【導讀】制水溫報警系統(tǒng)能應用于許多日常生活和工農業(yè)，所以本文的設計也應運而生。本設計就通過51系列單片機做出一個自動控制水溫報警系統(tǒng)的模型。主要包括硬件和軟件設計兩個部分。驅動執(zhí)行報警電路、數碼管控制電路等部分組成。軟件部分可以歸劃成以下幾個模。度信息通過數碼管顯示屏直觀的顯示出來，我們再根據自己對水溫的實用需求，時，本系統(tǒng)可以自動執(zhí)行相應的加熱和制冷工作，并接通蜂鳴器使其報警。

　　

【正文】 圖 （ a）系統(tǒng) 原理圖 P 1 .01P 1 .12P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78R S T9P 3 .0 (R X D )10P 3 .1 (T X D )11P 3 .2 (I N T 0 )12P 3 .3 (I N T 1 )13P 3 .4 (T 0 )14P 3 .5 (T 1 )15P 3 .6 (W R )16P 3 .7 (R D )17X T A L 218X T A L 119G N D20( A 8 )P 2 . 021( A 9 )P 2 . 122( A 1 0 ) P 2 . 223( A 1 1 ) P 2 . 324( A 1 2 ) P 2 . 425( A 1 3 ) P 2 . 526( A 1 4 ) P 2 . 627( A 1 5 ) P 2 . 728P S E N29A L E / P R O G30E A / V P P31( A D 7 ) P 0 .732( A D 6 ) P 0 .633( A D 5 ) P 0 .534( A D 4 ) P 0 .435( A D 3 ) P 0 .336( A D 2 ) P 0 .237( A D 1 ) P 0 .138( A D 0 ) P 0 .039V C C40U1A T 8 9 C 5 1Y11 2 M H zC230C330e1d2dp3c4g5S46b7S38S29f10a11S112U34 L E D1 23 4K2S E T1 23 4K3D E C1 23 4K4A D DGND1DQ2VCC3U2D S 1 8 B 2 0R11 0 KAAFF BBEE DDdpdpCC GGS4 S3 S2S1R 1 22 . 2 KL S 1S P E A K E RbceQ59 0 1 2+ C11 0 u FR22 . 2 KR32 . 2 KR42 . 2 KR52 . 2 KbceQ19 0 1 2bceQ49 0 1 2bceQ29 0 1 2bceQ39 0 1 2S1 S2 S3 S41234K1R 1 02 . 2 KR 1 12 . 2 KQ69 0 1 2Q79 0 1 2V C CV C CLLRRK1K2123J2C O N 3123J3C O N 3D1D2R82 . 2 KR92 . 2 K32 1P1P O W E R112233445566S1A01A12A23G N D4S D A5S C L6WP7V C C8A T 2 4 C 0 2R61 0 KR71 0 KS C LS C LS D AS D AV C C V C CV C CV C CV C CV C CV C CV C CR 1 31 0 KP 3 1P 3 2P 3 3P 3 1P 3 2P 3 3 P 2 7P 2 5P 2 3P 2 1P27P25P23P21P 3 6P 3 7P36P 3 7攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） PCB 畫圖及實物制作 21 圖 (b) 水溫控制 原理圖 印制電路板制作流程 （ 1）下料：一般是指導選取材料、厚度合適、整個表面鋪有較薄銅箔的整張基板。 （ 2）絲網漏印：為了制作元件管腳間相連的銅箔導線，必須將多余的銅箔部分利用化學反應腐蝕掉，而使銅箔導線在化學反應的過程中保留下來，所以必須在腐蝕前將元件管腳間相連的銅箔導線利用特殊材料印制到鋪有較薄銅箔的整張基板上，該特殊材料可以保證其下面的銅箔與腐蝕液離，將特殊材料印制到基板上的過程就是絲 網漏印。 （ 3）腐蝕和去除印料：接下來將絲網漏印后的基板放置在腐蝕化學液中，將裸露出來的多余銅箔腐蝕掉，接下來再利用化學溶液將保留下來銅箔上的特殊材料清洗掉。 （ 4）孔加工：為了實現元件的安裝，還必須為元件的管腳提供安裝孔，利用數控機床在基板上鉆孔。對于雙面板而言，為了實現上下層導線的互連，還必須制作過孔，過孔的制作較為復雜，鉆孔后還必須在過孔中電鍍上一層導電金屬膜，攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） PCB 畫圖及實物制作 22 該過程就是孔加工。 （ 5）助焊劑和阻焊漆：在經過以上步驟后，電路板已經初步制作完成，但為了更好的裝配元件和提高可靠性，還必須在元件的焊盤上涂抹 一層助焊劑，該助焊劑有利于焊盤與元件管腳的焊接。而在焊接過程中為了避免和附近其它導線短接的可能性，還必須在銅箔導線上涂上一層綠色的阻焊漆，同時阻焊漆還可保護其下部的銅箔導線在長期惡劣的工作環(huán)境中被氧化腐蝕。 （ 6）印標注：為了元件裝配和維修的過程中識別元件，還必須在電路板上印上元件的編號以及其它必要的標注。 （ 7）成品分割和檢查測試：隨后將整張制作完成的電路板分割為小的成品電路板。最后還要對電路板進行檢查測試。 如下圖就是經過 PCB 制作過程所完成的控制顯示電路的 PCB 板 圖 水溫控制系統(tǒng) PCB 圖 最終實物圖 水溫控制系統(tǒng)實物圖如圖 所示。為了達到實時觀察和實時控制，本設計通過相應的蜂鳴器、傳感器、鍵盤組以及數碼管顯示來實現這些功能。具體操作及系統(tǒng)反應為：系統(tǒng)上電，數碼管屏幕顯示當前溫度，按下板子下方從左往右第一個按鍵進入上限溫度的設定，按第二個按鍵為降低限制溫度，按第三個鍵為增加攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） PCB 畫圖及實物制作 23 限制溫度。再按一下第一個按鍵進入下限溫度的設定，操作同上（下限溫度一定小于上限溫度）。每當傳感器金屬頭感知的溫度高于或低于溫度的限制時，蜂鳴器報警，對應指示燈常亮并啟動對應的溫度 控制外設。 圖 水溫系統(tǒng) 最終實物圖 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 組裝與調試 24 7 組裝與調試 系統(tǒng)組裝 組裝與調試是本次設計最后一個環(huán)節(jié)，是將理論付諸于實踐的關鍵一步，也是難度最高的一個環(huán)節(jié)。這一步要綜合考慮整個系統(tǒng)的運行狀況，和可能出現的問題，還有解決問題的手段。要做到心中有系統(tǒng)，腦中有電路。要有全局的概念。 首先我們要根據設計的需要準備好焊接工具和元器件，準備好所需的元器件和工具以后，我們需要根據電路原理圖安裝好元器件，安裝是要注意，元件要平整。安裝元器件以后。下一步 就該是焊接了，焊接時要注意焊接前要按處理焊盤，意義在于處理到焊盤上的氧化層。焊接要遵循先焊接小元件，在焊接大元件，先處理不容易焊接的元器件 [24]。 焊接點的要求： 1 、焊點一定要牢固，要有一定的抗機械硬度。 焊點電阻要保證小，禁止漏焊和虛焊。 焊點與焊接點之間不要出現碰焊，保證焊接點光滑。 焊點不要出現縫隙、沙眼、毛刺和氣孔。 焊點要保證光亮和大小均勻。 焊點不要有焊劑殘留，保證其表面干凈。 焊接時要掌握好溫度，不要損壞了元器件和影響元器件的指標。 焊接完成以后下面一步就是硬件 調試 硬件調試 在組裝好以后，我們需要對整個電路進行硬件調試，電路有可能正常工作。調試的可以分為以下幾步： 檢查電路的通斷和電源的供電電壓。 調試系統(tǒng)的供電電源。 系統(tǒng)的靜態(tài)調試。 系統(tǒng)的動態(tài)調試。 系統(tǒng)參數指標的調試。 帶負載實驗。 調試時可能出現的故障： 焊接技術不好，有虛焊和漏焊的情況。 元器件安裝不正確或者元器件損壞。 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 組裝與調試 25 空氣潮濕導致了元器件發(fā)霉和性能下降。 接觸不良。 線路的設計不恰當，導致了電磁干擾或者錯誤的電路。 這些情況出現之后要根據實際情況 來處理問題，注意，當調試的時候，如果發(fā)現有的電子元器件不正確，需要更換時，一定要斷電之后才能焊接 [5]。 軟件調試 當硬件調試完成以后下一步就是下載程序到單片機進行軟件調試，軟件調試很簡單，當編譯是哪里出現錯誤就在哪里修改，當編譯后的結果出現 0 錯誤時，現在先不要著急下載到單片機，還要在 KEIL 軟件里看看程序的每一步執(zhí)行的時候，單片機每個引腳的電平情況，確保每個功能都準確以后就可以往單片機里面下載了。 硬件軟件聯合調試 硬件調試和軟件調試完成以后，下一步就是軟硬件的聯合調試了。 聯合測試可能出 現下面的一些情況，根本沒有顯示，那么我們得先檢查電源是否有電，如果電源指示亮，我們要檢查是不是程序沒有下載到單片機內部，這是我們需要重新下載一次程序。程序下載以后，如果還是沒有顯示，或者沒有正確的顯示。我們需要檢查一下外圍電路與單片機引腳的鏈接是否和我們程序中設置的一樣，如果不一樣，我們要更改程序中的引腳設計，這是我們就要回到軟件調制，當所有的參數都準確后，那么我們就可以測試。要保證在仿真里面的功能全部實現。 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 結 論 26 結論 通過回顧大學課堂上所學習的知識和在圖書館所查閱的資料，淋漓盡致地展現 出了對所學知識的理解和對畢設獨立創(chuàng)新的要求以及強大 書面表達能力 并在指導老師的幫助下順利完成了本設計。這為我以后獨立完成或參與項目提供了寶貴經驗。撰寫論文的同時 也是 對硬件電子電路和 C 語言 的 再次溫習，它讓我運用我已掌握的專業(yè)知識 ， 綜合網上收集的知識和平時的見聞來完成對它的設計。我不斷經歷這思考問題 — 發(fā)現問題 — 提出問題 — 動手實驗 — 解決問題 — 到最后升華問題 ， 有了自己的理解。對于缺乏動手能力的我來說，本次設計 培養(yǎng) 了動手的能力，感覺理工類的學生不動手還是不得行，必須得動手。 本次設計主要是利用單片機來實現的，這之間通過 動手實驗，使我對單片機的認識更加的透徹，對單片機系統(tǒng)的設計流程也有了一個完整的架構?，F代科技技術在不斷進步，電子時代快速的進化令人乍舌，固步自封終究難逃淘汰的厄運。做為新世紀技術性人才的當代大學生，我們應該起著承上啟下的作用 —— 傳承和創(chuàng)新科學技術。知識來自實踐，多從生活中探尋所需要的。 通過做這次畢業(yè)設計，我感受到的是知識的框架是多么重要！我通過發(fā)掘自己的潛力，成功將這四年來所學的和接觸到的知識成功構架，形成了一個知識框架。我相信再以后的生活中我能慢慢豐富我的知識框架，使其變的越發(fā)完善。 攀枝花學院本科畢業(yè)設計（論文） 參考文獻 27 參考文獻 [1] 陳權昌 ,李興富 .單片機原理及應用 [M].廣州 :華南理工大學出版社 ,~102 [2] 李慶亮 .C語言程序設計實用教程 [M].北京 :機械工業(yè)出版社 ,~58 [3] 楊志忠 .數字電子技術 [M].北京 :高等教育出版社 ,~132 [4] 及力 .Protel 99 SE 原理圖與 PCB設計教程 [M].北京 :電子工業(yè)出版社 ,~150 [5] 徐江海 .單片機實用教程 [M].北京 :機械工業(yè)出版社 ,~156 [6] 胡宴如 .模擬電子技術 [M].北京 :高等教育出版社 ,~