单片机电路板制作总结与收获

1 / 25 单片机电路板制作总结与收获 前言 现在开始养成一个学习阶段总结的好习惯。学习总结的重要性不言而喻，事关学习的效率，更重要的是在总结的过程中悟到未来学习的方法方向， 也可以极大地增强对所学过知识的印象，养成这样的习惯对于我的电子学习生 涯将意义重大。 ? 用 Protel 99 SE 画电路图 经验、总结 ? 电路板制作基本步骤及其细节注意 ? 单片机初步入门重点知识总结 ? 用单片机做一个液晶时钟 用 Protel 99 SE 画电路图 经验、总结 2 / 25 1. 画电路图所用的软件很多，如 Protel 99 SE， Altium Designer, Power PCB。 2. Protel99 软件历史 悠久，应该有 20 年左右时间了，在WinXP 环境上运行非常适合，而在 Win7 上运行有较多问题，如元器件库不完全，经常卡等等问题。 3. Altium Designer 软件在 Win7 上运行感觉非常流畅，功能比 Protel99 强大很多，不过操作比较复杂麻烦。相对来说， Protel99 比较容易入门， Protel 学得好再入门 Altium就再好不过了。 4. Power PCB 了解不多。 5. PCB 原理图生成流程图如下： 6. 建立元件库流程图： 电路 板简单制作流程及注意细节 注意细节 ? 生成 PCB 文件：焊盘大小一般为 2mm，线的宽度大约在大小。摆元器件尽量使元器件之间紧靠 3 / 25 着，这样既节省空间，也方便布线。记住原理图上靠近 的元器件在 pcb 上也应放一起，减少先的跨度，方便快捷完成布线。 ? 打印 PCB 文件 1 焊盘中央要留有一个孔，方便打孔时对准 2 若做双层板，则顶层打印前先将 PCB 图翻转 一次：全选 PCB图，鼠标按住其中一个元器件，再按 X 键。 3 先用废纸打印出 PCB 图，用元器实物比对封装是否符合，再用油性纸打印 ? 印刷电路板：将油性纸上 PCB 印刷铜板上 1 铜板先用砂纸磨光滑，出去表明 CuO 2 油性纸印刷电路上铜板的时候要掌握加热的时间，避免将纸印到铜板上，造成铜板难以腐蚀。 4 / 25 3 如果局部线路印刷失败，则应果断停止加热印刷，改用油性笔填补线路。 ? 用三氯化铁溶液腐蚀铜板 原理：氧化还原。 细节注意：加入的三氯化铁固体不要太多，以免造成浪费，用热水可以加快腐蚀进度，腐蚀过程最重要的是耐心 ? 其他注意事项： 1 钻孔注意选择合适的钻子 2 焊接时烙铁温度不可太低，这样焊锡难以熔化，也容易焊坏电路板 3 完成焊接后务必按照原理图来测线路导通情况，排除短路断路 故障。 耐心调试，功夫不负有心人！ 单片机初步入门重点知识总结 5 / 25 AT89S52 单片机简介 AT89S52 是 Atmel 公司生产的一直低功耗、高性能 COMS8 位微控制器，具有 8 位在系统可编程 Flash 存储器。芯片使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业 80C51产品指令和引脚完全兼容，也适用于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的 8为 CPU和在系统可编程 Flash，使得 AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 重点模块： ? 定时器与中断系统 中断技术不仅解决了快速主机与慢速 IO 设备的数据传送问题，而且具有如下优点 1. 分时操作 2. 实时响应 3. 可靠性高 6 / 25 单片机制作实训总结 执笔人：周平 项目名称：单片机制作 参加班级： 06 级机电一体化专业 1、 2 班 人数： 112 人 时间： XX-XX 学年第 4 学期第 12 周 06 级机电一体化专业 1、 2 班 112 位学生参与的单片机制作实训历时 6 天，整个实训过程分为培训、电路板制作、单片机程序编写及程序输入、考核、小结五个阶段，实训工作达到了预定的要求及目标。 一、这次实训工作成功开展的基本经验及一些心得总结如下： 1.培训工作任务烦重。单片机相对比较复杂，学生不易掌握，而且单片机电路板焊接要求比较高，而单片机程序写入软件7 / 25 学生没有接触，老师们克服种种困难，加班加点，保证了实训的顺利进行。 2、教师组织严谨。分院领导、教研组、实训教师对这次实训工作高度重视，是这次实训的首要因素。 3.学生自觉认真。实 训过程中，绝大多数同学热情越来越高，自觉性越来越强，态度越来越认真，不仅仅限于掌握软件流程，特别是对软件硬件之间关联的关系等全局化的问题有进一步了解，能将理论知识与软件特别是其中的流程对应理解。这是这次实训成功的根本因素。 4.教师尽职尽责。这次配备的三名指导教师，拿出了全身心投入的敬业精神，从而使实训工作顺利进行，循序渐进，有始有终。 二、实训的主要情况总结如下： 实训划分为单片机控制电路制作实训和程序编写两大部分。其中单片机控制电路制作实训部分主要是根据控制要求制作焊接电路板线路的训练。在实训中，主要是通过使同学们在设计的电路图基础上自己焊接电子元件，掌握电子作业技8 / 25 术以及相关设备实际操作的技能。 程序编写主要是利用学到编程方法编写单片机程序，同时写入单片机内存。实训中强调同学间的互助合作，发挥学生骨干的作用，让各班班长起到上 下联、穿针引线的作用，对少数基础较差、学习态度欠端正、功夫下得不深的学生采取同学间互相帮忙，互相督促的方法。 在制作之后，我们对每位同学的制作的产品进行了打分。并要求学生进行总结，从建议与不足等方面进行理论上的提升，每位同学提交了一份实训报告，进一步提高了实训的效果。 三、同学们畅谈了实训给自己带来的种种变化，归纳起来有以下四个方面： 1.在知识上，由朦朦胧胧变得比较明白； 2.在能力上，由完全不会动手，到基本能动手； 9 / 25 3.在作风上，由以前普遍性的马虎、拖沓，变为大多数人能谨慎、主动； 4.在相互关系上，由彼此很少交流，到能实现真正的互帮互助； 四、指导教师的收获与体会： 1.对软件结合课程实际有了更进一步的认识； 2.在实训中也看到了不接触实际理论教学的缺陷，坚定了职业教育必须贯彻理论与实践科学结合，着重培养学生动手动脑能力的信念； 3.看到了这次实训给学生普遍带来的收益，也听到了学生发自内心的呼声，同时也总结了本次实训中存在的缺陷，增强了教师今后更好指导学生开展实训的信心。 单 片机学习总结 单片机是一门应用性和综合性很强的学科，它综合了电子技术中的模拟电路和数字电路方面的知识，特别是数字电路，10 / 25 因为数字电路在单片机里面的应用很多。由于单片机涉及的知识很多，所以我们只能循序渐进的学习，逐步的积累，没有什么捷径可循。 在大二的时候，我就听学长介绍过单片机，当时感觉很神奇，从此就对单片机特别感兴趣，也感觉它特别有用。于是经学长推荐，在大二上学期我利用学习之余在图书馆借书，学习了 KILE 和 Proteus 软件，刚开始学习的时候，对单片机没有什么认识，不知道什么是单片机，更不知道它有什么作用。通过学习才大体知道了单片机的一些知识。由中央处理器CPU、随机存储器 RAM、只读存储器 ROM、 I/O 接口、定时器 /计数器以及串行通信接口等集成在一块芯片上，构成了一个单片微型计算机， 简称为单片机。也算给我正式学习单片机打下一个基础。 在大二下学期，我购买了一套单片机学习开发板和郭天祥主编的新概念 51 单片机 C 语言教程，从此正式开启我的单片机学习之路。在刚开始学时，就完全模仿郭天祥主编的这本书再结合开发板一步一步的学，从点亮一个发光二级管，流水灯，数码管，定时器，中断，矩阵键盘， AD、 DA，串口通行， I2C 总线等一步一步的深入学习。此时，我虽然能看懂程序，一些简单的程序可以 自己编写，但一些比较复杂的11 / 25 自己编不出来。在大二暑假，我发现了郭天祥主讲的十天学 会单片机视屏，于是我坚持天天看视屏，然后在自己根据视屏内容结合开发板写程序，调程序，就这样学了一个暑假。通过这个视屏，我初步了解了单片机的硬件结构，编程方法及调试方法，寄存器的使用，学会了如何看芯片资料，初 步开始利用芯片时序图来编程。可以说这个视屏对我学习单片机有巨大的帮助，更夸张的说是这个视屏将我带进了单片机的世界，让我尽情的体验单片机带给我的快乐！ 在大三上学期，我有幸参加了教改班的单片机课程学习。我觉得邓老师的教学很有特点，让我们自己一个模块、一个模块的焊电路板，写程序，调试，然后上讲台讲。这样不仅提高了我对单片机的进一步学习，更锻炼了我在公众面前的表达能力。我觉得大学的教育就应当如此，应该 多注重学生的实际动手操作能力，只有自己亲自动手做了，才能体会到其中的艰辛，当然还伴随着众多的乐趣。在经过大三一学期的学习，我的单片机水平有了质的飞跃。首先焊电路板，从单片机最小系统、电源、流水灯开始，第一次自己通过模电上学的一个电源的构成知识做了一个电源，知道了用 HC573 锁存器对流水灯的作用以及上拉电阻的用法。其次焊数码管，12 / 25 数码管有共阴共阳之分，焊电路板以及写程序都有区别。接着焊了键盘、串口通信、液晶、 AD、 DA、 I2C 总线 24C02 芯片、时钟芯片 DS1302、 DS12C887、温度传感芯片 18B20 以及其他模块。通过焊电路，现在对单片机各个模块的硬件设计了如指掌，通过软件调试，我已经基本掌握用芯片资料时序图和寄存器编程。最后阶段我用了一个多月的时间做了三个时钟，下面以我 做的三个时钟为例讲一下感受： 1：用定时器中断、 24C02 芯片、按键和 1602 液晶做了一个年、月、日、星期、时、份、秒都可调的时钟，充分利用 24C02掉电保护的特点，当关闭电源后再次打开，时钟会从上次停止的时间继续走。在做这个时钟时，要注意 24C02 的时序图以及寄存器的初始化。并且要注意写完时钟后，首次使用24C02，时钟可能是乱码，只需要用按键的加减键将其调为可读的时钟后，以后上电数据就可以正常走。 2：用 DS1302、 18B20 和液晶做了一个不可调节的时钟。设计这个芯片的初衷是学习 DS1302 和 18B20 这两个芯片，于是我写程序实现了一个时钟从设定的初值时间开始走，并且显示温度。在设计中，一定要对 DS1302 寄存器初始化后他13 / 25 才能正常工作，在对照 18B20 芯片手册写程序时，我充分体验到了邓老师说的一句话 “ 硬件设计简单，软件必然是复杂的 ” 。在对 18B20 写程序时，遇到了很多麻烦，都是时序的问题。 3：用 DS12C887、按键和液晶做了一个年、月、日、星期、时、份、秒可调节的时钟。由于 DS12C887 内部自带晶振和可充电锂电池，上电后自动充电，所以这个时钟掉电后内部时钟继续走，。在写这个时钟时， DS12C887 一直用不起来，开始是由于时序不对，后来表不走，最后发现内部晶振没起振，是因为对其内部寄存器的初始化不对。总之在遇到各种奇怪的现象后不断调试，最终将三个时钟调出来了。 写完这三 个时钟，我收获挺大的，现在可以比较熟练地利用时序图写程序，也对单片机的定时、中断有了进一步的了解，可以说这是 我单片机学习的又一大提高。 有时候单片机的学习很单调，比 如检查电路，程序怎么也写不对，这些问题检查好多遍也没解决，有些知识学起来很抽象，不容易理解，只能慢慢适应，一边学习理论知识，一边14 / 25 编写程序，将程序刷入单片机进行耐心的调试，通过这种方式才能更快速的学习单片机。同时也会从学习中体会成功的喜悦。 总之，在一学期的学习中，从硬件，软件，调试，演讲等各个方面都有了很大的收获。 注：以下是我焊的电路板照片，其电路原理图详见 PPT 主板 下载部分 流水灯和蜂鸣器 键盘 24C02、 DS1302、 DS12C887 数码管 锁存器 74HC573 稳压电源 15 / 25 一：实习目的 1、熟悉手工焊锡的常用工具的使用。 2、基本掌握手工电烙铁的焊接技术，能够独立的完成简单电子产品的安装与焊接。 3、焊接 PCB 电路板，调试制作的电路板。 二：实习内容与时间安排 第一阶段 :实习说明、理论学习、元器件分发 7 月 19 日：实习安排说明、电子工艺基本技能技法学习、单片机开发系统演示。 这是实习的第一天，司杨老师给我们介绍了一些基本的实习内容以及注意事项，让大家都准时来到实习地点，要把这次实习看做是一件很重要的课程来认真对待 。虽然第一节课大家由于各种原因没有全部准时到实验室，但是经过老师的一番教诲，大家都懂得了准时的重要性。下午是由张海峰老师16 / 25 带领我们一起了解了电子工艺的基本发展历史和现状，并且讲解了许多关于焊接的知识。在这个过程中，由于是很多人一起在一个教室里，难免会有些热或者闷，很多人都觉得老师的这些讲解都是无意义的，甚至有的人有点反感，但是，那是不认真最终注定了是要付出代价的。 7 月 20 日：单片机开发系统介绍、 元器件分发、清点元件、查阅资料。 这一天的任务就是大家一起认识了许多类型的元件，当听说我 们这次的实习单单元件就涉及了 76 种时，我们这些孩子们瞬间有点难以接受，但是在我们真正见 到这些元件以后，幼小的心灵才有点安稳，原来并不像我们想象中那么难，还是可以接受的。接下来的时间就是分发元件，这种像流水作业一样的分发元件，让我们对老师又有了新的看法，不愧是老师，这样的都能想到，不然那么多元件那么多人还真不知道怎么样才能把元件分下去。由于有了老师的指导，元件很快就分了下去，结果页很是让人满意，至少没有出现什么大的错误。 17 / 25 第二阶段：基本练习 7 月 21 日：元器件分拣、元器件分装。 这一天的实习，在我看来，就是为了锻炼大家，第一点就是锻炼大家是否认识各种元件，第二点就是锻炼大家的耐心，看你在面对那么多的小东西的时候能否保持平静的心态，做到不骄不躁，坚持到最后。上午分拣元件，下午每个人一包元件，把 1000 个元件分成每 10 个一小包，再装进一个大包里面，这就看大家是否手 快了，而且还不能出错，总的来说，这一天还是很轻松的。 7 月 22 日：焊接练习 7 月 23 日：拆焊练习 进入焊接练习就是考验大家的时候了，每个人发下去一个板子，我们就在上面焊了 拆，拆了再焊，有的人很认真的在按照老师教的步骤练习，但是有些人却认为这没有必要，在这两天的实习中我学到了许多焊接的知识。在焊接的过程中，我明白了焊接的原理，即是：焊锡借助于助焊剂的作用，经过加热熔化成液态，进入被焊金属的缝隙， 18 / 25 在焊接物的表面，形成金属合金使两种金属体牢固地连接在一起。 我在老师的指导下，更加了解焊接的步骤，即： 左手拿焊锡丝，右手拿电烙铁。把电烙铁以 45 度左右夹角与焊盘接触，加热焊盘。待焊盘达到温度时，同样从与焊板成 45 度左右夹角方向送焊锡丝。待焊锡丝熔化一定量时，迅速撤离焊锡丝。最后撤离电烙铁。 在焊接的过程中，我们应该注意：焊接的时间不能太久，大概心里默数 1、 2 即可，然后再撤离焊锡丝，再撤离电烙铁，在撤离电烙铁时，也一样心里默数 1、 2 即可；焊锡要适量，少了可能虚焊，多了又容易连一块。 在焊的过程中，出现虚焊或则焊接不好，要把焊锡吸掉，重新再焊。在把焊锡吸掉的过程中，左手拿这吸锡器，右手拿着电烙铁，先把电烙铁与焊盘接触，加热焊锡，再将吸锡器靠近焊锡，按下吸锡器的按钮，就可以吧焊锡焊掉，重复多次，就可清除焊盘上的焊锡，注意不要将焊盘加热太久 ，以免把焊盘的铜片给吸掉。 19 / 25 焊接电路板的图片： 7 月 24 日：基本焊接技能考 核 这一天的下午是我们 2 班的考核时间，老师给大家每人发了一个小的板子和一个芯片，同学们都认真的把自己技术发挥到极致，按照老师的讲解一个一个的把电阻焊在板子上，直到自己认为很满意的时候才去让老师检查，功夫不负有心人啊，我的检查结果竟然是 A+，心里还算是很满意，后来老师又让我们把焊上去的元件给拆下来，其中最困难的要数那个芯片了，这真是焊上去容易取下来难啊，很多人都在这个上面浪费了不少时间。可能是拆的 时候有点心急了，不小心弄下来 4 个铜片，结果得了 A。 第三阶段：单片机开发系统制作 7 月 25、 26 日：单片机开发系统制作 这两天的实习，实际上就是检验我们之前的练习情况，包 括焊接与心态，因为很多的元件必须一一对应放到它的位置，有一个放错或者焊接不好的话都会影响最终的结果，导致调试结果不正确。 20 / 25 PCB 电路板的焊接： 焊接的时候注意电解电容可从引脚长短来识别，长脚为正，短脚为负， 注意事项： (1).外壳整合要到位，不然会因接触不良而无法显示数字。 (2).一些小的零件也要小心安装，如图中没有经过焊接安装上 的，如不小心很容易掉。 (3) 注意电解电容、发光二极管、蜂鸣器的正负极性不能接反、三者均是长的 管脚接正极、短的管脚接负极。使用电解电容的时候，还要注意正负极不要接反，还有排阻的同名端，三极管的三个引脚的对应位置。 下面是自己拍的几张 PCB 板的图片 21 / 25 焊接完整没有插接 芯片的 PCB 板 单片机实习心得体会 随着电子技术的发展，特别是随着大规模集成电路的产生，给人们的生活带来了根本性的变化，如果说微型计算机的出现使现代的科学研究得到了质的飞跃，那么可编程控制器的出现则是给现代工业控制测控领域带来了一次新的革命。在现代社会中，温度控制不 仅应用在工厂生产方面，其作用也体现到了各个方面。本学期我们就学习了单片机这门课程，感觉是有点难呢。也不知道整个学习过程是怎么过来得，可是时间不等人。 时光飞逝，一转眼，一个学期又进尾声了，本学期的单片机实习课题也在一周内完成了。俗话说 “ 好的开始是成功的一半 ” 。说这次实习，我认为最重要的就是做好程 序调试，认真的研究老师给的题目。其次，老师对实验的讲解要一丝不苟的去听去想，因为只有都明白了，做起产品就会事半功倍，如果没弄明白，就迷迷糊糊的去做，到头来一点收获也没有。最后，要重视程序的模块化，修改的方便，也要注重程序的调试，掌握其方法。 22 / 25 虽然这次的实习算起来在实验室的时间只有几天，不过因为我 们都有自己的实验板，所以在宿舍里做实验的时间一定不止三天。 硬件的设计跟焊接都要我们自己动手去焊，软件的编程也要我们不断的调试，最终一个能完成课程设计的劳动成果出来了，很高兴它能按着设计的思想与要求运动起来。 当然，这其中也有很多问题，第一、不够细心比如由于粗心大意焊错了线，由于对课本理论的不熟 悉导致编程出现错误。第二，是在学习态度上，这次课设是对我的学习态度的一次检验。对于这次单片机综合课程实习，我的第一大心得体会就是作为一名工程技术人员，要求具备的首要素质绝对应该是严谨。我们这次实习所遇到的多半问题多数都是由于我们不够严谨。第三，在做人上，我认识到，无论做什么事情，只要 你足够坚强，有足够的毅力与决心，有足够的挑战困难的勇气，就没有什么办不到的。 通过这次单片机实习，我不仅加深了对单片机理论的理解，将理论很好地应用到实际当中去，而且我还学会了如何去培23 / 25 养我们的创新精神，从而不断地战胜自己，超越自己。创新可以是在原有的基础上进行改进，使之功能不断完善，成为真己的东西。 这个设计过程中，我们通过在原有的计数器系统进行了改进，使之增添了暂停、计数、清零等的三个控制功能，使之成为一个更加适用，功能更加完备的属于自己的一个系统。设计结果能够符合题意，成功完成了此次实习要求，我们不只在乎这一结果，更加在乎的，是这个过程。这个过程中，