电工电子实习报告

1、目录前言-第一章 触摸照明电路- 1.1 触摸照明电路简介- 1.2 器件介绍-1.2.1CD4001芯片介绍-1.2.2电阻电容介绍- 1.3 电路工作原理- 1.4器件清单- 1.5电路图-第二章 LED循环彩灯- 2.1 LED循环彩灯简介- 2.2 芯片介绍- 2.2.1 NE555芯片- 2.2.2 CD4017芯片- 2.3 电路工作原理- 2.4器件清单- 2.5电路图-第三章 心得体会-参考文献-前言 电子技术实习的主要目的就是培养我们的动手能力，求要我们对电子元器件识别能力有所加强，相应工具的操作，相关仪器的使用，电子设备制作、装调的全过程，掌握查找及排除电子电路故障的常用方

2、法有个更加详实的体验，不能在面对这样的东西时还像以前那样一筹莫展。有助于我们对理论知识的理解，帮助我们学习专业知识。使我们对电子元件及收音机的装机与调试有一定的感性和理性认识，打好日后深入学习电子技术基础。同时实习使我获得了收音机的实际生产知识和装配技能，培养理论联系实际的能力，提高分析问题和解决问题的能力，增强独立工作的能力。同时也培养同学之间的团队合作、共同探讨、共同前进精神。第一章 触摸照明电路1.2.1CD4001芯片介绍CD4001是四2输入或非门。或非门的逻辑关系特点是只有当输入端全部为低电平时，输出端为高电平状态；在其余输入情况下，输出端为低电平状态。CD4001或非门为系统设计

3、者提供了直接的或非功能，补充了已有的COS/MOS门系列，所有输入和输出经过缓冲，改善了输入/输出特性，使得由于负载容量的增加而引起的传输时间的变化降低到最小。1.2.1（1）引脚功能说明AH  数据端    VDD  正电源 J、K、L、M  数据输出端    VSS  地1.2.1（2）特性说明1.高电压型（20伏额定值）；2 .在CL=50pF，VDD=10V时，传播延迟时间为60ns（标准值）；3. 缓冲的输入和输出；4 .标准堆成输出特性；5. 在20V时，100%

4、测试最大静态电流；6 .5V、10V和15V参数额定值；7. 噪声边界（全温度范围）：在VDD=5V时为1V； 在VDD=10V时为2V； 在VDD=15V时为2.5V。1.2.2 电阻和电容的分类及使用在物理学中，电容是容纳和释放电荷的电子元器件。电容的基本工作原理就是充电放电，另外还有整流、振荡以及其它的作用。电阻（Resistance）是用来表示导体对电流阻碍作用的大小。导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。对于不同的导体，其电阻一般不同，电阻是导体本身的一种特性。1.2.2.（1） 电阻的分类和使用1.按其阻值特性可以分为固定电阻、可调电阻和敏感电阻。不能调节的，我们称之为定值

5、电阻或固定电阻,而可以调节的,我们称之为可调电阻。常见的可调电阻是滑动变阻器,例如收音机音量调节的装置是个圆形的滑动变阻器，主要应用于电压分配的,我们称之为电位器。2.按制造材料分为碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻、薄膜电阻等。 （a） （b） （c） （d）（a）碳膜电阻 （b）金属膜电阻 （c）金属氧化膜电阻 （d）绕线电阻图1-（1） 电阻实物图本设计中会用到的电阻类型是五环的金属膜电阻，如图1-（4）（b）所示，其阻值大小是根据色环来确定的。所谓色标法是用不同颜色的色环来表示电阻器的阻值及误差等级。普通电阻一般有4环表示，精密电阻用5环。电阻是四个色环的其中第一、二环分别代表阻值的前两位

6、数，第三环代表10的次幂，第四环代表误差。因四环电阻表示误差的色环只有金色或银色，所以色环中的金色环或银色环一定是第四环。第四环颜色所代表的误差为：金色5%；银色为10%。五环电阻表示误差的色环颜色有银、金、紫、蓝、绿、红、棕。表1-（1） 电阻各颜色数值棕红橙黄绿蓝紫灰白黑12345678901.2.2（2）电容的分类和使用电容因用途不同而种类繁多(%$688#67)心情家园，这里仅介绍本次设计所要用到的两种：种是陶瓷电容(%$688#67)心情家园，外形如圆片状(%$688#67)心情家园，俗称瓷片电容(%$688#67)心情家园，它的容量较小(一般小于1uF)(%$688#67)心情家园

7、，体积也较小；(%$688#67)心情家园。；另一种是电解电容(%$688#67)心情家园，外形如圆柱形(%$688#67)心情家园，它的容量较大(%$688#67)心情家园，一般从几微法到几百、几千微法。电解电容有正负极(%$688#67)心情家园，在电路中电容的正极接高电位、负极接低电位。电容因其两个导电极板之间充满介质(%$688#67)心情家园，所以直流电流是通不过的(%$688#67)心情家园，电阻呈现出无穷大。但在交流电路里(%$688#67)心情家园，两个导电极板交替充异性电荷(%$688#67)心情家园，交流电就以充放电的形式通过了电容。当给电容两端加上直流电压时(%$688#

8、67)心情家园，电容两端电压不能马上建立(%$688#67)心情家园，需要有一充电过程(%$688#67)心情家园，电容越大(%$688#67)心情家园，充电时间越长。这是电容的一个重要特性。(%$688#67)心情家园www.bbsdiy.电容还有一个和充电过程相近的特性(%$688#67)心情家园，即放电特性。如果我们把充满电荷的电容两端通过一定电阻短接(%$688#67)心情家园，开始一瞬间(%$688#67)心情家园，电容两端电压为电源电压(%$688#67)心情家园，这时放电电流最大(%$688#67)心情家园，由于电容两端电压因电荷放电而下降(%$688#67)心情家园，放电电流由

9、大变小直至为0(%$688#67)心情家园，这个过程就是电容的放电过程。总之(%$688#67)心情家园，无论电容的充电还是放电(%$688#67)心情家园，都需要时间。电容数值越大(%$688#67)心情家园，充放电所用的时间就越长。在电子线路中，只有在电容器充电过程中，才有电流流过，充电过程结束后，电容器是不能通过直流电的，在电路中起着“通交流，隔直流”的作用。电容器常被用作耦合、旁路、滤波等，都是利用它“通交流，隔直流”的特性。电容也用来存储和释放电荷以充当滤波器，平滑输出的脉动信号。小容量的电容，通常在高频电路中使用，如收音机、发射机和振荡器中。大容量的电容往往是作滤波和存储电荷用的。

10、而且还有一个特点，一般1F以上的电容多为电解电容，而1F以下的电容多为瓷片电容，电解电容有个铝壳，里面充满了电解质，并引出两个电极，作为正极和负极。与其它电容器不同，它们在电路中的极性不能接错，而其他电容则没有极性。1.4器件清单 第二章 LED循环彩灯2.1 LED循环彩灯简介 本设计是一款采用CD4017计数/脉冲分配器数字集成电路和555时基集成电路的循环彩灯，能调节循环频率，可以用于节假日彩灯、牌匾等处。2.2 芯片及元件介绍2.2.1 NE555时基集成电路及功能介绍555集成芯片是一种将模拟功能与逻辑功能巧妙结合在同一硅片上的组合集成电路。它的设计新颖，构思奇巧，用途广泛，深受电子

11、专业设计人员和电子爱好者的喜爱，人们将其称为伟大的小IC。NE555时基电路封装形式有两种，本次设计中使用的是DIP双列直插8脚封装式，另一种是SOP-8小型（SMD）封装形式。其NE555引脚图及引脚功能如图2-（1）所示： GND：接地 TR：触发输入端 OUT：输出端 RD：置零输入端CO：控制电压输入端 TH：阈值输入端 D：放电端 VCC：电源电压图2-（2） NE555引脚图2.2.1.（1）NE555时基电路工作原理 图2-（3） NE555内部电路结构图555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电容、电阻，就可以实现多谐振荡器的脉冲产生与变换电路。图2-（2）所示为NE555

12、电路结构图。它的内部包括两个电压比较器C1和C2，三个等值串联电阻，一个RS触发器，一个放电管T及功率输出级。C1和C2的参考电压（电压比较的基准）和由经三个电阻分压给出。在控制电压输入端悬空时，。如果外接固定电压，则，。是置零输入端，只要在端（管脚4）加上低电平，输出端（管脚3）便立即被置成低电平而不受其他输入端的影响。正常工作时必须使管脚4处于高电平16。表2-（2） NE555的功能表输 入输 出状态0××低导通12/31/3低导通12/31/3不变不变12/31/3高截止12/31/3高截止555定时器能在很宽的电源电压范围内工作，并可承受较大的负载电流。双极型55

13、5定时器的电源电压范围为516V，最大的负载电流达200。2.2.1.（2）NE555应用我们知道，555电路在应用和工作方式上一般可归纳为3类，每类工作方式又有很多个不同的电路。NE555的应用十分广泛，可用在如下几种电路中：1.单稳态类。其作用主要是定延时、消抖动、分（倍）频、脉冲输出，脉宽调制和速率检测等。2.双稳态类。其主要用于电子开关比较器、锁存器、反相器、方波输出及脉冲整形等电路中。3.无稳态类。其主要作用是脉冲输出、电源变换、音响报警、家电控制、玩具、检测仪器、电控测量和定时器等。在此次设计中利用了NE555的定时功能。NE555用来产生时间脉冲，通过调节滑动变阻器RP，改变节日

14、彩灯变化的频率。2.2.2 CD4017计数器在数字系统中使用最多的时序电路要算是计数器了。计数器是用来累计和寄存输入脉冲个数的时序逻辑部件。在此实验设计电路中我们采用了十进制计数器/分频器CD4017，它是一种用途非常广泛的电路。其内部是由计数器及译码器两部分组成。其中由译码输出实现对脉冲信号的分配，整个输出时序就是00、01、02、09依次出现与时钟同步的高电平，宽度等于时钟周期。2.2.2.（1） CD4017基本原理CD4017具有十个译码输出端Q0Q9和一个进位输出端Q5- 9。每输入10个计数脉冲，Q5- 9就可以得到一个进位输出脉冲，该进位输出脉冲信号可作为下一级的时钟信号。CD

15、4017有CP0、CP1、MR 三个输入端，MR为清零端。MR端加上高电平时，其输出端Q0为高电平，其余输出端Q0Q9均为低电平。CP0和CP1是两个时钟脉冲输入端，当CP1为低电平时，计数器在时钟脉冲的上升沿计数；当CP0为低电平时，计数器则在时钟脉冲的下降沿计数。CD4017最大的优点是有2个时钟输入端，这在级联时比较方便，可以驱动更多的二极管发光。当有连续脉冲输入CD4017时，其对应的输出端依次变为高电平状态。CD4017工作电压一般为3-18V，其管脚图如图2-（3）所示。清零端:15-MR 正电源:16-VDD 时钟输入端:14-CP0 13-CP1 进位脉冲输出:12 接地:8-

16、VSS计数脉冲输出端：3-Q0，2-Q1，4-Q2，7-Q3，10-Q4，1-Q5，5-Q6，6-Q7，9-Q8，11-Q9图2-（4） CD4017引脚图2.2.2.（2）CD4017应用CD4017是4000系列CMOS数字集成电路中应用最广泛的电路之一，其结构简单，造价低廉，性能稳定可靠，使用方便。它与NE555时基集成电路一样，备受广大电子科技工作者和电子爱好者的喜爱。CD4017的典型应用主要有十进制除法电路、1/n计数器、显示电路、时钟电路、音响电路、互锁开关以及闪烁灯电路等17。在应用过程中应特别注意该芯片的极限参数，即：电源电压：-0.5V-18V输入电压：-0.5V-VDD

17、十0.5V输入电流：±10mA贮存温度：-65-1502.3 电路组成和基本工作原理随着人们生活水平的提高，大家的生活环境也在不断的改善和美化。每当节日到来时，人们往往会挂满各式各样的LED小彩灯来庆祝节日。LED灯由于其丰富的灯光色彩，低廉的造价以及控制简单等特点而得到了广泛的应用，用LED彩灯来装饰街道和城市建筑物等已经成为一种时尚。LED节日彩灯已经越来越受到人们的青睐。2.3.1 彩灯电路的组成在本实验设计中，采用了时基集成电路NE555、十进制计数器CD4017、LED发光二极管、电阻以及电容等组成了节日彩灯电路。主要归纳为振荡电路、译码电路与发光电路三部分，如图3-（1）

18、所示。 图3-（1） 彩灯电路方框图上图中振荡电路主要是由NE555定时器、电阻和电容组成，译码电路是由CD4017组成，发光电路是由一定数目的限流电阻和发光二极管组成。2.3.2 彩灯电路制作过程根据老师提供的参考电路，首先大致构思LED节日彩灯模型，通过用Orcad软件仿真试验以及自行计算部分参数选取电路所需的元器件及其它实验用材料。将芯片、限流电阻以及发光二极管插到电路板预先指定好的位置用烙铁焊接固定之后，接下来开始连线。为了使自己做出的彩灯电路整齐、美观，并且能够很容易就查找到每一个线路，因此用导线时要尽量做到横平竖直。通过对数字电子技术课本中定时器内容的进一步学习，并且查找了大量资料

19、我认识到了：NE555芯片的管脚2和管脚6直接连接到一起就可以实现多谐振荡，使得NE555的第3端输出矩形脉冲波，同时送到CD4017的管脚14即可实现循环计数功能。在连线时特别要注意CD4017的每一个输出管脚应该与哪一个LED对应才可以实现彩灯的循环闪光。为了能够使自己的彩灯电路更具有吸引力，我用Orcad软件在原来电路的基础上给每一个发光二极管再串联一个LED，仿真结果表明该想法是可以实现的。在改进过程中我发现理论与实际往往会有一定的差距。在实际电路中将电源电压改为6V后该电路实现了并排循环流动闪光的效果。最后，将电路板四个角用一定长度的螺丝固定，确定器件没有松动的部分，则该彩灯小产品完

20、成。2.3.3 彩灯电路原理本次设计本着简单大方的原则，来完成节日彩灯电子小产品的制作。其彩灯电路主要部分是由2个集成芯片组成：一个是NE555定时器，用来产生二进制变化、且频率可调的方波；另一个是十进制计数器CD4017芯片，它是将二进制转换为十进制的数字译码器，按十进位的原则循环。下面是构成电路的几个部分及其工作原理。2.3.3.（1）电源电路由于此设计中使用的是四节1.5V干电池供电，也就是电源电压为6V。当电源电压低于6V时该电路就不再正常工作，电源电压在6V-18V之间均能工作，但发光二极管的亮度随电源电压的升高而变亮。2.3.3.（2）振荡电路振荡电路是由一块时基集成电路NE555

21、、R1、R2、C1和C2等器件组成的，图3-（2）所示为振荡电路简化图。 图3-（2） 振荡电路其中C1为延迟充电电容，它有充电和放电两个特性，C2为抗干扰隔离电容，R1、R2为延时充电电阻，而R2又为放电电阻。图3-（3）所示为电路的电压波形图。 图3-（3） 电压波形图当给电路通电瞬间，因电容C1两端的电压不能突变，管脚2的电压为低电平，集成芯片NE555的内部触发器被置位，管脚3输出高电平。同时，电源正极通过电阻R1和R2给电容C1充电，电容C1两端的电压由0V逐渐上升，使管脚6和管脚2的电压不断升高，当其电压上升到VCC即电源电压的2/3时，集成芯片NE555的内部触发器管脚2被置位，

22、管脚3的输出电压翻转为低电平。同时NE555内部的放电管导通，即管脚7通过内部的放电管和管脚1相通，C1上储存的电荷通过R2和管脚7放电，使管脚6和管脚2的电压不断下降，当电位降低到VCC的1/3时，NE555的内部触发器被置位。同时NE555内部的放电管截止，管脚7被悬空，电源又通过电阻R1和R2向C1充电， 使管脚6和管脚2的电压不断提高如此周而复始，形成振荡。输出端的高电平维持时间取决于电容C1的充电时间常数，输出端的低电平维持时间取决于电容C1的放电时间常数。根据图3-（3）中的波形求得电容C1的充电时间和放电时间分别为： （3-1） （3-2）本设计中所使用R2是阻值为的滑动变阻器，

23、在调节R2的过程中，由于，故可以认为。通过调节电阻R2可以改变彩灯LED的亮灭交替的时间间隔。综上分析，管脚3始终处于高电平和低电平的二进制变化状态，因此该多谐振荡电路也可以称为无稳态电路。其中，NE555的第3端输出是给CD4017让它实现循环计数功能的。2.3.3.（3）译码电路图3-（4）所示为振荡输出的译码电路。该译码电路是由一块CD4017集成芯片组成。图3-（4） 振荡输出的译码电路该集成芯片有3个输入端，即2个时钟输入端CP0 （管脚14）和CP1（管脚13）与复位端CR（管脚15）。有10个输出端Q0-Q9依次与3、2、4、7、10、1、5、6、9、11等十个管脚对应。还有一个

24、进位输出端Q5-9，其功能是：当复位端MR加上高电平和正脉冲时，输出端Q0为高电平，其余9个输出端均为低电平。时钟输出端CP0对输入时钟脉冲的上升沿计数，CP1则对时钟脉冲的下降沿计数。Q0-Q9这10个输出端的输出状态分别与输入的时钟脉冲个数相对应。如从0开始计数，则当输入第一个时钟脉冲信号时，Q1就变成高电平，输入第2个时钟脉冲时，Q2变成高电平直到输入第10个时钟脉冲，Q0再次变为高电平。同时，进位端Q5-9输出一个进位脉冲，作为下一级计数的时钟信号。MR为复位端，也为清零端。当MR输入高电平时，电路复位，即输出端Q0为高电平，Q1-Q9为低电平。如此反复，只要NE555的3脚送来的二进

25、制信号不消失，CD4017将二进制信号的计数译码工作就会反复进行下去。2.3.3.（4）光源电路光源电路主要由高亮度发光二极管和限流电阻构成，如图3-（5）。 图3-（5） 光源电路上面这个电路图是用Orcad软件仿真的光源电路部分经过简化的最基本的光源电路，在我设计的产品电路中，CD4017的10个输出端Q0-Q9分别驱动并联的多个发光二极管，分别控制这10路灯光。由于此设计中使用的是四节5号干电池供电，也就是电源电压为6V，而发光二极管的压降一般为1.5-2V，如果使用串联电路则必须加功率放大电路来放大输出电压，并且在这种情况下只要有一个管子损坏了就会影响整个电路的正常工作效果。在此设计电

26、路中每一个发光管都需要串联一个限流保护电阻。需要串联的RC限流保护电阻电路如图3-（6）所示：图3-（6） 限流电阻连接电路根据LED的单向导电性，设电源电压为5V，已知一个发光二极管的电压降为2V，允许流过的电流为10mA，那么每个LED所需串联电阻的阻值其计算方法如式3-3： （3-3）2.4器件清单2.5电路图该设计的电路原理图如图3-（7）所示。图3-（7） 电路原理图彩灯电路分析通过对所设计彩灯电路的调试、观察、分析及Orcad软件仿真发现：在开关闭合的一瞬间会有多个LED发光二极管同时点亮，当电路随之稳定后，各个LED开始依次先亮后灭实现彩灯电路的循环。每次闭合开关的一瞬间所点亮的

27、LED灯的数目不同，被点亮的LED灯的位置也不同。同时在开关闭合后调节电路中的滑动变阻器，LED彩灯的循环流动速度会随着阻值的增大而减慢。同时，用Orcad软件仿真发现与发光二极管串联的限流电阻的阻值在该电路中的要求并不是十分严格，这些电阻的阻值可以在一定范围内变化。当接入的限流电阻小于计算所得的理论值时，给它的两管教加上理论值所对应的电压，则发光二极管容易被烧坏。接入的限流电阻越大，则在给定的相同的电源电压情况下，发光二极管的亮度越来越小。因此根据自己计算的理论值与实际连接电路过程中接入的电阻阻值不同时，该电路仍然可以正常工作，但是不能超出一定的极限范围。在调试彩灯电路过程中发现，如果LED

28、同时总是亮的、般是555定时器没有工作(%$688#67)心情家园，所有的LED等于串在6V的电路里(%$688#67)心情家园，如果总有一只LED灯是常亮的(%$688#67)心情家园，一般是555没有振荡(%$688#67)心情家园，则可能是10uF的电解电容接触不良或者是振荡电容数值太小。在此次彩灯电路的设计过程中，由于将两个电容的数值判断错误后焊接到了自己所设计的电路中，这反而造成了该节日彩灯电路最终功能的实现。当自己本着电路的完成一再的检查线路以及各个元器件时发现：两个容抗不同的电容不是按着自己提前参考及仿真得出的电路焊接的，所以将这两个电容又进一步的调换进行调试电路。此时，在保证芯

29、片极限参数的情况下无论给该电路加几伏电压，发光二极管都不随滑动变阻器的调节闪光，而是所有的LED始终都处于常亮状态。当再次把电容容抗变换后外加6V电源调节滑动变阻器，电路又开始恢复正常工作。在设计过程中特别要注意看清每个元器件，有正负极的在接线时要特别注意不要将其接反，焊接过程中为了使自己的焊点美观，应先找一块废弃的电路板和元器件进行练习然后再完成本设计产品的焊接工作。第三章 心得体会本次实习的目的是通过实物制作认识常用电子元件并学会使用，进一步熟悉万用表、电烙铁等电子制作时常用工具的使用方法，学会制作简单的电子实物，培养仔细认真地品质，通过小组队员协作来培养团队意识，学会与人相处、与人合作。

30、在选择电路之前我们以实用性为切入点，寻找一个在生活中较为实用的电路图，经过筛选，最终我们小组选择的课题是触摸式照明电路和LED循环彩灯，这两个制作在日常生活中比较实用，在日常生也可以用到。由于刚刚接触电路的焊接，所以没有经验，以为实际操作会很难，而且刚开始操作时确实经常会难免手忙脚乱，比如使用电烙铁时经常烫到别的地方，点锡时不是多点就是少点，锡常常点不到器件上而点到别的地方等等情况。但是经过了一段时间的练习，我发现经常使用之后，其实也并不难掌握，在焊接完电路之后我基本熟悉了电烙铁的使用和简单电路板的焊接。由于有一个熟悉的过程，焊接出来的电路板美观性较差。另外使用电烙铁使要注意安全，防止烫伤。在焊接之前要先了解整个电路的工作原理再焊接，要结合所学知识，没有学到的知识要查找相关资料和信息。之后再进行焊接，这样在电路不能正常工作时才能找到问题所在。 做事要认真仔细，不要以为差不多就行，比如在这次焊接电路时可能仅仅是多了一点点锡就会使两个引脚