【導(dǎo)讀】步，其應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，對(duì)其要求越來(lái)越高，需求越來(lái)越迫切。傳感器技術(shù)已成為。衡量一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。因此，了解并掌握各類(lèi)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(cè)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(lái)，適應(yīng)傳感器的生產(chǎn)、研制、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。另一方面，傳感器的被測(cè)信號(hào)來(lái)自于各。用的傳感器，于是種類(lèi)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(yīng)用之廣，并且還有很大潛力。途，基于實(shí)用、廣泛和典型的原則而設(shè)計(jì)了本系統(tǒng)。檢測(cè)，利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)并通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)施溫度監(jiān)控。顯示模塊和溫度調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電路六個(gè)部分。整個(gè)系統(tǒng)的核心是進(jìn)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(zhǎng)時(shí)間監(jiān)視培養(yǎng)液的溫度，并對(duì)當(dāng)前的溫度進(jìn)行控制。PWM最大分辨率為是10位。于串行通訊的標(biāo)準(zhǔn)。

　　

【正文】 備 接收的現(xiàn)象。在實(shí)際應(yīng)用中，因具 體 應(yīng)用環(huán)境不同 PC和 PIC16F877A單片機(jī) 處 理信號(hào) 幀 的時(shí)間會(huì)有不同，所以具 體速率值 依 具 體 應(yīng)用而 變 化。 7 Protel99 設(shè)計(jì)原理圖 （ 1）使用 Protel 進(jìn)行電路板設(shè)計(jì)的第一步便是設(shè)計(jì)原理圖，原理圖決定了整個(gè)電路的基本功能，也是接下來(lái)生成網(wǎng)絡(luò)表和設(shè)計(jì)印刷電路板的基礎(chǔ)。 ① 在 Protel 99 的初始界面下新建一個(gè)設(shè)計(jì)庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)用來(lái)管理項(xiàng)目。 FileNew改文件名－改保存路徑－ OK ② 進(jìn)入設(shè)計(jì)庫(kù)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(kāi)原理圖文件。 ⑤ 添加原理圖文件庫(kù)。 DesignAdd/Remove Library 瀏覽所需零件庫(kù)－ AddOk ⑥ 放置電路所需的各種元件，圖件，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)等元器件。 DesignAdd/Remove Library 瀏覽所需零件庫(kù)－ AddOk 從零件庫(kù)中調(diào)出元件 Placepart ⑦ 對(duì)原圖元件進(jìn)行布局，布線，構(gòu)成一個(gè)完整的原理圖。 Placepart ⑧ 編輯和調(diào)整。然后進(jìn)行輸出存檔。 右鍵－ Properies? .DesignationPartFootrint Save ⑨ 打印或建立報(bào)表。 圖 protel設(shè)計(jì)的流程圖 新建原理圖 NewSCH 添加元件庫(kù) Add/Remove Library 調(diào)出元件 FindPlace Compent 元件布局 連線 設(shè)置元件屬性 存盤(pán) Save 打印輸出報(bào)表 Print,Rcport 建立網(wǎng)絡(luò)報(bào)表 Create Netlist （ 2）用 PCB 系統(tǒng)設(shè)計(jì) PCB 板分以下 7個(gè)步驟： ① 有關(guān)參數(shù)的設(shè)置。這一步主要設(shè)定自動(dòng)布參數(shù)、自動(dòng)布線參數(shù)、板面參數(shù)等。 ② PCB 板尺寸設(shè)計(jì)。在禁止布線層上，沿設(shè)計(jì)的 PCB 邊畫(huà)邊框線，即指定自動(dòng)布局的范圍。這一步為自動(dòng)布局打基礎(chǔ)。同時(shí)，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(guān)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(dāng)?shù)奈恢?。布局的好壞直接影?PCB 板的電氣性能和布局的功能，是 PCB 板設(shè)計(jì)過(guò)程中最費(fèi)時(shí)、最繁瑣的。布局工作需要耐心、細(xì)致。盡管系統(tǒng)提供了自動(dòng)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(luò)表，通過(guò)手工移動(dòng)元器件 PCB 板上的排列位置實(shí)現(xiàn)布局。移動(dòng)元器件是最好打開(kāi)網(wǎng)絡(luò)連接顯示，這樣就能觀察到相鄰元器件連線的疏 密。 自動(dòng)布局， PCB 系統(tǒng)環(huán)境提供自動(dòng)布局功能完成元器件放置，但在細(xì)節(jié)處最好使用手工調(diào)整。布局時(shí)要求相互間連線多的元器件應(yīng)該就近放置；相互間可能造成干擾的元器件應(yīng)遠(yuǎn)離：功率器件應(yīng)考慮散熱空間。 ④ 自動(dòng)布線。布線就是在元器件引腳之間放置覆銅連線的過(guò)程，這一過(guò)程可以通過(guò)手工完成，也可以自動(dòng)進(jìn)行。但是 Protel99 的 PCB系統(tǒng)提供了強(qiáng)大的自動(dòng)布線功能，建議使用該功能自動(dòng)布線。在進(jìn)行自動(dòng)布線之前，設(shè)計(jì)人員必須先設(shè)計(jì)好布線參數(shù)，定義布線規(guī)則。如果不適當(dāng)，可能會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)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(dòng)設(shè)計(jì)規(guī)則檢查 DRC，這一步利用 PCB 提供的 DRC 功能對(duì)完成布線的 PCB 板進(jìn)行檢查，這一步由軟件自動(dòng)完成。檢查的結(jié)果輸出在報(bào)告文件 *.rep 中， PCB 軟件將出錯(cuò)處在 PCB圖上顯示出來(lái)，為檢查、修改提供方便。 ⑥ 板面字符調(diào)整。為了使設(shè)計(jì)的 PCB 板美觀，并且安裝焊接元器件方便，應(yīng)將元器件的名稱(chēng)。設(shè)計(jì)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(guò) DRC 檢查無(wú)誤，且版面字符調(diào)整好的 PCB 設(shè)計(jì)圖存盤(pán)、輸出、制版。 ⑧ 印刷板電路設(shè)計(jì)完成以后，整個(gè)電路板的設(shè)計(jì)項(xiàng)目就基本完成。存檔以便進(jìn)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(kù) Add/Remove 調(diào)用網(wǎng)絡(luò)表 Load Netlist 元件布局 走線 設(shè)置絲印字 存盤(pán) Save 打印，輸出報(bào)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(shè)計(jì)中需要有 2個(gè)繼電器控制外圍溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)， 2 個(gè) LED 用來(lái)提示串口數(shù)據(jù)指示，還有一個(gè) PIC16F877A 單片機(jī)，一個(gè) Max232 電平轉(zhuǎn)換器，一個(gè)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(kāi)始使用 Protel 對(duì)它進(jìn)行布圖。 Protel 是一個(gè)很好用的電子制作工具，它還可以進(jìn)行仿真。在畫(huà)原理圖的過(guò)程中，原理圖中的元件 庫(kù)中可能找不到自己要找的元件，如 PIC16F877A 等，所以要自己畫(huà)元件。在畫(huà)原理圖后，選擇將元件自動(dòng)編號(hào)，然后根據(jù)需要更改部分元件的編號(hào)。在定好元件編號(hào)后，使用 TOOLS 中的 ERC 進(jìn)行檢查，它會(huì)提示是否有編號(hào)相同的元件等錯(cuò)誤。在 ERC檢查無(wú)誤后，便可以開(kāi)始封裝了。同樣，部分元件的封裝在 PCB 庫(kù)中找不到或者是有出入，如按鍵開(kāi)關(guān)， 2 位撥碼開(kāi)關(guān)在 PCB 庫(kù)中找不到，所以需要自己根據(jù)元件的實(shí)際大小和相應(yīng)的原理圖中引腳編號(hào)，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(hào)和 PCB 庫(kù)中的引腳編號(hào)有點(diǎn)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(hào)），可以在 PCB 庫(kù)中將 該元件的引腳標(biāo)號(hào)改成與原理圖相對(duì)應(yīng)的標(biāo)號(hào)。在封裝好全部元件后，可以生成一個(gè)元器件報(bào)表，在報(bào)表中可以清楚的看到各元件的標(biāo)號(hào)和封裝代號(hào)，在進(jìn)一步檢查完畢后就開(kāi)始建立網(wǎng)絡(luò)表。在禁止布線層中畫(huà)一個(gè)邊框和電路板大小一樣的矩形，然后開(kāi)始導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表，在導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表沒(méi)有錯(cuò)誤后，便開(kāi)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(shè)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(pán)外徑改為 40mil，內(nèi)徑改為 20mil（部分點(diǎn)要根據(jù)需要改小或改大）。然后就開(kāi)始正式布線。布線不能單靠自動(dòng)布線，特別是在本設(shè)計(jì)中有眾多芯片，所以采用根據(jù)原理圖對(duì)整個(gè)電路進(jìn)行手動(dòng)布線。這樣可以使得整個(gè)電路看起來(lái)整齊些，在碰到有時(shí)線路布不通的時(shí)候，采用頂層短跳線的方式進(jìn)行調(diào)整，從而完成整個(gè) PCB 電路板的設(shè)計(jì)。見(jiàn)圖 。 布好 PCB 圖，檢查無(wú)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(yīng)把銅板用砂紙去掉表面被氧化的部分。腐蝕時(shí)，用三氯化鐵加適量的開(kāi)水配成三氯化鐵溶液進(jìn)行腐蝕，這樣腐蝕會(huì)比較快，腐蝕完后用天那水把電路板清洗，接著便開(kāi)始打孔（選用 的針頭），打完孔后，用萬(wàn)用表測(cè)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(huì)比較快，還能防氧化，然后將其放在一邊晾干。同時(shí)，測(cè)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(lái)安裝好。然后就可以開(kāi)始焊接了。焊接時(shí)要防止虛焊和未連接上，所以在焊好后，再用萬(wàn)用表測(cè)量元件和線路是否連接好 。檢測(cè)完畢后，硬件電路板裝配便完成了。 9 設(shè)計(jì)總結(jié) 通過(guò)本次溫度監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ,我大有收獲，在制作過(guò)程中，一定要注意的每個(gè)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(wú)誤的情況下，如果還出現(xiàn)電路無(wú)輸出的情況，那么可以肯定是原理圖錯(cuò)誤，這時(shí)就要回到原理圖進(jìn)行檢查?？傮w的檢查順序應(yīng)該是原理圖、 PCB 圖、裝配情況、焊接工藝。從整體來(lái)說(shuō)這是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，要細(xì)心謹(jǐn)慎，沉著冷靜，反復(fù)檢查，直到找到原因?yàn)橹埂? 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)歷時(shí)至少 3個(gè)月，從一開(kāi)始的確定課題，到后來(lái)的資料查找、理論學(xué)習(xí)，再有就是近來(lái)的調(diào) 試和測(cè)試過(guò)程，這一切都使我的理論知識(shí)和動(dòng)手能力進(jìn)一步得到頻率合成電路課題中包含了通信電路和單片機(jī)部分知識(shí)，可以說(shuō)是對(duì)通信電路知識(shí)的一次全面綜合。在畫(huà)原理圖、 PCB 布線、安裝和調(diào)試過(guò)程中不可避免地遇到各種問(wèn)題，這要求保持沉著冷靜，聯(lián)系書(shū)本理論知識(shí)積極地思考，實(shí)在解決不了可以請(qǐng)教同學(xué)或指導(dǎo)老師。雖然在制作過(guò)程中不可避免地遇到很多問(wèn)題，但是最后還是在老師以及同學(xué)的幫助下圓滿(mǎn)解決了這些問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與最后調(diào)試，相關(guān)指標(biāo)達(dá)到期望的要求，很好地完成了本次設(shè)計(jì)任務(wù)。 經(jīng)過(guò)四年學(xué)習(xí)的積累，在已經(jīng)掌握相關(guān)專(zhuān)業(yè)方面知 識(shí)及其它各方面知識(shí)的情況下，我認(rèn)真嚴(yán)肅的完成了我的畢業(yè)設(shè)計(jì)。 從得到題目到查找資料，從對(duì)題目的研究設(shè)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(kāi)始??在這一個(gè)充滿(mǎn)挑戰(zhàn)伴隨挫折，充滿(mǎn)熱情伴隨打擊的過(guò)程中，我感觸頗深，它已不僅是一個(gè)對(duì)我四年學(xué)習(xí)知識(shí)情況和我的應(yīng)用動(dòng)手能力的檢驗(yàn)，而且還是對(duì)我的鉆研精神，面對(duì)困難的心態(tài)，做事的毅力和耐心的考驗(yàn)。我在這個(gè)過(guò)程中深刻的感受到了做畢業(yè)設(shè)計(jì)的意義所在，和我一樣真正投入了身心去做的人也一定會(huì)有同樣的感觸。 本課題的重點(diǎn)、難點(diǎn)是： （ 1） 初步接觸溫度傳感器， 要對(duì)傳感器的原理、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用等各方面從頭開(kāi)始琢磨 ； （ 2） 考慮從非電量信號(hào)到電量信號(hào)的電路實(shí)現(xiàn)原理以及與單片機(jī)的接口； （ 3） 熟悉拉 RS232C串口編程的技術(shù)； （ 4） 考究調(diào)整電路的實(shí)現(xiàn)過(guò)程以及怎么樣通過(guò)單片機(jī)來(lái)間接的控制。 通過(guò)做本課題，我了解并掌握了傳感器的基本理論知識(shí)，更深入的掌握單片機(jī)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用和 PC 編程控制。為以后從事單片機(jī)軟硬件產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、 PC 軟件開(kāi)發(fā)打下了良好的基礎(chǔ)，樹(shù)立獨(dú)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(shè)計(jì)中，我得到了指導(dǎo)老 師陳紫強(qiáng)的熱心指導(dǎo)。自始至終關(guān)心督促畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)程和進(jìn)度。幫助解決畢業(yè)設(shè)計(jì)中遇到的許多問(wèn)題。還不斷向我們傳授分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的辦法，并指出了正確的努力方向，使我在畢設(shè)過(guò)程中少走很多彎路。同時(shí)，他還提供給我們專(zhuān)門(mén)的各種設(shè)備及場(chǎng)所，在調(diào)試過(guò)程中能夠有充足的時(shí)間。在這里非常感謝趙老師的指導(dǎo)和幫助，并致以誠(chéng)摯的謝意！ 同時(shí)，身邊的同學(xué)給了我許多的幫助。在此，我向身邊關(guān)心我的同學(xué)致以誠(chéng)摯的謝意！另外，系里的領(lǐng)導(dǎo)和老師也給了我們必要的指導(dǎo)，我也向系和年級(jí)的領(lǐng)導(dǎo)們表示衷心的感謝！最后感謝學(xué)院對(duì)我這幾年的培養(yǎng)。