基于VFD的欧式电烤箱控制板的设计1.doc

基于VFD的欧式电烤箱控制板的设计摘 要：本文的主要任务应用专业课程中电路中的相关知识以及单片机编程技术进行欧式智能电烤箱的设计。智能家电是目前家电发展的重要方向，通过单片机对烤箱的智能控制，能够有效地提升烤箱的工作特性以及电烤箱的附加值。产品中采用了电路中常见的滤波电路、电源电路以及A/D转换电路等各个模块电路作为电路硬件实现的载体，同时烤箱中采用了性价比较高的51系列的单片机进行控制，在程序控制中，采用了汇编程序进行了控制程序的编写，增强了程序的可读性以及实时性。关键词：智能家电；电烤箱；合泰单片机；PCB；VFDThe design of the new European electric oven Abstract：The main task of this paper applied professional courses in the circuit in the relevant knowledge and programming technology for intelligent electric oven European design. Intelligent home appliances is current home the important direction of development, through the single-chip microcomputer to the oven and intelligent control, can effectively improve the working characteristic of electric oven oven and added value. Products used in the circuit of the common filter circuit, power supply circuit and A / D conversion circuit and so on each module circuit as the circuit of hardware implementation of carrier, at the same time the oven used in the cost-effective of the51series of single chip control, the program control, and adopted the assembly procedures were performed in the control program, enhance the readability of program and real-time.Keywords：Intelligent household electrical appliance; electric oven; single-chip; PCB; VFD第一章 绪论1.1本课题的研究的背景以及现实意义本人目前在扬州嘉华科技有限公司研发部进行毕业实习工作。在实习过程中，我了解到新型欧式电烤箱是扬州嘉华科技有限公司本阶段重点研发的新产品之一，欧式电烤箱主要是针对目前电烤箱的现状以及产品的实际需求进行开发。由于目前传统的电烤箱存在着不能够进行智能化控制烤箱的工作状态，同时传统的电烤箱在使用过程中存在一定的安全隐患的问题，在进行了欧洲市场的电烤箱实际需求调研的基础上，公司研发部计划应用单片机控制以及VFD显示技术，在目前电烤箱的基础上，实现智能控制足市场需求的智能电烤箱。因此我决定将公司的产品设计与本人的毕业设计结合起来，以实际的公司产品的研发作为毕业设计的课题。 图1-1 毕业设计设计产品来源企业 扬州嘉华科技有限公司1.2本课题对于专业知识的综合应用情况根据在学校中学习的知识以及公司对于智能电烤箱的实际研发要求，新型欧式电烤箱的功能确定为开机能够正常显示并完成电路的自检，同时可以进行工作时间的人工设置以及自动设置以及能够智能控制电烤箱的工作状态并采用VFD显示技术进行显示。在学院三年的单片机学习过程中，我们学习单片机都是采用学院设计的单片机开发板以及C语言进行学习，学院的51单片机开发板在单片机最小系统的基础上配置了数码管显示、LCD显示区、独立键盘输入区以及模拟量输入、A/D转换等资源，满足了单片机实际开发的绝大部分要求。开发板上常见的电路模块可以为电烤箱的设计提供较好的电路基础，扬州嘉华科技有限公司设置有扬州智能家电研发中心，产品的开发具有了必要的物质基础以及成熟可以借鉴的开发经验。公司在本产品开发之前已经成功开发了冰箱自动控制电路板以及油烟机的控制PCB。在这些产品的开发过程中，公司研发部门积累了一定的开发经验，这些都为产品的开发提供了一定的技术基础。根据研发部的设计要求，我重新学习的汇编程序指令，采用汇编程序进行程序的编写。本课题的选题难度适中，能够对应用电子技术专业学习的专业课程有较为全面的应用与掌握，能够应用所学习的专业进行实际工业产品的开发，同时也与自己的专业能力符合，与就业的岗位能力符合。1.3课题论述总体结构安排第一章叙述了温湿度警报器背景以及现实意义第二章则主要介绍设计工作总体概述以及产品工作的原理，按照功能电路的分别进行详细的分析讨论，最终分析电路的总体工作原理。第三章主要讨论应用Protel软件来实现电路原理图的绘制以及印制板设计第四章是温湿度警报器的软件实现部分，主要是利用C语言进行程序的编写，完成电路的测量功能。第五章为总结和展望，总结本课题设计的总体思路，产品的功能以及对于产品功能升级等进行情景展望。第二章 新型欧式电烤箱的工作概述以及原理分析2.1新型欧式电烤箱的工作概述新型欧式电烤箱是由电源电路，单片机信号处理，显示单元，输出继电器控制电路，工作状态设置，工作状态报警电路等六个功能部分构成。其中电源电路采用了常见的串联型稳压电源；单片机信号处理中采用了台湾的HOLTEK(合泰）系列的单片机HT48R065，这种单片机价格便宜，工作特性较好，非常适合在家电控制中采用；产品设计中采用了VFD（真空荧光管）作为工作状态的显示方式；对于电烤箱的工作状态采用了固态继电器进行控制；在产品工作中，采用了直流驱动的蜂鸣器进行报警以及工作状态的提示。HT48R065单片机在电烤箱上电的时候进行系统工作的自检，同时不断控制显示电烤箱的实时工作状态，单片机不断检测产品按键输入的命令，并不断进行工作状态与设置状态的对比，通过继电器对产品的工作状态进行控制。2.2新型欧式电烤箱的功能与特点1 产品具有较宽的工作电源电压范围（3-24V）；2 产品能够对外部的控制对象实现有效控制，输出驱动能力强（输出电流不小于20mA)，输出阻抗不大于10千欧；3 产品能够实现精确计时，连续工作48小时，控制时误差不超过3秒；4 产品人机界面友好，VFD显示以及工作设置按键设置简单；5 开发的单片机程序要能够进行移植扩展，便于在不同的产品中使用；6 整机工作稳定、性能可靠，适应性强。2.3系统硬件电路总体结构框图输出继电器控制电路HT48R065单片机VFD显示模块（含驱动）电路工作状态报警、提示模块工作设置电路模块串联型稳压电源图2-1新型欧式电烤箱总体结构框图2.4温新型欧式电烤箱总体电路原理图 温新型欧式电烤箱是由电源电路，单片机信号处理，显示单元，输出继电器控制电路，工作状态设置，工作状态报警电路等六个功能部分构成图2-2新型欧式电烤箱电路总原理图2.5主要器件介绍 2.5.1、电阻 在物理学中，用电阻（Resistance）来表示导体对电流阻碍作用的大小。导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。不同的导体，电阻一般不同，电阻是导体本身的一种特性。电阻元件是对电流呈现阻碍作用的耗能元件。电阻元件的电阻值大小一般与温度，材料，长度，还有横截面积有关，衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数，其定义为温度每升高1时电阻值发生变化的百分数。电阻是所有电子电路中使用最多的元件。2.5.2、VFD（真空荧光显示屏） VFD是Vacuum Fluorescent Display的缩写,意为真空荧光显示屏，其工作方式类同于电子管。VFD的产品特点自发光，显示清晰容易实现多色显示；图形设计自由度大工作电压比较低可靠性高（环境适应性好）；VFD的应用领域由于它可以做多色彩显示，亮度高，又可以用低电压来驱动，易与集成电路配套。所以被广泛应用在如下领域：汽车VFD面板、家电VFD面板、事务机用VFD面板、计量仪器用VFD面板以及通信设备用VFD面板等多个方面。 图2-3常见的VFD显示屏2.5.3、HT48R065单片机芯片HT48R065单片机工作概述，HT48R065是一款24V VFD 型8位高性能精简指令集型单片机，应用相当广泛。秉承HOLTEK单片机具有的低功耗、I/O灵活、定时器功能、振荡类型可选、休眠和唤醒功能、看门狗和低电压复位等丰富的功能选项，使得该单片机具有极高的性价比，其内部集成了系统振荡器HIRC，提供三种频率选择，可以广泛适用于各种应用，例如工业控制，消费类产品，家用电器子系统控制等。表 2-1 HT48R065单片机引脚说明 引脚名称输入/输出掩膜选项说明PA0PA7输入/输出唤醒*上拉电阻*8位双向输入/输出端口，每一位能由掩膜选项设置为唤醒输入。可由软件指令设置为CMOS输出或斯密特触发输入，作为输入时可由掩膜选项设置是否带上拉电阻。PB0/PFDPB1PB7输入/输出上拉电阻*PB0或PDF8位双向输入/输出口。可由软件指令设置为CMOS输出或斯密特触发输入，作为输入时可由掩膜选项设置是否带上拉电阻PB0输出模式可以用作内部PFD信号输出。PC0/TMR0PC1PC4PC5/TMR1输入/输出上拉电阻*6位双向输入/输出口。可由软件指令设置为CMOS输出或斯密特触发输入，作为输入时可由掩膜选项设置是否带上拉电阻（由上拉电阻选项决定）。PC0和PC5与定时/计数器O/I外部输入共用。PF0/输入/输出上拉电阻*双向输入/输出口。可由软件设置为CMOS输出或斯密特触发输入，作为输入时可由掩膜选项设置是否带上拉电阻（由上拉电阻选项决定）。外部中断输入与PF0共用。OSC1OSC2输入输出晶体振荡RC振荡OSC1和OSC2连接至RC或晶体振荡（由掩膜选项确定）来产生内部系统时钟：在RC振荡方式下，OSC2是系统时钟四分频的输出端。输入斯密特触发复位输入端，低电平有效VSS负电源，接地VDD正电源表 2-2HT48R065单片机直流工作特性符号参数测试条件最小典型最大单位VDD条件VDD工作电压2.05.5VIDD1工作电流3V无负载fsys=4MHz0.61.5mA5V24IDD2工作电流（晶体振荡，RC振荡）5V无负载fsys=8MHz48mAISTB1静态电流（看门狗打开，看门狗RC振荡器打开）3V无负载暂停模式1.15uA5V410ISTB2静态电流（看门狗关闭）3V无负载暂停模式0.11uA5V0.22VIL1输入/输出口的低电平输入电压00.3VDDVVIH1输入/输出口的高电平输入电压0.7VDDVDDVVIL2低电平输入电压（）00.4VDDVVIH2高电平输入电压（）0.9VDDVDDVVLVR低电压复位LVR=2.0V1.81.92.0VLVR=3.0V2.73.03.3IOL输入/输出口灌电流3VVOL=0.1VDD48mA5V1020IOH输入/输出口源电流3VVOH=0.9VDD24mA5V510RPH上拉电阻3V2060100K5V103050表 2-3HT48R065单片机交流工作特性符号参数测试条件最小典型最大单位VDD条件fSYS1系统时钟（晶体振荡）2.0V5.5V4004000kHz3.3V5.5V4008000fSYS2系统时钟（RC振荡）2.0V5.5V4004000kHz3.3V5.5V4008000fTIMER定时器的输入频率（TMR0/TMR1）3V50占空比04000kHz5V08000fWDTOSC看门狗振荡周期3V4590180us5V3265130tWDT1看门狗定时溢出周期（WDT振荡）3VWDT无预分频112346ms5V81733tWDT2看门狗定时溢出周期（Fsys/4）WDT无语分频1024tSYStRES外部复位低电平脉冲宽度1ustSST系统启动延时周期上电复位或从暂停状态唤醒1024tSYStLVR低电压复位延时时间1mstINT中断脉冲宽度1ustACCROM数据访问时间1us2.6产品各部分电路原理介绍2.6.1新型欧式电烤箱电源电路 新型欧式电烤箱中由于对于电源稳定度没有特别高的要求，因此电路中采用了常见且性价比较高的串联形稳压电源作为电路工作的电源。电路原理图如图2-4所示。电路中采用了变压器对于工频电压进行降压，同时采用了简单的无源滤波电路作为对工频电源干扰滤除的装置，滤波后采用了全波整流桥对交流信号进行了整流，然后采用了三端集成稳压芯片7805进行稳压输出，电路的输出电压为5V，同时在电源输出以及稳压器输入端采用了滤波电容，消除电压信号中的高次谐波，以此达到稳定电源输出的目的。图2-4产品中采用的串联型稳压电源电路2.6.2 新型欧式电烤箱中的A/D转换电路 A/D转换电路的功能是将输入的模拟信号转换成数字信号输出。所以在本原理图的识图中采用根据信号流向、以基本功能为分析模块的分析思路进行分析。首先信号从接口JP1中引入，一般是由各种传感器感知的模拟信号，一般来说由传感器得到的信号幅度太小，转换电路无法进行转换，所以在采用电容C39进行耦合之后及采用以集成运算放大器TL074为中心的反向比例运算放大电路进行初级放大，然后再次进行两次放大。三级放大的目的是将模拟小信号放大到转换芯片ADC1001能够处理的大小，工作原理都是相同的比例放大。在其中运放的电源采取了与电解电容C59、C60并联接地的方案，这是在产品设计中常见的使用方法，主要是利用电容良好的滤波特性使得电源的工作更为稳定，更好地为运放提供稳定的直流电工作电压。经过三级运放之后，信号通过R34的限流电阻送入转换核心器件模数转换芯片ADC1001，同时在芯片模拟信号的输入端并联了一个稳压二极管V01以及点解电容C48。这两个器件在次电路中可以认为是对ADC1001输入的保护电路，如果输入信号过大，稳压二极管则瞬间导通，保证输入端电压不会过大，从而保护芯片不被烧坏。而电解电容的作用是将经过放大后电路中的干扰信号滤除，保证转换的精度。ADC1001将模拟信号输入后进行转换，再通过RP接口进行输出，提供给后级电路处理。A/D转换电路电路原理图如图2-5所示图2-5产品中采用的ADC电路2.6.3 新型欧式电烤箱中的单片机控制电路单片机最小系统电路由单片机、单片机复位电路、晶体振荡回路组成，能够完成单片机工作的最基本需要，由于合泰系列的单片机可以省略复位电路，工业产品要求能够使用最小的硬件系统实现产品必要的功能，电烤箱中采用的单片机控制系统电路模块如图2-6所示图2-6产品中采用的单片机控制电路2.6.4新型欧式电烤箱中的VFD显示模块 VFD显示具有电路亮度大以及自发光，显示清晰容易实现多色显示；图形设计自由度大工作电压比较低可靠性高（环境适应性好）的优点，显示模块中为了增强效果采用了三极管作为显示驱动电路，改善了显示模块的工作效果。欧式电烤箱中的VFD显示模块如图2-7所示。图2-7产品中采用的VFD显示模块2.6.5新型欧式电烤箱中的固态继电器控制模块对于电烤箱中的加热器件、电动马达等执行装置的控制，新型电烤箱中采用了固态继电器进行控制，为了增强单片机驱动控制能力，电路中采用了三极管放大了输出电流，同时采用了二极管作为了电路的保护装置。欧式电烤箱中的固态继电器电路模块如图2-8所示。图2-8产品中采用的固态继电器模块2.6.6新型欧式电烤箱中的按键输入以及报警模块 电烤箱具备自动设置工作要求以及按照设定模式进行工作的能力，对于电路的工作状态产品中采用了蜂鸣器做为报警装置，考虑到报警性能的优化，在蜂鸣器前级采用了三极管进行电流放大。新型欧式电烤箱中的按键输入以及报警模块如图2-9所示。图2-9产品中采用的按键输入以及报警模块第三章 应用Protel实现电路原理图的绘制及PCB设计3.1Protel简介使用电脑设计电路原理图和电路板图是把电子技术从理论运用到实际的第一步。只有会设计电路原理图和电路板图才能进行电子产品的研发与开发。本软件就是从理论走向实际，掌握电子产品开发的基本技术。Protel99SE是澳大利亚ProtelTechnology公司推出的一个全32位的电路板设计软件。该软件功能强大，人机界面友好，易学易用，使用该软件设计者可以容易设计电路原理图、画元件图、设计电路板图、画元件封装图和电路仿真，是夜内人士首选的电路板设计工具。3.2 应用Protel绘制新型电烤箱的电路原理图应用Protel软件绘制电路原理图一般要遵循模块化的设计思路，在电路中将按照不同模块进行绘制，电路要遵循信号的流向，电路图中的走线要满足结构化的设计要求，电路原理图的绘制一般要经过初始环境的设置、元器件的放置、元器件之间的连线、电路正确性的检查以及封装的定义等步骤，绘制完成的单片机开发系统部分的原理图如图3-1所示图3-1 应用Protel绘制的新型电烤箱的电路原理图3.3PCB人工布局、人工布线设计人工布局就是将所有的元件一个一个放置到PCB上各个位置。操作较为繁琐，但是能够结合工艺的要求以及设计中实际要求进行，人工布局的效果一般来说效果要比自动布局好很多。在设计中，工程师基本都是采用自动布局的方案进行。这也要求作为电路板设计人员要具有丰富的经验以及长时间坚持的毅力。元件的布局与走线对产品的寿命、稳定性、电磁兼容都有很大的影响，是应该特别注意的地方。一般来说应该有以下一些原则：在放置顺序上应该先放置与结构有关的固定位置的元器件，如电源插座、指示灯、开关、连接件之类，这些器件放置好后用软件的LOCK功能将其锁定，使之以后不会被误移动。再放置线路上的特殊元件和大的元器件，如发热元件、变压器、IC等。最后放置小器件。元件布局还要特别注意散热问题 电路板板布线时，两面的导线宜相互垂直、斜交、或弯曲走线，避免相互平行，以减小寄生耦合；作为电路的输人及输出用的印制导线应尽量避兔相邻平行，以免发生回授，在这些导线之间最好加接地线。走线拐角尽可能大于90度，杜绝90度以下的拐角，也尽量少用90度拐角同是地址线或者数据线，走线长度差异不要太大，否则短线部分要人为走弯线作补偿。走线尽量走在焊接面，特别是通孔工艺的PCB，尽量少用过孔、跳线，单面板焊盘必须要大，焊盘相连的线一定要粗，能放泪滴就放泪滴，一般的单面板厂家质量不会很好，否则对焊接和RE-WORK都会有问题，大面积敷铜要用网格状的，以防止波焊时板子产生气泡和因为热应力作用而弯曲，但在特殊场合下要考虑GND的流向，大小，不能简单的用铜箔填充了事，而是需要去走线，元器件和走线不能太靠边放，一般的单面板多为纸质板，受力后容易断裂，如果在边缘连线或放元器件就会受到影响；必须考虑生产、调试、维修的方便性；模拟电路来说处理地的问题是很重要的，地上产生的噪声往往不便预料，可是一旦产生将会带来极大的麻烦，应该未雨绸缎。对于功放电路，极微小的地噪声都会因为后级的放大对音质产生明显的影响；在高精度A/D转换电路中，如果地线上有高频分量存在将会产生一定的温漂，影响放大器的工作。这时可以在板子的4角加退藕电容，一脚和板子上的地连，一脚连到安装孔上去（通过螺钉和机壳连），这样可将此分量虑去，放大器及AD也就稳定了。另外，电磁兼容问题在目前人们对环保产品倍加关注的情况下显得更加重要了。晶振是常见的一种高频信号源，在功率谱上晶振的各次谐波能量值会明显高出平均值。可行的做法是控制信号的幅度，晶振外壳接地，对干扰信号进行屏蔽，采用特殊的滤波电路及器件等。在电路板外形尺寸的确定中，根据产品结构工程师设计的CAD图进行了定义。项目工程师提供的CAD图如图3-2所示，新型电烤箱PCB如图3-3所示。图3-2 新型电烤箱的外形结构CAD图纸图3-3 新型电烤箱的电路印制板图（人工布局、人工布线）图3-4 新型电烤箱的电路3D效果图第四章 新型电烤箱程序的编写与实现4.1软件编程实现4.1.1新型电烤箱软件规格书 对于电烤箱程序的编写,公司研发部根据市场调研的需求以及公司研发能力为新型电烤箱制定了如表4-1所示的软件规格书表 4-1 新型电烤箱软件规格书新 型 电 烤 箱 软 件 规 格 书表格编号：Q/JH-RD-044 版本/版次 B/0 客户名称:6.HT产品型号:ET6KE4-01文件编号:SWS-EC-016芯片型号:HT48R065软件编号:9.03.016219校 验 码:F1DBH显示说明: 1.马达指示图标 2.时钟“时”显示 3.时钟“秒”显示 4.时钟“分”显示 5.自动指示图标 6.灯指示图标 7.闹铃指示图标 8.计时标识 9.闹铃倒计时“分”显示 10.“分、秒”分隔符 11.Logo标识 12.闹铃倒计时“秒”显示 按键说明:A.马达按键 B.灯按键 C.闹铃/时钟设置键 D.加按键 E.减按键 F.自动按键功能说明:工 作 模 式1.开机模式 上电之后进入显示屏“2、4”默认为“0000”并闪烁，“8、9、10、12、11”处常亮状态2.闹铃及时钟设置模式 按C键进入闹铃及时钟设置状态，7图标常亮12闪烁，按D、E键增、减数值，精度为10秒（范围：099分50秒），设置完成后按C切换到时钟分设置状态，4闪烁，按D、E键增、减数值，再按C切换到时设置状态，2闪烁，设置方法相同，设置完成后再按C键切换到工作模式。（在设置过程中，如5秒内按键没有动作，则会自动切换到正常工作模式）。倒计时结束后，蜂鸣器响（持续时间2分钟）7、8、9、12闪烁，如在响铃阶段想关闭蜂鸣器可按C键。3.自动设置模式 如按“F”键打开自动模式，倒计时结束后蜂鸣器响，同时相应的继电器工作，响铃结束后继电器停止工作。4.马达设置 如按下A键相应的马达继电器工作，1图标常亮，90分钟后继电器自动停止工作，1图标灭。中途需关闭继电器可按A键。5.灯设置如按下B键相应的灯继电器工作，6图标常亮，5分钟后继电器自动停止工作，6图标灭。中途需关闭继电器可按B键。6.备注 a.在设置模式中，如常按D、E键数值会持续快速增、减，可快速设置闹铃时间 、时钟时间。如在设置状态5s后会自动切换到时钟模式。 b.如再次设置时钟时间或定时时间，可再按C键依次进入。 A预置温度合法检查预置温度显示缓冲区调用显示子程序有键闭合有键闭合调用显示子程序 延时去抖P1.1=0返回启动加热100A10A1AA+预置温度 预置温度数据区键释放AP1.2=0P1.3=0P1.0=0 图4-2 系统程序流程图4.2新型电烤箱的HOLTEK汇编程序HOLTEK单片机能够为工业产品的设计提供最好的产品质量(高质量静电破坏保护及抗噪声能力) 最短的产品交期，最佳性价比产品，提供一次写入式(OTP)、掩膜式(Mask)与多次写入式(Flash)微控制器产品，最快速的本地化技术服务弹性的ASSP & ASIC 微控制器开发服务，专业开发工具与高效C语言编译器产品策略。由于设计中追求最优化的程序设计以及工业产品的性价比要求，在本设计中采用了汇编指令进行程序的编写。在本章主要分析程序的基本编程思路以及编程结构，所有源程序在附录中。程序编写中一定要注意结构化的程序设计，采用编写大量例子程序以及系统提供的子程序，在主程序中进行调用以及相应的修改。这样便于程序的读写与调试。4.2.1项目设计编写说明以及设计使用的控制器特性描述;=; PROJECT : ET6KV2;MAIN FUNCTION : ; COPYRIGHTS: YANGZHOU JAVA TECHNOLOGY CO., LTD; VERSION : 0.00; DATE : START:2010Y/11M/16D ; FILENAME : 6TV3.ASM; : -; BY : YOUDANDAN; NOTE: A;=; UP : ; OSC : 4.000 MHZ CRYSTAL/RESONATER; CYCLE : 1US 1/(4M/4 =1MHZ); ROM SIZE: 2K BYTES X 14BITS; RAM SIZE: 40H-7HH 64BYTES; STACK: 4-LEVEL SUBROUTINE NESTING; B 4100: R 10K4.2.2 HOLTEK单片机的头文件定义以及I/O口的定义include HT48R065.incds.sectiondataSTATUSEQU0AH C_FLAGEQUSTATUS.0AC_FLAGEQUSTATUS.1Z_FLAGEQUSTATUS.2OV_FLAGEQUSTATUS.3PDF_FLAGEQUSTATUS.4TO_FLAGEQUSTATUS.5;EQUSTATUS.6;EQUSTATUS.7;-;-I/O PIN DEFINE -;=K4_CEQUPB.5;K3_CEQUPB.4;K2_CEQUPB.3;K1_CEQUPB.2 ;4.2.3常量、变量定义;=ITALY_FLAGEQUDIG5L.1LAMP_FLAGEQUDIG5L.2CLOCK_FLAGEQUDIG5L.3TIMER_FLAGEQUDIG5L.4MOTOR_FLAGEQUDIG5L.5auto_off_heat_flagEQUDIG5L.6GAS_FLAGEQUDIG5L.74.2.4各子程序 本项目程序设计中有按键扫描子程序、按键计数子程序、加热检测子程序等多个程序模块，程序中进行了适当的标准，程序结构化明显，符合工业产品程序设计的要求，同时也为程序的修改提供了便利。第五章 新型电烤箱控制电路板的焊接与调试5.1 测温系统焊接的注意事项5.1.1 手工焊接的基本概述 手工焊接是一种比较传统的焊接方法.手工焊接的质量直接影响到维修效果,而且它是一项实践性很强的技能,初学手工焊接人员一定要多练.多实践,才能达到较好的焊接效果,即有好的焊接质量。5.1.2 焊接材料的物理特性 (1) 溶解温度:有铅焊锡的溶解温度一般在183左右。 (2) 导电性:焊锡连接的导电性描述了它们电气信号的传输性能,主要是电子流产生的.我们知道电阻与导电性能成反比,所以焊锡的导电性随着温度的上升,电子的移动性减弱,导电性变差。 (3) 导热性:焊锡的导热性通常同导电性直接相关,因为电子的导电就导热.因此焊锡的导热性能也随着温度的上升而减弱。 (4) 温度膨胀系数:它发生在SMT连接材料特性的温度膨胀系数通常较大的时候,温度膨胀系数的差别增加了焊锡连接点内的应力和应变,缩短了使用寿命,可导致早期失效。 (5) 溶解焊锡的表面张力:它也是一个比较关键的参数,与其可溶性和可焊接性有关。5.1.3 手工焊接遇到的主要问题及成因分析 在实际的焊接过程中发现，手工焊接所遇到的问题主要有焊点不平滑、冷焊点、反润湿、萎缩、不良润湿和灯芯效应、助焊剂焦化和残渣颜色变暗以及残渣清洗困难等一系列的问题。一般来说。焊点不平滑的原因可能是焊接头温度过高导致出现未接合的金属溶解物。冷焊点出现的原因可能有几点：例如焊接头温度过低、焊剂强度不够或焊线中焊剂不足。反润湿出现的原因可能是焊接头接触时间延长，从而使得电镀金属熔化并暴露出难焊表面。过高温度也会导致这个问题。使用过高焊接头温度或焊线内焊剂量过少都会导致萎缩。也可能由于焊剂活性较低，铁头的接触时间延长使其无效。焊剂尤其是使用了可水洗焊剂的地方发生焦化导致免洗和清洗困难的原因可能由于焊接温度过高或焊剂未良好地设计来适用于无铅所需的较高温度。避免延长时间的接触和使用更低焊接温度可减轻这种状况。并非所有焊剂都完全相同，从热性能上看，一些焊剂不能经受无铅焊料使用的较高焊接温度。被称做黑头症状。热稳定性较差的焊剂使焊接头变黑，并使重新镀锡变得更为困难。黑头症状一旦出现，传热的减少使无铅手工焊接变得困难，焊接头寿命减少、焊接头成本增加、焊接的挫败感上升、可靠性降低等问题都会随之出现。通过细致的焊接，完成的实物图如图5-1所示图5-1 焊接完成的新型电烤箱控制电路板实物图（通电工作）5.2 新型电烤箱控制电路板的实物调试5.2.1 调试工作的主要内容 调试工作包括调整和测试两个方面。 调整主要是对电路参数而言，即对整机内电感线圈的可调磁芯、可变电阻器、电位器、微调电容器等可调元器件及与电气指标有关的调谐系统、机械传动部分等进行调整，使之达到预定的性能指标和功能要求。测试是用规定精度的测量仪表对单元电路板和整机的各项技术指标进行测试，以此判断被测项技术指标是否符合规定的要求。调试工作的主要内容有以下几点。 (1) 正确合理地选择和使用测试所需的仪器仪表。 (2) 严格按照调试工艺指导卡的规定，对单元电路板或整机进行调整和测试，完成后按照规定的方法紧固调整部位。 (3) 排除调整中出现的故障，并作好记录。 (4) 认真对调试数据进行分析、反馈和处理，并撰写调试工作总结，提出改进措施。对于简单的小型整机，如稳压电源、半导体收音机、单放机等，调试工作简便，一旦装配完成后，可以直接进行整机调试；而对于结构复杂、性能指标要求高的整机，调试工作先分散后集中，即通常可先对单元电路板进行调试，达到要求后再进行总装，最后进行整机调试。5.2.2 调试工作的一般程序 调试工作遵循的一般规律为：先调试部件，后调试整机；先内后外；先调试结构部分，后调试电气部分；先调试电源，后调试其余电路；先调试静态指标，后调试动态指标