【正文】 一次計時時產(chǎn)生時間的偏移，而它所產(chǎn)生累計誤差很小，可以忽略。邵陽學院畢業(yè)設(shè)計(論文)32 溫度和功率控制模塊 溫度和功率控制模塊主要由電位器 RV1 電阻體電阻的大小和市電電壓決定。系統(tǒng)啟動后，調(diào)動 RV1 的彈片或點擊 RV1 的“↑” 、 “↓”即可改變電阻的大小，通過 A/D 轉(zhuǎn)換可從數(shù)碼管顯示中看到溫度大小變化；系統(tǒng)要保溫時，則可將 RV1彈片打到要恒溫的溫度點即可。當溫度達到系統(tǒng)預設(shè)的上、下限時超溫警示燈亮并報警。其溫度上、下限可通過程序中設(shè)定。在調(diào)試過程中，由于 RV1 在工作中會發(fā)熱，造成較大的誤差，其影響不可忽視，為減少此誤差可在電磁爐內(nèi)部設(shè)置風扇模塊；由于現(xiàn)實生活中不可避免的發(fā)生電壓不穩(wěn)定的情況，在電壓變化太大的時候，調(diào)節(jié) RV1 時輸出的 PWM 占空比會產(chǎn)生偏差，功率控制誤差也相繼變大。因此，設(shè)計可以加入穩(wěn)壓模塊以減小誤差。 無鍋檢測和保護模塊本次設(shè)計中的無鍋檢測功能通過電流檢測電路實現(xiàn)，在系統(tǒng)仿真時，通過系統(tǒng)軟件設(shè)定，系統(tǒng)檢測為無鍋時無鍋警示燈亮。軟件部分很容易實現(xiàn)，簡化了電路，提高了控制的快速性和準確性。保護電路通過采用比較器檢測電壓，超出預定值時報警，并結(jié)合軟件設(shè)計實現(xiàn)保護功能，誤差較小但是電路較復雜，因此還需要進一步完善。 報警模塊調(diào)試該模塊調(diào)試主要是檢查喇叭報警時有無警音，警音持續(xù)時間的調(diào)整。仿真時初現(xiàn)的問題有：（1）沒有警音，只是振動一下。 （2）警音時間為一分鐘，對仿真來說過久。通過實驗得到解決的辦法：（1）將報警音產(chǎn)生的延時時間縮短。 （2）將報警音持續(xù)時間縮短。以上兩個解決辦法都是在程序里改動實現(xiàn)的。本次設(shè)計，采用 Keil 集成調(diào)試軟件來調(diào)試程序，通過各個模塊程序的單步或跟蹤調(diào)試，使程序逐漸趨于正確，最后統(tǒng)調(diào)程序。仿真部分采用 Proteus professional 軟件，此軟件功能強大且操作較為簡單，可以很容易的實現(xiàn)各種系統(tǒng)的仿真。在完成本設(shè)計的過程中，注意力主要集中在編程、電路調(diào)試上。合理地運用軟件設(shè)計模塊電路可以節(jié)省很多功夫，但完全照搬也不能達到預想的效果，因為實際參數(shù)無法與設(shè)計精確匹配，因此查閱了大量相關(guān)資料，包括查閱相關(guān)書籍和網(wǎng)上的資料，獲得了一些相關(guān)信息盡量達到指標要求。邵陽學院畢業(yè)設(shè)計(論文)33第 5 章 PCB 板設(shè)計與制作 PCB 板設(shè)計 PCB 板面規(guī)劃在繪制電路板之前，首先要規(guī)劃好 PCB 板板面，定義板框，定義板框主要包括：定義電路板的層數(shù)、電路板的外形尺寸和形狀等。本系統(tǒng)使用的是雙面板，在頂層和底層都要進行布線 [11]。 PCB 網(wǎng)絡導入載入網(wǎng)絡表和元件封裝：執(zhí)行[Design][Load Nets]命令打開載入網(wǎng)絡表對話框，在 Netlist File 選項中，輸入所要載入的網(wǎng)絡表文件名及路徑，網(wǎng)絡表沒有錯誤后，按[Execute]載入網(wǎng)絡表。載入網(wǎng)絡表后，電路板中會出現(xiàn)由元件封裝和連接關(guān)系組成的一些凌亂的圖形散布在四周。 PCB 元件布局設(shè)計 PCB 板時布局是十分重要的，合理的布局，不但能給布線工作帶來方便，而且也可以使系統(tǒng)更加穩(wěn)定、可靠。對 PCB 板布局，首先要考慮 PCB 尺寸大小，再確定特殊元件的位置。最后，根據(jù)電路的功能單元，對電路的全部元器件進行布局。在確定特殊元件的位置時應遵守以下原則：（1）易受干擾的元件不能相互挨得太近，輸入和輸出元件應盡量遠離。時鐘晶振特別容易受到外界干擾，所以應該將時鐘晶振靠近 IC 時鐘輸入端。（2） 某些元器件或?qū)Ь€之間可能有較高的電位差，應加大它們之間的距離，以免放電引出意外的短路。帶高電壓的元器件應盡量布置在調(diào)試時手不易觸及的地方。（3）考慮散熱問題。熱敏元件應遠離發(fā)熱元件。（4）按照電路的流程安排各個功能電路單元的位置，使布局便于信號流通，并使信號盡可能保持一致的方向。（5） 以每個功能電路的核心元件為中心，圍繞它來進行布局。元器件應均勻，整齊，緊湊地排列在 PCB 板上，盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。邵陽學院畢業(yè)設(shè)計(論文)34（6） 在高頻下工作的電路，要考慮元器件之間的分布參數(shù)。一般電路應盡可能使元器件平行排列。這樣，不但美觀，而且裝焊容易，易于批量生產(chǎn)。 PCB 布線布線是的一個重要的組成部分，是完成電子產(chǎn)品設(shè)計的重要步驟。本設(shè)計的布線結(jié)果見附錄，為了使布線的可靠性高，干擾小，工藝好，具體在布線上應該遵循以下原則：（1）當輸入輸出端的信號頻率較高時，導線應盡量避免相鄰平行。最好加線間地線，以免發(fā)生反饋藕合。（2）印制攝導線的最小寬度主要由導線與絕緣基板間的粘附強度和流過它們的電流值決定。當銅箔厚度為 、寬度為 1～15mm 時，通過 2A 的電流，溫度不會高于 3℃。因此，導線寬度為 可滿足要求。對于集成電路，尤其是數(shù)字電路，通常選 ~ 導線寬度。當然，只要允許，還是盡可能要寬線。尤其是電源線和地址線。導線的最小間距主要由最壞情況下的線間絕緣電阻和擊穿電壓決定。對于集成電路，只要工藝允許，可使間距小至 5～8mm。（3）印制導線拐彎處一般取鈍角，而直角或銳角會影響電氣性能。此外，盡量避免使用大面積銅箔，否則，長時間受熱時，易發(fā)生銅箔膨脹和脫落現(xiàn)象。必須用大面積銅箔時，最好用柵格狀。這樣有利于排除銅箔與基板間粘合劑受熱產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體。 PCB 板制作 PCB 打印首先，打開繪制好 PCB 圖，單擊菜單欄中的“文件” ， “打印設(shè)置” 。彈出打印設(shè)置對話框，選擇安裝好的打印機型號，選擇“Final”分層打印選項，在打印設(shè)置對話框下面有三個按鈕：“Print” 、 “Options”、 “Layers”。 首先單擊“Options”按鈕，彈出打印設(shè)置選項對話框，勾上 “Show hole”選項顯示焊盤孔。再單擊“Setup”按鈕，在大小選項中選擇 A4。然后選擇“Layers”板層選項，本次制作的是雙層板，所以在“Signal Layers”信號層選項中選擇“Bottom Layer” 、 “Top Layer”項。再選擇“Mid Layer pads”項中的“Include unconnent”包含沒有連接選項，設(shè)置好后單擊確定。注意要是打印雙面板時，兩邵陽學院畢業(yè)設(shè)計(論文)35面的圖形要一起打印，由于打印機的熱脹冷縮原理，使打出來的圖形對稱。再有打印雙面板時，頂層要鏡像打印。全部打印設(shè)置好后，單擊“Print” ，打印機開始打印。 PCB 轉(zhuǎn)印轉(zhuǎn)印按照以下步驟：將準備好的 130mm120cm 的雙面敷銅板用水磨沙布把敷銅板的敷銅面打磨干凈，沖洗干凈，再晾干。接上熱轉(zhuǎn)印機的電源，打開熱轉(zhuǎn)印機，然后視環(huán)境溫度設(shè)置轉(zhuǎn)印溫度，本次為 120 度左右。把打印好的轉(zhuǎn)印紙光滑的一面對上敷銅板的敷銅面，要注意四邊留出的邊寬度一樣，對好后把要送進轉(zhuǎn)印機轉(zhuǎn)印的開頭的一邊打折，最好用雙面膠對它進行處理。在制作雙面板時特別要注意，Bottom Layer 和Top Layer 一定要對齊，固定要準確，否則無法鉆孔。當熱轉(zhuǎn)印機的溫度上升到開始設(shè)置的溫度的時候，小心地把打了折的一面慢慢送進熱轉(zhuǎn)印機開始轉(zhuǎn)印，這時手慢慢的用力往里推，要推到敷銅板確定已經(jīng)進去時才放開手。轉(zhuǎn)印好后，要等銅板上溫度降低以后才能撕掉轉(zhuǎn)印紙，否則將會使打印在上面的線條一并撕掉，但溫度也不要太低，溫度太低敷銅板和紙就貼得比較緊，很難撕掉，效果也明顯不好。 PCB 蝕刻轉(zhuǎn)印好的線路板必須經(jīng)過檢查、修板，直至確認無誤后才可以進行腐蝕。蝕刻具體步驟如下：首先，配置腐蝕液，用鹽酸和雙氧水按 3：1 比例進行配置。可以用塑料盆或陶瓷盆盛腐蝕液，最好用玻璃盤裝盛腐蝕液進行腐蝕，以便隨時觀察腐蝕情況。把要腐蝕的線路板浸沒在溶液之中，來回晃動線路板以加快腐蝕速度。腐蝕操作時要特別注意掌握蝕刻時間。時間太長，腐蝕過久會把線路板的線條弄細甚至全部腐掉，造成廢品。這點在蝕刻的線條較細時尤為重要。但是，如果蝕刻時間太短，則有些應該爛掉的銅箔還沒有完全蝕刻掉也會影響線路板的質(zhì)量，增加修板的工作量。一般來說，新配置的腐蝕液的蝕刻時間約 5 分鐘左右。較陳舊的溶液須延長，但若腐蝕時間超過 2 小時，則必需更換新液。第二，腐蝕完畢后用清水沖洗，之后再用松香的酒精溶液清洗，徹底把腐蝕液去掉，增加板子的可焊性。邵陽學院畢業(yè)設(shè)計(論文)36 PCB 鉆孔腐蝕后的 PCB 板就能清楚的看到線條的走向，接下來要做的就是鉆孔，線路板上的孔眼決定了焊接元件的位置，直接關(guān)系到安裝元件的質(zhì)量，因此要求按實際元件引腳的大小或圖紙所標示尺寸鉆空。孔眼必須鉆得正，不能有偏歪的現(xiàn)象，否則將為安裝元件帶來困難。特別是在鉆多腳元件及引腳較大的元件時更要注意。鉆好孔以后我們需要用細紗布將板面打磨光滑，這樣可以去掉焊盤的毛刺和 PCB 線表留下來的墨痕，我們可以利用細紗布邊沖水邊打磨。在打磨過程中不可以太用力，否則會將銅線條擦掉。 PCB 板表面處理為了提高焊接的質(zhì)量和速度，避免虛焊等缺點，應該在裝配以前對焊接表面進行可焊性處理—鍍錫。其中鍍錫有以下工藝要求：（1）待鍍表面應該清潔。（2）溫度要足夠高，被焊金屬表面的溫度，應該接近焊錫熔化時的溫度，才能與焊錫形成良好的結(jié)合層。在這里我們用烙鐵接近元器件引腳對其進行回熱。（3）要使用有效的助焊劑，在焊接電子產(chǎn)品時，廣泛使用酒精松香水作為助焊劑。邵陽學院畢業(yè)設(shè)計(論文)37結(jié)束語這次設(shè)計采用單片機開發(fā)設(shè)計使用的傳統(tǒng)方法，經(jīng)歷了從系統(tǒng)問題的提出—系統(tǒng)可行性分析—總體的功能模塊設(shè)計—程序設(shè)計—最后到程序的實現(xiàn)仿真，達到設(shè)計要求。設(shè)計過程中，首先在方案選擇與論證時，我查找了許多相關(guān)資料，通過比較，最終確定選用單片機作控制核心；鑒于 AT89C51 的功能強大且我對該芯片比較熟悉，所以選用 AT89C51 作為本設(shè)計的主芯片。然后，對各功能模塊進行設(shè)計，在設(shè)計無鍋檢測模塊時，我遇到了難題：是用電流檢測電路還是用傳感器電路。傳感器電路簡單，但是檢鍋性能不好，不能識別適當?shù)腻伨?，而且檢測誤差相對較大。電流檢測電路易實現(xiàn)，易實現(xiàn)功能控制，但是電路相對稍復雜一些?？紤]到整個系統(tǒng)的功能控制和可操作性，最終確定電流檢測電路。系統(tǒng)的定時模塊采用芯片內(nèi)部定時和外部中斷實現(xiàn)。溫度控制模塊采用 ADC0808 作為轉(zhuǎn)換器；鑒于電磁爐的溫度比較高，常用的 DS18B20 控制溫度在55℃到+125℃范圍內(nèi)，因此用用ADC0808 和電位器結(jié)合控制。最后，在程序設(shè)計時，鑒于實際應用多采用 C 語言編寫程序，所以本次程序設(shè)計用 C 語言代替?zhèn)鹘y(tǒng)的匯編語言，使編寫較容易實現(xiàn)；系統(tǒng)仿真時，采用 Proteus 和 Keil 結(jié)合，使編譯、仿真和調(diào)試更為簡單明了。通過本次設(shè)計，我了解了整個單片機開發(fā)的基本流程，對所學的知識進行了系統(tǒng)的復習和鞏固，在以前的學習中不夠清晰的概念得到了更好的理解。同時，通過畢業(yè)設(shè)計，培養(yǎng)和鍛煉了我的動手能力，這一點非常重要，不僅對我以后的學習有幫助，還可以為以后的工作打下一定的基礎(chǔ)。這段時間的學習和實踐，使我了解到了理論和實際之間的差別，第一次真正接觸到了實際中的問題，并通過和老師、同學交流，加強了自身的分析問題、解決問題的能力。同時，我也發(fā)現(xiàn)了自己在某些方面的不足，尤其是程序編寫和考慮問題不夠全面，這是我以后要加以改進的方面。邵陽學院畢業(yè)設(shè)計(論文)38參考文獻[1] 劉湘濤．江世明編《單片機原理與應用》[M] ．北京：電子工業(yè)出版社， 2022 年 7 月 ．[2] 張克農(nóng)主編《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》[M] ．北京高等教育出版社， . 8892 ．[3] 周靈彬編著《單片機系統(tǒng)的 PROTEUS 設(shè)計與仿真》[M] ．北京電子工業(yè)出版社， ．[4] 楊剛．周群編《電子系統(tǒng)設(shè)計與實踐》[M] ．北京：電子工業(yè)出版社， 2022：341347 118122 ．張靖武． [5] [M].北京：北京航天航空航天大學出版社，2022 年：5664 ． [6] 何立民． 《單片機高級教程（應用與設(shè)計） 》[M] ．北京：北京航空航天大學出版社， 2022： 5398 ．[7] 張萬奎主編《模擬電子技術(shù)》[M] ．長沙：湖南大學出版社， ．[8] 中國知網(wǎng) ．[9] 21IC 電子網(wǎng) ．[10] 中國電子設(shè)計網(wǎng) ．[11] 單片機仿真論壇 ．邵陽學院畢業(yè)設(shè)計(論文)39致 謝本論文是在許建明老師的悉心指導下完成的。在整個畢業(yè)設(shè)計任務和論文的完成過程中，許老師付出了很多心血，從論文的選題、開題到方案設(shè)計及最后的論文撰寫、修改都離不開許老師的耐心指導和熱情幫助。本設(shè)計已經(jīng)基本完成，在這段時間里，許老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和熱忱的工作作風令我十分欽佩，他的指導使我受益匪淺。在此對許建明老師表示深深的感謝。同時，身邊的同學給了我許多的幫助。在此，我向身邊關(guān)心我的同學致以誠摯的謝意！另外，系里的領(lǐng)導和老師也給我們必要的指導，我也向系里的領(lǐng)導和老師表示衷心的感謝！通過這次畢業(yè)設(shè)計，使我深刻地認識到學好專業(yè)知識的重要性，也理解了理論聯(lián)系實際的含義，并且檢驗了大學四年的學習成果。雖然在這次設(shè)計中對于知識的運用和銜接還不夠熟練。但是我將在以后的工作和學習中繼續(xù)努力、不斷完善。這幾個月的設(shè)計是對過去所學知識的系統(tǒng)提高和擴充的過程，為今后的發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。由于自身水平有限，設(shè)計中一定存在很多不足之處，敬請各位老師批評指正。邵陽學院畢業(yè)設(shè)計(論文)40附 錄附錄Ⅰ 程序清單include //ADC0808 的引腳sbit EOC = P3^0 。 //無鍋紅燈接口sbit RED_EMP