宁波大学科学技术学院本科毕业设计(论文)
如图所示为PM2.5模块的原理图,STM8串口3的输入口接模块串口输出口。
(3)MQ-9模块原理图
如图所示为MQ-9与PCB接口的电路图,因为模块是低电平有效输出,所以DO输出口接了一个10K上拉电阻。 3.1.6 PCB (1)SHT10
图3-3
如图所示为PCB电路板上SHT10模块的设计图,考虑到PCB板本身长时间运行会产生一定热量,在SHT10模块周围打上一圈Keepout Layer,利用了空气来隔绝电路板产
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生的热量。Keepout Layer的线宽设为50mil,这样的距离既可以保证隔热的要求,又可以保证一定的强度。
3.2 手持式移动显示板
3.2.2 PCB布局
为了让这块板能符合人体操控需求,板子的大小尽可能与人手掌大小相同。本设计中使用的聚合物锂电池高度为65mm,所以初步设定电路板大小为65mm*65mm。在这么小的尺寸内布局需要我们有很清楚的结构思维,显示屏的位置要居中放置,USB串口单元要放置在板子下边沿,433M模块分开左右放置,充电管理单元与锂电池接口相连。
如图所示,中间的一片区域内打了一圈Keepout Layer,这是为了放置显示屏时不用上下两层分离。两根天线置于顶部,并且分开发放置。LED指示灯置于右下角,用来提示 程序运行状态。考虑到背面整块铜铺地能减小EMC干扰,所以单片机放置在右边沿位置。充电管理单元和放电保护靠近左边沿A7,A8接口,这两个接口也是锂电池的输入点。图中黄色STRAT指示位置下方有一个船型开关,船型开关向右滑动就可以启动。 最初设计时考虑到锂电池难以固定,在板子四周打了四个M4的固定孔位。两块电路板通过这4个孔相连接,电池可以放置在这两块板中间的空隙位置,直接夹住。同时这在另一块电路板上预留了足够大的扩展空间,在PCB设计中我们也要同样思考一些未来的升级,改进。
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天线 单片机 充电管理模块 按键 LED指示灯 microUSB接口
433M接収 433M发射 放电保护 串口CP2102 稳压电源 3.2.2 OLED显示屏
OLED显示技术利用了有机材料自发光的特性,采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板,当有电流通过时,这些有机材料就会发光,而且OLED显示屏幕可视角度大,并且能够节省电能。OLED的显示效果优于传统LED,LCD,甚至比TFT液晶效果还要好。
OLED的基本结构是由一薄而透明具半导体特性之铟锡氧化物(ITO),与电力之正极相连,再加上另一个金属阴极,包成如三明治的结构。整个结构层中包括了:空穴传输层
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(HTL)、发光层(EL)与电子传输层(ETL)。当电力供应至适当电压时,正极空穴与阴极电荷就会在发光层中结合,产生光亮,依其配方不同产生红、绿和蓝RGB三原色,构成基本色彩。OLED的特性是自己发光,不像TFT LCD需要背光,因此可视度和亮度均高,其次是电压需求低且省电效率高,加上反应快、重量轻、厚度薄,构造简单,成本低等,被视为 21世纪最具前途的产品之一。
OLED的驱动方式分为主动式驱动(有源驱动)和被动式驱动(无源驱动)。本次设计中采用
3.2.3 串口通讯
串行接口简称串口,也称串行通信接口或串行通讯接口(通常指COM接口),是采用串行通信方式的扩展接口。串口通信的两种最基本的方式:同步串行通信方式和异步串行通信方式。
同步串行是指SPI(Serial Peripheral interface)的缩写,顾名思义就是串行外围设备接口。SPI总线系统是一种同步串行外设接口,它可以使MCU与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息,TRM450是SPI接口。
异步串行是指UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter),通用异步接收/发送。UART是一个并行输入成为串行输出的芯片,通常集成在主板上。UART包含TTL电平的串口和RS232电平的串口。 TTL电平是3.3V的,而RS232是负逻辑电平,它定义+5~+12V为低电平,而-12~-5V为高电平,MDS2710、MDS SD4、EL805等是RS232接口,EL806有TTL接口。
串口在电工设计中占有很重要的地位,可以说就是程序员的心灵窗口。当单片机内部运行程序时,我们无法直观的看出数据流,依托串口和USB转RS-232模块,我们就可以在电脑上通过COM口和串口调试助手看程序运行发出的参数。本次设计中我们利用CP2102这款USB-UART芯片来将数据传输给电脑中的上位机。
3.2.4 锂电池充放电保护
考虑到移动设备非常依赖电池,所以本设计中采用了可以直接USB充电的充电管理电路和锂电池放电保护。锂电池作为一种目前市场上应用最为广泛的电池,有能量比重高,使用寿命长,自放电率很低,质量轻,绿色环保等几个特点。
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本设计使用CN3065和DW01搭建了一个可以循环充放电的电路,经实际现场测试,平均充电电流达到1A以上,充电电压4.52V,满足了 3.2.5七彩LED指示灯
单片机
3.2.6 键盘
独立式
4系统软件设计
4.1总体设计思路 4.2模块设计
4.2.1无线模块 4.2.2传感器模块 4.2.3按键模块
按键程序最普遍的是采用延时消抖的方法。先检测按键是否触发,然后使用延时函数延时大约10ms的时间,再检测按键时候触发。如果按键还是在触发阶段,运行按键触发函数。这种方式的按键检测逻辑简单,但不适合高频率地触发按键,同时程序运行时进入延时函数效率低,系统实时性差,非常不适合嵌入式程序编写。
本次设计采用的是状态机的方法 4.2.4显示模块 4.2.5指示灯模块 4.2.6配对及ID号读取
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