大学生计算机硬件工艺实习报告.docx
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大学生计算机硬件工艺实习报告
计算机硬件工艺
实习报告
姓名
***
院系
计算机科学与技术系
班级
计算机班
学号
指导老师
实习时间
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
3、电路的原理图，电路的各部分工作原理
（1）画原理图及PCB图所用软件介绍
Protel99SE是应用于Windows9X/2000/NT操作系统下的EDA设计软件，采用设计库管理模式，可以进行联网设计，具有很强的数据交换能力和开放性及3D模拟功能，是一个32位的设计软件，可以完成电路原理图设计，印制电路板设计和可编程逻辑器件设计等工作，可以设计32个信号层，16个电源--地层和16个机加工层的软件。
（2）画原理图及PCB图过程简介
首先打开此软件，编辑好文件名，进入之后就在此文件夹中新建原理图文件编译器和PCB文件编译器，然后再原理图文件编译器中绘制原理图，绘制好之后在PCB文件编译器中根据元器件的分装代码进行封装。
封装完毕后布局排版。
（三）原理图、各原理图的工作原理及原件的介绍。
1.整流稳压滤波电路图
图3.1整流稳压滤波电路原理图
该电路原理：
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）。
元件介绍：
a.二极管：
具有单向导电性
b.三端稳压器：
一种起稳压作用的集成稳压块。
c.电容：
一种储能元件。
具有隔离直流导通交流作用。
2.方波信号发生器电路图：
图3.2方波信号发生器电路原理图
该电路原理：
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，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。
元件介绍：
a.集成块555：
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。
b.集成块插座：
与集成块一起使用，起保护集成块的作用。
c.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。
3.计数器模块电路图
图3.3计数器模块电路原理图
该电路原理：
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。
元件介绍：
a.集成块74LS93
结构：
该集成块为14引脚封装的四位二进制计数器。
由四个JK触发器组成。
其第1、14脚为时钟脉冲输入端。
第2脚为预置端，第3脚为复位端，高电平有效。
第8、9、11、12脚为二进制代码输出端。
第5脚为接电源端。
第10脚为接地端。
b.集成块74LS47
结构：
该集成块为16引脚封装的将二进制数译成十进制数的译码/驱动器。
它是由“与非”门、输入缓冲器和7个“与-或-非”门组成。
7个“与非”门和1个驱动器成对连接，以产生可用的BCD数据及其补码至7个“与-或-非”译码门。
通常低电平有效，高的灌入电流的输出可直接驱动显示器。
其第1、2、6、7脚为二进制代码输入端。
第3、4、5脚条件端，高电平有效。
第9、10、11、12、13、14、15脚为输出端。
第16脚为接电源端。
第8脚为接地端。
c.数码显示器
结构：
是采用七段发光二极管的显示器，它可直接显示出译码器输出的十进制数。
七段发光二极管的显示器有共阳接法和共阴接法两种。
共阳接法就是把发光二极管的阳极都接在一个共公点上（+5V或地），共阴接法则相反。
d.复位按键：
一种轻触按键。
有四个引脚，安装时要注意方向。
常开触点应接在线路上。
4.循环亮灯电路图
图3.4循环亮灯电路原理图
该电路原理：
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。
元件介绍：
a.集成块4017
一．集成块4017
结构：
该集成块为16引脚封装的十进制计数器。
它具有10个译码输出，CLK、ENA、RST输入端。
b.集成块74HC240
结构：
该集成块为20引脚封装八反相/驱动器。
其第2、4、6、8、11、13、15、17脚为信号输入端。
第3、5、7、9、12、14、16、18脚为输出端。
第1、9脚为条件端，低电平有效。
第20脚为接电源端，第10脚为接地端。
c.三极管：
具有放大信号的作用
结构：
主要分为NPN型和PNP型二大类。
有三个引脚分别为发射极（e），基极（b），集电极（c）。
5.触发器电路图
图3.5触发器电路原理图
该电路原理：
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。
元件介绍：
4．元件介绍：
a.集成块74LS74__
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。
b.短路卡：
一种简单插件。
6.比较器电路图
图3.6比较器电路原理图
该电路原理：
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。
元件介绍：
4．元件介绍：
a.集成块LM393
结构：
该集成块为8引脚封装的双路比较器。
其中一个比较器引脚安排是第1脚为输出端，第2脚为反相输入端，第3脚为正相输入端，第4脚为接地端，第8脚为接电源端。
b.电位器：
一种可调电阻。
有三个引脚，其中两个为固定端，另一个为可动端。
（4）绘制的PCB图
整流稳压滤波电路图
图3.7整流稳压滤波电路PCB图
方波信号发生器电路图
图3.8方波信号发生器电路PCB图
比较器电路图
图3.9比较器电路PCB图
四、电路焊接过程
（一）实习间所用材料清单
品名
规格
单位
数量
电容
0.001U（102）
只
1
电容
0.01uF（103）
只
1
电容
0.1uF（104）
只
2
电解电容
10U/16V
只
1
电解电容
470U/16V
只
1
电解电容
100U/16V
只
1
电解电容
1000U/16V
只
1
二级管
IN4007（>1A）
只
4
电阻
1M
只
3
共阳级数码管
0.5寸
只
1
三极管
9014
只
2
电阻
300欧姆1/4W
只
2
电阻
470欧姆1/4W
只
22
电阻
1k欧姆1/4W
只
4
电阻
10k欧姆1/4W
只
5
电阻
51k欧姆1/4W
只
6
电阻
100k欧姆1/4W
只
1
电位器
5K碳膜电位器
只
2
轻触按键
只
3
稳压器（集成块）
7805
块
1
集成块
NE555
块
1
集成块
74HC93
块
1
集成块
74LS47
块
1
集成块
4017
块
1
集成块
74HC240
块
1
集成块
74LS74
块
1
集成块
LM393N
块
1
1*40短针（2.54mm）
只
1/2
短路子
只
6
2EDGV-2P（5.08绿色）和配套的插头
只
1
印制板
块
1
IC-14
DIP14
个
2
IC-16
DIP16
个
2
IC-8
DIP8
个
2
IC-20
DIP20
个
1
发光二极管
Ф3
个
18
（2）电路板焊接过程简介
焊接电路板是技术活了。
在焊接的过程中，按照由卧到立，由低到高的顺序。
先焊接电阻，并且按照各自的位置弄好，然后焊接比较高的物件，如：
集成块插座等。
有正负极的要注意正负极，如：
发光二级管，电解电容等。
三极管按图所画符号相对焊接上去。
集成块标志与集成块插座标志相对应。
不可插错。
在安装元器件的时候要注意不要太用力，以免弄坏管脚。
在焊接的时候要注意电烙铁接近电路板时间不宜过长，以免烧坏电路板或元器件。
焊接时细心一点，注意不要漏焊，不要造成虚焊。
还要节约使用焊料。
在焊接的时候还要要注意安全，拿电络铁一定要当心，要轻拿轻放，小心碰到旁边同学。
焊接完毕后应拔掉电烙铁插头，关断电源，整理工具。
（三）下面是焊接好的电路板
图4.1焊接好的电路板正面和反面
5、电路测试和故障分析
一．通电后整个电路
图5.1通电后的整个电路
二．各部分电路测试
1.整流稳压滤波电路测试
图5.2整流稳压滤波电路的测试（左图为输入电压测量，右图为输出电压测量）
测的结果：
输入电压为7.44V,输出电压为5.09V，且D5亮。
结果分析：
测试电路和电路原理一致。
2.计数器模块电路测试
图5.3计数器电路测试
测试结果：
数字变化正常，一共有15种字符，最后一下是没有字符。
结果测试：
测试电路与电路原理一致。
3.循环亮灯电路测试
图5.4循环亮灯电路测试
测试结果：
此时D18亮了。
测试结果：
与电路原理一致，没有异常。
4.触发器电路测试
图5.5触发器电路测试（图a）
测试结果：
J3、J6悬空，J5、J8接高电平，按S4后，D21、D9亮
图5.6触发器电路测试（图b）
测试结果：
J4，J5短路下面两个时D20没亮。
故障分析：
可能是虚焊了或是正负接反了。
故障解决方法：
经过检测后发现熔接虚焊了，经过重新焊接后D20亮了（如下图c）。
图c
5.比较器电路测试
图5.7比较器电路测试
测试结果：
未调节RT2时，D23不亮，5号脚电压为1.59V。
当调解RT2时，D23亮了，5号角3.5V,6号角电压为2.47V。
结果分析：
结果与电路原理一致。
6.方波信号发生器测试
图5.8方波信号发生器测试
测试结果：
示波器上能显示出方波。
结果分析：
与原理一致。
三，测试所用仪器的介绍
A.万用表UNI-TUT70系列:
万用表又称三用表，是一种多量程和测量多种电量的便携式电子测量仪表。
一般的万用表以测量电阻，交、直流电流，交、直流电压为主。
有的万用表还可以用来测量音频电平、电容量、电感量和晶体管的β值等。
由于万用表结构简单，便于携带，使用方便，用途多样，量程范围广，因而它是维修仪表和调试电路的重要工具，是一种最常用的测量仪表。
B.示波器
示波器是用来观察电路中两个甚至于三个参数之间的对应变化关系。
我们最常用的就是用于观察电压与时间的对应变化情况。
至于有人询问示波器与万用表的关系，万用表是用于测量交直流电流和电压，电阻等参数，但这些参数只能显示它们的大小，并不能显示出它们与时间的对应关系。
如果我们要测量电路中，某个时间点上电压的变化，那么我们必须要用示波器。
六、收获、心得和建议
经过短短两星期的计算机工艺实习，我深深体会到计算机的神奇和奥妙;也意识到自己在动手操作上还有许多不足。
首先在用软件画图方面我们大家都是从无知慢慢开始的，在学长及老师的帮助下熟悉了一下Protel99SE，慢慢摸索着免强完成了任务，到现在还没有完全掌握此软件的用法。
然后在焊接电路板的时候，刚开始焊接的时候手有些颤抖，还有很难把握那个电烙铁接触电路板的时间该熔多少锡，后来慢慢掌握，慢慢改进，一步步走向熟练，但不是很熟练。
焊接完成后开始测试，测试的时候自己感觉还行，没什么难度，遇到的问题也能自己及时解决。
我觉得这次实习让我懂得了不少，做二十一世纪的大学生不但要学好理论知识，还要有很强的动手能力，去探索，去追求。
还要有良好的心理素质，健康的体魄。
做为计算机行业一员，还要有超强的计算机操作能力，这要才能达到社会的需要，才能为社会发展做贡献。
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