【正文】 其中非常重要的是保證 PCB 板有很好的接地。但過熱的電阻會(huì)出現(xiàn)漂移，在最壞的情況下電阻成為開路，造成 PCB 走線終結(jié)匹配失效，成為潛在的失敗因素。但較長(zhǎng)的垂直安裝會(huì)增加電阻的電感。如果選擇普通直插電阻也有兩種安裝方式可選：垂 直方式和水平方式。 此外，對(duì)于終端匹配電阻的封裝型式和安裝型式也必須考慮。其優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)拉低信號(hào)，并且可以很好的避免噪聲。串聯(lián)電阻匹配終端的優(yōu)勢(shì)還在于可以減少板上器件的使用數(shù)量和連線密度。 串聯(lián)電阻匹配終端不會(huì)產(chǎn)生額 外的功率消耗，但會(huì)減慢信號(hào)的傳輸。這種方式最適合于對(duì)時(shí)鐘線信號(hào)進(jìn)行匹配處理。第一種選擇是 RC 匹配終端。這可通過手工計(jì)算，也可通過 CAD 工具計(jì)算出特征阻抗值和終端匹配電阻值。每條分支上都需要終端電阻。 星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以有效的避免時(shí)鐘信號(hào)的不同步問題，但在密度很高的 PCB 板上手工完成布 線十分困難。這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)占用的布線空間較小并可用單一電阻匹配終結(jié)。但這種走線方式布通率最低，不容易 100%布通。如果使用串聯(lián)電阻來改變信號(hào)特性，串聯(lián)電 阻的位置應(yīng)該緊靠驅(qū)動(dòng)端。通常情形下， PCB 走線采用兩種基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，即菊花鏈 (Daisy Chain)布線和星形 (Star)分布。走線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指一根網(wǎng)線的布線順序及布線結(jié)構(gòu)。如果超過這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，就存在傳輸線的問題。如果工作頻率達(dá)到或超過 75MHz 布線長(zhǎng)度應(yīng)在 1 英寸。解決這個(gè)問題湖北汽車工業(yè)學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 有一些基本原則：如果采用 CMOS 或 TTL 電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，工作頻率小于 10MHz，布線長(zhǎng)度應(yīng)不大于 7 英寸。 ●嚴(yán)格控制關(guān)鍵網(wǎng)線的走線長(zhǎng)度 如果設(shè)計(jì)中有高速跳變的邊沿，就必須考慮到在 PCB 板上存在傳輸線效應(yīng)的問題。 ● 反射信號(hào) Reflected signals ● 延時(shí)和時(shí)序錯(cuò)誤 Delay amp。這種效應(yīng)被稱 為振蕩，信號(hào)的振蕩在信號(hào)的上升沿和下降沿經(jīng)?？梢钥吹?。如果傳輸線和接收端的阻抗不匹配，那么輸出的電流信號(hào)和信號(hào)最終的穩(wěn)定狀態(tài)將不同，這就引起信號(hào)在接收端產(chǎn)生反射，這個(gè)反射信號(hào)將傳回信號(hào)發(fā)射端并再次反射回來。將寄生電阻、電容和電感加到實(shí)際的 PCB 連線中之后，連線上的最終阻抗稱為特征阻抗 Zo。 傳輸線效應(yīng) PCB 板上的走線可等效為下圖所示 的串聯(lián)和并聯(lián)的電容、電阻和電感結(jié)構(gòu)。 （ 7）、在 PCB 上是否加有工藝線？阻焊是否符合生產(chǎn)工藝的要求，阻焊尺寸是否合適，字符標(biāo)志是否壓在器件焊盤上，以免影響電裝質(zhì)量。 （ 5）后加在 PCB 中的圖形（如圖標(biāo)、注標(biāo)）是否會(huì)造成信號(hào)短路。 湖北汽車工業(yè)學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 （ 3）、對(duì)于關(guān) 鍵的信號(hào)線是否采取了最佳措施，如長(zhǎng)度最短，加保護(hù)線，輸入線及輸出線被明顯地分開。 6 設(shè)計(jì)規(guī)則檢查（ DRC） 布線設(shè)計(jì)完成后，需認(rèn)真檢查布線設(shè)計(jì)是否符合設(shè)計(jì)者所制定的規(guī)則，同時(shí)也需確認(rèn)所制定的規(guī)則是否符合印制板生產(chǎn)工藝的需求，一般檢查有如下幾個(gè)方面： （ 1）、線與線，線與元件焊盤，線與貫通孔，元件焊盤與貫通孔，貫通孔與貫通孔之間的距離是否合理，是否滿足生產(chǎn)要求。所以要有一個(gè)疏密合理的網(wǎng)格系統(tǒng)來支持布線的進(jìn)行。而有些通路是無效的，如被元件腿的焊盤占用的或被安裝孔、定孔所占用的等。 布線中網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的作用 在許多 CAD 系統(tǒng)中，布線是依據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)決定的。所以兼顧電氣性能與工藝需要，做成十字花焊盤，稱之為熱隔離（ heat shield）俗稱熱焊盤（ Thermal），這樣，可使在焊接時(shí)因截面過分散熱而產(chǎn)生虛焊點(diǎn)的可能性大大減少 。 大面積導(dǎo)體中連接腿的處理 在大面積的接地（電）中，常用元器件的腿與其連接，對(duì)連接腿的處理需要進(jìn)行綜合的考慮，就電氣性能而言，元件腿的焊盤與銅面滿接為好，但對(duì)元件的焊接裝配就存在一些不良隱患如： ① 焊接需要大功率加熱器。首先應(yīng)考慮用電源層，其次才是地層。也有在 PCB 上不共地的，這由系統(tǒng)設(shè)計(jì)來決定。數(shù)字電路的頻率高，模擬電路的敏感度強(qiáng)，對(duì) 信號(hào)線來說，高頻的信號(hào)線盡可湖北汽車工業(yè)學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 能遠(yuǎn)離敏感的模擬電路器件，對(duì)地線來說，整人 PCB 對(duì)外界只有一個(gè)結(jié)點(diǎn)，所以必須在 PCB 內(nèi)部進(jìn)行處理數(shù)、模共地的問題，而在板內(nèi)部數(shù)字地和模擬地實(shí)際上是分開的它們之間互不相連，只是在 PCB 與外界連接的接口處（如插頭等）。 數(shù)字電路與模擬電路的共地處理 現(xiàn)在有許多 PCB 不再是單一功能電路（數(shù)字或模擬電路），而是由數(shù)字電路和模擬電路混合構(gòu)成的。 對(duì)數(shù)字電路的 PCB 可用寬的地導(dǎo)線組成一個(gè)回路 , 即構(gòu)成一個(gè)地網(wǎng)來使用 (模擬電路的地不能這樣使用 ) （ 3）、用大面積銅層作地線用 ,在印制板上把沒被用上的地方都與地相連接作為地線用。 對(duì)每個(gè)從事電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工程人員來說都明白地線與電源線之間噪音所產(chǎn)生的原因， 現(xiàn)只對(duì)降低式抑制噪音作以表述： （ 1）、眾所周知的是在電源、地線之間加上去耦電容。 電源、地線的處理 既使在整個(gè) PCB 板中 的布線完成得都很好，但由于電源、 地線的考慮不周到而引起的干擾，會(huì)使產(chǎn)品的性能下降，有時(shí)甚至影響到產(chǎn)品的成功率。一般先進(jìn)行探索式布經(jīng)線，快速地把短線連通， 然后進(jìn)行迷宮式布線，先把要布的連線進(jìn)行全局的布線路徑優(yōu)化，它可以根據(jù)需要斷開已布的線。必要 時(shí)應(yīng)加地線隔離，兩相鄰層的布線要互相垂直，平行容易產(chǎn)生寄生耦合。 PCB布線有單面布線、 雙面布線及多層布線。 if(P10==0) //如果 P2_4==0， 該 code_h行有鍵按下 { return(code_h)； } else //若該 code_h行無鍵按下 ， 行掃描值左移 ， 掃描下一行 code_h=(code_h1)|0x01。 //串口發(fā)行掃描值 while(!TI)。 //延時(shí)去抖動(dòng) if(P10==0) //重讀 P2_4， 若還為 0， 定有鍵按下 { code_h=0xfe。 TI=0。 SBUF=0X00。 //列掃描值 P2_5=0。 湖北汽車工業(yè)學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 具體鍵盤掃描程序如下： uchar keyscan(void) { uchar code_h。 首先 串行口發(fā)全零信號(hào) ，使 QA－ QH全為 0，而 此時(shí) P10為高電平，若由按鍵按下，則 P10必為 0。 } 圖 鍵盤原理圖 如圖 所示。 while (!TI)。 SBUF=DispCode[ (valueamp。 while (!TI)。 SBUF=DispCode[ (valueamp。 while (!TI)。 SBUF=DispCode[ valueamp。 其顯示程序如下： void Display( uint value ) { P11 = 1。 圖 顯示 原理圖 湖北汽車工業(yè)學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 AT89S52 主要 P1 P12 和串行口對(duì)顯示進(jìn)行控制， P11 用作對(duì)顯示的清除， P12 用作對(duì)顯示的使能控制 ，串行口主要是 為顯示送數(shù)據(jù)。 AT89S52 內(nèi) 部 不 具有 I2C 接口，所以應(yīng)用 P15 和 P16 作為 SCL 和 SDA 的接口來模擬 I2C 時(shí)序。 對(duì) AT24C 系列 E2PROM 的讀寫操作完全遵守 I2C 總線的主收從發(fā)和主發(fā)從收的規(guī)則，其主要讀寫時(shí)序圖 如圖 所示。 根據(jù)單片 機(jī)對(duì)外部 RAM 讀取的時(shí)序 （圖 ） ，采用 AT89S52 的 ALE 信號(hào)作為鎖存時(shí)鐘。 RAM 擴(kuò)展 由于在 CAN 總線通信的速率可以達(dá)到 1MHz， 在通信過程中有大量的數(shù)據(jù)交換， 而在 AT89S52 中只有 256 字節(jié)的 RAM，為了 使通信有更多的緩沖空間，采用了 MCM5264 湖北汽車工業(yè)學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 8K 的 RAM 芯片。 P2 口主要用來作為地址譯碼，其中 A15 是 CAN 控制芯片 SJA1000 的片選，其余的作為 RAM 擴(kuò)展的 高位地址。其中 P0 主要用來作為數(shù)據(jù)口，是單片機(jī)和外設(shè)數(shù)據(jù)交換的重要通道。 由于 AT89S52 具有 32 個(gè) IO 端口，再考慮到整個(gè)設(shè)計(jì)的情況，采用了對(duì)外設(shè)直接控制和片選的方式。 湖北汽車工業(yè)學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 圖 CPU、 RAM、 ROM 擴(kuò)展圖 CPU 部分 AT89S52 是 ATMEL 公司研制的通用單片機(jī)。 CPU、 RAM 擴(kuò)展和 ROM 擴(kuò)展 部分 采用 AT89S52 作為整個(gè)設(shè)計(jì)的控制芯片，在設(shè)計(jì)中加入了 ISP，可以方便的在線下載程序 ，簡(jiǎn)化了調(diào)試的過程。 TXD_C和 RXD_C 端分別是信號(hào)的輸入和輸出。 SDH 光收發(fā)一體模塊 6 腳是模塊的電源引腳，分別給發(fā)送單元和接收單元供電。 FiberCAN 接口原理圖 圖 FiberCAN接口原理圖 FiberCAN 接口原理圖 如圖 所示。反之，當(dāng)某一 SJA1000的 TX0端輸出 1電平 (隱性 )時(shí)，所有 SjA1000的 RX0端收到 1電平，必有 RX1RX0，即所有 SJA1000收到隱性位。 湖北汽車工業(yè)學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 綜上所述，只要某一個(gè) SJA1000的 TX0端輸出 0電平時(shí)，總線呈顯性，總線上所有SJA1000將收到顯性位；反之，若 TX0端輸出 1電平時(shí)，總線呈隱 性，其它 SJA1000也將接收隱性位。此時(shí)對(duì) SJA1000而言， RX1 RX0，則 SJA1000讀入顯性電平 ，或者說總線上的任一節(jié)點(diǎn)接收到的都是顯性位。在這種情況下，接在總線上其它節(jié)點(diǎn)的 82C250進(jìn)行差動(dòng)接收，其 RxD端輸出 0電平。 TX1為 CAN 輸出驅(qū) 動(dòng)器 1輸出， RX1為輸入比較器輸入端 1，RX0為輸入比較器輸入端。 圖 WireCAN 總線接口 82C250是 CAN 收發(fā)器，它是 CAN 控制器 (SJAl000)與物理總線之間的接口，它提供向總線的差動(dòng)發(fā)送能力和對(duì) CAN 控制器的差動(dòng)接受能力， CAN 收發(fā)器的真值表見表1．圖 82C250中各管腳的功能分別是： TxD 為發(fā)送數(shù)據(jù)輸入端， V為電源電壓， RxD 為接收數(shù)據(jù)輸出端， 髓為基準(zhǔn)電壓輸出端， CANH 為高電平 CAN 電壓輸入／輸出端，CANL為低電平 CAN 電壓輸入／輸出端。在 RX1 處連接一個(gè)分壓網(wǎng)絡(luò)，使 RX1湖北汽車工業(yè)學(xué)院 本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 的電平處在 1/2Vcc 左右，有利于接受信號(hào)的判斷。 控制器原理圖 圖 控制器原理圖 CAN接口控制信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)都是直接連接單片機(jī)的端口。 在以下兩種不同的模式中訪問寄存器是不同的 ●復(fù) 位模式 ●工作模式 當(dāng)硬件復(fù)位或控制器掉線時(shí)會(huì)自動(dòng)進(jìn)入復(fù)位模式。 微控制器和 SJA1000之間狀態(tài)、控制和命令信號(hào)的交換都是在控制段中完成的。 應(yīng)發(fā)送的信息會(huì)被寫入發(fā)送緩沖器?？刂贫卧诔跏蓟d入是可被編程 來配置通訊參數(shù)的（例如位時(shí)序）微控制器也是通過這個(gè)段來控制 CAN總線上的通訊的。雙設(shè)備的獨(dú)立操作是通過象 RAM 一樣的片內(nèi)寄存器修正來實(shí)現(xiàn)的。 圖 SJA1000 原理結(jié)構(gòu)圖 4． BasicCAN 模式地址分配表 在本次設(shè)計(jì)當(dāng)中，主要使用 BasicCAN 模式。 CAN 控制器 SJA1000 根據(jù)選擇的方案，采用 CAN 控制器 SJA1000 和光電轉(zhuǎn)換接口進(jìn)行 CAN 接口的 組建。 因此我們選用 FiberCAN方案，由于是初步研究我們選用最簡(jiǎn)單的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。由于電?dòng)汽車現(xiàn)場(chǎng)情況較為復(fù)雜， 一旦雙絞線 CAN網(wǎng)絡(luò)裝車， 由于車輛電氣系統(tǒng)產(chǎn)生強(qiáng)電磁干擾， 有時(shí)導(dǎo)致 CAN網(wǎng)絡(luò)不能正常工作。 方案選擇 WireCAN的特點(diǎn)是： 技術(shù)上容易實(shí)現(xiàn)， 造價(jià)低廉， 理論上節(jié)點(diǎn)數(shù)無限制， 對(duì)環(huán)境電磁輻射有一定抑制能力。中間層是纖芯和包層 =者表層的融臺(tái)， 生成了一種均勻的透明層。由電子顯微鏡觀察到的芯包界面的圖象， 可看到界面有兩種基本類型。通常纖芯直徑 0． 5mm到 ， 包層厚度 5μm到 50μm。它具有良好的綜合質(zhì)量穩(wěn)定性， 并已證明具有高可靠性。 當(dāng)不處于極端高溫下時(shí)， PMMA POF芯顯示有許多突出的性能。在網(wǎng)絡(luò)中使用耐熱的 PC POF最長(zhǎng)為 5米，對(duì)于超過 1 0米長(zhǎng)的網(wǎng)絡(luò)，主要使用低傳輸損耗的 PMMA POF。 PC POF耐熱 1 20℃ 或更高， 可在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙中應(yīng)用， 但傳輸損耗高。目前有兩種類型的塑料光纖： PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯 )和 PC(聚碳酸酯 )。第 ， POF易于切斷和加工。其次， 因?yàn)?POF是大直徑光纖，它能傳輸?shù)墓馔?量 大。 圖 CAN接口原理圖 光纖的選擇 塑料光纖 (POF)具備了有利于大量生產(chǎn)的若干優(yōu)點(diǎn)。 FiberCAN