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I/O端口的确定：4个按钮，8个LED，2个PWM输出，1个定位输入，1个红外接收输入，1个蜂鸣输出。按常规需要17个I/O口。按照2011年下半年的市场行情，此产品以每次3 000套批量给足疗机组装厂供货的价格是：3套电路板＋电线＋遥控器＋连线的总体收购价格为32元。注意，这32元还包括采购成本、贴片焊接外加工成本、检测成本、维修成本、物流费用、钢网成本、包装成本，等等。如果不控制成本，做的一定是亏本生意。另外，考虑到目前市场上抄袭严重，为了防止被其他工厂复制，要对程序进行加密，因此这里选用宏晶的STC11F02单片机，1 000套的批发价格为每片2.4元。但此款单片机的I/O数量为15个，如果用常规的I/O设计，肯定不行，必须选择引脚更多的封装，当然成本也会上去。具体包括，CPU要贵几角，电路板走线变多，带来的问题是可能存在个别PCB加工中的短路、开路问题，如果以后维修，同样涉及修理费。CPU引脚每多一个贴片费用增加2～3分。因此，对于大批量、低利润的电子产品，必须严格控制成本，在保证质量的前提下电路板越简单越好。封装尽量采用贴片。人工焊接的问题是容易放错元件，虚焊、漏焊都可能发生。经统计，控制面板有焊盘100个，元件31个；电源板有焊盘202个，元件71个；传感器板有焊盘12个，元件2个。只要有一个虚焊，或者一个元件不稳定，整个产品就是废品。因此为确保质量，必须从以下几方面入手。
（1）必须严格控制采购渠道，防止劣质元件进入。另外，对外加工的配件也要严格把关，本项目中一个核心元件开关变压器是外加工定做的，要保证每个变压器都能用。这就要求到对方企业考察，观察是否能保证应有的质量。
（2）原理图设计要最优化，尽量减小不稳定性，同时要方便生产。能精简的尽量精简，要加保护的地方在成本提高不多的情况下加保护电路。这样做的目的是，虽然成本有少量的上升，但大大减少了售后服务的费用。例如，假设保护没做好，出厂的足疗机整机通过代理商进入商场，卖给了顾客，最终顾客是要返修的，这样处理的成本将大大增加，而且会给产品声誉造成不良影响。2011年下半年的行情是，足疗机整机批发价是几百元，商场卖给客户的价格上千元。可见，这么贵的产品，顾客对质量是非常重视的。
（3）PCB的设计要优化，走线能粗的尽量粗，间距尽量大，过孔位置和元件焊盘之间的距离要远，以免加工的时候短路。焊盘要尽量大，以免生产工人加工时用力过猛而脱落，也避免运输震动引起脱落。例如，功率MOS管个头比较大，还有一个大的散热器，共有3个脚固定，如果焊盘太小，运输过程中很有可能发生焊盘断裂。
另外，要严格把关贴片焊接外加工厂的质量。这其实是个两难的问题，如果要求加工质量好，故障率低，加工成本必然上去；如果压低加工成本，就一定会存在质量问题，毕竟代加工厂在控制生产工人上也要花更多成本。建议采用产品测试的方式，每个代加工的产品都进行测试，有不合格的让对方重新处理。因此要做一套测试设备。
（4）包装处理。代加工厂可能不在本地，这样大量的货物从异地发来，中间需要1周的时间，经过多次物流转运，如果包装不好可能损坏很多。因此必须做防压、防震的包装。
之所以要强调质量，其实就是保证自己的利润，因为维修成本非常高。例如，一个发光二极管元件4分钱，人工焊接一个是6分，总共1角，如果质量不好，要维修，卸下来一个的人工费是6分，再拿新的焊上去的费用一共是0.1元，这样一来一去，原来0.1元的成本现在变成了0.26元。这只是在知道故障的前提下，查找故障呢？有可能找半天也没发现问题在哪里，这些人工成本都要考虑进去。
下面进入设计正题，首先介绍CPU控制板的设计。前面已经提到，控制板要应对4个按钮，8个LED，2个PWM输出，1个定位输入，1个红外接收输入，1个蜂鸣输出。按常规需要17个I/O口，但目前CPU的I/O少于17，为此采用扫描的方式来点亮LED发光管。如图2-10所示，发光管分为3组，每组单独把阴极接在一起，阳极分别将各组对应的脚连接起来。这样，阳极用了3个I/O，阴极3个I/O，一共是6个I/O。比起单独的I/O驱动要8个脚，这里节约2个脚。LED驱动方式为阴极分别选通，然后阳极加电压，这样8个LED轮流点亮，互不干扰。STC单片机I/O内部带MOS驱动，因此LED阳极和阴极无须外加三极管，节约了成本。
STC11F02这款不带PWM输出，但产品中需要用到PWM，如果选用带PWM的其他型号，成本会上去，为此采用定时器的方式模拟PWM的发生。P1.6和P1.7是模拟的PWM输出口，分别控制电动机和电热丝。键盘按钮一共有4个，分别接到P3.3、P3.4、P3.5和INT。定位器的输入信号接到P3.1，红外接收头Header3的输出接到P3.2，这是外部中断0的输入端。程序通过外部中断来读取红外信号，进而解码出命令。按照以上思路设计的CPU控制板见图2-10。
以上有些简单的地方这里还是要重复几句：
（1）键盘按钮接了10kΩ的电阻到VCC，当没有按下时，对应的I/O是高电平，当按下后便是低电平，程序可以知道按钮的状态。
（2）LED必须接限流电阻，否则会烧毁。
（3）蜂鸣器不要接限流电阻，因为其设计就可以直接接5V电源。有两种蜂鸣器，一种是直流、一种是交流，外观看不出来，因此采购时要注意，如果买错了是无法工作的。
（4）红外输出引脚接了上拉电阻，因为本设计采用的是一体化的集成红外接收器，内部是开漏接法（所谓开漏接法如图2-11所示），只有低电平，无法产生高电平，因此要外加上拉电阻，否则CPU的输入没有电平变化，红外也就无法工作了。
图2-11 开漏接法
（5）P7的第一个引脚是定位器的输入，接了一个0.1μF的电容，主要用于防止开关电源和电动机的PWM干扰导致CPU误动作。大电流PWM的尖峰干扰加载到25cm长的电线上很容易产生误动作的电压，电容可吸收尖峰干扰。控制面板的5V电源是通过P7引入的，P7连接到电源板上。
控制面板的原理图比较简单。本产品的难度主要在电源板，将在后面介绍。