七色灯电子工艺实习报告.doc

电子工艺实习报告电子工艺实习报告题目：简易七色灯院系：机械工程学院班级：车辆2010-xx班姓名：张三 学号：2010xxxx指导老师：谢美美目录一、电子电路制作部分2（一）、元器件 21、NE555集成电路 22、CD4518集成电路 33、7805集成电路 54、电解电容 55、发光二极管 66、电位器 87、9013三极管 9（二）、焊接技术91、电烙铁的使用92、手工焊接技术103、焊点的质量检查方法11（三)、电子电路的原理整机组装和调试111、电子电路原理112、电子焊接过程中的安全问题123、电子调试过程中的注意事项13二、实习体会14三、附录161、手工布线图162、电路实物图16一、电子电路制作部分（一）、元器件1、NE555集成电路NE555是属于555系列的计时IC的其中的一种型号。555是一个用途很广且相当普遍的计时IC，只需少数的电阻和电容，便可产生数位电路所需的各种不同频率之脉波讯号。 主要特点1.只需简单的电阻器、电容器，即可完成特定的振荡延时作用。其延时范围极广，可由几微秒至几小时之久。 2.它的操作电源范围极大，可与TTL，CMOS等逻辑电路配合，也就是它的输出电平及输入触发电平，均能与这些系列逻辑电路的高、低电平匹配。 3.其输出端的供给电流大，可直接推动多种自动控制的负载。 4.它的计时精确度高、温度稳定度佳，且价格便宜。 引脚位配置图1-2 NE555接脚图 ne555的结构图Pin 1 (接地) -地线(或共同接地) ，通常被连接到电路共同接地。 Pin 2 (触发点) -这个脚位是触发NE555使其启动它的时间周期。触发信号上缘电压须大于2/3 VCC，下缘须低于1/3 VCC 。 Pin 3 (输出) -当时间周期开始555的输出输出脚位，移至比电源电压少1.7伏的高电位。周期的结束输出回到O伏左右的低电位。于高电位时的最大输出电流大约200 mA 。 Pin 4 (重置) -一个低逻辑电位送至这个脚位时会重置定时器和使输出回到一个低电位。它通常被接到正电源或忽略不用。 Pin 5 (控制) -这个接脚准许由外部电压改变触发和闸限电压。当计时器经营在稳定或振荡的运作方式下,这输入能用来改变或调整输出频率。 Pin 6 (重置锁定) - Pin 6重置锁定并使输出呈低态。当这个接脚的电压从1/3 VCC电压以下移至2/3 VCC以上时启动这个动作。 Pin 7 (放电) -这个接脚和主要的输出接脚有相同的电流输出能力，当输出为ON时为LOW，对地为低阻抗，当输出为OFF时为HIGH，对地为高阻抗。 Pin 8 (V +) -这是555个计时器IC的正电源电压端。供应电压的范围是+4.5伏特(最小值)至+16伏特(最大值)。 参数功能特性供应电压4.5-18V 供应电流3-6 mA 输出电流225mA (max) 上升/下降时间100 ns 2、CD4518集成电路 CD4518是二、十进制（8421编码）同步加计数器，内含两个单元的加计数器，其功能表如真值表所示。每单个单元有两个时钟输入端CLK和EN，可用时钟脉冲的上升沿或下降沿触发。由表可知，若用ENABLE信号下降沿触发，触发信号由EN端输入，CLK端置“0”；若用CLK信号上升沿触发，触发信号由CLK端输入，ENABLE端置“1”。RESET端是清零端，RESET端置“1”时，计数器各端输出端Q1Q4均为“0”，只有RESET端置“0”时，CD4518才开始计数。CD4518采用并行进位方式，只要输入一个时钟脉冲，计数单元Q1翻转一次；当Q1为1，Q4为0时，每输入一个时钟脉冲，计数单元Q2翻转一次；当Q1=Q2=1时，每输入一个时钟脉冲Q3翻转一次；当Q1=Q2=Q3=1或Q1=Q4=1时，每输入一个时钟脉冲Q4翻转一次。这样从初始状态（“0”态）开始计数，每输入10个时钟脉冲，计数单元便自动恢复到“0”态。若将第一个加计数器的输出端Q4A作为第二个加计数器的输入端ENB的时钟脉冲信号，便可组成两位8421编码计数器，依次下去可以进行多位串行计数。CD4520/CC4520为二进制加计数器，由两个相同的内同步4级计数器构成。计数器级为D型触发器，具有内部可交换CP和EN线，用于在时钟上升沿或下降沿加计数。在单个单元运算中，EN输入保持高电平，且在CP上升沿进位。CR线为高电平时，计数器清零。计数器在脉动模式可级联，通过将Q3连接至下计数器的EN输入端可实现级联，同时后者的CP输入保持低电平。引脚功能： 引脚符号功能1 9CLOCK时钟输入端7 15RESET消除端2 10ENABLE计数允许控制端3 4 5 6Q1A-Q4A计数输出端11 12 13 14Q1B-Q4B计数输出端8 VSS地16VDD电源正 CD4518 CD4520 引脚图3、7805集成电路7805典型应用电路图: 78XX系列集成稳压器的典型应用电路如图所示，这是一个输出正5V直流电压的稳压电源电路。IC采用集成稳压器7805，C1、C2分别为输入端和输出端滤波电容，RL为负载电阻。当输出电流较大时，7805应配上散热板。 4.电解电容电解电容是电容的一种，金属箔为正极（铝或钽），与正极紧贴金属的氧化膜（氧化铝或五氧化二钽）是电介质，阴极由导电材料、电解质（电解质可以是液体或固体）和其他材料共同组成，因电解质是阴极的主要部分，电解电容因此而得名。同时电解电容正负不可接错。特点电解电容器特点一：单位体积的电容量非常大，比其它种类的电容大几十到数百倍。 电解电容器特点二：额定的容量可以做到非常大，可以轻易做到几万f甚至几f（但不能和双电层电容比）。 电解电容器特点三：价格比其它种类具有压倒性优势，因为电解电容的组成材料都是普通的工业材料，比如铝等等。制造电解电容的设备也都是普通的工业设备，可以大规模生产，成本相对比较低。常见的日系电解电容以Nippon Chemi-con(黑金刚）、Nichicon（尼吉康）、Rubycon（红宝石）、Matsushita(松下电器，从2005年改为Panasonic)、Hitachi（日立）、ELNA（埃尔纳，俗称依娜）为代表，台系电容则以LELON（立隆）、SUSCON（冠坤）、TEAPO（智宝）、CAPXON（丰宾）为代表，港系:SAMXON（万裕）,国内以Yadacon(雅达康 )、Beryl（绿宝石）、Acon（中元）、Chang（华威）、Xunda（讯达)等为代表，欧美以ELEBASIC、ITEDCON、KENDEIL、CDE、BHC，EVERALPHA为代表。 原理电解电容器通常是由金属箔（铝/钽）作为正电极，金属箔的绝缘氧化层（氧化铝/钽五氧化物）作为电介质，电解电容器以其正电极的不同分为铝电解电容器和钽电解电容器。铝电解电容器的负电极由浸过电解质液（液态电解质）的薄纸/薄膜或电解质聚合物构成；钽电解电容器的负电极通常采用二氧化锰。由于均以电解质作为负电极（注意和电介质区分），电解电容器因而得名。 应用有极性电解电容器通常在电源电路或中频、低频电路中起电源滤波、退耦、信号耦合及时间常数设定、隔直流等作用。一般不能用于交流电源电路，在直流电源电路中作滤波电容使用时，其阳极（正极）应与电源电压的正极端相连接，阴极（负极）与电源电压的负极端相连接，不能接反，否则会损坏电容器。 无极性电解电容器通常用于音箱分频器电路、电视机S校正电路及单相电动机的起动电路。 电解电容器广泛应用于家用电器和各种电子产品中，其容量范围较大，一般为11000F，额定工作电压范围为6.3450V。其缺点是介质损耗、容量误差较大（最大允许偏差为+100%、-20%），耐高温性较差，存放时间长容易失效。 电解电容的极性，注意观察在电解电容的侧面有“”，是负极，如果电解电容上没有标明正负极，也可以根据它的引脚的长短来判断，长脚为正极，短脚为负极。5、发光二极管发光二极管简称为LED。由镓（Ga）与砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管。在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。LED只能往一个方向导通（通电），叫作正向偏置（正向偏压），当电流流过时，电子与电洞在其内重合而发出单色光，这叫电致发光效应，而光线的波长、颜色跟其所采用的半导体物料种类与故意渗入的元素杂质有关。具有效率高、寿命长、不易破损、开关速度高、高可靠性等传统光源不及的优点。LED光源的特点电压：LED使用低压电源，供电电压在6-24V之间，根据产品不同而异，所以它是一个比使用高压电源更安全的电源，特别适用于公共场所。 效能：消耗能量较同光效的白炽灯减少80% 适用性：体积很小，每个单元LED小片是3-5mm的正方形，所以可以制备成各种形状的器件，并且适合于易变的环境 稳定性：10万小时，光衰为初始的50% 响应时间：其白炽灯的响应时间为毫秒级，LED灯的响应时间为纳秒级 对环境污染：无有害金属汞 颜色：发光二极管方便地通过化学修饰方法，调整材料的能带结构和禁带宽度，实现红黄绿蓝橙多色发光。红光管工作电压较小，颜色不同的红、橙、黄、绿、蓝的发光二极管的工作电压依次升高。6、电位器电位器是具有三个引出端、阻值可按某种变化规律调节的电阻元件。电位器通常由电阻体和可移动的电刷组成。当电刷沿电阻体移动时，在输出端即获得与位移量成一定关系的电阻值或电压。电位器既可作三端元件使用也可作二端元件使用。后者可视作一可变电阻器。从外观看，脉冲电位器与普通电位器一样都是三个引脚，但在其内部与引脚1、2相连的是两个长短不一的金属静片，与引脚3相连的是一周有12或24个齿的金属动片。当脉冲电位器旋转时可出现四种状态：即引脚3与引脚1相连，引脚3与引脚2及引脚1全相连；引脚3与引脚2相连，引脚3与引脚2及引脚1全断开。 在实际使用中，一般将引脚3接地作为数据输入端。而引脚1、2作为数据输出端与单片机I/O 口相连。如图2中所示，将引脚1与单片机的P1.0相连，引脚2与单片机的P1.1相连。当脉冲电位器左旋或右旋时，P1.0和P1.1就会周期性地产生所示的波形，如果是12点的脉冲电位器旋转一圈就会产生12组这样的波形，24点的脉冲电位器就会产生24组这样的波形；一组波形（或一个周期）包含了4个工作状态。因此只要检测出P1.0和P1.1的波形，就能识别脉冲电位器是否旋转是左旋还是右旋7、9013三极管半导体三极管又称“晶体三极管”或“晶体管”。在半导体锗或硅的单晶上制备两个能相互影响的PN结，组成一个PNP（或NPN）结构。中间的N区（或P区）叫基区，两边的区域叫发射区和集电区，这三部分各有一条电极引线，分别叫基极B、发射极E和集电极C，是能起放大、振荡或开关等作用的半导体电子器件。9013的晶体小功率三极管，把显示文字平面朝自己，从左向右依次为e发射极 b基极 c集电极；对于中小功率塑料三极管按图使其平面朝向自己，三个引脚朝下放置，则从左到右依次为e b c。9013 结构：NPN 集电极-发射极电压 25V 集电极-基电压 45V 射极-基极电压 5V 集电极电流0.5A 耗散功率 0.625W 结温150 特怔频率 最小 150MHZ 放大倍数：D64-91 E78-112 F96-135 G122-166 H144-220 I190-300(二)、焊接技术1、 电烙铁的使用（1）、选用合适的焊锡，应选用焊接电子元件用的低熔点焊锡丝。 （2）、助焊剂，用25%的松香溶解在75%的酒精（重量比）中作为助焊剂。 （3）、电烙铁使用前要上锡，具体方法是：将电烙铁烧热，待刚刚能熔化焊锡时，涂上助焊剂，再用焊锡均匀地涂在烙铁头上，使烙铁头均匀的吃上一层锡。 （4）、焊接方法，把焊盘和元件的引脚用细砂纸打磨干净，涂上助焊剂。用烙铁头沾取适量焊锡，接触焊点，待焊点上的焊锡全部熔化并浸没元件引线头后，电烙铁头沿着元器件的引脚轻轻往上一提离开焊点。 （5）、焊接时间不宜过长，否则容易烫坏元件，必要时可用镊子夹住管脚帮助散热。 （6）、焊点应呈正弦波峰形状，表面应光亮圆滑，无锡刺，锡量适中。 （7）、焊接完成后，要用酒精把线路板上残余的助焊剂清洗干净，以防炭化后的助焊剂影响电路正常工作。 （8）、集成电路应最后焊接，电烙铁要可靠接地，或断电后利用余热焊接。或者使用集成电路专用插座，焊好插座后再把集成电路插上去。 （9）、电烙铁应放在烙铁架上。2、手工焊接技术手工焊接是传统的焊接方法，虽然批量电子产品生产已较少采用手工焊接了，但对电子产品的维修、调试中不可避免地还会用到手工焊接。焊接质量的好坏也直接影响到维修效果。手工焊接是一项实践性很强的技能，在了解一般方法后，要多练；多实践，才能有较好的焊接质量。手工焊接握电烙铁的方法，有正握、反握及握笔式三种。焊接元器件及维修电路板时以握笔式较为方便。 手工焊接一般分四步骤进行。准备焊接：清洁被焊元件处的积尘及油污，再将被焊元器件周围的元器件左右掰一掰，让电烙铁头可以触到被焊元器件的焊锡处，以免烙铁头伸向焊接处时烫坏其他元器件。焊接新的元器件时，应对元器件的引线镀锡。加热焊接：将沾有少许焊锡和松香的电烙铁头接触被焊元器件约几秒钟。若是要拆下印刷板上的元器件，则待烙铁头加热后，用手或镊子轻轻拉动元器件，看是否可以取下。清理焊接面：若所焊部位焊锡过多，可将烙铁头上的焊锡甩掉（注意不要烫伤皮肤，也不要甩到印刷电路板上！），用光烙锡头沾些焊锡出来。若焊点焊锡过少、不圆滑时，可以用电烙铁头蘸些焊锡对焊点进行补焊。检查焊点：看焊点是否圆润、光亮、牢固，是否有与周围元器件连焊的现象。手工焊接对焊点的要求是：电连接性能良好；有一定的机械强度；光滑圆润。 造成焊接质量不高的常见原因是：焊锡用量过多，形成焊点的锡堆积；焊锡过少，不足以包裹焊点。冷焊。焊接时烙铁温度过低或加热时间不足，焊锡未完全熔化、浸润、焊锡表面不光亮（不光滑），有细小裂纹（如同豆腐渣一样！）。夹松香焊接，焊锡与元器件或印刷板之间夹杂着一层松香，造成电连接不良。若夹杂加热不足的松香，则焊点下有一层黄褐色松香膜；若加热温度太高，则焊点下有一层碳化松香的黑色膜。对于有加热不足的松香膜的情况，可以用烙铁进行补焊。对于已形成黑膜的，则要吃净焊锡，清洁被焊元器件或印刷板表面，重新进行焊接才行。焊锡连桥。指焊锡量过多，造成元器件的焊点之间短路。这在对超小元器件及细小印刷电路板进行焊接时要尤为注意。焊剂过量，焊点明围松香残渣很多。当少量松香残留时，可以用电烙铁再轻轻加热一下，让松香挥发掉，也可以用蘸有无水酒精的棉球，擦去多余的松香或焊剂。焊点表面的焊锡形成尖锐的突尖。这多是由于加热温度不足或焊剂过少,以及烙铁离开焊点时角度不当浩成的。3、焊点质量检查方法（1）、外观检查外观检查就是通过肉眼从焊点的外观上检查焊接质量，可以借助310倍的放大镜进行目检。目检的主要内容包括：焊点是否有错焊、漏焊、虚焊和连焊，焊点周围是否有焊剂残留物，焊接部位有无热损伤和机械损伤现象.(2)、通电检查通电捡查必须是在外观检查及连接检查无误后才可进行的工作，也是检查电路性能的关键步骤。如果不经过严格的外观检查，则通电检查不仅困难较多，而且容易损坏设备仪器，造成安全事故。通电检查可以发现许多微小的缺陷，例如，用目测观察不到的电路桥接、内部虚焊等。（三）、电子电路原理、整机组装和调试1、电子电路原理简易七色灯的电路原理如图3-1所示，其电路工作原理如下：简易七色灯循环控制电路由降压电路、时基脉冲发生电路、同步加法计时电路和发光二极管等组成。降压电路由5V直流供电芯片IC1和IC2使用。时基发生电路由IC2（555），R1 RW R3 C3 等组成，它产生的周期脉冲序列频率为：fC =1.44/(R1 +R2 +RP1 )C3 ,其中占空比通过RP1 来确定。IC3采用的是1/2上二进制加法计数集成电路CD4518，用作多级同步计数。在时钟信号上跳变时计数，并由计时器输出Q4 与复位端相连构成循环计数电路。VT1 ,VT2 ,VT3 分别接计时器输入端Q1 ，Q2 ，Q3。当基极输出为高电平时分别饱和和导通使相应的发光二极管发光，由三种基本色红绿蓝组合成七种颜色的灯光。图3-12、电子焊接过程中的安全问题（1）、避免触电。电烙铁在没有确定已经断开电源时，不要用手触碰。（2）、焊锡伤人。不要乱碰烙铁头上的焊锡，避免焊锡伤人。（3）、小心火灾。电烙铁要远离易燃物。（4）、正确拆焊。拆焊时弹性元件不要理焊点太近，避免焊锡被弹出。（5）、钗插断电。插拔电烙铁时，要用手拿住插头，不能拉扯电源线。（6）、规范操作。焊接过程中不用电烙铁时，一定要妥善放置在烙铁架上。3、电子调试过程中的注意事项（1）、电源。调试前，一定要注意电源是否带电。（2）、安全断电。不要认为断开电源开关就没有触电的危险，只有拔下插头，并且将高电压大容量的电容器进行放电处理后，才是安全的。（3）、正确连接电源线，不要随意改动电源线。（4）、带电检测。需要带点检查与调试时，要先用试电笔检查外壳和金属件以及裸露线是否带电。用万用表测电压时，注意一定要测对地电压。（5）、小心触电。洗手后或出汗时，不要带电作业。（6）、带电操作。带电操作时，尽量单手操作。二、实习体会通过本次实习，我体会到焊电路板是一件非常辛苦的事。之前我也有焊过电路板，那是在初中劳技的时候。那时候我对电路的原理一窍不通，只是老师告诉我们哪个元件的哪个管脚连到哪里，我们就照着做。当时觉得焊电路板挺简单的。现在看来，当时的认识是十分肤浅的。由于知识水平的限制，当时我不可能理解电路的原理，因此只能是简单机械的照着老师的话做。现在我上了大学，学习了电工电子技术的课程，了解了555定时器等集成电路芯片的够做和工作原理，我们要能自己设计自己的电路截图。一开始我设计了一个，但是发现好复杂。别人都是几十个焊点，我是几百个焊点。经过一番仔细的分析，我删除了几十个不必要的焊点，简化了连线图，可是与别人的比起来仍略嫌麻烦。这让我深深的感受到做事情要动脑子。在设计线路的时候我们要理论联系实际，充分利用在大学阶段掌握到的知识来