武汉理工大学电工电子实习报告（最新完整终结版）

目录前言 . 2 第一章预备篇 . 3 第一部分 安全用电常识 . 3 第二部分 仪表仪器的使用 . 4 第三部分 电子元件的认知与使用 . 5 第四部分 手工焊接工艺 .13(一 工具介绍 . .13(二焊接原理 .14(三焊接方法 .14(四 焊接中常见的错误 . 16(五 不同类型杂件的焊接 . 16(六 焊接后的检查 . 16(七常见焊接点 . 17(八 拆除焊点的方法 . 17(九电子元件焊接装配 . 118 第二篇 动手篇 . 19 第一部分 555声光报警器的制作 . 19(一原理图 .18(二方框图 . 19(三原理装配图 . 19(四调试步骤及检测方法顺序 . 19(五成品参数测量 . 20(六成品展示 . 20 第二部分 流水彩灯音乐盒的制作 . 21(一流水灯原理 . 21(二音乐播放原理 . 22(三原理装配图 . 22(四测试步骤及测量方法顺序 . 23(五作品展示 . 23 第三部分 Protel99SE 的使用 . 24 第四部分 居家电路设计与安装 . 33(一房间的电器系统图 . 33(二家装布置图 . 33(三家装材料表 . . 34 附录 . 35前言为期 14周的电工电子实习结束了。 实习通过知识讲解和动手 操作相结合, 让我对课堂知识的认识加深了一层, 以往不懂的地 方也变得清晰明,我深深感觉到了实习对我帮助的巨大。 本次实习共分为基础知识、动手实践、设计三部分。其中基 础知识部分有安全用电知识、 常用仪表的使用、 常用电子元件的 原理和检测、 焊接技术指导四部分; 动手实践则分为 555声光报 警器、流水灯音乐盒以及居家电路的设计安装两部分。第一章预备篇第一部分 安全用电常识安全用电常识是关于如何预防用电事故及保障人身、 设备安全的知识。 在电 子装焊调试中, 要使用各种工具、 电子仪器等设备, 同时还要接触危险的高电压, 如果不掌握必要的安全知识, 操作中缺乏足够的警惕, 就可能发生人身、 设备事 故。 触电甚至可直接导致人员伤残、 死亡。 所以必须在了解触电对人体的危害和 造成触电原因的基础上,掌握一些安全用电知识,做到防患未然。1. 人身安全人身安全是指人在日常生活中避免受电的危害。 电对人体的危害主要表现为 电流,电流对人体的伤害程度与其大小、频率、持续时间,通过人体的路径及人 体电阻大小等因素有关。对于工频交流电而言,通过 1mA 电流就有不适的感觉, 这个电流成为感知电流;当通过 10mA 电流人体尚能摆脱电体,称为摆脱电流。 当大于 30mA 使人体感觉麻痹,中枢神经受伤害,呼吸困难,称为致命电流,如 果通过人体电流超过 100mA ,极短时间内人就会失去知觉死亡。2. 人体触电人体触电分电击和电伤。 电击指通过人体造成内伤, 电伤只对外部造成的局 部伤害, 由电流产生的其他物理化学效应造成的伤害。 引发触电事故的原因主要 包括缺乏安全用电常识,贸然触及带电体,违反操作规程,用电设备管理不当, 绝缘损坏发生漏电,检修电气设备接线错误等。3. 触电救护(1解脱电源:如果是接触电器触电,立即切断近处的电源,如断开空开 拔下插头等; 若因碰到破损导线触电, 附近找不到接电源的开关, 可用干燥的木 棒竹竿等绝缘体把电线挑开, 挑开的线放在绝缘处。 在解脱电源的过程中, 如触 电者身处高处, 要防止触电者脱离电源后跌伤。 抢救者一定要防止自身触电, 不 要在没有绝缘防护的情况下直接接触触电者皮肤。(2触电的急救:是触电者平卧,不垫枕头,放在干燥通风处;迅速解开 触电者的领带围巾,松开上衣钮扣,护胸罩,松开裤带,使其胸部能自由扩张不 妨碍呼吸。 如果触电人意识模糊或心跳停止, 须进行人工呼吸。 方法是救护人员 位于触电者头部的左边或右边, 用一只手捏紧其鼻孔不使漏气, 另一只手将触电 者下巴拉向前下方, 使其嘴巴张开准备接受吹气。 救护人员做深呼吸后紧贴触电人的嘴巴对其大口吹气,同时观察触电人胸部的隆起程度,一般略有起伏为宜。 救护人员吹气至换气时,应立即离开触电人的嘴巴,放松其鼻子使其自由排气。 这是应注意其胸部的复原情况, 倾听口鼻处有无呼气声, 从而检查呼吸是否阻塞。第二部分 仪器仪表的使用1. 万用表万用表, 如图 4.1, 由表头、 测量电路及转换开关等三个主要部分组成。4.1 万用表万用表使用注意事项 :1、 万用表使用应水平放置, 测量前应注意调零 (尤其是测电阻时每次换挡 都应该重新调零 。2、在测电流、电压时,不能带电换量程3、选择量程时,要先选大的,后选小的,尽量使被测值接近于量程4、测量时尽量单手操作。5、测电阻时,不能带电测量。因为测量电阻时,万用表由内部电池供电, 如果带电测量则相当于接入一个额外的电源, 可能损坏表头。 指针式万用表黑表 笔为 +,红表笔为 - 。6、用毕,应使转换开关在交流电压最大挡位或空挡上。7、注意在欧姆表改换量程时,需要进行欧姆调零,无需机械调零。8、万用表长时间不用,应将电池拿下。2.ECT-1电工电子试验台在电工电子实习的工作台上都安装有三相和单相空气开关以及 220V 的交流 电源插座用来为电烙铁或实验板提供电源合上空开各插座接通电源拉下空开工 位上的电源被断开。使用中注意以下安全问题。 1.每个训练台上的电源在不使用的状态下一定将控制开关断开。2. 训练台上的电源只允许连接与实习相关的工具和仪表不允许接入与实习操 作无关的用电器件如充电随身听等。3.使用电子仪器设备时应先了解其性能按操作规程操作。 实验前先检查训练台 设备再接通电源实验结束后先关仪器设备再关闭电源。4.若训练台电器设备发生过热现象或出现焦糊味时应立即关闭电源。5.如离开训练台或遇突然断电应关闭电源尤其要关闭加热电器的电源开关。6.训练台电源或电器设备的保险丝烧断后应先检查保险丝被烧断的原因排除 故障后再按原负荷更换合适的保险丝不得随意加大或用其它金属线代替。 7.训练台不能有裸露的电线头如有裸露应设置安全罩需接地线的设备要按照 规定接地以防发生漏电触电事故。8.训练台电源开关附近不得存放易燃易爆物品或堆放杂物以免引起火灾事9.电器设备或电源线路应由专业人员按规定装设, 严禁超负荷用电不准乱拉乱 接电线随时解决电器设备工具线路存在隐患。10.我们在进行焊接工艺时,也是在实验台上进行,因此在焊接时要注意电焊 所放置的位置,防止接触实验台表面损坏实验台。11.最后在家具安装电路连接时,要注意三相用电,防止出现用电事故。 12.每次在完成实习后,要进行实验台的清理打扫。第三部分 电子元件的认知与使用1. 电阻器电阻器 (如图 6.1是一种具有一定电阻值的电子元器件,习惯上也简称为电 阻。 电阻是一种在电子产品中用得最多的电子元器件之一。 它在电路中的主要作 用是控制电压、电流的大小,还可以与其它元件配合,组成耦合、滤波、反馈、 补偿等各种不同功能的电路。6.1 电阻器1电阻器种类的简单介绍 (a 实心碳质电阻器 (b线绕电阻器 (c 碳膜电阻器 (d 金属膜电阻器 (e 金属氧化膜电阻器 (f合成膜电阻器 (g金属玻璃釉电阻器 (h 贴片电阻器2电阻器的标志方法电阻的标志方法有文字符号直标法、色标法和数字标志法等多种。1.文字直接标注 : 直接标志法是直接用阿拉伯数字和单位在产品上标志出其主要参数的标 志方法,如图 7.1所示。一般只标明标称阻值、 允许偏差、 材料、 额定功率等几项参数。2.色环标注: 色标法是用颜色表示电阻的各种参数值,直接标志在电阻体上。它主要适 用于小功率电阻,特别是 0.5W 以下的碳膜电阻和金属膜电阻。色标电阻的色 带通常采用四色带、五色带表示。色带不同,所表示的电阻参数也不相同。 四色带表示电阻的标称阻值 (两位有效数字 和允许偏差, 如图 7.2(a和所示。 五色带表示电阻的标称阻值 (3位有效数字 和允许偏差,如图 7.2(b所示。 (a四色环标注法 (b五色环标注法如图 7.2 色环标注法 附表一 标法中颜色与数字的对应关系3.数字标志法 :数字标志法多用于片状电阻。由于片状电阻器体积较小,通常只在电阻 表面用 3 位阿拉伯数字表示电阻的标称阻值,其它参数省略。前两位数字表 示有效数字, 第 3位数字表示有效数字后面 0的个数 (即 10的幂数 , 当第 3位为 9 时表示倍率为 0.1。此外,还有少数片状电阻用四位数字标志电阻值。四位数电阻值标志比 三位数标志多了一位有效数字,第 4位表示有效数字后 0 的个数,其余与三 位数标志法相同。如电阻的标志符号为 6801,表示 6.80 k。图 7.1 电阻的文字直接标注法2. 二极管1二极管的定义与分类。二极管具有单向导电性,可用于整流、检波、稳 压、 混频等电路。 二极管的外形和电路符号如图 8.1所示。 常见二极管有以下几 类:1. 检波二极管:检波二极管用来对收音机、电视机等收到的信号进行检波。2. 整流二极管:整流二极管的作用是将交流电变成直流电。 要求整流二极管要有 一定的耐压值,并能通过一定的电流。3. 开关二极管:开关二极管在电路中起开关作用, 要求它工作速度快, 其反向恢 复时间只有几纳秒。4. 发光二极管(LED :发光二极管通常使用砷化镓、磷化镓等材料制成。它具有 工作电压低、 耗电少、 响应速度快、 抗冲击、 耐振动、 性能好以及轻而小的特点, 被广泛应用于显示电路中。5. 稳压二极管(简称稳压管 :稳压管在电路中是反向连接的,它能使所接电路 两端的电压稳定在一个规定的电压范围内,这个电压范围称为稳压值。6. 光敏二极管:在光敏二极管壳上备有一个玻璃窗口, 以便于接受光照。 当有光 照时,其反向电流随光照强度的增加而上升。 图 8.1 二极管2采用万用表对二极管进行简单测试。单向导电性能的检测。通常,正向电阻越小越好,反向电阻越大越好。正、 反向电阻值相差越悬殊,说明二极管的单向导电特性越好。若测得二极管的正、 反向电阻值均接近 0或阻值较小,则说明该二极管内部已击穿短路或漏电损坏。 若测得二极管的正、反向电阻值均为无穷大,则说明该二极管已开路损坏。 3. 三极管1半导体晶体管简介。半导体也称为晶体三极管, 如图 9.1, 最主要的功能是电流放大和开关作用。 三极管顾名思义具有三个电极。二极管是由一个 PN 结构成的,而三极管由两个 PN 结构成,共用的一个电极成为三极管的基极 (用字母 b 表示 。其它的两个电 极成为集电极 (用字母 c 表示 和发射极 (用字母 e 表示 。由于不同的组合方式, 图 8.2二极管的外形及电路符号形成了一种是 NPN 型的三极管,另一种是 PNP 型的三极管。三极管的种类很多,并且不同型号各有不同的用途。三极管大都是塑料封装 或金属封装,常见三极管的外观,有一个箭头的电极是发射极,箭头朝外的是 NPN 型三极管,而箭头朝内的是 PNP 型。箭头所指的方向是电流方向。 图 9.1 三极管 2采用万用表对半导体晶体管进行简单测试。1. 判别基极和管子的类型。选用欧姆档的 R 100(或 R 1K 档,先用红表 笔接一个管脚, 黑表笔接另一个管脚, 可测出两个电阻值, 然后再用红表笔接另 一个管脚,重复上述步骤,又测得一组电阻值,这样测 3次,其中有一组两个阻 值都很小的,对应测得这组值的红表笔接的为基极,且管子是 PNP 型的;反之, 若用黑表笔接一个管脚, 重复上述做法, 若测得两个阻值都小, 对应黑表笔为基 极,且管子是 NPN 型的。2. 判别集电极。 因为三极管发射极和集电极正确连接时 大 (表针摆动幅度大 , 反接时 就小得多。因此,先假设一个集电极,用欧姆档连接, (对 NPN 型管, 发射极接黑表笔,集电极接红表笔 。测量时,用手捏住基极和假设的集电极, 两极不能接触, 若指针摆动幅度大, 而把两极对调后指针摆动小, 则说明假设是 正确的,从而确定集电极和发射极。4. 电容器1电容器的基本概念电容器是一种可以存储电荷的常用电子元件, 其基本结构是在两个相互靠近 的导体之间敷一层不导电的绝缘材料 (介质 。电容器在电路中具有隔断直流电、 通过交流电的特点, 因此, 多用于电路级 间耦合、滤波、去耦、旁路和信号调谐等方面。 PNP 型 NPN 型 图 9.2 常见三极管的电路符号图 9.4 电容器的电路符号 图 9.3 常用电容器外形2电容器的分类根据容量是否可调,电容器可分为固定电容器、半可调(微调电容器和可 调电容器。根据所用介质,可分为有机介质电容器、无机介质电容器、电解电容 器、真空介质电容器、半导体电容器。(1固定电容器。 固定电容器是指电容器一经制成后, 其容量不再改变的电器。 固定电容器分为无极性电容器和有极性电容器两种。(2微调电容器。通常以空气、云母或陶瓷作为介质,电容器容量可在小范 内变化,其可调容量为 10100pF。(3可调电容器。 由若干片形状相同的金属片分别连接成一组定片和一组动片, 定片与动片间一般以空气作介质,也有用有机薄膜做介质的。动片可以通过转 轴转动,以改变动片插入定片的面积,从而使电容器容量在一定范围内连续变化。3电容器的标注方法1. 大电容器的标注:较大电容器用字母和数字把型号、 规格直接在电容器外壳上 标出。2. 小型电容器的标注:(1直标法。 (2三位数码表示法。 (3色标法。4电容器的主要特性参数电容器的性能参数很多,较常用的主要参数有电容器的标称容量、容差、额 定工作电压(耐压 、电容温度系数、绝缘电阻、能量损耗、频率特性和固有电 感等。5. 电感电感是用漆包线在绝缘骨架上缠绕而成的一种储存磁场能的电子元件。 图 10.1 电感 图 10.2 变压器 图 10.3 电 路 符 号1变压器变压器的主要参数有变压比、额定电压和额定功率。在电路中可变换电压、 电流和阻抗,起传输能量和传递交流信号的作用。其电路符号如图 10.3所示。变压器的检查主要有首先外观的检查, 有无断线, 脱焊, 绝缘材料是否烧焦, 有无表面破损等。 再测量初级、 次级内阻和初次级之间的有无短路。 初级电阻约 为 1.5千欧,次级电阻约为几欧姆。2天线在收音机中调谐电路中天线初级和可变电容构成 LC 震荡电路,调谐信号通 过变压器耦合到次级送入变频管。天线、磁棒的外观与示意图如图 11.1。 图 11.1 磁棒和天线3震荡线圈震动线圈的初级与双联可调电容并联, 次级接变频管, 通过变压器的初次 级耦合及变频管的放大作用建立等幅自激震荡, 由改变双联电容的容量控制震 荡频率。6. 蜂鸣器 图 11.2 蜂鸣器蜂鸣器广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子 设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。 ;蜂鸣器主要分为压电式蜂 鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。7.555芯片 图 12.1 555芯片实物及图形符号引脚功能说明 : 1:电源负极 8:电源正极2:低电平触发 7:放电端3:输出 6:阀值端4:低电平复位 5:控制端8. 印刷电路板印刷电路板是用绝缘板基层和布线加工层构成。其布线密度高,体积小, 重量轻,利于电子设备的小型化。其正面为电子元件布置面,背面为电路 线路排线焊接面。第四部分 手工焊接工艺焊接知识分为两部分:焊以及拆。 焊是将自己设计的电路变成成品最重要的 一步。 而拆则是在零件焊接错误时候使用到的方法, 同样十分重要。 焊接是连接 各电子元件及导线的主要手段。 焊接分为熔焊、 钎焊及接触焊三大类, 在电子装 配中主要使用的是钎焊。采用锡铅焊料进行焊接称为锡铅焊,简称锡焊。(一工具介绍1. 电烙铁电烙铁,是电子制作和电器维修必工具,主要用途是焊机元件及导线,按结构 可分为内热式电烙铁和外热式电烙铁, 按功能可分为焊接用电烙铁和吸锡用电烙 铁,根据用途不同又分为大功率电烙铁和小功率电烙铁。本实习选用的是 20W 内热式斜面型的电烙铁,内阻为 1.5到 3.0K 。使用前要将烙铁头上的镀铬层锉 掉并涂上锡 图 13.1 电烙铁 图 13.2 焊锡丝2. 焊锡丝焊锡丝是由一定比例的铅锡合金包裹松香辛丝而成, 为是以不同的焊接要求 有不同的直径,应根据焊点的大小选用 。3. 工具 (二焊接原理锡焊技术采用以锡为主的锡合金材料作焊料 , 在一定温度下焊锡熔化 , 金属 焊件与锡原子之间相互吸引、扩散、结合 , 形成浸润的结合层。外表看来印刷板 铜铂及元器件引线都是很光滑的 , 实际上它们的表面都有很多微小的凹凸间隙 , 熔流态的锡焊料借助于毛细管吸力沿焊件表面扩散 , 形成焊料与焊件的浸润 , 把 元器件与印刷板牢固地粘合在一起 , 而且具有良好的导电性能。锡焊接的条件是 :焊件表面应是清洁的 , 油垢、 锈斑都会影响焊接; 能被锡焊 料润湿的金属才具有可焊性 , 对黄铜等表面易于生成氧化膜的材料 , 可以借助于 助焊剂 , 先对焊件表面进行镀锡浸润后 , 再行焊接;要有适当的加热温度 , 使焊锡 料具有一定的流动性 , 才可以达到焊牢的目的 , 但温度也不可过高, 过高时容易形 成氧化膜而影响焊接质量。(三 焊接方法1. 操作姿势手工操作时,应注意保持正确的姿势,有利于健康和安全。正确的操作姿势 是:挺胸端正直坐, 切勿弯腰; 鼻尖至烙铁头尖端至少应保持 20cm 以上的距离, 通常以 40cm 时为宜 (因为根据各国卫生部门的测定,距烙铁头 20 30cm 处的有 害化学气体、烟尘的浓度是卫生标准所允许的 。图 14.1 从左到右依次是剪刀、 镊子、 十字螺丝刀、 一字螺丝刀、万用表、电烙铁及支架2. 电烙铁拿法根据电烙铁大小的不同和焊接操作时的方向和工件不同, 可将手持电烙铁的 方法分为反握法、正握法和握笔法三种图 15.1 电烙铁拿法 3. 操作步骤1. “ 刮 ” 就是处理焊接对象的表面。焊接前,应先进行被焊件表面的清洁 工作,有氧化层的要刮去,有油污的要擦去。2. “ 镀 ” 是指对被焊部位搪锡。3. “ 测 ” 是指对搪过锡的元件进行检查,在电烙铁高温下是否变质。4. “ 焊 ” 是指最后把测试合格的、已完成上述三个步骤的元器件焊到电路 中去。图 15.2 五步施焊法 焊接环境空气流动不宜过快。 切忌在风扇下焊接, 以免影响焊接温度。 焊接 过程中不能振动或移动工件,以免影响焊接质量。(四 焊接中常见的错误错误 1:焊点上加锡过多,焊锡没凝固前移动了元件。解决方法:焊锡丝只接触被加热了的焊盘,不要把焊锡丝涂在烙铁头上。 在焊锡凝固前不要去动。错误 2:虚焊。解决方法:烙铁要加热整个焊盘,在焊接时不要“抖” ,烙铁 头 离开焊盘。 错误 3:含铁角度不对。解决方法:电烙铁 45度快速压在焊盘上,不要加热太久,以免焊盘氧化 后不沾锡。(五不同类型杂件的焊接1. 电源线拨皮:去除绝缘线烫锡:将金属线表面涂上焊锡焊接:将烫锡后的导线修建成合适长度再焊接2. 电镀件首先将元件表面作磨毛处理,然后再焊接(六焊接后的检查焊接后首先对照 PCB 图检查有没有短路 . 漏焊 . 错焊的焊点,用镊子把元件轻 轻拉一拉, 看有没有虚焊 . 假焊的现象。 如果没有短路 . 错焊 . 虚焊 . 假焊的点要进行 对应处理。对于漏焊的进行补焊,短路的要用吸锡器清除多余焊锡。错焊 . 虚焊 . 假焊的 都要查处后重新焊接,焊接后用斜口钳将多余的元件脚剪 掉。焊点质量标准 :1. 焊接点要具有良好的导电性与强度:即焊锡与被焊金属物表面要分子相互 扩散形成合金层,才是良好的焊接,条件是要有助焊剂作用于被焊处,并有足 够的焊接时间(约 1 2秒,焊点越大时间越长和焊接温度。2. 焊点焊锡量要适当:过少则机械强度低, 易造成虚焊或脱焊; 过多则浪费 焊锡,并易造成堆锡或包焊(掩盖焊接缺陷 。焊点成 30度左右的锥形并充满 焊盘为焊锡量适当。3.焊点呈锥形,焊锡要饱满,表面有光泽,光滑、清洁,无漏焊、虚焊、半边焊、连焊、毛刺、拉尖、气泡、针眼(针眼原因是焊点内部元件脚有焊接不 良 、焦块及污垢等焊接不良现象。4. 打了铆钉的焊点除了有漏焊、 虚焊等焊接不良现象外, 焊点的高度只要能 满孔可以不再追加焊锡,给铆钉孔加焊锡时焊接时间不能长,如时间太长熔化 的焊锡会从孔中漏下去造成元件脚连焊。(七常见焊接点图 17.1 常见焊接点(八 拆除焊点的方法与步骤1. 把电路板固定2. 用镊子夹住元件3. 用焊铁加热焊点4. 趁焊锡融化是把元件从孔中拉出5. 用开孔针或吸锡器去除焊盘孔中的残锡,为下次焊接做好准备(九电子元件焊接装配元件插装时标记和色码朝上, 易于辨认; 有极性由极性标记方向决定插装方 向;插装顺序应先轻后重、先里后外、先低后高。(1卧式插装:卧式插装是将元器件紧贴印制电路板插装,元器件与印制电路 板的间距应大于 1mm 。卧式插装法元件的稳定性好、比较牢固、受振动时不易脱 落。(2 立式插装:立式插装的特点是密度较大、 占用印制板的面积少、 拆卸方便。 电容、三极管、 DIP 系列集成电路多采用这种方法。 第二章 动手篇第一部分 555声光报警器的制作(一原理图 图 18.1 555声光报警器原理图原理分析 :电路由两个 555多谐振荡器组成,第一个振荡器的振荡频率为 12Hz时,第二个振荡器的振荡频率为 1000Hz 。将第一个振荡器的输出 (3脚 接 到第二个振荡器的复位端 (4脚 。在输出高电平时,第二个振荡器振荡; 输出低 电平时,第二个振荡器停振。这样,蜂鸣器将发出间隙声响。(二方框图 图 18.2 555声光报警器方框图(三原理装配图(四调试步骤及检测方法顺序1 先将 6V 电源电路搭接完整, 用万用表测量 7805的 3脚输出电压 约为 6.8V ;2先不安装 555后面的发声和 LED2发光电路,只在 3脚接一只发 光二极管 LED1和 R3的 1K 电阻,观察二极管的发光情况,测量各引 脚电压;3确认前面电路正常,再接后面的电路;4观察电路通电后的现象与结果;5按表 20.1和表 20.2的内容测量参数。555声光报警器元件参数检测 表 1.1 电阻元件参数检测数据记录表 表 1.2 电容元件参数检测数据记录表 表 1.3 二极管元件参数检测数据记录表 表 1.4 三极管元件参数检测数据记录表流水彩灯音乐盒元件测量 表 2.1 电阻元件参数检测数据记录表 表 2.2电容器元件参数检测数据记录表 表 2.3 三极管元件参数检测数据记录表(五 555成品参数测量 表 20.1 表 20.2 (六 555声光报警器成品展示 图 20.1 元 件 装 配 图图 20.2 焊接连线面第二部分 流水彩灯音乐盒的制作(一流水灯原理电路由 NE555,CD4017, 和十个 LED 灯组成流水灯电路 , 接通电源后 , 系统可以 依次点亮每一盏 led 灯, LED 灯间隔亮的时间固定。图 21.1 电路硬件框图NE555搭建成一个定时器电路,定时器的时钟周期由 R1,R4,C1组成,时钟 周期 T=0.639(R1+2R4C图图 21.2流水灯原理图CD4017输出高电平的顺序为 , , , , , , , , , , 各种发光形 式可按自己的需要进行组合,本电路中 R4固定,因此无法改变彩灯闪光速度。 (二音乐播放原理音 乐 播 放 电 路使用了 集 成 的 音 乐 芯 片,该芯 片把一首 歌 的 音 符对应产 生 的 音 乐频率烧 到 芯 片 内 部 , 加 上 如 下 图所示原 件 , 即 可 驱动扬声 器发声。图 22.1 音乐芯片(三原理装配图 (四调试步骤及检测方法顺序1完成 555振荡电路的连接,用万用表测量 555输出 3脚输出电压 为 24V;2完成 CD4017计数电路, 用万用表分别测试 脚的电平;3前面电路正常,再接后面的 LED 电路;4电路通路后的现象与结果。(五作品展示 图 23.1 音乐盒外形(坦克 图 23.2 元件装配图 图 23.3 焊接连线面第三部分 Protel99SE的使用一、 PROTEL 概述PROTEL 是 PORTEL 公司在 80年代末推出的 EDA 软件, 采用设计库管理模式, 可以进行联网设计 , 具有很强的数据交换能力和开放性及 3D 模拟功能 , 是一 个 32位的设计软件 , 可以完成电路原理图设计 , 印制电路板设计和可编程逻 辑器件设计等工作 , 可以设计 32个信号层 ,16个电源 -地层和 16个机加工 层。(1 PROTEL99SE的组成Protel99 SE共分 5个模块,分别是原理图设计、 PCB 设计(包含信 号完整性分析 、自动布线器、原理图混合信号仿真、 PLD 设计 , 包含了电 路原理图绘制、模拟电路与数字电路混合信号仿真、多层印制电路板设计 (包含印制电路板自动布线 、可编程逻辑器件设计、图表生成、电子表格 生成、支持宏操作等功能,并具有 Client/Server(客户 /服务器体系结 构,同时还兼容一些其它设计软件的文件格式,如 ORCAD , PSPICE , EXCEL 等。电路原理设计部分(Advanced Schematic 99:电路原理图设计部 分包括电路图编辑器 (简称 SCH 编辑器 、 电路图零件库编辑器 (简称 Schlib 编辑器和各种文本编辑器。本系统的主要功能是:绘制、修改和编辑电 路原理图;更新和修改电路图零件库;查看和编辑有关电路图和零件库的 各种报表。印刷电路板设计系统(Advanced PCB 99:印刷电路板设计系统包括 印刷电路板编辑器(简称 PCB 编辑器、零件封装编辑器(简称 PCBLib 编 辑器和电路板组件管理器。本系统的主要功能是:绘制、修改和编辑电 路板;更新和修改零件封装;管理电路板组件。自 动 布 线 系 统 (Advanced Route 99 :本 系 统 包 含 一 个 基 于 形 状 (Shape-based 的无栅格自动布线器,用于印刷电路板的自动布线,以实 现 PCB 设计的自动化。电路模拟仿真系统(Advanced SIM 99:电路模拟仿真系统包含一个 数字 /模拟信号仿真器,可提供连续的数字信号和模拟信号,以便对电路原 理图进行信号模拟仿真,从而验证其正确性和可行性。可编程逻辑设计系统(Advanced PLD 99:可编程逻辑设计系统包含 一个有语法功能的文本编辑器和一个波形编辑器(Waveform 。本系统的主要功能是;对逻辑电路进行分析、综合;观察信号的波形。利用 PLD 系 统可以最大限度的精简逻辑部件,使数字电路设计达到最简化。高级信号完整性分析系统(Advanced Integrity 99:信号完整性分 析系统提供了一个精确的信号完整性模拟器,可用来分析 PCB 设计、检查 电路设计参数、实验超调量、阻抗和信号谐波要求等。PROTEL99SE的功能特性1、开放式集成化的设计管理体系。2、超强功能的、修改与编辑功能。3、强大的设计自动化功能。(2电路原理图绘制Documents 建立以及原件查找首先,打开 Protel99SE 软件,单击“ File 文件” ,选择“ New 新建” ,将文 件命名为“王业鸿 .ddb ” ,单击“ Schematic Document ” 。并重命名为“ 555报警 器” ,到此绘图 Document 建立完毕。 在 Ptrotel99SE 中,单击左边的“ Filte ”对话框,输入所要的元件名称, 如“ 555*” ,之后按回车键即可。 (如果元件找不到,即 Protel 元件库中可能没 有所要的元件,这时就需要手动绘制元件,即建立元件库 。绘制简单电路图过程 :1. 设计图纸大小首先要构思好零件图,在设计选项里将图纸大小设为 A 。2. 设置 protel99se/Schematic设计环境包括设置格点大小和类型,光标类型等等,大多数参数使用系统默认值。 3. 旋转零件根据电路图的需要,将零件(如“ 555” 从零件库里取出放置到图纸上,并 对放置零件的序号(如“ U ?” 、零件封装进行定义和设定等工作。4. 原理图布线利用 protel 99 se/Schematic提供的工具,将图纸上的元件用具有电气意 义的导线 (如 “ PlaceWire ” 、 符号 (如 “ PlacePort ” 连接起来,构成原理图。 5. 调整线路将初步绘制好的电路图作进一步的调整和修改,使得原理图更加美观。6. 报表输出通过 protel 99 se/Schematic提供的报表工具生成报表,其中最重要的报表 是网络表,生成网络表可谓后续工作做准备。7. 文件保存及打印输出最后的步骤是文件保存及打印输出。(3 建立库文件(1 启动 Protel 99se, 选取菜单 File/New来新建一个设计库, 在 Database File Name 处输入设计库存盘文件名,点击 Browse. 改变存盘目录。(2选取 File/New.打开 New Document对话框,选取 Schematic Document建立一个新的原理图文档(如图 29(4 添加元件通过菜单命令 Place/Part或直接点击电路绘制工具栏上的按钮, 打开 “ Place Part ” 对话框, 然后在该对话框中输入元件的名称 (如 “ C*” 及属性, Protel 99se的 Place Part对话框包括以下选项。(1 Lib Ref在元件库中所定义的元件名称,不会显示在绘图页中。(2 Designator 流水序号。(3 Part Type显示在绘图页中的元件名称, 默认值与元件库中名称 Lib Ref一 致。(4 Footprint 包装形式。放置元件的过程中,按空格键可旋转元件,按下 X 或 Y 可在 X 方向或 Y 方向镜像,按 Tab 键可打开编辑元件对话框。(5 编辑元件在将元件放置到绘图页之前,元件符号可随鼠标移动,按下 TAB 就可打 开(如图 30 part 对话框。图 24“ Attributes ”选项卡中的内容较为常用,它包括以下选项。(1 Lib Ref在元件库中定义的元件名称,不会显示在绘图页中。(2 Footprint 包装形式。应输入该元件在 PCB 库里的名称。(3 Designator 流水序号。(4 Part Type显示在绘图页中的元件名称, 默认值与元件库中名称 Lib Ref 一致。(5 Sheet Path成为绘图页元件时,定义下层绘图页的路径。(6 Part 定义子元件序号,如与门电路的第一个逻辑门为 1,第二个为 2,等等。(7 Selection 切换选取状态。(8 Hidden Pins是否显示元件的隐藏引脚。(9 Hidden Fields 是否显示“ Part Fields 1-8” 、 “Part Fields 9-16”选项 卡中的 元件数据栏。(10 Field Name是否显示元件数据栏名称。如将鼠标箭头移至元件上, 双击鼠标左键打开一个对话框, 在对话框中可以 改变元件属性如封装、元件名等。(6 连接线路所有元件放置完毕后,就可以进行电路图中各对象间的连线(Wiring 。连 线的主要目的是按照电路设计的要求建立网络的实际连通性。要进行操作, 单击电路绘制工具栏上的 按钮或执行菜单 Place/Wire将编 辑状态切换到连线模式,将鼠标指针指向欲拉连线的元件端点,单击鼠标左键, 就会出现一条随鼠标指针移动的预拉线, 当鼠标指针移动到连线的转弯点时, 单 击鼠标左键就可定位一次转弯。 拖动虚线到元件的引脚上并单击鼠标左键, 可在 任何时候双击鼠标左键,终止该次连线。(7 保存文件单击 File , 在下拉列表中点击保存即可将文件保存以供以后使用。 这样, 微 机存储器系统的原理图就画好了。(8 原理图的检测及保存虽然原理图画好了,但是并不代表这个原理图就是正确的,这时应该要对所 画的原理图进行检测。步骤 1:设置电气规则检查选项。单击菜单 Tools-ERC. . ,打开所示的 ERC 设 置对话框,找出错误。步骤 2:启动 ERC , Protel 将按照规定的设置自动进行 ERC 检查, 并生成检查 报告。步骤 3:分析检查报告内容。 步骤 4:修改错误。二、印制版电路设计印制电路板基础(1定义元器件的封装将绘制完成的原理图正确加入网络表,系统会自动地为大多数元器件提供封 装。 但是对于用户自己设计的元器件或是某些特殊元器件, 必须由用户自己创建 或修改元器件的封装。(2生成并加载网络表将网络表装入 PCB 系统,进行电路板的自动布线。在设计好的 PC