电子工艺实习报告书.docx
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电子工艺实习报告书
电子工艺实习报告
题目：
门锁限时防盗报警器
院系：
机械工程学院
班级：
载运08-01班
姓名：
李成平
学号：
指导老师：
董亮
日期：
2010-07-30
第一章AltiumDesigner的学习与使用…………………………2
第一节原理图…………………………………………………………2
第二节PCB图…………………………………………………………3
第三节问题及解决方法………………………………………………5
第二章电子电路制作实习………………………………………………7
第一节元器件…………………………………………………………7
第二节焊接技术…………………………………………………………7
第三节电子电路原理、整机组装和调试………………………………8
第3章实习体会、不足及感谢………………………………………10
参考资料………………………………………………………………………11
附录……………………………………………………………………………12
第一章AltiumDesigner的学习与使用
运行软件，我用的是AD09版，首先新建一个PCB工程，然后保存工程，我存为autoalarm。
然后在此工程下新建一个原理图，一个原理图库，一个PCB图，一个PCB元件库。
分别保存，可以开始操作，并完成若干步骤后保存，防止因死机导致数据丢失。
以下均以我的报警电路来说明。
第一节原理图
一、原理图设计
接前面步骤，在autoalarm工程下的原理图，屏幕主要的原理图图纸上，先安放各个元件，如555计数器，电容，电阻，开关，电源等。
常见的元件可以从快捷栏中直接选出元件安放，部分元件需要从软件自带的库中找出，如555计数器。
而有些元件，软件的自带的库中没有就需要自己创建，详见原理图库元件的设计部分。
安放好元件后，就要开始布设导线，网络标签等，其中可能需要编辑各个元件的管脚信息，一般可以选择passive。
完成布线后，需要检查原理图是否正确，软件自带检查工具，运行compileauto可以检测电路的正确与否，如果错误，依照提示信息加以改正。
调出显示信息的选项在view—workplacepanel—system—message，将message前的钩打上，便可以看到提示信息。
二、原理图元件库
对于软件自带库中没有的元件，就需要自行设计该元件的原理图。
在原理图库文件中，新建一个元件，在图板中绘制其外轮廓，然后安放各个管脚，每个管脚可以选择其标签和序号，以及管脚属性。
第二节PCB图
1、PCB元件的设计
在完成原理图之后，就可以执行PCB设计了，有多种方法可以实现从原理图到PCB图，我才用的是先新建PCB图，然后再导入原理图的方法。
在软件提示下，导入成功便可以开始PCB的设计了。
前提是所有元件均已经封装完毕，而且原理图没有错误。
首先是在PCB板上安放好元件，可以采用手工布局，也可以用自动布局（不推荐），布局完成后，在keepoutlayer上画上电气绝缘线（PCB图中的紫线，注意需要形成闭合曲线图中的圆圈表示曲线已经闭合），可以开始自动布线。
自动布线需要设计布线规则，对于地线和电源线需要拓宽电线宽度：
VCC的推荐宽度为20，最大宽度为25。
GND的推荐宽度为15，最大宽度为20。
完成布线后，需要检查布线是否符合设计的电气规则，如果有错误，需要按照提示修正，可能需要改正元件布局，或者是修改电气连接规则。
如果布线符合规则，接下来是在tools里面选择teardrop工作补泪滴。
最后是覆铜，分别在底层和表层上面覆铜，其中要注意需要去除死铜，同时覆铜层需要接地。
我的实验中没有地线，同时按照打印需要，未覆铜。
二、PCB元件库元件设计
与原理图元件库相似，PCB元件库设计的是某元件的封装。
元件可能各不相同，但是封装还是很相似的。
PCB元件库有多种生成方法，可以通过向导程序创建，也可以通过手工绘制。
但是在绘制过程中，需要特别注意焊盘的类型，究竟是在哪个层上。
比如元件的外框就是在topoverlawyer层上。
每层都颜色不一样，可以做出区分。
由于我的自动报警器中的元件软件均自带原理图与封装图我没有再制作原理图库与PCB图库，但是上课时候学习到有关原理图库和PCB图库的知识还是有着巨大的潜在价值的。
第三节问题及解决方法
1）管脚属性问题。
元件管脚带有特殊标号，如圆形，三角形，或者指向内部和指向外部的符号。
在编辑管脚属性时候，有2种方法可以实现这种特殊符号。
可以在编辑管脚属性时候选择in，out，等等，也可以在管脚属性中选择管脚的symbol，可以选择dot，等等，同样可以让管脚看起来是一样的。
这两种方法的应该采用第一种，因为这些符号表征着管脚的特殊意义，比如输入，输出，低电平有效等等，这些应该在管脚的属性里面反应出来，而不是仅仅是管脚的一个symbol，作为一个符号看看而已。
2）错误修正问题。
在PCB图中，检查电气连接规则中如果检查出错误，应该修改什么可以修改元件的属性，也可以修改电气连接规则，应该修改哪个
应该修改电气规则，因为在实际中，元件的封装常常是一定的，难以修改的，而在一定合理范围内，电气连接规矩确实可以变动的，故应该修改电气连接规则。
3）软件的报错。
我打开已经保存的原理图，compile，结果却是满屏幕的错误，试过几次之后依然如此，后来发现错误的原因是没有将原理图添加到某工程文件中，所以出现了所有元件的管脚“hasnodriver”的error。
后来只需schematic原理图添加到autoalarm工程，再编译就不会出现那些error了。
4）焊盘放置问题
比如对这个元件的封装可以将焊盘置于元件之外，也可以放在里面。
究竟如何放置比较好
如果仅仅是从节省空间来看，显然焊盘放在里面要好些，但是得注意到另外一点，元件覆盖着焊盘，怎么焊接呢然后布线的时候也会复杂很多，往往得不偿失。
所以焊盘放在里面和外面从理论上说都是可以的，但是在现实中，一般都是放在外面的。
第2章电子电路制作实习
第1节元器件
元器件包括555计时器，各种信号的电阻和电容，电位器，扬声器，三极管。
在本次实习中，主要元件的作用如下：
555计时器：
用于生成震荡电路和生成控制信号。
三极管：
控制信号导通和放大信号。
电容：
隔断直流电和通过充电来形成报警信号。
电位器：
通过调节阻值来控制报警时间。
各种元件的参数大都可以从元件自身的标志读出，如电阻是五色环，电解电容是直接标称，普通电容上也注明的电容值，扬声器的功率和阻值均注明在标签上。
只有三极管需要用万用表测量放大倍数。
第2节焊接技术
焊接是一门技术含量很高的连接方法，而且广泛用于现代工业中。
本次实习，主要学习的都是钎焊，焊剂是铅锡合金。
a）电烙铁的使用
我采用的握笔式。
焊接前先检查电烙铁是否需要用锉刀重新锉一次，使得截面成45度倾角，并重新上锡。
焊接时注意安全，每焊几次就可以用湿布把烙铁头上多余的锡抹掉，便可以再次焊接。
b）手工焊接技术
元件布局：
可以采用立式或者卧室，我的电路中元件不是很多，故采用了卧式布局。
焊接的具体步骤（五步法）：
准备施焊
加热焊件
送入焊锡丝
移开焊锡丝
移开电烙铁。
全过程时间不宜过长，2-4s便可。
特殊元件的焊接的注意事项：
对于有底座的芯片555计时器，不能把芯片插入底座中焊接，很可能会烧坏芯片，应该先焊接底座，后插入芯片。
对于耐热性不是很好的芯片，如三极管，应该严格控制焊接时间，避免烧坏元件。
对于扬声器，焊接是避免与其内部线圈的铜丝引脚焊接在一起，防止将其铜丝焊断。
c）焊点的质量检测方法
焊点质量问题主要体现在虚焊漏焊假焊。
测试方法：
用万用表，置于电阻下量程，测量引线和覆铜片之间的电阻，如果阻值过大，就很可能是假焊，如果阻值不稳定，就很可能是虚焊。
至于漏焊，重新检查电路。
第三节电子电路原理、整机组装和调试
a）电子电路原理
IC1和RP1，C1，C2等组成触摸式触发器，与2脚相连的金属片M与门锁金属部分相连，有人开锁时候，人体感应信号将IC1置位，V1饱和导通，V2截止。
C4通过R4充电。
C4，R4，IC2组成单稳态定时电路，当C4开始充电至555的2脚的电位为VCC/3时，IC2置位，三极管V3导通，导致IC3开始震荡。
IC3和R7，R8，C6组成一个可控音频震荡器，其震荡与否受控与4管脚的电位的高低。
b）元器件安装的技术要求
采用卧式布局，导线横平竖直，不交叉，不倾斜，导电的外包层需要保留。
不同的部分用不同颜色的导线加以区分，电源线用红色，地线用黑色，同一个芯片的驱动信号线用同一种颜色的导线。
c）调试的定义、目的、内容、故障产生的原因、查找及排除方法与调试结果分析
调试，即对已经焊接完成的电路板施加与设计要求的同样的条件，检测其是否可以实现原设计目的。
如果不可以，就需要通过各种方法查找原因，直到可以实现设计目的。
故障的原因主要分为3类：
外部故障，表现为电性失效；人为故障，产生的原因一般为接线错误、焊接错误等；内部故障，主要原因是内部元件的损坏。
排除故障方法：
观察电路图，替换元器件，修复焊点。
在此特别说明故障排除方法。
我的电路板出错相当多。
一方面是我的不认真，另外一方面就是我的运气比较差。
除了外部故障，其他的故障我基本上都遇到了。
初步检查电路符合布线图之后，我先通电运行电路，发现没有达到设计要求，便开始了复制的长达2天的故障检测与排除。
首先是重新检查电路，是否确实与电路图完全一致，发现了我很多的错误，比如555芯片的错位，三极管接反了，有一组导线直接是完全错位。
取下元件重新焊接，再次检查无误之后通电测试，可以实现部分功能，但是故障时有发生。
应该是焊点的问题。
用万用表逐个检查焊点，发现没有假焊，而虚焊又难以查处，第二天重新焊接各个焊点，对于用锡过多的，减少其焊锡量，防止短路，对于看起来不太合格的焊点，重新焊接，至少耗费了一个上午的时间。
再次检查电路，几乎所有的功能都可以实现，只有扬声器不工作，而黄色LED灯却已经亮了。
判定可能是三极管问题或者扬声器的问题。
先对扬声器采用通电测定，不幸将其烧毁。
拆下三极管检查发现三极管已经失效，重新换上三极管和扬声器后电路可以工作了，只是响应时间长达1分钟多。
通过调节电位器，使得响应时间在37s左右，符合电路要求。
第三章实习体会、不足及感谢
本次实习收获甚巨，最直接的感受是焊接方面，与其反复修改，测试，不如好好筹划，一次通过。
有个三极管，我焊了四次，取下三次，一共七次焊接把焊盘都快焊废掉了！
以至于后面根本就不吃锡。
当时我浑浑噩噩，完全没有任何状态，急于求成，没有认真核对，导致我的电路图问题很多，后来花费在修改上的时间非常多，人也累的不行，效果还不好。
不足之处在于PCB软件，即AD6的学习不够深入，只是学到皮毛而已，不足以应对以后的学习，对于这个软件还得以后遇到项目得自学。
同时焊接技术是一门实践性的技术，练习才有收获，以后没有多少练习机会，很是遗憾！
同时焊接电路板我虽然完成了，但是各个方面都远远不够完善，比如我的线不够直，背板走了飞线，算是投机取巧吧。
首先要感谢国家。
同样感谢各位老师在本次实习中耐心教育，比如谢美俊老师上课提供的丰富的课件，他放映的关于焊接的视频，是给我关于钎焊的第一印象，发现焊接也不是很神秘。
AD6软件的学习过程中，虽然我的电路图错误百出，老师依然一个一个帮我查找错误，纠正我的错误观点，比如前文中提到的关于管脚熟悉的问题。
在焊接过程中，董亮老师在我最烦燥，最无助的时候帮我检查电路，点拨我关于焊接质量的理解，细微之处往往最深刻！
谢谢我的室友在我制作过程中的无私相助，所谓旁观者清，作为局中人的我感谢他们的指点！
参考资料
《电子综合性实习教程》王英，何圣仲，谢美俊西南交通大学出版社
《电子技术基础》数字部分康华光邹寿彬高等教育出版社
《模拟电子技术基础》王英西南交通大学出版社
另有部分资料参考自XX知道。
1、附录
1、电路原理图
2、PCB图
3、电路手工布线图
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