【文章內(nèi)容簡介】 B制作的第一步，就是繪制原理圖，根據(jù)設(shè)計要求，建立PCB工程，并在PCB工程下建立原理圖以及PCB（P），同時應(yīng)該新建集成庫工程，并在集成庫下新建原理圖庫以及PCB元件庫。在原理圖繪制過程中，可選擇庫中已存在的元件，對于沒有的元件，應(yīng)參照相關(guān)元件的資料，在原理圖庫中新建元件，原理圖庫里面可新建多個元件。原理圖中的線應(yīng)選擇正確的電線，如果電線太多過于復(fù)雜可以選擇使用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號名稱相同的是連通的，同時因標(biāo)注好對應(yīng)元件值的大小。 元件封裝對于已經(jīng)繪制好的原理圖，下一步就是對元件進(jìn)行封裝，雙擊元件—添加—Footprint，“PCB庫”選擇任意。單擊“瀏覽”，選擇相應(yīng)的庫，找到相應(yīng)元件的封裝，或者單擊“發(fā)現(xiàn)”，輸入封裝的名稱查找。如果庫里面沒有相應(yīng)的元件的封裝，則必須在集成庫下的PCB元件庫里面，根據(jù)芯片（元件）的資料，新建封裝。做好新封裝，可以在原理圖庫里面將新建元件關(guān)聯(lián)起來，然后編譯。在右方就會生成自己新建的庫。 規(guī)劃電路板在繪制印刷電路板之前，我們必須對所用的電路板進(jìn)行初步的規(guī)劃。比如是采用單面板、雙面板還是多層電路板，電路板需要多大的尺寸，采用什么樣的連接器，元件采用什么樣的封裝形式，是雙列直插（DIP）還是其他形式，元件的安裝位置等等。千萬不要小看這步工作，它直接影響到后續(xù)工作的進(jìn)行。如果在這里出現(xiàn)問題，很可能會對后面的工作造成很大的麻煩，甚至使設(shè)計工作無法繼續(xù)進(jìn)行。本設(shè)計芯片封裝均采用DIP封裝，電路板的尺寸控制在10*10cm以下，雕刻的是單面板。 電路板（PCB）編輯器首先根據(jù)已經(jīng)封裝好的原理圖，生成PCB板，步驟是：設(shè)計—Update PCB Docment—執(zhí)行更改—進(jìn)入印刷電路板（PCB）編輯器的編輯環(huán)境。啟動編輯器后，用戶對元件的布置參數(shù)，板層參數(shù)、布線參數(shù)等進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置。其中有些參數(shù)可以直接采用系統(tǒng)的缺省值，有些參數(shù)必須根據(jù)設(shè)計要求進(jìn)行修改，而有些參數(shù)可以根據(jù)自己的習(xí)慣進(jìn)行設(shè)置?？傊?，參數(shù)的設(shè)定是在滿足設(shè)計要求的前提下盡量符合個人習(xí)慣，所以因人而異。作圖環(huán)境設(shè)置：設(shè)計—規(guī)則，線寬約束為1530mil，大小在10*10cm以內(nèi)。 布置元件在設(shè)定好電路板的尺寸和外形并裝入網(wǎng)絡(luò)表后，程序會自動裝入元件，并自動將元件布置在電路板的邊界內(nèi)。盡管程序可以自動根據(jù)電路板的外形尺寸布置各個元件的位置，但是畢竟不可能完全滿足設(shè)計的要求，因此用戶還要對元件的位置進(jìn)行手工調(diào)整，以便順利地進(jìn)行下面的布線工作。 自動布線與手工調(diào)整Altium Designer ，只要各種參數(shù)設(shè)置合理、元件的位置得當(dāng)，自動布線的成功率幾乎是100%。但是，由于算法的限制以及用戶的特殊要求或習(xí)慣，自動布線往往也有許多不盡人意的地方，我們還必須靠手工進(jìn)行調(diào)整。手工布線中有很多至關(guān)重要的竅門，需要在操作過程中體會摸索，真正掌握了手工布線的技巧才算是真正學(xué)會了印刷電路板設(shè)計。 PCB文件的保存完成印刷電路板的布線工作后，我們應(yīng)該及時地將文件進(jìn)行存盤及打印輸出，以備以后雕刻電路板使用。PCB板雕刻可以在學(xué)校雕刻，或者找廠家預(yù)定生產(chǎn)[12]。 本設(shè)計的PCB本設(shè)計電路板采用單層。為了使布線盡可能短，元件布局按信號流程布局。PCB板上的元器件放置的順序為：1. 放置與結(jié)構(gòu)有緊密配合的固定位置的元器件，如電源插座、開關(guān)、連接件等，這些器件放置好后用軟件的LOCK功能將其鎖定，使之以后不會被誤移動；2. 放置器件；3. 在設(shè)計PCB板時，元件的放置要考慮電路中的抗干擾能力。例如，在內(nèi)部時鐘方式的電路部分，晶體或陶瓷振蕩器和電容盡可能安裝得與單片機靠近，以減少寄生電容，更好的保證振蕩器穩(wěn)定和可靠地工作。最終完成的PCB如圖51所示。圖51 PCB圖 硬件電路調(diào)試以上為本作品的設(shè)計過程和結(jié)果的詳細(xì)介紹，但是，從本質(zhì)上來講，都是純理論的設(shè)計和分析。為了驗證作品的可行性，我還做了硬件電路，來對設(shè)計作品中設(shè)計方案的主要功能及其理論進(jìn)行實際驗證，如圖44所示。同時，在軟硬件電路的調(diào)試過程，也可以發(fā)現(xiàn)本設(shè)計作品中有沒有一些不足和錯誤的地方。當(dāng)硬件設(shè)計從布線到安裝完成之后，就開始進(jìn)入硬件調(diào)試階段，調(diào)試大體分為以下幾步。1. 排除邏輯故障；2. 排除電源故障；3. 排除元器件失效；4. 脫機調(diào)試；5. 接入單片機調(diào)試；圖44 硬件電路調(diào)試結(jié) 論本系統(tǒng)主要研究了一種基于單片機的步進(jìn)電機控制及驅(qū)動的電路設(shè)計。設(shè)計采用SST89E516RD單片機作為控制模塊的核心，利用單片機編程實現(xiàn)了對步進(jìn)電機的控制。由單片機產(chǎn)生的信號經(jīng)ULN2003A芯片進(jìn)行功率放大，驅(qū)動步進(jìn)電機工作，同時由數(shù)碼管同步顯示預(yù)置數(shù)和所轉(zhuǎn)圈數(shù)，由相應(yīng)的按鍵實現(xiàn)預(yù)置圈數(shù)、控制、清零功能。系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)：1. 預(yù)設(shè)步進(jìn)電機所轉(zhuǎn)圈數(shù)；2. 啟動停止、正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)、加速減速等功能的基本控制；3. 同步顯示圈數(shù)；4. 電機轉(zhuǎn)至預(yù)置圈數(shù)內(nèi)循環(huán)轉(zhuǎn)動；5. 對預(yù)置數(shù)進(jìn)行清零操作。6. 狀態(tài)指示燈顯示在系統(tǒng)設(shè)計過程中，力求硬件電路簡單，充分發(fā)揮軟件部分的優(yōu)勢，編程靈活方便來滿足系統(tǒng)的要求。通過實際測試表明本設(shè)計系統(tǒng)的性能優(yōu)于傳統(tǒng)步進(jìn)電機控制器，具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、實用性強、人機接口簡單方便、性價比高等特點。本設(shè)計作品，就是單片機在智能化儀表方面的具體應(yīng)用，充分體現(xiàn)了單片機的優(yōu)越之處。本論文，從硬件設(shè)計到軟件設(shè)計，根據(jù)硬件的工作原理及設(shè)計原理，對設(shè)計的設(shè)計方案做了仔細(xì)的分析和比較，最后確定下來完整可行的解決方案。為了驗證設(shè)計出的系統(tǒng)的功能可靠性和方案的可行性，我還制作了硬件電路。硬件電路是為了驗證方案原理而設(shè)計的，在調(diào)試過程中，也得到了令人滿意的效果，很好的驗證了設(shè)計方案的可行性。致 謝大學(xué)四年即將隨著畢業(yè)設(shè)計的全部完成而落幕。歲月如梭，四年中，雖然自己的專業(yè)技能不夠好，但是自己的學(xué)習(xí)能力得到了提高。畢業(yè)設(shè)計是對知識的豐富，是對所學(xué)知識鞏固和靈活運用的考驗，是對自學(xué)能力的考驗。本次設(shè)計的完成除了因為我自己查閱了大量的資料，總結(jié)并鞏固了專業(yè)知識，用心做好設(shè)計外，還因為得到了老師和同學(xué)的極力幫助，讓我明白了團(tuán)結(jié)合作的力量是無窮的。在此，我要由衷的感謝我的指導(dǎo)老師，朱云芳、翟旭老師，是在他孜孜不倦和耐心細(xì)心的指導(dǎo)幫助下，我才得以順利地完成設(shè)計。我還要感謝很有經(jīng)驗的杜海洋同學(xué)的大力支持和幫助。沒有老師和這些同學(xué)一直以來的幫助，我不可能很圓滿地完成設(shè)計。同時，我還要衷心感謝大學(xué)中所有教過我的老師，感謝他們將知識毫無保留的傳授，感謝他們大學(xué)四年對我的敦敦教誨和關(guān)心及對我各方面的幫助，感謝陪伴我走過這難舍難忘四年時光的所有同窗，感謝你們的關(guān)心與幫助！最后，我要感謝我的父母，感謝你們這么多年對我含辛茹苦地養(yǎng)育和培養(yǎng)。參考文獻(xiàn)[1] ，1997：1～200[2] ，機械工業(yè)出版社，1994：20～90[3] ，第5期：1～3[4] ，2002年：50～150[5] ，2009：93～225[6] 楊寧,，2005:22～175[7] ．，2011：34～72[8] ．機械工業(yè)出版社．2005:15～97[9] :67～85[10] :35～65[11] 靳桅,，2000：21～90[12] 江思敏等．ALTIUM ．2009年:15～97附錄1本設(shè)計原理圖附錄2include include include define uchar unsigned chardefine uint unsigned intuchar mode=0。uchar setFigure=0。define clockwise 0//順時針 define anticlockwise 4//逆時針define longPressTime 100//*delay(keyDelayTime:5) =1sdefine FlashTime 120 //*delay(2) uint countFlashTime=0。bit flashState=1。define FlashLedOFF 0x00define LedON 0uchar countClockwiseRound。uchar setedClockwiseRound=50。uchar setedClockwiseRoundDouble=50。uchar countAnticlockwiseRound。uchar setedAnticlockwiseRound=50。uchar setedAnticlockwiseRoundDouble=50。uchar singleRoundPart=0。//6 equal one roundsbit MotorRotationLed=P1^7。//led to show motor Rotationuchar MotorRotation=0。sbit longPressedLed=P1^6。// sbit motorSwitchLed=P1^5。bit motorSwitch=1。 sbit singleRotationLed=P1^4。bit singleRotation=1。//speeddefine maxMotorSpeed 9uchar motorSpeed=1。//minSpeed =1uint countDelayTime=0。define maxDelayTime 180//=180uint SpeedDelayTime。//sfr StepMotorPort=0x90。//P1:0~3uchar motorStep=0。bit nextStep=1。uchar code motorInstruction[]={0x01,0x02,0x04,0x08,0x08,0x04,0x02,0x01}。// 電機正反轉(zhuǎn)指令I(lǐng)O口的高低電平對應(yīng)表 //// 為串口sbit key1 =P3^2。 //按鍵 sbit key2 =P3^3。sbit key3 =P3^4。sbit key4 =P3^5。define keyDelayTime 5define keyDown 0uchar keyCode=0。uint countPressTime。bit keyPressed=0。//uchar tmpKeyCode。 //P2口 腳 分開控制 ，使buzz不受影響 sbit P20 =P2^0。sbit P21 =P2^1。sbit P22 =P2^2。sbit P23 =P2^3。sbit P24 =P2^4。sbit P25 =P2^5。unsigned char display_buffer[6]。//數(shù)碼管顯示緩存 unsigned char code display_code[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x40}。//數(shù)字0~9。39。39。=unused void delay(unsigned char Data){ unsigned char i,j。 for(i=0。i=Data。i++) { for(j=0。j60。j++)//140 28 { _nop_()。//空指令，起消耗CPU的時間的作用。 } }}void display(void){// 顯示 輔助函數(shù) unsigned