【正文】 完?。?！7 結(jié)論 35 致謝 36 參考文獻(xiàn) 37 。 聲光報(bào)警電路的檢測(cè)與調(diào)試 通過電平給發(fā)光二極管一個(gè)高電平，觀察二極管是否發(fā)光，再送一個(gè)低電平觀察是否熄滅，按照這樣的方式測(cè)試，最后得到結(jié)果如預(yù)期所示： 高電平亮，低電平 滅。按鍵按下是應(yīng)出現(xiàn)高電平，這時(shí)候單片機(jī)復(fù)位，理論上 52 系列單片機(jī)有二個(gè)機(jī)器周期單片機(jī)就可以正常復(fù)位成功。 （ 2）單片機(jī)的外圍電路部分調(diào)試晶振是否正常起振，雖然很少出現(xiàn)晶振不起振的情況，但以防萬一，用示波器對(duì)晶振進(jìn)行了測(cè)量 ， 約為 2V 左右。在交流輸出以后經(jīng)理論計(jì)算可以得到電壓約為： 10*=12V。因?yàn)檫@一部分涉及到一些高電壓的操作，首先對(duì)電路基板進(jìn)行目視確認(rèn)沒有短路，斷路，假焊，虛焊的現(xiàn)象。電源部分結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，主要由穩(wěn)壓芯片 34063 構(gòu)成，調(diào)試簡(jiǎn)單，很快就能讓此模塊正常工作。電源接通后，對(duì) 34063 芯片進(jìn)行測(cè)試。 (3)軟件要求： 設(shè)計(jì)的各軟件正常工作無誤，并且寫入單片機(jī)，調(diào)試合格。系統(tǒng)調(diào)試的內(nèi)容很豐富，遇到的問題各種各樣，解決的方法也是不盡相同，并沒有統(tǒng)一的模式， 此次瓦斯檢測(cè)報(bào)警器的的調(diào)試按硬件組成分為發(fā)射板的調(diào)試和接收控制板的調(diào)試，按功能實(shí)現(xiàn)分為硬件基礎(chǔ)調(diào)試和結(jié)合軟件調(diào)試。6 軟硬件聯(lián)合調(diào)試 33 6 硬件聯(lián)合調(diào)試 調(diào)試工作是對(duì)前期工作的的一個(gè)整體評(píng)估，實(shí)質(zhì)性的檢查。 西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 32 3) 對(duì)于抗噪能力弱、關(guān)斷時(shí)電源變化大的器件，如 RAM、 ROM 存儲(chǔ)器 ，應(yīng)在 芯片的電源線和地線之間直接接入退耦合電容。如果有可能，接 100uf 以上更好。 PCB 設(shè)計(jì)的常規(guī)做法之一是在印制電路板的各個(gè)關(guān)鍵部位配置適當(dāng)?shù)目柜詈想娙荨５皖l電路的地盡量采用單點(diǎn)并聯(lián)接 地，實(shí)際布線有困難時(shí)，可部分串聯(lián)后再并聯(lián)接地。 4) 數(shù)字地與模擬地分開 。必須用大面積銅箔時(shí)，最好用柵格狀。 3) 印刷導(dǎo)線拐彎處 盡量 取圓弧形，而直角或夾角在高頻電路中會(huì)影響電氣性能 ,特別是直角。導(dǎo)線的最小間距主要由最壞情況下的地線絕緣電阻和擊穿電壓決定。電源線和地線應(yīng)接成樹狀，盡量加粗，使它能通過三倍于印刷板 上允許電流。當(dāng)然，只要允許，還是盡可能用寬線。 2) 印刷電路板導(dǎo)線的最小寬度主要由導(dǎo)線與絕緣基板間的黏附強(qiáng)度和流過它們的電路值決定。在整個(gè)布線過程中，遵循以下原則： 1) 輸入、輸出端用的導(dǎo)線應(yīng)盡量避免相鄰并行。首先對(duì)電源和地進(jìn)行手工布 線，調(diào)整好它們的位置，并且要求它的線的寬度為 30mil。 布線的工作在整個(gè)制板過程中是最為重要和繁瑣的，它關(guān)系到整個(gè)設(shè)計(jì)的成敗與否。 (3) 位于電路板邊緣的元器件，與電路板邊緣一般不小于 2mm。布局的過程中，應(yīng)盡量將相關(guān)聯(lián)的元件就近放置，以減短走線的長(zhǎng)度。元器件應(yīng)均勻、整齊、緊湊地排列在 PCB 板上。 西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 31 根據(jù)電路功能單元，對(duì)電路的全部器件進(jìn)行布局時(shí)，我們遵循以下原則： (1) 按電路的流程安排各個(gè)功能電路單元的位置，使布局便于信號(hào)流通，并使信號(hào)盡可能保持一致的方向。 (3) 各輸入布線之間和輸出布線之間不要扭在一起。 在布局中我們注意以下幾個(gè)方面： (1) 電源和地線的布線盡量粗，模擬地與數(shù)字地要分開，電源旁路電容要放在各電路的近處。易受干擾的元器件不能相互靠的太近，輸入和輸出元件盡量遠(yuǎn)離。最后，根據(jù)電路的功能單元，對(duì)電路的全部元器件進(jìn)行布局。 PCB 尺寸過大，印制線條長(zhǎng)，阻抗增加，抗干擾能力下降，成本也增加； PCB 尺寸過小，則散熱不好，且鄰近線條易受干擾。手工布局的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的。 印制電路板是整個(gè)溫度測(cè)試系統(tǒng)中器件、信號(hào)線、電源線的高密度集合體，印刷電路板設(shè)計(jì)的好壞對(duì)抗干擾能力的影響很大，故印刷電路板設(shè)計(jì)決不單是器件、線路達(dá)到簡(jiǎn)單布局安排，還必須符合抗干擾的設(shè)計(jì)原則。 Protel99 客戶程序還提供給設(shè)計(jì)者一些基本的使用資源，如菜單、快捷鍵、工具欄等。設(shè)計(jì)者可以運(yùn)行各種服務(wù)器程序組件。 本設(shè)計(jì)是用的 Protel99 軟件是一個(gè)功能強(qiáng)大的電路 CAD 軟件。 圖 5 原理圖的繪制和 PCB板的完成 30 5 原理圖的繪制和 PCB 板的完成 Protel 99 se 介紹及電 路板的繪制 隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展和電子元器件的不斷涌現(xiàn)，現(xiàn)代電子電路已經(jīng)變得越來越復(fù)雜。這時(shí)通過CT 管腳對(duì)定時(shí)電容進(jìn)行快速充電，以減少充電時(shí)間和輸出開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間，結(jié)果是使得輸出開關(guān)管的關(guān)閉時(shí)間延長(zhǎng)。 電流限制 SI 檢測(cè)端（ 5腳）通過檢測(cè)連接在 V+和 5腳之間的電阻上的壓降來完成功能。與門的 C輸入端在振蕩器對(duì)外充電時(shí)為高電平， D 輸入端在比較器的輸入電平低于閾值電平時(shí)為高電平。 特點(diǎn)： 能在 的輸入電壓下工作 短路電流限制 低靜態(tài)電流輸出開關(guān)電流可達(dá) （無外接三極管） 輸出電壓可調(diào) 工作振蕩頻率從 100Hz 至 100KHz 可構(gòu)成升壓、降壓或反向電源變換器 電路原理 ： 振蕩器通過恒流源對(duì)外接在 CT 管腳（ 3 腳）上的定時(shí)電容不斷的充電和放電，以產(chǎn)生振蕩波形。它能使用最少的外接元件構(gòu)成開關(guān)式升壓變換器、降壓式變換器和電源反向器。只要 Vcc 下降至最小 Vcc 檢測(cè)電平， RESET便變?yōu)榈碗娖?，它將保持低電平直?Vcc 上升至最小， Vcc 檢測(cè)電平 200ms 為止，如果允許看門狗定時(shí)器工作且 CS 保持高電平或低電平的時(shí)間長(zhǎng)于看門狗超時(shí)周期，那么 RESET 也變?yōu)榈碗娖剑?CS 的下降沿將復(fù)位看門狗定時(shí)器 8 Vcc 電源電壓 根據(jù) X5045 的工作原理，設(shè)計(jì)連接電路圖如下： 西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 28 圖 X5045與 CPU的連接示意圖 系統(tǒng)電源電路 MC34063 是一單片雙極型線性集成電路，專用于直流－直流變換器控制部分。在 CS 仍為低電平時(shí)， WP 變?yōu)榈碗娖綄⒅欣^對(duì) X5045 的寫操作，如內(nèi)部寫周期已經(jīng)開始， WP變?yōu)榈?電平將不影響寫操作。 5 WP 寫輸入保護(hù)，當(dāng) WP為低電平時(shí)，向 X5045 的非易失性寫操作被禁止， 但是期間的其他功能仍正常。 X5045 的存儲(chǔ)器與 CPU 可通過串行通信方式接口，共有 4096 個(gè)位，可以按 512 x 8 個(gè)字節(jié)來放置數(shù)據(jù) [13]。 X5045 提供了三個(gè)時(shí)間值供用戶選擇使用。 X5045 中的看門狗對(duì)系統(tǒng)提供了保護(hù)功能。 圖 LED連接方式 四位 LED 顯示器與 CPU 的連接示意圖如圖 ： 西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 26 圖 顯示電路 本設(shè)計(jì)報(bào)警電路采用聲光報(bào)警，發(fā)光二極管和蜂鳴器，連接電路如 圖 所示： 圖 報(bào)警電路 看門狗 監(jiān)控 電路 X5045 是一種集看門狗、電壓監(jiān)控和串行 EEPROM 三種功能于一身的可編程電路。 LED 顯示器中的發(fā)光二極管共有兩種連接方法 [13]：共陽極接法 和 共陰極接法 。 LED 工作原理是由 4 個(gè)發(fā)光二極管組成，因此也稱之為 4 段 LED 顯示，另外 ,顯示器中有一個(gè)圓點(diǎn)型發(fā)光二極管，用于顯示小數(shù)點(diǎn)。 顯示部分主要是數(shù)據(jù)信息、報(bào)警提示、修改參數(shù)等的顯示，顯示為系統(tǒng)的一個(gè)獨(dú)立模塊，對(duì)于外部而言有輸入?yún)?shù)， 輸出參數(shù)的作用。 根據(jù) 4051 的工作原理，與黑白原件和檢測(cè)電路設(shè)計(jì)連接圖如下： 圖 4051與 CPU連接圖 顯示部分是主要的人機(jī)操作之一。 10PA；靜態(tài)功耗為 1μ W。片上有二進(jìn)制譯碼器，可由 A、 B、 C三個(gè)二進(jìn)制信號(hào)在 8個(gè)通道中選擇一個(gè)，使輸入和輸出接通。 常用的多 路開關(guān)有 CD4051(或 MC14051)、 AD750 LF13508 等。理想的多路開關(guān)其開路電阻為無窮大，其接通時(shí)的導(dǎo)通電阻為 0。利用多路開關(guān)將各個(gè)輸入信號(hào)一次的或隨機(jī)的連接到共用放大器或 A/D 轉(zhuǎn)換器上。 考慮到對(duì)周期性的干擾信號(hào)的大小，雙斜積分式 A/D 轉(zhuǎn)換器為 0， 抗干擾性好，所以本課題采用了雙斜積分式 A/D 轉(zhuǎn)換器，設(shè)計(jì)電路圖如圖 。此外，與有同樣分辨率的雙積分型轉(zhuǎn)換器相比較，它不需要高精度的運(yùn)算放大器，而且成本也較低。通過比較器，反饋電壓與模擬電壓相比較，模擬電壓大于反饋電壓，數(shù)碼增加，反之減少，直至相等 [12]。 （ 2） 逐次比較式 A/D 轉(zhuǎn)換的基本原理 所示 。 S2 接通， S1， S3 斷開， VR 的積分和 Vi 的極性相反 。 西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 23 第一階段：采樣階段。 所謂積分式 ADC是將輸入的模擬量（電壓）轉(zhuǎn)換成某種中間量（時(shí)間間隔或頻率），再把中間量變換成數(shù)字量，根據(jù)量的不同，積分式 ADC 又可分為電壓 時(shí)間間隔（ VT）和電壓 頻率（ VF）式兩種。 A/D 轉(zhuǎn)換器就是將模擬的電壓量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。 西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 22 舉 一些 被 HS0038B 所鎮(zhèn)壓的 這種干擾信號(hào) 的 例子， （例如由鎢燈泡或 日光） ； 2. 連續(xù)信號(hào)在 38khz 或在其他任何頻率 ； ?鎮(zhèn)流器偏高或偏低調(diào)制 無論鍵盤采用哪種組織形式及讀鍵方式，其主要的操作步驟如下： （ 1）讀鍵：判斷是否有鍵按下 ； （ 2）鍵值判斷：在確認(rèn)有鍵按下以后，進(jìn)一步識(shí)別出是哪一個(gè)按鍵。 當(dāng)干擾信號(hào)適用于 HS0038B時(shí)， 它依然可以接收該數(shù)據(jù)信號(hào)。 每 次 爆裂 后 ，這是 10個(gè) 周期和 70個(gè)周期差距的時(shí)候，至少有 14 個(gè)周期是必要的 ； ? 每爆裂是長(zhǎng)于 的一個(gè) 相應(yīng)的時(shí)間差距，有必要在該數(shù)據(jù)流 的 某些時(shí)候，這種差距的時(shí)間應(yīng)至少 4 倍以上 ； ? 高達(dá) 800 短 爆裂 每秒可 不斷的被 收到。鮮明 區(qū)分 數(shù)據(jù)信號(hào)和干擾信號(hào)的 是 載波頻率，突發(fā)長(zhǎng)度和占空比。 HS0038的 特點(diǎn)： 光電檢測(cè)器及前置放大器在一個(gè)封裝 內(nèi)部過濾器的 PCM 頻率 TTL 和 CMOS 兼容 輸出有源低 改進(jìn)對(duì)屏蔽電場(chǎng)干擾 適合突發(fā)長(zhǎng)度 10 次循環(huán) /爆裂 低功率消耗 高免疫力環(huán)境光 持續(xù)數(shù)據(jù)傳輸盡可能（ 800 比特 /秒） 圖 HS0038的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 該電路的 HS0038B 的設(shè)計(jì)是這樣 的 ， 無法檢測(cè) 的輸出脈沖由于噪聲或干擾信號(hào)是可以避免的。 該解調(diào)輸出信號(hào) 可以 由一個(gè)微處理器直接解碼 。 西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 21 采用的接受控制芯片為 HS0038B。根據(jù) 發(fā)射端調(diào)制載波的不同應(yīng)選用相應(yīng)解調(diào)頻率的接收頭。 因此 輸出的高低電平和發(fā)射端是反相的，這樣的目的是為了提高接收的靈敏度。紅外監(jiān)測(cè)二極管監(jiān)測(cè)到紅外信 號(hào)，然后把信號(hào)送到放大器和限幅器，限幅 器把脈沖幅度控制在一定的水平，而不論紅外發(fā)射器和接收器的距離遠(yuǎn)近。用戶碼和鍵數(shù)據(jù)碼的發(fā)送均是低位在前，高位在后。并采用脈沖位置調(diào)制方式（ PPM）區(qū)分“ 1”和“ 0”，脈沖的寬度，脈沖間的時(shí)間間隔的大小，每幀數(shù)據(jù)所包含的位數(shù)以及引導(dǎo)碼高低電平的時(shí)間寬度的不同，為不同的發(fā)碼格式，常用的如 NEC6122格式。 紅外遙控發(fā)射器編碼原理 ： 圖 用紅外遙控器碼產(chǎn)生電路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，振蕩電路提供系統(tǒng)工作時(shí)鐘和常用的 38K占 空比為 1： 3的載波，鍵掃描輸入輸出電路與 SEL輸入口形成用戶碼與鍵碼，并由碼產(chǎn)生電路形成待發(fā)射數(shù)據(jù)，在輸出控制電路控制下，通過 REMO輸出口由紅外線輸出。調(diào)制載波的頻率（ fc）及內(nèi)部工作時(shí)鐘周期（ Tm）與振蕩頻率（ fosc）的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下式表示： fc=(1/12) fosc (占空比： 1/3) Tm=256/fosc。 圖 CX9012系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 2. 振蕩頻率部分 CX9012的振蕩頻率為 455kHz，經(jīng)內(nèi)部的 12分頻電路，得到頻率為 37. 9～ ，占空比為 1/3的調(diào)制載波。沒有按鍵操作時(shí)，該振蕩電路停振處于待機(jī)狀態(tài)以減少功率消耗。 20 SEL I 用戶編碼選擇管腳。 11 LMP O 輸出 LED指示。 9 OSCI I 振蕩器輸入管腳。建議在使用時(shí)接電源正端。 6 VDD 電源正端。 主要特點(diǎn)： ◆ 高性能的 CMOS工藝，低功耗 ◆ 內(nèi)置振蕩電路 ◆ 外圍元件少 ◆ 32個(gè)功能按鍵 ， 8種用戶編碼（相當(dāng)于可提供 256種不同的發(fā)射碼） ◆ 發(fā)射信號(hào)的 LED指示 管腳排列 如圖 西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 17