給予研究方法上的點(diǎn)撥，譬如我們?cè)谘芯糠€(wěn)壓電路的時(shí)候，開始研究了好幾天，沒什么進(jìn)展，怎么辦？江老師先是給我們批評(píng)一噸，要我們第二天拿出研究成果來，我們壓力十分大，同學(xué)們都進(jìn)入了真正 的研究與設(shè)計(jì)狀態(tài)當(dāng)中，但是第二天，江老師并沒有批評(píng)我們，而是給我們講了研究方法，即邊研究邊注意記錄參數(shù)，并且每次研究之后在下次研究時(shí)只改變一個(gè)參數(shù)，這樣進(jìn)行比較地研究。好了，這就是我們的江老師，我要說句：“老師，謝謝拉！”。 其次，談?wù)勎覀冞@組的研究成員，我感覺我們大家十分團(tuán)結(jié)，我是小組長，每次分派任務(wù)時(shí)，大家都很積極主動(dòng)，從不拖拉。大家合作得非常愉快，這是我們?nèi)〉迷O(shè)計(jì)成功的關(guān)鍵因素所在。 總之，通過這次生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我學(xué)到了書本上許多沒有的東西，讓自己在理論知識(shí)和動(dòng)手能力方面都得到了很好的訓(xùn)練 ! 23 附錄一：系統(tǒng)的總的電路圖 圖參照 PROTEUS 文檔，更加直觀 U3G D O U H EC32 0u FX11 2M H ZC22 2p FC12 2p FS W P BR11K+ 5VQ22 N 9 30Q12 N 9 30D5D5R42KR61 00 KR51 00+ 5VQ52 N 9 30Q42 N 9 30D6D6R 112KR 131 00 KR 121 00+ 5VR21KR31KR91K+ 5VD7R 101 0KR72K+ 5VQ3N P NR82KV1V S I NC41 00 0u FC50 .1 u FC60 .1 u FC70 .1 u FG N D1 2V5VV i n1GND3V ou t2U27 80 5V i n1GND3V ou t2U17 81 2123J1C O N 3E A / V P31X119X218R E S E T9( R D ) P 3 .717( W R ) P 3. 616( I N T 0) P 3. 212( I N T 1) P 3. 313( T 0) P 3 .414( T 1) P 3 .515( T 2) P 1 .01( T 2 E X ) P 1 .12P 1. 23P 1. 34P 1. 45P 1. 56P 1. 67P 1. 78P 0. 039P 0. 138P 0. 237P 0. 336P 0. 435P 0. 534P 0. 633P 0. 732P 2. 021P 2. 122P 2. 223P 2. 324P 2. 425P 2. 526P 2. 627P 2. 728P S E N29A L E / P30( T X D )