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1、 基于STC12C5410AD數(shù)字穩(wěn)壓電源開發(fā)實(shí)訓(xùn)技術(shù)報(bào)告 指導(dǎo)老師:李從宏 戴娟 提交日期:2011年5月20日概 要本次實(shí)訓(xùn)通過實(shí)習(xí)進(jìn)一步掌握基于STC12C5410AD數(shù)字穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)與制作,掌握基本的電路設(shè)計(jì)與制作方法和技巧,通過實(shí)習(xí)加強(qiáng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力,提高學(xué)生的動(dòng)手能力;通過實(shí)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作和刻苦耐勞精神。 目錄1.緒論42.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具體設(shè)計(jì)52.1最小系統(tǒng)52.2電壓檢測(cè)143.組裝調(diào)試154.軟件編程29 4.1鍵盤與顯示29 4.2 PWM程序294.3 A/D采樣295.整機(jī)調(diào)試與測(cè)試306.結(jié)論與心得327.致謝338.參考文獻(xiàn)34第一章 緒論1.概述穩(wěn)壓電源是

2、用電器必不可少的能源動(dòng)力,其要求有較高的穩(wěn)定性和實(shí)用性。通常中,一種用電器相對(duì)于一定值電源電壓,在相對(duì)于多種用電器中,一種多級(jí)供電電源可以用來備接交替使用,會(huì)方便經(jīng)濟(jì)很多。在滿足穩(wěn)壓電源的基本性能上,利用數(shù)字電路的快捷傳輸特性,將數(shù)字技術(shù)應(yīng)用到穩(wěn)壓電源中,實(shí)現(xiàn)其控制可調(diào)性。能在較寬的電源波動(dòng)范圍內(nèi)穩(wěn)定使用,適用于多種電壓范圍調(diào)控,可設(shè)計(jì)有多種輸出接口。該電源優(yōu)點(diǎn)在于方便實(shí)用,且成本低廉,在低壓用電器中可以取代多種電源即一源多用,也適用于旅行攜帶。2.設(shè)計(jì)目的1了解和鞏固所學(xué)的理論知識(shí),訓(xùn)練應(yīng)用已經(jīng)學(xué)過的理論知識(shí)分析解決工程實(shí)際問題的能力。2進(jìn)一步提高同學(xué)們動(dòng)手能力。3 能根據(jù)要求設(shè)計(jì)電路,并對(duì)

3、經(jīng)計(jì)算機(jī)仿真成功后的電路進(jìn)行焊接調(diào)試。3、設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)并制作基于STC12CAD的數(shù)字穩(wěn)壓電源的開發(fā) ?;疽笕缦? BUST結(jié)構(gòu)及原理 BOOST結(jié)構(gòu)及原理2 輸出電壓u與輸出電壓的主調(diào)關(guān)系3 電壓調(diào)整率=0.1%4 負(fù)載調(diào)整率=1%5紋波電壓峰峰值=85% 第二章 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具體設(shè)計(jì)隨著新型電力電子器件和適于更高開關(guān)頻率的電路拓?fù)涞牟粩喑霈F(xiàn),傳統(tǒng)應(yīng)用技術(shù),由于功率器件性能的限制使開關(guān)電源性能的影響減至最小,新型的電源電路拓?fù)浜托滦偷目刂萍夹g(shù),可使功率開關(guān)工作在零電壓或零電流狀態(tài),為了提高開關(guān)電源工作效率,設(shè)計(jì)出性能優(yōu)良的開關(guān)電源,十分必要。1 幾種數(shù)控直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)方案比較11 幾種設(shè)

4、計(jì)方案電路原理 方案1:采用模擬的分立元件,利用純硬件來實(shí)現(xiàn)功能,通過電源變壓器、整流濾波電路以及穩(wěn)壓電路,實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓電源穩(wěn)定輸出5 V、12 V、15 V并能可調(diào)輸出030 V電壓,見圖1所示。但由于模擬分立元件的分散性較大,各電阻電容之間的影響較大,因此所設(shè)計(jì)的指標(biāo)不高、不符合設(shè)計(jì)要求、且使用的器件較多、連接復(fù)雜、靈活性差、功耗也大,同時(shí)焊點(diǎn)和線路較多,使成品的穩(wěn)定性和精度受到影響。方案2:此方案采用51系列單片機(jī)作為整機(jī)的控制單元,通過改變輸入數(shù)字量來改變輸出電壓值,從而使開關(guān)控制電源輸出電壓發(fā)生變化,間接地改變輸出電壓的大小。為了能夠使系統(tǒng)具備檢測(cè)實(shí)際輸出電壓值的大小,經(jīng)過ADC0809

5、進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換,間接用單片機(jī)實(shí)時(shí)對(duì)電壓進(jìn)行采樣,然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。利用單片機(jī)程控輸出數(shù)字信號(hào),經(jīng)過DA轉(zhuǎn)換器(DA0830)輸出模擬量,再經(jīng)開關(guān)電源控制電路,使得輸出電壓達(dá)到穩(wěn)壓的目的。單片機(jī)系統(tǒng)還兼顧對(duì)恒壓源進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,輸出電壓經(jīng)過電流電壓轉(zhuǎn)變后,通過AD轉(zhuǎn)換芯片,實(shí)時(shí)把模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)量,經(jīng)單片機(jī)分析處理,經(jīng)過數(shù)據(jù)形式的反饋環(huán)節(jié),使電壓更加穩(wěn)定,構(gòu)成穩(wěn)定的壓控電壓源。而且采用PWM控制的開關(guān)電源,該電源具有高集成度、高性價(jià)比、最簡(jiǎn)外圍電路、最佳性能指標(biāo)、能構(gòu)成高效率無工頻變壓器的隔離式開關(guān)電源等優(yōu)點(diǎn)。而且在成本上與同等功率的線性穩(wěn)壓電源相當(dāng),而電源效率顯著提高,體積和重量則大為減小。2 方

6、案的比較與論證 (1)輸出模塊 方案1采用線性調(diào)壓電源,以改變其基準(zhǔn)電壓的方式使輸出不僅增加減少,這樣不能不考慮整流濾波后的紋波對(duì)輸出地影響,此輸出只能是用萬用表量出。 在方案1中,為抑制紋波而在線性調(diào)壓電源輸出端并聯(lián)的大電容降低了系統(tǒng)的響應(yīng)速度,這樣輸出的電壓難以跟蹤快變的輸入,方案2中的輸出電壓波形與DA變換輸出波形相同,不僅可以輸出直流電平,而且只要預(yù)先生成波形的量化數(shù)據(jù),就可以產(chǎn)生多種波形輸出,使系統(tǒng)有一定驅(qū)動(dòng)能力的信號(hào)源。(2)數(shù)控模塊 方案1利用純硬件來控制電壓的輸出,其中最基本的電路原理分析,需要計(jì)算負(fù)載的大小,穩(wěn)壓管的選擇有關(guān) ,如方案1中的雙計(jì)數(shù)器一旦出現(xiàn)計(jì)數(shù)不同步時(shí),會(huì)導(dǎo)致

7、顯示電壓與輸出電壓不一致。在方案4中采用AT89C51單片機(jī)完成整個(gè)數(shù)控部分的功能,同時(shí),AT89C51作為一個(gè)智能化的可編程器件,便于系統(tǒng)功能的擴(kuò)展。 (3)控制模塊 在該系統(tǒng)中,采用具有DA轉(zhuǎn)換功能的PWM調(diào)節(jié)電路、斬波電路、闊流器和可調(diào)穩(wěn)壓管(LM317)去控制輸出參考電壓,在利用AD轉(zhuǎn)換采樣,使輸出更準(zhǔn)確,且紋波小,電流亦可擴(kuò)展,容易保護(hù)電路。 (4)顯示模塊 方案2采用4位數(shù)字電壓表直接對(duì)輸出電壓采樣并顯示輸出實(shí)際電壓值,一旦系統(tǒng)工作異常,出現(xiàn)預(yù)制值與輸出值偏差過大,用戶可以根據(jù)該信息予以處理,還采用了鍵盤顯示器的查詢時(shí)間,提高了CPU的利用率。3.具體方案的確定 3.1數(shù)字穩(wěn)壓電源

8、的方案框圖24VDC/DC轉(zhuǎn)換器濾波器輸出U0 5-10VI00.8ALM7805LM7805四位LED數(shù)碼管顯示PWMMMMA/D采樣KeyboardU0/I0、Ui/Ii取樣檢測(cè)基于STC12C5410AD的數(shù)字穩(wěn)壓電源電路主要由DC/DC轉(zhuǎn)換器、濾波器、LM7805、STC12C5410AD型單片機(jī)、四位數(shù)碼管顯示器、鍵盤控制等幾部分組成。本次項(xiàng)目設(shè)計(jì)最大特點(diǎn)就是采用了自帶A/D采樣、PWM系統(tǒng)的STC12C5410AD型單片機(jī)。利用A/D采樣檢測(cè)系統(tǒng)可以隨時(shí)對(duì)輸出的電流電壓進(jìn)行檢測(cè)。改變PWM中的方波脈沖的占空比從而控制輸出電壓。向電路中輸入24V的直流電壓,再經(jīng)過DC/DC轉(zhuǎn)換器將2

9、4V的直流電壓轉(zhuǎn)換成5-10V的直流電壓。濾波器對(duì)輸出的電壓的紋波、噪聲進(jìn)行改善。由于單片機(jī)正常工作需5V電壓方可正常工作,而線性變換開關(guān)LM7805輸出電壓正好是+5V,這時(shí)可通過此芯片來達(dá)到要求。用四位數(shù)碼管來顯示結(jié)果3.2數(shù)字穩(wěn)壓電源的原理圖 電源部分 濾波電路 電流電壓檢測(cè)電路 鍵盤控制部分 單片機(jī)系統(tǒng)部分 復(fù)位部分 138譯碼器 MCU驅(qū)動(dòng)部分 數(shù)碼管顯示部分4.電壓與電流的檢測(cè)電源采用數(shù)字控制,具有以下明顯優(yōu)點(diǎn):(1)易于采用先進(jìn)的控制方法和智能控制策略,使電源模塊的智能化程度更高,性能更完美。(2)控制靈活,系統(tǒng)升級(jí)方便,甚至可以在線修改控制算法,而不必改動(dòng)硬件線路。(3)控制系

10、統(tǒng)的可靠性提高,易于標(biāo)準(zhǔn)化,可以針對(duì)不同的系統(tǒng)(或不同型號(hào)的產(chǎn)品),采用統(tǒng)一的控制板,而只是對(duì)控制軟件做一些調(diào)整即可。(4)系統(tǒng)維護(hù)方便,一旦出現(xiàn)故障,可以很方便地通過RS232接口或RS485接口或USB接口進(jìn)行調(diào)試,故障查詢,歷史記錄查詢,故障診斷,軟件修復(fù),甚至控制參數(shù)的在線修改、調(diào)試;也可以通過MODEM遠(yuǎn)程操作。(5)系統(tǒng)的一致性好,成本低,生產(chǎn)制造方便。由于控制軟件不像模擬器件那樣存在差異,所以,其一致性很好。由于采用軟件控制,控制板的體積將大大減小,生產(chǎn)成本下降。(6)易組成高可靠性的多模塊逆變電源并聯(lián)運(yùn)行系統(tǒng)。為了得到高性能的并聯(lián)運(yùn)行逆變電源系統(tǒng),每個(gè)并聯(lián)運(yùn)行的逆變電源單元模塊

11、都采用全數(shù)字化控制,易于在模塊之間更好地進(jìn)行均流控制和通訊或者在模塊中實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的均流控制算法(不需要通訊),從而實(shí)現(xiàn)高可靠性、高冗余度的逆變電源并聯(lián)運(yùn)行系統(tǒng)。 第三章 組裝調(diào)試印制電路板在整機(jī)結(jié)構(gòu)中由于具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)而被大量地使用,因此當(dāng)前電子設(shè)備組裝是以印制電路板為中心展開的,印制電路板的組裝是整機(jī)組裝的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。3、1 印制板的組裝(1)組裝的定義:電子設(shè)備的組裝是將各種電子元器件、機(jī)電元件及結(jié)構(gòu)件,按照設(shè)計(jì)要求,裝接在規(guī)定的位置上,組成具有一定功能的完整的電子產(chǎn)品的過程。組裝內(nèi)容主要有:?jiǎn)卧膭澐?;元器件的布局各種元件;部件、結(jié)構(gòu)件的安裝;整機(jī)聯(lián)裝等。在組裝過程中,根據(jù)組裝單位的大小

12、、尺寸、復(fù)雜程度和特點(diǎn)的不同,將電子設(shè)備的組裝分成不同的等級(jí),稱之為電子設(shè)備的組裝級(jí)。(2)組裝特點(diǎn)電子設(shè)備的組裝,在電氣上是以印制電路板為支撐主體的電子元器件的電路連接。在結(jié)構(gòu)上是以組成產(chǎn)品的金屬硬件和模型殼體,通過緊固零件或其他方法,由內(nèi)到外按一定的順序安裝。電子產(chǎn)品屬于技術(shù)密集型產(chǎn)品,組裝電子產(chǎn)品的主要特點(diǎn)是: 組裝工作是由多種基本技術(shù)構(gòu)成的。如元器件的篩選與引線成形技術(shù),線材加工處理技術(shù),焊接技術(shù),安裝技術(shù),質(zhì)量檢驗(yàn)技術(shù)等。 裝配操作質(zhì)量,在很多情況下,都難以進(jìn)行定量分析。如焊接質(zhì)量的好壞,通常以目測(cè)判斷,刻度盤、旋鈕等的裝配質(zhì)量多以手感鑒定等。因此,掌握正確的安裝操作方法是十分必要的

13、,切勿養(yǎng)成隨心所欲的操作習(xí)慣。 進(jìn)行裝配工作的人員必須進(jìn)行訓(xùn)練和挑選,經(jīng)考核合格后持證上崗、否則,由于知識(shí)缺乏和技術(shù)水平不高,就可能生產(chǎn)出次品,而一旦混進(jìn)次品,就不可能百分之百地被檢查出來,產(chǎn)品質(zhì)量就沒有保證。 (3)組裝的技術(shù)要求不同的產(chǎn)品,不同的生產(chǎn)規(guī)模對(duì)組裝的技術(shù)要求是各不相同的,但基本要求是相同的 安全使用: 電子產(chǎn)品組裝,安全是首要大事。不良的裝配 不僅影響產(chǎn)品性能,而且造成安全隱患。 不損傷產(chǎn)品零部件 組裝時(shí)由于操作不當(dāng),不僅可能損壞所安裝的零件,而且還會(huì)殃及相鄰的零部件。例如裝瓷質(zhì)波段開關(guān)時(shí),緊固力過大造成開關(guān)變形失效;畫板上裝螺釘時(shí),螺絲刀滑出擦傷面板帶集成電路折彎管腳等。 保

14、證電氣性能電器連接的導(dǎo)通與絕緣,接觸電阻和絕緣電阻都和產(chǎn)品性能、質(zhì)量緊密相關(guān)。假如某設(shè)備電源輸出線,安裝者未按規(guī)定將導(dǎo)線絞合鍍錫而直接裝上,從而導(dǎo)致一部分芯線散出,通電檢驗(yàn)和初期工作都正常,但由于局部電阻大而發(fā)熱,工作一段時(shí)間后,導(dǎo)線及螺釘氧化,進(jìn)而接觸電阻增大,結(jié)果造成設(shè)備不能正常工作。 保證機(jī)械強(qiáng)度產(chǎn)品組裝中要考慮到有些零部件在運(yùn)輸、搬動(dòng)中受機(jī)械振動(dòng)作用而受損的情況。例如一只安裝在印制板上的帶散熱片的三極管,僅靠印制板上焊點(diǎn)就難以支持較重散熱片的作用力。又如,變壓器靠自攻螺釘固定在塑料殼上也難保證機(jī)械強(qiáng)度。 5.保證傳熱、電磁屏蔽要求 某些零部件安裝時(shí)必須考慮傳熱或電磁屏蔽的問題。如圖3-

15、1所示,在功率管上裝散熱片,由于緊固螺 釘不當(dāng),造成功率管與散熱片貼合不良,影響散熱。又如圖3-2所示金屬屏蔽盒,由于存在接縫,降低了屏蔽效果。如果安裝時(shí)在接縫中加上導(dǎo)電襯墊,就可保證屏蔽性能。 圖3-1 貼合不良圖 圖3-2 屏蔽盒示意圖3、2 常用組裝方法電子整機(jī)裝配過程中,需要把相關(guān)的元器件、零部件等按設(shè)計(jì)要求安裝在規(guī)定的位置上,實(shí)現(xiàn)電氣連接和機(jī)械連接。連接方式是多樣的,有焊接,壓接、繞接等。在這些連接中有的是可拆的(拆散時(shí)不會(huì)損傷任何零部件),有的是不可拆的。1.焊接裝配 焊接裝配方法主要應(yīng)用于元器件和印制板之間的 連接、導(dǎo)線和印制板之間的連接以及印制板與印制板 之間的連接。其優(yōu)點(diǎn)是:

16、電性能良好、機(jī)械強(qiáng)度較高、 結(jié)構(gòu)緊湊,缺點(diǎn)是可拆性較差。2.壓接裝配 壓接分冷壓接與熱壓接兩種,目前以冷壓接使用較多。壓接是借助較高的擠壓力和金屬位移,使連接器觸腳或端子與導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)連接。壓接使用的工具是壓接鉗。將導(dǎo)線端頭放入壓接觸腳或端頭焊片中用力壓緊即獲得可靠的連接。 壓接觸腳和焊片是專門用來連接導(dǎo)線的器件,有多種規(guī)格可供選擇,相應(yīng)的也有多種專用的壓接鉗。 壓接技術(shù)的特點(diǎn)是:操作簡(jiǎn)便,適應(yīng)各種環(huán)境場(chǎng)合,成本低、無任何公害和污染。存在的不足之處是:壓接點(diǎn)的接觸電阻較大,因操作者施力不同,質(zhì)量不夠穩(wěn)定,因此很多連接點(diǎn)不能用壓接方法。 3.繞接裝配 繞接是將單股芯線用繞接槍高速繞到帶棱角(棱形、方

17、形或矩形)的接線柱上的電氣連接方法。由于繞接槍的轉(zhuǎn)速很高(約3000rmin,對(duì)導(dǎo)線的拉力強(qiáng),使導(dǎo)線左接線柱的棱角上產(chǎn)生強(qiáng)壓力和摩擦,并能破壞其幾何形狀,出現(xiàn)表面高溫而使兩金屬表面原子相互擴(kuò)散產(chǎn)生化合物結(jié)晶)繞接示意如圖3-3所示。繞接方式有兩種:繞接和捆接,如圖3- 4所示。 圖3-3 繞接示意圖 圖3-4 繞接的兩種方法繞接用的導(dǎo)線一般采用單股硬匣絕緣線,芯線直 徑為 0.251.3。為保證連接性能良好,接線柱最 好鍍金或鍍銀,繞接的匝數(shù)應(yīng)不少于5圈(一般在5圈8圈)。 繞接與錫焊相比有明顯的特點(diǎn):可靠性高、失效率接近七百萬分之一,無虛、假焊;接觸電阻小,只有 1 毫歐姆,僅為錫焊的110

18、 ;抗震能力比錫焊大40倍;無污染,無腐蝕;無熱損傷;成本低、操作簡(jiǎn)單,易于熟練掌握。其不足之處是:導(dǎo)線必須是單芯線、接線柱必須是特殊形狀、導(dǎo)線剝頭長(zhǎng)、需要專用設(shè)備等。因而繞接的應(yīng)用還有一定的局限性。目前,繞接主要應(yīng)用在大型的高可靠性電子產(chǎn)品的機(jī)內(nèi)互連中。4.膠接裝配 用膠粘劑將零部件粘在一起的安裝方法稱為膠接。膠接屬于不可拆卸連接。其優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單,不需專用的衛(wèi)藝設(shè)備,生產(chǎn)效率高、成本低。它能取代機(jī)械緊固方法,從而減輕質(zhì)量。在電子設(shè)備的裝聯(lián)中,膠接廣泛用于小型元器件的固定和不便于螺紋裝配、鉚接裝配的零件的袋配,以及防止螺紋松動(dòng)和有氣密性要求的場(chǎng)合。膠接質(zhì)量的好壞主要取決于工藝操作規(guī)程和膠粘劑

19、的性能是否正確。3、3 其他組裝方法 表面安裝技術(shù)是將電子元器件直接安裝在印制電路板或其他基板導(dǎo)電表面的裝接技術(shù)。在電子工業(yè)生產(chǎn)中,SM實(shí)際是包括表面安裝元件(SMC),表面安裝器件(MID),表面安裝印制電路板(SMB),普通混裝印制電路板(PCB),點(diǎn)粘合劑,涂焊錫膏,元器件安裝設(shè)備,焊接以及測(cè)試等技術(shù)在內(nèi)的一整套完整的工藝技術(shù)的統(tǒng)稱。SMT涉及材料,化工、機(jī)械、電子等多學(xué)科、多領(lǐng)域,是一種綜合性的高新技術(shù)。 1. SMT主要優(yōu)點(diǎn) (1)高密集。SMC、SMD的體積只有傳統(tǒng)元器件的13110左右,可以裝在PCB的網(wǎng)面,有效利用了印制板的面積、減輕了電路板的質(zhì)量。一般采用了SMT后可使電子產(chǎn)

20、品的體積縮小4060,質(zhì)量減少6080。 (2)高可靠。SMC和SMD無引線或引線狠短、質(zhì)量小,因而抗震能力強(qiáng),焊點(diǎn)失效率可比傳統(tǒng)安裝至少降低了一個(gè)數(shù)量級(jí),大大提高產(chǎn)品可靠性。 (3)高性能。SMT密集安裝減小了電磁干擾和射頻干擾,尤其高頻電路中減小了分布參數(shù)的影響,提高了信號(hào)傳輸速度,改善了高頻特性,使整個(gè)產(chǎn)品性能提高。 (4)高效率。SMT更適合自動(dòng)化大規(guī)模生產(chǎn)。采用計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)可使整個(gè)生產(chǎn)過程高度自動(dòng)化,將生產(chǎn)效率提高到新的水平。 (5)低成本。SMT使PCB面積減小,成本降低;無引線和短引線使SMD、 SMC成本降低,安裝中省去了引線成型、打彎、剪線的工序;頻率特性提

21、高,減少了調(diào)試費(fèi)用;焊點(diǎn)可靠性提高,減小了調(diào)試和維修成本。一般情況下采用SMT后可使產(chǎn)品總成本下降30以上。 2.主要問題 (1)表面安裝元器件目前尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),品種不齊全,因而使用不便,價(jià)格較高。 (2)技術(shù)要求高。如元器件吸潮引起裝配時(shí)元器件裂損,結(jié)構(gòu)件熱膨脹系數(shù)差異導(dǎo)致的 焊接開裂,組裝密度大而產(chǎn)生的散熱問題復(fù)雜等。 (3)初始投資大。生產(chǎn)設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜,設(shè)計(jì)技術(shù)面寬,費(fèi)用昂貴。SMT表面貼裝技術(shù)將在以后的章節(jié)中具體講解,這里只作簡(jiǎn)單介紹。 3、4 元器件安裝的技術(shù)要求 電子元器件種類繁多,外形不同,引出線也多種多樣;所以,印制電路板的組裝方法也就有差異,必須根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、裝配密度、

22、產(chǎn)品的使用方法和要求來決定。1.元器件的標(biāo)志方向應(yīng)按照?qǐng)D紙規(guī)定,安裝后能看清元件上的標(biāo)志。若裝配圖上沒有指明方向,則應(yīng)使標(biāo)記向外易于辨認(rèn),并按從左到右、從下到上的順序讀出。 2.元器件的極性不得裝錯(cuò),安裝前應(yīng)套上相應(yīng)的套管。 3.安裝高度應(yīng)符合規(guī)定要求,同一規(guī)格的元器件應(yīng)盡量安裝在同一高度上。 4.安裝順序一般為先低后高,先輕后重,先易后難,先一般元器件后特殊元器件。5.元器件在印制電路板上的分布應(yīng)盡量均勻,疏密一致排列整齊美觀。不允許斜排、立體交叉和直疊排列。無器件外殼與引線不得相碰,要保證左右的安全間隙,無法避免時(shí),應(yīng)套上絕緣套管。6.元器件的引線直徑與印制電路板焊盤孔徑應(yīng)有0.20.4的

23、合理間隙。7.一些特殊元器件的安裝處理。MOS集成電路的安裝應(yīng)在等電位工作臺(tái)上進(jìn)行,以免產(chǎn)生靜電損壞器件。發(fā)熱元件(如2W以上的電阻)要與印制電路板面保持一定的距離,不允許貼板安裝,較大的元器件的安裝(重量超過0.028)應(yīng)采取綁扎、粘固等措施。 3、5 調(diào)試工藝電子產(chǎn)品調(diào)試包括三個(gè)工作階段內(nèi)容:研制階段調(diào)試、調(diào)試工藝方案設(shè)計(jì)、生產(chǎn)階段的調(diào)試。研制階段調(diào)試除了對(duì)電路設(shè)計(jì)方案進(jìn)行試驗(yàn)和調(diào)整外,還對(duì)后階段的調(diào)試工藝方案設(shè)計(jì)和生產(chǎn)階段調(diào)試提供確切的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)。根據(jù)研制階段調(diào)試步驟、方法、過程,找出重點(diǎn)和難點(diǎn),才能設(shè)計(jì)出合理、科學(xué)、高質(zhì)、高效的調(diào)試工藝方案,有利于后階段的生產(chǎn)調(diào)試。一 、靜態(tài)測(cè)試與調(diào)整

24、:晶體管、集成電路等有源性器件都必須在一定的靜態(tài)工作點(diǎn)上工作,才能表現(xiàn)出更好的動(dòng)態(tài)特性,所以在動(dòng)態(tài)調(diào)試與整機(jī)調(diào)試之前必須要對(duì)各功能電路的靜態(tài)工作點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量與調(diào)整,使其符合原設(shè)計(jì)要求,這樣才可以大大降低動(dòng)態(tài)調(diào)試與整機(jī)調(diào)試時(shí)的故障率,提高調(diào)試效率。1.靜態(tài)測(cè)試內(nèi)容(1)供電電源靜態(tài)電壓測(cè)試電源電壓是各級(jí)電路靜態(tài)工作點(diǎn)是否正常的前提,電源電壓偏高或偏低都不能測(cè)量出準(zhǔn)確的靜態(tài)工作點(diǎn)。電源電壓若可能有較大起伏(如彩電的開關(guān)電源),最好先不要接入電路,測(cè)量其空載和接入假定負(fù)載時(shí)的電壓,待電源電壓輸出正常后再接入電路。(2)測(cè)試單元電路靜態(tài)工作總電流通過測(cè)量分塊電路靜態(tài)工作電流,可以及早知道單元電路工作狀態(tài)

25、。若電流偏大,則說明電路有短路或漏電;若電流偏小,則電路供電有可能出現(xiàn)開路。只有及早測(cè)量該電流,才能減小元件損壞。此時(shí)的電流只能作參考單元電路各靜態(tài)工作點(diǎn)調(diào)試完后,還要再測(cè)量一次(3)三極管靜態(tài)電壓、電流測(cè)試 首先要測(cè)量三極管三極對(duì)地電壓,即Ub、Ur、Ue,或測(cè)量Ube、Uce電壓,判斷三極管是否在規(guī)定的狀態(tài)(放大、飽和、截止)內(nèi)工作。例如,測(cè)出Uc0V、Ub0.68V、Ue0V,則說明三極管處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)。觀察該狀態(tài)是否與設(shè)計(jì)相同,若不相同,則要細(xì)心分析這些數(shù)據(jù),并對(duì)基極偏置進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。 其次再測(cè)量三極管集電極靜態(tài)電流,測(cè)量方法有兩種: 直接測(cè)量法。把集電極焊接銅皮斷開,然后串入萬用

26、表,用電流檔測(cè)量其電流。 間接測(cè)量法。通過測(cè)量三極管集電極電阻或發(fā)射極電阻的電壓,然后根據(jù)歐姆定律IUR,計(jì)算出集電極靜態(tài)電流。(4)集成電路靜態(tài)工作點(diǎn)的測(cè)試 集成電路各引腳靜態(tài)對(duì)地電壓的測(cè)量。集成電路內(nèi)的晶體管、電阻、電容都封裝在一起,無法進(jìn)行調(diào)整。一般情況下,集成電路各腳對(duì)地電壓基本上反映了內(nèi)部工作狀態(tài)是否正常。在排除外圍元件損壞(或插錯(cuò)元件、短路)的情況下,只要將所測(cè)得電壓與正常電壓進(jìn)行比較,即可做出正確判斷。集成電路靜態(tài)工作電流的測(cè)量。有時(shí)集成電路雖然正常工作,但發(fā)熱嚴(yán)重,說明其功耗偏大,是靜態(tài)工作電流不正常的表現(xiàn),所以要測(cè)量其靜態(tài)工作電流。測(cè)量時(shí)可斷開集成電路供電引腳銅皮,串入萬用表

27、,使用電流檔來測(cè)量。若是雙電源供電(正負(fù)電源),則必須分別測(cè)量。 (5)數(shù)字電路靜態(tài)邏輯電平的測(cè)量 一般情況下,數(shù)字電路只有兩種電平,以TTL與非門電路為例,0.8V以下為低電平,1.8V以上為高電平。電壓在0.81.8V 之間電路狀態(tài)是不穩(wěn)定的,所以該電壓范圍是不允許的。不同數(shù)字電路高低電平界限都有所不同,但相差不遠(yuǎn)。 在測(cè)量數(shù)字電路的靜態(tài)邏輯電平時(shí),先在輸入端加入高電平或低電平。然后再測(cè)量各輸出端的電壓是高電平還是低電平,并作好記錄。測(cè)量完畢后分析其狀態(tài)電平,判斷是否符合該數(shù)字電路的邏輯關(guān)系。若不符合,則要對(duì)電路引線作一次詳細(xì)檢查,或者更換該集成電路。2.電路調(diào)整方法進(jìn)行測(cè)試的時(shí)候,可能需

28、要對(duì)某些元件的參數(shù)加以調(diào)整,一般有兩種方法。(1)選擇法 通過替換元件來選擇合適的電路參數(shù)(性能或技術(shù)指標(biāo))。電路原理圖中,在這種元件的參數(shù)旁邊通常標(biāo)注有“”號(hào),表示需要在調(diào)整中才能準(zhǔn)確地選定。因?yàn)榉磸?fù)替換元件很不方便,一般總是先接入可調(diào)元件,待調(diào)整確定了合適的元件參數(shù)后,再換上與選定參數(shù)值相同的固定元件。 (2)調(diào)節(jié)可調(diào)元件法 在電路中己經(jīng)裝有調(diào)整元件,如電位器、微調(diào)電容或微調(diào)電感等。其優(yōu)點(diǎn)是調(diào)節(jié)方便,而且電路工作一段時(shí)間以后,如果狀態(tài)發(fā)生變化,也可以隨時(shí)調(diào)整,但可調(diào)元件的可靠性差,體積也比固定元件大。 上述兩種方法都適用于靜態(tài)調(diào)整和動(dòng)態(tài)調(diào)整。 靜態(tài)測(cè)試與調(diào)整時(shí)內(nèi)容較多,適用于產(chǎn)品研制階段或

29、初學(xué)者試制電路使用。在生產(chǎn)階段調(diào)試,為了提高生產(chǎn)效率,往往是只作簡(jiǎn)單針對(duì)性的調(diào)試,主要以調(diào)節(jié)可調(diào)性元件為主。對(duì)于不合相電路,也只作簡(jiǎn)單檢查,如觀察有沒有短路或斷線等。若不能發(fā)現(xiàn)故障,則應(yīng)立即在底板上標(biāo)明故障現(xiàn)象,再轉(zhuǎn)向維修生產(chǎn)線上進(jìn)行維修這樣才不會(huì)耽誤調(diào)試生產(chǎn)線的運(yùn)行。二 動(dòng)態(tài)測(cè)試與調(diào)整 動(dòng)態(tài)測(cè)試與調(diào)整是保證電路各項(xiàng)參數(shù)、性能、指標(biāo)的重要步驟、其測(cè)試與調(diào)整的項(xiàng)目?jī)?nèi)容包括動(dòng)態(tài)工作電壓、波形的形狀及其幅值和頻率、動(dòng)態(tài)輸出功率、相位關(guān)系、頻帶、放大倍數(shù)、動(dòng)態(tài)范圍等。對(duì)于數(shù)字電路來說,只要器件選擇合適,直流工作點(diǎn)正常,邏輯關(guān)系就不會(huì)有太大問題,一般測(cè)試電平的轉(zhuǎn)換和工作速度即可。1.電路動(dòng)態(tài)工作電壓 測(cè)

30、試內(nèi)容包括三極管b、c、e 極和集成電路各引腳對(duì)地的動(dòng)態(tài)工作電壓。動(dòng)態(tài)電壓與靜態(tài)電壓同樣是判斷電路是否正常工作的重要依據(jù),例如有些振蕩電路,當(dāng)電路起振時(shí)測(cè)量Ube直流電壓,萬用表指針會(huì)出現(xiàn)反偏現(xiàn)象,利用這一點(diǎn)可以判斷振蕩電路是否起振。2.測(cè)量電路重要波波形的幅度和頻率 無論是在調(diào)試還是在排除故障的過程中,波形的測(cè)試與調(diào)整都是一個(gè)相當(dāng)重要的技術(shù)。各種整機(jī)電路中都可能有波形產(chǎn)生或波形處理變換的電路。為了判斷電路備種過程是否正常,是否符合技術(shù)要求,常需要觀測(cè)各被測(cè)電路的輸入、輸出波形,并加以分析。對(duì)不符合技術(shù)要求的,則要通過調(diào)整電路元器件的參數(shù),使之達(dá)到預(yù)定的技術(shù)要求。在脈沖電路的波形變換中,這種測(cè)

31、試更為重要。 大多數(shù)情況下觀察的是電壓波形,有時(shí)為了觀察電流波形,則可通過測(cè)量其限流電阻的電壓,再轉(zhuǎn)成電流的方法來測(cè)量。用示波器觀測(cè)波形時(shí),上限頻率應(yīng)高于測(cè)試波形的頻率。對(duì)于脈沖波形,示波器的上升時(shí)間還必須滿足要求。觀測(cè)波形的時(shí)候可能會(huì)出現(xiàn)以下幾種不正常的情況,只要細(xì)心分析波形,總會(huì)找出排除的辦法。 第四章 軟件編程1 數(shù)碼管顯示流程圖 2 PWM流程圖程序開始計(jì)算數(shù)碼管的位、段碼數(shù)碼管顯示系統(tǒng)初始化位碼送入P1端口段碼送入P2端口程序結(jié)束程序開始系統(tǒng)初始化設(shè)置頻率 CL、CH裝初值CCAPOH、CCAPOL裝初值程序開始設(shè)置ADC端口設(shè)置AD采樣通道系統(tǒng)初始化開始、結(jié)束、通道位清零等待轉(zhuǎn)換結(jié)

32、束結(jié)束標(biāo)志位啟動(dòng)轉(zhuǎn)換將轉(zhuǎn)換結(jié)果送入數(shù)碼管程序結(jié)束、 3.A/D采樣流程圖 第五章 整機(jī)調(diào)試與測(cè)試整機(jī)調(diào)試是把所有經(jīng)過動(dòng)靜態(tài)調(diào)試的各個(gè)部件組裝在一起進(jìn)行的有關(guān)測(cè)試它的主要目的是使電子產(chǎn)品完全達(dá)到原設(shè)計(jì)的技術(shù)指標(biāo)和要求。由于較多調(diào)試內(nèi)容己在分塊調(diào)試中完成了,整機(jī)調(diào)試只需檢測(cè)整機(jī)技術(shù)指標(biāo)是否達(dá)到原設(shè)計(jì)要求即可,若不能達(dá)到則再作適當(dāng)調(diào)整。整機(jī)調(diào)試流程一般有以下幾個(gè)步驟。 1.整機(jī)外觀的檢查 主要檢查整機(jī)外觀部件是否齊全,外部調(diào)節(jié)部件和活動(dòng)部件是否靈活。2.整機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的檢查 主要檢查整機(jī)內(nèi)部連線的分布是否合理、整齊,內(nèi)部傳動(dòng)部件是否靈活、可靠,各單元電路板或其他部件與機(jī)座是否緊固,以及它們之問的連接線

33、、接插件有沒有漏插、錯(cuò)插、插緊等。3.對(duì)單元電器性能指標(biāo)進(jìn)行復(fù)檢調(diào)試該步驟主要是針對(duì)各單元電路連接后產(chǎn)生的相互影響而設(shè)置的,其主要目的是復(fù)檢各單元電路性能指標(biāo)是否有改變,若有改變,則須調(diào)整有關(guān)元器件4.整機(jī)技術(shù)指標(biāo)的測(cè)試對(duì)已調(diào)整好的整機(jī)必須進(jìn)行嚴(yán)格的技術(shù)測(cè)定,以 判斷它是否達(dá)到原設(shè)計(jì)的技術(shù)要求。如收音機(jī)的整機(jī) 功耗、靈敏度、頻率覆蓋等技術(shù)指標(biāo)腦測(cè)定。不同類 型的整機(jī)有各自的技術(shù)指標(biāo),并規(guī)定了相應(yīng)的測(cè)試方 法。5.整機(jī)老化和環(huán)境試驗(yàn) 通常,電子產(chǎn)品在裝配、調(diào)試完后還要對(duì)小部分 整機(jī)進(jìn)行老化測(cè)試和壞境試驗(yàn),這樣可以提早發(fā)現(xiàn)電 子產(chǎn)品中一些潛伏的故障,特別是可以發(fā)現(xiàn)帶有共性 的故障,從而對(duì)同類型產(chǎn)品能夠及早通過修改電路進(jìn) 行補(bǔ)救,有利于提高電子產(chǎn)品的耐用性和可靠性。一般的老化測(cè)試是對(duì)小部分電子產(chǎn)品進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間 通電運(yùn)行,并測(cè)量其無故障工作時(shí)間。分析總結(jié)這些 電器

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