电工电子实习报告

1、武汉理工大学电工电子实习报告书摘要31安全常识41.1安全电压41.2安全电流41.3人体电阻42工焊接工艺42.1电烙铁以及焊锡丝图片43焊接方法53.1焊接原理53.2焊接条件53.3焊点要求54焊接以及拆除65元件的测量65.1电阻及检测65.2电容及检测75.3电感类及检测85.4二极管及检测95.5三极管及检测105.6稳压管及检测116555声光报警器的制作126.1原理图126.2方框图126.3原理分析126.4手工布线设计图：137. 流水彩灯音乐盒的制作1571产品及原理图1572方框图187.3原理分析187.4音乐播放197.5电路制作197.6手工布线设计图208.P

2、CB的计算机辅助设计208.1PROTEL 概述208.1.1PROTEL99SE的组成208.1.2 PROTEL99SE的功能特性218.2电路原理图绘制218.2.1Documents建立以及原件查找228.2.2绘制简单电路图过程228.2.3建立库文件238.2.4添加元件238.2.5编辑元件248.2.6连接线路258.2.7保存文件258.3原理图的检测及保存258.4印制版电路设计268.4.1印制电路板基础268.4.2PCB设计279三相异步电动机3191产品及原理图319.2方框图329.3原理分析329.3.1闸刀开关控制线路329.3.2单项点动与自锁控制电路339

3、.3.3接触器正反互锁控制电路339.4手工布线设计图34总结35摘要电工电子实践是我们电气类专业的学生的必修课程，在这次的电工电子实践我们主要的任务是焊接电路板，成品包括声光报警器、流水彩灯音乐盒，高压方面的任务则是接线使得电机能按要求正常工作。其中，焊接电路方面，主要用到的是555、4017芯片、蜂鸣器、三极管9012、三极管8550以及电容电阻二极管等。关键词：555、4017芯片 三极管电工实习内容1安全常识1.1安全电压从安全角度来看，确定对人的安全条件，不用安全电流而用安全电压。我国确定的安全电压范围是36、24、12V。一般36V以下电压不会造成人员伤亡，故称36V为安全电压。1

4、.2安全电流（1）通过人体的电流大小根据科学经验和事故分析得出不同数值的电流对人体危害的特征，确定额外50-60Hz的交流电10mA和直流50mA为人体安全电流。（2）电流通过人体的持续时间在心脏搏动周期中，有约0.1s的特定相位对电流最敏感，通电时间越长，引起心室颤动的可能性也越大，对人体的伤害越大。（3）电流经过的途径最危险，单相触电；较危险，两相触电；危险性较小，跨步电压触电。1.3人体电阻通过人体的电流决定于触电时的电压和电阻,一个正常人的电阻一般在8001000左右。2工焊接工艺2.1电烙铁以及焊锡丝图片 电烙铁 焊锡丝图11）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

5、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，使用前要将烙铁头上的镀铬层锉掉并涂上锡。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23焊接方法3.1焊接原理（1）浸润过程，熔融的焊料在被焊金属表面浸润个过程，焊料必须在被焊件表面充分铺开。（2）焊料在金属表面的扩散过程。（3）合金层的形成。当焊料开始形成，焊料在母材金属表面上形成合金层。3.2焊接条件（1）被焊件必须具有可焊性。（2）适当的焊接温度。（3）合适的焊接时间。3.3焊

6、点要求（1）焊点应该接触良好，保证被焊件能稳定可靠的通过一定电流。（2）焊点要有足够的机械强度以保证被焊件不致脱落。（3）焊点表面应美观，有光泽。图3插元件焊接一般是五步法：1）准备焊接；2）加热焊件；3）溶化焊料；4）移开焊锡丝；5）移开烙铁头。图44焊接以及拆除一边用电烙铁加热，一边用镊子往下轻拿下元件。5元件的测量5.1电阻及检测电阻，因为物质对电流产生的阻碍作用，所以称其该作用下的电阻物质。电阻将会导致电子流通量的变化，电阻越小，电子流通量越大，反之亦然。图5电阻的标识方法，色环电阻：色环电阻，电阻表面涂上一定颜色的色环，来代表这个电阻的阻值。具体读法可参考下列标识：黑，棕，红，橙，黄

7、，绿，蓝，紫，灰，白 0， 1， 2， 3， 4， 5， 6， 7， 8， 9 倒数第二环，表示零的个数，最后一位，表示误差。金色5%；银色10%。四色环电阻： 第一色环是十位数，第二色环是个位数， 第三色环是应乘颜色次幂颜色次，第四色环是误差率 例子：棕 红 红 金其阻值为12×102=1.2K 误差为±5%检测：（1）先将万用表放置合适的欧姆档；（2）红黑表笔短接调零；（3）两表笔分别接被测电阻两端；（4）电位器测量要先用万用表最大档测量，然后在测量中心滑动端和电位器一固定端的电阻值。5.2电容及检测电容（或电容量， Capacitance）指的是在给定电位差下的电荷储

8、藏量；记为C，国际单位是法拉（F）。一般来说，电荷在电场中会受力而移动，当导体之间有了介质，则阻碍了电荷移动而使得电荷累积在导体上；造成电荷的累积储存，最常见的例子就是两片平行金属板。图6检测：（1）测量电容漏电电流。将万用表置于R×1k档，用表笔对电容的两极短接放电后，正反对电容充电，表笔摆动然后退回，电容正常，否则电容已坏。（2）非电解电容测量。万用表置于R×10k档，正反两次对电容进行充电，第二次摆动幅度比第一次大，而后复原，说明电容是好的。（3）可变电容的检查。用红黑表笔分别接电容的动片和定片，旋转轴柄若电表指针不动，说明动、定片间无短路。5.3电感类及检测电感：当

9、线圈通过电流后，在线圈中形成磁场感应，感应磁场又会产生感应电流来抵制通过线圈中的电流。我们把这种电流与线圈的相互作用关系称其为电的感抗，也就是电感，单位是“亨利”（H）。 图7电感器的主要作用是对交流信号进行隔离、滤波或与电容器、电阻器等组成谐振电路电感器的图形符号如下：图8检测：初级内阻、次级内阻、初次级间不能短路。初级和次级不能和屏蔽外壳连通。5.4二极管及检测二极管又称晶体二极管,简称二极管(diode)，另外，还有早期的真空电子二极管；它是一种具有单向传导电流的电子器件。图9根据性能可分为几类：1、检波用二极管；2、整流用二极管； 内部结构3、限幅用二极管；4、调制用二极管；5、混频用

10、二极管；6、放大用二极管；7、开关用二极管；8、变容二极管；9、频率倍增用二极管；10、稳压二极管；11、PIN型二极管（PIN Diode）；12、 雪崩二极管(Avalanche Diode)；13、江崎二极管（Tunnel Diode）；14、快速关断（阶跃恢复）二极管(Step Recovary Diode)；15、肖特基二极管 （Schottky Barrier Diode）；16、阻尼二极管；17、瞬变电压抑制二极管；18、双基极二极管（单结晶体管）；19、发光二极管；20.、硅功率开关二极管。检测：万用表选R×1k档，将两表笔接在被测二极管的两端，正向电阻为100-几千

11、欧，方向电阻为几十千欧-几百千欧，则正常。而我们主要检测的是发光二极管，即只要给二极管两端加上合适电压，二极管正常发光就行。（ps：本次老师有做好的检测板，将二极管插上去，正常发光，说明二极管可用。检测两端电压，在2.5V之间。5.5三极管及检测半导体三极管又称“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。图10检测：将万用表调到电阻R×1k档，调零后分别测be

12、、bc间的正反向电阻，判别好坏。5.6稳压管及检测三端稳压管是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件。稳压管在反向击穿时，在一定的电流范围内（或者说在一定功率损耗范围内），端电压几乎不变，表现出稳压特性，因而广泛应用于稳压电源与限幅电路之中。图116555声光报警器的制作6.1原理图图136.2方框图绘制原理图焊接元器件 测各引脚导通情况通电检测图146.3原理分析图14电路中开关闭合，发光二级管LED3亮；555的2和6脚为低电平0，输出端3脚为高电平1，LED1亮，三极管VT1导通，蜂鸣器J1告警，三极管VT2截止，LED2灭，7脚为高阻态；随着时间的增长，电容C1通过电阻R

13、1，R2充电，2和6脚电位升高，最终达到高电平1,3脚输出低电平0，LED1灭，三极管VT1截止，蜂鸣器J1告警停止，三极管VT2导通，LED2亮，7脚为低阻态，通过电源负开始放电，致使2和6脚电位降低，循环往复，电路又开始报警。其中电路的定时时间为：T=(R1+2R2)C1。（元件清单见附录一、二、三）6.4手工布线设计图：图15装配器件：二极管、电阻、NE555座、瓷片电容、三极管、LED灯、蜂鸣器、电解电容、稳压片、变压器。分析：555的管脚及功能：1脚：电源负 2脚：触发器 3脚：输出端 4脚：复位端 5脚：控制端 6脚：伐值端7脚：放电端 8脚：电源正电压测量：1）电源电压：6.14

14、V 1脚：0.01V 4/8脚：6.07V 3脚：低电平时：0.04V，高电平时：4.73V （测量过程没插芯片） 2）三极管基极、发射极、集电极的电压测量 VT1 9013：Vb：0/5.7V Ve：0 Vc：0/5.7V VT2 8550: Vb: 0/4.7V Ve:0.7/4.7V Vc:0V 3) 现象以及参数分析： 蜂鸣器响时，VT1导通，LED1灯亮，VT1 9013各极电压：Vb：0.7V Ve：0V Vc：5.7V VT2 8550各极电压：Vb：4.7V Ve:4.7V Vc:0V 蜂鸣器不响时，VT2导通，LED2灯亮， VT1 9013各极电压：Vb：5.7V Ve：0

15、V Vc：0V VT2 8550各极电压：Vb：0V Ve：0.7V Vc：0V LED3灯常亮，因为它是电源指示灯7. 流水彩灯音乐盒的制作71产品及原理图产品如下图：图16图17图1872方框图 NE555定时器 CD4017十进制计数器 LED灯组 图197.3原理分析如图25所示的CD4017是十进制计数/分频器。CD4017有10个输出端（O0O9），3个功能端（MR、CP0和CP1），如右图26所示。MR为清零端，当在MR端上加高电平或正脉冲时其输出O0为高电平，其余输出端（O0O9）均为低电平。CP0和CP1是2个时钟输入端，若要用上升沿来计数，则信号有CP0端输入；若要用下降沿

16、来计数，则信号由CP1端输入。设置2个时钟输入端，级联时比较方便，可驱动更多二极管发光。（元件清单见附录五）图20CD4017输出高电平的顺序分别是、脚，各种发光方式可按自己需要进行具体的组合，若要改变彩灯的闪光速度，可改变电容电位器R6的大小。7.4音乐播放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的音乐频率烧写在内部，需要加上如图27所示的元件，即可驱动扬声器发响。图217.5电路制作(1)绘制流水灯音乐盒清理元件清单；绘制实物原理图；绘制实物装配图；绘制以铜皮面为主的连线、装配工艺图，绘制时按功能来完成布局。（2）电路安装工艺要求严格按接线工艺图进行电路安装；分步完成，先

17、安装555振荡回路，测试输出信号正常；再安装CD4017的计数电路；最后完成LED电路；元件布置必须美观、整洁、合理；所有焊点光亮、圆润；连接导线应横平竖直，连接正确，尽量不交叉；走线美观、简洁。7.6手工布线设计图装配次序：电阻，4017、555芯片座，瓷片电容、排针、音乐芯片。8.PCB的计算机辅助设计8.1PROTEL 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-

18、地层和16个机加工层。8.1.1PROTEL99SE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SC

19、H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

20、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

21、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。8.1.2 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。8.2电路原理图绘制8.2.1Documents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。图22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

22、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）。8.2.2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”

23、）、 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。8.2.3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Schemat

24、ic Document建立一个新的原理图文档（如图29）图238.2.4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

25、像，按Tab键可打开编辑元件对话框。8.2.5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

26、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。8.2.6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

27、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。8.2.7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。8.3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

28、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。图258.4印制版电路设计8.4.1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PCB板上生成网络表和加载网络表，必须保证生成的网络表没有任何错误，其所有的元器件都能够加载在PCB板中。图26（3）元器件手工布局由于一般元器件自动布局都不很规则，甚至

29、有的相互重叠，因此必须手动调整元器件的布局。8.4.2PCB设计电路设计的最终目的是为了设计出电子产品，而电子产品的物理结构是通过印刷电路板来实现的。Protel 99SE为设计者提供了一个完整的电路板设计环境，使电路设计更加方便有效。应用Protel 99SE设计印刷电路板过程如下：(1)启动印刷电路板设计服务器执行菜单File/New命令，从框中选择PCB设计服务器（PCB Document）图标，双击该图标，建立PCB设计文档。双击文档图标，进入PCB设计服务器界面。(2)规划电路板根据要设计的电路确定电路板的尺寸。选取Keep Out Layer复选框，执行菜单命令Place/Keep

30、out/Track，绘制电路板的边框。执行菜单Design/Options，在“Signal Lager”中选择Bottom Lager，把电路板定义为单面板。(3)设置参数参数设置是电路板设计的非常重要的步骤，执行菜单命令Design/Rules，左键单击Routing按钮，根据设计要求，在规则类（Rules Classes）中设置参数。选择Routing Layer，对布线工作层进行设置：左键单击Properties，在“布线工作层面设置”对话框的“Pule Attributes”选项中设置Tod Layer为“Not Used”、设置 Bottom Layer为“Any”。选择Width

31、 Constraint，对地线线宽、电源线宽进行设置。(4)装入元件封装库执行菜单命令Design/Add/Remove Library，在“添加/删除元件库” 对话框中选取所有元件所对应的元件封装库，例如：PCB Footprint，Transistor，General IC，International Rectifiers等。(5)装入网络表执行菜单Design/Load Nets命令，然后在弹出的窗口中单击Browse按钮，再在弹出的窗口中选择电路原理图设计生成的网络表文件（扩展名为Net），如果没有错误，单击Execute。若出现错误提示，必须更改错误。图27(6)元器件布局Prote

32、l 99SE既可以进行自动布局也可以进行手工布局，执行菜单命令Tools/Auto Placement/Auto Placer可以自动布局。布局是布线关键性的一步，为了使布局更加合理，多数设计者都采用手工布局方式。 (7)自动布线Protel 99SE采用世界最先进的无网格、基于形状的对角线自动布线技术。执行菜单命令Auto Routing/All，并在弹出的窗口中单击Route all按钮，程序即对印刷电路板进行自动布线。只要设置有关参数，元件布局合理，自动布线的成功率几乎是100%。图28图29连接好的图形如下：图309三相异步电动机91产品及原理图产品图：图31原理图如下：图329.2方

33、框图读原理图 填写排线表 按排线表接线 检测各线线导通 拆线 通电检测图339.3原理分析9.3.1闸刀开关控制线路闸刀开关可以控制功率在7.5kW以下的电动机，由于闸刀开关装有熔断器，不但能起到开关作用，也能对电动机进行一定的短路保护作用。接线如图34：图349.3.2单项点动与自锁控制电路用按钮操作、接触器对电动机进行启动和停止控制的电路如图20所示，不接KM的常开辅助触点就是点动，在SB2下并联KM的常开触点，就是自锁。原理：启动：按下按钮SB2 接触器KM得电吸合 电动机M启动停止：按下按钮SB1 接触器KM失电释放 电动机M停止图359.3.3接触器正反互锁控制电路接触器的互锁控制电路如图21所示，该电路能有效防止因接触器故障而造成的电源短路事故，因而应用广泛。原理：正转控制： KM1常闭自锁触点闭合按下SB2 KM1线圈得电衔铁吸合1） KM1主触点闭合 电动机M正传2）KM1常闭触点断开实现互锁3）KM1常闭自锁触点断开按下SB1 KM1线圈失电衔铁释放 1） KM1主触点断开 电动机M停止2）KM1常闭触点恢复闭合反转控