武汉理工大学电工电子实验报告.docx

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武汉理工大学电工电子实验报告

目录

第一章预备篇-2-

第一部分实习目的-2-

第二部分实验室安全用电常识-2-

第三部分焊接与装配技术-3-

（一）工具介绍-3-

（二）焊接方法-3-

（三）焊接中常见的错误-4-

（四）不同类型杂件的焊接-4-

（五）焊接后的检查-5-

（六）常见焊接点-5-

（七）拆除焊点的方法-5-

（八）电子元件焊接装配-6-

第四部分常用电子元件、仪表的识别和检测-6-

（一）常用仪器仪表-6-

第二章动手篇-11-

第一部分555声光报警器的制作-11-

（一）原理图-11-

（二）特有原件-11-

（三）元件参数与检测见附录1-12-

（四）装配过程-12-

（五）555报警器成品检测参数见附录2-13-

（六）作品展示-13-

（七）模块及其用途：

-14-

（八）故障及原因：

-15-

第二部分流水彩灯音乐盒的制作-16-

（一）流水灯原理-16-

（二）音乐播放原理-16-

（三）所需器材见附录3-17-

（四）装配过程-17-

（五）流水灯音乐盒制作元件的检测见附录4-17-

（六）流水灯音乐盒成品参数的检测见附录5-17-

（七）作品展示-17-

（八）PCB制作-19-

第三部分居家电路设计与安装-21-

（一）元器件-21-

（二）原理图与作品展示-21-

（三）某家庭配电箱照明配电系统图见附录10-22-

（四）工程设备材料表见附录11-22-

（五）居家照明电器的设计安装图见附录12-22-

附录-23以后-

实习考核表

本表是考核学生成绩的主要依据

项目

内容

评分比例

成绩

实习报告

安全常识

常用仪表与工具

焊接与装配技术

元器件特性及应用

产品的原理、方框图

各级工作原理分析

计算机设计流程

测量技术

元器件测量

产品参数测量（电压、电流）

动手能力

元件装配技术

焊接技术

成品的外形设计及装配

计算机辅助设计

原理图

PCB图

家居电路设计

总成绩

教师签名：

2012年月日

第1章预备篇

第一部分实习目的

1、学习安全用电常识、提高安全用电意识。

2、巩固所学的专业知识，培养实践操作技能，建立电工电子的概念，对后续课程打下良好的基础。

3、提高自己对社会的认知能力，跟上电子信息前进的步伐，将自己培养成为能够主动适应社会主义现代化建设需要的高素质的复合型人才。

第二部分实验室安全用电常识

由于本次实习是带电操作，为了保证我们的人身安全以及实验室设备的安全，我们在实习的第一天就进行了安全用电知识的讲解。

通过老师耐心细致的讲解，我对于实验室安全用电知识有了深刻的认识。

对于一些容易造成事故的违规操作也铭记于心。

这为以后的动手操作提供了必要的先决条件。

下面，我就将自己在安全用电知识讲解中的收获进行汇报：

1.学习安全用电常识，提高安全用电知识。

2.使用电子仪器设备时，应先了解其性能，按操作规程操作。

实验前先检查用电设备，再接通电源；试验结束后，先关仪器设备，再关闭电源。

3.若电器设备发生过热现象或焦糊味时，应立即关闭电源。

4.若离开实验室或遇突然断电，应关闭电源，尤其要关闭加热电器的电源开关。

5.电源或电器设备的保险丝烧断后，应先检查保险丝被烧断的原因，排除故障后再按原负荷更换合适的保险丝，不得随意加大或用其他金属线代替。

6.实验室不能有裸露的电线头；如有裸露，应设置安全罩；需接地线的设备要按照规定接地，以防发生漏电、触电事故。

7.如遇出点时，应立即切断电源，或用绝缘物体将电线与触电者

分离，再实施抢救。

8.电源开关附近不得存放易燃易爆物品或堆放杂物，以免引发火灾事故。

9.电气设备或电源线路应由专业人员按规定装设，严禁超载负荷；不准乱拉、乱接电线；随时解决电气设备、工具、线路存在的隐患。

10.严格执行学校关于用电方面的规章制度，不准带食物、饮料进入实验室。

第三部分焊接与装配技术

焊接知识分为两部分：

焊以及拆。

焊是将自己设计的电路变成成品最重要的一步。

而拆则是在零件焊接错误时候使用到的方法，同样十分重要。

通过本单元的学习，我从原先对焊接的一无所知，到最后将焊接的手法熟记于心，并在后几天转化为实践。

可见这部分的知识是十分重要的，也是必须要掌握的。

下面将我本单元的学习成果进行汇报：

（一）工具介绍

1.电烙铁

电烙铁，是电子制作和电器维修必工具，主要用途是焊机元件及导线，按结构可分为内热式电烙铁和外热式电烙铁，按功能可分为焊接用电烙铁和吸锡用电烙铁，根据用途不同又分为大功率电烙铁和小功率电烙铁。

本实习选用的是20W内热式斜面型的电烙铁，内阻为1.5到3.0K。

使用前要将烙铁头上的镀铬层锉掉并涂上锡。

2.焊锡丝

焊锡丝是由一定比例的铅锡合金包裹松香辛丝而成，为是以不同的焊接要求有不同的直径，应根据焊点的大小选用。

3.工具

剪刀、螺丝刀、万用表、镊子、电烙铁、烙铁架、斜口钳

（二）焊接方法

1.操作姿势

手工操作时，应注意保持正确的姿势，有利于健康和安全。

正确的操作姿势是：

挺胸端正直坐，切勿弯腰；鼻尖至烙铁头尖端至少应保持20cm以上的距离，通常以40cm时为宜（因为根据各国卫生部门的测定，距烙铁头20—30cm处的有害化学气体、烟尘的浓度是卫生标准所允许的）。

2.电烙铁拿法

根据电烙铁大小的不同和焊接操作时的方向和工件不同，可将手持电烙铁的方法分为反握法、正握法和握笔法三种

3.操作步骤

1.“刮”就是处理焊接对象的表面。

焊接前，应先进行被焊件表面的清洁工作，有氧化层的要刮去，有油污的要擦去。

2.“镀”是指对被焊部位搪锡。

3.“测”是指对搪过锡的元件进行检查，在电烙铁高温下是否变质。

4.“焊”是指最后把测试合格的、已完成上述三个步骤的元器件焊到电路中去。

五步施焊法

焊接环境空气流动不宜过快。

切忌在风扇下焊接，以免影响焊接温度。

焊接过程中不能振动或移动工件，以免影响焊接质量。

（三）焊接中常见的错误

1.原因：

焊点上加锡过多，焊锡没凝固前移动了元件。

解决方法：

焊锡丝只接触被加热了的焊盘，不要把焊锡丝涂在烙铁头上。

在焊锡凝固前不要去动。

2.虚焊

解决方法：

烙铁要加热整个焊盘，在焊接时不要“抖”，烙铁头离开焊盘

3.原因：

含铁角度不对

解决方法：

电烙铁45度快速压在焊盘上，不要加热太久，以免焊盘氧化后不沾锡

（四）不同类型杂件的焊接

1.电源线

拨皮：

去除绝缘线

烫锡：

将金属线表面涂上焊锡

焊接：

将烫锡后的导线修建成合适长度再焊接

2.电镀件

首先将元件表面作磨毛处理，然后再焊接

（五）焊接后的检查

焊接后首先对照PCB图检查有没有短路.漏焊.错焊的焊点，用镊子把元件轻轻拉一拉，看有没有虚焊.假焊的现象。

如果没有短路.错焊.虚焊.假焊的点要进行对应处理。

对于漏焊的进行补焊，短路的要用吸锡器清除多余焊锡。

错焊.虚焊.假焊的都要查处后重新焊接，焊接后用斜口钳将多余的元件脚剪掉。

焊点质量标准：

1.焊接点要具有良好的导电性与强度：

即焊锡与被焊金属物表面要分子相互扩散形成合金层，才是良好的焊接，条件是要有助焊剂作用于被焊处，并有足够的焊接时间（约1—2秒，焊点越大时间越长）和焊接温度。

2.焊点焊锡量要适当：

过少则机械强度低，易造成虚焊或脱焊；过多则浪费焊锡，并易造成堆锡或包焊（掩盖焊接缺陷）。

焊点成30度左右的锥形并充满焊盘为焊锡量适当。

3．焊点呈锥形，焊锡要饱满，表面有光泽，光滑、清洁，无漏焊、虚焊、半边焊、连焊、毛刺、拉尖、气泡、针眼（针眼原因是焊点内部元件脚有焊接不良）、焦块及污垢等焊接不良现象。

4.打了铆钉的焊点除了有漏焊、虚焊等焊接不良现象外，焊点的高度只要能满孔可以不再追加焊锡，给铆钉孔加焊锡时焊接时间不能长，如时间太长熔化的焊锡会从孔中漏下去造成元件脚连焊。

（六）常见焊接点

（七）拆除焊点的方法

1.把电路板固定

2.用镊子夹住元件

3.用焊铁加热焊点

4.趁焊锡融化是把元件从孔中拉出

5.用开孔针或吸锡器去除焊盘孔中的残锡，为下次焊接做好准备

（八）电子元件焊接装配

元件插装时标记和色码朝上，易于辨认；有极性由极性标记方向决定插装方向；插装顺序应先轻后重、先里后外、先低后高。

（1）卧式插装：

卧式插装是将元器件紧贴印制电路板插装，元器件与印制电路板的间距应大于1mm。

卧式插装法元件的稳定性好、比较牢固、受振动时不易脱落。

（2）立式插装：

立式插装的特点是密度较大、占用印制板的面积少、拆卸方便。

电容、三极管、DIP系列集成电路多采用这种方法。

卧式

立式

第四部分常用电子元件、仪表的识别和检测

（一）常用仪器仪表

1、熟悉万用表的结构和使用方法

万用表不用是指针应停在交流电压250V位置，不知道参数时，先选择最大档位，然后减小档位，在能估计到被测数据时使万能表指示范围尽量在45°范围内。

（1）使用方法

a使用前，应认真阅读有关的使用说明书，熟悉电源开关、量程开关、插孔、特殊插口的作用.

b将电源开关置于ON位置。

c交直流电压的测量：

根据需要将量程开关拨至DCV（直流）或ACV（交流）的合适量程，红表笔插入V／Ω孔，黑表笔插入COM孔，并将表笔与被测线路并联，读数即显示。

d交直流电流的测量：

将量程开关拨至DCA（直流）或ACA（交流）的合适量程，红表笔插入mA孔（＜200mA时）或10A孔（＞200mA时）,黑表笔插入COM孔，并将万用表串联在被测电路中即可。

测量直流量时，数字万用表能自动显示极性。

e电阻的测量：

将量程开关拨至Ω的合适量程，红表笔插入V／Ω孔，黑表笔插入COM孔。

如果被测电阻值超出所选择量程的最大值，万用表将显示“1”，这时应选择更高的量程。

测量电阻时，红表笔为正极，黑表笔为负极，这与指针式万用表正好相反。

因此，测量晶体管、电解电容器等有极性的元器件时，必须注意表笔的极性。

（2）.使用注意事项

a如果无法预先估计被测电压或电流的大小，则应先拨至最高量程挡测量一次，再视情况逐渐把量程减小到合适位置。

测量完毕，应将量程开关拨到最高电压挡，并关闭电源。

b满量程时，仪表仅在最高位显示数字“1”，其它位均消失，这时应选择更高的量程。

c测量电压时，应将数字万用表与被测电路并联。

测电流时应与被测电路串联，测直流量时不必考虑正、负极性。

d当误用交流电压挡去测量直流电压，或者误用直流电压挡去测量交流电压时，显示屏将显示“000”，或低位上的数字出现跳动。

e禁止在测量高电压（220V以上）或大电流（0.5A以上）时换量程，以防止产生电弧，烧毁开关触点。

f当显示“”、“BATT”或“LOWBAT”时，表示电池电压低于工作电压。

万用表中的欧姆档X10K档得电压为9V，其他档为3V（可以在后盖观察）

2、三极管

（1）符号：

三极管有三个电极，即b、c、e，其中c为集电极（输入极）、b为基极（控制极）、e为发射极（输出极）

三极管由PN结构构成，从类型上分有NPN和PNP两种，两者电流方向相反，使用时候注意区分。

按材料分为两种：

一种是硅三极管，目前是最常用的一种，另一种是锗三极管，以前这种三极管用的多。

硅三极管导通电压UBE>0.7V，截止电压UBE<0.7V。

锗三极管：

导通电压UBE>0.3V，截止电压UBE<0.3V。

测量各电极电压时，将万用表负极接地，正极接所要测的电极。

（2）三极管的极性及管型判断

把万用表打到蜂鸣二极管档，首先用红笔假定三极管的一只引脚为b极，再用黑笔分别角碰其余两只引脚，如果测得两次讲习数相差不大，且都在且都在且都在且都在600左右，则表明假定是对的，红笔接的就是b极，而且此管为ＮＰＮ型管。

c,e极的判断，在两次测量中黑笔接触的引脚，读数较小的是c极，读数较大的是e极。

红笔接b极当测得的两级数值都不在范围内，则按ＰＮＰ型管测型管测型管测型管测。

ＰＮＰ型管的判断只须把红黑型管的判断只须把红黑表笔调换即可，测量方法同上。

PN结具有单向导电性和倒掉的非线性

测量PN结的时候将万用表拨到电阻X1K档，调零后分别测量BE、BC结的正反向电阻。

3、发光二极管LED

二极管的作用与识别方法

（1）作用

二极管的主要特性是单向导电性，也就是在正向电压的作用下，导通电阻很小；而在反向电压作用下导通电阻极大或无穷大。

发光二极管具有单向导电性和发光作用，在电路中可以做指示灯。

二极管按用途分为：

晶体二极管、双向触发二极管、高频变阻二极管、变容二极管、发二极管、肖特基二极管。

（2）识别方法

二极管的识别很简单，小功率二极管的N极（负极），在二极管表大多采用一种色圈标出来，有些二极管也用二极管专用符号标志为“P”“N”来确定二极管极性的，发光二极管的正负极可从引脚长短来识别，长脚为正，短脚为负。

（3）测试注意事项

用万用表支测二极管时，红表笔接二极管的正极黑表笔接二极管的负极，此时测试得阻值才是二极管的正向导通阻值，这与指针式万用表的表笔接法刚好相反。

（4）故障特点

二极管的故障主要表现在开路、短路和稳压不稳定。

在这3种故障中，前一种故障表现出电源电压升高；后顾之忧种故障表现为电源电压变低到零伏或输出不稳定。

（5）单色发光二极管的检测

在万用表外部附接一节能1.5V干电池，将万用表置R×10或R×100挡。

这种接法就相当于给予万用表串接上了1.5V的电压，使检测电压增加至3V（发光二极管的开启电压为2V）。

检测时，用万用表两表笔轮换接触发光二极管的两管脚。

若管子性能良好，必定有一次能正常发光，此时，黑表笔所接的为正极红表笔所接的为负极。

4、扬声器

选用的是圆形恒磁钡铁氧体电动式扬声器

测量：

电阻8欧姆左右；用万用表笔摩擦触电试听声音。

5、电容C

电容器的参数标注方法

（1）直标法：

将电容器的主要参数（标称容量、额定电压、及允许偏差）直接标注在电容器上，如0.0047µf/275V，0.0047µf是容量，相当于4700Pf，275V应是耐压（不属优选数系列）

（2）文字符号法：

采用数字或字母与数字混合的方法来标注电容器的主要参数。

3，数字标注法一般是用3位数字表示电容器的容量。

其中前两位为有效值数字，第三位为倍乘数（即表示有效值后有多少个0）。

如104，表示有效值是10，后面再加4个0，即100000Pf=0．1µf。

4，字母与数字混合标注法用2—4位数字表示有效值，用P、n、M、µ、G、m等字母表示有效数后面的量级。

进口电容器在标注数值时不用小数点，而是将整数部分写在字母之前，将小数部分写在字母后面。

如4P7表示4．7Pf，3m3表示3300µf等。

电容器的容量的允许偏差标注字母及含义：

（字母含义）F±1％；G±2％；J±5％；K±10％；M±20％；N±30％。

如104K表示容量100000Pf=0．1µf，容量允许偏差为±10％。

有些电容器的工作电压是用色环或色点来表示的，颜色—工作电压（V）的关系如下：

黑—4、棕—6.3、红—10、橙—16、黄—25、绿—32、蓝—40、紫—50、灰—63。

也有些只用于低压电路的电容器没有耐压标志，可查产品手册。

电容具有充放电的特性，可以隔直流通交流。

标识方法：

直接法和数值法。

基本单位：

PF

6、电阻器

电阻器是一种具有一定电阻值的电子元器件，习惯上也简称为电阻。

电阻是一种在电子产品中用得最多的电子元器件之一。

它在电路中的主要作用是控制电压、电流的大小，还可以与其它元件配合，组成耦合、滤波、反馈、补偿等各种不同功能的电路。

电阻器的标志方法

图12电阻的文字直接标注法

电阻的标志方法有文字符号直标法、色标法和数字标志法等多种。

（1）文字直接标注:

直接标志法是直接用阿拉伯数字和单位在产品上标志出其主要参数的标志方法，如图2.5所示。

一般只标明标称阻值、允许偏差、材料、额定功率等几项参数。

（2）色环标注

色标法是用颜色表示电阻的各种参数值，直接标志在电阻体上。

它主要适用于小功率电阻，特别是0.5W以下的碳膜电阻和金属膜电阻。

色标电阻的色带通常采用四色带、五色带表示。

色带不同，所表示的电阻参数也不相同。

四色带表示电阻的标称阻值（两位有效数字）和允许偏差。

五色带表示电阻的标称阻值（3位有效数字）和允许偏差。

（3）数字标志法

数字标志法多用于片状电阻。

由于片状电阻器体积较小，通常只在电阻表面用3位阿拉伯数字表示电阻的标称阻值，其它参数省略。

前两位数字表示有效数字，第3位数字表示有效数字后面0的个数（即10的幂数），当第3位为9时表示倍率为0.1。

此外，还有少数片状电阻用四位数字标志电阻值。

四位数电阻值标志比三位数标志多了一位有效数字，第4位表示有效数字后0的个数，其余与三位数标志法相同。

如电阻的标志符号为6801，表示6.80kΩ。

本次实习中使用的主要为色环电阻。

第二章动手篇

第一部分555声光报警器的制作

（1）原理图

555声光报警器原理图

原理：

电路中开关闭合，LED3亮；555的2和6脚为低电平0，输出端3脚为高电平1，LED1亮，VT1导通，J1告警，VT2截止，LED2灭，7脚为高阻态；随着时间的增长，C1通过R1，R2充电，2和6脚电位升高，最终达到高电平1,3脚输出低电平0，LED1灭，VT1截止，J1告警停止，VT2导通，LED2亮，7脚为低阻态，通过电源负开始放电，致使2和6脚电位降低，循环往复，电路又开始告警。

（二）特有原件

1．蜂鸣器

蜂鸣器广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。

；蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。

2．555芯片

555芯片

1：

电源负极8：

电源正极

2：

低电平触发7：

放电端

3：

输出6：

阀值端

4：

低电平复位5：

控制端

（3）元件参数与检测见附录1

（4）装配过程

装配图如下：

555报警器装配图

先按照装配图在电路板上规划好每一个元件应该放置的位置，用铅笔做一下标记，接着把电阻R1~R7装上去，并焊接好。

然后把电容、三极管装上焊好，接下来依次焊接芯片插座、二极管灯插排、蜂鸣器、开关、电池插排。

最后焊接连线。

（五）555报警器成品检测参数见附录2

（六）作品展示

（七）模块及其用途：

声光报警部分

开关，接电源

NE555，对亮灯、放声等进行控制

（八）故障及原因：

二极管发光但蜂鸣器不响。

检测：

先看电路有无虚焊现象，结果为无；再看蜂鸣器是否接反了，结果为无；用万用表检查蜂鸣器周围的线路是否断路，结果为无；全局看电路是否有短路或断路，结果发现焊接的时候将电阻R6的一端直接接到了电源负极，造成电路短路。

解决方法：

将连接R6与电源负极的线断开。

第二部分流水彩灯音乐盒的制作

（一）流水灯原理

电路由NE555,CD4017,和十个LED灯组成流水灯电路,接通电源后,系统可以依次点亮每一盏led灯，LED灯间隔亮的时间固定。

电路硬件框图

NE555搭建成一个定时器电路，定时器的时钟周期由R1,R4,C1组成，时钟周期T=0.639（R1+2R4）C

流水灯原理图

（二）音乐播放原理

音乐播放电路使用了集成的音乐芯片，该芯片把一首歌的音符对应产生的音乐频率烧到芯片内部，加上如下图所示原件，即可驱动扬声器发声。

音乐芯片

（3）所需器材见附录3

（4）装配过程

先按照原理图在电路板上规划好每一个元件应该放置的位置，用铅笔做一下标记，接着把电阻R1~R5装上去，并焊接好。

然后把电容、三极管装上焊好，接下来依次焊接芯片插座、二极管灯插排、扬声器插座、开关插座、电池插座。

最后焊接连线。

（5）流水灯音乐盒制作元件的检测见附录4

（6）流水灯音乐盒成品参数的检测见附录5

（7）作品展示

（八）PCB制作

1、所用软件：

Protel99se

2、过程：

（1）、启动protel99se（金明杰汉化）

（2）、选取菜单文件/新建设计一个文件库，设计存储类型中选默认值，数据库文件名为“**.ddb”，数据库位置选择默认值。

最后点击“确定”

（3）、选取文件/新建文件，建一个*.SCH（SchematicDocument）文件。

最后点击“确定”

（4）、在所出现的方框中选择“sheet1.sch”，将其命名为“流水灯.sch”。

双击“**.sch”进入原理图编辑器主界面。

（5）、选取“查找”，在库参考处输入“555”，再点击“现在查找（F）”,选择“发现库里”其中一个库，再点击“添加库列表（A）”。

点击“关闭”，即可在库中找到NE555原件，同理添加CD4017的库。

（6）、设置电路图纸

选择设计/选项，设定图纸，点击“确定”

（7）、选取库“MiscellaneousDevices.lib”，依次选取4个电阻R，一个CON12、一个12HEADER,、十个LED、一个开关SWSPDT放置到图纸的适当位置，从所添加的库中找到BE555和CD4017放置于图纸，打开视图/工具条，选取连线工具和数字实体，从数字实体中选取一个电解电容和瓷片电容，分别双击各元件并按附录6改变其参数。

（8）、书上原理图摆放元件并使用连线工具中的直线连线，从连线工具里选取电源接线改变参数放到相应位置。

得到电路原理图

（9）、点击设计/创建网络表，生成网络表“流水灯,NET”。

检查网络表，无错误参数。

（10）、同创建SCH文件类似，在设计管理版面中点击“**.ddb”，然后点击文件菜单/新建文件，在弹出的对话框中选择PCBDocument，点击确定则创建PCB文件，命名为“流水灯.PCB”，双击打开则进入PCB设计主界面。

（11）、点击设计/选项，点击“层”，将可视网络1的参数改为10mil，可视网络2的参数改为1000mil，开“底层”，关“顶层”。

点击确定

（12）、点击设计/规则，电线宽度设为30mil，距离限制设为10mil，布线层的顶层焊接面禁用。

（13）、在设计工作区的板层标签选择KeepoutLayer。

点击放置工具里的放置轨迹，画一个3×4的边框。

（14）、修改焊盘：

X-大小和Y-大小为80mil，修改孔大小为50mil，并应用于全局。

（15）、点击设计/网络表/浏览/流水灯.NET/确定/执行。

即将原件导在PCB上。

（16）、将原件摆放到边框内的适当位置，再点击自动布线/全部布线，适当调整之后得到PCB图（调整过程中，先取消全部布线，移动原件后再次全部布线。

）

3、流水灯原理图见附录7，PCB图见附录8

第三部分居家电路设计与安装

在制作完成报警器、流水灯之后，我们又进行了居家电路的设计与安装。

和报警器、流水灯相比，这项设