计算机硬件工艺实习报告.docx
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计算机硬件工艺实习报告
计算机硬件工艺
实习报告
姓名
黄浩辉
院系
计算机与通信工程学院
班级
网络1101班
学号
201158080130
指导老师
吴佳英，龙际珍，刘青等共3位老师
实习时间
2013年1月7日至2013年1月18日
指导老师评语：
报告评分建议等级：
指导教师签名：
日期：
一、实习目的和意义
计算机硬件工艺实习是计算机科学与技术专业、网络工程专业重要的实践教学环节。
通过本课程的学习，使学生巩固计算机电路、数字电子技术等课程的理论知识，初步接触电子产品生产实际，了解和掌握一般电子工艺知识和技能，了解并初步掌握一般电子产品的生产制作、调试与研制开发的基本技能与方法，并从中学到有关新技术、新工艺。
培养学生分析问题、解决实际问题的能力，从而提高学生的工程实践能力，为学生今后从事计算机、网络相关电子产品制造与创新设计工作奠定初步的实践基础。
巩固和强化所学知识，为以后走向工作岗位打下一定的基础。
二、实习时间安排
第一周
星期
项目
方式
一
上午
Protel99的介绍和了解电路设计步骤
集中讲课
下午
实验
操作
二
上午
介绍原理图的设计
集中讲课
下午
实验
操作
三
上午
介绍制作原理图元件库和原理图元件
集中讲课
下午
实验
操作
四
上午
介绍印刷电路板的设计
集中讲课
下午
实验
操作
五
上午
介绍印刷电路板元件库和元件
集中讲课
下午
实验
操作
第二周
星期
项目
方式
一
上午
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
集中讲课
下午
练习焊接技术
操作
二
上午
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
操作
下午
教师政治及业务学习，学生自习
操作
三
上午
焊接产品元器件
操作
下午
焊接产品元器件，整机安装
操作
四
上午
焊接产品元器件，整机安装
操作
下午
按电子产品功能调试整机，查找并排除故障
操作
五
上午
按电子产品功能调试整机，查找并排除故障
操作
下午
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、实习内容
3.1protel软件的使用介绍
这次实习，我们是使用PROTELdxp2004软件进行电路原理图的绘制和封装。
以下是该软件的使用过程介绍。
1.首先打开软件，出现系统界面如下：
图3.1系统界面图
在设计窗口的PickaTask区中点击CreateanewBoardLevelDesignProject。
图3.2创建工程窗口
Projects面板出现新的项目文件，PCBProject1.PrjPCB，与“nodocumentsadded”文件夹一起列出。
图3.3工程界面
通过选择【File】/【SaveProjectAs】将新项目重命名（扩展名为*.PrjPCB）。
指定把这个项目保存在硬盘上的位置，在文件名栏里键入文件名zdqPCB.PrjPCB并点击Save。
展名为*.PrjPCB）。
指定把这个项目保存在硬盘上的位置，在文件名栏里键入文件名zdqPCB.PrjPCB并点击Save。
展名为*.PrjPCB）。
指定把这个项目保存在硬盘上的位置，在文件名栏里键入文件名zdqPCB.PrjPCB并点击Save。
接着，就是原理图制作界面：
图3.4主工作区
2.添加原件的窗口：
图3.5元件搜索窗口
3.摆放原件及为单个原件更改名称属性:
图3.6元件添加
图3.7元件属性更改
4.名称属性更改:
图3.8名称属性更改
5．连线等工具栏:
图3.9工具栏
3.2电路图及原理图
以下是这次实习的电路图以及原理图：
1．整流稳压滤波电路：
电路图：
图3.10整流稳压滤波电路图
原理图：
图3.11整流稳压滤波电路原理图
2．方向波信号发生器
电路图：
图3.12方向波信号发生器
原理图：
图3.13方向波信号发生器原理图
3．计数器模块电路图
电路图：
图3.14计数器模块电路图
原理图：
图3.15计数器模块电路原理图
4．循环亮灯电路
电路图：
图3.16循环亮灯电路
原理图：
图3.17循环亮灯电路原理图
5．触发器电路
电路图：
图3.18触发器电路图
原理图：
图3.19触发器电路原理图
六．比较器电路
电路图：
图3.20比较器电路图
原理图：
图3.21比较器电路原理图
3．3制作PCB网表
在原理图生成的各种报表中，以网络表（Netlist）最为重要，绘制原理图最主要的目的就是为了将原理图转化为一个网表，以供后续工作中使用。
网络表的主要内容为原理图中各个元件的数据（元件标号、元件信息、封装信息）以及元件之间网络连接的数据。
点击主菜单【Design】/【NetlistForProject】/【Protel】生成如图3.3.1所示的网表文件
图3.22文件列表
说明：
Protel网表包含两个部分的内容：
各个元件的数据（元件标号、元件信息、封装信息）；元件之间网络连接数据。
具体格式如下图所示。
图3.23Protel网表
3.4PCB板的绘制
首先需要通过电路规则检查，若无错误才可由原理图导成PCB图
全部原理图经ERC检验后无错误，则点击Design，再点击UpdataPCB，系统就会自动生成一个PCB图。
接下来的步骤就是布线。
在禁止布线层画好线框以后，把元器件放入其中，然后通过手动布线。
布线完毕后就是由原理图封装而成的PCB电路板。
以下是我自己画好的PCB板
图3.24整流稳压滤波电路
图3.25方波信号发生器
图3.26计数器模块电路图
图3.27循环亮灯电路
图3.28触发器电路
图3.29比较器电路
四、电路焊接过程
1.焊接电路板用到的实习焊材如下：
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
1
2
电容
0.01uF（103）
只
1
3
电容
0.1uF（104）
只
2
4
电解电容
10U/16V
只
1
5
电解电容
470U/16V
只
1
6
电解电容
100U/16V
只
1
7
电解电容
1000U/16V
1
8
二级管
IN4007（>1A）
只
4
9
电阻
1M
只
2
10
共阳级数码管
0.5寸
只
1
11
三极管
9014
只
2
12
电阻
300欧姆1/4W
只
2
13
电阻
470欧姆1/4W
只
22
14
电阻
1k欧姆1/4W
只
4
15
电阻
10k欧姆1/4W
只
5
16
电阻
51k欧姆1/4W
只
6
17
电阻
100k欧姆1/4W
只
1
18
电位器
5K碳膜电位器
只
2
19
轻触按键
只
3
20
稳压器（集成块）
7805
块
1
21
集成块
NE555
块
1
22
集成块
74HC93
块
1
23
集成块
74LS47
块
1
24
集成块
4017
块
1
25
集成块
74HC240
块
1
26
集成块
74LS74
块
1
27
集成块
LM393N
块
1
28
1*40短针（2.54mm）
只
1/2
29
短路子
只
6
30
2EDGV-2P（5.08绿色）和配套的插头
只
1
31
印制板
块
1
32
IC-14
DIP14
个
2
33
IC-16
DIP16
个
2
34
IC-8
DIP8
个
2
35
IC-20
DIP20
个
1
36
发光二极管
Ф3
个
18
计算机硬件实习工具计划表
序号
品名
规格
单位
数量
共计
1
电烙铁
25W
支
1
30
2
烙铁架
（配海绵一块）
25W
支
1
30
3
焊锡丝
坨
1
30
4
松香
块
1
30
5
斜口钳
把
每3组共用一把斜口钳
10
6
镊子
把
1
30
7
万用表
块
调试时每5组共用2块万用表
12
8
交流变压器
220V-9V
个
调试时按需使用
8
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>.先焊接电阻，测量好电阻的阻值，然后写在纸上，并按各自的顺序焊接，以免
漏掉电阻，焊接完电阻之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，先焊接瓷介电容，要注意上面的读数，接着焊接电解电容了，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.焊接好的电路板见下图：
图4.1电路板成品
4.电路焊接心得：
1>.在焊接的时候，由于开始焊了大电容，导致后面不好焊电阻，这直接影响到后来电路焊的都没有焊的很好，导致有的引脚突起；
2>.在焊芯片的时候一定要注意它的方位，不然后来会很麻烦；
3>.在焊电路板的时候由于没注意，有几个焊盘让我焊掉了，最后只能拿导线做引脚，显得有点不美观，所以不能让电烙铁接触焊盘过久；
4>.在焊的时候，有的引脚虚焊了，这让后面的测试很麻烦.
五、电路测试和故障分析
1.电路测试
1>.整流稳压滤波电路
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）。
测试结果
接通电源后用万用表测得7805的输入电压为7.32v，输出为5v。
图5.1电路板的电源模块
图5.2万用电表
结论：
测试所得结果与原理所得结果一致。
2>.方波信号发生器
电路原理：
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，NE55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。
测试结果
当接通电源后，观察发现D6和D7交换发光的，且交换的时间为8秒，所以脉冲周期为约16秒。
图5.3电路板的时钟模块
结论：
测试所得结果与原理所得结果一致。
3>.计数器模块电路图
电路原理：
当方波信号发生器产生的时钟脉冲输入到计数器（7493）14脚，该计数器对此信号进行二分频和八分频计数输出，译码器（7447）将计数器输出的四位二进制代码（一个BCD数）译成对应的七位高、低电平信号，并驱动一个七段显示器，显示器则显示相应的数字。
测试结果
接通电源后，观察发现数码管从0开始一直到9再跳到0，每隔大约16秒变换一次，且为下降沿触发。
图5.4电路板的计数器模块
结论：
测试所得结果与原理所得结果一致。
4>.循环亮灯电路
电路原理：
由555时钟电路产生的方波信号，输入到10位计数——分频器（CD4017），分频计数产生输出信号经过74HC240驱动后输出到发光二极管D10～D19上，D10～D19循环依次点亮。
由于74HC240只能对8位二进制数进行反相，所以电路中加入了两个三极管非门。
三极管非门应保证当输入低电平时三极管可靠地截至，则输出为高电平；当输入高电平时三极管工作在深度饱和状态，则输出为低电平。
测试结果
当电源接通后，十个发光二级管只有一个发光，发光二级管按逆时针一个一个轮流发光，且每变化一次的时间为16秒，所以循环发光的周期为16秒，从方波信号发生器电路中只要D发亮的同时循环变化一次，所以可以知道循环亮灯电路是上升沿脉冲控制。
图5.5电路板的跑马灯模块
结论：
测试所得结果与原理所得结果一致。
5>.触发器电器
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。
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。
测试结果：
接通电源，使J4，J5，J7，J8接高电平，改变J3，J6的电平，灯亮灭情况如下表：
输入
现态
开关
次态
J3
J6
D20
D22
D21
D9
S2
S4
D20
D22
D21
D9
0
0
1
1
0
0
无
无
1
1
0
0
0
1
1
1
0
0
无
按
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
按
0
0
1
1
0
0
1
1
按
0
1
0
1
1
1
0
1
0
1
无
按
0
0
1
1
1表示接高电平（灯亮），0表示接低电平（灯灭）
图5.6电路板的触发器模块
结论：
测试所得结果与原理所得结果一致。
6>.比较器电路
电路原理：
此电路采用了双路比较器LM393，一路用比较器产生一个方波输出，J9为输出端，可以通过示波器来观察，其探头分别接“OUT”端和“GND”端。
另一路比较器为电压比较，电位器RT2为参考电压调节端，可以通过调节其阻值改变其电压值，电位器RT1为比较电压调节端。
实验中我们可以先使参考电压不变，然后调节RT1，改变输入电压值，两路电压通过比较器比较，其输出结果可以通过发光二极管D23的亮度显示出来。
测试结果：
在RT2设置了参考电压2.45V后，调节RT1，改变输入电压，先将RT2输入4.39V，灯亮；输入2.35V，灯不亮。
可见当RT2小于RT1时，说明7端输出是高电平，当RT2大于等于RT1时，灯都是灭的，说明输出是低电平
图5.7电路板的比较器模块
结论：
测试所得结果与原理所得结果一致
3.故障分析
在调试的过程中，遇到一个问题.跑马灯有一盏灯始终不亮，我们小组把LED灯取下来，换了一个新的LED灯，又重新焊接上去，还特别检查了是否虚焊，没有问题后。
我就用万用表一个一个的去检测LED灯电压高低，但我发现该处的导线的确导通了，没有短路的。
于是我又检查连接该灯的电阻是否正常，发现也没有问题。
接着去查看连接该灯的芯片引脚是否错误，对照原理图发现，没有一点问题。
本来打算放弃了的，不过，看到别人的都能正常，自己工作了这么久，觉得一定要做好。
于是我又用万用表去检查线路的连接，终于在检测LED灯连接电阻的线上发现了问题，原来那根铜线已经不起作用了。
难怪LED一直不亮。
最终，我用焊锡笔直连接了LED的一端和电阻的一端，重新连接电源后，终于亮起来了。
还有开始的时候那个数码管显示有点不正常，有些乱码。
先是观察了数码管的引脚焊接是否虚焊了，发现没有问题。
后来发现有两个引脚看上去有点连接在一起了，通过熔断使它们分开了，不过还是一样有点不正常的显示。
拿来别人正常的PCB板后，经过细心观察，发现我的板子有几个电阻和别人的不一样，色环不同。
我想肯定是电阻焊错了，通过和原理图对比，再用万用表测量，的确是错了，于是我把错误的取下来，重新焊了阻值正确的电阻，再接通电源，发现一切正常了。
六、收获、心得和建议
在这两周的实习中，自己至始至终，一步一个脚印，从最开始的画电路原理图，再用protel软件做成PCB板，再到实验室去焊板子，最后进行调试。
虽然在调试的过程中遇到了很多不解，但是自己通过看电路的原理图和一步一步的检查，最终把错误都找出来了。
在此期间，我也学会了如何用protel绘制原理图和如何焊板子。
通过调试电路板，我懂得了，如果电路的显示结果不对，那就得一个一个模块的，从总体到每一个点，一点一点的去查原因，再结合相关资料去调试。
尤其是在焊板子这一块我认为要使焊点应接触良好，并保证被焊元件之间能稳定的通过一定的电流，特别要要避免虚焊的产生。
在此期间，我学到了这些：
1.初步掌握了印刷线路板自动布线系统Protel的使用方法；
2.了解了常用元器件及材料的类别、型号、规格、符号、性能及一般选用知识；
3.熟悉了常用仪器仪表的作用和元件的测量方法；
4.掌握了电器产品安装焊接的基本工艺知识和手工焊接技术，以后能够独立的焊接电子产品；
5.掌握了电子产品一般调试原理，以后能够独立的完成制作产品的调试工作；
6.了解了电子产品工业制造的工艺流程和新技术、新工艺。
通过本次计算机硬件工艺实习，自己了解了电子产品的一定硬件知识，开阔了眼界，把平时书本的知识应用到实践中，自己得到了很多宝贵的知识财富，另一面自己也看见了自己的不足，还需要努力学习，了解更多相关知识，丰富自己的阅历，多请教老师和有关人员，通过各个渠道学习和了解计算机硬件的有关知识。
此次实习通过软硬件结合的形式让我们了解了电子产品原理图、印制板的设计生产过程，提高了动手能力。
在今后的学习生活中我要多加强相关实践实习，不断锻炼提高自己各方面的能力。
两个星期的电子硬件工艺实习，我学会了焊接技术，知道了电子产品的装配，我还学会了电子元器件的识别及质量检验，知道了整机的装配工艺，进一步培养了我的动手能力及严谨的工作作风，也为我以后的工作了打下了很不错的基础。
最重要的一点是：
以前感觉学习<<模拟电子技术和数字电子技术>>课时，总觉得老师讲的太抽象，通过本次实习，我明白了许多东西。
而且我相信这我以后的专业课学习中我会学习的更好。
总之，在实习过程中，要时刻保持清醒的头脑，要懂得冷静的去检查和分析错误
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