陳佳畢業(yè)設(shè)計(jì)

無(wú)線遙控電動(dòng)欄桿系〔分院〕：電子信息工程系學(xué)生姓名：陳佳學(xué)號(hào)：0965903322指導(dǎo)教師：胡克滿二○○年月日

摘要無(wú)線遙控電動(dòng)欄桿，主要目的是為節(jié)省外來(lái)人員以及車輛的等待時(shí)間和方便保安的安檢管理。論文首先對(duì)無(wú)線遙控電動(dòng)欄桿由無(wú)線收發(fā)控制模塊，電源模塊，驅(qū)動(dòng)模塊等電路組成的分析。涉及相關(guān)知識(shí)有模擬電路，數(shù)字電路和通信技術(shù)等方面。關(guān)鍵詞：電路；防護(hù)器材；無(wú)線遙控；驅(qū)動(dòng)程序；紅外線

目錄目錄引言 4一、電路概論 51、功能描述 52、無(wú)線信號(hào)收發(fā)關(guān)系 5二、單片機(jī)控制電路設(shè)計(jì) 51、端口的控制 52、電路驅(qū)動(dòng)示意圖 6三、PCB設(shè)計(jì) 7一、PCB設(shè)計(jì)根本概念 71、盡量少用過(guò)孔 72、絲印層〔Overlay〕 83、SMD的特殊性 84、網(wǎng)格狀填充區(qū) 85、焊盤〔Pad〕 86、各類膜〔Mask) 97、飛線——有兩重含義 9二、控制電路PCB繪制 10四、設(shè)計(jì)程序思想 11五、流程圖 121、什么是流程圖 122、繪制流程圖的步驟 133、使用流程圖需要考慮的問(wèn)題 134、定義 135、根本結(jié)構(gòu) 136、電路原理 13六、控制程序 141、控制程序概括 142、控制程序 14參考文獻(xiàn) 17引言無(wú)線遙控電動(dòng)欄桿，主要目的是為節(jié)省外來(lái)人員以及車輛的等待時(shí)間和方便保安的安檢管理，提升管理效率，做好更好的安防工作。我們用兩個(gè)開(kāi)關(guān)A、B控制電機(jī)反轉(zhuǎn)或正轉(zhuǎn)。用單片機(jī)的P1口P2口來(lái)控制兩個(gè)信號(hào)，P1和P2接開(kāi)關(guān)，P1.7和P2.7接發(fā)光二極管，低電平有效。另外要讓單片機(jī)正常工作，還需要復(fù)位電路，復(fù)位電路有兩種一種是上電復(fù)位，一種是手動(dòng)復(fù)位，本文采用上電復(fù)位，在復(fù)位腳提供兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平，完成上電復(fù)位〔5V〕。

一、電路概論1、功能描述這里我們用兩個(gè)開(kāi)關(guān)A、B控制電機(jī)反轉(zhuǎn)或正轉(zhuǎn)。無(wú)線發(fā)射器主要發(fā)送出紅外線信號(hào)，無(wú)線接收器主要接收紅外線信號(hào)。無(wú)線接收器的P1低電平和P2低電平對(duì)應(yīng)兩個(gè)開(kāi)關(guān)A、B，當(dāng)無(wú)線接收器接收到P1低電平信號(hào)，A開(kāi)關(guān)閉合，發(fā)光二極管D3燈亮電機(jī)電路得電反向工作轉(zhuǎn)動(dòng)，欄桿向上開(kāi)啟。當(dāng)無(wú)線接收器接收到P2低電平信號(hào)，B開(kāi)關(guān)閉合，發(fā)光二極管D4燈亮電機(jī)電路得電正向工作轉(zhuǎn)動(dòng)，欄桿向下落下關(guān)閉。2、無(wú)線信號(hào)收發(fā)關(guān)系根據(jù)以上分析，可列出無(wú)線遙控控制欄桿工作狀態(tài)與無(wú)線發(fā)射器，無(wú)線接收器狀態(tài)的關(guān)系如下。無(wú)線接收器

無(wú)線發(fā)射器

欄桿向上開(kāi)啟

欄桿向下落下A

B

P1P2D3D40

0

00

不動(dòng)

不動(dòng)

1

0

10燈亮〔向上開(kāi)啟〕

滅0

1

01

滅燈亮〔向下落下〕

二、單片機(jī)控制電路設(shè)計(jì)1、端口的控制

因?yàn)橛袃蓚€(gè)開(kāi)關(guān)信號(hào)，我們用P1口P2口來(lái)控制兩個(gè)信號(hào)，P1和P2接開(kāi)關(guān)，P1.7和P2.7接發(fā)光二極管，低電平有效。另外要讓單片機(jī)正常工作，還需要復(fù)位電路，復(fù)位電路有兩種一種是上電復(fù)位，一種是手動(dòng)復(fù)位，本文采用上電復(fù)位，在復(fù)位腳提供兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平，完成上電復(fù)位〔5V〕。2、電路驅(qū)動(dòng)示意圖電機(jī)正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電路接法如圖一所示。穩(wěn)壓電源電路主要為單片機(jī)正常工作提供工作所需電源，穩(wěn)壓電源電路原理圖如圖二所示。圖一電機(jī)正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電路原理圖圖二穩(wěn)壓電源電路原理圖三、PCB設(shè)計(jì)一、PCB設(shè)計(jì)根本概念1、盡量少用過(guò)孔一旦選用了過(guò)孔，務(wù)必處理好它與周邊各實(shí)體的間隙，特別是容易被無(wú)視的中間各層與過(guò)孔不相連的線與過(guò)孔的間隙，如果是自動(dòng)布線，可在“過(guò)孔數(shù)量最小化〞〔ViaMinimiz8tion〕子菜單里選擇“on〞項(xiàng)來(lái)自動(dòng)解決。〔2〕需要的載流量越大，所需的過(guò)孔尺寸越大，如電源層和地層與其它層聯(lián)接所用的過(guò)孔就要大一些。2、絲印層〔Overlay〕為方便電路的安裝和維修等，在印刷板的上下兩外表印刷上所需要的標(biāo)志圖案和文字代號(hào)等，例如元件標(biāo)號(hào)和標(biāo)稱值、元件外廓形狀和廠家標(biāo)志、生產(chǎn)日期等等。不少初學(xué)者設(shè)計(jì)絲印層的有關(guān)內(nèi)容時(shí)，只注意文字符號(hào)放置得整齊美觀，忽略了實(shí)際制出的PCB效果。他們?cè)O(shè)計(jì)的印板上，字符不是被元件擋住就是侵入了助焊區(qū)域被抹賒，還有的把元件標(biāo)號(hào)打在相鄰元件上，如此種種的設(shè)計(jì)都將會(huì)給裝配和維修帶來(lái)很大不便。正確的絲印層字符布置原那么是：〞不出歧義，見(jiàn)縫插針，美觀大方〞。3、SMD的特殊性Protel封裝庫(kù)內(nèi)有大量SMD封裝，即外表焊裝器件。這類器件除體積小巧之外的最大特點(diǎn)是單面分布元引腳孔。因此，選用這類器件要定義好器件所在面，以免“喪失引腳〔MissingPlns〕〞。另外，這類元件的有關(guān)文字標(biāo)注只能隨元件所在面放置。4、網(wǎng)格狀填充區(qū)網(wǎng)格狀填充區(qū)〔ExternalPlane〕和填充區(qū)〔Fill)正如兩者的名字那樣，網(wǎng)絡(luò)狀填充區(qū)是把大面積的銅箔處理成網(wǎng)狀的，填充區(qū)僅是完整保存銅箔。初學(xué)者設(shè)計(jì)過(guò)程中在計(jì)算機(jī)上往往看不到二者的區(qū)別，實(shí)質(zhì)上，只要你把圖面放大后就一目了然了。正是由于平常不容易看出二者的區(qū)別，所以使用時(shí)更不注意對(duì)二者的區(qū)分，要強(qiáng)調(diào)的是，前者在電路特性上有較強(qiáng)的抑制高頻干擾的作用，適用于需做大面積填充的地方，特別是把某些區(qū)域當(dāng)做屏蔽區(qū)、分割區(qū)或大電流的電源線時(shí)尤為適宜。后者多用于一般的線端部或轉(zhuǎn)折區(qū)等需要小面積填充的地方。5、焊盤〔Pad〕焊盤是PCB設(shè)計(jì)中最常接觸也是最重要的概念，但初學(xué)者卻容易無(wú)視它的選擇和修正，在設(shè)計(jì)中千篇一律地使用圓形焊盤。選擇元件的焊盤類型要綜合考慮該元件的形狀、大小、布置形式、振動(dòng)和受熱情況、受力方向等因素。Protel在封裝庫(kù)中給出了一系列不同大小和形狀的焊盤，如圓、方、八角、圓方和定位用焊盤等，但有時(shí)這還不夠用，需要自己編輯。例如，對(duì)發(fā)熱且受力較大、電流較大的焊盤，可自行設(shè)計(jì)成“淚滴狀〞，在大家熟悉的彩電PCB的行輸出變壓器引腳焊盤的設(shè)計(jì)中，不少?gòu)S家正是采用的這種形式。一般而言，自行編輯焊盤時(shí)除了以上所講的以外，還要考慮以下原那么：〔1〕形狀上長(zhǎng)短不一致時(shí)要考慮連線寬度與焊盤特定邊長(zhǎng)的大小差異不能過(guò)大；〔2〕需要在元件引角之間走線時(shí)選用長(zhǎng)短不對(duì)稱的焊盤往往事半功倍；〔3〕各元件焊盤孔的大小要按元件引腳粗細(xì)分別編輯確定，原那么是孔的尺寸比引腳直徑大0．2-0．4毫米。6、各類膜〔Mask)這些膜不僅是PcB制作工藝過(guò)程中必不可少的，而且更是元件焊裝的必要條件。按“膜〞所處的位置及其作用，“膜〞可分為元件面〔或焊接面〕助焊膜〔TOporBottom和元件面〔或焊接面〕阻焊膜〔TOporBottomPasteMask〕兩類。顧名思義，助焊膜是涂于焊盤上，提高可焊性能的一層膜，也就是在綠色板子上比焊盤略大的各淺色圓斑。阻焊膜的情況正好相反，為了使制成的板子適應(yīng)波峰焊等焊接形式，要求板子上非焊盤處的銅箔不能粘錫，因此在焊盤以外的各部位都要涂覆一層涂料，用于阻止這些部位上錫?？梢?jiàn)，這兩種膜是一種互補(bǔ)關(guān)系。由此討論，就不難確定菜單中類似“solderMaskEn1argement〞等工程的設(shè)置了。7、飛線——有兩重含義自動(dòng)布線時(shí)供觀察用的類似橡皮筋的網(wǎng)絡(luò)連線，在通過(guò)網(wǎng)絡(luò)表調(diào)入元件并做了初步布局后，用“Show命令就可以看到該布局下的網(wǎng)絡(luò)連線的交叉狀況，不斷調(diào)整元件的位置使這種交叉最少，以獲得最大的自動(dòng)布線的布通率。這一步很重要，可以說(shuō)是磨刀不誤砍柴功，多花些時(shí)間，值！另外，自動(dòng)布線結(jié)束，還有哪些網(wǎng)絡(luò)尚未布通，也可通過(guò)該功能來(lái)查找。找出未布通網(wǎng)絡(luò)之后，可用手工補(bǔ)償，實(shí)在補(bǔ)償不了就要用到“飛線〞的第二層含義，就是在將來(lái)的印板上用導(dǎo)線連通這些網(wǎng)絡(luò)。要交待的是，如果該電路板是大批量自動(dòng)線生產(chǎn)，可將這種飛線視為0歐阻值、具有統(tǒng)一焊盤間距的電阻元件來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì).印刷電路板〔Printedcircuitboard，PCB〕幾乎會(huì)出現(xiàn)在每一種電子設(shè)備當(dāng)中。如果在某樣設(shè)備中有電子零件，那么它們也都是鑲在大小各異的PCB上。除了固定各種小零件外，PCB的主要功能是提供上頭各項(xiàng)零件的相互電氣連接。隨著電子設(shè)備越來(lái)越復(fù)雜，需要的零件越來(lái)越多，PCB上頭的線路與零件也越來(lái)越密集了。標(biāo)準(zhǔn)的PCB長(zhǎng)得就像這樣。裸板〔上頭沒(méi)有零件〕也常被稱為「印刷線路板PrintedWiringBoard〔PWB〕」。板子本身的基板是由絕緣隔熱、并不易彎曲的材質(zhì)所制作成。在外表可以看到的細(xì)小線路材料是銅箔，原本銅箔是覆蓋在整個(gè)板子上的，而在制造過(guò)程中局部被蝕刻處理掉，留下來(lái)的局部就變成網(wǎng)狀的細(xì)小線路了。這些線路被稱作導(dǎo)線〔conductorpattern〕或稱布線，并用來(lái)提供PCB上零件的電路連接。為了將零件固定在PCB上面，我們將它們的接腳直接焊在布線上。在最根本的PCB〔單面板〕上，零件都集中在其中一面，導(dǎo)線那么都集中在另一面。這么一來(lái)我們就需要在板子上打洞，這樣接腳才能穿過(guò)板子到另一面，所以零件的接腳是焊在另一面上的。因?yàn)槿绱?，PCB的正反面分別被稱為零件面〔ComponentSide〕與焊接面〔SolderSide〕。如果PCB上頭有某些零件，需要在制作完成后也可以拿掉或裝回去，那么該零件安裝時(shí)會(huì)用到插座〔Socket〕。由于插座是直接焊在板子上的，零件可以任意的拆裝。下面看到的是ZIF〔ZeroInsertionForce，零撥插力式〕插座，它可以讓零件〔這里指的是CPU〕可以輕松插進(jìn)插座，也可以拆下來(lái)。插座旁的固定桿，可以在您插進(jìn)零件后將其固定。如果要將兩塊PCB相互連結(jié)，一般我們都會(huì)用到俗稱「金手指」的邊接頭〔edgeconnector〕。金手指上包含了許多裸露的銅墊，這些銅墊事實(shí)上也是PCB布線的一局部。通常連接時(shí)，我們將其中一片PCB上的金手指插進(jìn)另一片PCB上適宜的插槽上〔一般叫做擴(kuò)充槽Slot〕。在計(jì)算機(jī)中，像是顯示卡，聲卡或是其它類似的界面卡，都是借著金手指來(lái)與主機(jī)板連接的。PCB上的綠色或是棕色，是阻焊漆〔soldermask〕的顏色。這層是絕緣的防護(hù)層，可以保護(hù)銅線，也可以防止零件被焊到不正確的地方。在阻焊層上另外會(huì)印刷上一層絲網(wǎng)印刷面〔silkscreen〕。通常在這上面會(huì)印上文字與符號(hào)〔大多是白色的〕，以標(biāo)示出各零件在板子上的位置。絲網(wǎng)印刷面也被稱作圖標(biāo)面〔legend〕。二、控制電路PCB繪制 繪制好原理圖后，就可以轉(zhuǎn)換為PCB圖，在繪制PCB圖時(shí)，先將PCB的規(guī)那么設(shè)置好，比方電路的層數(shù)，這里因?yàn)殡娐繁葦M簡(jiǎn)單，使用兩層板，設(shè)置好不同信號(hào)導(dǎo)線的寬帶，電源和地線的寬度要盡可能的寬，焊盤和通孔的尺寸，導(dǎo)線間距等。在將元器件倒入的PCB圖后，按照信號(hào)的流向擺放好元器件，盡量將同類的器件擺放在一起，顯得更加美觀。元器件擺放好后，可以采用自動(dòng)布線，自動(dòng)布線后，對(duì)不能布通或違反規(guī)那么的導(dǎo)線再用手工布線，布出的PCB如圖三所示。圖三PCB圖四、設(shè)計(jì)程序思想因?yàn)闄C(jī)器亦好多的局限性，如沒(méi)有足夠內(nèi)存，性能不夠穩(wěn)定等等。所以需要人們?yōu)闄C(jī)器設(shè)計(jì)一套合理的程序來(lái)保證機(jī)器運(yùn)行狀況良好，省電，性能穩(wěn)定，同時(shí)，還要保證學(xué)習(xí)這種程序語(yǔ)言的人容易理解和學(xué)習(xí)。程序可以這么設(shè)計(jì)：1、一個(gè)一個(gè)的加，就像我們小時(shí)候掰手指一樣，很明顯，這樣太慢：

就得這樣：1+2＝3；

3+3+4＝10；

10+5+6＝21；

...

到天黑都還沒(méi)算完。

我們弄清楚這個(gè)題的規(guī)律：就是后面的數(shù)比前面的數(shù)大一，最大到100；而對(duì)等相加〔1+100〕,〔2+99〕等于101,一共有一百項(xiàng)，除以2,共有50個(gè)對(duì)等相加值相同的項(xiàng)，即101*50＝5050；

這是數(shù)學(xué)的思想

那么程序呢，就是后一個(gè)數(shù)比前一個(gè)數(shù)大一，其實(shí)是一個(gè)有限累加循環(huán)。

設(shè)i=1；j為累加值1,k為結(jié)果

那么可以這樣，k=i+j;把這個(gè)式了反復(fù)99次，i=1,j=1,k=1+1=2;反復(fù);i=2,j=1,k=2+1=3;并與以前的K相加，即是5，還須加上i的初始值，即是6；這樣下去。

程序兩句話就可以了，而第一種方法要99句。哪一個(gè)間潔就很了了。明顯后一種方法更簡(jiǎn)便優(yōu)化，設(shè)計(jì)思想優(yōu)于前一種，畫(huà)出電路的流程圖的作用在于此。五、流程圖1、什么是流程圖以特定的圖形符號(hào)加上說(shuō)明，表示算法的圖，稱為流程圖或框圖。流程圖是流經(jīng)一個(gè)系統(tǒng)的信息流、觀點(diǎn)流或部件流的圖形代表。在企業(yè)中，流程圖主要用來(lái)說(shuō)明某一過(guò)程。這種過(guò)程既可以是生產(chǎn)線上的工藝流程，也可以是完成一項(xiàng)任務(wù)必需的管理過(guò)程。例如，一張流程圖能夠成為解釋某個(gè)零件的制造工序，甚至組織決策制定程序的方式之一。這些過(guò)程的各個(gè)階段均用圖形塊表示，不同圖形塊之間以箭頭相連，代表它們?cè)谙到y(tǒng)內(nèi)的流動(dòng)方向。下一步何去何從，要取決于上一步的結(jié)果，典型做法是用“是〞或“否〞的邏輯分支加以判斷。流程圖是揭示和掌握封閉系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)狀況的有效方式。作為診斷工具，它能夠輔助決策制定，讓管理者清楚地知道，問(wèn)題可能出在什么地方，從而確定出可供選擇的行動(dòng)方案。流程圖有時(shí)也稱作輸入-輸出圖。該圖直觀地描述一個(gè)工作過(guò)程的具體步驟。流程圖對(duì)準(zhǔn)確了解事情是如何進(jìn)行的，以及決定應(yīng)如何改良過(guò)程極有幫助。這一方法可以用于整個(gè)企業(yè)，以便直觀地跟蹤和圖解企業(yè)的運(yùn)作方式。流程圖使用一些標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)代表某些類型的動(dòng)作，如決策用菱形框表示，具體活動(dòng)用方框表示。但比這些符號(hào)規(guī)定更重要的，是必須清楚地描述工作過(guò)程的順序。流程圖也可用于設(shè)計(jì)改良工作過(guò)程，具體做法是先畫(huà)出事情應(yīng)該怎么做，再將其與實(shí)際情況進(jìn)行比擬。2、繪制流程圖的步驟為便于識(shí)別，繪制流程圖的習(xí)慣做法是：圓角矩形表示“開(kāi)始〞與“結(jié)束〞。矩形表示行動(dòng)方案、普通工作環(huán)節(jié)用菱形表示問(wèn)題判斷或判定〔審核/審批/評(píng)審〕環(huán)節(jié)用平行四邊形表示輸入輸出箭頭代表工作流方向3、使用流程圖需要考慮的問(wèn)題使用流程圖需要考慮很多問(wèn)題，如：過(guò)程中是否存在某些環(huán)節(jié)，刪掉它們后能夠降低本錢或減少時(shí)間？還有其他更有效的方式構(gòu)造流程嗎？整個(gè)過(guò)程是否因?yàn)檫^(guò)時(shí)而需要重新設(shè)計(jì)？應(yīng)當(dāng)將其完全廢棄嗎？4、定義流程圖是由一些圖框和流程線組成的，其中圖框表示各種操作的類型，圖框中的文字和符號(hào)表示操作的內(nèi)容，流程線表示操作的先后次序。5、根本結(jié)構(gòu)順序結(jié)構(gòu)，分支結(jié)構(gòu)〔又稱選擇結(jié)構(gòu)〕，循環(huán)結(jié)構(gòu)。6、電路原理根據(jù)電路的工作原理，畫(huà)出電路的流程圖，如圖四所示。圖四流程圖發(fā)射信號(hào)發(fā)射信號(hào)讀取信號(hào)取低向位送D=A