长沙理工大学计算机硬件工艺实习报告Word下载.docx
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介绍印刷电路板元件库和元件
第二周
讲解电子焊接的基本工艺要求，介绍元器件的基本
识别方法
练习焊接技术
1.发放元器件
2.学生按元件清单清点元件、材料
3.学生使用仪表检查元器件质量，测量参数
教师政治及业务学习，学生自习
焊接产品元器件
焊接产品元器件，整机安装
按电子产品功能调试整机，查找并排除故障
1.实习总结，写实习报告
2.归还工具、电器，清扫场地
集中总结
三、电路的原理图，电路的各部分工作原理
1、AltiumDXP2004软件的学习和使用
ProtelDXP2004是澳大利亚Altium公司于2002年推出的一款电子设计自动化软件。
它的主要功能包括：
原理图编辑、印制电路板设计、电路仿真分析、可编程逻辑器件的设计。
它工作在WINDOWS95环境下，是个完整的板级全方位电子设计系统，它包含了电路原理图绘制、模电电路与数字电路混合信号仿真、多层印刷电路板设计（包含印制电路板自动布线）、可编辑逻辑器件设计、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，其多层印制线路板的自动布线可实现高密度PCB的100%布通率；
是目前业界广泛应用的一款EDA软件，具有功能强大、界面友好、应用灵活的特点。
简要执行步骤（电路原理图文件的新建和保存）：
新建PCB项目：
执行“文件”菜单，选择“创建”，然后选择“项目”子菜单下的“PCB项目”，如下图。
图3.21新建PCB项目
执行完毕后，新建了一个名为PCB项目文件，显示在文件面板的下方。
新建原理图设计文件：
执行“文件”菜单，选择“创建”，然后选择“原理图”。
新建了一个原理图设计文件，显示在PCB项目的下方。
保存原理图设计文件：
执行“文件”，选择“保存”，在弹出的对话框中，将原理图设计文件保存为“XXXXX.schdoc”。
保存设计项目保存设计项目保存设计项目保存设计项目：
执行“文件”菜单，选择“另存项目为…”，在弹出的对话框中，将项目保存为”XXXXX.PrjPCB”。
v
图3.22新建原理图设计文件图3.23保存原理图设计文件
2.原理图的绘制
（1）整流稳压滤波电路：
1．电路图：
图3.24整流稳压滤波电路原理图
2．所用元件
整流二极管IN4007四只
三端稳压器7805一只
电解电容1000μF/16V一只
470μF/16V一只
瓷片电容0.1μF两只
电阻470Ω一只
发光二极管Φ3一只
3．电路原理：
220v交流电压经过变压器变为9v交流电压后，通过四个二极管组成的桥式整流电路变为10v左右的脉动直流电压，再利用电解电容组成滤波电路将其变为平滑的直流电压，再经三端稳压器组成的稳压电路使得输出为较稳定的5v直流电压（D5亮）。
（波形见模电P502）
4．元件介绍：
1．二极管：
具有单向导电性
⑴．二极管的引脚的区分：
1．整流二极管引脚有“+”，“―”之分，在二极管外壳上一般有标记端为“―”，另一端无标记的为“+”。
2．发光二极管新的一般长引脚为“+”，短引脚端为“―”。
如两脚同长，与发光二极管圆柱体平口相近的引脚为“―”，另一引脚则为“+”。
3．用数字万用表对二极管引脚的判断：
将数字万用表测量档拨至“”档，表笔接通两个引脚，如数字万用表无显示，则黑表笔接的引脚为“+”，红表笔接的引脚为“―”。
如数字万用表有显示，则黑表笔接的引脚为“―”，红表笔接的引脚为“+”。
⑵．安装方法：
采用“卧式”安装方法，要紧贴安装板面。
注意板面上指示的安装方向，有标志的地方接二极管“-”端，切不可装错方向。
多个应排列整齐。
2．三端稳压器：
一种起稳压作用的集成稳压块。
78表示该集成块系列，也表示该集成块系列输出为正电压。
05表示该集成块输出为5v电压。
该系列输出固定的正电压有5、8、12、15、18及24v。
79系列输出为负电压。
⑴．三端稳压器的引脚的区分：
正看有标有型号的一面，在左边的为输入脚“1”，中间为接地脚“2”，右边为输出脚“3”。
既可采用“卧式”安装方法，也可采用“立式”安装方法。
注意采用“卧式”安装方法时，小心折断引脚。
注意板面上指示的安装方向，切不可引脚装错方向。
3．电容：
一种储能元件。
具有隔离直流导通交流作用。
⑴．电解电容容量和工作电压一般直接写在电容器上。
引脚有“+”，“─”之分，新的一般长引脚为“+”，短引脚端为“―”。
如两脚同长，与电解电容圆柱体有标记相近的引脚为“―”，另一引脚则为“+”。
⑵．瓷片电容用数字来标志容量，如“104”，表示10×
104pF。
引脚无极性之分
⑶．安装方法：
采用“立式”安装方法。
一般安装高度为4—7mm，对于电解电容注意板面上标示，一般标出某个焊孔应插电解电容的“+”引脚或“─”引脚，切不可装错方向。
5．安装注意事项：
先装“卧式”元件，再装“立式”元件。
元件引脚先焊接，再剪断。
（2）、方波信号发生器
图3.25方波信号发生器电路原理图
2．所用元件：
集成块555定时器一只
集成块插座8脚一只
电解电容10μF/16一只
瓷片电容0.1μF一只
电阻100K一只
电阻10KΩ一只
电阻300Ω两只
发光二极管Φ3两只
电源接通后，5v电源通过电阻R7、R6向电容C7充电。
这个过程中，NE555认为无触发信号，输出为高电平（D7亮）。
当集成块555的2脚电压上升到一定值的时候（一般为2/3Vcc），集成块555的6脚受到触发，集成块中的比较器1翻转，3脚输出电压为低电平（D7灭，D6亮），同时集成块中的三极管导通，电容C7通过R6放电。
当电容C7上降到有定值时（一般为1/3Vcc），集成块中的比较器2翻转，3脚输出电压为高电平（D7亮，D6灭），C7放电终止，又重新开始充电。
周而复始，形成振荡。
其振荡周期与充放电的时间有关。
C5防止干扰电压引入。
4.元件介绍：
1．集成块555：
⑴．结构：
555集成定时器是模拟功能和数字逻辑功能相结合的一种双极性型八个引脚的集成器件。
它是由上、下两个比较器、三个5kΩ电阻、一个RS触发器、一个放电三极管以及功率输出级组成。
其中1脚接地，2脚接比较器2的反相输入端（触发输入端，当小于1/3Vcc低电平触发），3脚为输出端，4脚为复位端，5脚接到由3个5K电阻组成的的分压网络的2/3Vcc处，为控制电压输入端，6脚接比较器1同相输入端（阈值输入端，当大于2/3Vcc高电平触发），7脚为放电端，8脚接电源。
⑵．引脚的区分：
将集成块面上的标志端朝左，则左下第一个引脚为1脚，逆时针数分别为2、3、4、5、6、7、8脚。
⑶．安装方法：
集成块标志与集成块插座标志相对应。
不可插错。
2．集成块插座：
与集成块一起使用，起保护集成块的作用。
安装方法：
集成块插座标志与焊接电路板上集成块标志相对应。
3．电阻：
主要分为薄膜电阻和线绕电阻。
薄膜电阻又分为碳膜电阻和金属膜电阻。
其阻值一般用五色环来表示。
⑴．电阻阻值的识别：
①五色环表示法：
第一、第二、第三色环表示阻值的第一、二、三位数，第四色环表示前三位数的倍率，第五环表示阻值的误差。
颜色黑棕红橙黄绿蓝紫灰白金银
数字0123456789
倍率100101102103104105106107108109
误差（±
）1%2%0.5%0.2%0.1%10%5%
如100kΩ五色环为棕、黑、黑、橙、棕。
其为100×
103Ω
②万用表测量法。
将数字万用表拨至测量电阻的适当档位，表笔接入电阻两个引脚，万用表显示值为该电阻阻值，单位为千欧。
⑵．安装方式：
电阻引脚无极性之分。
多个电阻应排列整齐。
必须先焊接集成块插座后，才能插上集成块。
此电路中R5、C7元件没发。
要将电路五中的一根跨接线接上。
因为555计时器，在库中找不到，所以，通过此例简要介绍下元器件的封装。
封装步骤如下：
（1）文件->
创建-库->
原理图库：
图3.26文件->
原理图库
在原理图库里绘画元件（55
5集成定时器），并且进行保存、重命名等操作，
图3.27555集成定时器
（2）文件->
创建->
库->
PCB库，555集成定时器
所以我们可以画出封装图，在对封装图进行并且进行保存、重命名等操作。
图3.28555集成定时器的封装图
（3），点击原理图中相应的元器件，得到下图，并进行下图中的操作
图3.29追加过程
封装完后如下图
图3.30555集成定时器封装图
（3）、触发器电路
1．电路图：
图3.31触发器电路原理图
2．所用元件
集成块74ALS74一只
集成块插座14脚一只
电阻1KΩ二只
470Ω四只
发光二极管Φ3四只
触发按键SW二只
短路卡六只
短路子十八只
第一路:
按触发键S2给出一个信号上升沿，电路中设计的J5、J4分别是D触发器的清零和预置信号输入端，高电平有效，J3接D触发器D输入端。
实验中将J5、J4的短接卡短接为高电平（即短接靠近1处的两短路子）,使D触发器D端输入信号有效,然后按S2给D触发器一个信号上升沿,将J3的数据锁存，其输出结果有Q和Q非两种，分别通过发光二极管D9和D20显示出来。
同样第二路由S4为触发键，J8和J7分别是D触发器的清零和预置信号输入端，高电平有效，J6接D触发器D输入端。
输出结果同上，由发光二极管D21和D22显示出来。
⑴．集成块74LS74__
1．结构：
该集成块为14引脚封装的双D触发器。
是在非RD=SD=1，CP脉冲上升沿触发翻转的。
此时触发器的状态只取决于时钟到来前D端的状态。
其中一个触发器引脚安排是第1脚为清零端，第2脚为输入端，第3脚为信号端，第4脚为预置信号端，第5、6脚为输出端。
第14脚接电源，第7脚接地。
2．引脚区分和安装方法：
与555集成块相同。
⑵．短路卡：
一种简单插件。
安装时短的一头为焊接脚。
⑶．短路子：
一种连接件。
与短路卡配套使用。
3.PCB板的生成：
1.绘画出原理图后，将原理图进行保存、重命名等操作。
在PCB项目追加PCB文件，再进行保存、重命名等操作。
图3.32在PCB项目追加PCB文件
2.对原理图文件进行编译.
3.对PCB文件进行如下图所示操作
图3.33生成PCB图步骤1
图3.33生成PCB图步骤2
图3.34生成PCB的初步图
（5）对生成的PCB图进行开始布线，铺铜。
最后生成PCB板
生成如下几幅PCB图
1.整流稳压滤波电路
图3.35整流稳压滤波电路PCB板
2.方波信号发生器
图3.36方波信号发生器PCB板
5.触发器电路
图3.37触发器电路PCB板
四.电路焊接过程
1>
.焊接电路板用到的实习焊材如下：
表4.1计算机硬件实习消耗材料计划表
序号
品名
规格
单位
数量
1
电容
0.001U（102）
只
2
0.01uF（103）
3
0.1uF（104）
4
电解电容
10U/16V
5
470U/16V
6
100U/16V
7
1000U/16V
8
二级管
IN4007（>
1A）
9
电阻
1M
10
共阳级数码管
0.5寸
11
三极管
9014
12
300欧姆1/4W
13
470欧姆1/4W
22
14
1k欧姆1/4W
15
10k欧姆1/4W
16
51k欧姆1/4W
17
100k欧姆1/4W
18
电位器
5K碳膜电位器
19
轻触按键
20
稳压器（集成块）
7805
块
21
集成块
NE555
74HC93
23
74LS47
24
4017
25
74HC240
26
74LS74
27
LM393N
28
1*40短针（2.54mm）
1/2
29
短路子
30
2EDGV-2P（5.08绿色）和配套的插头
31
印制板
32
IC-14
DIP14
个
33
IC-16
DIP16
34
IC-8
DIP8
35
IC-20
DIP20
36
发光二极管
Ф3
表4.2计算机硬件实习工具计划表
序号
共计
电烙铁
25W
支
烙铁架
（配海绵一块）
焊锡丝
坨
松香
斜口钳
把
每3组共用一把斜口钳
镊子
万用表
调试时每5组共用2块万用表
交流变压器
220V-9V
调试时按需使用
备注：
1.焊接调试时注意安全，防火防触电；
2.焊接时注意节约焊料：
焊锡丝和松香；
3.爱惜工具，如因使用不当造成工具损坏照价赔偿；
4.焊接调试完毕归还所有工具；
5.工具领用、归还实行签名负责制。
2>
.电路焊接顺序：
（1）焊接电阻，根据电阻各自的阻值，逐一焊接，以免漏掉电阻，焊接完电
后需要用万用表检验一下各电阻还和以前的值是否一样（检验是否有虚焊）。
（2）焊接电容，先焊接瓷片电容，要注意上面的读数，接着焊接电解电容了，要注意长脚是"
+"
极，短脚是"
—"
极。
（3）焊接二极管，要注意二极管的正负极。
（4）焊接三极管，—定要认清"
e"
，"
b"
c"
三管脚。
（5）最需要细心的是焊接芯片了，要确保电路图准确无误的焊接好。
（6）焊接印刷电路板上有些地方间断了，我们需要用焊锡把它连接起来。
3>
.焊接好的电路板如下图：
图4.1焊接好的电路板正面
图4.2焊接好的电路板反面
五、电路测试和故障分析
（1）.电路测试如下图
图5.1电路测试图
（2）.故障分析
实际上并没有什么错误。
在计数器模块，数码管一直有一个管不亮，然后，通过查看原理图，又一次了解整个电路的布线情况，然后初步确定是某一与数码管相连的电阻没有焊好。
经过确定与咨询学长后，才知是数码管本身的问题。
（3）电路故障查找方法：
通过原理初步确定是某一电阻的问题，然后通过万用电表测量相应电阻两端电压，最后可测出正确的电压排除了这一错误的可能性。
6、收获、心得和建议
通过两周忙碌的工艺实习，确实学习到了不少东西。
在工艺实习的过程中，经历了收集资料，查找资料，在实践中掌握自己平时上课所学知识，遇到不懂不会等棘手的问题时，通过查阅资料，向老师学长咨询，等过程，从而攻克一个又一个难关。
使自己的查阅资料能力，动手能力，团队协作能力都得到了极大的提高。
具体下来就是首先就是初步学会了通过AltiumDXP2004进行电路设计的过程，在这个过程中通过查阅资料，上网搜索，从对此软件的一窍不通到能够熟练的应用。
还有在焊板子的过程中，深刻体会到了团队协作的重要性，并且同过和组员沈超的完美配合，按时按量完成了老师布置的任务。
不过，在此次的实习中，也充分认识到了自己的不足之处，在今后的学习和生活中还要不断的进行修改，提高自己个方面尤其是动手方面的能力。
七、参考文献
1.硬件工艺实习指导书
2.硬件工艺实习任务书
3.AltiumDXP2004电路设计
4.AltiumDXP2004入门与提高
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