【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 B制作的第一步，就是繪制原理圖，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，建立PCB工程，并在PCB工程下建立原理圖以及PCB（P），同時(shí)應(yīng)該新建集成庫(kù)工程，并在集成庫(kù)下新建原理圖庫(kù)以及PCB元件庫(kù)。在原理圖繪制過(guò)程中，可選擇庫(kù)中已存在的元件，對(duì)于沒(méi)有的元件，應(yīng)參照相關(guān)元件的資料，在原理圖庫(kù)中新建元件，原理圖庫(kù)里面可新建多個(gè)元件。原理圖中的線應(yīng)選擇正確的電線，如果電線太多過(guò)于復(fù)雜可以選擇使用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)名稱(chēng)相同的是連通的，同時(shí)因標(biāo)注好對(duì)應(yīng)元件值的大小。 元件封裝對(duì)于已經(jīng)繪制好的原理圖，下一步就是對(duì)元件進(jìn)行封裝，雙擊元件—添加—Footprint，“PCB庫(kù)”選擇任意。單擊“瀏覽”，選擇相應(yīng)的庫(kù)，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(chēng)查找。如果庫(kù)里面沒(méi)有相應(yīng)的元件的封裝，則必須在集成庫(kù)下的PCB元件庫(kù)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(kù)里面將新建元件關(guān)聯(lián)起來(lái)，然后編譯。在右方就會(huì)生成自己新建的庫(kù)。 規(guī)劃電路板在繪制印刷電路板之前，我們必須對(duì)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(wàn)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(wèn)題，很可能會(huì)對(duì)后面的工作造成很大的麻煩，甚至使設(shè)計(jì)工作無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行。本設(shè)計(jì)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(jì)—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(dòng)編輯器后，用戶(hù)對(duì)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(jì)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(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的前提下盡量符合個(gè)人習(xí)慣，所以因人而異。作圖環(huán)境設(shè)置：設(shè)計(jì)—規(guī)則，線寬約束為1530mil，大小在10*10cm以?xún)?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(huì)自動(dòng)裝入元件，并自動(dòng)將元件布置在電路板的邊界內(nèi)。盡管程序可以自動(dòng)根據(jù)電路板的外形尺寸布置各個(gè)元件的位置，但是畢竟不可能完全滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的要求，因此用戶(hù)還要對(duì)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(dòng)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(dòng)布線的成功率幾乎是100%。但是，由于算法的限制以及用戶(hù)的特殊要求或習(xí)慣，自動(dòng)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(mén)，需要在操作過(guò)程中體會(huì)摸索，真正掌握了手工布線的技巧才算是真正學(xué)會(huì)了印刷電路板設(shè)計(jì)。 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(shí)地將文件進(jìn)行存盤(pán)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(jì)的PCB本設(shè)計(jì)電路板采用單層。為了使布線盡可能短，元件布局按信號(hào)流程布局。PCB板上的元器件放置的順序?yàn)椋?. 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(kāi)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(huì)被誤移動(dòng)；2. 放置器件；3. 在設(shè)計(jì)PCB板時(shí)，元件的放置要考慮電路中的抗干擾能力。例如，在內(nèi)部時(shí)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(jī)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(jì)過(guò)程和結(jié)果的詳細(xì)介紹，但是，從本質(zhì)上來(lái)講，都是純理論的設(shè)計(jì)和分析。為了驗(yàn)證作品的可行性，我還做了硬件電路，來(lái)對(duì)設(shè)計(jì)作品中設(shè)計(jì)方案的主要功能及其理論進(jìn)行實(shí)際驗(yàn)證，如圖44所示。同時(shí)，在軟硬件電路的調(diào)試過(guò)程，也可以發(fā)現(xiàn)本設(shè)計(jì)作品中有沒(méi)有一些不足和錯(cuò)誤的地方。當(dāng)硬件設(shè)計(jì)從布線到安裝完成之后，就開(kāi)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(jī)調(diào)試；5. 接入單片機(jī)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(jī)的步進(jìn)電機(jī)控制及驅(qū)動(dòng)的電路設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)采用SST89E516RD單片機(jī)作為控制模塊的核心，利用單片機(jī)編程實(shí)現(xiàn)了對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制。由單片機(jī)產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng)ULN2003A芯片進(jìn)行功率放大，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)工作，同時(shí)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(shí)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(jī)所轉(zhuǎn)圈數(shù)；2. 啟動(dòng)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(jī)轉(zhuǎn)至預(yù)置圈數(shù)內(nèi)循環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)；5. 對(duì)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(jì)過(guò)程中，力求硬件電路簡(jiǎn)單，充分發(fā)揮軟件部分的優(yōu)勢(shì)，編程靈活方便來(lái)滿(mǎn)足系統(tǒng)的要求。通過(guò)實(shí)際測(cè)試表明本設(shè)計(jì)系統(tǒng)的性能優(yōu)于傳統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)控制器，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、實(shí)用性強(qiáng)、人機(jī)接口簡(jiǎn)單方便、性?xún)r(jià)比高等特點(diǎn)。本設(shè)計(jì)作品，就是單片機(jī)在智能化儀表方面的具體應(yīng)用，充分體現(xiàn)了單片機(jī)的優(yōu)越之處。本論文，從硬件設(shè)計(jì)到軟件設(shè)計(jì)，根據(jù)硬件的工作原理及設(shè)計(jì)原理，對(duì)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方案做了仔細(xì)的分析和比較，最后確定下來(lái)完整可行的解決方案。為了驗(yàn)證設(shè)計(jì)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(yàn)證方案原理而設(shè)計(jì)的，在調(diào)試過(guò)程中，也得到了令人滿(mǎn)意的效果，很好的驗(yàn)證了設(shè)計(jì)方案的可行性。致 謝大學(xué)四年即將隨著畢業(yè)設(shè)計(jì)的全部完成而落幕。歲月如梭，四年中，雖然自己的專(zhuān)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(jì)是對(duì)知識(shí)的豐富，是對(duì)所學(xué)知識(shí)鞏固和靈活運(yùn)用的考驗(yàn)，是對(duì)自學(xué)能力的考驗(yàn)。本次設(shè)計(jì)的完成除了因?yàn)槲易约翰殚喠舜罅康馁Y料，總結(jié)并鞏固了專(zhuān)業(yè)知識(shí)，用心做好設(shè)計(jì)外，還因?yàn)榈玫搅死蠋熀屯瑢W(xué)的極力幫助，讓我明白了團(tuán)結(jié)合作的力量是無(wú)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(jì)。我還要感謝很有經(jīng)驗(yàn)的杜海洋同學(xué)的大力支持和幫助。沒(méi)有老師和這些同學(xué)一直以來(lái)的幫助，我不可能很圓滿(mǎn)地完成設(shè)計(jì)。同時(shí)，我還要衷心感謝大學(xué)中所有教過(guò)我的老師，感謝他們將知識(shí)毫無(wú)保留的傳授，感謝他們大學(xué)四年對(duì)我的敦敦教誨和關(guān)心及對(duì)我各方面的幫助，感謝陪伴我走過(guò)這難舍難忘四年時(shí)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(duì)我含辛茹苦地養(yǎng)育和培養(yǎng)。參考文獻(xiàn)[1] ，1997：1～200[2] ，機(jī)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(jī)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(jì)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(shí)針 define anticlockwise 4//逆時(shí)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(jī)正反轉(zhuǎn)指令I(lǐng)O口的高低電平對(duì)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(kāi)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(shí)間的作用。 } }}void display(void){// 顯示 輔助函數(shù) unsigned