【正文】 可。 當(dāng)完成了電路板的焊接，我們就必須檢查了焊接線路是否有斷線、短路的情況。 在明了電子器件的型號規(guī)格之后，我利用網(wǎng)絡(luò)購買了自己所需的器件。所以我想購買 PCB 版的想法，我決定自己購買電子元件和萬能電路板。 在設(shè)計本課題時，我萌發(fā)了自己動手完成課題硬件電路的想法。下半身 46 JMP LOOP29 NEXT51:JB WZH6,NEXT52 JMP LOOP30 NEXT52:JMP LOOP23 …… 30 第八章 調(diào)試過程 之前我們利用 Protel DXP 設(shè)計了硬件電路圖，并完成了對其的繪制。全身 NEXT41:JB SBSZHSH,NEXT42 JB WZH1,NEXT43 。局部按摩又分為上半身按摩、下半身按摩、肩部按摩、腰部按摩和下肢按摩等五種按摩方式。其按鍵掃描子程序流程圖如圖 ，其程序如下： 28 JB AMJ,LOOP13 CALL D10MS JB AMJ,LOOP13 D10MS:D10MS:PUSH 02H PUSH 03H MOV R3， 20 。 一般在按鍵較多時，常采用軟件的方法來去抖，在第一次檢測到有按鍵被按下時，執(zhí)行一段 5ms~10ms 的延時子程序，再確認(rèn)該鍵電平是否仍然為低電平，如果保持為低電平狀態(tài)就說明有鍵按下，從而消除抖動的影響。 消除按鍵的抖動，通常有硬件消除法和軟件消除兩種方法。因此，通過判斷電平的高低，就可以確定是否有鍵按下。如圖 所示： 按鍵的確認(rèn)就是判斷按鍵是否閉合，反應(yīng)在電壓上就是和按鍵相連的引腳呈現(xiàn)出高電平還是低電平。顯示 OE MOV R7,50 按鍵掃描子程序設(shè)計 通常，所用的開關(guān)為機械彈性開關(guān)，當(dāng)按下鍵盤時，按鍵內(nèi)的復(fù)位彈簧被壓縮，動片觸點與靜片觸點相連，鍵盤的兩個引腳被連通；松開復(fù)位后，復(fù)位彈簧將動片彈開，使動片與靜觸點 脫離接觸，鍵盤的兩個引腳被斷開。顯示 CP CLR ST 。停振動 SETB JR 。置電機反轉(zhuǎn)方向 SETB DJXZH 。指示初始化 MOV ZHSHJCQ+1， 1FH CLR FM 。 初始化程序如下： MAIN:MOV 20H,0 。所以，我在軟件設(shè)計時，更側(cè)重對主程序編寫與完善。 26 第七章 軟件系統(tǒng)設(shè)計 系統(tǒng)工作流程圖如 圖： 本系統(tǒng)應(yīng)用了多種芯片，如時鐘芯片 DS130溫度傳感器芯片 DS18B AT24C1 74HC595等芯片。做到電路板盡量緊湊，美觀，方便各個元件的安裝以及其他電路的連接。就在我一籌莫展的時候，我偶然的發(fā)現(xiàn)部分封裝的管腳全是 0，如圖 若全部封裝的管腳為 0 就容易發(fā)現(xiàn)了，難就難在部分封裝管腳全部為 0，在改完封裝管腳后，再次導(dǎo)入PCB 圖，顯示無誤。首先是建立封裝時，我并未給管腳標(biāo)號，致使管腳標(biāo)號全部為 0，當(dāng)時我并未發(fā)現(xiàn)，編譯原理圖時也并未顯示錯誤，然而在導(dǎo)入 PCB 圖時，出現(xiàn)了錯誤，封裝僅導(dǎo)出了一半，而另一半顯示未知。經(jīng)過老師 的指導(dǎo)，把四周的電源線的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號都改為 +5V，然后就可以正常連接。在PCB 的正面四周布上寬度為 100mil+5V 的電源線。如果元器件的分布很合理，布線將會少去很多麻煩。 剛下載到 PCB 圖中的元器件封裝缺少調(diào)用 DXP200 中原有的封裝，經(jīng)過老師的找到經(jīng)那個庫文件添加進(jìn)去然后重新調(diào)用就可以了。 當(dāng)我們設(shè)計好電路原理圖，并進(jìn)行了 ERC 電氣規(guī)則測試正確無誤后，就要生成網(wǎng)絡(luò)表和材料清單如圖 ，為 PCB 布線做準(zhǔn)備。在設(shè)計電路板時，遇到的最大的困難就是元件的封裝問 題，元件封裝錯誤，實際的元器件就不能正確的安裝在生產(chǎn)好的電路板上。所以設(shè)計電路板時一定要認(rèn)真，細(xì)心。 電路板設(shè)計時硬件設(shè)計中最為重要的一部分，電路板設(shè)計好后要送生產(chǎn)廠家進(jìn)行加工。僅對我遇到的問題和自己畫圖中的心得做點總結(jié)。雙擊新建元件庫，進(jìn)入元件庫編輯窗口，開始畫自己所需要的元件圖。其他設(shè)置都采用軟件默認(rèn)設(shè)置就可以了，不必作太多的改動 使用的幾個常用的元件庫的安裝是： Miscellaneous Device(雜元件庫，包含電阻、電容、開關(guān)、按鈕等 )； Miscellaneous Connectors（主要是各種排插），如圖 。 圖形編輯頁面設(shè)置 圖形編輯頁面中的設(shè)置主要涉及到光標(biāo)的類型、圖紙移動的速度等。我所使用圖紙的尺 寸，統(tǒng)一選為 A4 大小，圖紙方向為水平方向使用圖紙，標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)題欄。一般我們選用 A4 圖紙，以方便打印。 在 PROTEL DXP 的設(shè)計電路原理圖，首先設(shè)置好該軟件繪圖的相關(guān)參數(shù)。在硬件設(shè)計中不可避免的要繪制電路原理圖 SCH，電路板 PCB 圖，以及進(jìn)行某些電路的模擬仿真，那么PROTEL DXP 是首選的設(shè)計軟件。 DS1302 的 X1 和 X2 管腳所連接晶振是 的晶振 這也就意味著信號經(jīng)過 15 次分頻得到 1Hz 的秒脈沖，這樣就可以直接計時了。計算如下： U(數(shù)碼管 )=U4 VF=54 = 式 52） 通 過串四個二極管的方法，數(shù)碼管的電壓基本達(dá)到要求。 數(shù)碼管電路的計算 數(shù)碼管的工作電壓是 ~ 左右，而系統(tǒng)提供的最低電壓為 5V，之間有 3V左右的差值，所以我考慮用二極管分壓。 這次設(shè)計中采用的是上電自動復(fù)位（如下 圖 ），電容和電阻的選取依據(jù)時鐘電路的晶振頻率來計算出來，一般只要高電平保持時間大于兩個機器周期就能使單片機可靠地復(fù)位。 部分電路的參數(shù)計算如下： 復(fù)位電路 復(fù)位電路的主要作用是讓單片機在必要的時候進(jìn)行復(fù)位，讓其從程序的開始執(zhí)行，例如單片機死機，這就必須讓其復(fù)位。按摩時間到，蜂鳴聲則會響 10 聲，提示用戶。 開機時，當(dāng) KGJ 按下時，蜂鳴器會鳴響三聲，提醒用戶已上電。利用固態(tài)繼電器和普通繼電器的組合對三個主電路進(jìn)行控制，達(dá)到弱電控強電的目的，有效的保護(hù)用戶。 局部按摩主要利用 霍爾電路進(jìn)行位置的采樣。 局部按摩功能 按摩器的按摩方式分為局部按摩和全身按摩。 溫度檢測功能 該功能主要是完成對遠(yuǎn)紅外按摩器的溫度進(jìn)行檢測，在達(dá)到或超過溫限后，發(fā)出報警信號。 19 第五章 功能分析及參數(shù)計算 時鐘功能 設(shè)計要求是顯示實際時間，每次按摩器關(guān)機后時間總會終止，難道要 像電腦一樣內(nèi)置一電池。 在安裝使用時應(yīng)遠(yuǎn)離電磁干擾，射頻干擾源，以防繼電器誤動失控。使繼電器在保證穩(wěn)態(tài)工作前提下能夠承受這個浪涌電流，一般在選用時遵循上述原則，在低電壓要求信號失真小可選用采用場效應(yīng)管作輸出器件的直流固態(tài)繼電器； 使 用環(huán)境溫度的影響 固態(tài)繼電器的負(fù)載能力受環(huán)境溫度和自身溫升的影響較大，在安裝使用過程中，應(yīng)保證其有良好的散熱條件。 C、時間小于 10S 的條件下進(jìn)行，如考慮周圍溫度的原因，必要時可考慮降額使用，一般將負(fù)載電流控制在額定值得 1/2 以內(nèi)使用。 （ 5）固態(tài)繼電器的負(fù)載與環(huán)境溫度明顯有關(guān)，溫度越高，帶負(fù)載能力越低。 （ 3）由于管壓降大，導(dǎo)通后的功耗和發(fā)熱量也大，大功率固態(tài)繼電器的體積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于同容量的電磁繼電器，成本也較高。 缺點 （ 1）導(dǎo)通后的管壓降大，可控硅會雙相控硅的正向降壓可達(dá) 1~2V，大功率晶體管的飽和壓降也在 1~2V之間，一般功率場效應(yīng)管的導(dǎo)通電阻也較機械 觸點的接觸電阻大。 （ 3）快速轉(zhuǎn)換：固態(tài)繼電器因為采用固體器件，所以切換速度可從幾毫秒至幾微秒。 固態(tài)繼電器的優(yōu)缺點 優(yōu)點 （ 1）高壽命，高可靠：由于沒有運動的零部件，因此能在高沖擊，振動的環(huán)境下工作，由于組成固態(tài) 繼電器的元器件的固有特性，決定了固態(tài)繼電器的壽命長，可靠性高。 ULN2020 是高壓大電流達(dá)林頓晶體管陳列系列產(chǎn)品，具有電流增益高、工作電壓高、溫度范圍寬、帶負(fù)載能力強等特點，適應(yīng)于各類要求高速大 功率驅(qū)動的系統(tǒng)。 ULN2020 是高耐壓、大電流達(dá)林頓陳列，由七個硅 NPN 達(dá)林頓管組成。 17 作用 ULN2020 是大電流驅(qū)動陳列，多用于單片機、智能儀表、 PLC、數(shù)字量輸出卡等控制電路中。 在本次設(shè)計中之所以用到 ULN2020，主要是用它來驅(qū)動 +12V的普通繼電器。當(dāng)把 WP 接地時，允許芯片執(zhí)行一般的讀寫操作；當(dāng)把 WP 接到 Vcc 時，則對芯片實施寫保護(hù)。 WP：寫保護(hù)端。 A0， A1， A2：芯 片地址引腳。 SDA：串行數(shù)據(jù)輸入 /輸出端，用于輸入和輸出串行數(shù)據(jù)。 SCL：串行時鐘輸入端。 引腳的功能和意義如下： Vcc： +5V電源。 特點 低電壓和標(biāo)準(zhǔn)運轉(zhuǎn)電壓。 AT24C16 的結(jié)構(gòu)尤其停邏輯、串行控制邏輯、地址比較器、地址計數(shù)器、數(shù)據(jù)輸出回答邏輯、存儲陳列等組成。它寫入不需要加高電壓，操作可靠性高，讀寫壽命可達(dá) 100 萬次，數(shù)據(jù)可保存 100 年。這一點在進(jìn)行 DS1820 硬件連接和軟件設(shè)計時也要給予一定的重視。當(dāng)單總線上 所掛 DS1820 超過 8個小時，就需要解決微處理器的總線驅(qū)動問題，這一點在進(jìn)行多點測溫系統(tǒng)設(shè)計時要加以注意。 分辨率（位） 溫度最大轉(zhuǎn)換時間 9 10 11 375ms 12 750ms DS1820 使用中注意事項 DS1820 雖然具有測溫系統(tǒng)簡單、測溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點，但在實際應(yīng)用中也應(yīng)注意以下幾方面的問題： 較小的硬件開銷需要相對復(fù)雜的軟件進(jìn)行補償，由于 DS1820 與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此，在對 DS1820 進(jìn)行讀寫編程時，必須嚴(yán)格的保證讀寫時序，否則將無法讀取測溫結(jié)果。 在使用中不需要任何外圍元件。 多個 DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，最多只能并聯(lián) 8 個，實現(xiàn)多點測溫，如果數(shù)量過多，會使供電電源電壓過低，從而造成信號傳輸?shù)牟环€(wěn)定。 C， 9 位測溫分辨率 176。 測溫范圍 55176。耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多式多樣，適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測溫和控制領(lǐng)域。主要根據(jù)應(yīng)用場合的不同而改變其外觀。初始化后就可以按正常方法調(diào)整時間。 100 F 就可以保證 1 小時的正常走時?？梢杂美鲜诫娔X主板上的 充電電池。 下圖為 DS1302 的引腳功能圖 和 連線圖 ： 15 注意事項 要特別說明的是備用電源 B1，可以用電池或者超級電容器（ 以上）。只有在 SCLK 為低電平時，才能將 RST 置為高電平。如果在傳送過程中 RST 置為低電平，則會終止此次數(shù)據(jù)傳送， I/O 引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。 RST 輸入有兩種功能：首先 RST 接通控制邏輯，允許地址 /命令序列送入移位寄存器；其次RST 提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。 X1 和 X2 是振蕩源，外接 晶振。當(dāng) Vcc2大于 Vcc1+時， Vcc2 給 DS1302 供電。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時鐘的連續(xù)運行。 DS1302 是 DS1202 的升級產(chǎn)品，與 DS1202 兼容，但增加了主電源 /后備電源引腳，同時提供了對后備電源進(jìn)行沮涓細(xì)電流充電的能力。采用三線接口與 CPU 進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或 RAM 數(shù)據(jù)。上電復(fù)位電路是利用外部復(fù)位電路的 RC 充電來實現(xiàn)的，上電后，電源對通 過電阻對電容進(jìn)行充電，充電時間常數(shù)為 RC。要使單片機可靠地復(fù)位，必須使 RST/VPD 引腳保持兩個機器周期以上的高電平，一般上電復(fù)位時間需要大于 10ms。那么單片機出現(xiàn)不能正常工作時，就要對單片機進(jìn)行復(fù)位，這是對單片機的初始化操作。振蕩頻率通常取 3MHz 至 24MHz 范圍內(nèi)：我用的晶振頻率為 ，根據(jù)式 41 可求得 本次畢業(yè)設(shè)計采用如圖 所示電路接線。在 XTAL1 和 XTAL2 兩端接上石英晶體和微調(diào)電容就可構(gòu)成自激振蕩器。 主電路引腳 Vss 和 Vcc Vss:接地 端； Vcc：電源輸入引腳，正常工作時接 +5V電源。 /EA/Vpp(ENABLE ADDRESS， VOLTAGE PULSE OF PROGRAMMIN