【文章內(nèi)容簡介】 鐘，不過同時要根據(jù)室外的光線來調(diào)整曝光時間，最好不要晚上做板子，除非你有曝光機。曝光圖如圖43所示。圖43 曝光（5） 顯影: 將顯影劑（燒堿）與水按1：20的比例配置好，如果實在是沒有測量工具的話可以先在容器倒入一礦泉水瓶的三分之一水量，然后放入約為小手指大小的顯影劑，混合均勻后，放入一小塊的感光板實驗一下，之后根據(jù)它的反應來調(diào)整顯影劑的濃度。然后將曝光好的板子放入其中顯像，并微微晃動讓板子表面的顯影液均勻流動。顯影劑配置的好的話，只要幾分鐘就能看到最終效果：除線路和焊盤上一層綠色的感光膜外，其他地方均為裸露的紅色銅。顯影圖如圖44所示。圖44 顯影（6） 蝕刻: 將三氯化鐵按與水的比例為4：6配置好，將顯影好的板子放入裝有三氯化鐵溶液的塑料盆中（不要用金屬盆，特別是銅的），蝕刻電路板，在蝕刻的同時，如果給溶液加熱的保持溫度在5060度之間，溫度越高蝕刻速度越快。最終效果是除有線路的地方有感光膜覆蓋銅線外，其他地方的銅均已被腐蝕掉，剩下絕緣的基板，這樣電路板就算是做好了。（在這個過程中，可能無法很好的掌握好比例，可以通過調(diào)節(jié)水溫的方法實現(xiàn)）。蝕刻圖如圖45所示。圖45蝕刻（7）去膜：將蝕刻好的電路板，再次放入顯影液溶液中，去掉線路上的感光膜，這個顯影液的濃度沒有什么要求。最終效果是板上只剩下需要的線路，且線路上沒有感光膜，均為紅色的銅線。（8）鉆孔：用電鉆對零件孔或需要鉆孔的地方進行鉆孔。鉆孔圖如圖46所示。圖46 鉆孔 手工焊接技術（1） 焊接的工具焊接所用的工具為電烙鐵，電烙鐵有內(nèi)熱式和外熱式兩種，電子制作中以20－40W的內(nèi)熱式烙鐵為宜，焊臺是比電烙鐵更為優(yōu)越的焊接工具。不同用途所使用的烙鐵類型也不同，從烙鐵頭就可以分為很多種，一般使用的是尖錐式密集焊點的烙鐵。暫時不用的電烙鐵要放在烙鐵架上，新的烙鐵也不能拿來就用，需要先給烙鐵鍍上一層焊錫才能使用。（2） 錫焊前的預制工作先用砂紙或利器將焊件表面的氧化物及污垢處理干凈，使焊件露出金色光澤，然后用預熱好的烙鐵頭沾上錫，在焊件表面均勻地涂上一層錫，良好的鍍層應該均勻發(fā)亮，無顆粒和表面凹凸現(xiàn)象。（3） 手工焊接的五步操作法A 準備施焊：一手拿電烙鐵，一手拿焊錫絲。電烙鐵有握筆式和拳握法。 B 加熱焊接點：將烙鐵邊側(cè)放置于焊件與焊盤形成的直角處，使焊接升溫。C 送入焊錫絲：及時將焊錫絲放置到電烙鐵焊接處的對面，接觸焊件。D 移開焊錫絲：落在焊點上的焊料適量后，迅速移開焊錫絲。 E 移開電烙鐵：當焊點上的焊料接近飽滿，充分浸潤在焊盤和焊件之間，在焊錫最光亮，流動性最強時，及時迅速地移開電烙鐵，移開的時候往上稍稍提拉（完全焊接過程所用的時間大約3－5秒）。（4） 焊接技術要點① 注意焊接時機。最好的焊接時間是在做完了電路板之后就立即焊接，防止電路板放置時間過長被氧化，所以電路板打好孔之后中馬上就進行焊接。② 注意拿板方式。不要用手直接接觸電路板的銅線電路，防止手上的污漬沾上電路板，導致元件焊接不上。正確的方式應該是使用手指同時拿板的邊緣處。③ 注意焊接順序。焊接順序為先焊接元件高度低的，后焊接元件高度高的，比如飛線就應該最先焊。部分元件，如DIP封裝的底座、IDC封裝的插針，最好是裝上元件之后，再進行焊接，防止底座因受熱變形，影響焊接過程。④ 注意焊接過程中元件高度調(diào)整。元件焊接完后，應該是緊靠在板上的，防止之后意外受力，導致反面焊接處的銅皮翹起斷裂，所以，在焊接兩個引腳的元件的時候，應先焊一邊的管腳，壓緊后再焊另一邊的管腳；焊接多個引腳的元件的時候，先對角焊好，調(diào)整后再焊其他的引腳。下圖為修改前的成品圖如圖47所示。圖47 成品圖 小結(jié)對于硬件的做法，只為這個實驗，而去準備，而不是批量化的生產(chǎn)，是比較麻煩的。在制作的過程中因為無法正確的掌握藥品的用量，所以開始很擔心，但是后來在做的過程中，認為升高溫度應該也是可以的，就用了升高溫度，結(jié)果是肯定的。對于其他步驟，在做的過程中才能感悟到，實踐很簡單，就是照做就行，也有點難，因為細節(jié)很難把握。5 程序設計 程序整體規(guī)劃說明程序是單片機內(nèi)使用的程序，通過Keil來調(diào)試，再通過ISPLAY寫入單片機。在程序內(nèi)部，首先是對單片機的初始化，DS18B20初始化，串口置位，超聲波置位。然后對溫度的測量，在得到溫度的同時超聲波測量時間差，并和溫度進行運算得到距離值。在通過串口傳送出去，LCD是實時負責顯示的部分。在本章中列出了一些重要的程序段，但詳細程序見附錄一。 DS18B20溫度傳感器程序?qū)τ诒境绦騿纹瑱C訪問DS18B20需要經(jīng)過以下幾個步驟,DS18B20程序流程圖如圖51所示。圖51 DS18B20程序流程圖說明如下。 （1）DS18B20復位。（2）寫入跳過ROM的字節(jié)，即0xcc。（3）寫入開始轉(zhuǎn)換的功能命令，0x44。（4）DS18B20再次復位。（5）再次寫入跳過ROM的字節(jié)，即0xcc。（6）寫入暫存的功能命令，0xbe。（7）讀入結(jié)果的低八位。（8）讀入結(jié)果的高八位[10]。其中讀出數(shù)據(jù)部分程序為：void TemperatuerResult(void) { unsigned char i,temp_buff[2],crc_data=0。 while(Init_DS18B20())。 WriteOneChar(0xcc)。 WriteOneChar(0x44)。 delay_ds18b20(50000)。 while(Init_DS18B20())。 WriteOneChar(0xcc)。 WriteOneChar(0xbe)。 for(i=0。i2。i++) { temp_buff[i] = ReadOneChar()。 } tpmsb=temp_buff[1]。 //讀入溫度數(shù)據(jù)高字節(jié) tplsb=temp_buff[0]。 //讀入溫度數(shù)據(jù)低字節(jié) } 超聲波測距程序說明超聲波程序主要是對電平的控制，對單片機里的時鐘周期進行計數(shù)，就是對發(fā)射和接受所花費的時間進行計數(shù)。然后得到時間差，再用這個時間差和溫度值進行計算就可以得到所需要的比較準確的距離值。超聲波程序圖如圖52所示。圖52 超聲波程序圖如圖，單片機向探頭T發(fā)送一個脈沖，超聲波遇到障礙物時返回這個脈沖，然后和DS18B20所取得的溫度一起計算，可得到距離。計算公式為距離s=（發(fā)送脈沖時間得到信號時間）*超聲波速度/2；超聲波速度v=+*溫度值。其中超聲波程序讀取數(shù)據(jù)部分程序為：while(1) //檢測到高電平時定時器0開始計時 { if(ECHO==1) { TH0 = 0。 TL0 = 0。 TR0 = 1。 break。 } if(TH0amp。0x80) { flag = 1。 break。 } } while(1) { if(ECHO==0) {TR0 = 0。 break。} if(TH0amp。0x80){flag = 1。 break。} } ConutDistance()。 //計算}LCD1602程序流程圖如圖53所示。如圖所示，其中由于本設計的顯示部分分兩個部分，所以在寫字符串時需要寫兩次。程序如下：//寫入字符串到第x（1，2）行y（0，15）列 void LCD1602_write_string(unsigned x,unsigned char y,unsigned char *s){ unsigned char i = 0。 x = (x1)*0x40。 //第幾行 y = x+y。 //第幾列 LCD_write_instruction(0x80+y)。 while(s[i] != 0x00) //寫入字符串值 { LCD_write_data(s[i])。 i++。 }}圖53 LCD1602程序流程圖//功能描述: 寫入字符到第x（1，2）行y（0，15）列void LCD1602_write_char(unsigned x,unsigned char y,unsigned char dat ){ unsigned char i = 0。 x = (x1)*0x40。 //第幾行 y = x+y。 //第幾列 LCD_write_instruction(0x80+y)。 LCD_write_data(dat)。 //寫入字符串值} 顯示程序和Main函數(shù)說明本設計開始的開始時候并沒有考慮到使用LCD的情況，物件和程序是后來添加的，方便管理和現(xiàn)實使用的是LCD1602顯示器，這是一款工業(yè)字符型液晶，能夠同時顯示16x02即32個字符的。但是價格不是很貴。所以選擇這款使用[11]。主函數(shù)主要當然責調(diào)用，另外把輸出和現(xiàn)實的部分也加入其中了。這樣更方便一點。開始的一個是延遲函數(shù)，在本設計中使用了很多種遲函數(shù)，來針對不同的需要。在LCD顯示部分，分上下兩部分，上邊是顯示的距離，下邊是溫度。通過串口發(fā)送的是十六進制的，但是顯示部分是用的十進制的。所以通過LCD可以看到數(shù)據(jù)，如果是通過串口需要十六進制轉(zhuǎn)為十進制。另外由于硬件的原因。原因是硬件的質(zhì)量還不能達到很遠的距離，而且如果要很遠成本會非常大，在現(xiàn)實中一般是選用的其他方法測量。串口通信時，上位機發(fā)送F給下位機。下位機就會發(fā)送信息給上位機，發(fā)送的格式是SxxWxOK。S后邊是水位，是用的兩個字節(jié)，W是溫度，一個字節(jié)就夠了，只能現(xiàn)實整數(shù)，OK一次發(fā)送信息的結(jié)束。數(shù)據(jù)流出方式如圖54所示。圖中LCD1602的數(shù)據(jù)是由STC12C5A60S2每個周期得到的數(shù)據(jù)實時顯示，不需要外部命令。當上位機發(fā)送命令需求本設計的芯片發(fā)送數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)從串口輸出。其中LCD和串口通信程序如下：while(1) { if(receivebit2) { receivebit2 = 0。 Temperature = receivedata2 45。 LCD1602_write_char(2,12,Temperature/10+0x30)。 LCD1602_write_char(2,13,Temperature%10+0x30)。 break。 } }圖54 數(shù)據(jù)顯示和流出方式 if(receivebit1) { receivebit1 = 0。 if(receivedata1 == 39。F39。) { receivedata1 = 0。 SendData1(39。S39。)。 SendData1(tempDistance8)。 //發(fā)送距離數(shù)據(jù)的高位 SendData1(tempDistance)。 //發(fā)送距離數(shù)據(jù)的低位 SendData1(39。W39。)。 SendData1(Temperature)。 //發(fā)送溫度數(shù)據(jù) SendData1(39。O39。)。 SendData1(39。K39。)。 } }通過本章節(jié)的說明，了解到本設計的幾個功能模塊的工作方式，包括DS18b20的程序，超聲波測距的程序，以及輸出函數(shù)等。STC12C5A60S2是本設計的頭腦位置。是處理數(shù)據(jù)和調(diào)用個個器件的核心。STC12C5A60S2向超聲波探頭發(fā)送脈沖獲得時間差并通過與溫度一起計算得到距離值。距離和溫度值可以由LCD1602直接顯示，也可以通過向串口發(fā)送命令“F”，來獲得數(shù)據(jù)。6 程序調(diào)試與誤差分析 使用Keil和Protues調(diào)試程序說明Keil主要是對程序是否出錯進行調(diào)試，但是程序正確不代表可以在單片機里運行，所以需要用到Protues進行模擬。在Keil進行調(diào)試時的步驟是如下。