智能乒乓球比赛模拟器项目教学课件概要.docx
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智能乒乓球比赛模拟器项目教学课件概要
智能乒乓球比赛模拟器
一、项目概述
甲,乙双方,双方各用一个按键控制发球和接球。
用8个LED排成直线,以中点为界,其中一个点亮的LED（乒乓球一次从左到右移动,“球”的移动速度由始终电路调节。
.当球（被点亮的LED移动到某方的最后一位时,参赛者应当果断的按下自己的按钮使“球”转向,即表示启动球拍击中,若行动迟缓或超前,表示未击中或违规,则对方得一分。
设计记分电路,甲乙双方各由一位数码管显示得分,每记满九分为一局。
发球按每方连续发两次计,直至比赛结束。
1、项目要求:
本项目要求设计一个智能乒乓球比赛模拟器
2、主要元器件表
3、主要元器件资料
（1数码管
数码管是常用的显示器件,数码管的内部结构是由7个发光二极管的阴极或阳极连接在一起而成的,如图1.3.7所示,所以数码管又分为共阴极数码管和共阳极数码管两种类型。
（a共阳极限流电阻接法（b共阴极限流电阻接法
图1.3.7七段发光二极管的两种接法
常用数码管的引脚排列图如图1.3.8所示。
图1.3.8常用数码管的引脚排列图
我们可以用万用表来判别数码管的极性和引脚排列,把万用表档位打到二极管档,用一只表笔放在数码管的中间腿上,另一只表笔放在其他腿上,观察数码管是否有一段亮,如果有一段亮,则可根据表笔的颜色判断出数码管的极性。
如果都不亮,颠倒表笔再测一下即可。
（2AT89S52（详细资料请参考资料.PDF文件
（374HC245（详细资料请参考74HC245资料.PDF文件
（4ULN2003A（详细资料请参考ULN2003A资料.PDF文件
二、原理图设计:
根据题目要求、主要元器件表、主要元件介绍等文件,依据所学知识进行原理图设计,并在Protel99se软件环境中绘制原理图;
图4.7.1乒乓球比赛电路（一
图4.7.2乒乓球比赛电路（二
参考原理（对应乒乓球.Sch
三、EWB仿真
四、模拟调试
在实训台上进行调试及功能验证,保留调试数据及图形,形成模拟调试报告;调试步骤请参考XK-DZZH1电子及单片机实训台基本实验部分的声光双控延时开关电路实验。
五、PCB设计:
根据原理图的网络表在Protel99se软件环境中绘制PCB板图;
六、元件选择:
根据大赛现场提供的电路板、原理图、元器件,进行元器件识别、筛选,选出给定电子产品所需要的电子元、器件及功能部件。
所给元器件数量为实际用件数量的130%;
封装号名称型号数量备注
led1、led2数码管共阳2
R2-R24电阻51023
R1电阻8.2K1
L1-L8、LEDLED9
AN1、甲、乙按键4脚塑料底盘12mm×12mm3
C1、C2电容30p2
C12电容10uF/16V1
T1晶振6M1
U1芯片AT89S521
U2芯片74HC2451
U3芯片ULN2003A1
U1集成块座40脚1
U2集成块座16脚1
U3集成块座20脚1
铜柱8
插孔2
七、电路板焊接:
在提供的电路板上焊接电子元器件及功能部件,组成电子产品的电路,完成成品;
1、电子元件的焊接
由于电子元件本身的特性,决定了电子元件的焊接应按下述方法进行。
否则会造成虚焊,甚至损坏元件或留下隐患。
1元件弯腿安装元件之前一般都必须把元件的引脚弯过来,整理成合适的形状,通常把这一步骤叫做“弯脚”或“窝腿”。
由于元件与引脚的联接部（或称根部比较脆弱,经不起太大的机械应力,在弯腿时应用镊子夹住引脚靠根部部分（起保护根部的作用,而用另一只手的指把引脚压弯。
弯曲点与根部的距离不得小于3MM;也不要弯成直角,引脚弯曲半径不得小于2MM。
2表面处理与浸锡电子元件表面处理与浸锡要刷板的操作特别注意对管子或集成电路的引脚和印板的操作。
管子或集成电路的引脚:
由于管子或集成电路的引脚的外层只有一层很薄的金层或银层,里面的可代丝更难上锡,引脚有锈,不容易上锡,切不能用处理印制板的办法。
因此当它们的引脚有锈时,只能用细砂纸轻轻打两下,即使锈蚀没有全部去掉,刀不要再打。
这时应当用蘸有大锡球的烙铁去“蹭”引脚,让引脚“埋”在熔化的锡球里。
如果“蹭”后引脚上了锡,那还可以使用。
如果引脚上只有少数地方上锡,这样的器件就不能再使用了。
印刷板:
如果印刷板上有保护腊或保护漆,或者表面太脏,应当用细砂或钢棉轻轻打掉,一直到露出的铜箔或锡很光亮为止,然后用酒精布轻轻近擦净,再上锡。
给通孔上锡时,应保证通孔仍可让元器件的引脚穿过。
如果孔被堵上,可以用吸锡器吸走通孔里的锡,或用不沾锡的铁丝或铝丝捅通它。
3焊接分点焊和拖焊
点焊:
有加焊锡丝助焊与不加锡丝助焊两种。
加焊锡丝助焊是左手持焊锡丝右手握烙铁对焊接点进行点焊,其焊接过程是:
把准备好要焊接的元器件引脚插入线路板的焊接孔内,检查位置无错后,调整元器件的高度（例如变压器不能将底面贴在主件板上。
先焊好一个脚,然后对其它脚进行点焊。
焊接时,让焊锡丝接触焊接点,烙铁焊化焊锡丝,而后镀在焊接处上,这时左手根据焊点大小向前进锡。
锡上足后左手立刻回收停止进锡,这时右手中的烙铁仍留在焊点上,停留时间一般完成点焊时间在0.8秒左右。
另外,电烙铁离焊点的速度要快,沿水平方向抽出。
不加焊锡丝助焊,这是指焊点上已上好足够的焊锡或在烙铁头上沾有一定的焊锡,然后用电烙铁对焊点进行点焊。
例如,将一只晶体三极管直接焊接在铜箔线路板上。
首先,在铜箔析板上的焊点上,上好足量的焊锡,然后再将三极管焊在焊点上,其过程是用烙铁先熔化焊锡,当引充分与焊锡接触后,烙铁迅速离开焊点。
拖焊,一般是焊接多脚元器件时采用的焊接方法。
操作时着先将元器件固定
好位置（可用焊锡固定），然后将焊锡丝靠在焊脚上，当大面积触头的C型烙铁头熔化焊锡丝后，使锡不断进入焊点；当焊点（即指熔化的焊锡）足够大时，左手的焊锡丝与右手的烙铁同时同步地向左移动，即焊点位置向左移动。
移动时烙铁头不接触元器件的引脚了。
而是让高温熔化的焊锡填在引脚与线路板焊接点之间，这是拖焊的特别之处。
为保证拖焊的焊接质量，在操作时要特别控制好烙铁移动的速度和进锡的速度。
4）清洗用熔剂擦掉引脚上和印制板通孔周围的焦化松香。
可用的熔剂是：
乙醇（无水酒精），异丙醇。
2、钢、铁件的焊接大的钢、铁件的焊接要使用大功率的电烙铁，小的可用功率小的电烙铁，具体焊法按下述三步进行。
1）表面处理与浸锡在进行焊接之前都必须对要焊接的部位进行表面处理。
处理的方法是：
①利用废锯条、小刀子对其表面刮净；②是用盐酸溶液对其表面氧化进行腐蚀，但随后要立即脱水。
经过表面加工后的焊接件，应将焊接部位擦上焊剂，再用电烙铁蘸上焊锡进行浸锡处理。
2）焊接经过浸锡处理的焊接件加以固定，焊接时应先将焊件保持不动，直到焊件完全凝固为止，否则会使焊锡结晶是，造成假焊。
有些焊接件可以直接夹在台钳或其他夹具上焊接，在钳口和工件之间最好垫上石棉或木板，否则用较小烙铁时，焊锡不易熔化，影响焊接质量。
焊接时用电烙铁头部先蘸上少量的焊剂再沾上一点焊锡，迅速地靠近焊接件的焊接处，并且稍许用力，待焊锡从烙铁头上流到焊接处时，便要很快地把烙铁头抬起来，这样所留下来的焊点便会又圆又亮焊接长缝时，先在焊缝上每隔一段距离滴焊锡，然后一手拿焊锡条，一手拿烙铁将锡点联接起来，成为一条完整的焊缝。
用较小的烙铁焊较大的工件时，必须在焊接前将工件在炉子或喷灯上预热到一定程度，然后再焊接。
3）清焊剂工件焊完后，要将焊剂接擦拭干净，因为焊剂中的酸对金属有腐蚀作用，会损坏金属。
使用焊膏或松香时，焊完后趁工作还热的时候用抹布用力擦拭，或蘸酒精擦净。
3、铝件的焊接铝极易氧化，表面经常覆盖着一层氧化铝薄膜，即使焊接前刮去这层薄膜，由于焊接时烙铁的温度很高，焊接面又迅速生成一层氧化膜，阻止焊锡附着。
如果能设法刮掉铝表面的氧化膜，锡就可以附着在铝上了，下面介绍比较简便的两种方法。
1）先将铝件焊接面用砂纸打光，放一些松香和铁粉，当熔铁热透后，蘸上足量的焊锡，放在焊接面上用力磨擦。
由于铁粉磨掉氧化层，锡就附着在铝表面上。
然后趁锡未凝固时，用布擦去焊面和烙铁上铁粉，就可以按普通方法焊接了。
2）取一小块铝放入钳锅内熔化，加入2－5倍的锡。
待铝和锡完全熔化混合后，做成条状焊条。
焊接时将被焊铝件放入炉火或酒精灯上加热到适当温度，再用上述焊条在焊接处用力反复磨擦，直到把铝件上的氧化膜擦掉，锡便牢牢地镀在铝上。
焊接较小的铝件时（如细铝线），用含锡量较高的焊料和温度较高，功率较大的电烙铁或火烙铁，可以直接焊接。
4、拆焊拆焊要点：
对于一般电阻、电容、晶体管这样管脚不多，且每个引线能够相
对活动的THT元器件，可以用烙铁直接拆焊。
方法是先将印制板竖起来固定，一边用电烙铁加热元器件的焊点至焊料充分熔化，同时用镊子或尖嘴钳夹住元器件的引线，轻轻地拉出来。
在双面或多层印制板上拆焊比较困难，如加热不足，孔内和元件面焊盘上的焊锡不能充分熔化，强行拉元器件的引线，很可能拉断孔的金属内壁，把它一起拉出来，就会使电路板受到致命损伤。
为保证拆焊顺利进行，应该注意以下两点：
（1）烙铁头加热被拆焊点，焊料熔化后，要及时按垂直于印制板的方向拔出元器件的引线。
不管元器件的安装位置如何，是否容易取出，都不能强拉或扭转元器件。
（2）在插装新的元器件之前，必须把焊盘插线孔内的焊料清除干净。
否则，在插装元器件引线时，将造成印制电路板的焊盘翘起。
当需拆下有多个焊点且引线较硬的元器件时，一般有以下方法：
（1）采用拆焊专用工具这种方法速度快，但需要制作专用工具，并使用较大功率的电烙铁，不同元器件要用不同的专用工具，有时并不方便。
（2）采用吸锡泵、吸锡烙铁、吸锡器（3）用吸锡材料将吸锡材料浸上松香水贴到待焊点上，用烙铁头加热吸锡材料，通过吸锡材料将热传到焊点上熔化焊锡。
熔化的焊锡延吸锡材料上升，反复进行直至焊料吸完。
（4）清除焊盘插线孔内的焊料重新焊接时要清除孔内焊料，确保拆掉元器件的焊孔是通的。
（5）断线法八、电子产品调试：
电子产品调试：
根据题目要求、电路功能及技术指标要求，进行各工作点及各部分电路测试和调整；根据调试方法、调试步骤和调试结果，撰写调试报告。
电子产品生产中的检验、调试与可靠性试验，检验仪器与设备。
通常检验设备可以分为两类，一类是通用测量仪器，它有较宽的使用范围、较强的通用性，能对不同产品的一项或多项电性能参数进行一项或多项电性能参数测试。
一般电子测量仪器都是有一种或几种测试的共能。
要完成电子产品的某一项性能指标的测试，有时还要用多台测量仪器组成测试系统。
电性能测量仪器主要有：
电流表、电压表、欧姆表、功率计、示波器、低频信号发生器、高频信号发生器、失真仪、频率计、频谱分析仪等。
仪器设备的使用要求有：
仔细阅读使用和操作说明书在标准规定的温度、湿度、大气压下使用仪器摆放测量仪器应该便于操作和观察并确保安全和稳定测量仪器的测量范围及精度等应符合检验标准的要求测量仪器应定期进行计量检定和校准，测量仪器的准确度。
误差范围应符合检定规程及国家对计量溯源的要求在检测开始前和完成后，应分别检查测量仪器的工作是否正常，以便当测量仪器失效时及时追回被测样品并及时维修和校准ICT简介
ICT是在线测试技术的缩写。
ICT是在大批量生产电子产品的生产线上的测试技术。
第一，ICT通常在生产线上进行操作，是生产工艺流程中的一道工序；第二，它把电路板接入电路，使被测产品成为检验线路的一个组成部分，对电路板以及组装到电路板上的元器件进行测试，判断组装是否正确或参数是否正确。
ICT分为静态测试和动态测试，静态ICT只接通电源，并不给电路板注入信号，一般用来测试复杂产品——在产品的总装或动态测试之前首先保证电路板的组装焊接没有问题，以便安全地转入下一道工序——以前把静态ICT测试叫做通电测试；而动态ICT在接通电源的同时，还要给电路板注入信号，模拟产品实际的工作状态，测试它的功能与性能。
显然，动态在线测试对电子产品的测试更完整，也更复杂，因此一般用于测试比较简单的产品。
大多数ICT特别是对复杂产品的在线测试都要利用计算机技术，以便保证测试的准确性和可靠性，提高测试效率。
它的硬件主要由计算机、测试电路、压板、针床和显示、机械传动系统等部分组成。
软件由Windows操作系统和ICT测试软件组成。
大多数ICT,特别是对复杂产品的在线检测都利用计算机技术，的计算机ICT系统可以由工业计算机构成，也可使用普通的PC电脑。
测试电路是被测电路板与计算机的接口，它分两部分：
开关电路、测试电路。
测试针窗是一块专用的工装，用来接通ICT系统和被测电路板。
当压板向下移动一段距离，上面的塑料榜压住电路板往下压的时候，针床上的测试顶针受到压缩力以保证测试点与测试电路良好连接，使被测元件接入测试电路。
机械部分包括传送系统、气动压板、行程开关等机构。
产品的功能、性能、检测与调试目前，绝大多数消费类电子产品的电路均以单片机或专用集成电路作为核心控制器件，整机的功能也体现在单片机及控制程序上。
以单片机为控制核心的家电控制器，主要是数字电路。
因此其测试也以对数字电路的测试为主。
电子产品的检测，以单元电路板的检测为基础，对整机产品的检测，主要集中在对控制电路板的检测上。
在实际生产中，工艺部门会设计制作一种测试工装来模拟电路板接入整机的状态。
测试工装的原理是:
用一个测试针床模拟整机与电路板相连。
将电路板上的电源、地线、输入/输出信号端接到针床的弹性测试顶针上，再用一些开关来控制工装上的输入信号，用指示灯、蜂鸣器或电动机来模拟整机上的相应输出负载。
当被测电路板压到测试工装上的时候，工装上的输入端、输出端、电源及地线接到电路板上，使电路板正常工作。
扳动工装上的开关或启动测试程序，电路板即可按其控制功能，输出相应的信号给工装上的负载，测试人员就能根据输出信号判断电路板是否正常工作。
为实现对产品的功能和性能检测，检验技术人员需要做好下列工作：
（1）根据具体产品的特点及其设计资料，确定检测方案
（2）确定模拟输入信号和输出负载，设计并制作检验工装（3）编制检验岗位的作业指导书，确定操作步骤和检验方法，培训检测人员电子整机产品的调试分两个阶段，一是电路板的调试，二是在整机产品的总体装配生产线上，把各个部件电源连接起来以后，必须经过系统调试才能形成整机。
产品调试的大至步骤如下：
在调试的过程中要注意：
1、电路分块隔离，先直流后交流2、注意人机安全，真确使用仪器产品的可靠性产品的可靠性，是指“产品在规定的条件下和规定的时间内达到规定功能的能力”。
其中规定的条件是指产品工作时所处的全部环境条件，包括自然因素（温度、湿度、气压等）、机械受力（振动、冲击、碰撞等）、辐射（电磁辐射等）、使用因素（工作时间、频次、供电等）。
电子产品可靠性是产品的内在质量特性。
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