【正文】 二、485 通信、MAX232 通信如圖 42 通信接口電路圖 42 串行接口電路RS485 是采用平衡式（差分式）線路，是半雙工的，是串行數(shù)據接口標準，可采用二線和四線傳輸方式，RS485 的共模輸出電壓是－7V 和 ＋12V 之間 RS485 接收大慶石油學院應用技術學院畢業(yè)論文22器最小輸入阻抗為 12K。RS485 的最大傳輸距離為 1219 米，最大傳輸速率為10Mb/sRS484 可對同時出現(xiàn)在兩條信號線 DATA+和 DATA的干擾有較強的抑制能力，當兩條線絞在一起時，對通訊各種分布參數(shù)耦合過來的干擾信號則可平均地分配到這兩條線上，因此對 RS485 的平衡式線路而言，用雙絞線可獲得抗干擾能力。因此，建議采用無屏蔽的雙絞線，如果有條件可采用屏蔽雙絞線，但屏蔽線兩端要接好地，才有屏蔽效果。如果距離較短，可采用一般的電話線。如果線中有多股雙絞線，應采用其中一對雙絞線；如果距離較長時，網線的電阻不容忽視，網線存在的電阻會使信號衰減，降低網絡通訊的可靠性。三、SPI 總線電路如圖 43：圖 43SPI 電路同步外設接口(SPI)是由摩托羅拉公司開發(fā)的全雙工同步串行總線，該總線大量用在與 EEPROM、ADC 、FLASH 和顯示驅動器之類的慢速外設器件通信。SPI（ Serial Peripheral Interface）是一種串行同步通訊協(xié)議，由一個主設備和一個或多個從設備組成，主設備啟動一個與從設備的同步通訊，從而完成數(shù)據的交換。通訊時，數(shù)據由 MOSI 輸出， MISO 輸入，數(shù)據在時鐘的上升或下降沿由 MOSI 輸出，在緊接著的下降或上升沿由 MISO 讀入，這樣經過 8/16 次時鐘的改變，完成8/16 位數(shù)據的傳輸。在一次數(shù)據傳輸過程中，接口上只能有一個主機和一個從機能夠通信。并且，主機總是向從機發(fā)送一個字節(jié)數(shù)據，而從機也總是向主機發(fā)送一個字節(jié)數(shù)據。該總線通信基于主 從配置。它有 4 個信號：MOSI:主出/從入 ；MISO:主入/ 從出；SCK:串行時鐘 ；SS:從屬選擇。即 CS（從使能信號） ，CS 決定了唯一的與主設備通信的從設備，如果沒有 CS 信號，則只能存在一個從設備，主設備通過產生移位時鐘來發(fā)起通訊。在 SPI 傳輸中，數(shù)據是同步進行發(fā)送和接收的。數(shù)據傳輸?shù)臅r鐘基于來自主處理器的時鐘脈沖，摩托羅拉沒有定義任何通用 SPI 的時鐘規(guī)范。然而，最常用的時鐘設置基于時鐘極性(CPOL)和時鐘相位(CPHA)兩個參數(shù)， CPOL 定義 SPI 串行時鐘的活動狀態(tài)，而CPHA 定義相對于 SO數(shù)據位的時鐘相位。 CPOL 和 CPHA 的設置決定了數(shù)據取樣的大慶石油學院應用技術學院畢業(yè)論文23時鐘.四、溫度采集電路如 44 圖圖 44 單總線電路DS18B20 是美國 DALLAS 半導體公司繼 DS1820 之后最新推出的一種改進型智能溫度傳感器。與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，他能夠直接讀出被測溫度并且可根據實際要求通過簡單的編程實現(xiàn) 9～12 位的數(shù)字值讀數(shù)方式。可以分別在 ms 和 750 ms 內完成 9 位和 12 位的數(shù)字量，并且從 DS18B20 讀出的信息或寫入 DS18B20 的信息僅需要一根口線（單線接口）讀寫,溫度變換功率來源于數(shù)據總線，總線本身也可以向所掛接的 DS18B20 供電，而無需額外電源。因而使用 DS18B20 可使系統(tǒng)結構更趨簡單，可靠性更高。由于 DS18B20 單線通信功能是分時完成的，他有嚴格的時隙概念，因此讀寫時序很重要。系統(tǒng)對 DS18B20 的各種操作必須按協(xié)議進行。操作協(xié)議為：初始化DS18B20（發(fā)復位脈沖） →發(fā) ROM 功能命令→發(fā)存儲器操作命令 →處理數(shù)據。他在測溫精度、轉換時間、傳輸距離、分辨率等方面較 DS1820 有了很大的改進，給用戶帶來了更方便的使用和更令人滿意的效果。五、紅外傳輸電路大慶石油學院應用技術學院畢業(yè)論文24圖 45 紅外傳輸電路紅外通信是利用 950nm 近紅外波段的紅外線作為傳遞信息的媒體，即通信信道。發(fā)送端采用脈時調制（PPM）方式，將二進制數(shù)字信號調制成某一頻率的脈沖序列，并驅動紅外發(fā)射管以光脈沖的形式發(fā)送出去；接收端將接收到的光脈轉換成電信號，再經過放大、濾波等處理后送給解調電路進行解調，還原為二進制數(shù)字信號后輸出。簡而言之，紅外通信的實質就是對二進制數(shù)字信號進行調制與解調，以便利用紅外信道進行傳輸；紅外通信接口就是針對紅外信道的調制解調器紅外通信協(xié)議單片機本身并不具備紅外通信接口，但可以利用單片機的串行接口與片外的紅外發(fā)射和接收電路，組成一個應用于單片機系統(tǒng)的紅外串行通信接口。傳統(tǒng)的紅外設備傳輸數(shù)據時，可以采用 38kHz 的載波進行調制和解調。采用調幅的方式對數(shù)據進行調制，通過發(fā)光二極管將數(shù)據發(fā)送出去；采用專門的解調芯片接受紅外發(fā)送來的數(shù)據。 PCB 電路板實例大慶石油學院應用技術學院畢業(yè)論文25圖 46 PCB 板圖 46 視圖為 Protel 99SE 中 3D 預覽視圖，現(xiàn)在的產品都在趨向于小型化、智能化，所以我設計時阻容器件采用了貼片式封裝，這樣既減小了板材面積，又減小了元件和板子的成本。將復位按鍵放在板邊上的位置，有利于操作者操作。主芯片ATMEGA16 選擇橫放在板子中，這樣有利于走線，有利于整體布局。4*4 按鍵的放置是十分重要的。他要考慮到操作者操作的方便性，還要考慮到對液晶的相對位置。放置關系如圖所示，方便操作者一邊按鍵輸入，一邊觀察液晶顯示正誤。本電路板規(guī)則參數(shù)設置如下：Clearance Constraint （安全間距）： 10milWidth Constraint (線寬) ：GND 網絡最小值為 15mil,最大值為 100mil,使用值為 30mil。VCC 網絡最小值為 15mil,最大值為 100mil,使用值為 30mil。Board 網絡(信號線線寬)最小值為 10mil,最大值為 100mil,使用值為 15mil。大慶石油學院應用技術學院畢業(yè)論文26總結PCB 電路版圖設計的常見問題：，網絡表出錯主要原因是：（1）在原理圖中未定義元件封裝形式錯誤描述：Footprint not found in Library錯誤原因：(1)在電路原理圖中，元件沒有指定封裝形式； (2)在 PCB 編輯器中沒有添加含有所需封裝元件的元件庫；處理方式：(1)打開網絡表文件查看哪些元件未定義封裝，并直接在網絡表中對該元件增加封裝，或者在原理圖中找到相應的元件，雙擊該元件，在彈出的屬性對話框中的 Footprint 欄中填入相應的元件封裝；(2)在 PCB 編輯器中，執(zhí)行菜單命令Design／ Add／Remove Library…，在彈出的對話框中，指定所需的 PCB 元件庫，將它添加到當前的 PCB 編輯器中。（2）PCB 封裝定義的名稱不存在錯誤描述：Footprintnot found in Library錯誤原因：(1)PCB 元件庫中沒有對應元件的封裝圖。如 PCB Footprint．Lib 中就沒有小型發(fā)光二極管 LED 可用的元件封裝；(2)原理圖中將元件的封裝形式寫錯了。如將極性電容 Electrol 的封裝形式寫作“RB0．2／0．4” 。處理方式：(1)編輯 PCB Footprint．Lib 文件，創(chuàng)建 LED 的元件封裝，然后執(zhí)行更新 PCB 命令；(2) 返回原理圖，仔細核對原理圖中元件封裝名稱是否和 PCB 元件庫中的名稱一致。（3）沒有找到元件錯誤描述：Component not found錯誤原因：Advpcb．ddb 文件包內的 PCB Footprint．Lib 文件中包含了絕大多數(shù)元件封裝，但如果原理圖中某個元件封裝形式特殊，PCB Footprint．Lib 文件庫找不到，需裝入非常用元件封裝庫處理方式：在設計文件管理器窗口內，單擊 PCB 文件圖標，進入 PCB 編輯狀態(tài)，通過“Add／Remove ”命令裝入相應元件封裝庫。（4）沒有找到結點錯誤描述：Node not found錯誤原因：(1)指定網絡中多了并不存在的節(jié)點；(2)元件管腳名稱和 PCB 庫中封裝的管腳名稱不同；(3)原理圖中給定的元件封裝和對應的 PCB 封裝名稱不同。處理方式：對于(1)、(3) 可回到原理圖中刪除多余節(jié)點、將原理圖中的元件封裝修改成和對應的 PCB 封裝名稱一致。對于 (2)由于原理圖中元件庫定義的元件管腳名稱與 PCB 封裝定義的管腳名稱不同，導致裝入錯誤?；氐皆韴D庫中重新編輯元件的封裝，使元件管腳數(shù)與 PCB 中封裝管腳數(shù)、管腳名一致或者直接編輯 PCB 庫中元大慶石油學院應用技術學院畢業(yè)論文27件的管腳名稱，使之與原理圖中一致；如 Miscellaneous Devices．1ib 庫中的二極管和三極管，其管腳的定義與 PCB 庫中相應封裝的管腳的定義不一致而導致出錯。如二極管中管腳定義為：A、K，若使用 PCB 通用庫 PCB Footpdnts．1ib 封裝Diode0．Diode0．7，而封裝焊盤號定義卻為：2，所以裝入此元件時就會發(fā)生二極管連接關系丟失現(xiàn)象。解決辦法：修改原理圖庫的管腳號或 PCB 庫中的元件的焊盤號，使之相互對應。（5）網絡已經存在錯誤描述：Net already exists錯誤原因：(1)某個宏操作試圖添加的網絡名與 PCB 網絡表中已有的網絡名重名；(2)原理圖中隱藏的管腳信息網絡點和其他網絡點命名重復。處理方式：對于(1)可打開原理圖文件，對照原理圖修改重復的網絡名或刪除多余的網絡名；針對(2)，可打開原理圖文件，找到出錯的網絡連接點，然后打開元件屬性對話框，選中其中的 Hidden Pin，這時可觀察到隱藏元件管腳信息網絡點，然后調整與之相同的網絡連接點，使其屬于不同的節(jié)點即可。、飛線和網絡的區(qū)別導線也稱銅膜走線，簡稱導線，用于連接各個焊點，是印刷電路板最重要的部分，印刷電路板設計都是圍繞如何布置導線來進行的?！　∨c導線有關的另外一種線，常稱之為飛線也稱預拉線。飛線是在引入網絡表后，系統(tǒng)根據規(guī)則生成的，用來指引布線的一種連線。 　　飛線與導線是有本質的區(qū)別的。飛線只是一種形式上的連線，它只是形式上表示出各個焊點間的連接關系，沒有電氣的連接意義。導線則是根據飛線指示的焊點間連接關系布置的，具有電氣連接意義的連接線路?！?敷銅的主要作用是提高電路板的抗干擾能力，如果要對線路進行包導線或補淚滴，那么敷銅應該放在最后進行。大慶石油學院應用技術學院畢業(yè)論文28附錄附錄 A 常用元器件封裝元件封裝是元件在電路板是存在的形勢，F(xiàn)ootprint 那欄是元件封裝欄，要自己輸入，比如電阻可以用 等等 protel99 常用元件的電氣圖形符號和封裝形式 ：RESRES2 ；封裝： 到 兩端口可變電阻：RESRES4；封裝： 到 三端口可變電阻：RESISTOR TAPPED，POT1，POT2；封裝：VR1VR5 ：CAP （無極性電容） 、ELECTRO1 或 ELECTRO2（極性電容） 、可變電容CAPVAR 封裝：無極性電容為 到 ，有極性電容為 ：DIODE（普通二極管） 、DIODE SCHOTTKY（肖特基二極管） 、DUIDE TUNNEL（隧道二極管）DIODE VARCTOR（變容二極管）ZENER1~3 （穩(wěn)壓二極管） 封裝： 和 DIODE 。（注意做 PCB 時別忘了將封裝 DIODE 的端口改為A、K） ：NPN，NPN1 和 PNP，PNP1；引腳封裝：TO1TO92A （普通三極管）TO220H（大功率三極管） TO3（大功率達林頓管） 以上的封裝為三角形結構。T0226 為直線形，我們常用的 9019014 管腳排列是直線型的，所以一般三極管都采用 TO126 ：JFETN（N 溝道結型場效應管） ，JFETP （P 溝道結型場效應管）MOSFETN（N 溝道增強型管） MOSFETP（P 溝道增強型管）引腳封裝形式與三極管同。 大慶石油學院應用技術學院畢業(yè)論文29：INDUCTOR、INDUCTORINDUCTOR2（普通電感） ，INDUCTOR VAR、INDUCTORINDUCTOR4 （可變電感） BRIDGE1 和 BRIDGE2，引腳封裝形式為 D 系列，如 D44，D37，D46 等。 CON 系列，從 CON1 到 CON60，引腳封裝形式為 SIP 系列，從 SIP2 到 SIP20。 9..雙列直插元件原理圖中常用的名稱為根據功能的不同而不同，引腳封裝形式 DIP系列， DB 系列，引腳封裝形式為 DB 和 MD 系列。 ：CRYSTAL；封裝：XTAL1 ：LED；封裝可以才用電容的封裝。 （） 附錄 B PROTEL 99SE 快捷鍵大全PgUp：放大視圖 PgDn：縮小視圖Home：以光標為中心重畫視圖End：刷新Tab：當被放置的現(xiàn)象在懸浮狀態(tài)時，進行屬性設置。Spacebar：被放置的對象在懸浮狀態(tài)時，旋轉“90176。” X：被放置的對象在懸浮狀態(tài)時，水平鏡像翻轉Y：被放置的對象在懸浮狀態(tài)時，垂直鏡像翻轉V+F：將所有對象都顯示在屏幕上V+A：區(qū)域放大 ESC：結束正在執(zhí)行的操作Ctrl+Delecte：刪除 鼠標左鍵雙擊：編輯對象屬性Q：切換測量單位+和﹣：在所有電路板層之間切換（小鍵盤）* 印制板層間切換Shift+Space