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基于STC15F2K60S2的温湿度采集控制系统开发课题名称SMT设备操作与综合实训系/专业能源与电气工程学院/电子信息技术工程班级电信1411学号1404163138学生姓名邹野指导教师赵婕、李楠日期2016-01-04南京工业职业技术学院项目技术报告2目录概要…………………………………………………………………………2前言…………………………………………………………………………3第一章总体方案设计…………………………………………………………41.1系统框图设计……………………………………………………………错误!未定义书签。1.2电路原理图设计…………………………………………………………51.3PCB电路板布局设计……………………………………………………7第二章电路板的焊接…………………………………………………………82．1元器件的选择……………………………………………………………82．2印制电路板元器件安装…………………………………………………92.3印制电路板的硬件调试……………………………………………….12第三章软件调试………………………………………………………………183．1流水灯…………………………………………………………………183．2按键控制LED…………………………………………………………213．3按键控制数码管和LED…………………………………………………错误!未定义书签。3．4数码管…………………………………………………………………253．5AD转换测电压………………………………………………………273．6串口通信………………………………………………………………29结论……………………………………………………………………………37致谢……………………………………………………………………………38参考文献………………………………………………………………………39南京工业职业技术学院项目技术报告3概要随着科技的飞速发展和普及，高技能设备越来越多，个行业对温湿度的要求也越来越高，传统的温湿度，检测模式是以人为基础，依靠人工轮流值班，人工巡回查看等方式来测量和记录环境状态信息，在这种模式下，不仅效率低下，不利于人才资源的充分利用高，而且缺乏科学性和完整的管理系统，温湿度采集控制系统可实现环境温湿度管理的人少或者无人值班以及集中维护，管理，异常情况下多种方式报警，并按照设定动作及时处理！前言《基于STC15F2K60S2的SMT设备操作与运行综合实训》是电子信息专业群专业实训项目课程。该课程以电子技术应用为基础，遵循国际和行业规范，应用模拟、数字和单片机方面知识完成电路设计和电子产品制作。通过本课程的学习，掌握模拟电路设计、数字电路设计和单片机的应用，学会电路设计软ALTIUMDESIGNER的运用，电路设计过程中使学生明白电磁兼容EMC在电路设计时重要性，并加以应用。为今后从事电子绘图员、PCB板设计和电子产品设计等工作岗位服务。本课程在目标设定、教学过程、课程评价和教学方式等方面都突出以学生为主体的思想，注重学生实际工作能力与技术应用能力的培养，使课程实施成为学生在教师指导下构建知识、提高技能、活跃思维、展现个性、拓宽视野和形成工作能力的过程。南京工业职业技术学院项目技术报告4第一章总体方案设计1.1系统框图设计并且在实训期间我们应完成以下任务：1.收集相应的资料2.独立完成开题报告3.独立完成系统电路设计4.完成系统软件5.完成系统调试6.演示并讲解系统7.完成系统课题答辩8.完成相应的作业文件，技术总结报告，每周学习总结表数码管显示STC15F2K60S2LED（流水）DHT11（温湿度传感器）滑动变阻器CH340Button（4个）南京工业职业技术学院项目技术报告51.2电路原理图设计1、电源电路电脑输出电源为5V,且单片机STC15F2K60S2是5V单片机，而CH340需要使用3.3V电压来驱动，所以我们选择三端集成稳压器LM1117-3.3V来实现5V到3.3V电压的转换。2、控制电路控制电路使用单片机STC15F2K60S2作为主控芯片。控制电路使用单片机STC15F2K60S2作为主控芯片。STC15F2K60S2有大容量RAM，宽电压，低功耗且复位可靠，并且自带8路AD、价格低廉，与所学知识51南京工业职业技术学院项目技术报告6系列单片机使用方法相同而且能满足本次实训的设计要求。3、下载电路下载电路使用CH340实现USB转串口功能。使用的固态下载。4、显示电路使用4位共阳极数码管来实现采集电压、温湿度的显示，以及使用LED灯来实现模式的切换显示和流水灯的实验。南京工业职业技术学院项目技术报告71.3PCB电路板布局设计PCB设计的技术依据是电路图，根据电路功能的不同划分成若干个单元模块，就数控音频放大器来说，可分为模拟信号放大，小信号电路，单片机逻辑控制电路，设计PCB时，PCB元器件封装库中有许多封装都没有，我们一边查看元件数据手册或者使用游标卡尺测量元件实物，建立元件封装库，电路图元件库引脚序号与PCB封装库引脚序号要一一对应，这样，再加载网络表时不会出错！PCB设计最关键工作室布局，布局质量高低直接影响电路板的性能，有时甚至会造成PCB设计失败。从布局图可知，电源从小信号之间输入，大电流信号不会干扰小信号电路；数字部分单独供电，排除其对模拟电路干扰；铺地线时，数字与模拟地线必须严格分开！南京工业职业技术学院项目技术报告8第二章电路板的焊接2．1元器件的选择南京工业职业技术学院项目技术报告92．2印制电路板元器件安装印制电路板介绍：印制电路板{PCB线路板}，又称印刷电路板，是电子元器件电气连接的提供者。它的发展已有100多年的历史了；它的设计主要是版图设计；采用电路板的主要优点是大大减少布线和装配的差错，提高了自动化水平和生产劳动率。按照线路板层数可分为单面板、双面板、四层板、六层板以及其他多层线路板。由于印刷电路板并非一般终端产品，因此在名称的定义上略为混乱，例如：个人电脑用的母板，称为主板，而不能直接称为电路板，虽然主机板中有电路板的存在，但是并不相同，因此评估产业时两者有关却不能说相同。再譬如：因为有集成电路零件装载在电路板上，因而新闻媒体称他为IC板，但实质上他也不等同于印刷电路板。我们通常说的印刷电路板是指裸板-即没有上元器件的电路板。近十几年来，我国印制电路板(PrintedCircuitBoard，简称PCB)制造行业发展迅速，总产值、总产量双双位居世界第一。由于电子产品日新月异，价格战改变了供应链的结构，中国兼具产业分布、成本和市场优势，已经成为全球最重要的印制电路板生产基地。印制电路板从单层发展到双面板、多层板和挠性板，并不断地向高精度、高密度和高可靠性方向发展。不断缩小体积、减少成本、提高性能，使得印制电路板在未来电子产品的发展过程中，仍然保持强大的生命力。未来印制电路板生产制造技术发展趋势是在性能上向高密度、高精度、细孔径、细导线、小间距、高可靠、多层化、高速传输、轻量、薄型方向发展。目前的电路板，主要由以下组成线路与图面（Pattern）：线路是做为原件之间导通的工具，在设计上会另外设计大铜面作为接地及电源层。线路与图面是同时做出的。介电层（Dielectric）：用来保持线路及各层之间的绝缘性，俗称为基材。孔（Throughhole/via）：导通孔可使两层次以上的线路彼此导通，较大的导通孔则做为零件插件用，另外有非导通孔（nPTH）通常用来作为表面贴装定位，组装时固定螺丝用等。南京工业职业技术学院项目技术报告10安装图纸：板子需要割线和跳线的地方南京工业职业技术学院项目技术报告11南京工业职业技术学院项目技术报告122.3印制电路板的硬件调试一、通电前检测当一个电路板焊接完后，在检查电路板是否可以正常工作时，通常不直接给电路板供电，而是要按下面的不走进行，确保每一步都没有问题后再上电也不迟。1、连线是否正确。检查原理图很关键，需要检查的地方主要在芯片的电源和网络节点的标注是否正确，同时也要注意网络节点是否有重叠的现象，这是检查的重点。另一个重点是原件的封装。封装采取的型号，封装的引脚顺序，封住不能采用顶视图，切记，特别是对于非插针的封装。检查连线是否正确，包括错线、少线和多线。查线的方法通常有两种：（1）按照电路图检查安装的线路，根据电路连线，按照一定的顺序逐一检查安装好的线路；（2）按照实际线路对照原理图进行，一元件为中心进行查线。把每个元件引脚的连线一次查清，检查每个去处在电路图上是否存在。为了防止出错，对于已查过的线通常应在电路图上做出标记，最好用指针万用表欧姆挡的蜂鸣器测试，直接测量元器件引脚，这样可以同时发现接线不良的地方。2、元器件安装情况引脚之间是否有短路，连接处有无接触不良；二极管、三极管、集成器件和电解电容极性等是否连接有误。电源接口是否有短路现象。调试之前不上电，电源短路，会造成电源烧坏，有时会造成更严重的后果。用万用表测量一下电源的输入阻抗，这是必须的步奏。通电前，断开一根电源线，用万用表检查电源端对地是否存在短路，。在设计是电源部分可以使用一个0欧姆的电阻作为调试方法，上电前先不要焊接电阻，检查电源的电压正常后再将电阻焊接在PCB上给后面的单元供电，以免造成上电由于电源的电压不正常而烧毁后面单元的芯片。电路设计中增加保护电路，比如使用恢复保险丝等元件。3、元器件安装情况。主要是检查有极性的元器件，如发光二极管，电解电容，整流二极管等，以及三极管的管脚是否对应。对于三级，同一功能的不同厂家器管脚排序也是不同，最好用万用表测试一下。南京工业职业技术学院项目技术报告13最好，先做开路、短路测试，以保证上电后不会出现短路现象。如果测试点设置好的话，可以事半功倍。0欧姆电阻的使用有时也有利于高速电路测试。在以上未通电检测做完了以后，才能开始通电检测。二、调试步骤：不论采用分块调试，还是整体调试，通常电子电路的调试步骤如下：1．检查电路任何组装好的电子电路，在通电调试之前，必须认真检查电路连线是否有错误。对照电路图，按一定的顺序逐级对应检查。特别要注意检查电源是否接错，电源与地是否有短路，二极管方向和电解电容的极性是否接反，集成电路和晶体管的引脚是否接错，轻轻拔一拔元器件，观察焊点是否牢固，等等。2．通电观察一定要调试好所需要的电源电压数值，并确定电路板电源端无短路现象后，才能给电路接通电源。电源一经接通，不要急于用仪器观测波形和数据，而是要观察是否有异常现象，如冒烟、异常气味、放电的声光、元器件发烫等。如果有，不要惊慌失措，而应立即关断电源，待排除故障后方可重新接通电源。然后，再测量每个集成块的电源引脚电压是否正常，以确信集成电路是否已通电工作。3．静态调试先不加输入信号，测量各级直流工作电压和电流是否正常。直流电压的测试非常方便，可直接测量。而电流的测量就不太方便，通常采用两种方法来测量。若电路在印制电路板上留有测试用的中断点，可串入电流表直接测量出电流的数值，然后再用焊锡连接好。若没有测试孔，则可测量直流电压，再根据电阻值大小计算出直流电流。一般对晶体管和集成电路进行静态工作点调试。4．动态调试加上输入信号，观测电路输出信号是否符合要求。也就是调整电路的交流通路元件，如电容、电感等，使电路相关点的交流信号的波形、幅度、频率等参数达到设计要求。若输入信号为周期性的变化信号，可用示波器观测输出信号。当采用分块调试时，除输入级采用外加输入信号外，其他各级的输入信号应采用前输出信号。对于模拟电路，观测输出波形是否符合要求。对于数字电路，观测输出信号波形、幅值、脉冲宽度、相位及动态逻辑关系是否符合要求。在数字电路调试中，常常希望让电路状态发生一次性变化，而不是周期性的变化。因此，输南京工业职业技术学院项目技术报告14入信号应为单阶跃信号(又称开关信号)，用以观察电路状态变化的逻辑关系。5．指标测试电子电路经静态和动态调试正常之后，便可对课题要求的技术指标进行测量。测试并记录测试数据，对测试数据进行分析，最后作出测试结论，以确定电路的