基于STC89C52的無線抄表系統(tǒng)-硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

東北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）PAGEPAGEV東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）東北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院教務(wù)處東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）東北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院教務(wù)處畢業(yè)設(shè)計(jì)論文GRADUATEDESIGN(THESIS)基于STC89C52的無線抄表系統(tǒng)——硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)生學(xué)習(xí)中心奧鵬學(xué)習(xí)中心專業(yè)電氣工程及其自動化指導(dǎo)教師20**年9月1日目錄1.緒論 11.1無線抄表系統(tǒng)研究的意義 11.2無線抄表系統(tǒng)的現(xiàn)狀 12.設(shè)計(jì)方案的確定 32.1設(shè)計(jì)功能要求 32.2系統(tǒng)的基本方案 33.硬件系統(tǒng) 53.1.1總電源方案概況 53.1.2總電源方案設(shè)計(jì) 53.2采樣電路模塊 53.2.1采樣電路模塊概況 53.2.2采樣電路模塊方案設(shè)計(jì) 63.3收發(fā)模塊 93.4CPU模塊 103.4.189C52主要功能 113.4.2管腳說明 123.4.3振蕩器特性 143.4.4芯片擦除 153.5顯示模塊 154.硬件電路板制作與調(diào)試 174.1電路版設(shè)計(jì)的先期工作 174.1.1利用原理圖設(shè)計(jì)工具繪制原理圖 174.1.2手工更改網(wǎng)絡(luò)表 174.3設(shè)置PCB環(huán)境 184.4布置零件封裝的位置 194.5元器件的鎖定 194.6布線規(guī)則設(shè)置 204.6.1安全間距(Routing標(biāo)簽的ClearanceConstraint) 204.6.2走線層面和方向（Routing標(biāo)簽的RoutingLayers） 204.6.3過孔形狀（Routing標(biāo)簽的RoutingViaStyle） 214.6.4走線線寬（Routing標(biāo)簽的WidthConstraint） 214.6.5敷銅連接形狀的設(shè)置（Manufacturing標(biāo)簽的PolygonConnectStyle） 214.7手動布線和布完調(diào)整 214.7.1手動布線 224.7.3對所有焊盤補(bǔ)淚滴 224.8放置覆銅區(qū) 224.9打印PCB電路板 234.10制作電路板 235.結(jié)束語 24參考文獻(xiàn) 25附錄一電路各原理圖 26附錄二電路PCB圖 28摘要如今公共事業(yè)收費(fèi)自動化和小區(qū)物業(yè)管理智能化等領(lǐng)域的技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用越來越受到人們的重視,本文研究旨在提供一種利用低壓電力供電網(wǎng)絡(luò),低成本高可靠地實(shí)現(xiàn)公共事業(yè)收費(fèi)自動化和小區(qū)物業(yè)管理智能化的技術(shù)應(yīng)用。在本文介紹了一種基于89C52單片機(jī)的復(fù)費(fèi)率單相電能表的主電路及通信接口電路,給出了其具體電路,采用CS5460作為專用電量測量芯片以保證測量脈沖數(shù)的準(zhǔn)確性,硬件日歷時鐘及參數(shù)存儲采用總線器件以減少電路連線。綜合設(shè)計(jì)使電能表的工作可靠性得到大大提高。同時對系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)和可靠性設(shè)計(jì)也作了介紹。關(guān)鍵詞：單片機(jī),遠(yuǎn)程抄表,CS5460PAGE301.緒論1.1無線抄表系統(tǒng)研究的意義隨著\o"經(jīng)濟(jì)"經(jīng)濟(jì)體制改革的深入，電能計(jì)量、電費(fèi)核算及收繳的及時性和準(zhǔn)確性已成為用電企業(yè)的重要課題；而目前我國電能數(shù)據(jù)的采集基本上為手工抄表，需要抄表人員走家串戶，每月或每兩月抄一次，再通過微機(jī)或手工制作的電費(fèi)單催繳用戶電纜，存在著錯抄、漏抄、估抄等問題。自動抄表系統(tǒng)的研制與應(yīng)用是解決上述問題的有效途徑之一，而無線抄表系統(tǒng)則是自動抄表系統(tǒng)中種較優(yōu)的方式。該系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)是邁向配電自動化的第一步，并有助于提高電力系統(tǒng)用電\o"管理"管理的水平。1.2無線抄表系統(tǒng)的現(xiàn)狀傳感器、自動化儀表以及集成電路技術(shù)的進(jìn)步，使得無論是機(jī)電脈沖式還是全電子式電度表已能夠較好地滿足現(xiàn)今自動抄表技術(shù)的需要。對于機(jī)電脈沖式電度表，只需在表內(nèi)安裝光電轉(zhuǎn)換模塊和相應(yīng)的接口，即可實(shí)現(xiàn)反映用電量的電信號輸出。這類模塊和接口具備成本低廉、小巧且易于拆裝等特點(diǎn)，因此列目前仍在大量使用的感應(yīng)系電度表的改裝是可行且易于實(shí)現(xiàn)的。對于全電子式電度表，可直接讀取其電脈沖輸出。有的新型全電子式電度表本身安裝有多種接口；適用于模擬、數(shù)字等各種通信模式。今后相當(dāng)一段時間內(nèi)，自動抄表系統(tǒng)的終端采集裝置將以上述兩種儀表為主。

2.設(shè)計(jì)方案的確定2.1設(shè)計(jì)功能要求設(shè)計(jì)制作一只交流電能表表，設(shè)計(jì)的主要要求如下：（1）該交流電能表能實(shí)現(xiàn)對單相交流電能的測量；（2）電表參數(shù)：額定電壓220V,額定電流5A,最大電流10A，最大計(jì)度容量：99999.99Kw.h；（4）能測量并顯示當(dāng)前的功率、電壓和電流的有效值；（5）顯示當(dāng)前日期和時間，具有分時計(jì)量功能；（6）可以與PC機(jī)進(jìn)行串行通信，并可用鍵盤控制，便于操作；（7）電量脈沖輸出；（8）停電不丟失電能數(shù)據(jù)；2.2系統(tǒng)的基本方案該系統(tǒng)主要由顯示模塊、通訊模塊、鍵盤控制模塊、電能表芯片CS5460A模塊、存儲器模塊和前端電路調(diào)理模塊部分組成。前端電路調(diào)理模塊采用變比1：1的電流型電壓互感器，電流模塊采用變比2021：1的電流互感器，利用取樣電阻采樣信號，經(jīng)變換后的信號以差模電壓的形式接到由CIRRUSLOGIC公司生產(chǎn)的電能表芯片CS5460A，取樣電阻的阻值由被測信號的最大值決定，然后經(jīng)CS5460A轉(zhuǎn)換后將電壓、電流、功率、電能等信號傳給單片機(jī)STC89C52，STC89C52組成的MCU模塊控制所有芯片的工作、截止及計(jì)算和模塊的顯示，顯示模塊采用LCD5110液晶模塊，液晶正常顯示當(dāng)前測量的電能值、電壓、電流有效值、功率等；并接受PC上位機(jī)同步控制并與其通信，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對電能等電參量測量、顯示及采集處理的目的。畢業(yè)設(shè)計(jì)的硬件結(jié)構(gòu)框圖如下：3.硬件系統(tǒng)3.1總電源模塊3.1.1總電源方案概況本設(shè)計(jì)中涉及了多種等級電源（蓄電池12V，5V直流供CPU工作），為了在實(shí)際應(yīng)用中及成本核算中能夠盡量合理，只采用一種等級電源，即由12V電源統(tǒng)一供電。3.1.2總電源方案設(shè)計(jì)自做的電源相對來說比較簡單，主要由變壓器，整流橋，電容，穩(wěn)壓塊組成，原理簡單且適用，電路圖如下：穩(wěn)壓塊78L12兩端的大電容作用是低頻慮波，小電容作用是高頻慮波。發(fā)光二極管是用來指示電源正常工作。3.2采樣電路模塊3.2.1采樣電路模塊概況該設(shè)計(jì)通過電壓互感器和電流互感器來對回路的電壓、電流信號進(jìn)行采樣，并將得到的電壓、電流信號輸入到芯片CS5460A的電壓電流信號輸入端，兩路信號在芯片內(nèi)部實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換，并通過內(nèi)部運(yùn)算將電流、電壓等各種數(shù)據(jù)的結(jié)果存人指定的寄存器中。以等待單片機(jī)STC51通過芯片CS5460A的串行接口讀取，最后將其結(jié)果通過LCD5110顯示出來。3.2.2采樣電路模塊方案設(shè)計(jì)CS5460A的電壓通道對于系統(tǒng)的前端電壓調(diào)理部分，我們采用變比為2mA/2mA的電流互感器和高精度電阻作為輸入電路部分電路如圖所示。系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用220V的市電電壓輸入，首先外接Rx=110k電阻得到2mA的電流，然后通過變比為2mA/2mA的互感器，然后在二次側(cè)連接1個125Ω的定值電阻得到所需的輸入電壓，可以為CS5460A提供電壓信號，不超出芯片的測量范圍。當(dāng)然電阻R2值可以根據(jù)不同的電壓來調(diào)整。并加入RC濾波網(wǎng)絡(luò)對信號初步濾波，并加入放抖動電容保護(hù)芯片。電流調(diào)理部分采用變比2021：1的電流互感器，然后經(jīng)一精密電阻將電流信號轉(zhuǎn)變成電壓信號。并加入RC濾波網(wǎng)絡(luò)對信號初步濾波，并加入放抖動電容保護(hù)芯片。經(jīng)變換后的補(bǔ)測信號以差模電壓的形式接到CS5460A的模擬信號輸入端。由于互感器角差的影響，可能造成輸入信號的相移，使功率測量的誤差增大。而CS5460A具有相位補(bǔ)償功能（可進(jìn)行-2.4°至+2.5°的相位補(bǔ)償，步進(jìn)0.34°），可以大大減小互感器角差的影響。其模擬信號輸入接口電路如圖所示：3.2.3引腳介紹CS5460的管腳排列如圖所示：它共有24個引腳，各引腳的功能如下：IIN(+/-)CS5460A的電流檢測管腳VA+/VD+CS5460A的分別為模擬、數(shù)字+5v電源VIN(+/-)電壓檢測的兩輸入腳VA-接模擬地DGND接數(shù)字地XOUT，XIN兩腳接4．096MHz的晶振SDO輸出數(shù)據(jù)CS電路選擇端，低電平有效SO串行數(shù)據(jù)輸出端SI串行數(shù)據(jù)輸入端SCK串行時鐘輸入端WP寫保護(hù)輸入端，低電平有效RESET復(fù)位輸出端VCC電源端VSS接地端3.3收發(fā)模塊方案一：有線收發(fā)。在接收與發(fā)送2個模塊之間采用數(shù)據(jù)線連接，可以方便2個模塊的傳送，并且會比較穩(wěn)定。但是考慮到距離等問題，覺得有線的會比較麻煩。方案二：無線收發(fā)。無線收發(fā)模塊能實(shí)現(xiàn)接收和發(fā)送2個模塊之間數(shù)據(jù)的傳送，且無線比較不受距離及連線的影響。綜合考慮，決定采用NRF24L01無線模塊來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。NRF24L01集成了所有與RF協(xié)議相關(guān)的告訴信號處理，可以支持六路通道的數(shù)據(jù)接收，工作電壓為1.9V-3.6V，速率為2Mbps，在空中傳輸時間很短降低了無線傳輸中的碰撞，內(nèi)部含有自動重發(fā)數(shù)據(jù)包和自動產(chǎn)生應(yīng)答信號，其接口的SPI接口可以利用單片機(jī)的硬件SPI扣連接或用單片機(jī)I/O口，內(nèi)部有FIFO可以與各種高低速微處理器接口，便于使用低成本的單片機(jī)。鏈路層完全集成在模塊上，方便開發(fā)。自動應(yīng)答功能，在收到有效數(shù)據(jù)后，模塊自動發(fā)送應(yīng)答信號，無須另外編程。含有載波檢測，內(nèi)置CRC檢錯和點(diǎn)對多點(diǎn)通信地址控制。電路圖如下：3.4CPU模塊在整個控制系統(tǒng)的最核心器件中，CPU的選擇是很重的，作為一個最基本的平臺，CPU可以用51系列的，PIC系列，AVR系列，ARM系列等等，但作為市場上應(yīng)用最普遍，技術(shù)最成熟且其外圍元器件好買的51系列單片機(jī)再結(jié)合自己課堂上所學(xué)的51系列指令，本系統(tǒng)選定51系列的單片機(jī)作為CPU控制器。目前較為常用的51系列單片機(jī)主要有2051，89C52及89S51。下面為它們之間的特點(diǎn)和區(qū)別：STC89C523.4.189C52主要功能STC89C52主要功能主要功能特性兼容MCS51指令系統(tǒng)8K可反復(fù)擦寫FlashROM32個雙向I/O口256x8bit內(nèi)部RAM3個16位可編程定時/計(jì)數(shù)器中斷時鐘頻率0-24MHz2個串行中斷可編程UART串行通道2個外部中斷源共6個中斷源2個讀寫中斷口線3級加密位低功耗空閑和掉電模式軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能3.4.2管腳說明CC：供電電壓。

GND：接地。

P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。

P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時，P1口作為第八位地址接收。P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時接收高八位地址信號和控制信號。P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口作為AT89C51的一些特殊功能口，管腳備選功能

P3.0RXD（串行輸入口）

P3.1TXD（串行輸出口）

P3.2/INT0（外部中斷0）

P3.3/INT1（外部中斷1）

P3.4T0（記時器0外部輸入）

P3.5T1（記時器1外部輸入）

P3.6/WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）

P3.7/RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機(jī)器周期的高電平時間。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。

/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。3.4.3振蕩器特性XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。3.4.4芯片擦除整個PEROM陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。

此外，89C52設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU停止工作。但RAM，定時器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復(fù)位為止。3.5顯示模塊方案一：采用LCD1602，LCD1602是指顯示的內(nèi)容為16X2,即可以顯示兩行，每行16個字符液晶模塊。由于此設(shè)計(jì)要顯示電壓，電流和功率，2行不夠顯示，所以不考慮該方案。方案二：諾基亞5110是一塊低功耗LCD控制驅(qū)動器，設(shè)計(jì)為驅(qū)動48行84列的圖形顯示，所有必需的顯示功能集成在一塊芯片上，包括LCD電壓及偏置電壓發(fā)生器，包括168個通信盤和4個虛設(shè)盤。端口含有SDIN串行數(shù)據(jù)接口；SCLK串行時鐘接口，輸入時鐘信號為0.0~4.0Mbits/s；選擇命令/地址或輸入數(shù)據(jù)口D/C；使能引腳充許輸入數(shù)據(jù)，低電平信號SCE；當(dāng)使用芯片內(nèi)置振蕩器時，引腳必須接到VDD。使用外部振蕩器時則連接到些引腳。如果OSC引腳連接到VSS，則禁止內(nèi)部振蕩器及外部振蕩器，顯示不計(jì)時并停留在直流狀態(tài)。為避免這種情況，在停止時鐘之前使芯片進(jìn)入關(guān)閉模式。綜合考慮決定采用該方案，即LCD5110。

4.硬件電路板制作與調(diào)試此畢業(yè)設(shè)計(jì)利用PROTEL99SE和altiumdesigner軟件來繪制及打印印刷電路板。4.1電路版設(shè)計(jì)的先期工作4.1.1利用原理圖設(shè)計(jì)工具繪制原理圖做好封裝并且生成對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)表。有些特殊情況下，如電路版比較簡單，已經(jīng)有了網(wǎng)絡(luò)表等情況下也可以不進(jìn)行原理圖的設(shè)計(jì)，直接進(jìn)入PCB設(shè)計(jì)系統(tǒng)，在PCB設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，可以直接取用零件封裝，人工生成網(wǎng)絡(luò)表。但為了畢業(yè)設(shè)計(jì)穩(wěn)當(dāng)考慮，還是經(jīng)過原理圖，網(wǎng)絡(luò)表，PCB傳統(tǒng)路徑。4.1.2手工更改網(wǎng)絡(luò)表將一些元件的固定用腳等原理圖上沒有的焊盤定義到與它相通的網(wǎng)絡(luò)上，沒任何物理連接的可定義到地或保護(hù)地等。將一些原理圖和PCB封裝庫中引腳名稱不一致的器件引腳名稱改成和PCB封裝庫中的一致，特別是電阻電容等。4.2畫出自己定義的非標(biāo)準(zhǔn)器件的封裝庫將自己所畫的器件都放入一個自己建立的PCB庫專用設(shè)計(jì)文件。本次設(shè)計(jì)主要是畫出cs5460和電壓，電流互感器這3個元件。4.3設(shè)置PCB環(huán)境（1）進(jìn)入PCB系統(tǒng)后的第一步就是設(shè)置PCB設(shè)計(jì)環(huán)境，包括設(shè)置格點(diǎn)大小和類型，光標(biāo)類型，版層參數(shù)，布線參數(shù)等等。大多數(shù)參數(shù)都可以用系統(tǒng)默認(rèn)值（2）規(guī)劃電路版，主要是確定電路版的邊框，包括電路版的尺寸大小等等。在需要放置固定孔的地方放上適當(dāng)大小的焊盤。對于3mm的螺絲可用6.5~8mm的外徑和3.2~3.5mm內(nèi)徑的焊盤對于標(biāo)準(zhǔn)板可從其它板或PCBizard中調(diào)入。（由于是手工布板，可以考慮適當(dāng)加大焊盤，及增寬走線的寬度）（3）在繪制電路版地邊框前，一定要將當(dāng)前層設(shè)置成KeepOut層，即禁止布線層。打開所有要用到的PCB庫文件后，調(diào)入網(wǎng)絡(luò)表文件和修改零件封裝。這一步是非常重要的一個環(huán)節(jié)，網(wǎng)絡(luò)表是PCB自動布線的靈魂，也是原理圖設(shè)計(jì)與印象電路版設(shè)計(jì)的接口，只有將網(wǎng)絡(luò)表裝入后，才能進(jìn)行電路版的布線。在原理圖設(shè)計(jì)的過程中，ERC檢查不會涉及到零件的封裝問題。因此，原理圖設(shè)計(jì)時，零件的封裝可能被遺忘，在引進(jìn)網(wǎng)絡(luò)表時可以根據(jù)設(shè)計(jì)情況來修改或補(bǔ)充零件的封裝。當(dāng)然，也可以直接在PCB內(nèi)人工生成網(wǎng)絡(luò)表，并且指定零件封裝。4.4布置零件封裝的位置Protel99可以進(jìn)行自動布局,也可以進(jìn)行手動布局。如果進(jìn)行自動布局，運(yùn)行"Tools"下面的"AutoPlace",用這個命令，需要有足夠的耐心。布線的關(guān)鍵是布局，多數(shù)情況一采用手動布局的形式。用鼠標(biāo)選中一個元件，空格鍵改變元件方向，按住鼠標(biāo)左鍵不放，拖住這個元件到達(dá)目的地，放開左鍵，將該元件固定。Protel99在布局方面新增加了一些技巧。新的交互式布局選項(xiàng)包含自動選擇和自動對齊。使用自動選擇方式可以很快地收集相似封裝的元件，然后旋轉(zhuǎn)、展開和整理成組，就可以移動到板上所需位置上了。當(dāng)簡易的布局完成后，使用自動對齊方式整齊地展開或縮緊一組封裝相似的元件。

注意：零件布局，應(yīng)當(dāng)從機(jī)械結(jié)構(gòu)散熱、電磁干擾、將來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。4.5元器件的鎖定根據(jù)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)位置放上一些測試用焊盤，最好在原理圖中就加上。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。放好后用VIEW3D功能察看一下實(shí)際效果，存盤。4.6布線規(guī)則設(shè)置布線規(guī)則是設(shè)置布線的各個規(guī)范（象使用層面、各組線寬、過孔間距、布線的拓樸結(jié)構(gòu)等部分規(guī)則，可通過Design-Rules的Menu處從其它板導(dǎo)出后，再導(dǎo)入這塊板）選Design-Rules一般需要重新設(shè)置以下幾點(diǎn):4.6.1安全間距(Routing標(biāo)簽的ClearanceConstraint)它規(guī)定了板上不同網(wǎng)絡(luò)的走線焊盤過孔等之間必須保持的距離。一般板子可設(shè)為0.254mm，較空的板子可設(shè)為0.3mm，較密的貼片板子可設(shè)為0.2-0.22mm，極少數(shù)印板加工廠家的生產(chǎn)能力在0.1-0.15mm，0.1mm以下是絕對禁止的。對于手工作板可以盡量增大其參數(shù)！4.6.2走線層面和方向（Routing標(biāo)簽的RoutingLayers）此處可設(shè)置使用的走線層和每層的主要走線方向。貼片的單面板只用頂層，直插型的單面板只用底層。4.6.3過孔形狀（Routing標(biāo)簽的RoutingViaStyle）它規(guī)定了手工和自動布線時自動產(chǎn)生的過孔的內(nèi)、外徑，均分為最小、最大和首選值，其中首選值是最重要的，下同。4.6.4走線線寬（Routing標(biāo)簽的WidthConstraint）它規(guī)定了手工和自動布線時走線的寬度。整個板范圍的首選項(xiàng)一般取0.2-0.6mm，另添加一些網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)組（NetClass）的線寬設(shè)置，如地線、+5伏電源線、交流電源輸入線、功率輸出線和電源組等。網(wǎng)絡(luò)組可以事先在Design-NetlistManager中定義好，地線一般可選1mm寬度，各種電源線一般可選0.5-1mm寬度，對于手工制板，可以增大寬度。4.6.5敷銅連接形狀的設(shè)置（Manufacturing標(biāo)簽的PolygonConnectStyle）建議用ReliefConnect方式導(dǎo)線寬度ConductorWidth取0.3-0.5mm4根導(dǎo)線45或90度。4.7手動布線和布完調(diào)整4.7.1手動布線手動順著連線進(jìn)行布線，盡量走直線，線間減少直角?？梢栽僭骷旅娌季€，減少元件重疊,盡量在內(nèi)部繞線，有較遠(yuǎn)的就從外圍繞過去。4.7.2手動改進(jìn)需加粗的地線、電源線、功率輸出線等加粗，某幾根繞得太多的線重布一下，消除部分不必要的過孔，再次用VIEW3D功能察看實(shí)際效果。手工調(diào)整中可選Tools-DensityMap查看布線密度，紅色為最密，黃色次之，綠色為較松，看完后可按鍵盤上的End鍵刷新屏幕。紅色部分一般應(yīng)將走線調(diào)整得松一些，直到變成黃色或綠色。4.7.3對所有焊盤補(bǔ)淚滴補(bǔ)淚滴可增加它們的牢度，但會使板上的線變得較難看。順序按下鍵盤的S和A鍵（全選），再選擇Tools-Teardrops，選中General欄的前三個，并選Add和Track模式，如果不需要把最終文件轉(zhuǎn)為PROTEL的DOS版格式文件的話也可用其它模式，后按OK鈕。完成后順序按下鍵盤的X和A鍵（全部不選中）。對于貼片和單面板一定要加。4.8放置覆銅區(qū)將設(shè)計(jì)規(guī)則里的安全間距暫時改為0.5-1mm并清除錯誤標(biāo)記，選Place-PolygonPlane在各布線層放置地線網(wǎng)絡(luò)的覆銅

設(shè)置完成后，再按OK扭，畫出需覆銅區(qū)域的邊框，最后一條邊可不畫，直接按鼠標(biāo)右鍵就可開始覆銅。4.9打印PCB電路板點(diǎn)擊菜單欄中的打印按鈕，選擇要打印的層板，如bottomlayer及multilayer,再將SHOWHOLE及BLACK選中，把multilayer上移到最頂上。最后開始打印。（注：選用激光打印機(jī)和油酸紙）4.10制作電路板將銅板洗凈，擦干，將打印好的油酸紙正面鋪蓋在銅板上，經(jīng)過高溫壓板機(jī)的壓制，把油酸紙上的黑色炭粉壓在銅板上，最后水泡，將多余的紙除去，再放入三氯化鐵溶液中，將銅板上沒有被黑色炭粉敷蓋的銅置換出來，水洗，擦干，之后鉆孔打洞，經(jīng)過清洗將最后保留的炭粉用砂布擦去，最后成型所需的電路板，在銅線的地方涂上一層灑精松香溶液，作用是防止銅表面氧化用及較易焊上元器件。再把所有準(zhǔn)備好的元器件準(zhǔn)確無誤的安插在電路板上，最后用電烙鐵焊牢。這樣一塊完整的電路板就做好了。所做的SCH文件，PCB文件圖樣見附圖。

5.結(jié)束語本文在大量檢索并閱讀有關(guān)參考文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過理論課和專業(yè)課的學(xué)習(xí)，畢業(yè)時將課本所學(xué)知識與實(shí)踐相結(jié)合的一次嘗試。整個設(shè)計(jì)本著對實(shí)際問題探索研究的態(tài)度進(jìn)行的，該課題的擬訂得益于指導(dǎo)老師馬大中老師對我的精心指導(dǎo)，在設(shè)計(jì)期間同時查閱了成功例子和論文及資料，得到很多啟示。我深知要將其應(yīng)用于現(xiàn)在生活還要通過多次的試驗(yàn)逐步完美。通過這次設(shè)計(jì)，將我所學(xué)知識進(jìn)行了一次大串聯(lián)，不但鞏固了我的知識，也加強(qiáng)了我的動手能力。本論文是在馬大中老師直接指導(dǎo)下完成的，在論文的選題及其設(shè)計(jì)思路上馬老師多次給予我指導(dǎo)，馬老師在百忙中擠出時間，常常對我在設(shè)計(jì)過程中，提出了許多珍貴的修改意見。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，能得到馬老師的指導(dǎo)使我感到非常的榮幸，馬老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)作風(fēng)、高尚的學(xué)術(shù)品質(zhì)、熱情的待人態(tài)度給我留下了深刻的影響，在最后完成論文之際，在此向馬大中老師表示衷心的感謝。

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論大學(xué)生寫作能力寫作能力是對自己所積累的信息進(jìn)行選擇、提取、加工、改造并將之形成為書面文字的能力。積累是寫作的基礎(chǔ)，積累越厚實(shí)，寫作就越有基礎(chǔ)，文章就能根深葉茂開奇葩。沒有積累，胸?zé)o點(diǎn)墨，怎么也不會寫出作文來的。寫作能力是每個大學(xué)生必須具備的能力。從目前高校整體情況上看，大學(xué)生的寫作能力較為欠缺。一、大學(xué)生應(yīng)用文寫作能力的定義那么，大學(xué)生的寫作能力究竟是指什么呢？葉圣陶先生曾經(jīng)說過，“大學(xué)畢業(yè)生不一定能寫小說詩歌，但是一定要寫工作和生活中實(shí)用的文章，而且非寫得既通順又扎實(shí)不可?！睂τ诖髮W(xué)生的寫作能力應(yīng)包含什么，可能有多種理解，但從葉圣陶先生的談話中，我認(rèn)為：大學(xué)生寫作能力應(yīng)包括應(yīng)用寫作能力和文學(xué)寫作能力，而前者是必須的，后者是“不一定”要具備，能具備則更好。眾所周知，對于大學(xué)生來說，是要寫畢業(yè)論文的，我認(rèn)為寫作論文的能力可以包含在應(yīng)用寫作能力之中。大學(xué)生寫作能力的體現(xiàn)，也往往是在撰寫畢業(yè)論文中集中體現(xiàn)出來的。本科畢業(yè)論文無論是對于學(xué)生個人還是對于院系和學(xué)校來說，都是十分重要的。如何提高本科畢業(yè)論文的質(zhì)量和水平，就成為教育行政部門和高校都很重視的一個重要課題。如何提高大學(xué)生的寫作能力的問題必須得到社會的廣泛關(guān)注，并且提出對策去實(shí)施解決。二、造成大學(xué)生應(yīng)用文寫作困境的原因：（一）大學(xué)寫作課開設(shè)結(jié)構(gòu)不合理。就目前中國多數(shù)高校的學(xué)科設(shè)置來看，除了中文專業(yè)會系統(tǒng)開設(shè)寫作的系列課程外，其他專業(yè)的學(xué)生都只開設(shè)了普及性的《大學(xué)語文》課。學(xué)生寫作能力的提高是一項(xiàng)艱巨復(fù)雜的任務(wù)，而我們的課程設(shè)置僅把這一任務(wù)交給了大學(xué)語文教師，可大學(xué)語文教師既要在有限課時時間內(nèi)普及相關(guān)經(jīng)典名著知識，又要適度提高學(xué)生的鑒賞能力，且要教會學(xué)生寫作規(guī)律并提高寫作能力，任務(wù)之重實(shí)難完成。（二）對實(shí)用寫作的普遍性不重視?！按髮W(xué)語文”教育已經(jīng)被嚴(yán)重地“邊緣化”。目前對中國語文的態(tài)度淡漠，而是呈現(xiàn)出全民學(xué)英語的大好勢頭。中小學(xué)如此，大學(xué)更是如此。對我們的母語中國語文，在大學(xué)反而被漠視，沒有相關(guān)的課程的設(shè)置，沒有系統(tǒng)的學(xué)習(xí)實(shí)踐訓(xùn)練