【導(dǎo)讀】步，其應(yīng)用領(lǐng)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(shù)已成為。衡量一個國家科學(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(yīng)傳感器的生產(chǎn)、研制、開發(fā)和應(yīng)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(yīng)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(shè)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(dāng)前的溫度進行控制。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（論文）報告用紙 第 26 頁 共 42 頁 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 超過所 允許 的 范圍， 此時不 宜 用其標(biāo)稱 值， 可以采用 測 量其 波 特 率 的方 法 來得出實際的 晶振波 特 率 值。 （ 2） 單片機軟件的實現(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 定時器 初 始值 SETB TR1 啟 動 定時器 1 ?????????? ?????????? ?????????? ② 等待 接收 PC機發(fā)來的信號 幀并 按 通信協(xié)議作出相應(yīng) 響 應(yīng)。 通信協(xié)議設(shè)計結(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 有兩點理論 基礎(chǔ)： (1)通過 判斷 幀頭 起 始字 符 來決定一 幀 的開 始， 這樣就 避免 了 部 分數(shù)據(jù)進 入 到 內(nèi)部數(shù)據(jù) 處 理之中。這 個 可能 性 在 1/256， 通過 停止 位的 判斷 可將這 個 可能 性再 降低 1/256。 另 外 通過 幀 類 型字 節(jié)的 判斷 可 使 之進一步 降低。 (2)校驗字 將 整 幀 信號進行異 或校驗則使誤 收的可能很小。如 果 將此異 或校驗 改為CRC校驗則 出 錯 的可能 性 更是 微乎 其 微 了。本通信所用協(xié)議具有 糾 錯 功能，這 體 現(xiàn)在 當(dāng)PC 發(fā)送 或 接收數(shù)據(jù)時， 當(dāng) 所接收的應(yīng) 答 信 號出現(xiàn) 失誤 時，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 錯三次， 超過 后則放棄 通信。在實際應(yīng)用中，應(yīng)用本通信時傳輸距離 只 有 幾 米以 內(nèi) 而 且 環(huán)境 干擾 比 較小， 從 而 從外部因 素 上進一步 保證 了通信的可 靠性。 如 果 在不 考慮 錯誤 發(fā) 生 的 情況 下， PC 機 每 發(fā)送一 幀 數(shù)據(jù)時 需要 附 加 12 個字 節(jié)，其中 8 個字 節(jié)用于發(fā)送 4 個字 節(jié)用于應(yīng) 答 PC 機。 每 接收一 幀 數(shù)據(jù)時， 需要 附 加 13 個字 節(jié)其中 5 個字 節(jié)用于接收 8 個字 節(jié)用于應(yīng) 答。 如： 按 每幀 傳送 32個字 節(jié)計 算 的話，其發(fā)送 桂林電子工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 27 頁 共 42 頁 和接收的 效率 為為 忽略 PC和 PIC16F877A單片機 的 處 理時間計 算。 發(fā)送數(shù)據(jù)速率、接收數(shù)據(jù) 速率計算公式如下： 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， 實際中 還 應(yīng) 包含 PC和 PIC16F877A單片機 的 處 理信號 幀，等待 信號 幀 的時間。在本通信協(xié)議中，不會出現(xiàn) 某 信號 幀已 到達但 PC或 PIC16F877A單片機 還 未開 始 準(zhǔn) 備 接收的現(xiàn)象。在實際應(yīng)用中，因具 體 應(yīng)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(yīng)用 而 變 化。 桂林電子工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 28 頁 共 42 頁 7 Protel99 設(shè)計原理圖 （ 1）使用 Protel 進行電路板設(shè)計的第一步便是設(shè)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(luò)表和設(shè)計印刷電路板的基礎(chǔ)。 ① 在 Protel 99 的初始界面下新建一個設(shè)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(shè)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(luò)標(biāo)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(shè)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(shè)置元件屬性 存盤 Save 打印輸出報表 Print,Rcport 建立網(wǎng)絡(luò)報表 Create Netlist 桂林電子工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 29 頁 共 42 頁 （ 2）用 PCB 系統(tǒng)設(shè)計 PCB 板分以下 7個步驟： ① 有關(guān)參數(shù)的設(shè)置。這一步主要設(shè)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(shè)計。在禁止布線層上，沿設(shè)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(chǔ)。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(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(luò)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(luò)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(yīng)該就近放置；相互間可能造成干擾的元器件應(yīng)遠離：功率器件應(yīng)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(shè)計人員必須先設(shè)計好布線參數(shù)，定義布線規(guī)則。如果不適當(dāng)，可能會導(dǎo)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(shè)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(shè)計的 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(shè)計圖存盤、輸出、制版。 ⑧ 印刷板電路設(shè)計完成以后，整個電路板的設(shè)計項目就基本完成。存檔以便進行后期的 修改及完善。 桂林電子工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 30 頁 共 42 頁 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(luò)表 Load Netlist 元件布局 走線 設(shè)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 桂林電子工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 31 頁 共 42 頁 8 硬件電路板的制作 本設(shè)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(guān)， 2 位撥碼開關(guān)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(yīng)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 桂林電子工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 第 32 頁 共 42 頁 該元件的引腳標(biāo)號改成與原理圖相對應(yīng)的標(biāo)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(biāo)號和封裝代號，在進一步檢查完畢后就開始建立網(wǎng)絡(luò)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(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表，在導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)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(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