可红外遥控并显示环境温度的数字钟论文.doc

毕业设计(论文)中文摘要课题：可红外遥控并显示环境温度的数字钟摘要：随着科学技术的飞速发展，电子技术也获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，这有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能再竞争和更新中一步步提高，电子产品更新换代的节奏也越来越快。时间对人们来说总是那么的宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间、忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。但是，一旦重要事情，一时的耽误可能会导致不可挽回的大祸。但数字电子钟的产生，给人们带了很大的便利，同时电子钟的报表功能也解决了人们的遗忘问题，促进了人们在工作之余不会漏掉重要事情。可红外遥控带温度显示的数字钟是采用数字电路实现对时、分、秒.数字显示的计时装置，广泛用于个人家庭、车站、码头办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义，我们也能更加熟练掌握数字钟系统的设计制作。对所学的专业知识有能力更好的应用在实践方面。关键词：单片机，红外遥控，共阴极LED数码显示器，温度传感器毕业设计(论文)外文摘要Title： Infrared remote control and display to the ambient temperature digital clock Abstract：With the rapid development of science and technology, electronic technology has gained rapid development in its promotion of modern electronic products into almost all areas of society, which has effectively promoted the development of social productivity and social information and the degree of improvement but also the modern electronic product performance and then update a step competition and increase the pace of replacement of electronic products is also faster. Time for the people is always so valuable, the work of a busy and complex nature of easy to forget the present time, forget to do, when things is not very important time, this forgotten harmless. However, once the important things, a momentary delay may lead to irreversible catastrophe. However, digital electronic clock generation, to people with a great deal of convenience, while the reporting functionality of electronic clock to solve the problem of people forgetting to promote the peoples leisure time will not miss important things.Infrared remote control with temperature display can be a digital clock is used to realize digital circuits hours, minutes and seconds. Figures show that the timing devices, widely used in individual households, stations, terminals offices and other public places, become an indispensable necessity in daily life . Therefore, the study digital clock and expand its application has a very real sense, we can be more familiar with digital clock system designed. Professional knowledge of the learned ability will be better applications in practice.Keywords: SCM，Infrared Remote Control , Common cathode LED Digital Display, Temperature Sensor 目录一、引言1.1 设计目的1.2 设计要求二、电路设计及其原理2.1设计主体思路2.2设计电路基本原理图2.3主体模块工作原理及程序2.3.1、单片机AT89C20512.3.2、实时时钟芯片DS1302的结构及工作原理2.3.3、温度传感器DS18B20的结构及工作原理2.3.4、CX20106A或集成红外接收头2.3.5附录 源程序、三、电路板元器件3.1元器件的布局原则3.1.1总则3.1.2细则3.1.3注意事项3.2元器件清单四、焊接工艺操作41焊接相关知识4. 2 焊接工具44手焊过程及要求五、 电路的调试5.1、调试方法与调试步骤5.1.1、调试方法5.1.2、调试步骤5.2、调试中常见故障与处理5.2.1、电子电路故障5.2.2、简易故障诊断5.2.3常见故障原因设计体会致谢参考文献一、引言1.1设计目的电子数字钟的应用十分广泛，通过计时精度很高的石英晶振（也可采用卫星传递的时钟标准信号），采用相应进制的计数器，转化为二进制数，经过译码和显示电路准确地将时间“时”“分”“秒”用数字的方式显示出来。与传统的机械钟相比，它具有走时准确，显示直观，无机械传动，无需人的经常调整等优点。它广泛用于电子表、车站、码头、广场等公共场所的大型远距离时间显示电子钟。我们要熟练掌握数字系统的设计。对所学的专业知识有能力更好的应用在实践方面，本次做的可红外遥控并显示温度的数字钟是以单片机（AT89C51）为核心，结合相关的元器件（共阴极LED数码显示器、温度传感器DS18B20，实时时钟芯片DS1302CX20106A或集成红外接收头等），再配以相应的软件，达到制作简易红外遥控温度显示数字钟的目的，其硬件部分难点在于元器件的选择、布局及焊接。1.2设计要求可红外遥控并显示环境温度的数字钟电路控制任务和要求如下：（1） 能显示时、分、秒、温度（精度为0.1，至少每5分钟刷新一次）； （2） 红外遥控能对时间进行设定； （3） 温度显示； （4） 整点报时功能； （5） 闹钟功能二、电路设计及其原理2.1设计主体思路数字钟由6位LED数码钟，显示时，分，秒，秒位，数字钟的核心为AT89C2051单片机。AT89C2051单片机是性价比很好的单片机，具有2个硬件定时器。显示部分是整个电子时钟最为重要的部分，它分为时间的显示和闹钟的显示两部分，共需要6位LED显示器。采用动态显示方式，所谓动态显示方式是时间数字在LED上一个一个逐个显示，它是通过位选端控制在哪个LED上显示数字，由于这些LED数字显示之间的时间非常的短，使的人眼看来它们是一起显示时间数字的，并且动态显示方式所用的接口少，节省了CPU的管脚。由于端口的问题以及动态显示方式的优越性，在此设计的连接方式上采用共阴级接法，而如果是挂在墙上或是比较高的地方出不便于校准时间，联想到红外遥控器进行控制，并带有温度显示更有能方便人们的日常生活。显示器LED有段选和位选两个端口，首先说段选端，它由LED八个端口构成，通过对这八个端口输入的不同的二进制数据使得它的时间显示也不同，从而可以得到我们所要的时间显示。但对于二十个管脚的AT89C2051来说，LED八个段选管脚太多，一般会采用锁锁存器芯片来扩展主芯片的管脚。但我在这里通过节省键盘输入方式，节省I/O口。在不加外扩的基础上，用最简洁的方式做单片机数字钟。2.2设计电路基本原理图1、 可红外遥控带温度显示数字钟的构成图（protel99se仿真） 图1 实时数字钟LED显示 图2 单片机AT89C2051控制温度显示 图3 红外遥控控制电路2.3主体模块工作原理及程序2.3.1、单片机AT89C2051AT89C2051是由ATMEL公司推出的一种小型单片机。95年出现在中国市场。其主要特点为采用Flash存贮器技术，降低了制造成本，其软件、硬件与MCS-51完全兼容，其程序的电可擦写特性，使得开发与试验比较容易。a 引脚从图4中可见，2051继承了8031最重要引脚：P1口共8脚，准双向端口。P3.0P3.6共7脚，准双向端口，并且保留了全部的P3的第二功能，如P3.0、P3.1的串行通讯功能，P3.2、P3.3的中断输入功能，P3.4、P3.5的定时器输入功能。在引脚的驱动能力上面，89C2051具有很强的下拉能力，P1,P3口的下拉能力均可达到20mA.相比之下，89C51/87C51的端口下拉能力每脚最大为15mA。但是限定9脚电流之和小于71mA.这样，引脚的平均电流只9mA。89C2051驱动能力的增强，使得它可以直接驱动LED数码管。图5为测量示意图：其中，R用于测量门限的调节，IN端接输入模拟信号。 图4 AT89C2051引脚 图 5 测量示意图b 电源AT 89C2051有很宽的工作电源电压，可为2.76V,当工作在3V时，电流相当于6V工作时的1/4。89C2051工作于12Hz时，动态电流为5.5mA，空闲态为1mA,掉电态仅为20nA。这样小的功耗很适合于电池供电的小型控制系统。c 存储器AT 89C2051片内含有2k字节的Flash程序存储器，128字节的片内RAM,与80C31内部完全类似。由于2051内部设计全静态工作，所以允许工作的时钟为020MHz,也就是说，允许在低速工作时，不破坏RAM内容。相比之下，一般8031对最低工作时钟限制为3.5MHz，因为其内部的RAM是动态刷新的。AT 89C2051不允许构造外部总线来扩充程序/数据存储器，所以它也不需要ALEPSEN、RD一类的引脚。d 内部I/O控制AT 89C2051在内部I/O控制上继承了MCS51的特性：5路2级优待中断，串等口，2路定时器/计数器，内部组成参见图6。 图6 AT89C2051内部组成 e 与80C31系统相比较如果需要构成一个80C31的最小系统的话，除了CPU之外，至少需要一片27C64,而系统的有效引脚和89C2051基本相同。从元器件的成本，电路板的面积和加密性来看，使用AT 89C2051都是合算的。2.3.2、实时时钟芯片DS1302的结构及工作原理DS1302 是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.5V5.5V。采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302内部有一个318的用于临时性存放数据的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升级产品，与DS1202兼容，但增加了主电源/后背电源双电源引脚，同时提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。i 引脚排列 图7 DS1302实物及引脚排列DS1302的引脚排列如图7，其中Vcc1为后备电源，VCC2为主电源。在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。DS1302由Vcc1或Vcc2两者中的较大者供电。当Vcc2大于Vcc10.2V时，Vcc2给DS1302供电。当Vcc2小于Vcc1时，DS1302由Vcc1供电。X1和X2是振荡源，外接32.768kHz晶振。RST是复位/片选线，通过把RST输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。RST输入有两种功能：首先，RST接通控制逻辑，允许地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供终止单字节或多字节数据的传送手段。当RST为高电平时，所有的数据传送被初始化，允许对DS1302进行操作。如果在传送过程中RST置为低电平，则会终止此次数据传送，I/O引脚变为高阻态。上电运行时，在Vcc2.5V之前，RST必须保持低电平。只有在SCLK为低电平时，才能将RST置为高电平。I/O为串行数据输入输出端(双向)，后面有详细说明。SCLK始终是输入端。ii DS1302的控制字节 DS1302 的控制字如图2所示。控制字节的最高有效位(位7)必须是逻辑1，如果它为0，则不能把数据写入DS1302中，位6如果为0，则表示存取日历时钟数据，为1表示存取RAM数据;位5至位1指示操作单元的地址;最低有效位(位0)如为0表示要进行写操作，为1表示进行读操作，控制字节总是从最低位开始输出。iii 数据输入输出(I/O) 在控制指令字输入后的下一个SCLK时钟的上升沿时，数据被写入DS1302，数据输入从低位即位0开始。同样，在紧跟8位的控制指令字后的下一个SCLK脉冲的下降沿读出DS1302的数据，读出数据时从低位0位到高位7。DS1302可以用于数据记录，特别是对某些具有特殊意义的数据点的记录，能实现数据与出现该数据的时间同时记录。这种记录对长时间的连续测控系统结果的分析及对异常数据出现的原因的查找具有重要意义。传统的数据记录方式是隔时采样或定时采样，没有具体的时间记录，因此，只能记录数据而无法准确记录其出现的时间；在系统中采用时钟芯片DS1302，则能很好地解决这个问题。2.3.3、温度传感器DS18B20的结构及工作原理DS18B20内部结构DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM,温度传感器,非挥发的温度报警触发器TH和TL,高速暂存器。DS18B20的管脚排列如图8所示。 图 8DS18B20引脚分布图 图 9 DS18B20控制命令 技术性能描述：1）独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。2）测温范围 55125，固有测温分辨率0.5。3）支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，最多只能并联8个，如果数量过多，会使供电电源电压过低，从而造成信号传输的不稳定，实现多点测温4）工作电源: 35V/DC5）在使用中不需要任何外围元件6）测量结果以912位数字量方式串行传送在硬件上，DS18B20与单片机的连接有两种方法，一种是Vcc接外部电源，GND接地，/O与单片机的I/O线相连；另一种是用寄生电源供电，此时UDD、GND接地，I/O接单片机I/O。无论是内部寄生电源还是外部供电，I/O口线要接5K左右的上拉电阻。DS18B20有六条控制命令，如图9所示：指令约定代码操作说明温度转换44H启动DS18B20进行温度转换读暂存器BEH读暂存器9个字节内容写暂存器4EH将数据写入暂存器的TH、TL字节复制暂存器48H把暂存器的TH、TL字节写到E2RAM中重新调E2RAMB8H把E2RAM中的TH、TL字节写到暂存器TH、TL字节读电源供电方式B4H启动DS18B20发送电源供电方式的信号给主CPUCPU对DS18B20的访问流程是：先对DS18B20初始化，再进行ROM操作命令，最后才能对存储器操作，数据操作。DS18B20每一步操作都要遵循严格的工作时序和通信协议。如主机控制DS18B20完成温度转换这一过程，根据DS18B20的通讯协议，须经三个步骤：每一次读写之前都要对DS18B20进行复位，复位成功后发送一条ROM指令，最后发送RAM指令，这样才能对DS18B20进行预定的操作。8位产品系列号48位产品序号8位CRC编码DS18B20高速暂存器共9个存存单元，表1序号、寄存器名称、作用0温度低字节16位补码形式存放4、5保留字节1、21温度高字节6计数器余值2TH/用户字节1存放温度上限7计数器/3HL/用户字节2存放温度下限8CRC根据表2以12位转化为例说明温度高低字节存放形式及计算：12位转化后得到的12位数据，存储在18B20的两个高低两个8位的RAM中，二进制中的前面5位是符号位。如果测得的温度大于0，这5位为0，只要将测到的数值乘于0.0625即可得到实际温度；如果温度小于0，这5位为内息，测到的数值需要取反加1再乘于0.0625才能得到实际温度。高8位SSSSS262524低8位232221202-12-22-32-4表1 温度寄存格式表2 温度/数据关系上电复位时温度寄存器默认值为+852.3.4、CX20106A或集成红外接收头a 红外线发射机红外线发射机是用较少元件组成的多谐振荡电路，输出频率由R2（100K可调电阻）控制。这些元件使输出信号的占空比值约为1：1。换句话说，红外发射二极管的导通时间大约等于关断时间。电阻R4控制着PH303发射二极管的输出电流，并且把这电流调在稍低于100mA。由于PH303二极管有50%的时间是断电，所以二极管平均电流低于50mA。红外线发射机的信号转变流程 如图10图 10 红外线发射机的信号转变流程b 红外线接收机图 11 红外线接收机电路图如图11，PH302为红外线接收二极管，它以反向偏压的方式工作，由R1提供反向偏压，通常，流经PH302的电流只是微弱的电流。不过，每逢它接收到来自发射机的每个红外辐射脉冲时，就有一个增强电流的脉冲流经该电路。这个脉冲就在R1和PH302的连接点产生小电压脉冲，然后由C2耦合到第一级放大器的输入端。 事实上，当使用遥控系统，距离、范围接近最大界限时，电压脉冲几乎峰至峰（Vp-p）值低于1mV。故此，需要有相当大的放大倍数，才可把信号电平提升到可以控制继电器的水平全部都属共射极放大器、VT1、VT2、VT3提供超过40dB的电压增益，VT2只有较低的增益，这是因R0引入了负回路之故。 信号经VT2放大后，输出信号经二极管VD1、VD2整流，并由C5平滑而产生DC（直流）信号，使VT3导通。 选择元件时，关键是红外线发射、接收二极管。发射管PH303有窄角度和广角度两种规格：窄角度红外线发射二极管指其管芯制作时反射锥体（抛物面）角度很小，但它有很强的方向性，作用距离也较远；反之，宽（广）角度红外发射二极管作用距离。2.3.5附录 源程序：#ifndef _REAL_TIMER_DS1302_2010_3_10_#define _REAL_TIMER_DS1302_2010_3_10_sbit DS1302_CLK = P16; /实时时钟时钟线引脚 sbit DS1302_IO = P17; /实时时钟数据线引脚 sbit DS1302_RST = P15; /实时时钟复位线引脚sbit ACC0 = ACC0;sbit ACC7 = ACC7;typedef struct _SYSTEMTIME_unsigned char Second;unsigned char Minute;unsigned char Hour;unsigned char Week;unsigned char Day;unsigned char Month;unsigned char Year;unsigned char DateString9;unsigned char TimeString9;SYSTEMTIME; /定义的时间类型#define AM(X) X#define PM(X) (X+12) / 转成24小时制#define DS1302_SECOND 0x80#define DS1302_MINUTE 0x82#define DS1302_HOUR 0x84 #define DS1302_WEEK 0x8A#define DS1302_DAY 0x86#define DS1302_MONTH 0x88#define DS1302_YEAR 0x8C#define DS1302_RAM(X) (0xC0+(X)*2) /用于计算 DS1302_RAM 地址的宏void DS1302InputByte(unsigned char d) /实时时钟写入一字节(内部函数) unsigned char i; ACC = d; for(i=8; i0; i-) DS1302_IO = ACC0; /相当于汇编中的 RRC DS1302_CLK = 1; DS1302_CLK = 0; ACC = ACC 1; unsigned char DS1302OutputByte(void) /实时时钟读取一字节(内部函数) unsigned char i; for(i=8; i0; i-) ACC = ACC 1; /相当于汇编中的 RRC ACC7 = DS1302_IO; DS1302_CLK = 1; DS1302_CLK = 0; return(ACC); void Write1302(unsigned char ucAddr, unsigned char ucDa) /ucAddr: DS1302地址, ucData: 要写的数据 DS1302_RST = 0; DS1302_CLK = 0; DS1302_RST = 1; DS1302InputByte(ucAddr); / 地址，命令 DS1302InputByte(ucDa); / 写1Byte数据 DS1302_CLK = 1; DS1302_RST = 0;unsigned char Read1302(unsigned char ucAddr) /读取DS1302某地址的数据 unsigned char ucData; DS1302_RST = 0; DS1302_CLK = 0; DS1302_RST = 1; DS1302InputByte(ucAddr|0x01); / 地址，命令 ucData = DS1302OutputByte(); / 读1Byte数据 DS1302_CLK = 1; DS1302_RST = 0; return(ucData);void DS1302_SetProtect(bit flag) /是否写保护if(flag) Write1302(0x8E,0x10);else Write1302(0x8E,0x00);void DS1302_SetTime(unsigned char Address, unsigned char Value) / 设置时间函数DS1302_SetProtect(0);Write1302(Address, (Value/10)Second = (ReadValue&0x70)4)*10 + (ReadValue&0x0F);ReadValue = Read1302(DS1302_MINUTE);Time-Minute = (ReadValue&0x70)4)*10 + (ReadValue&0x0F);ReadValue = Read1302(DS1302_HOUR);Time-Hour = (ReadValue&0x70)4)*10 + (ReadValue&0x0F);ReadValue = Read1302(DS1302_DAY);Time-Day = (ReadValue&0x70)4)*10 + (ReadValue&0x0F); ReadValue = Read1302(DS1302_WEEK);Time-Week = (ReadValue&0x70)4)*10 + (ReadValue&0x0F);ReadValue = Read1302(DS1302_MONTH);Time-Month = (ReadValue&0x70)4)*10 + (ReadValue&0x0F);ReadValue = Read1302(DS1302_YEAR);Time-Year = (ReadValue&0x70)4)*10 + (ReadValue&0x0F); void DateToStr(SYSTEMTIME *Time)Time-DateString0 = Time-Year/10 + 0;Time-DateString1 = Time-Year%10 + 0;Time-DateString2 = -;Time-DateString3 = Time-Month/10 + 0;Time-DateString4 = Time-Month%10 + 0;Time-DateString5 = -;Time-DateString6 = Time-Day/10 + 0;Time-DateString7 = Time-Day%10 + 0;Time-DateString8 = 0;void TimeToStr(SYSTEMTIME *Time)Time-TimeString0 = Time-Hour/10 + 0;Time-TimeString1 = Time-Hour%10 + 0;Time-TimeString2 = :;Time-TimeString3 = Time-Minute/10 + 0;Time-TimeString4 = Time-Minute%10 + 0;Time-TimeString5 = :;Time-TimeString6 = Time-Second/10 + 0;Time-TimeString7 = Time-Second%10 + 0;Time-DateString8 = 0;void Initial_DS1302(void)unsigned char Second=Read1302(DS1302_SECOND);if(Second&0x80) DS1302_SetTime(DS1302_SECOND,0);/*void BurstWrite1302(unsigned char *pWClock) /往DS1302写入时钟数据(多字节方式) unsigned char i; Write1302(0x8e,0x00); / 控制命令,WP=0,写操作? DS1302_RST = 0; DS1302_CLK = 0; DS1302_RST = 1; DS1302InputByte(0xbe); / 0xbe:时钟多字节写命令 for (i = 8; i0; i-) /8Byte = 7Byte 时钟数据 + 1Byte 控制 DS1302InputByte(*pWClock); / 写1Byte数据 pWClock+; DS1302_CLK = 1; DS1302_RST = 0;void BurstRead1302(unsigned char *pRClock) /读取DS1302时钟数据(时钟多字节方式) unsigned char i; DS1302_RST = 0; DS1302_CLK = 0; DS1302_RST = 1; DS1302InputByte(0xbf); / 0xbf:时钟多字节读命令 for (i=8; i0; i-) *pRClock = DS1302OutputByte(); / 读1Byte数据 pRClock+; DS1302_CLK = 1; DS1302_RST = 0;void DS1302_TimeStop(bit flag) / 是否将时钟停止unsigned char Data;Data=Read1302(DS1302_SECOND);DS1302_SetProtect(0);if(flag) Write1302(DS1302_SECOND, Data|0x80);else Write1302(DS1302_SECOND, Data&0x7F);遥控器各按键数据码,可根据不同的遥控器修改对应的键码 muteM EQU 10h ;静音键 闹铃开/关 timerT EQU 0Ch ;菜单键 进入/退出设置状态 leftL EQU 46h ;左移键 rightR EQU 47h ;右移键 upU EQU 19h ;增加键 downD EQU 1dh ;减少键 d_off EQU 16H ;显示键 LED数码管显示/关闭 recall EQU 44H ;日历键 DS1302初始化操作 3.1元器件的布局原则3.1.1总则 元器件布局应保证电性能指标的实现，元器件布局要有利于布线，而且要结构紧凑重量分布均匀，排列有序，层次分明，这样有利于查找和维修。3.1.2细则先在第一排整齐地按上八个LED，再在第二排按上电阻，这样看起来比较有序。在在电路板的排布其他较小的晶振电阻之类的小器件。然后开始布线。布线要求横平竖直，不能斜跨。而且先要简练，能少则少。为了减小干扰，电阻不能平行放置，因为这样会形成一个小电容。3.1.3注意事项1.导线不能交叉，不使用的管脚注意不要短路。2.电路的输入级与输出级要相隔较远，减少输入与输出之间的寄生反馈。必须指出按直线布局时，应使各级电路之间有足够的距离，使前后级电路能很好地衔接，并应注意主要器件的引脚方向，方向应一致，使连线最短。对于集成电路块。与之连线的元件应布置在集成电路相应的引线附近，其距离应稍近。3.2元器件清单1PCB板A45 22温度传感器DS18B2013实时时钟芯片DS130214集成红外接收头CX20106A15电阻10M5个6电阻5004个7电阻1K5个8电阻20014个9电阻10K9个10电容0.01F3个11KS按键开关SW-14个12电容30p6个13数码管LC-50116个14发光二极管LED8个详见附表 ：4. 焊接工艺介绍4.1 焊接的一般原则4.1.1 空板烘烤除湿为了避免电路板吸水而造成高温焊接时的爆板、溅锡、吹孔、焊点空洞等困扰起见，已长期储存的板子应先行烘烤，以除去可能吸入的水份。其作业温度与时间之匹配如下：（若劣化程度较轻者，其时间尚可减半）。温度（） 时间（hrs.）120 3.57小时100 816小时80 1848小时烘后冷却的板子要尽快在23天内焊完，以避免再度吸水续增困扰。4.1.2 预热 当电路板及待焊之诸多零件，在进入高温区（220以上）与熔融焊锡遭遇之前，整体组装板必须先行预热，其功用如下：(1)可赶走助焊剂中的挥发性的成份，减少后续输送式快速量产焊接中的溅锡，或PTH孔中填锡的空洞，或锡膏填充点中的气洞等。(2)提升板体与零件的温度，减少瞬间进入高温所造成热应力的各种危害，并可改善液态融锡进孔的能力。(3)增加助焊剂的活性与能力，使更易于清除待焊表面的氧化物与污物，增加其焊锡性，此点对于背风区等死角处尤其重要。4.2焊接工具焊接工具主要包括：电烙铁、焊料、助焊剂等。4.2.1 电烙铁 电烙铁是手工焊接的重要工具，表述其性能的指标有输出功率及其加热方式。电烙铁输出功率越大，发出的热量就越大，温度则越高，常用的规格有20W、25W、30W、45W、75W、100W等。按照加热方式，电烙铁分为外热式和内热式两种。 1.外热式电烙铁结构 2.内热式电烙铁结构外热式电烙铁结构见上图1，烙铁芯安装在烙铁头外。外热式电烙铁体积和质量都较大，价格也较高，预热时间长。 内热式电烙铁结构见上图2，烙铁头安装在烙铁头内，与空气隔绝，所以不容易氧化，寿命长，同时由于热量直接传入烙铁头，热量利用率高达85-90%，且发热快。缺点是钢管与胶木柄结合处比较脆弱，使用时切不可用力过大。另外，烙铁芯中的瓷棒，瓷管细而薄，经不起震动或敲击。 选用何种规格的电烙铁，要根据被焊元件而定。外热式电烙铁适用于焊接电子管电路、体积较大的元器件，内热式电烙铁适用于焊接电子元器件、集成电路和印刷电路。如果电烙铁规格使用不当，轻者造成焊点质量不高，重者损害所含元器件或线路板的焊点与连线。 常用的几种烙铁头的外形有园斜面式、凿式、锥式和斜面复合式。凿式烙铁头多用于电器维修工作，锥式烙铁头适合于焊接高密度的焊点和小面怕热的元件，当焊接对象变化大时，可选用适合于大多数情况的斜面复合式的烙铁头。 为了保证可靠方便的焊接，必须合理使用烙铁头形状和尺寸。选择烙铁头的依据是，应是它的接触面积小于被焊点（焊盘）的面积。烙铁头接触面积过大，会使过量的热量传导给焊接部位，损坏元器件。一般来说，烙铁头越长越粗，则温越低，焊接时间就越长；反之，烙铁头尖的温度越高，焊接越快。4.2.2焊料系将各种锡铅重量比率所组成的合金，再另外加入夹心在内的固体助焊剂焊芯，而抽拉制成的金属条丝状焊料，可用以焊连与填充而成为具有机械强度的焊点者称之。其中的助焊剂要注意是否具有腐蚀性，焊后残渣的绝缘电阻，一般人随口而出的绝缘阻抗是不正确的说法）是否够高，以免造成后续组装板电性绝缘不良的问题。有时发现焊丝中助焊剂的效力不足时，也可另行外加液态助焊剂以助其作用，但要小心注意此等液态助焊剂的后续离子污染性。4.2.3助焊剂清洁的金属表面其所具有的自由能，必定大于氧化与脏污的表面。自由能较大的待焊表面其焊锡性也自然会好。助焊剂的主要功能即在对金属表面进行清洁，是一种化学反应。现将其重点整理如下：(1)化学性：可将待焊金属表面进行化学清洁，并再以其强烈的还原性保护（即覆盖）已完成清洁的表面，使在高温空气环境的短时间内不再生锈，此种能耐称之为助焊剂活性。(2)传热性：助焊剂还可协助热量的传递与分布，使不同区域的热量能更均匀的分布。(3)物理性：可将氧化物或其它反应后无用的残渣，排开到待焊区以外的空间去，以增强其待焊区之焊锡性。(4)腐蚀性：能够清除氧化物的化学活性，当然也会对金属产生腐蚀的效果，就焊后产品的长期可靠度而言，不免会造成某种程度上的危害。故一般配方都刻意使其在高温中才展现活性，而处于一般常温环境中则尽量维持其安定的隋性。不过当湿度增加时，则还是难保不出问题。4.4 手焊过程及要点(1)以清洁无锈的铬铁头与焊丝，同时接触到待焊位置，使熔锡能迅速出现附着与填充作用，之后需将烙铁头多余的锡珠锡碎等，采用水湿的海棉予以清除。 (2)熔入适量的锡丝焊料并使均匀分散，且不宜太多。其中之助焊剂可供提清洁与传热的双重作用。(3)烙铁头须连续接触焊位，以提供足够的热量，直到焊锡已均匀散布为止。(4)完工后，移走焊枪时要小心，避免不当动作造成固化前焊点的扰动，进而对焊点之强度产生损伤。(5)当待加工的PCB为单面零件组装，而其待焊点面积既大且多者，可先将其无零件之另一面板贴在某种热盘上进行预热；如此将可加快作业速与减少局部板面的过热伤害，此种预热也可采用特殊的小型热风机进行。(6)烙铁头为传热及运补锡料的工具，对于待加工区域应具备最大的接触面积，以减少传热的时间耗损。五 电路的调试由于电子电路设计要考虑很多因素，加之元器件性能的分散，以及许多人为因素的影响，一个组装好的电子电路不可能不经过调试即可满足要求。任何电子电路都必须经过认真细致的调试，才能获得满意的性能要求。5.1、调试方法与调试步骤5.1.1、调试方法电子电路调试方法有两种：分块调试和整体调试。(1)分块调试法分块调试是把总体电路按功能分成几个模块，对每个模块分别进行调试。模块调试的顺序最好按信号的流向，一块一块进行，逐步扩大调试范围，最后完成总调。实施分块调试有两种方法一种边安装边调试；另一种是总体电路一次组装完毕后再分块调试。分块调试的优点：问题出现范围小，可及时发现，易于解决。(2)整体调试此种方法是把整个电路组装完毕后，不进行分块调试，实行一次性总调。显然它只适用于定性产品或需要相互配合不能分块调试的产品。5.1.2、调试步骤(1)调试准备检查电路任何组装好的电路，在通电之前，必须认真检查电路连线是否正确，检查方法对照电路图，按照电路图逐级进行检查。特别要注意电源是否接错，电源与地是否有短接，集成电路和晶体管的管脚是否接错，轻轻拨一拨元器件是否牢固等等。(2)通电观察一定要调试好所需的电源的电压值，然后再给电路接通电源。电源接通后如果有异常现象出现，如冒烟、异常气味、放电的声光、元器件发烫等。如有不要惊慌，立即关断电源，待排除故障后防可通电。(3)静态调试先不加输入信号，测试此时电路有关点的电位是否正常。若不正常应找出故障点和故障原因，以及解决故障的措施。(4)动态调试加上输入信号观察电路输出信号是否符合要求。(5)指标测试电路经静态和动态调试后即可对课题要求的技术指标进行测量。应认真测量和记录测试数据，并对测试数据进行分析，最后做出测试结论，确定电路技术指标是否符合设计要求。(6)调试中注意事项1采用分块调试方法时，对那些非信号流向上的电路应首先单独进行调试，之后才能按信号流向顺序进行分块调试。2调试前，应熟悉所使用仪器的使用方法，调试时应注意仪器的地线与被测试电路的地线是否接好，以避免因为仪器使用不当而做出错误的判断。3调试过程中，不论是否更换元器件，或是更改连线，一定要先关掉电源，待更换完毕经检查无误后方可再通电。4调试过程中，不但要认真细致观测，还要勤于做记录。非正常现象的记录内容包括：故障现象、故障原因分析、解决措施、解决效果等。5.2、调试中常见故障与处理众所周知，电子电路是由电子元器件与连线按给定的电路图组装起来的。因此，元器件、连线以及组装中存在的任何问题都会导致电路工作不正常。当今电子电路越来越复杂，使用的元器件非常之多。即使是一个比较成熟的电路，长时间运行也很难说不出故障，何况一个新组装的电路，出现故障是难以避免的。问题是应尽量少出故障，不出大故障，出现故障时能很快排除。5.2.1、电子电路故障所谓电子“电路”，是指电路对给定的输入不能给出正常的