基于STC89C52單片機(jī)的交通燈設(shè)計(jì)

1、基于stc89c52單片機(jī)的交通燈設(shè)計(jì)摘要一個完整的交通燈相當(dāng)于一個簡單的單片機(jī)系統(tǒng)，該系統(tǒng)有交通燈設(shè)置電路、單片機(jī)、顯示電路等構(gòu)成。信號燈控制的實(shí)現(xiàn)是通過電路與匯編程序的結(jié)合來完成，其中信號燈的模擬采用了發(fā)光二極管，發(fā)光二極管有熄滅、點(diǎn)亮和閃爍三種信號，其中閃爍信號的產(chǎn)生運(yùn)用了延時程序來實(shí)現(xiàn)，而時間倒數(shù)方面引進(jìn)了led數(shù)字顯示，克服了人們在等待時的心急的心情，減少了紅燈未滅，闖紅燈的現(xiàn)象。電路部分原理圖是通過用 dxp軟件繪制設(shè)計(jì)，匯編程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試都在keil上完成。最后使用dxp軟件上的虛擬元件來代替所有的電路元件完成整個系統(tǒng)的調(diào)試和仿真，這樣就大大保證了焊制硬件實(shí)物能正常運(yùn)行。 本系

2、統(tǒng)功能設(shè)計(jì)完善，采用at89c51單片機(jī)為核心，具有實(shí)用，方便，靈活的特點(diǎn)。隨著電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用，車輛日益增多將成為一種發(fā)展趨勢，所以要有一套安全可靠的交通指示燈。本設(shè)計(jì)以單片機(jī)at89s52為控制核心，以紅、綠、黃三種led發(fā)光管作為直行和左右拐彎以及行人通行的指示，以led數(shù)碼管作為倒計(jì)時指示，完成了題目要求的所有功能。在此基礎(chǔ)上增設(shè)了led燈和數(shù)碼管實(shí)時顯示系統(tǒng)各種狀態(tài)，還可根據(jù)交通擁擠情況分別設(shè)置主干道和次干道的通行時間以及緊急情況時可根據(jù)需要手動設(shè)置某干道車輛通行狀態(tài)，緊急情況結(jié)束后再轉(zhuǎn)成自動狀態(tài)，并對系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，整體性好，人性化強(qiáng)、可靠性高。關(guān)鍵詞：單片機(jī)；交通燈

3、；顯示目 錄摘要.21緒論.5 1.1 交通燈的歷史和現(xiàn)狀.5 1.2 單片機(jī)相關(guān)介紹.52 系統(tǒng)設(shè)計(jì).6 2.1 課程內(nèi)容.6 2.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)部分.6 2.2.1 單片機(jī)系統(tǒng).6 2.2.2 復(fù)位電路.7 2.2.3 晶振電路.82.2.4 交通燈演示系統(tǒng).8 2.2.5 電源供電電路.9 2.2.6 74hc573的功能.9 2.2.7 發(fā)光二極管.112.2.8 數(shù)碼管.123 軟件設(shè)計(jì).12 4設(shè)計(jì)結(jié)果與分析.16 4.1 proteus簡介.16 4.2 proteus仿真過程.16 4.3 制板印制電路板pcb.18 4.3.1 dxp簡介.18 4.3.2 電路原理圖制作.

4、18 4.3.3 pcb制作.195實(shí)物圖. . .22 5.1 印制電路板概述.22 5.1.1 印制電路板.22 5.1.2 印制電路板結(jié)構(gòu).22 5.1.3 印制電路板的種類.22 5.2 印制電路板流程.23 5.3 元器件安裝與焊接.24 5.3.1 手工安裝.24 5.3.2 手工焊接.246 系統(tǒng)調(diào)試.26 6.1 斷電調(diào)試.26 6.2 通電調(diào)試.26 6.3 基本要求部分的測試與分析.277 結(jié)論.27參 考 文 獻(xiàn).281 緒論今天，紅綠燈安裝在各個道口上，已經(jīng)成為疏導(dǎo)交通車輛最常見和最有效的手段。但這一技術(shù)在19世紀(jì)就已出現(xiàn)了。1858年，在英國倫敦主要街頭安裝了以燃煤氣

5、為光源的紅，藍(lán)兩色的機(jī)械扳手式信號燈，用以指揮馬車通行。這是世界上最早的交通信號燈。1868年，英國機(jī)械工程師納伊特在倫敦威斯敏斯特區(qū)的議會大廈前的廣場上，安裝了世界上最早的煤氣紅綠燈。它由紅綠兩塊以旋轉(zhuǎn)式方形玻璃提燈組成，紅色表示“停止”，綠色表示“注意”。1869年1月2日，煤氣燈爆炸，使警察受傷，遂被取消。1914年，電氣啟動的紅綠燈出現(xiàn)在美國。這種紅綠燈由紅綠黃三色圓形的投光器組成，安裝在紐約市5號大街的一座高塔上。紅燈亮表示“停止”，綠燈亮表示“通行”。1918年，又出現(xiàn)了帶控制的紅綠燈和紅外線紅綠燈。帶控制的紅綠燈，一種是把壓力探測器安在地下，當(dāng)車輛接近時,紅燈便變?yōu)榫G燈；另一種是

6、用擴(kuò)音器來啟動紅綠燈，司機(jī)遇紅燈時按一下喇叭，就使紅燈變?yōu)榫G燈。紅外線紅綠燈當(dāng)行人踏上對壓力敏感的路面時，它就能察覺到有人要過馬路。紅外光束能把信號燈的紅燈延長一段時間，推遲汽車放行，以免發(fā)生交通事故。信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。1968年，聯(lián)合國道路交通和道路標(biāo)志信號協(xié)定對各種信號燈的含義作了規(guī)定。綠燈是通行信號，面對綠燈的車輛可以直行，左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎，除非另一種標(biāo)志禁止某一種轉(zhuǎn)向。左右轉(zhuǎn)彎車輛都必須讓合法地正在路口內(nèi)行駛的車輛和過人行橫道的行人優(yōu)先通行。紅燈是禁行信號，面對紅燈的車輛必須在交叉路口的停車線后停車。黃燈是警告信

7、號，面對黃燈的車輛不能越過停車線，但車輛已十分接近停車線而不能安全停車時可以進(jìn)入交叉路口。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通運(yùn)輸中出現(xiàn)了一些傳統(tǒng)方法難以解決的問題。道路擁擠現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，造成的經(jīng)濟(jì)損失越來越大，并一直保持大比例的增長?，F(xiàn)在交通系統(tǒng)已不能滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求。由于生活水平的提高，人們對交通運(yùn)輸?shù)陌踩约胺?wù)水平提出了更高的要求。在交通中管理引入單片機(jī)交通燈控制代替交管人員在交叉路口服務(wù)，有助于提高交通運(yùn)輸?shù)陌踩?、提高交通管理的服?wù)質(zhì)量。并在一定程度上盡可能的降低由道路擁擠造成的經(jīng)濟(jì)損失，同時也減小了工作人員的勞動強(qiáng)度。 中國車輛數(shù)量不斷增加，交通控制在未來的交通管理中起著越來越重要的作用。智能

8、交通燈的管理比重修一條馬路無論在經(jīng)濟(jì)、交通運(yùn)行速率上都有很好的效益、更加節(jié)約資源。使交管人員有更多的精力投入到管理整個城市交通控制，帶來更大的經(jīng)濟(jì)和社會效益,為創(chuàng)造美好的城市交通形象發(fā)揮更多的作用2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1課題內(nèi)容本課題的主要內(nèi)容包括如下幾個方面：(a). 設(shè)計(jì)交通燈狀態(tài)的管理方案；(b). 設(shè)計(jì)單片機(jī)最小系統(tǒng)和周邊電路；(c). 設(shè)計(jì)交通燈系統(tǒng)、不間斷供電系統(tǒng)以及中斷系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)；(d). 設(shè)計(jì)整個系統(tǒng)的電路分布和接線；(d). 使用c語言編寫整個系統(tǒng)運(yùn)行所需要的程序，重點(diǎn)是分時管理系統(tǒng)和緊急中斷系統(tǒng)的程序。2.2 硬件設(shè)計(jì)部分根據(jù)本設(shè)計(jì)交通燈的模型和實(shí)現(xiàn)的功能，硬件部分可以分為以

9、下兩個大的系統(tǒng)：單片機(jī)系統(tǒng)、交通燈演示系統(tǒng)、電源供電系統(tǒng)。2.2.1 交通燈系統(tǒng)電路根據(jù)功能，交通燈的演示系統(tǒng)從功能上則分為：倒計(jì)時電路、紅綠燈功能電路。交通燈演示系統(tǒng)電路圖2.2.1如示。倒計(jì)時電路主要是由雙位共陰數(shù)碼管和74hc573n驅(qū)動模塊組成，控制信號通過單片機(jī)的端口p1口進(jìn)行信號的傳輸。倒計(jì)時電路負(fù)責(zé)的是顯示紅綠燈持續(xù)顯示的時間。當(dāng)綠燈或者紅燈持續(xù)顯示時，數(shù)碼管顯示該狀態(tài)的持續(xù)時間，在黃燈閃爍顯示時，起到倒計(jì)時秒數(shù)的作用。紅綠燈功能電路主要是由各色的發(fā)光二極管和74hc573n驅(qū)動模塊組成，控制信號跟數(shù)碼管一樣都是通過p1口進(jìn)行傳輸。紅綠燈電路負(fù)責(zé)的是各個車行道和人行道通行狀態(tài)的顯

10、示。圖2.2.1交通燈的電路圖2.2.2 單片機(jī)系統(tǒng)本設(shè)計(jì)單片機(jī)主要是用于控制交通燈的演示系統(tǒng)，故只需要單片機(jī)最小系統(tǒng)即可完成。單片機(jī)的最小系統(tǒng)是指能夠驅(qū)動單片機(jī)工作的最小電路。此電路由單片機(jī)、時鐘電路、電源、復(fù)位電路4個組成部分組成。圖2.2.2為單片機(jī)最小電路的電路圖。圖2.2.2 stc89c51最小系統(tǒng)圖2.2.3 復(fù)位電路單片機(jī)復(fù)位是使cpu和系統(tǒng)中的其他功能部件都處在一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作，例如復(fù)位后pc0000h，使單片機(jī)從第個單元取指令。無論是在單片機(jī)剛開始接上電源時，還是斷電后或者發(fā)生故障后都要復(fù)位。在復(fù)位期間（即rst為高電平期間），p0口為高組態(tài)，p1p

11、3口輸出高電平；外部程序存儲器讀選通信號psen無效。地址鎖存信號ale也為高電平。圖2.2.3為單片機(jī)復(fù)位電路的電路圖 圖2.2.3 復(fù)位電路圖2.2.4 晶振電路stc89c52引腳xtal1和xtal2與晶體振蕩器及電容c2、c1按下圖2.3所示方式連接。晶振、電容c1c2及片內(nèi)與非門（作為反饋、放大元件）構(gòu)成了電容三點(diǎn)式振蕩器，振蕩信號頻率與晶振頻率及電容c1、c2的容量有關(guān)，但主要由晶振頻率決定，范圍在033mhz之間，電容c1、c2取值范圍在30pf左右。根據(jù)實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)中采用11.0592mhz做系統(tǒng)的外部晶振。電容取值為33pf。圖2.2.4為單片機(jī)晶振電路的電路圖圖2.2

12、.4晶振電路圖 2.2.5電源供電電路供電電路由主電源和備用電源組成。主電源主要是由變壓器、6a整流橋、4個二極管， 2個104pf電容，二個電解電容以及7805三端穩(wěn)壓管組成。這個部分為系統(tǒng)提供主要的供電，輸出電壓為5v直流。備用電源主要是由4位的5號電池盒組成。這個部分在主電源斷電時能夠幾乎瞬時的為系統(tǒng)提供電源，輸出電壓也是5v直流。該電源直接接到單片機(jī)的電源端。圖2.2.5 主電源和備用電源切換功能電路假設(shè)二極管處于截止?fàn)顟B(tài)，此時二極管陰極電位為4v，陽極電位為5v，所以電壓差為1v，此時二極管一定處于導(dǎo)通狀態(tài)，所以假設(shè)不成立。當(dāng)主電源工作時電池組也提供電源，這會造成兩個不同電壓的電源并

13、聯(lián)，造成干電池組給主電源充電。而當(dāng)選用兩個二極管串聯(lián)時，假設(shè)二極管 處于截止?fàn)顟B(tài)，此時電壓差為0.5v，0.5v0.7v二極截止，假設(shè)成立。而當(dāng)主電源斷開時，能提供電壓為6v減去2個二極管的壓降為3.6v，此電壓能保證單片機(jī)正常工作。3.2.6 74hc573的功能圖2.2.6sl74hc573跟 ls/al573的管腳一樣。器件的輸入是和標(biāo)準(zhǔn)cmos輸出兼容的；加上拉電阻，他們能和 ls/alsttl輸出兼容。 當(dāng)鎖存使能端為高時，這些器件的鎖存對于數(shù)據(jù)是透明的（也就是說輸出同步）。當(dāng)鎖存使能變低時，符合建立時間和保持時間的數(shù)據(jù)會被鎖存。 輸出能直接接到cmos，nmos和 ttl接口上 操

14、作電壓范圍：2.0v6.0v 低輸入電流：1.0ua cmos器件的高噪聲抵抗特性 三態(tài)總線驅(qū)動輸出置數(shù)全并行存取緩沖控制輸入使能輸入有改善抗擾度的滯后作用原理說明： m54hc563/74hc563/m54hc573/74hc573的八個鎖存器都是透明的d 型鎖存器，當(dāng)使能（g）為高時，q 輸出 將隨數(shù)據(jù)（d）輸入而變。當(dāng)使能為低時，輸出將鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平上。輸出控制不影響鎖存器的內(nèi)部工作，即老數(shù)據(jù)可以保持，甚至當(dāng)輸出被關(guān)閉時， 新的數(shù)據(jù)也可以置入。這種電路可以驅(qū)動大電容或低阻抗負(fù)載，可以直接與系統(tǒng)總線接口并驅(qū)動總線，而不需要外接口。特別適用于緩沖寄存器，i/o 通道，雙向總線驅(qū)動器和

15、工作寄存器。圖2.2.6為74hc573引腳圖。hc573引腳功能表：引腳號符號名稱及功能1oe3態(tài)輸出使能輸入（低電平）2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9d0 to d7數(shù)據(jù)輸入12,13,14,15,16,17,18,19q0 to q73態(tài)鎖存輸出11le鎖存使能輸入10gnd接地(0v)20vcc電源電壓2.2.7 發(fā)光二極管半導(dǎo)體發(fā)光器件包括半導(dǎo)體發(fā)光二極管（簡稱led）、數(shù)碼管、符號管、米字管及點(diǎn)陣式顯示屏（簡稱矩陣管）等。事實(shí)上，數(shù)碼管、符號管、米字管及矩陣管中的每個發(fā)光單元都是一個發(fā)光二極管。圖2.2.7是發(fā)光二極管圖圖2.2.7 發(fā)光二極管圖2.2.8 數(shù)碼管1.

16、led數(shù)碼管分類：按其內(nèi)部結(jié)構(gòu)可分為共陰型和共陽型；導(dǎo)通時正向壓降一般為1.52v，額定電流為10ma，最大電流為40ma。 2. 數(shù)碼管工作原理共陽極數(shù)碼管的8個發(fā)光二極管的陽極（二極管正端）連接在一起。通常，公共陽極接高電平（一般接電源），其它管腳接段驅(qū)動電路輸出端。當(dāng)某段驅(qū)動電路的輸出端為低電平時，則該端所連接的字段導(dǎo)通并點(diǎn)亮。根據(jù)發(fā)光字段的不同組合可顯示出各種數(shù)字或字符。此時，要求段驅(qū)動電路能吸收額定的段導(dǎo)通電流，還需根據(jù)外接電源及額定段導(dǎo)通電流來確定相應(yīng)的限流電阻。圖2.2.8是數(shù)碼管圖圖2.2.8數(shù)碼管圖3 軟件設(shè)計(jì)相較于c語言，匯編語言的機(jī)器代碼生成效率很高但可讀性卻并不強(qiáng)，復(fù)雜

17、一點(diǎn)的程序就更是難讀懂，而c 語言在大多數(shù)情況下其機(jī)器代碼生成效率和匯編語言相當(dāng)，但可讀性和可移植性卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過匯編語言，而且c 語言還可以嵌入?yún)R編來解決高時效性的代碼編寫問題。對于開發(fā)周期來說，中大型的軟件編寫用c 語言的開發(fā)周期通常要小于匯編語言很多。綜合以上c 語言的優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計(jì)在編程的時候選擇了c 語言。本設(shè)計(jì)在編程環(huán)境上也選擇了keil vision 2.0。這款軟件支持眾多不同公司的mcs51架構(gòu)芯片，它集編輯、編譯、仿真為一體，同時還支持plm、匯編和c語言的程序設(shè)計(jì)，界面友好、簡單易學(xué)，在調(diào)試程序。軟件仿真方面都有很強(qiáng)大的功能。在初期的軟件調(diào)試階段，keil vision會提供非

18、常便利的環(huán)境。在本次設(shè)計(jì)中，采用了c語言作為程序編程的語言。程序如下#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit dula=p26;sbit wela=p27;sbit beep=p23;unsigned int pp;unsigned char code table=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d, 0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71;uchar j,k,l=255;uchar a1,a0;uchar shijian,

19、deng=2;void delay(unsigned int i) for(j=i;j0;j-) for(k=125;k0;k-);void display(unsigned char sh_c,unsigned char g_c) dula=0; p0=tablesh_c; dula=1; dula=0; wela=0; p0=0xfe; wela=1; wela=0; delay(5); p0=tableg_c; dula=1; dula=0; p0=0xfd; wela=1; wela=0; delay(5);void main()tmod=0x01;tr0=1;th0=(65536-4

20、6080)/256;/ 由于晶振為11.0592,故所記次數(shù)應(yīng)為46080，計(jì)時器每隔50000微秒發(fā)起一次中斷。tl0=(65536-46080)%256;/46080的來歷，為50000*11.0592/12et0=1;ea=1;while(1)if(shijian=0)switch(deng)case 0: shijian=50; /紅燈deng=1;break;case 1: shijian=15; /黃燈deng=2;break;case 2: shijian=50; /綠燈deng=3;break;case 3: shijian=15; /黃燈deng=0;break;if(pp=

21、20)pp=0;shijian-;a0=shijian%10;a1=shijian/10;display(a1,a0);switch(deng)case 1: p1=0x00; /紅燈break;case 2: /黃燈if(shijian%2=0)p1=0x00;if(shijian%2=1)p1=0xff;break;case 3: /綠燈if(shijian%2=0)p1=0x55;if(shijian%2=1)p1=0xaa;break;case 0:if(shijian%2=0) /黃燈p1=0x00;if(shijian%2=1)p1=0xff;break;void time0()

22、interrupt 1th0=(65536-46080)/256;tl0=(65536-46080)%256;pp+;4 設(shè)計(jì)結(jié)果與分析4.1 proteus簡介此次仿真使用的proteus仿真軟件，proteus軟件是英國labcenter electronics公司出版的eda工具軟件。目前來說，它是最好用的仿真外圍器件及單片機(jī)的工具。雖然在我國，對于它的使用才剛剛起步，但是已經(jīng)受到了很多人是喜愛，如：學(xué)生、教師、單片機(jī)愛好者以及一些從事于單片機(jī)開發(fā)人員。proteus是世界上著名的eda仿真軟件，從原理圖的設(shè)計(jì)布圖、代碼的調(diào)試再到單片機(jī)與外圍電路仿真，可一鍵切換到pcb設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從

23、概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。從目前來說，是世界上唯一將pcb設(shè)計(jì)軟件、電路仿真軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺，其處理器模型支持pic10/12/16/18/24/30/dspic33、8051、avr、hc11、8086、arm和msp430等，2010年又新增了dsp和cortex系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持mplab、keil和iar等編譯器。4.2 proteus仿真結(jié)果圖2.2.1是在proteus下做出仿真原理圖，如圖 4.2 .1所示，然后把.hex文件寫入單片機(jī)at89c51，運(yùn)行并得出如下4.2.1仿真圖，4.2.2為不同時刻的proteus

24、仿真圖.圖4.2.1為proteus仿真圖圖4.2.2為proteus不同時刻仿真圖4.3 制板印制電路板4.3.1 dxp的簡介protel dxp在前版本的基礎(chǔ)上增加了許多新的功能。新的可定制設(shè)計(jì)環(huán)境功能包括雙顯示器支持，可固定、浮動以及彈出面板，強(qiáng)大的過濾和對象定位功能及增強(qiáng)的用戶界面等。protel dxp是第一個將所有設(shè)計(jì)工具集于一身的板級設(shè)計(jì)系統(tǒng)，電子設(shè)計(jì)者從最初的項(xiàng)目模塊規(guī)劃到最終形成生產(chǎn)數(shù)據(jù)都可以按照自己的設(shè)計(jì)方式實(shí)現(xiàn)。protel dxp運(yùn)行在優(yōu)化的設(shè)計(jì)瀏覽器平臺上，并且具備當(dāng)今所有先進(jìn)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，能夠處理各種復(fù)雜的pcb設(shè)計(jì)過程。通過設(shè)計(jì)輸入仿真、pcb繪制編輯、拓?fù)渥詣硬?/p>

25、線、信號完整性分析和設(shè)計(jì)輸出等技術(shù)融合，protel dxp提供了全面的設(shè)計(jì)解決方案。4.3.2 電路原理圖的制作電路原理圖的設(shè)計(jì)過程可分為以下幾個步驟：1、設(shè)置電路圖紙參數(shù)及相關(guān)信息根據(jù)電路圖的復(fù)雜程度設(shè)置圖紙的格式、尺寸、方向等參數(shù)以及與設(shè)計(jì)有關(guān)的信息，為以后的設(shè)計(jì)工作建立一個合適的工作平面。2、裝入所需要的元件庫將所需的元件庫裝入設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，以便從中查找和選定所需的元器件。3、設(shè)置元件將選定的元件放置到已建立好的工作平面上，并對元件在工作平面上的位置進(jìn)行調(diào)整，對元件的序號、封裝形式、顯示狀態(tài)等進(jìn)行定義和設(shè)置，以便為下一步的布線工作打好基礎(chǔ)。4、電路圖布線利用protel所提供的各種工具、

26、命令進(jìn)行畫圖工作，將事先放置好的元器件用具有電氣意義的導(dǎo)線、網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號等連接起來，布線結(jié)束后，一張完整的電路原理圖基本完成。5、調(diào)整、檢查和修改利用protel所提供的各種工具對前面所繪制的原理圖做進(jìn)一步的調(diào)整和修改。6、補(bǔ)充完善對原理圖做一些相應(yīng)的說明、標(biāo)注和修飾，增加可讀性和可觀性。7、保存和打印輸出圖4.3.2電路原理圖圖4.3.2電路原理圖4.3.3 pcb的制作1得到正確的原理圖和網(wǎng)絡(luò)表繪制原理圖是繪制pcb板圖的前提，網(wǎng)絡(luò)表是連接原理圖和pcb板圖的中介，所以在繪制pcb電路板之前一定要先得到正確的原理圖和網(wǎng)絡(luò)表。2畫出自己定義的非標(biāo)準(zhǔn)器件的封裝庫自己獨(dú)立繪制的封裝一定要在pcb設(shè)計(jì)

27、之前完成，在制作pcb電路板時，我們會導(dǎo)入這些自己制作的封裝。3規(guī)劃電路板電路板是采用單面板還是多層板，電路板的形狀、尺寸等具體的參數(shù)以及電路板的安裝方式等在這里都要一并考慮。另外，還要考慮電路板與外界的接口形式，選擇具體接插件的封裝形式。4設(shè)置環(huán)境參數(shù)我們可以根據(jù)自己的習(xí)慣來設(shè)置環(huán)境參數(shù)。環(huán)境參數(shù)包括柵格大小、光標(biāo)捕捉大小、公制英制的轉(zhuǎn)換、工作層面顏色等。5打開所有要用到的庫文件后調(diào)入網(wǎng)絡(luò)表文件需要注意的是要先把所有的庫文件全都打開后，再導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表文件。否則，在導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表時會出現(xiàn)元件找不到封裝的情況。6設(shè)定工作參數(shù)主要進(jìn)行pcb板的圖層設(shè)定。7元件手工布局應(yīng)當(dāng)從機(jī)械結(jié)構(gòu)、散熱、電磁干擾、將來

28、布線的方便性等方面綜合考慮。先布置與機(jī)械尺寸有關(guān)的器件并鎖定這些器件，然后是大的占位置的器件和電路的核心元件，再是外圍的小元件。對于同一個器件用多種封裝形式的，可以把這個器件的封裝改為第二種封裝形式并放好后 這個器件用撤消元件組功能，然后再調(diào)入一次網(wǎng)絡(luò)表并放好新調(diào)入的這個器件，有更多種封裝形式時依此類推。放好后可以用view3功能查看一下實(shí)際效果.如果不甚滿意的話可以根據(jù)實(shí)際情況再作適當(dāng)調(diào)整，然后將全部器件鎖定。假如板上空間允許，則可在板上放上一些類似于實(shí)驗(yàn)板的布線區(qū)。對于大板子應(yīng)在中間多加固定螺絲孔，板上有重的器件或較大的接插件等受力器件邊上也應(yīng)加固定螺絲孔。有需要的話，可在適當(dāng)位置放上一些

29、測試用焊盤。將過小的焊盤過孔改大，將所有固定螺絲孔焊盤的網(wǎng)絡(luò)定義到地或保護(hù)地等。8制訂詳細(xì)的布線規(guī)則布線規(guī)則包括使用層面、各組線寬、過孔間距、布線的拓樸結(jié)構(gòu)等，我們要根據(jù)所設(shè)計(jì)的板子的實(shí)際情況來進(jìn)行設(shè)定。另外，還要在不希望有走線的區(qū)域內(nèi)放置file填充層9對線路進(jìn)行手工布線電路需要自己手動布線，必須要按照指定路線布線的電路也要進(jìn)行手工布線。10布線完成后的調(diào)整布通之后，對布線進(jìn)行手工初步調(diào)整。調(diào)整的內(nèi)容有：需加粗的地線、電源線、功率輸出線等進(jìn)行手動加粗；某幾根繞得太多，太過繁瑣的線重布；消除部分不必要的過孔。另外，我們還要切換到單層顯示模式下將每個布線層的線拉整齊和美觀。手工調(diào)整時應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行d

30、rc，因?yàn)橛袝r有些線會斷開?？焱瓿蓵r可將每個布線層單獨(dú)打印出來以方便改線。調(diào)整完畢后用view3d功能查看實(shí)際效果，滿意后進(jìn)行下一步。11印制板文件的保存和導(dǎo)出proteldxp繪制pcb電路板的設(shè)計(jì)完成后，我們還要完成印制板文件整理并存檔，打印出圖紙等工作?？梢詫?dǎo)出元件明細(xì)表，生成電子表格文檔作為元件清單等。最后，我們還要說明電路板上有特殊要求的地方，然后提交給制板加工廠進(jìn)行電路板的加工其pcb圖，圖4.3.3pcb圖圖4.3.3 pcb圖5 實(shí)物圖5.1印制電路板概述5.1.1印制電路板簡稱電路板或pcb板，是用印制的方法制成導(dǎo)電線路和元件封裝，它的主要功能是實(shí)現(xiàn)電子元器件的固定安裝以及管

31、腳之間的電氣連接，從而實(shí)現(xiàn)電器的各種特定功能。5.1.2印制電路板的結(jié)構(gòu)印制電路板是電子元件裝載的基板，它要提供元件安裝所需的焊盤，要有實(shí)現(xiàn)元件管腳電氣連接的導(dǎo)線，要保證電路設(shè)計(jì)所要求的電氣特性，以及為元件裝配、維修提供識別字符和圖形。5.1.3 印制電路板的種類根據(jù)元件導(dǎo)電層面的多少可以分為單面板、雙面板、多層板。單面板所用的絕緣基板上只有一面是敷銅面，用于制作銅箔導(dǎo)線，而另一面只印上沒有電氣特性的元件型號和參數(shù)等。雙面板：在絕緣基板的上、下二面均有敷銅層，都可制作銅箔導(dǎo)線，底面和單面板作用相同，而在頂面除了印制元件的型號和參數(shù)外，和底層一樣可以制作成銅箔導(dǎo)線。元件一般仍安裝在頂層，為了解決

32、頂層和底層相同導(dǎo)線之間的連接關(guān)系，采用金屬化過孔來實(shí)現(xiàn)。多層板：它由電氣導(dǎo)電層和絕緣材料層交替粘合而成，成本較高，導(dǎo)電層數(shù)一般為4、6、8等級，且中間層（即內(nèi)電層）一般是連接元件管腳數(shù)目最多的電源和接地網(wǎng)絡(luò)，層間的電氣連接同樣利用層間的金屬化過孔來實(shí)現(xiàn)。5.2 印制電路板制作流程圖 5-1 電路板制作流程下料：一般是指導(dǎo)選取材料、厚度合適、整個表面鋪有較薄銅箔的整張基板。絲網(wǎng)漏?。簽榱酥谱髟苣_間相連的銅箔導(dǎo)線，必須將多余的銅箔部分利用化學(xué)反應(yīng)腐蝕掉，而使銅箔導(dǎo)線在化學(xué)反應(yīng)的過程中保留下來，所以必須在腐蝕前將元件管腳間相連的銅箔導(dǎo)線利用特殊材料印制到鋪有較薄銅箔的整張基板上，該特殊材料可以保

33、證其下面的銅箔與腐蝕液離，將特殊材料印制到基板上的過程就是絲網(wǎng)漏印。腐蝕和去除印料：接下來將絲網(wǎng)漏印后的基板放置在腐蝕化學(xué)液中，將裸露出來的多余銅箔腐蝕掉，接下來再利用化學(xué)溶液將保留下來銅箔上的特殊材料清洗掉。以上步驟就制作了裸露的銅箔導(dǎo)線?？准庸ぃ簽榱藢?shí)現(xiàn)元件的安裝，還必須為元件的管腳提供安裝孔，利用數(shù)控機(jī)床在基板上鉆孔。對于雙面板而言，為了實(shí)現(xiàn)上下層導(dǎo)線的互連，還必須制作過孔，過孔的制作較為復(fù)雜，鉆孔后還必須在過孔中電鍍上一層導(dǎo)電金屬膜，該過程就是孔加工。助焊劑和阻焊漆：在經(jīng)過以上步驟后，電路板已經(jīng)初步制作完成，但為了更好的裝配元件和提高可靠性，還必須在元件的焊盤上涂抹一層助焊劑，該助焊劑

34、有利于焊盤與元件管腳的焊接。而在焊接過程中為了避免和附近其它導(dǎo)線短接的可能性，還必須在銅箔導(dǎo)線上涂上一層綠色的阻焊漆，同時阻焊漆還可保護(hù)其下部的銅箔導(dǎo)線在長期惡劣的工作環(huán)境中被氧化腐蝕。印標(biāo)注：為了元件裝配和維修的過程中識別元件，還必須在電路板上印上元件的編號以及其它必要的標(biāo)注。成品分割和檢查測試：隨后將整張制作完成的電路板分割為小的成品電路板。最后還要對電路板進(jìn)行檢查測試。5.3元器件的安裝與焊接在電子產(chǎn)品的制作過程中，元器件的安裝與焊接非常重要。安裝與焊接質(zhì)量直接影響到電子產(chǎn)品的性能（如準(zhǔn)確度、靈敏度、穩(wěn)定性、可靠性等），有時因?yàn)樘摵?、焊點(diǎn)脫落等原因造成電子產(chǎn)品無法正常、穩(wěn)定工作。大批量工

35、業(yè)生產(chǎn)中一般采用自動安裝與焊接，實(shí)驗(yàn)、試制以及小批量生產(chǎn)時往往采用手工安裝與焊接。手工安裝與焊接技術(shù)是電子工作者和電子愛好者必須掌握的基本技術(shù)，需要多多練習(xí)、熟練掌握。下面簡單介紹手工安裝與焊接技術(shù)。5.3.1手工安裝1.安裝元件時應(yīng)注意與印制線路板上的印刷符號一一對應(yīng)，不能錯位；2.在沒有特別指明的情況下，元件必須從線路板正面裝入（有絲印的元件面），在線路板的另一面將元件焊接在焊盤上；3.有極性的元件和器件要注意安裝方向；4.電阻立式安裝時，將電阻本體緊靠線路板，引線上彎半徑1mm，引線不要過高，表示第一位有效數(shù)字的色環(huán)朝上。臥式安裝時，電阻離開線路板1mm左右，引線折彎時不要折直彎。5.3

36、.2手工焊接1.電烙鐵使用前要上錫，具體方法是：將電烙鐵燒熱，待剛剛能熔化焊錫時，涂上助焊劑，再用焊錫均勻地涂在烙鐵頭上，使烙鐵頭均勻地吃上一層錫。2.焊接方法，把焊盤和元件的引腳用細(xì)砂紙打磨干凈，涂上助焊劑。用烙鐵頭沾取適量焊錫，接觸焊點(diǎn)，待焊點(diǎn)上的焊錫全部熔化并浸沒元件引線頭后，電烙鐵頭沿著元器件的引腳輕輕往上一提離開焊點(diǎn)。3.對于較新的印刷線路板和元器件，因焊盤和引線上無氧化層，一般不采用上述方法?？芍苯佑煤稿a絲焊接。4.焊接時間不宜過長（3秒以下），否則容易燙壞元件和焊盤，必要時可用鑷子夾住管腳幫助散熱。在不得已情況下需長時間焊接時，要間歇加熱，待冷卻后，再反復(fù)加熱，以免焊盤脫落。5.

37、焊錫要均勻地焊在引線的周圍，覆蓋整個焊盤，表面應(yīng)光亮圓滑，無錫刺，錫量適中并稍稍隆起，能夠確認(rèn)引線已在其中的程度即可。對于雙面板，焊錫應(yīng)透過線路板并覆蓋背面整個焊盤。6.為使電烙鐵能在短時間內(nèi)對元器件引線和焊盤完成加熱，要求烙鐵尖部的接觸面積盡可能大些（放在引線和焊盤的夾角處）。7.不能把烙鐵尖部壓著焊盤表面移動。8.烙鐵尖和焊錫絲的配合：先將烙鐵尖放在引線和焊盤的夾角處若干時間，對引線和焊盤完成加熱后，跟進(jìn)焊錫絲；焊錫熔化適量后，先離開焊錫絲，后離開烙鐵尖。9焊接完成后，要用酒精把線路板上殘余的助焊劑清洗干凈，以防炭化后的助焊劑影響電路正常工作。10.集成電路焊接時，電烙鐵要可靠接地，或斷電后利用余熱焊接?；蛘呤褂眉呻娐穼Ｓ貌遄?，焊好插座后再把集成電路插上去。11.電烙鐵應(yīng)放在烙鐵架上，注意避免電烙鐵燙到自己、他人或?qū)Ь€和其它物品，長時間不焊接時應(yīng)斷電。12.焊接時注意防護(hù)眼睛，不要將焊錫放入口中（焊錫中含鉛和有害物質(zhì)），手工焊接后須洗干凈雙手，焊接現(xiàn)場保持通風(fēng)6 系統(tǒng)調(diào)試6.1 斷電調(diào)試為安全起見，防止硬件燒壞，首先進(jìn)行斷電調(diào)試，用萬用表檢測系統(tǒng)是否有短路現(xiàn)象，再檢查嚴(yán)原理是否正確，各個線路的電平是否正常。經(jīng)檢測，未出現(xiàn)短路現(xiàn)象以及各個電平都正常。6.2 通電調(diào)試(a). 關(guān)掉交流電源開關(guān)，用萬用表直流電壓檔測量穩(wěn)壓輸出電壓，測量結(jié)果只有4.2v，