毕业设计(论文)-基于单片机的全自动洗衣机控制系统的设计

4 制版及调试经历

4.1 制板

4.1.1 器件原理图库

对于没有任何资源积累的我来说，首先需要制作器件原理图库。这时就需要依照各个器件的数据手册（Datasheet）来进行绘制。对于每一个元器件来说，都需要分别绘制相应的原理图库。由此需要知道每一种器件，每一个引脚的引脚号，引脚功能以及引脚名称。在制作库的过程中，这些要素都要与实际一一对应。如图4-1所示为STM32F103CBT6的原理图库。

图4-1 STM32F103CBT6原理图库

4.1.2 绘制原理图

当所有元器件的库都制作完成后，就可以在主原理图中绘制原理图了。将之前制作的原理图库调用后就可以直接放置在主原理图中。如图4-2所示。

图4-2 绘制主原理图

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然后按照相应的功能用线将元器件各引脚相连。最后排版，将各个功能模块按照对应的功能排放在一起，调整整个图纸为合适的大小。最后还要对其中的功能进行检查。

4.1.3 PCB封装库

完成了电路原理图的绘制后，就需要设计出相应的PCB图。首先需要对各个元器件制作相应的PCB封装库。对于一些常见的元器件，Autium Designer 09自带了相应的PCB封装库。而对于一些不常用的或者新出的元器件，就需要自己动手来制作相应的封装库。

这时就要使用到芯片的数据手册，上面一般有元器件对应封装的尺寸。如图4-3所示。如果没有，则需要使用游标卡尺去实际测量一番。最后将相应的尺寸对应到到相应的PCB库中就可以了。如图4-4所示。不过需要注意的是，对于PCB库也要仔细的检查。如果出错，则制作出来的电路板也就会出错，造成时间、精力、金钱上的浪费。

图4-3 数据手册中的继电器尺寸图

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图4-4 MAX3232芯片封装图

4.1.4 PCB基本布线规则

将制作好的PCB封装库与原理图的元器件对应后，就可以直接将对应的PCB封装导入到PCB图中。由于我设计的系统是一个低速系统，所以没有考虑到EMC等设计规则。将封装排列好，根据相应的电气连接线将引脚之间连接好。注意不要有锐角。另外，电源线应该设计的粗一点，一般要求是对于500mA的电流，线宽应为20mil左右（0.508mm）。信号线则可以相对细一些。根据不同情况来定。

最后制作好定位孔及挖空一个电机放置槽后，PCB板的设计基本上就初步完成了。使用规则检查一遍，看看有没有电气引脚没有连接上的。改好后，就可以发网上专门的PCB加工商进行加工。效果图见附录三。

4.2 硬件检测

俗话说，一个成熟的项目，大部分时间和精力都是花在了调试上。这对于更新系统功能及削减BUG是必须经历的过程。对于调试，只有硬件通过检测没问题，才能进行软件方面的调试。所以，我首先进行硬件方面的调试。

嵌入式系统的硬件调试与软件调试是密不可分的。只有首先排除明显的硬件问题后，才能和软件结合起来调试。我按照以下三步进行硬件调试：

第一步，核对元器件的型号并查看元件是否都焊接完毕，确认没有遗漏。 第二步，在没有通电前，使用万用表测试元件的引脚有没有没有焊接好。注意

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电源的正负极以及电源之间是否有短路问题。

第三步，通电后，首先烧写一个测试程序，比如流水灯。看看单片机能不能正常工作。再之后烧写每一个模块的程序，单独检测这个模块的硬件。如果能达到要求，则可以断定这个模块的硬件是合格的。如果达不到要求，则需要检测相应的硬件问题。

经过以上硬件都检测完毕，没有问题。接下来我就进入到软件环节。

4.3 软件调试

对于复杂一点的系统，如果有硬件仿真器的就用硬件仿真器进行调试。如果没有，就用软件仿真或者串口来进行调试。软件调试主要是对于逻辑问题上的修改。使用硬件仿真器，并且在有问题的地方设置断点。然后再断点处，一步一步执行程序，就可以非常方便地发现问题。单步和断点调试后，还应进行连续调试，因为单片机的运行是在严格的时序下进行的，单步运行成功并不代表连续运行成功。待全部调试完成后，应反复运行多次。没问题才表示调试完成。 4.3.1 菜单界面的制作

对于程序的调试，主要是集中在菜单界面的制作上。

对于菜单界面，我首先想到了这款液晶的绘图功能。可以将每一级菜单制作成相应的图片，并制作相应的反白图表示选中。这样，使用上、下、左、右按键来选择菜单时，就可以使用相应的图片来进行替换，达到目的。

于是在程序中，我给所有的菜单图片进行了编号，如图4-5所示。对于同一菜单的反白与非反白图也另外进行了编号。通过这两组编号，来记忆相应的操作。通过加、减运算来转换编号以此来改变相应的显示。并且加入了相应的判断，防止编号溢出。

我一共制作了三组菜单，分别是“洗衣流程”、“功能设置”、“作品简介”。这样，第一级菜单就制作完毕。如图4-6所示。

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