【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。

　　

【正文】 波 特 率 允許誤 差 為 5 %對(duì)于其它 常 用的 8位， 9位， 11位，一 幀 的串行傳輸，其 最 大的 波 特 率 允許誤 差 分別為 %， %， 和 %。 ③減 小 波 特 率 誤 差 的 措施 桂林電子工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 26 頁(yè) 共 42 頁(yè) 我們知道 使 用離 散 度 小的 晶振 是 減 小 波 特 率 誤 差 的 關(guān) 鍵。 如 果， 晶振 的離 散 度已 超過(guò)所 允許 的 范圍， 此時(shí)不 宜 用其標(biāo)稱 值， 可以采用 測(cè) 量其 波 特 率 的方 法 來(lái)得出實(shí)際的 晶振波 特 率 值。 （ 2） 單片機(jī)軟件的實(shí)現(xiàn) ① 設(shè) 置 通信方式和 波 特 率 的 值例 ???????? ???????? ???????? MOV SCON,50H 初 始 化串 口 設(shè)為方式 1 MOV TMOD,20H 利 用定時(shí)器 1為 波 特 率 發(fā) 生 器 并 設(shè)為 模 式 2 MOV PCON,XXH 設(shè) 置 SMOD值 MOV TH1,XXH 設(shè) 置 定時(shí)器 初 始值 SETB TR1 啟 動(dòng) 定時(shí)器 1 ?????????? ?????????? ?????????? ② 等待 接收 PC機(jī)發(fā)來(lái)的信號(hào) 幀并 按 通信協(xié)議作出相應(yīng) 響 應(yīng)。 通信協(xié)議設(shè)計(jì)結(jié)論 通信的可 靠性主要體 現(xiàn)在所 使 用通信協(xié)議的可 靠性 上，本通信協(xié)議的可 靠性主要 有兩點(diǎn)理論 基礎(chǔ)： (1)通過(guò) 判斷 幀頭 起 始字 符 來(lái)決定一 幀 的開(kāi) 始， 這樣就 避免 了 部 分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn) 入 到 內(nèi)部數(shù)據(jù) 處 理之中。這 個(gè) 可能 性 在 1/256， 通過(guò) 停止 位的 判斷 可將這 個(gè) 可能 性再 降低 1/256。 另 外 通過(guò) 幀 類 型字 節(jié)的 判斷 可 使 之進(jìn)一步 降低。 (2)校驗(yàn)字 將 整 幀 信號(hào)進(jìn)行異 或校驗(yàn)則使誤 收的可能很小。如 果 將此異 或校驗(yàn) 改為CRC校驗(yàn)則 出 錯(cuò) 的可能 性 更是 微乎 其 微 了。本通信所用協(xié)議具有 糾 錯(cuò) 功能，這 體 現(xiàn)在 當(dāng)PC 發(fā)送 或 接收數(shù)據(jù)時(shí)， 當(dāng) 所接收的應(yīng) 答 信 號(hào)出現(xiàn) 失誤 時(shí)，將 重新 發(fā)送 或 接收此 幀 數(shù)據(jù)，直 至 接收到了正 確 的應(yīng) 答， 具 體 在程 序 中 最多允許 連 續(xù) 出 錯(cuò)三次， 超過(guò) 后則放棄 通信。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)用本通信時(shí)傳輸距離 只 有 幾 米以 內(nèi) 而 且 環(huán)境 干擾 比 較小， 從 而 從外部因 素 上進(jìn)一步 保證 了通信的可 靠性。 如 果 在不 考慮 錯(cuò)誤 發(fā) 生 的 情況 下， PC 機(jī) 每 發(fā)送一 幀 數(shù)據(jù)時(shí) 需要 附 加 12 個(gè)字 節(jié)，其中 8 個(gè)字 節(jié)用于發(fā)送 4 個(gè)字 節(jié)用于應(yīng) 答 PC 機(jī)。 每 接收一 幀 數(shù)據(jù)時(shí)， 需要 附 加 13 個(gè)字 節(jié)其中 5 個(gè)字 節(jié)用于接收 8 個(gè)字 節(jié)用于應(yīng) 答。 如： 按 每幀 傳送 32個(gè)字 節(jié)計(jì) 算 的話，其發(fā)送 桂林電子工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 27 頁(yè) 共 42 頁(yè) 和接收的 效率 為為 忽略 PC和 PIC16F877A單片機(jī) 的 處 理時(shí)間計(jì) 算。 發(fā)送數(shù)據(jù)速率、接收數(shù)據(jù) 速率計(jì)算公式如下： 發(fā)送數(shù)據(jù) 速率 ： 9600*32/44=6981bit/s 接收數(shù)據(jù) 速率 ： 9600*32/45=6826bit/s 這是理論上的 速率， 實(shí)際中 還 應(yīng) 包含 PC和 PIC16F877A單片機(jī) 的 處 理信號(hào) 幀，等待 信號(hào) 幀 的時(shí)間。在本通信協(xié)議中，不會(huì)出現(xiàn) 某 信號(hào) 幀已 到達(dá)但 PC或 PIC16F877A單片機(jī) 還 未開(kāi) 始 準(zhǔn) 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。 桂林電子工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 28 頁(yè) 共 42 頁(yè) 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 Save 打印輸出報(bào)表 Print,Rcport 建立網(wǎng)絡(luò)報(bào)表 Create Netlist 桂林電子工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 29 頁(yè) 共 42 頁(yè) （ 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(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。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、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。 桂林電子工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 30 頁(yè) 共 42 頁(yè) 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 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 桂林電子工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 31 頁(yè) 共 42 頁(yè) 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，所以要自己畫元件。在畫原理圖后，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 桂林電子工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 32 頁(yè) 共 42 頁(yè) 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