海南大学电子信息系统综合实验报告

1、海南大学电子信息系统综合实验报告实验目的：熟悉电路板的制作过程掌握protel99的使用对一般常用电子器件的识别和测量掌握电烙铁的使用及电路的焊接工艺掌握电路图的分析方法掌握简单电子线路的调试技巧和方法实验设备及器材手电钻，电烙铁，曝光机，斜口钳，感光敷铜板，显影剂氯化铁溶液，焊锡，电子元器件（具体见清单），万用表，示波器。实验内容3.1.1、proteus简介PROTEUS是英国Labcenter electronics公司研发的多功能EDA软件,它具有功能很强的ISIS智能原理图输入系统，有非常友好的人机互动窗口界面；有丰富的操作菜单与工具。在ISIS编辑区中，能方便地完成单片机系统的硬件

2、设计、软件设计、单片机源代码级调试与仿真。PROTEUS有三十多个元器件库，拥有数千种元器件仿真模型；有形象生动的动态器件库、外设库。特别是有从8051系列8位单片机直至ARM7 32位单片机的多种单片机类型库。它们是单片机系统设计与仿真的基础。PROTEUS有多达十余种的信号激励源，十余种虚拟仪器（如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等）；可提供软件调试功能，即具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232动态仿真、I2C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能；还有用来精确测量与分析的PROTEUS高级图表仿真（ASF）。它们构成了单片机系统设计与仿真的

3、完整的虚拟实验室。 PROTEUS还有使用极方便的印刷电路板高级布线编辑软件（PCB）。目前，PROTEUS已成为流行的单片机系统设计与仿真平台，应用于各种领域。首先打开proteus，可以看到空白界面，这就是仿真实验平台。根据要仿真的电路，首先添加所需要的电路元件，点击字母P,弹出元件库对话框，在Keywords框中输入需要的元件名称即可，然后选取想要的型号，也可以在仿真平台通过修改元件参数达到自己想要的元件参数，点击右下角的确定，就完成一个元件的选取了。 元件添加完成后就可以在平台放置所选元件，连接电路。连接完成后点击左下角的运行即可查看电路运行状况。如果有错误，要返回重新修改电路，直到电

4、路可以稳定运行即可。 （1）新建设计文档。在进入原理图设计之前，首先要构思好原理图，即必须知道所设计的项目需要哪些电路来完成，用何种模板：然后在Proteus ISIS 编辑环境中画出电路原理图。 （2）设置工作环境。根据实际电路的复杂程度来设置图纸的大小等。在电路图设计的整个过程中，图纸的大小可以不断地调整。设置合适的图纸大小是完成原理图设计的第一步。（选择【System】【Set Keyboard Mapping】菜单项，打开键盘快捷方式设置对话框。) （3）放置元器件。首先从添加元器件对话框中选取需要添加的元器件，将其布置到图纸的合适位置，并对原件的名称及标注进行设定；再根据元器件之间的

5、走线等联系对元器件在工作平面上的位置进行调整和修改，使得原理图美观、易懂。(Proteus ISIS的库元件是按类存放的，类子类元件) （4）对原理图进行布线。根据实际电路的需要，利用Proteus ISIS 编辑环境所提供的各种工具和命令进行布线，将工作平面上的元件用导线连接起来，构成一幅完整的电路原理图。 （5）建立网络表。在完成上述步骤之后，可以看到一张完整的电路图，但要完成印制版电路的设计，还需要生成一个网络表文件。网络表示印制版电路与电路原理图之间的纽带。 （6）原理图的电气规则检查。当完成原理图布线后，利用Proteus ISIS 编辑环境所提供的电气规则检查命令对设计进行检查，并

6、根据系统提示的错误检查报告修改原理图。 （7）调整。如果原理图已通过电气规则检查，那么原理图的设计就完成了。但对于一般电路设计而言，尤其是较大的项目，通常需要对电路进行多次修改才能通过电气规则检查。 （8）存盘和输出报表。Proteus ISIS 提供了多种报表输出格式，同时可以对设计好的原理图和报表进行存盘和输出打印。 原理图如下：1快捷键的操作： enter选取或启动 esc放弃或取消 f1启动在线帮助窗口 tab启动浮动图件的属性窗口 pgup放大窗口显示比例 pgdn缩小窗口显示比例 end刷新屏幕 del删除点取的元件（1个） ctrl+del删除选取的元件（2个或2个以上） x将浮

7、动图件左右翻转 y将浮动图件上下翻转 space将浮动图件旋转90度 x+a取消所有被选取图件的选取状态 alt+backspace恢复前一次的操作 ctrl+backspace取消前一次的恢复 alt+f4关闭protel spacebar绘制导线，直线或总线时，改变走线模式 v+d缩放视图，以显示整张电路图 v+f缩放视图，以显示所有电路部件 home以光标位置为中心，刷新屏幕 esc终止当前正在进行的操作，返回待命状态 backspace放置导线或多边形时，删除最末一个顶点 delete放置导线或多边形时，删除最末一个顶点 ctrl+tab在打开的各个设计文件文档之间切换 alt+tab

8、在打开的各个应用程序之间切换otel的PCB图绘制 (1)绘制原理图。这是先期工作。 (2)规划电路板和设置参数。电路板的大小，采用几层电板。（设置电板层数选择【system】【set layer usage】菜单项进行设置）（设置层的颜色是【set colors】）(板的大小是在ARES窗口左侧的工具箱中选择“2d graphics box mode”进行尺寸修改) (3)装入网络表及元件封装。打开元件属性对话框，单击【PCB package】后面的“？”按钮，打开封装选择对话框进行选择。然后单击【netlist transfer to ARES】进入ARES。 (4)元件的布局。规划好电路

9、板后就可以给元件布局。 (5)布线。可以自动布线和手动布线。自动布线可以选择【tools】【auto router】。 (6)手动调整。自动布线以后有很多错误，要手打调整。 (7)文件保存及输出。在自动布线的时候，有时会出现问题，那可能是在规划电路板时，为设置好。右键边框，单击【change layer】【board edge】就可以了。 PCB图如下图： 3D效果图如下图：热转印法原理 热转印法是小批量快速制作印刷电路板的一种方法。它利用了 激光打印机墨粉的防腐蚀特性，具有制板快速（20分钟）,精度较高，成本低廉等特点，但由于涂阻焊剂和过孔金属化等工艺的限制，这种 方法还不能方便的制作任意布

10、线双面板，只能制作单面板和所谓的 “准双面板”。这种方法的实现，需要准备以下设备和原材料：一台 电脑一台激光打印机，热转印纸，金属壳电熨斗一把，敷铜电路板， 腐蚀的容器和药品,钻孔用的钻机和钻头，当然还有锯板，磨边等一 系列机械工具。 （1）. 锯板 锯板：将感光板按照实际需要进行分块，然后用锯条沿边线锯下。（注意锯的时候不要弄破感光纸，否则曝光效果不好，还有可能导致整块板都作废。）（2）. 磨边把锯出的电路板的不整齐的边用打磨机打磨平整,使感光板的四周都平整,并清洗干净。 (3) 曝光：将曝光板放入曝光机中，将硫酸纸盖在板上面，按照曝光机的操作流程进行。（在曝光过程中一定要在黑暗的环境中进行

11、） (4) 显影：首先配制一定浓度的显影剂，然后将曝光好的板浸入到显影剂中，直到曝光纸完全去除。(5) 腐蚀把电路板放到腐蚀液FeCl3溶液中，边腐蚀边观察，直到铜层完全被腐蚀,等到等腐蚀完之后,用清水冲干净之后,擦干。(6) 钻孔用打孔机在电路板上要打孔的地方打上小孔，注意不要损坏钻头。1.电阻的识别 （1）色环电阻读数方法（色标法）:带有四个色环的其中第一、二环分别代表阻值的前两位 数；第三环代表倍率；第四环代表误差。快速识别的关键在于根据第三环的颜色把阻值确定在某一数量级范围内，例如是几点几K、还是几十几K的，再将前两环读出的数代进去，这样就可很快读出数来。 色环法要点：每种颜色所代表的

12、数为：棕1，红2，橙3，黄4，绿5，6，紫7，灰8，白9，黑0。金色：几点几 黑色：几十几 棕色：几百几十 红色：几点几 k 橙色：几十几 k 黄色：几百几十 k 绿色：几点几 M 蓝色：几十几 M 从数量级来看，在体上可把它们划分为三个大的等级，即：金、黑、 棕色是欧姆级的；红橙、黄色是千欧级的；绿、蓝色则是兆欧级的。当第二环是黑色时，第三环颜色所代表的则是整数，即几，几十，几百 k等，这是读数时的特殊情况，要注意。例如第三环是红色，则其阻值即是整几k的。 记住第四环颜色所代表的误差，即：金色为5；银色为10；无色为20。贴片电阻的读法，以R表示小数点。直标法简单明了。但直标法在电阻上占的位

13、置比较多，所以体积小的贴片电阻只能用3位数字表示。2位数字后面加一字母表示法:这种方法前面两位数字表示电阻值的有效数值, 后面的字母表示有效数值后面应乘以10的多少次方,单位.其标识意义.如:02C为102,27E为187 3位数字表示法:这种表示方法前两位数字代表电阻值的有效数字,第3位数字表示在有效数字后面应添加”0”，在代码中用R表示电阻小数点的位置，这种表示法通常用有阻值误差为5%电阻系列中.比如:330表 示33,而不是330;221表示220;683表示68000即68k;105表示1M;6R2表示602。时,代码中仍用R表示电阻值小数 点的位置,这种表示方法通用用有阻值误差为1%

14、精密电阻系列中.比如:0100表示10而不是100;1000表示100而不是1000;4992表示49900,;1473表示147000即147k.2.数字万用表测三极管的管脚 用数字万用表的二极管档位测量三极管的类型和基极b 判断时可将三极管看成是一个背靠背的PN结，按照判断二极管的方法，可以判断出其中一极为公共正极或公共负极，此极即为基极b。对NPN型管，基极是公共正极；对PNP型管则是公共负极。因此，判断出基极是公共正极还是公共负极，即可知道被测三极管是NPN或PNP型三极管。 发射极e和集电极c的判断：利用万用表测量（HFE）值的档位，判断发射极e和集电极c。将档位旋至MFE基极插入所

15、对应类型的孔中，把其于管脚分别插入c、e孔观察数据，再将c、e孔中的管脚对调再看数据，数值大的说明管脚插对了。 手工焊接五步法（1） 准备施焊准备好焊锡丝和烙铁。此时特别强调的施烙铁头部要保持干净，即可以沾上焊锡（俗称吃锡）。 （2） 加热焊件将烙铁接触焊接点，注意首先要保持烙铁加热焊件各部分，例如印制板上引线和焊盘都使之受热，其次要注意让烙铁头的扁平部分（较大部分）接触热容量较大的焊件，烙铁头的侧面或边缘部分接触热容量较小的焊件，以保持焊件均匀受热。 （3） 熔化焊料当焊件加热到能熔化焊料的温度后将焊丝置于焊点，焊料开始熔化并润湿焊点。 （4） 移开焊锡当熔化一定量的焊锡后将焊锡丝移开。 （

16、5） 移开烙铁当焊锡完全润湿焊点后移开烙铁，注意移开烙铁的方向应该是大致45的方向。 按照元件位置安装并焊接元件，注意元件高度及焊接工艺，尽量做到电路板美观完善。 将万用表开关调至处，测试每一条电路，如果听到响声则证明导线是导通的，如果没有听到响声则说明线路断路。这时要检查有问题的地方是否虚焊，并重新焊接。3.4阐述电路原理 当电源一接通，三只三极管就要争先导通，但由于三极管自身的差异，最先只有一只管子导通。假如Q1最先导通，那么Q1集电极电压下降，使电容C1的左端接近零电压，由于电容器两端的电压不能突变，所以Q2基极也被拉到近似零电压，使Q2截止。因为Q2集电极为高电压，那么接在它上面的发光

17、二极管就亮了。此刻Q2集电极上的高电压通过电容器C2使Q3基极电压升高，三极管Q3也将迅速导通。因此，只有接在Q2集电极上的发光二极管亮，而其余两只发光二极管不亮。随着电源通过电阻R3对C1的充电，使三极管Q2基极电压逐渐升高，当超过0.6伏时，Q2由截止状态变为导通状态，集电极电压下降，发光二极管熄灭。此时三极管VT2集电极电压的下降通过电容器C2的作用使三极管Q3的基极电压也下跳, Q3由导通变为截止。接在VT3集电极上的发光二极管就亮了。如此循环，电路中三只三极管轮流截止，三只发光二极管就不停地循环发光。闪光的速度取决于图中三只电容的大小。实验结果图： 我们刚刚学完Proteus教程这门课。从中我学到了很多知识。我们几乎天天都在读书，到现在我已经上了10多年的学。到现在我才发现实践的乐趣，我们从上这门课开始自己就在做着自己的小工程，每