【導讀】步，其應用領域越來越廣泛，對其要求越來越高，需求越來越迫切。傳感器技術已成為。衡量一個國家科學技術發(fā)展水平的重要標志之一。因此，了解并掌握各類傳感器的基本。結(jié)構(gòu)、工作原理及特性是非常重要的。線性等影響因素。傳感器主要用于測量和控制系統(tǒng)，它的性能好壞直接影響系統(tǒng)的性能。起來，適應傳感器的生產(chǎn)、研制、開發(fā)和應用。另一方面，傳感器的被測信號來自于各。用的傳感器，于是種類繁多的新型傳感器及傳感器系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)。其發(fā)展速度之快，以及其應用之廣，并且還有很大潛力。途，基于實用、廣泛和典型的原則而設計了本系統(tǒng)。檢測，利用單片機實現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)并通過計算機實施溫度監(jiān)控。顯示模塊和溫度調(diào)節(jié)驅(qū)動電路六個部分。整個系統(tǒng)的核心是進行溫度監(jiān)控，完成了課題所有要求。溫度控制范圍為15～25，升溫、降溫階段的溫度控制精度要求為度，本系統(tǒng)要求長時間監(jiān)視培養(yǎng)液的溫度，并對當前的溫度進行控制。PWM最大分辨率為是10位。于串行通訊的標準。

　　

【正文】 備 接收的現(xiàn)象。在實際應用中，因具 體 應用環(huán)境不同 PC和 PIC16F877A單片機 處 理信號 幀 的時間會有不同，所以具 體速率值 依 具 體 應用而 變 化。 7 Protel99 設計原理圖 （ 1）使用 Protel 進行電路板設計的第一步便是設計原理圖，原理圖決定了整個電路的基本功能，也是接下來生成網(wǎng)絡表和設計印刷電路板的基礎。 ① 在 Protel 99 的初始界面下新建一個設計庫，該數(shù)據(jù)庫用來管理項目。 FileNew改文件名－改保存路徑－ OK ② 進入設計庫文件中的文件夾 Document。 ③ 在 Document 文件夾中新建原理圖文件和印制板文件。 FileNewSchematic DocumentOk改文 件名 FileNewPCB DocumentOk改文件名 ④ 打開原理圖文件。 ⑤ 添加原理圖文件庫。 DesignAdd/Remove Library 瀏覽所需零件庫－ AddOk ⑥ 放置電路所需的各種元件，圖件，網(wǎng)絡標號等元器件。 DesignAdd/Remove Library 瀏覽所需零件庫－ AddOk 從零件庫中調(diào)出元件 Placepart ⑦ 對原圖元件進行布局，布線，構(gòu)成一個完整的原理圖。 Placepart ⑧ 編輯和調(diào)整。然后進行輸出存檔。 右鍵－ Properies? .DesignationPartFootrint Save ⑨ 打印或建立報表。 圖 protel設計的流程圖 新建原理圖 NewSCH 添加元件庫 Add/Remove Library 調(diào)出元件 FindPlace Compent 元件布局 連線 設置元件屬性 存盤 Save 打印輸出報表 Print,Rcport 建立網(wǎng)絡報表 Create Netlist （ 2）用 PCB 系統(tǒng)設計 PCB 板分以下 7個步驟： ① 有關參數(shù)的設置。這一步主要設定自動布參數(shù)、自動布線參數(shù)、板面參數(shù)等。 ② PCB 板尺寸設計。在禁止布線層上，沿設計的 PCB 邊畫邊框線，即指定自動布局的范圍。這一步為自動布局打基礎。同時，在上層板面（即元器件面）沿禁止布線層的邊框圖線放置銅 線，這是 PCB板最后成型所必須的。 ③ 布局 就是根據(jù)原理圖上元器件之間的連接關系，并考慮電磁兼容性以及元器件的安裝空間和散熱等，總是將元器件放置在 PCB 電路板上適當?shù)奈恢谩２季值暮脡闹苯佑绊?PCB 板的電氣性能和布局的功能，是 PCB 板設計過程中最費時、最繁瑣的。布局工作需要耐心、細致。盡管系統(tǒng)提供了自動布局的功能，但是一般而言都需要手工調(diào)整。 手工布局，首先載入 SCH 生成的網(wǎng)絡表，通過手工移動元器件 PCB 板上的排列位置實現(xiàn)布局。移動元器件是最好打開網(wǎng)絡連接顯示，這樣就能觀察到相鄰元器件連線的疏 密。 自動布局， PCB 系統(tǒng)環(huán)境提供自動布局功能完成元器件放置，但在細節(jié)處最好使用手工調(diào)整。布局時要求相互間連線多的元器件應該就近放置；相互間可能造成干擾的元器件應遠離：功率器件應考慮散熱空間。 ④ 自動布線。布線就是在元器件引腳之間放置覆銅連線的過程，這一過程可以通過手工完成，也可以自動進行。但是 Protel99 的 PCB系統(tǒng)提供了強大的自動布線功能，建議使用該功能自動布線。在進行自動布線之前，設計人員必須先設計好布線參數(shù)，定義布線規(guī)則。如果不適當，可能會導致自動布線失敗，即布線的成功率不高，所以這一 步要特別注 意 ⑤ 啟動設計規(guī)則檢查 DRC，這一步利用 PCB 提供的 DRC 功能對完成布線的 PCB 板進行檢查，這一步由軟件自動完成。檢查的結(jié)果輸出在報告文件 *.rep 中， PCB 軟件將出錯處在 PCB圖上顯示出來，為檢查、修改提供方便。 ⑥ 板面字符調(diào)整。為了使設計的 PCB 板美觀，并且安裝焊接元器件方便，應將元器件的名稱。設計值的字符參數(shù)移至元器件框外。大小合適且字符不想重疊。 ⑦ 將經(jīng)過 DRC 檢查無誤，且版面字符調(diào)整好的 PCB 設計圖存盤、輸出、制版。 ⑧ 印刷板電路設計完成以后，整個電路板的設計項目就基本完成。存檔以便進行后 期的修改及完善。 圖 PCB板的流程 新建印制板圖 NewPCB 規(guī)劃電路板 添加元件庫 Add/Remove 調(diào)用網(wǎng)絡表 Load Netlist 元件布局 走線 設置絲印字 存盤 Save 打印，輸出報表 交給印制板 電路板成品 手工制板 熱轉(zhuǎn)印法 光印法等 8 硬件電路板的制作 本設計中需要有 2個繼電器控制外圍溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)， 2 個 LED 用來提示串口數(shù)據(jù)指示，還有一個 PIC16F877A 單片機，一個 Max232 電平轉(zhuǎn)換器，一個有源晶體振蕩器及其外圍電阻電容等。在確定電路的正確性，可行性之后，開始使用 Protel 對它進行布圖。 Protel 是一個很好用的電子制作工具，它還可以進行仿真。在畫原理圖的過程中，原理圖中的元件 庫中可能找不到自己要找的元件，如 PIC16F877A 等，所以要自己畫元件。在畫原理圖后，選擇將元件自動編號，然后根據(jù)需要更改部分元件的編號。在定好元件編號后，使用 TOOLS 中的 ERC 進行檢查，它會提示是否有編號相同的元件等錯誤。在 ERC檢查無誤后，便可以開始封裝了。同樣，部分元件的封裝在 PCB 庫中找不到或者是有出入，如按鍵開關， 2 位撥碼開關在 PCB 庫中找不到，所以需要自己根據(jù)元件的實際大小和相應的原理圖中引腳編號，做出正確的封裝。 圖 完整的 PCB圖 另外，可變電阻在原理圖中的引腳編號和 PCB 庫中的引腳編號有點出入（可在原理圖中雙擊元件，選上 HIDDEN PINS，則可以觀察到元件的引腳編號），可以在 PCB 庫中將 該元件的引腳標號改成與原理圖相對應的標號。在封裝好全部元件后，可以生成一個元器件報表，在報表中可以清楚的看到各元件的標號和封裝代號，在進一步檢查完畢后就開始建立網(wǎng)絡表。在禁止布線層中畫一個邊框和電路板大小一樣的矩形，然后開始導入網(wǎng)絡表，在導入網(wǎng)絡表沒有錯誤后，便開始正式布局了。根據(jù)原理圖的走線，將器件 分別拉入框中，放到合適的位置。布局完成后，先設置好安全間距為 10mil，布線層選擇底層，線寬選擇 25 mil，并將焊盤外徑改為 40mil，內(nèi)徑改為 20mil（部分點要根據(jù)需要改小或改大）。然后就開始正式布線。布線不能單靠自動布線，特別是在本設計中有眾多芯片，所以采用根據(jù)原理圖對整個電路進行手動布線。這樣可以使得整個電路看起來整齊些，在碰到有時線路布不通的時候，采用頂層短跳線的方式進行調(diào)整，從而完成整個 PCB 電路板的設計。見圖 。 布好 PCB 圖，檢查無誤后，就將 PCB 圖打印到轉(zhuǎn)印紙上，然后熨到電路板上，腐 蝕，打孔。熨板前，應把銅板用砂紙去掉表面被氧化的部分。腐蝕時，用三氯化鐵加適量的開水配成三氯化鐵溶液進行腐蝕，這樣腐蝕會比較快，腐蝕完后用天那水把電路板清洗，接著便開始打孔（選用 的針頭），打完孔后，用萬用表測量電路線路是否連通，然后先涂上松香溶液（酒精 +松香），這樣焊接速度會比較快，還能防氧化，然后將其放在一邊晾干。同時，測量部分器件（電阻等）是否有損壞，等電路板晾干后，就要把器件按 PCB 圖來安裝好。然后就可以開始焊接了。焊接時要防止虛焊和未連接上，所以在焊好后，再用萬用表測量元件和線路是否連接好 。檢測完畢后，硬件電路板裝配便完成了。 9 設計總結(jié) 通過本次溫度監(jiān)控系統(tǒng)的設計 ,我大有收獲，在制作過程中，一定要注意的每個工作步驟的檢查，確保制作成功。比如在合理布線，檢查裝配無誤的情況下，如果還出現(xiàn)電路無輸出的情況，那么可以肯定是原理圖錯誤，這時就要回到原理圖進行檢查?？傮w的檢查順序應該是原理圖、 PCB 圖、裝配情況、焊接工藝。從整體來說這是一個復雜的過程，要細心謹慎，沉著冷靜，反復檢查，直到找到原因為止。 這次畢業(yè)設計歷時至少 3個月，從一開始的確定課題，到后來的資料查找、理論學習，再有就是近來的調(diào) 試和測試過程，這一切都使我的理論知識和動手能力進一步得到頻率合成電路課題中包含了通信電路和單片機部分知識，可以說是對通信電路知識的一次全面綜合。在畫原理圖、 PCB 布線、安裝和調(diào)試過程中不可避免地遇到各種問題，這要求保持沉著冷靜，聯(lián)系書本理論知識積極地思考，實在解決不了可以請教同學或指導老師。雖然在制作過程中不可避免地遇到很多問題，但是最后還是在老師以及同學的幫助下圓滿解決了這些問題，實現(xiàn)了整個系統(tǒng)設計與最后調(diào)試，相關指標達到期望的要求，很好地完成了本次設計任務。 經(jīng)過四年學習的積累，在已經(jīng)掌握相關專業(yè)方面知 識及其它各方面知識的情況下，我認真嚴肅的完成了我的畢業(yè)設計。 從得到題目到查找資料，從對題目的研究設定到 PCB 電路板的制作，從電路板的調(diào)試到失敗后再一次全部重新開始??在這一個充滿挑戰(zhàn)伴隨挫折，充滿熱情伴隨打擊的過程中，我感觸頗深，它已不僅是一個對我四年學習知識情況和我的應用動手能力的檢驗，而且還是對我的鉆研精神，面對困難的心態(tài)，做事的毅力和耐心的考驗。我在這個過程中深刻的感受到了做畢業(yè)設計的意義所在，和我一樣真正投入了身心去做的人也一定會有同樣的感觸。 本課題的重點、難點是： （ 1） 初步接觸溫度傳感器， 要對傳感器的原理、結(jié)構(gòu)、應用等各方面從頭開始琢磨 ； （ 2） 考慮從非電量信號到電量信號的電路實現(xiàn)原理以及與單片機的接口； （ 3） 熟悉拉 RS232C串口編程的技術； （ 4） 考究調(diào)整電路的實現(xiàn)過程以及怎么樣通過單片機來間接的控制。 通過做本課題，我了解并掌握了傳感器的基本理論知識，更深入的掌握單片機的開發(fā)應用和 PC 編程控制。為以后從事單片機軟硬件產(chǎn)品的設計開發(fā)、 PC 軟件開發(fā)打下了良好的基礎，樹立獨立從事產(chǎn)品研發(fā)的信心，并在這種能力上得到了比較充分的鍛煉。 謝 辭 在本次畢業(yè)設計中，我得到了指導老 師陳紫強的熱心指導。自始至終關心督促畢業(yè)設計進程和進度。幫助解決畢業(yè)設計中遇到的許多問題。還不斷向我們傳授分析問題和解決問題的辦法，并指出了正確的努力方向，使我在畢設過程中少走很多彎路。同時，他還提供給我們專門的各種設備及場所，在調(diào)試過程中能夠有充足的時間。在這里非常感謝趙老師的指導和幫助，并致以誠摯的謝意！ 同時，身邊的同學給了我許多的幫助。在此，我向身邊關心我的同學致以誠摯的謝意！另外，系里的領導和老師也給了我們必要的指導，我也向系和年級的領導們表示衷心的感謝！最后感謝學院對我這幾年的培養(yǎng)。