【正文】 共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極 (COM)的數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極 COM接到+5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陰極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極 (COM)的數(shù)碼管。共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極 COM接到地線 GND上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陽極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。 在此次設(shè)計(jì)中，使用的是共陰極七段數(shù)碼管。是因?yàn)橛?jì)數(shù)的值全位整數(shù)，沒有小數(shù)。 點(diǎn)亮 LED顯示器有靜態(tài)和動態(tài)兩種方法。所謂靜態(tài)顯示，就是顯示某一字符時(shí)，相應(yīng)的發(fā)光二極管恒定的導(dǎo)通和截至，這種方式，每一位顯示都需要一個(gè) 8位輸出口控制，占用硬件較多，一般僅用于顯 示器位數(shù)較少的場合。 所謂動態(tài)顯示，就是一位一位地輪流點(diǎn)亮各位顯示器。對每一位顯示器而言，每隔一段時(shí)間點(diǎn)亮一次。顯示位的亮度既跟導(dǎo)通電流有關(guān)，也和點(diǎn)亮?xí)r間與間隔時(shí)間的比例有關(guān)。動態(tài)顯示器因其硬件成本較低，多數(shù)顯示時(shí)常常采用。 下圖為 七段數(shù)碼管 內(nèi)部結(jié)構(gòu)與 引腳圖 ： 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 自動點(diǎn)滴控制器 28 圖 222 七段數(shù)碼管內(nèi)部結(jié)構(gòu)與引腳圖 數(shù)碼管使用條件： （ 1） 段及小數(shù)點(diǎn)上加限流電阻 ；（ 2） 使用電壓：段：根據(jù)發(fā)光顏色決定； 小數(shù)點(diǎn)：根據(jù)發(fā)光顏色決定 ；（ 3） 使用電流：靜態(tài)：總電流 80mA（每段 10mA）；動態(tài)：平均電流 45mA峰值電流 100mA。 上面這個(gè)只是七段數(shù)碼管引腳圖，其中共陽極數(shù) 碼管引腳圖和共陰極的是一樣的 。 數(shù)碼管設(shè)計(jì)原理圖 本次顯示模塊 ,要求點(diǎn)滴速度顯示三位 ,床位號一位 ,因此有四個(gè)數(shù)碼管 ,由于核心單片機(jī)STC10F04XE 可以直接驅(qū)動數(shù)碼管 ,所以不需要外接三極管。 實(shí)物圖如圖 223， 設(shè)計(jì)原理圖如圖 224： 圖 223 實(shí)物圖 設(shè)計(jì)原理圖如圖 224： 圖 224 四位數(shù)碼管原理圖 周圍電路的設(shè)計(jì) 電源 電路 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動需要 12v 電壓，單片機(jī)電源 5v,所以 220v電壓經(jīng)變壓器降壓后輸出 12v電壓，經(jīng) 7805輸出穩(wěn)定 5v電壓。再加點(diǎn)濾波 電容，整個(gè)電源電路原理圖如下： 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 自動點(diǎn)滴控制器 29 C7104C5470uFC62200uFD3D1D2 D4Vin VoutGND7805VCC12V12P2 圖 225 電源電路原理圖 按鍵 、指示 電路 根據(jù)課題要求、實(shí)際電路設(shè)計(jì) 和軟件設(shè)計(jì)，總共設(shè)計(jì)四個(gè)按鍵，（ 1）功能選擇（ 2）加（ 3）減（ 4）電機(jī)運(yùn)行。設(shè)計(jì)原理圖如下： RL1RL2RL3VCCRL4DS1DS2DS3DS4S1S2S3S4P14P15P16P17P10P11P12P13 圖 226 按鍵 、指示 電路 報(bào)警電路 報(bào)警 可以采用喇叭或蜂鳴器，考慮到實(shí)際用和電路設(shè)計(jì)本課題選用蜂鳴器。 R310kBellQ12N3906VCCP33 圖 227 報(bào)警 電路 印制電路板的 設(shè)計(jì)與制作 印制電路板（簡稱 PCB）是一種互聯(lián)工藝技術(shù)，它是在有機(jī)材料制成的基板上敷上銅箔，所有元器件通過焊接技術(shù)，經(jīng) 銅箔將電路按要求連接起來，形成電子產(chǎn)品?，F(xiàn)代印制技術(shù)、化學(xué)工藝、精密機(jī)械加工、光學(xué)技術(shù)、 CAD 技術(shù)及新材料等各種技術(shù)的不斷提高與發(fā)展，使印制電路工藝技術(shù)朝著細(xì)線條、高密度、高精度、高可靠性方向發(fā)展。 元器件封裝的基本知識 所謂元器件封裝，是只元器件接到電路板上時(shí)，在電路板上所顯示的外形和焊點(diǎn)位置的關(guān)系。它不僅起著安放、固定、密封、保護(hù)芯片內(nèi)部和外部溝通的橋梁。 不同的元器件可以有相同的封裝，相同的元器件也可以有不同的封裝。因此在進(jìn)行印制電路板設(shè)計(jì)時(shí)，不但要知道元器件的名稱、型號、還要知道元器件 的封裝。通用的封裝有直徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 自動點(diǎn)滴控制器 30 插式封裝和表貼式封裝，直插式封裝是指將元器件的引腳插過焊盤導(dǎo)孔，然后再進(jìn)行焊接，而表貼式封裝是指元器件的引腳與電路板僅限于電路板表層的焊盤。 印制電路板設(shè)計(jì) 通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件 （ CAD），電路繪制 PCB 電路板使用 Protel2022 繪圖軟件，設(shè)計(jì)繪圖中 主要應(yīng)考慮元器件的布局和印制電路的布線排版，將設(shè)計(jì)思路在 電路圖 上加以實(shí)現(xiàn)，并通過計(jì)算機(jī)輸出設(shè)計(jì)結(jié)果 。 PCB 板設(shè)計(jì)流程 Protel 繪圖流程圖 新 建 PCB項(xiàng) 目新 建 PCB文 件定 義 元 件 的 封 裝PCB圖 紙 的 基 本 設(shè) 置生 成 網(wǎng) 表 和 加 載 網(wǎng) 表元 件 布 局布 線 規(guī) 則 設(shè) 置手 動 布 線生 成 報(bào) 表 文 件 并 將文 件 打 印 輸 出 電路 板制板流程圖 曝 光顯 影腐 蝕鉆 孔 圖 228 PCB 板設(shè)計(jì)流程 主電路 的 PCB 板 原理圖 ： 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 自動點(diǎn)滴控制器 31 C7104C5470uFC62200uFLED0RP11kRP210kR1100kD3D1D2 D4Vin VoutGND78051234567891110COMD Connector 9C1+1VDD2C13C2+4C25VEE6T2OUT7R2IN8R2OUT9T2IN10T1IN11R1OUT12R1IN13T1OUT14GND15VCC16MAX232ACPEGNDCOM3COM2C1C2C3C4P30VCCCOM2COM3VCC+321LM393P101P112P123P134P145P156P167P178RES9P3010P3111P3212P3313P3414P3515P3616P3717XTAL218XTAL119P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728P2829P2930P3031P0732P0633P0534P0435P0336P0237P0138P0039STC10F04XECX130pFCX230pF12Y1CR 10uFR2R310kBellQ12N3906VCCP33RL1 RL2 RL3VCCP32P32VCC1 2 3 4 5 6 7 816 15 14 13 12 11 10 9RXRes Pack312V12P2Rx1Rx2Rx3Rx4Rx5Rx6Rx7Rx8P27P26P27P25P26P24P25P24RL41 2 3 4 5 6P_12V1 2 3 4 5 6 7 8910111213141516ULN2022GNDVCCP10P11P12P13P14P30P31P31DS1 DS2 DS3 DS41 2 3 4A B C D E F G HSEG 4 位數(shù)碼管S1 S2 S3 S4P14P15P16P17P15P16P17P10P11P12P13P33a b c d e f g habcdefgh12V12VP34P35P36P37P34P35P36P3712P1VCCGNDQ4 PCB 圖： 輸入線 電源線 公共地線布置在印制電路板的最邊緣，便于地線與機(jī)架連接。頻率越高，地線 越寬，以減小地阻抗。 此設(shè)計(jì) 中 地 線 線 寬 為50mil 濾波線 電源、濾波、控制等低頻導(dǎo)線和直流導(dǎo)線應(yīng)靠近邊緣布置。 輸入線與電源線的距離應(yīng)大于 1mm。布線時(shí)應(yīng)按信號順序進(jìn)行排列，輸入與輸出線應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離，并采用地線隔開。 本設(shè)計(jì)中，使用的導(dǎo)線規(guī)則分別是： 地 線： 50mil。 電源線： 40mil； 信號線： 30mil。 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 自動點(diǎn)滴控制器 32 再經(jīng)過打印成菲林紙， 經(jīng) 曝光，制版后如下圖： 焊接上元器件后圖下： 總體組裝 設(shè)計(jì) 所有的模塊 和零部件通過一定的結(jié)構(gòu)組織成一臺整機(jī)， 以便調(diào)試 才可能 有效地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的功能 。本次課題的 自動點(diǎn)滴控制器，是一個(gè)電子產(chǎn)品，所以不僅要有良好的電氣性能，還要有可靠的總體結(jié)構(gòu) 和牢固的產(chǎn)品外殼 整機(jī) ，才能經(jīng)受各種環(huán)境因素的考驗(yàn)，長期安全地使用。因此從整體產(chǎn)品的角度來說，對電子產(chǎn)品的一般要求是：操作安全、使用方便、造型美觀、結(jié)構(gòu)輕巧、容易維修與互換。 合格 產(chǎn)品 外觀整機(jī)工藝設(shè)計(jì)應(yīng)該達(dá)到如下目的： (1)實(shí)現(xiàn)原設(shè)計(jì)的各項(xiàng)功能，達(dá)到各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)； （ 2） 在允許的環(huán)境條件下，保證產(chǎn)品運(yùn)行的可靠性； （ 3） 批量生產(chǎn)中裝配簡單、互換性強(qiáng)、調(diào)試維修方便； （ 4） 成本低，性能 價(jià)格比高。 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 自動點(diǎn)滴控制器 33 整機(jī)設(shè)計(jì) 把所有 的設(shè)計(jì)模塊整合裝在一個(gè)整機(jī)里。如圖 229： 圖 229 整合圖 整機(jī)結(jié)構(gòu)的方案選擇 整機(jī)的選擇和組成模塊、零部件的體積與數(shù)量，決定了機(jī)箱結(jié)構(gòu)的方案選擇。就電子整機(jī)產(chǎn)品來說，常見的 機(jī)柜、機(jī)箱形式一般有立式、臺式、壁掛式和便捷式幾種。 （ 1）立式機(jī)箱 立式機(jī)箱常見有立柜式和琴柜式兩種，這兩種機(jī)箱均適用于體積、外形 較大的設(shè)備。 （ 2）臺式機(jī)箱 現(xiàn)在大量電子產(chǎn)品采用臺式機(jī)箱的結(jié)構(gòu)，如各種電子儀器、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、臺式計(jì)算機(jī)等。這種電子產(chǎn)品適合于放置在工作臺上操作。 （ 3）壁掛式機(jī)箱 壁掛式機(jī)箱與臺式機(jī)箱相 似，通常也是長方形六面體的形式，適合安裝在垂直的平面上。這種機(jī)箱有兩種安裝方式，懸掛式和支架式。 （ 4）便捷式機(jī)箱 便捷式機(jī)箱適用于那些元器件數(shù)量少或體積小巧、需要經(jīng)常移動的