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作者:鄭智銘(2004-11-05);推薦:徐業良(2004-11-05)

PIC_PROTO V3.x組裝與測試流程

本文介紹PIC_PROTO組裝與測試的詳細流程,內容包含購買、實際組裝時需要注意的技巧,以及常見的問題的經驗分享,讓新手也能夠快速完成組裝與測試。

1.     電路板配置與零件採買表

1.1 PIC_PROTO板配置介紹

完整的PIC_PROTO V3.0電路版外觀如圖1所示,包含左上部PIC板上與ICD燒錄器連接的模組、左下部提供PIC以電話插孔與電腦RS232連接模組,以及右半邊的PIC_PROTO基板,組裝前需先將左半部的兩個連接模組小心分離。

1. PIC_PROTO V3.0 電路版外觀

1.2 PIC_PROTO所需零件表

1~4PIC_PROTO所需零件表,所有零件再各電子材料行均可以購買的到,僅有PIC晶片與石英震盪器較難購買。

1. 電阻元件表

電阻

規格

代號

敘述

圖示

備註

數量

22Ω

R1

1/2W

瓦數較大

1

2K

R2,R3

1/8W

 

2

220

R4

 

 

1

47k*4

RP1

A type

 

1

47k*8

RP2

A type

 

1

4.7k*8

RP3

A type

 

1

500K

VR1

 

 

1

規格解說

電阻顏色:“黑0123456789

電阻規格:“紅紅橙”=22(紅紅)×10^3=22,000=22k

排阻規格:473”=47×10^3=47,000=47k

2. 電容電感與二極體元件表

電容

規格

代號

敘述

圖示

備註

數量

47mF,50V

C1

50V

 

1

100mF,16V

C2

16V

 

1

0.01mF(103)

C3

 

 

1

0.1mF(104)

C4,C5,C8,

C9,C10,C11

 

 

6

22pF

C6,C7

 

 

2

電感

10mH

L1

 

 

1

二極體

1N5401 3A

D1

 

 

1

規格解說

電容規格:103”=10×10^3(pF)=10000pF=0.01mF

電感顏色:意義與電阻一樣

電感規格:算法與電阻一樣但是單位為mH,“棕黑黑”=10×10^0=10mH

3. LED、晶片與輸出元件表

LED

規格

代號

敘述

圖示

備註

數量

LED

A4_LED,  TX-LED

任何顏色

 

10

晶片

PIC16F877

 

 

來源:3425實驗室

1

MAX232

 

 

 

1

20MHz石英震盪器

 

 

來源:3425實驗室

1

7805穩壓IC

7805

 

 

1

輸出設備與電源

SPEAKER

SP

 

 

1

LCD

 

16pin14pin

 

1

AC Adapter

 

直流9V~12V

 

 

1

電話線

 

6P4C

電話線蕊方向如圖所示。

 

7805穩壓IC可以將高於5V的電壓降為5V,提供PIC工作所需的電壓。建議所選擇的變壓器輸出電壓不要超過12V,因為7805降壓時會產生熱能IC發熱為正常現象,過高的電壓會造成穩壓IC過燙。變壓器為110V交流電轉9V~12V直流的變壓器。

4. 插座與開關相關元件採買表

插座

規格

代號

敘述

圖示

備註

數量

電源插座

H1

 

 

1

排針母座 15X2

CN1

 

 

1

排針母座 7X2

CN2, CN4,

CN9

 

 

 

3

排針母座 7X1

CN3

 

 

1

RS232 pc端接頭

Interface板用

 

 

1

圓孔 40Pin

U2

 

 

1

圓孔16Pin

U3

 

 

1

電話插座

RJ11

 

 

2

開關

SW-PB

PB_1,PB_2

 

2

SW_SPST

SW_1

 

 

1

公排針

公排針8x2

LCD

 

固定座偏移

1

2.     組裝流程

本文所介紹PIC_PROTO組裝與測試流程如圖2所示,以下分節敘述之。

2. 組裝測試流程

2.1 電源供應系統

電源系統組裝元件包含電源插座(H1)、電源開關(SW_1)、二極體(D1)47mF電容(C1)100mF電容(C2)22Ω電阻(R1)10mH電感(L1)7805穩壓IC以及40pin圓孔IC插座(U2)9個元件,在PIC板上位置如圖3所示。。

3. 電源系統各元件位置圖

電源供應系統組裝技巧敘述如下:

(1)    如圖3所示為電源系統各元件在PIC_PROTO板上的位置圖,組裝順序可以隨意,但是建議電源開關需要在100mF電容與7805穩壓IC組裝前安裝,因為電源開關容易卡到這兩個元件,不容易調整。建議先安裝40pin圓孔IC座後,安裝電源開關,然後才是100mF電容與穩壓IC

(2)    40pin圓孔IC座,缺口方向朝向圖3的左方放置,PIC上的缺口方向也是與底座相同向左。40pin圓孔IC座需要先將中間的兩個橫桿剪斷,因為下方會放置部分元件。

(3)    電源開關元件需要先將固定腳剪斷後,將接腳翻折90度,安置於PIC板上。

3. 電源開關需要先行處理方式

(4)    7805在圖3所示PIC電路圖上可以看到分為平面與圓凸面的方向標示,需要注意放置方向,7805穩壓IC金屬背面那一面為負極,放置時如同圖37805的平面與圓凸面的放置方向。

(5)    100mF47mF電容以及1N5401二極體有極性,電容元件上長腳為正極,短腳為負極,電容與1N5401元件上通常標示銀色處為負極。放置於PIC電路板上時,電路板上會有方形與圓型兩種插孔,方形區塊為正極,圓形為負極,沒有特別標示的22”103”等電容無極性。

 

4. 二極體正負端

(6)    電源插孔電路板上有標示正負極,一般電源插孔元件中央橫桿為正極,底部接觸片為負極。

(7)    電阻與電桿因為空間配置的關係,採取垂直方式(垂直於電路板平面),因此電路圖中標示電阻與電桿插放處均為一個大圓圈插孔以及一個小圓圈插孔所構成,如圖5所示,垂直放置時將電感或電阻放置於大圓圈處,將接腳彎曲焊接至小圓圈處,如此可以避免各元件金屬接腳的誤觸。

5. 電阻元件方置方式

電源系統測試程序敘述如下:

(1)    組裝完成後,接上變壓器電源,檢查7805穩壓IC的三根接腳由左至右是否為9VGND5V的電壓。

(2)    分別檢查PIC接腳1132是否輸出+5V1231是否為GND。如果沒問題表示電源正常供應至PIC晶片。接腳1132為圖6中標示紅色點處,接腳1231為圖6中標示藍色點處。

(3)    檢查PIC上左右插孔沒有相互干擾的情形。

6. 電源系統測試點位置圖

2.2 PIC作動電路

需要元件包含2k電阻(R2)103電容(C3)104電容(C4C5)22電容(C6C7)20Mhz石英震盪器、A4LED47k×4排阻(RP1)SWITCH(PB_1)10個元件。在PIC板上位置如圖7所示。

7. PIC作動電路各元件位置圖

PIC作動電路組裝技巧敘述如下:

(1)    組裝順序可以隨意。

(2)    排阻有極性,Type A型排阻內部構造如圖8所示,組裝時須注意排阻極性,排阻正極插入電路板上方形插孔處。

(3)    SWITCH有方向性,電路版有依據其形狀設計,放置方向錯誤的話會放不下。

8. Type A型排阻內部構造

PIC作動電路測試程序敘述如下:

(1)    當新手測試,尚未有任何ICP燒錄程式以及相關的連接裝置時,請使用3425實驗室“剛出產”的全新晶片進行測試。3425“剛出產”的全新晶片,會內含A4 LED閃爍的測試程式。因此不需要任何燒錄過程便可以進行A4的初步測試。插上電源後可以看到A4閃爍,表示PIC正常作動。

(2)    若已有ICP燒錄程式與設備,請燒錄程式使A4 LED(Pin_A4)閃爍,程式如附錄A

(3)    常見問題1PIC方向性顛倒,注意40pin圓孔插座上有缺口方向需如圖9左方放置,PIC晶片上標示圓點處也是朝向左方放置。

(4)    常見問題2LED有極性,長腳為正極需插入電路板上標示方形插孔處。

(5)    常見問題3:電容顏色與大小容易放置錯誤,請仔細核對各電容代號。

(6)    常見問題4:有時候問題發生在石英震盪器,需更換正常的石英震盪器。

9. PIC作動電路組裝後實體照片

2.3 RS232傳輸電路

RS232傳輸電路需要元件包含2kΩ(R3)104電容(C8C9C10C11)LEDSWITCH(PB-2)RJ11電話插孔(H2)8個元件。在PIC板上位置如圖10所示。PIC與電腦RS232溝通,將RJ11轉成RS232介面的連接板如圖11所示,需要元件包含RS232接頭、RJ11電話接頭以及四心電話線(6P4C)

10. RS232傳輸電路組裝後實體照片

11. RS232RJ11轉接板

RS232傳輸電路組裝技巧敘述如下:

(1)    U3 IC插座上有缺口處有方向性,放置方向為缺口朝向圖10的左方,

(2)    SWITCH有方向性,電路版有依據其尺寸設計方向錯誤會放不下。

RS232傳輸電路測試程序敘述如下:

(1)    CCSICP程式安裝完成。CCS軟體功能為將C語言編譯成機械語言(HEX檔),ICP軟體功能為將HEX檔案燒錄至PIC晶片內。

(2)    PIC晶片與MAX232放置於圖11標示處,注意極性。

(3)    連接電話線與電腦RS232

(4)    ICP燒錄程序為先按住ICP不能放開,按一下RESET放開後,ICP才能放開,此時PIC會中斷原先工作成為燒錄狀態。

(5)    燒錄附件A的程式,燒錄完成後按RESET恢復PIC工作狀態。

11. RS232傳輸電路安裝後實際照片

2.4 I/O介面

PIC_PROTO的輸出輸入位置包含port Aport Bport Cport E,位置如圖12所示,port D因牽涉馬達驅動,因此不在本文介紹範圍。將CN1CN9CN3CN4RP2VR1與峰鳴器銲接上後便可以自行撰寫程式進行各腳位功能的測試,詳細的分區位置如圖13~16所示。詳細各接腳位置規劃如表5所示。

5. PIC_PROTO接腳功能

 

12. PIC_PROTO輸出輸入位置

13. Port A位置

14. Port B位置

15. Port C位置

16. Port E位置

附錄A. A4 閃爍程式(節錄製吳昌暉教授範例程式ex_1.c

#include <16F877.H> // device header file from CCS-C

#use     delay(clock = 20000000)    // 20 MHz crystal oscillator

#org 0x0800                   // fixed word_address for ICP_877 ...

void main()

{

   while ( TRUE )             // infinite loop, same as ... while (1)

   {

      output_low( pin_A4 );   // set bit 4 of PORTA (0x05) to be low, 0 Volt

                              // 點亮 YZ_PIC_PROTO 板上的 A4_LED,

                              // same as ... output_bit( pin_A4, 0 )

      delay_ms( 500 );        // 休息 500 msec, // try ... delay_us(500);

 

      output_high( pin_A4 );  // set bit 4 of PORTA (0x05) to be high, +5 V

                              // same as ... output_bit( pin_54, 1 )

      delay_ms( 500 );    // try ... delay_cycles(5); ... for 1.0 usec !

   }  // ---- the end of  while ( TRUE ) ----

}     // ---- the end of  main()  -----------