单片机实验板安装焊接实训.docx

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单片机实验板安装焊接实训

引言

IDE下自带有50多个实验——只要你安装了μ’nSP开发环境（IDE），所有实验的例子就会安装在IDE路径下（spce061a/example文件夹中），你可以直接运行，并根据说明观察现象，也可以自己修改，观察现象，而且可以根据这些实验做相关的练习题，锻炼自己编程能力。

IDE下的例子分三类：

基础部分、模组部分、语音部分和综合部分，并且都与课堂教学内容结合紧密。

其中基础实验23个（BaseExa文件夹中），语音实验6个（VoiceExa文件夹中），综合实验15个（IntExa文件夹中）、模组实验7个（Model_Exa文件夹中）。

――在基础实验中，内容浅显易懂，可操作性强。

目的在于让同学们能尽快了解，并掌握SPCE061A的硬件结构、指令系统和基本编程方法。

――在语音实验中，每一个实验趣味性都很强，能够充分调动学生的学习兴趣，从而掌握一般语音处理的相关知识。

――在综合实验中，每个实验都具有一定的代表性，如LED数码管、4×4键盘、点阵及ROM和SRAM的扩展等。

――在模组实验中，拥有目前产品设计中较常用的模组，液晶模组、USB模组等。

它的适合人群有准备掌握DSP和语音处理方面（和弦音乐播放、录制、识别）的技术开发人员、学习新技术单片机电子爱好者、进行工控领域、仪器仪表、家用电器、通讯等领域的单片机的产品研发人员。

161板简介

1.1SPCE061A单片机性能

1.1.116位µ’nSP™微处理器

■工作电压：

VDD为2.6~3.6V（cpu）,VDDH为VDD~5.5V（I/O）；

■CPU时钟：

0.32MHz~49.152MHz；

■内置2K字SRAM；

■内置32KFLASH；

■可编程音频处理；

■晶体振荡器;

■系统处于备用状态下（时钟处于停止状态），耗电小于2µA@3.6V；

■2个16位可编程定时器/计数器（可自动预置初始计数值）；

■2个10位DAC（数-模转换）输出通道；

■32位通用可编程输入/输出端口；

■14个中断源可来自定时器A/B，时基，2个外部时钟源输入，键唤醒；

■具备触键唤醒的功能；

■使用凌阳音频编码SACM_S240方式（2.4K位/秒），能容纳210秒的语音数据；

■锁相环PLL振荡器提供系统时钟信号；

■32768Hz实时时钟；

■7通道10位电压模-数转换器（ADC）和单通道声音模-数转换器；

■声音模-数转换器输入通道内置麦克风放大器和自动增益控制（AGC）功能；

■具备串行设备接口；

■具有低电压复位（LVR）功能和低电压监测（LVD）功能；

■内置在线仿真电路ICE（In-CircuitEmulator）接口。

■具有保密能力

■具有WatchDog功能

1.2SPCE061A的结构概览

1.3芯片的引脚排列和说明

SPCE061A共有84个引脚，封装形式为PLCC84，

在84个引脚中有空脚15个，其余管脚功能说明如表5所示。

1.461板整体框图

1.561板框图功能介绍

1.5.1电源：

61板采用3节5号电池进行供电，由J10接入，如原理图所示。

其中的前后两组电容用来去耦滤波，使其供给芯片的电源更加干净平滑。

为了获得标准的3.3V电压，在板子上加入SPY0029三端稳压器。

两个二极管，是为防止误将电源接反造成不必要损失而设置的，在操作过程中千万不要将电源接反，因为反向电压超过一定的值，二极管将会被损坏，达不到保护的目的。

后面的零电阻及其电源、地分成不同的几路是为减少电磁干扰设置的。

1.5.2程序下载区：

ICE基本运作方式是通过控制clock及通过ICE喂入指令方式，来控制CPU的运行及缓存器资料和内存资料的存取，因此必须透过控制缓存器值的设定来控制目前CPU的动作.每个相连接的不同ICE模块都拥有自己独特的3-bitID，当PC在传送control信号时都会先传送该3-bitID，只有ICE本身的ID和control信号的ID相同时才会执行该命令或回传资料。

61板上的74HC244主要在我们选用下载线的时候起作用，主要奇缓存的作用和完成SDA是作数据回送还是数据下传的选择。

1.5.3音频输入部分:

如下图所示电路，MICP和MICN将随着MIC产生的波形变化，并在两个端口处形成两路反相的波形，再经过两级运放放大，把放大的语音信号交给ADC转换为数字量，这个时候我们就可以通过单片机编程对这些数据进行处理，比如说语音数据压缩、语音识别样本处理。

1.5.4音频输出部分:

SPY0030是凌阳公司开发的专门用于语音信号放大的芯片，它的增益如下所示Gain=2*5000/（5000+R1）

1.5.5按键部分:

按键是通过通断控制来实现它的功能，61板上的按键在没按下时，它的1、3脚是断开的，当按下时这两个脚是连通的。

若此时我们在1脚接一个高电平，把第三脚连到一个I/O口上，这就形成了一个人机操作界面，通过编程对I/O扫描，单片机就能识别到我们的按键命令。

2焊接61板

2.1焊接器材

2.1.1尖嘴钳

（1）主要用途

主要用来夹持零件、导线、及零件脚弯折

内部有一剪口，用来剪断1mm以下细小的电线

配合斜口钳做拨线用

（2）注意事项错误！

未找到索引项。

注意不可以当做扳手，否则会损环钳子

不可用来敲打

在焊接的时候夹持元件可以防止元件因过热而损伤

2.1.2斜口钳

（1）主要用途

常用来剪断导线、零件脚的基本工具

配合尖嘴钳做拨线用

（2）注意事项

斜口钳剪断时，应将线头朝向下，以防止断线时伤及眼睛或其他同学不可用来剪断铁丝或其他金属的物体，以免损伤器件口，超过1.6mm的电线不可用斜口钳剪断

2.1.3平头钳

（1）主要用途

用来剪断较粗的导线或金属线配合尖嘴钳做拨线用

用来弯折、弯曲导线或一般的金属线

用来夹持较重物体

（2）注意事项

不可拿它当扳手使用

不可用来敲打

2.1.4电烙铁

（1）分类

圆锥形：

适合焊接热敏感元件

斜角形：

适于焊接端子点，因有尖端表面，所以热更易于传导

锥斜面形：

通常用在一般焊接和修理上

2.1.5吸锡器

（1）主要用途

检修时，将零件上的焊锡吸走，以便利于更换元件

使用是应将吸锡口靠近焊锡点，但要必免与烙铁直接接触

（2）注意事项

使用一段时间后，就要清理吸锡器中锡渣

2.1.6螺丝起子

（1）主要用途:

松紧螺丝必须的工具一般根据用途分为：

一字起子，十字起子

（2）注意事项:

选择起子时应根据螺丝的大小选用，起子刀口厚薄与宽度均需配金属把子的起子不可以使用在带电的电路上，以免触电,使用起子应于螺丝帽成90度手柄越大转矩越大

镊子

镊子的分类也是很多的，在各种实际应用场合主要是以下两种：

尖头镊子和弯头镊子。

镊子的使用主要是夹持小的元器件，辅助焊接，弯曲电阻、电容、导线的作用。

平时不要把镊子对准人的眼睛或其他部位。

2.2焊接原理

2.2.1焊料与焊剂的选择

焊料：

一般常用焊锡作焊料。

它具有较好的流动性和附着性。

在一定是温度、湿度及振动冲击条件下有足够的机械强度。

而且具有耐腐性，使用方便的优点。

焊剂：

作用是除去油污，防止焊件受热氧化，增强焊锡的流动性。

常用的焊剂是松香。

但在使用时要注意最好配成松香水。

如果电烙铁直接沾松香焊接，虽然焊接的烟量少，附着力强，但沾到焊点上的松香少，不能充分发挥助焊剂的作用。

而且电烙铁头经常接触松香也易使松香焦糊变质。

所以最好将松香溶于酒精中。

以3：

1的比例配成松香水点在焊接处。

千万注意：

绝对不能用酸性焊油。

因为它对焊点有腐蚀性，会引起电烙铁漏电，发霉。

注意：

焊剂用完后用三氯甲烷/酒精擦板子，便于焊接元器件。

2.2.2电烙铁与电烙铁头的选择

常用的电烙铁有外热式、内热式和速热式三种。

一般功率不能过大，选用20—50W即可。

若选用的功率过大，不易掌握火候，很容易使元件过热而损坏。

烙铁头经常加工成各种形状以适应焊接的要求。

为了保证一定的温度，烙铁头要有一定的体积。

一般焊接较大的元件时，烙铁头与焊接物接触面积要大.焊接密度较大的小焊点时，为了避免

伤及周围元件和焊点，应采用锥形的烙铁头。

2.2.3焊点质量

焊点的质量直接关系到整块电路板能否正常工作，也是每个操作人员要学会并掌握的基本功。

质量好的焊点称标准焊点，如图2.4（a）所示，在交界处，焊锡、铜箔、元件三者较好地融合在一起。

虚焊点，如图2.4（b）所示，在交界处，从表面看焊锡把引线给包住了,但焊点内部并未完全融合，焊点内部有气隙或油污等。

产生虚焊点的主要原因是元件脚、印制电路板铜箔表面不清洁，或者电烙铁头温度偏低，元件脚、印制电路板铜箔与烙铁头接触表面太小导致受热太慢，温度不够，也有焊锡用量不当引起的。

要避免出现虚焊，重点是搞好清洁处理。

焊接时使电烙铁头与焊接元件及铜箔接触面积要尽可能大些。

掌握好焊接时间，一般一个焊点约用2—3秒。

焊后焊点应饱满、光亮、无裂痕、无毛刺且焊剂尚未完全挥发干。

若时间长，易损坏焊接部件及元件。

铜箔、元件三者较好地融合在一起。

若时间短，又不能使焊接达到标准要求，焊点上的焊锡要适当，以饱满引线为宜，呈圆锥形。

焊锡过多是浪费，而且容易出现焊点互相桥连现象。

2.3焊接注意事项

2.3.1‘61’裸板检测

目的：

检测61板裸板电源部分是否短路

方法：

利用万用表检测‘61’板上U3的第一脚和第三脚之间是否短路，无短路说明‘61’板电源部分是正常。

2.3.2检测元器件、并做器件整形

1．用万用检测12个电解电容、16个独石104、3个独石224是否短路，短路的器件需更换（有条件的可采用电容表逐个测试）。

2．利用万用表检测4个按键，按下后看1、3脚是否接通，是则说明按键正常。

3．先将单排插针掰开，分别为10PIN4个、3PIN3个和2PIN2个、1PIN1个。

4．将所有检测过的电阻、电容、二极管按电路板间距把引脚折弯，以便插到电路板上。

注意：

绝对不能在元件引脚跟部反复折弯，因为这样引起的元件内部接触不良造成的故障是很难维修的。

5．查看芯片座所有引脚是否偏移原位，若有偏移整形后插在塑料泡沫板上待用。

2.3.3元件分类

1、小个子元器件（20个）：

SPY0029（1个）、电阻（18个）、晶振（1个）、二极管（3个）。

2、中间个子元器件（45个）：

瓷片电容（5个）、独石电容（19个）、按键（4个）、发光二极管（2个）、电解电容（12个）、芯片座（3个）。

3、大个子元器件（13个）：

排针（9个）、接座（3个）、电位器（1个）。

2.4焊接61板的18个步骤

2.4.1焊接步骤流程图

Step1:

焊接SPY0029（数量1个）

元件U3（SPY0029）----先将焊盘上的焊点上少量焊锡，再将元件相应引脚镀少量锡，用镊子夹住元件放置在焊盘上，迅速将该引脚焊好，如图4.11所示。

注意拿镊子的手要稳，不能抖。

焊接速度要快，加热时间要短。

然后将其他引脚焊好。

Step2:

焊接电阻（数量18个）