《電子設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)報(bào)告終

1、電子設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程報(bào)告設(shè)計(jì)題目：交通信號(hào)燈學(xué)生班級(jí)：通信1301學(xué)生學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：時(shí) 間：2015年7月西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)一電路原理圖繪制一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解和熟悉protel 99 se工作環(huán)境。2. 熟練掌握protel 99 se的基木操作。3. 掌握原理圖編輯器屮具冇電氣意義對(duì)彖的放置方法、編輯方法。4. 掌握利用設(shè)計(jì)管理器瀏覽、管理、編輯原理圖的方法。5. 掌握繪制原理圖的基木方法，能繪制比較簡(jiǎn)單的原理圖。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、新建數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)庫(kù)文件(design database)：打開pro® 99 se軟件，主界面如下圖所示：依次單擊file>new

2、出現(xiàn)如下界面，選定文件保存路徑及填寫文件名稱。kev design database區(qū)locationpassword |protel 99 se stores all design documents in an integrated design database.depending upon the storage type, documents are either stored in a single designdatabase or as stand-alone files and folders on your diskdesign storage t|ms access da

3、tabase 上ms access type stores all design documents in a single ms access database.database file na|mydesign1 .ddbdatabase locationd：browse.,ok j| cancel i help i2、原理圖文件的新建、打開、保存及刪除：（1）新建原理圖文件：file>new,在彈出窗口屮選擇"schematic document44（原理圖文件），單擊ok。（2）打開、保存及刪除：依次單擊主菜單file->save即可實(shí)現(xiàn)保存，或者單擊存盤快捷鍵；

4、鼠 標(biāo)右擊文件選擇delete即可刪除該文件。如果需要回復(fù)刪除文件，可在系統(tǒng)自帶的回收站找回。3、原理圖繪圖：（1）加載庫(kù)文件：在原理圖界面，單擊ubrowse schn中的add/remove按鈕， 加載需要的庫(kù)文件。木次實(shí)驗(yàn)只涉及電阻、電容、晶體管、運(yùn)放等通用元 器件，故只需要添加miscellaneous dvices.ddb（通用元件庫(kù)）和"protel dos schematic libraries.ddb?,change library file list岡查找范圍d）：actel user programmableqs；allegro tritegrated circu

5、its altera asi cqs；altera interfacealtera memoryi® al ter a peripheral< ra)gilodescription : actel user programmable文件類型(t): |protel design file (*7ddb) |selected files:c:program filesd esign explorer 99 s e librarys chm iscella neous de vices, ddbc:program filesdesign explorer 99 selibrarys

6、chprotel dos schematic libraaddremoveokcancel（2）瀏覽庫(kù)元器件：?jiǎn)螕魎browse sch”中的browse,然后單擊libraries下拉列 表框，切換不同的通用元件庫(kù)，用鼠標(biāo)單擊"components" f拉列表框中的元 器件型號(hào)，瀏覽不同的元器件。其中電阻，電容等眾多分立元器件在通用庫(kù)中（miscellaneous dvices）,常 用集成元器件在通用芯片庫(kù)（protel dos schematic libraries.ddb" ）的14個(gè)庫(kù)文件中。（3）元器件操作：根據(jù)原理圖，在庫(kù)中找到所需要的元器件，對(duì)元器

7、件進(jìn)行放置 與與調(diào)整（完成移動(dòng)、旋傳、刪除與恢復(fù)和整體選屮操作）按下鼠標(biāo)鍵選中一個(gè)元器件不放即可對(duì)其進(jìn)行移動(dòng)；按下鍵盤上的space 鍵可對(duì)其進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；按下deslect按鈕可取消整體選屮。然后，修改元器件的屬性，主要修改footprint （封裝）和part （單元）等項(xiàng)目（4）電氣連接：打開連線工具欄，根據(jù)原理圖實(shí)行電氣連線，在需要的地方放 電氣節(jié)點(diǎn)，并用電源工具欄完成電源和地線的布置。powerobjects、二弭回吉:> «： g -r k 回連線t具欄vcc *12*5丄t t t -5 金t 丁 9電源工具欄完成后的led閃爍電路原理圖如下所示三、實(shí)驗(yàn)總結(jié)通過實(shí)驗(yàn)，

8、我對(duì)protel 99 se i作環(huán)境有了一淀的了解和熟悉，對(duì)其基木操作有了 初步掌握，其原理圖的繪制與以前學(xué)過的multisim操作冇很多相似之處，需要注意其中 的一些操作，比如，電氣節(jié)點(diǎn)，如杲?jīng)]有形成，則需要通過連線工具欄的電氣節(jié)點(diǎn)工具 加上，形成正真意義上的連接。實(shí)驗(yàn)中遇到了一些問題，比如在調(diào)節(jié)頁(yè)面大小時(shí)，不能很好的使用pgup和pgdowno 經(jīng)過查閱資料，我知道了可以用鼠標(biāo)增強(qiáng)軟件來方便調(diào)節(jié)。在器件查找過程屮，開始時(shí) 尋找器件比較不熟悉，后來知道通用基本器件和集成器件分別位于兩個(gè)不同的庫(kù)，以及 元件名稱按照首字母排序，這樣就能很快地找到所需元件的位置。將硬件電路軟化，在計(jì)算機(jī)中實(shí)現(xiàn)繪

9、制，這并不是第一次接觸，這讓我倍感親切與 熟悉，同時(shí)也再次讓我休會(huì)到了它的方便與快捷。期待接下來的實(shí)驗(yàn)課程，讓我在虛擬 的世界里走出一個(gè)真實(shí)的電子世界。實(shí)驗(yàn)日期：2015年3月19日 實(shí)驗(yàn)時(shí)間：1&0020:25座位編號(hào)： 指導(dǎo)教師：曹文實(shí)驗(yàn)二電路pcb板設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)冃的1. 根據(jù)電路原理圖完成pcb的設(shè)計(jì)，保存設(shè)計(jì)文件。2. 復(fù)制并打印電路原理圖，按照頂層、底層、絲印頂層分層打印pcb圖。3. 掌握pcb的設(shè)計(jì)和操作技巧。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、網(wǎng)絡(luò)表文件的生成完成上節(jié)課的原理圖的繪制和電氣連線檢查后，執(zhí)行“desigit主菜單下的"create netlisf,命令，彈出創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)

10、表窗口，點(diǎn)擊ok便生成一個(gè)名為“sheet.net"的網(wǎng)絡(luò)表。netlist greatiog|岡preferences| trace options |outout formatproteld:mydesign. ddbidentifier scouesheet symbol / port cormecti sheets to netlisti active projectmydesign.ddbrclrado.22 2ufsheetl.sch documeni- append sheet numbers to loca r descend into sheet p r inclu

11、de un-named single piic2rado.20.1ufcancelhelpdidiodeo.4led2、新建pcb文件依次單擊主菜單“file ” > “new”，點(diǎn)擊“pcb document"圖標(biāo),創(chuàng)建一個(gè)空 口的pce文件。在禁止布線層(keepoutlayer)上繪制一個(gè)封閉的矩形框，框內(nèi)即為布線區(qū)域。3、 元器件調(diào)入pcb（1）首先選擇導(dǎo)入已生成的網(wǎng)絡(luò)表，并改正系統(tǒng)會(huì)發(fā)現(xiàn)一些錯(cuò)誤 常見錯(cuò)課：component not found （找不到元器件封裝） node not found （找不到元件的某一焊盤）footprint xx not found i

12、n the library（封裝庫(kù)屮沒有"xx “ 封裝）load/forward annotate netlistl 弋 umljmnetlist |this operation brings the schemabc design data into the pcb workspace usrg a netlist file. if you are loading a netlist for the first time nedi$t macro$ are created for the ermire netlist if you are forward annotating y

13、our design netlist macjo$ are created for each design change. you can modify, add and delete netlist macros to in elude or c<nit particular design changes note: componerts ae matched by designator o曲.netlist fpheet! .net （20133657.ddb|rrowse廠 delete components not ii 廠 update footprno.actionerror

14、1add new comoonent c12add new component c23add new component di iaadd new component j15add new component r16add new component r27add new component r318add new component r4status all macros validatedadvanced.execute i cancel i help注意：排除錯(cuò)誤后一定需要再次生成網(wǎng)絡(luò)表文件，并重新打開pcb文件，裝入 修改后的網(wǎng)絡(luò)表的文件。然后單擊“execute”按鈕，即口j將網(wǎng)絡(luò)表

15、文件裝載到pcb設(shè)計(jì)區(qū)。4、布局元器件元器件的布局是否合理不僅影響電路布線通過率，而h直接影響到整個(gè)電路的性能。 注意：布局時(shí)要用空格鍵調(diào)整元器件的方向，不能用x鍵或y鍵，有可能使其被錯(cuò) 誤鏡像處理5、布線布線是按照原理圖耍求將元器件通過印制電路導(dǎo)線連接成電路，應(yīng)該注意以下原 則：(1)連接要正確；(2)布線要簡(jiǎn)潔；(3)粗細(xì)要適當(dāng)。(1) 自動(dòng)布線：(2) 手動(dòng)布線進(jìn)行門動(dòng)布線后有的時(shí)候雖然布通率達(dá)到了 100%,但實(shí)際布線效杲往往不能令人滿 意，主要表現(xiàn)在布線與焊盤間錯(cuò)位、布線密度不均勻等。這些都需要手動(dòng)調(diào)整與修改。需要調(diào)整的線：1、過長(zhǎng)的電氣連接；2、出現(xiàn)了銳角狀的交叉連線(容易引起信號(hào)

16、 的突變)；3、距離太近的導(dǎo)線；4、過細(xì)的線(調(diào)粗，粗導(dǎo)線電阻率低)。對(duì)于計(jì)劃修改的線，先刪除原有連線后再手動(dòng)布線，依次單擊主菜單"place"-> interactive routing” ,移動(dòng)鼠標(biāo)進(jìn)行手動(dòng)布線。'design explor«ifile z4t ttooli auto rou<« report* vindov x«lp左日pp©pip：舊 子、門久+/切勺“?x:56020mll y:33040ml百開始c » o:d4simcli«a<99t<如 v c9 20

17、?design explorer2l：1 喘 + / 鋤刃# " c ?a zilc edit z"、lt*c<lo01s 駅to roatc bcprts l；nd穴"clp用舊ppsfi： n:x：56420mll y：33280mifile z4t t /、fla«tooli auto rou<« report* vindov x«lpexplorer browse pcdbrowsenettjvvccpedit” | 二8 select | zoomnodes匚 d: desif：nbaciup"l. d

18、db陌岡|backups .ddb documents lji backuk1.pc0舊子、口久+/ 切blfujedit” | h select | jumpcurrent layermedinnicmll21.絲印層廠 x:609 y:2© d：des><&cli«n<33s«os如 v g9 24mecharhs1j(topqvem.*eepcmlsctam4l”/?design explorera zilc edit z"、ry*3 lo01s 駅to roatc bcprts l；nd穴"clp用舊ppsfi

19、： n:舊 s ：；： ： +/ 鋤朗 # “c?廠 x：56640mll y：33400mi<s t dcli<at99s«祜 c9：2s三、實(shí)驗(yàn)小結(jié)1. 本次實(shí)驗(yàn)，我對(duì)根據(jù)屯路原理圖設(shè)計(jì)pcb的方法有了初步的掌握，從建立pcb文 檔到完成一 pcb繪制，我對(duì)該過程有了初步的把握，對(duì)pcb各層在實(shí)際電路板的聯(lián)系 冇了深刻的認(rèn)識(shí)，對(duì)繪制pcb的一些小技巧冇了初步的體會(huì)與感悟。2. 在實(shí)驗(yàn)期間，遇到的最大的問題就是對(duì)封裝的修改，這需要對(duì)一些常用封裝非常 熟悉，比如極性電容與非極性電容的封裝就不-樣，因此在修改封裝時(shí)，要特別注意這 些問題。曲于開始對(duì)于這些都不熟悉，因此在該步

20、花費(fèi)了大量時(shí)間，這需要以后多加練 習(xí)。3. 在對(duì)元器件進(jìn)行布局時(shí)，調(diào)節(jié)了很多次，但是還是感覺其屮冇較多交叉的飛線， 始終沒有達(dá)到理想的效果。在對(duì)元器件進(jìn)行平移時(shí)，可以直接點(diǎn)鼠標(biāo)右鍵進(jìn)行拖動(dòng)，這 是老師后來告訴我們的，在實(shí)際應(yīng)用中感覺非常有用。4. 在布線時(shí)，我們需要在自動(dòng)布線的基礎(chǔ)上進(jìn)行手動(dòng)布線，開始時(shí)，錯(cuò)誤地選擇了 place->line,g使始終出現(xiàn)錯(cuò)誤。改動(dòng)時(shí)，一些不合理的地方需要我們進(jìn)行修改，如出現(xiàn) 銳角，沒有充分利用空間等情況進(jìn)行改動(dòng)。由丁第一次做這些操錯(cuò)，反反復(fù)復(fù)許多次， 依然不熟悉，我想這還需要以后大量的練習(xí)。實(shí)驗(yàn)廿期：2015年4月2 口座位編號(hào)：實(shí)驗(yàn)時(shí)間：18:0020

21、:25指導(dǎo)教師：曹文實(shí)驗(yàn)三基于軟件的電路設(shè)計(jì)與仿真一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解電子電路仿真軟件multisim的基本應(yīng)用；2. 能熟練的使用multisim中的元件放置功能和虛擬儀器庫(kù)3. 能用multisim分析簡(jiǎn)單的電路圖4. 能找到自己需要的元器件二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、熟悉multisim的基本操作及仿真元器件庫(kù)和虛擬儀器庫(kù)(1) 工具欄依次單擊主菜單【視圖】-【工具欄】菜單項(xiàng)，可出現(xiàn)各項(xiàng)快捷工具欄。單擊勾 選可使其出現(xiàn)在主界面中，在設(shè)計(jì)電路放置元器件時(shí)可大大節(jié)約時(shí)間。設(shè)計(jì) 1 multisim w1 *x|multisim 20156290. 1221:090 中 j ，冏 “ a©&g

22、t; o 8?rf? ii! "1克rotl 5 中 $am(2)仿真元器件調(diào)用：擊菜單欄【放置】一【元器件】，或單擊工具欄上的工具條 以在器件庫(kù)中選設(shè)計(jì)1multisim設(shè)計(jì)1元m件:o2bz2.2d劭従商血：toshba /0j1z2.丿固司因囚擁選»-個(gè)元»*塾畑b «w(£i u®0 細(xì)0 mcu(m)仿旦sd s?:© 23(0) sn(w)d3 x 二 sqir 吋 q 2孫*»2>3如制曰e3“ y g ”劭了語(yǔ)j沁m叨牙v妙1k：muhisim 20156月29 三 1221htohba ；

23、co-35苻號(hào) ey32.2)8ha(0)關(guān)泳)楝:26«2<0/)亍j毎結(jié)里d1二；二 202bz2：2d2202bz2：2注意：一般默認(rèn)為在擺放完一個(gè)元器件后便停止了該元器件的放置，對(duì)于需要擺放 多個(gè)相同的元器件來說不太方便，因此可在系統(tǒng)的全局偏好設(shè)置里，將布局模式改為持 續(xù)布局，可大大節(jié)省操作步驟。（3）虛擬儀器 虛擬儀器的工具欄在右邊如圖所示，點(diǎn)擊即可調(diào)用蘿齢析儀k:虛擬儀器是一種用軟件模擬實(shí)際儀器功能的操作及顯示界面。在主界面右側(cè)一縱列 的工具欄上提供了十幾種常用的虛擬儀器，如圖中的萬(wàn)用表、函數(shù)發(fā)生器、雙通道示波 器和邏輯分析儀等。2、電路繪制（1）模擬電路(2) 數(shù)

24、字電路vdd5vxla1七gndcl kv1©1khz5v-lcad clrclkqaqbqcqdcornpnt abcd ee74h660n 4vfc q t-omr七gnd3、仿真原理圖繪制好后就對(duì)電路進(jìn)行仿真，單擊運(yùn)行按鈕即可進(jìn)入仿真。對(duì)于模擬電路，通過分析電壓電流信號(hào)，來確定電路是否達(dá)到預(yù)期效杲，實(shí)現(xiàn) 了預(yù)期的功能。對(duì)于數(shù)字電路可以用示波器，邏輯分析其進(jìn)行信號(hào)的分析，觀察是否符合設(shè) 計(jì)的邏輯工能，其操作與實(shí)際基木i致zf波器xs c 3xd 時(shí)間通道丿通道_b213.646 ms75.705 mv158.843 mv12 sb213.646 ms75.705 mv-158.8

25、43 mvt2-t10.000 s0.000 v0.000 v時(shí)基標(biāo)度：b00 usqiv :x軸位移（格）：0lyft i 逵協(xié) il5/ajra/b反向保存外觸發(fā)通道a通道b觸發(fā)刻度：50 mv/div刻度：100 mv/div邊沿：可卜a b exty軸位移（格”0y紬位移（格）：0_水平：o| v交濟(jì) 0 if盲流.苓令 a育涼單次于常白動(dòng)無(wú)邏輯分析儀xla1三、實(shí)驗(yàn)小結(jié)本次實(shí)驗(yàn)，我對(duì)multisim冇了進(jìn)-一步的熟悉與掌握。盡管數(shù)電實(shí)驗(yàn)和模電實(shí)驗(yàn)過 程中，已經(jīng)對(duì)其進(jìn)行過了接觸與掌握，但還有一些小技巧不知到。比如放了一個(gè)元器件 后是否默認(rèn)繼續(xù)放同樣的元器件，這些都可以設(shè)置的。以前分析數(shù)

26、字信號(hào)都用的示波器 和led燈進(jìn)行輸出信號(hào)的顯示與分析，現(xiàn)在有了更方便的邏輯分析儀，特別是對(duì)輸出 信號(hào)比較多的情況下，用其分析特別有用。multisim'p不僅提供了一種雙通道示波器， 還冇其他示波器，比如四通道，實(shí)體價(jià)格非常昂貴的的tektronix示波器，而11與實(shí)物非 常接近，這為我們?cè)谶M(jìn)行電路仿真中提供了非常好的幫助。實(shí)驗(yàn)日期：2015年4月16日實(shí)驗(yàn)時(shí)間：1&0020:25座位編號(hào)： 指導(dǎo)教師：胥磊實(shí)驗(yàn)三基于軟件的電路設(shè)計(jì)與仿真一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）掌握元件參數(shù)的標(biāo)稱值系列及其標(biāo)注方式；（2）掌握電阻電容和電感的基本知識(shí)；（3）了解半導(dǎo)體二極管的基本知識(shí)；（4）了解半導(dǎo)體

27、三極管的基本知識(shí)，常用三極管管教判別與電流放大系數(shù)的測(cè) 試方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、常用電子元器件的識(shí)別電阻在電路中用r加數(shù)字農(nóng)示，電阻的參數(shù)標(biāo)注方法有3種方法，即直標(biāo)法、色標(biāo)法.數(shù)碼法和文字符號(hào)法。選擇電阻時(shí)要考慮電阻大小、 功率、謀差等因素。電阻顏色色環(huán)代碼表如下：顏色棕紅橙黃綠紫灰白金銀數(shù)值012345678900.01+-2%+-5%+-10%二極管的識(shí)別：一般整流二極管的封裝是黑色的，穩(wěn)壓二極管是玻璃 封裝的，發(fā)光二極管是塑料封裝的。用萬(wàn)用表測(cè)二極管的方向件：（1）判別基極和管子的類型選用歐姆檔的r*100 （或r*1k）檔，先用紅表筆接一個(gè)管腳,黑表筆 接另-個(gè)管腳，”測(cè)汨兩個(gè)電阻值，

28、然后再用紅衣筆接另-個(gè)管腳，重復(fù) i.述步驟，乂測(cè)得一組電阻值，這樣測(cè)3次，其中有一組兩個(gè)阻值都很小 的，對(duì)應(yīng)測(cè)得這組值的紅表筆接的為展極，且管f足pn卩型的；反z，若 用黑表筆接一個(gè)管腳，重復(fù)上述做法.若測(cè)得兩個(gè)阻值祁小，對(duì)應(yīng)黑表筆 為基極，且管子是npn型的。（2）判別集電極因?yàn)槿龢O倉(cāng)發(fā)射極和集電極匸確連接時(shí)p大（表針擺動(dòng)幅度大，反 接時(shí)3就小得多。因此，先假設(shè)一個(gè)集電極，用歐姆檔連接，（對(duì)npn型 管.發(fā)射極接黑表筆，集電極接紅表筆）。測(cè)量時(shí)，用手捏住基極和假設(shè) 的集電極，兩極不能接觸，若指針擺動(dòng)幅度大，而把兩極對(duì)調(diào)后指針擺動(dòng) 小，則說明假設(shè)是止確的，從而確定集電極和發(fā)射極。四道色環(huán)電阻

29、阻值的快速讀取方法總結(jié)：第一、二道色環(huán)顏色所代表的數(shù)值不變，第三道色環(huán)顏色決定此電阻的單位， 其關(guān)系如下：銀色零點(diǎn)兒兒q歐姆金色幾點(diǎn)幾q歐姆黑色幾十幾q歐姆其中棕色幾百幾十q歐姆第一個(gè)幾表示色環(huán)電阻當(dāng)中的第一個(gè)色環(huán)代表的數(shù)值紅色幾點(diǎn)幾kq千歐姆第二個(gè)幾表示色環(huán)電阻當(dāng)中的第二個(gè)色環(huán)代表的數(shù)值橙色兒十兒kq千歐姆黃色兒百兒十kq千歐姆綠色兒點(diǎn)兒mq兆歐姆藍(lán)色幾十幾mq兆歐姆2、焊接學(xué)習(xí)與練習(xí)練習(xí)焊接一個(gè)屯阻。將一個(gè)電阻元件插入萬(wàn)用板孔中，電烙鐵預(yù)熱后，均勻 加熱焊盤與元器件引腳加熱到能融化焊錫的溫度后，用焊錫絲涂覆己經(jīng)升溫的焊 盤，熔絲溶化后會(huì)自動(dòng)熔濕焊點(diǎn)，不能用烙鐵頭直接融化焊錫絲，可能岀現(xiàn)虛焊

30、, 假焊的現(xiàn)象。當(dāng)熔絲融化到一定數(shù)量后，將焊錫絲斜向上45度方向移開。當(dāng)焊 接的擴(kuò)散范圍達(dá)到要求后，應(yīng)該迅速移開烙鐵。三、實(shí)驗(yàn)總結(jié)通過本次實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，我終于從符號(hào)跨越到了對(duì)真實(shí)元器件的認(rèn)知。以前都 是看的各個(gè)元器件的符號(hào)，知道他們?cè)陔娐峰l(fā)揮的作用，從來沒有關(guān)注過他們 的實(shí)物，并體會(huì)他們?cè)趯?shí)際電路中帶來的實(shí)際應(yīng)用方式。電阻阻值的識(shí)別以前只 是聽老師說過，從沒有意識(shí)到他們?cè)趯?shí)際屯路的制作，屯阻選取方面會(huì)帶給我們 十分快捷的途徑。三極管管腳的識(shí)別讓我對(duì)理論知識(shí)的理解又有了進(jìn)一步的加深。把多學(xué)的理 論與實(shí)際結(jié)合在一起，讓我感到了一種欣慰與快樂小小的焊接練習(xí)，雖然僅僅是然我們焊接了一個(gè)電阻，但還是讓我

31、感到了從 所未有的興奮與喜悅，自己第一次真真切切地感受到了動(dòng)手的快樂。但最初的時(shí) 刻總是讓人心碎的，扶不起的焊錫熱淚只留給我丑陋的外殼，一次次的失敗，一 次的嘗試，模糊了焊盤的邊角，也讓電阻的怒容變得猙獰，而我總算在那里找到 了那個(gè)渴槊的圓錐弧線。1&00 20:25黎恒實(shí)驗(yàn)日期：2015年5月7日 實(shí)驗(yàn)時(shí)間：座位編號(hào)： 指導(dǎo)教師:實(shí)驗(yàn)五：小電路裝焊與調(diào)測(cè)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1) 分析電路及其元件的功能、作用。(2) 學(xué)習(xí)簡(jiǎn)單電了電路的焊接、調(diào)試;(3) 熟悉焊接工藝二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2、進(jìn)行電路板焊接 步驟如下：(1)元器件插裝直插式元器件需要插入pcb焊盤屮進(jìn)行焊接。插裝前先對(duì)元器件 型號(hào)參

32、數(shù)，引腳的可焊接性以及元器件質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，然后按照順 序插裝。應(yīng)注意問題：裝焊順序：按元器件高度為先低后高，先輕后重，先易后難，先 一般元器件后特殊元器件。一般可以按照電阻、電容、二極管、 晶休管、電感、集成電路、大功率元器件順序進(jìn)行插裝。元器件的極性：引腳排列順序和安裝位置，避免裝錯(cuò)。(2)焊接工藝：焊接基本步驟可分為5步，俗稱“五步法”； 焊前準(zhǔn)備、加熱焊件、熔化焊料、移開焊錫、移開烙鐵 準(zhǔn)備焊接：準(zhǔn)備焊錫絲和烙鐵。加熱焊件：烙鐵接觸焊接點(diǎn)，使焊件均勻受熱。3、熔化焊料: 當(dāng)焊件加熱到能熔化焊料的溫度后將焊絲至于焊點(diǎn)，焊料開始 熔化并濕潤(rùn)焊點(diǎn)。移開焊錫：當(dāng)熔化一定量的焊錫后將焊錫絲移開。5

33、、移開烙鐵：當(dāng)焊錫完全濕潤(rùn)焊點(diǎn)后移開烙鐵。合格的焊點(diǎn)要求：從外觀來看合格的焊點(diǎn)形狀為表而略微凹陷的近視圓錐體焊點(diǎn) 與元器件引腳、焊盤的連接面、平滑、口然、接觸角盡可能小，焊 點(diǎn)表面平滑、發(fā)亮、有明顯的金屬光澤。3、電路調(diào)測(cè)：調(diào)試的目的：(1) 檢查系統(tǒng)或者單元電路的工作是否正常，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷和安裝錯(cuò) 誤并加以改進(jìn)電路與糾正錯(cuò)誤，或者提出整改建議。(2) 調(diào)整電路元件的參數(shù)，確保產(chǎn)品的各項(xiàng)指標(biāo)或者功能達(dá)到設(shè)計(jì)的 要求。調(diào)試的基本步驟：(1) 預(yù)檢查：檢查元器件是否接錯(cuò)接反、檢查電路焊接是否存在虛焊、 檢查電源是否供電正常、檢測(cè)電路是否短路等。(2) 通電測(cè)試：通電之后，檢測(cè)電路是否工作異常。如有

34、異常，可以 采用分級(jí)測(cè)試，糾錯(cuò)，直到所有的模塊正常工作為止。(3) 聯(lián)機(jī)整合調(diào)試：在各個(gè)模塊調(diào)試完成z后，接通所有的隔離元器 件，將斷開的信道恢復(fù)正常連接，進(jìn)入聯(lián)機(jī)整調(diào)狀態(tài)。修改聯(lián)調(diào)中的錯(cuò)誤 以及矯正聯(lián)調(diào)是的較大誤差，直到系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)參數(shù)指標(biāo)為止。4、實(shí)驗(yàn)結(jié)果：在本實(shí)驗(yàn)中，由于電路較簡(jiǎn)單，經(jīng)檢查無(wú)誤后，接上電源后觀察led 發(fā)光二極管的顯示狀態(tài)，第一次便觀察到了 led燈由暗到漸漸變亮， 再由亮變暗的過程，顯然實(shí)現(xiàn)了電路功能。三、實(shí)驗(yàn)總結(jié)：本次實(shí)驗(yàn)完成了對(duì)一個(gè)簡(jiǎn)單完整電路的焊接與調(diào)試，我對(duì)焊接工藝甚至真?zhèn)€ 電了設(shè)計(jì)基礎(chǔ)有了一個(gè)跟完整認(rèn)識(shí)與熟悉。實(shí)驗(yàn)過程的止確的將元器件放到應(yīng)該 的位置非常重

35、要。由于第一次的粗心，電阻放錯(cuò)了位置，述好冇同學(xué)的捉醒，及 時(shí)進(jìn)行了更正。這讓我意識(shí)到在以后進(jìn)行電子設(shè)計(jì)時(shí)，細(xì)心非常的重要。在選取 尋找器件時(shí)，上節(jié)課學(xué)習(xí)的電阻比較識(shí)別的知識(shí)這是便起了相當(dāng)大的作用。焊接時(shí)，出于冇了第一次焊接的經(jīng)驗(yàn)作支撐，焊接過程相對(duì)上節(jié)課熟悉得多 了。但是在對(duì)排針的焊接時(shí)出現(xiàn)了問題。起初并不知道排針的焊接引腳可以拉長(zhǎng), 多以在焊接時(shí)，就按著原來很短的引腳進(jìn)行焊接，結(jié)果很容易掉下來，在老師的 講解下，我用鉗子將其引腳部分留多了一些，終于順利完成了焊接。高樓大廈平地起，這五次的實(shí)驗(yàn)是我電子設(shè)計(jì)世界里一塊小小的基石，站在 上面我卻看到了一個(gè)廣闊的世界。基礎(chǔ)的繪制，基礎(chǔ)的軟件仿真方法

36、，基礎(chǔ)的工 藝，簡(jiǎn)單的列了，卻讓我把理論的電了世界映射到了一塊小小的pcb板上，折 射出從想法里設(shè)計(jì)岀的原理圖跨越到現(xiàn)實(shí)的功能世界，體味岀了與以前不一樣的 味道。實(shí)驗(yàn)日期：2015年5月21日 實(shí)驗(yàn)時(shí)間：18:0020:25座位編號(hào)： 指導(dǎo)教師：黎恒課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目道口信號(hào)燈控制電路設(shè)計(jì)：1. 基木要求：a）紅、綠、黃三色信號(hào)燈亮燈順序?yàn)椤凹t18s-黃3s-綠20s-黃3s”循環(huán), 紅、綠兩色燈亮的時(shí)間可在兩位數(shù)范圍內(nèi)設(shè)置b）紅、黃、綠三種燈亮的剩余時(shí)間，用同一組兩只數(shù)碼管顯示，消隱無(wú)效零。2. 擴(kuò)展耍求：增加交叉方向同步信號(hào)燈，兩方向紅、綠兩色燈狀態(tài)交叉對(duì)應(yīng)。二、題目分析與方案選擇根據(jù)題目要

37、求可知，該電路易于用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)?？紤]a、b兩條交叉干道，則共 有四個(gè)轉(zhuǎn)態(tài)循環(huán)變化，如下圖所示：a；紅燈亮b綠燈亮3s20sa；紅燈亮b綠燈亮18sa；紅燈亮 b綠燈亮3sya；紅燈亮 b綠燈亮根據(jù)耍求與分析，共想出了兩種方案作為參考： 方案一:以計(jì)數(shù)器為核心控制整個(gè)電路工作，將計(jì)數(shù)器分成4個(gè)階段：轉(zhuǎn)態(tài)1： 0-18： led： 100001 （按紅黃綠順序）轉(zhuǎn)態(tài) 2： 18-21：led： 100010轉(zhuǎn)態(tài) 3： 2242：led： 001100轉(zhuǎn)態(tài) 4： 4245：led： 010100根據(jù)四個(gè)狀態(tài)與交通燈的狀態(tài)邏輯關(guān)系設(shè)計(jì)出對(duì)交通燈的控制電路本方案只需將計(jì)數(shù)器狀態(tài)與led的狀態(tài)弄清，即可

38、設(shè)計(jì)出相應(yīng)的led燈 的變化，但是要實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管的倒計(jì)時(shí)顯示就先當(dāng)困難。所以木方案并不可行。 方案二：該方案考慮一個(gè)以四個(gè)狀態(tài)為核心的控制部分，用于實(shí)現(xiàn)4個(gè)狀態(tài)的轉(zhuǎn)化以及計(jì)數(shù)器的置數(shù)，信號(hào)燈譯碼的控制。具體框圖如下：時(shí)鐘產(chǎn)生遞減計(jì)數(shù)器數(shù)碼管譯碼 器狀態(tài)轉(zhuǎn)換反饋信號(hào)=數(shù)碼管信號(hào)燈譯碼該方案屮計(jì)數(shù)器由控制器狀態(tài)置數(shù)控制，而每當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到0時(shí)，又能將狀 態(tài)轉(zhuǎn)換信號(hào)反饋給控制部分，控制部分進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換。數(shù)碼管的倒計(jì)實(shí)現(xiàn)，只 需要對(duì)計(jì)數(shù)器進(jìn)行譯碼即可。由此可見該方案是一個(gè)易于實(shí)現(xiàn)的方案。根據(jù)以上分析，選擇方案二進(jìn)行設(shè)計(jì)。下面具體闡述方案二的設(shè)計(jì)。三、主要元器件介紹1、555多諧振蕩器555定吋器是一種模

39、擬和數(shù)字功能相結(jié)合的屮規(guī)模集成器件。一般用雙極性工 藝制作的稱為555,用cmos工藝制作的稱為7555,除單定時(shí)器外，還有對(duì)應(yīng) 的雙定時(shí)器556/7556o 555定時(shí)器的電源電壓范圍寬,可在4.5v16v工作,7555 可在318v工作，輸岀驅(qū)動(dòng)電流約為200ma,因而其輸出可與ttl、cmos或 者模擬電路電平兼容。555定吋器成木低，性能可靠，只需要外接幾個(gè)電阻、電容，就可以實(shí)現(xiàn)多諧 振蕩器、巾穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生與變換電路。它也常作為定時(shí)器 廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、電了測(cè)量及動(dòng)控制等方面。555引腳圖如卜所 示1o8ix.27dq35556!b45ci本設(shè)計(jì)需要產(chǎn)

40、生1hz的時(shí)鐘頻率來控制電路，555定時(shí)器可實(shí)現(xiàn)該功能。多諧振蕩器是能產(chǎn)生矩形波的一種自激振蕩器電路，由于矩形波中除基波外述 含有豐富的高次諧波，故稱為多諧振蕩器。多諧振蕩器沒有穩(wěn)態(tài)，只有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài) 在自身因素的作用下，電路就在兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)之間來冋轉(zhuǎn)換，故又稱它為無(wú)穩(wěn)態(tài)電路,± 555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器如圖所示。rl, r2和c是外接定時(shí)元件，電路屮將高電平觸發(fā)端6腳和低電平觸發(fā)端2 腳并接后接到r2和c的連接處，將放電端7腳接到rl, r2的連接處。工作原理：接通電源瞬間電容c來不及充電，電容器兩端電壓uc為低電平小于1/3vcc 故高電平觸發(fā)端與低電平觸發(fā)端均為低電平輸出uo為

41、高電平放電管vt截止。這 吋電源經(jīng)rl, r2對(duì)電容c充電，使電壓uc按指數(shù)規(guī)律上升，當(dāng)uc上升到2/3 vcc吋，輸出uo為低電平，放電管vt導(dǎo)通，把uc從l/3vcc ±升到2/3vcc這段 時(shí)間內(nèi)電路的狀態(tài)稱為第一暫穩(wěn)態(tài)其維持時(shí)間tph的長(zhǎng)短與電容的充電時(shí)間有 關(guān)o充電時(shí)間常數(shù)t= (r1+r2) *co由于放電管vt導(dǎo)通 電容c通過電阻r2和放電管放電，電路進(jìn)人第二暫穩(wěn) 態(tài)其維持時(shí)間tpl的長(zhǎng)短與電容的放電吋間有關(guān)，故放電吋間常數(shù)t放二r2c0 隨著c的放電，uc下降，當(dāng)uc下降到l/3vcc時(shí)，輸出uo。為高電平，放電管vt 截止vcc再次對(duì)電容c充電，電路又翻轉(zhuǎn)到第一暫穩(wěn)

42、態(tài)。不難理解，接通電源后電 路就在兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)z間來凹翻傳，則輸出可得矩形波。電路一旦起振后，uc電壓總 是在1/3 2/3vcc之間變化。如下圖所示為內(nèi)部電路及工作波形。555定時(shí)器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)模集成器件。一般用雙極性工 藝制作的稱為555,用cmos工藝制作的稱為7555,除單定時(shí)器外，述冇對(duì)應(yīng) 的雙定時(shí)器556/7556o 555定時(shí)器的電源電壓范圍寬,可在4.5v16v工作，7555 可在318v工作，輸出驅(qū)動(dòng)電流約為200ma,因而其輸出可與ttl、cmos或 者模擬電路電平兼容。555定時(shí)器成本低，性能可靠，只需要外接幾個(gè)電阻、電容，就可以實(shí)現(xiàn)多諧 振蕩器、單穩(wěn)態(tài)

43、觸發(fā)器及施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生與變換電路。它也常作為定時(shí)器 廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、電子測(cè)量及口動(dòng)控制等方面。555引腳圖如下所 示2、74ls192十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器74ls192是同步十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器，它具有雙時(shí)鐘輸入，并具有清除和置 數(shù)等功能，其引腳排列及邏輯符號(hào)如下所示：v(x po mr tcd tcu pt p2 p3 nti ra nri nti 冋 nn r? rti?ljujlljlilldlljldljjpl qicpd 5 s o3 仙d(a)p0qop1qip2q2p3q3cputcucpdtcdplmr15to94 遼 14z>671213(b)其功能表如下

44、:輸入輸出mrplc為p3p2plpoq3q2qiq01xxxxxxx000000xxdcba(1cba011xxxx加計(jì)數(shù)011xxxx減計(jì)數(shù)pl為置數(shù)端，cpu為加計(jì)數(shù)端，cpd為減計(jì)數(shù)端，tcu為非同步進(jìn)位 輸出端，tcd為非同步借位輸出端，po、pl、p2、p3為計(jì)數(shù)器輸入端，mr 為清除端，q0、qi、q2、q3為數(shù)據(jù)輸出端。在本實(shí)驗(yàn)中，可以方便實(shí)現(xiàn)減法計(jì)數(shù)功能。100進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器的連接方式 如下圖所示:vcc5.0velklcad clrvv qju q8 qc.qulcad.-bo.clr.-co. s down .-bo. 嚴(yán)co.74ls192na b c d3、74ls7

45、4雙d觸發(fā)器在ttl電路中，比較典型的d觸發(fā)器電路有741s74o 741s74是一個(gè)邊沿觸 發(fā)器數(shù)字電路器件，每個(gè)器件中包含兩個(gè)相同的、相互獨(dú)立的邊沿觸發(fā)d觸發(fā)器電 路。其內(nèi)部電路如下圖所示：logic diagram (each flip-flop)cleariscl0c3and o2(12)邊沿d觸發(fā)器：負(fù)跳沿觸發(fā)的主從觸發(fā)器工作時(shí)，必須在止跳沿前加入輸入信號(hào)。如果在cp 高電平期間輸入端出現(xiàn)干擾信號(hào)，那么就冇可能使觸發(fā)器的狀態(tài)出錯(cuò)。而邊沿觸發(fā) 器允許在cp觸發(fā)沿來到前一瞬間加入輸入信號(hào)。這樣，輸入端受干擾的時(shí)間大大 縮短，受干擾的可能性就降低了。邊沿d觸發(fā)器也稱為維持阻塞邊沿d觸發(fā)器。

46、 屯路結(jié)構(gòu)：該觸發(fā)器由6個(gè)與非門組成，其中g(shù)1和g2構(gòu)成基本rs觸發(fā)器。b工作原理：sd和rd接至基木rs觸發(fā)器的輸入端，它們分別是預(yù)置和清零端，低電平 有效。當(dāng)sd=o且rd=1時(shí)，不論輸入端d為何種狀態(tài)，都會(huì)使q=l, q=0,即觸發(fā) 器置1；當(dāng)sd=1且rd=o時(shí)，觸發(fā)器的狀態(tài)為o,sd和rd通常又稱為直接置1和 置0端。我們?cè)O(shè)它們均已加入了高電平，不影響電路的工作。工作過程如下：1. cp=o時(shí)，與非門g3和g4封鎖,其輸出q3=q4=1,觸發(fā)器的狀態(tài)不變。 同時(shí)，由于q3至q5和q4至q6的反饋信號(hào)將這兩個(gè)門打開，因此可接收輸入信 號(hào) d, q5=d, q6=q5=do2. 當(dāng)cp由

47、0變1時(shí)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)。這時(shí)g3和g4打開，它們的輸入q3和q4 的狀態(tài)由g5和g6的輸出狀態(tài)決定。q3=q5=d, q4=q6=do由基本rs觸發(fā)器的 邏輯功能可知，q=do3. 觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)后，在cp=1吋輸入信號(hào)被封鎖。這是因?yàn)間3和g4打開后， 它們的輸岀q3和q4的狀態(tài)是互補(bǔ)的，即必定有一個(gè)是0,若q3為0,則經(jīng)g3輸 出至g5輸入的反饋線將g5封鎖，即封鎖了 d通往基木rs觸發(fā)器的路徑；該反 饋線起到了使觸發(fā)器維持在0狀態(tài)和阻止觸發(fā)器變?yōu)?狀態(tài)的作用，故該反饋線稱為 置0維持線，置1阻塞線。q4為0時(shí)，將g3和g6封鎖，d端通往基本rs觸發(fā)器 的路徑也被封鎖。q4輸擊端至g6反饋線起到使

48、觸發(fā)器維持在1狀態(tài)的作用，稱作 置1維持線；q4輸出至g3輸入的反饋線起到阻止觸發(fā)器置0的作用，稱為置0阻 塞線。因此，該觸發(fā)器常稱為維持阻塞觸發(fā)器。總z,該觸發(fā)器是在cp ik跳沿前 接受輸入信號(hào)，正跳沿時(shí)觸發(fā)翻轉(zhuǎn)，正跳沿后輸入即被封鎖，三步都是在正跳沿后完 成，所以有邊沿觸發(fā)器之稱。與主從觸發(fā)器相比,同工藝的邊沿觸發(fā)器有更強(qiáng)的抗干 擾能力和更高的工作速度。功能描述:1 狀態(tài)轉(zhuǎn)移真值表衰發(fā)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)移莫值表da0001q10輸出狀態(tài)與z| 101端狀態(tài)相同1112.特征方程qn+1=d脈沖特性：建立時(shí)間:由維持阻塞觸發(fā)器的電路可見，由于cp信號(hào)是加到門g3和g4上的, 因而在cp上升沿到達(dá)之

49、前門g5和g6輸出端的狀態(tài)必須穩(wěn)定地建立起來。輸入信 號(hào)到達(dá)d端以后，要經(jīng)過一級(jí)門電路的傳輸延遲吋間g5的輸出狀態(tài)才能建立起來,而g6的輸出狀態(tài)需耍經(jīng)過兩級(jí)門電路的傳輸延遲時(shí)間才能建立，因此d端的輸入信 號(hào)必須先丁 cp的上升沿到達(dá)，而冃建立時(shí)間應(yīng)滿足：tset2tpdo保持時(shí)間：為實(shí)現(xiàn)邊沿觸發(fā),應(yīng)保證cp=1期間門g6的輸出狀態(tài)不變，不受d端 狀態(tài)變化的影響。為此，在d=0的情況下，當(dāng)cp±升沿到達(dá)以后還要等門g4輸 岀的低屯平返回到門g6的輸入端以后,d端的低電平才允許改變。因此輸入低電平 信號(hào)的保持時(shí)間為thltpdo在d=1的情況下，由于cp上升沿到達(dá)后g3的輸出 將g4封鎖

50、，所以不要求輸入信號(hào)繼續(xù)保持不變，故輸入高電平信號(hào)的保持時(shí)間 thh=0o傳輸延遲時(shí)間：由圖不難推算出，從cp ±升沿到達(dá)時(shí)開始計(jì)算，輸出由高電平 變?yōu)榈屯推降膫鬏斞舆t時(shí)間tphl和曲低電平變?yōu)楦唠娖降膫鬏斞舆t時(shí)間tplh分別 是:tphl=3tpd tplh=2tpd最高時(shí)鐘頻率：為保證由門g1g4組成的同步rs觸發(fā)器能可靠地翻轉(zhuǎn)，cp 高電平的持續(xù)時(shí)間應(yīng)大于tphl,所以時(shí)鐘信號(hào)高電平的寬度（wh應(yīng)大于（phl。而 為了在下一個(gè)cp上升沿到達(dá)之前確保門g5和g6新的輸出電平得以穩(wěn)定地建立, cp低電平的持續(xù)時(shí)間不應(yīng)小于門g4的傳輸延遲時(shí)間和tset之和，即時(shí)鐘信號(hào)低屯 平的寬度t

51、wltset+tpdlb di-16p vcc1a 0215p 2gib 0314p 2a0 d_471ls139 1301y1 n 12 二1 2 丫01y2 di11 二|2y1iv 3 r10p py?gndqs9 二在實(shí)際集成觸發(fā)器中，每個(gè)門傳輸時(shí)間是不同的，并冃作了不同形式的簡(jiǎn)化， 因此上面討論的結(jié)果只是一些定性的物理概念。其真實(shí)參數(shù)由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。 通過圖屮的邏輯符號(hào)和d觸發(fā)器74hc74的邏輯功能表我們可以看出，hc74是帶 有預(yù)置、清零輸入，上跳沿觸發(fā)的邊沿觸發(fā)器。74ls138與74ls139功能一樣，都是實(shí)現(xiàn)譯碼功能的芯片。74ls138芯片是常 用的38線譯碼器，is是ttl的，他的coms版本叫74hc138o管腳封裝如下圖所示:vfacr. y< ti ri r« r> nd74ls138lu2jj4j5j6j7j8jas a< a sn stic sta ®n>正