電氣工程生產實習指導手冊正文

1、第1章單片機最小系統(tǒng)的設計一.89c51單片機片內結構（-）89系列單片機對于一般用戶來說，存在下列很明顯的優(yōu)點：1. 內部含flash存儲器在系統(tǒng)的開發(fā)過程屮，可以十分容易地進行程序的修改，這就大大縮短了系統(tǒng)的開發(fā) 周期。同時，在系統(tǒng)工作過程中，能有效地保存一些數(shù)據(jù)信息，即使外界電源損壞也不影 響信息的保存。2. 和80c51引腳兼容89系列單片機的引腳是和80c51 -樣的，所以，當用89系列單片機取代80c51時, 可以直接進行代換。這時，不管采用40引腳亦或44引腳的產品，只要用相同引腳的89系 列單片機取代80c51的單片機即可。3. 靜態(tài)時鐘方式89系列單片機采用靜態(tài)吋鐘方式，所以

2、可以節(jié)省電能功耗。這對于降低便攜式產品的功 耗十分有用4 錯誤編程亦無廢品產生一般的0tp產品，一旦錯誤編程就成了廢品。而89系列單片機內部采用了 flash存儲 器，所以，錯誤編程之后仍可以重新編程，直到正確為止，故不存在廢品。5. 可進行反復系統(tǒng)試驗用89系列單片機設計的系統(tǒng)，可以反復進行系統(tǒng)試驗，而且毎次試驗可以編入不同 的程序，這樣可以保證用戶的系統(tǒng)設計達到最優(yōu)。另外，隨用戶的需要和發(fā)展，還可以進 行修改，使系統(tǒng)不斷跟蹤用戶的最新要求。（二）89系列單片機的內部結構89系列單片機的內部結構和80c51相近，主要含有以下一些部件1. 8031 cpu 內核2. 振蕩電路3總線控制部件4.

3、 中斷控制部件5. 片內flash存儲器6. 片內ram7. 并行i/o接口8. 定時器9. 串行接口89系列單片機一共有7種型號,分別為at89c51, at89lv51, at89c52, at89lv52, at89c2051, at89c1051, at89c2052。其中，at89c1051 的 flash 存儲器容量最小，只有 1k 字節(jié)，而at89c52最大有8k字節(jié)。at89lv51和at89lv52分別是at89c51和at89c52的低 電壓產品,最低電源電壓可以低至2. 7vo而at89c1051. at89c2051是低檔型低電壓產品。 它們的引腳只有20腳，最低電壓也

4、為2. 7v0應用單片機最小系統(tǒng)實現(xiàn)電子時鐘電路(-)實習口的1、掌握51單片機工作原理及使用方法，學會仿真器使用方法，并利用其調試軟件;2、掌握一般碩件電路的設計方法和電路元器件的選擇原則；3、熟悉卬刷電路pcb板設計過程，掌握一般的電路焊接方法和焊接技巧；4、學握單片機系統(tǒng)的設計過程及其調試過程，增加對實際電路的感性認識；5、培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、獨立思考、解決問題的能力，最終提高動手實踐能力。 (-)實習內容本生產實習內容是利用51單片機最小系統(tǒng)設計一個電子時鐘，時鐘采用24小時制, 時、分、秒各采用2個共陽極led數(shù)碼管顯示。具體要求如下：1、一級任務：(1) 熟悉硬件電路原理，掌握各部分

5、電路功能；(2) 時鐘顯示正常。2、二級任務：(1) 完成鍵盤采樣，實現(xiàn)鍵值判斷；(2) 實現(xiàn)簡單的鍵盤功能，例如運行鍵、暫停鍵處理。3、三級任務：(1) 每當整點時，所有l(wèi)ed閃爍顯示，顯示次數(shù)等于整點數(shù)。若為0點鐘, 則顯示正常;(2) 實現(xiàn)鍵盤功能，包括運行鍵、暫停鍵、上升鍵、下降鍵、切換健、定 鬧鍵、校準健處理。4、四級任務:(1) 實現(xiàn)時間校準功能，此時若按下運行鍵后，則應從校準時間開始顯示;(2) 可以設定一次鬧鐘功能，當定時時間到時，所有l(wèi)ed都顯示“一” 持續(xù)10秒時間，然后再正常顯示。(三)實習計劃該生產實習共進行大約三周時間，下面對每一天的安排詳細規(guī)劃如下表。星期一星期二星

6、期三星期四星期五第一周(1) 指導教 師講解牛產 實習目的、任 務及要求等；(2) 指導教 師詳細講解 電路工作原 理；(3) 指導教 師解答學生 存在的問題；(1) 學生理解 消化實習內 容；(2) 翻閱相關 參考文獻；(3) 熟悉51 肛片機原理及 其匯編語言；(1) 按照軟件 流程圖，編寫 相關程序；(2) 檢查并排 除語法、邏輯 等錯誤；(第一 階段性檢査；)(1 )發(fā)放工 具、元器件及 通用pcb印刷 電路板；(2) 針對pcb 板進行元器件 布局；(3) 準備焊接 元器件；(1) 焊接電 路；(2) 根據(jù)圖 紙，檢查所焊 元件是否正 確，連線是否 正確;第二周(1) 焊接電 路；(

7、2) 注意虛 焊、粘連等問 題；(1) 焊接電路 基本完成；(2) 認真檢査 電路是否有問 題；(第二階段 性檢查)(1) 上電測試 電路板是否有 問題；(2) 連接仿真 器，進行在線 調試硬件；<1)排除硬件問題；(2)由仿真器 調試軟件及碩 件；(1) 首先調試led顯示程序;(2) 然后調試 一級內容所規(guī) 定的任務；第二周(1) 調試一 級任務的軟 件程序；(2) 編寫二 級以上任務 的軟件程序；(1) 編寫及調 試二級以上軟 件程序；(2) 調試鍵盤 等硬件；(第三階段性(1) 編寫三級 以上任務的軟 件程序；(2) 調試該軟 件程序及其硬 件；(1) 調試四級 任務的軟件程 序

8、(2) 調試該軟 件程序及其硬 件；(1) 整理并提 交實習報告；(2) 綜合考 核；檢查）（1）第一階段性檢查內容：主要以問卷方式或總結報告形式，考核一些關于實習內容、 各部分電路功能、51單片機指令及相關的軟件；（2）第二階段性檢查內容：主要以現(xiàn)場面試方式，檢查電路板是否焊接完成，檢查焊 接質量，考核一些關于焊接知識、技巧等；（3）第三階段性檢查內容：主要以現(xiàn)場面試方式，檢查軟件完成的進度，考核一些關 于軟、碩件調試方法，是否發(fā)現(xiàn)問題，如何解決問題等；（4）綜合考核：首先，檢查軟、硬件完成情況；其次，評閱實習報告；第三，參考以 上三次階段性檢查；最后，參照考核量化表，得出生產實習成績。（四

9、）生產實習報告書寫要求（1）生產實習的目的、意義；（2）生產實習的主要內容以及各個電路工作原理；（3）軟件設計思路與流程；（4）硬件焊接以及調試過程；（5）軟件調試過程；（6）心得體會；（7）程序清單與原理圖。（五）量化考核生產實習注重動手能力，培養(yǎng)學生獨立思考問題、解決問題的能力，因此從上述方面對學生生產實習的完成情況進行全面考核，考核標準如下:考核等級考核內容優(yōu)秀（1）實習期間，態(tài)度嚴謹，遵守紀律，工作積極認真；（2）勤學好問，善于發(fā)現(xiàn)問題，獨立思考問題及解決問題能力強；（3）焊接電路水平高，電路板整齊；（4）圓滿完成一級任務、二級任務、三級任務甚至四級任務；（5）實習報告完整豐富，總結全

10、面深刻，有獨立見解；良好（1）實習期間，態(tài)度嚴謹，遵守紀律，工作認真；（2）勤學好問，獨立思考問題及解決問題能力較強；（3）焊接電路水平較高，電路板整齊；（4）圓滿完成一級任務、二級任務甚至三級任務；（5）實習報告完整全面，總結較細致，有一定見地；屮等（1）實習期間，工作較認真；（2）獨立思考問題及解決問題能力一般；（3）焊接電路水平一般，電路板較整齊；（4）圓滿完成一級任務甚至二級任務；（5）實習報告完整，但總結缺乏獨立見解及格（1）實習期間，工作較認真；（2）動手能力一般，對其他人依賴性強；（3）焊接電路水平一般，電路板較整齊；（4）基本完成一級任務；（5）實習報告完整，但不夠深入；不及格

11、（1）實習期間，態(tài)度不端正，工作不認真；（2）不懂裝懂，不會不問，完全依賴他人；（3）焊接電路水平差，電路板不夠整齊；（4）沒有完成任何級別的任務；（5）實習報告不完整，不認真，生搬碩套；（六）設計思路1 顯示電路51單片機與七段led顯示器的接口為動態(tài)接口，需使用2組寄存器進行控制。其屮， 一組寄存器控制兒個顯示器的七段發(fā)光二極管，該寄存器稱為段選寄存器；另一組寄存器 控制這幾個七段顯示器的公共端，控制這幾個顯示器逐個循環(huán)點亮。適當?shù)倪x擇循環(huán)速度, 利用人眼的“視覺暫留”效應，使其看上去好像這幾個顯示器同時在顯示一樣，該寄存器 稱為位選寄存器。吋鐘的吋、分、秒各用兩個共陽極的七段led顯示器

12、來顯示，因此共需外接6個七段 顯示器。所有顯示器相同的段并接在一起，由p1 口控制。毎個顯示器的公共端分別由p3口的某一位控制。集成電路74ls240 （反相器）只起到增加驅動電流的目的，pnp型三極管 9012也是為了增加驅動能力。由圖1-1可知，要使七段顯示器的某一段亮，則應使與該段相連的段選寄存器即p1 口的某位線輸出為'1'。若使某一段熄滅，則必須輸出'0'。例如要顯示數(shù)字5,則應使 p1 口的p1. 6p1. 0輸出為v010010b，,若用一個字節(jié)表示該輸出值，即字形代碼為'92。 以此類推，可以得到09 一共10個十進制數(shù)的字形代碼分別為c

13、oh, f9h, a4h, boh, 99h, 92h, 82h, f8h, 80h, 98ho要求6位七段顯示器屮的某一位亮，其余五位熄滅，則應使與 該位相連的位選寄存器即p3 口的某位線輸出為其余各位線輸出為'（v。2 一4 l l l l l l 一-心"l一心o i i 3 4 $ d g ? ti s 4 2 2 q2 3 3 3 3 3p p p p paiyi1 yi1y2a4lie*iy4aljyijyi空vib42y4iq訶oimdvccin 74l2-24q7u 2tl3d£l dur-sv_jf：_12200 ；9200 *廣*200 

14、3;5200 *20tl7miyi1 yo 1 yiadiy4a 1->yi0 v ao酣342y4iq2qvccu4 ?4ls14fl cctd2m dp圖1-1顯不電路2、軟件定時時鐘由定時器to定時完成。當時鐘晶體振蕩器為6mhz時，由于to的最大定時達不到 1秒，為便丁計算及實現(xiàn)，取定時0. 1秒。這樣每0. 1秒中斷一次，屮斷10次為1秒。0. 1 秒的定時值為3cb0iio6個七段顯示器對應顯示內部ram 30h35h單元中的吋間值。30h35h這六個單元分 別存放小時、分鐘、秒的數(shù)值，各占兩個單元。定時器t0屮斷10次后就調整6個顯示單 元的內容。6個單元的最大值分別為02

15、h, 03h, 05h, 09h, 05h, 09h,即最大的時鐘顯示 值為23點59分59秒。3、鍵盤采樣鍵盤采樣主要由串行口和并行輸入串行輸出的74ls165電路完成，如圖1-2所示。首先由pl. 7 口發(fā)一個上升沿信號，將鍵盤數(shù)據(jù)鎖存到74ls165電路中，其次由串行口讀入。 此吋，串行口工作于方式0, txd輸出同步移位吋鐘，rxd接收74ls165輸出的數(shù)據(jù)。由電 路圖可知，當某個鍵按下時，74ls165對應的管腳為低電平；當松開按鍵時，由于上拉電 阻作用，對應管腳為高電平。因此，若串行口接收到的某位為'0'時，表示對應按鍵按下; 若為'1'時，表示對

16、應按鍵彈起或未按下。vccw前clkserclk bit圖1-2鍵盤米樣電路4、鍵盤處理針對二級以上任務，該最小系統(tǒng)共設冇8個按鍵：運行鍵、暫停鍵、上升鍵、下降鍵、 切換健、定鬧鍵、校準鍵及保留功能鍵。下面分別說明齊鍵功能。(2)暫停鍵:(1) 運行鍵：當系統(tǒng)上電、暫停鍵按下過、校準鍵按下過或定鬧鍵按下過等上述情 況之一發(fā)生吋，只有按下運行鍵，吋鐘才能正常顯示。否則，顯示內容與上述各鍵功能相 關。當系統(tǒng)上電，需從0點0分0秒開始顯示；暫停和鬧鐘定時，須從實際時間開始顯示; 時間校準時，需從校準時間開始顯示。當按下暫停鍵，時鐘顯示固定在當前值，但內部軟件定時正常累計。(4)切換(3) 上升、下降

17、鍵：用于時間校準和鬧鐘定時，對于時、分、秒的調整。用于吋間校準和鬧鐘定吋，用于選擇時、分、秒哪個被調整。按第一下時，選擇小時被調整；按笫二下時，選擇分鐘被調整；按笫三下時，選擇秒被調整；按第四下時，重復第一下的選擇，以此類推，如下圖所示。(5)標準鍵：用于對時間的校準。該鍵只要被按下，則時間固定顯示，由切換鍵選擇時、分、秒，選定后，用上升、下降鍵調整相應值。（6）定鬧鍵：用于鬧鐘定吋功能。該鍵只要被按下，則時間固定顯示，但內部繼續(xù)定時，由切換鍵選擇時、分、秒，選定后，用上升、下降鍵調整相應值。（7）保留功能鍵：用于以后功能擴展。（七）參考流程圖(2)屮斷處理流程圖返冋2、二級以上任務部分軟件參

18、考流程圖(1)主程序流程圖開始(2) 中斷服務程序：與一級任務大體相同。(3) 鍵盤采樣與處理子程序流程圖返回;:返冋(4)標準處理與定鬧處理子程序切撫建按下?當前選擇為小時?二ny w當前選擇為分鐘？ -x(5)顯示處理子程序<返凹(6)整吋閃爍顯示：指吋鐘正常顯示為0.4s,然后熄滅所有顯示的吋間為0. 4s,這樣亮一暗，人眼便覺得閃爍一次。若為整n點鐘，則閃爍n此，但若為0點整，則不閃爍。 整時閃爍顯示子程序流程圖。（7）定鬧判別子程序開始返凹注意事項：(a)當整點到時，若遇到或正在暫停、校準、定鬧操作時，則不進行整點閃爍;(b)當整點與定鬧時間相同時，則定鬧時間到了，進行定鬧顯示

19、，整點不顯示;(0)當備份時間為0點整時，取消定鬧判別。第2章常用電氣元器件常識一、電阻器的主耍技術指標1. 額定功率電阻在電路中長時間連續(xù)工作時，不損壞或不顯著改變其性能所允許消耗的最大功 率，稱電阻器的額定功率。電阻器的額定功率并不是電阻器在電路屮工作吋一定要消耗的 功率，而是電阻器在電路中工作允許消耗功率的限額。不同類型的電阻有不同系列的額定 功率，見表2-1。表27電阻器的功率等級名稱j額定功率 （w）實芯電阻器0.250.5125線繞電阻器0.5126101525355075100150簿膜電阻器0.0250.050.1250.250.51251025501002. 標稱阻值阻值是電

20、阻的主要參數(shù)之一，不同類型的電阻，阻值范圍不同，不同精度的電阻，其阻值系列不同，根據(jù)國標，常用的標稱電阻值（e24、e12和e6系列也適用于電位器和電容器）系列列于表2-2o表2-2標稱值系列標稱值系列|精度電阻器電位器.電容器標稱值1.01.11.21.31.51-61-82.0e24±5%2.22.42.73.03.33.63.94-34.75.15.66.26-87.58.29.11.01.21.5182.22.7e12上10%3.33.94.75.66.88.2e6±20%| 1.01.52.23.34.76.8表中，表示其數(shù)值乘以10 n為正整數(shù)或負整數(shù)。3. 精

21、度實際阻值與標稱阻值的相對誤差為電阻精度，也稱允差。普通電阻的精度可分為土5%, 土 10%, 土 20%等，精密電阻的精度可分為土 2%, 土 1%, 土 0.5%土 0.001%等十多種系列。在電子產品設計中，可根據(jù)電路的不同要求選用不同精度的電阻。4. 溫度系數(shù)所有材料的電阻率，都隨溫度變化而變化，電阻的阻值同樣如此。在衡量電阻溫度穩(wěn) 定性時，使用溫度系數(shù)為（1/乜）式中,r為t時的阻值；r2為t2時的阻值。金屈膜、合成膜等電阻，具冇較小的正溫度系數(shù)，碳膜電阻具冇負溫度系數(shù)。適當控 制材料及加工工藝，可以制成溫度穩(wěn)定性高的電阻。5. 極限電壓電阻兩端電壓增加到一定值吋，會發(fā)生燒毀現(xiàn)象而使

22、電阻損壞，因此，所加電壓升高 到一定值時，不允許再增加時的電壓，稱為極限電壓。二、電阻器的標志內容及方法電阻器有多項技術指標，但由于表面積有限和對參數(shù)關心的程度不同，一般只標明阻 值、精度、材料、功率等項。對于1 / 8-1 / 2w之間的小電阻，通常只標注阻值和精度， 材料及功率通常由外形尺寸及顏色判斷。電阻參數(shù)的標志方法通常用文字、符號標識或色 環(huán)標出。1. 文字符號直標(1) 標稱阻值阻值單位：q、kq (千歐)、(兆歐)、gq (吉歐)、tq (太歐)，其值為k二 io3 m=10g=10 t=1012當有小數(shù)時，常以q、k、m取代小數(shù)點，如；0.1q標為qi, 3.6q標為3q6,

23、3.3kq 標為 3k3, 2.7mq 標為 2m7。(2) 精度普通電阻精度分為土 5%、土 10%、土 20%三種，在電阻標稱值后，標明i(j)、 ii (k)、iii (m)符號。精密電阻的精度等級，可用不同符號標明，見表23。«2-3精密電阻的希度彎31%ko.00lj±0.002'+0.005±0.01±0.02±005土 0土02 ± 05±1±2±5±10120符號exyhuw |b !9 cdf |gj km(3) 功率通常2w以下的電阻不標，通過外形尺寸即可判定，2w以

24、上功率的電阻均在電阻 上以數(shù)字標出。(4) 材料在2w以下的小功率電阻，電阻材料通常也不標出。對于普通碳膜和金屬膜電阻，通過外表顏色可以判定。通常碳膜電阻涂綠色或棕色，金屬膜電阻涂紅色。2w以上功率的 電阻大部分在電阻體上以符號標出，如表2-4所示。喪2-4電阻材料及代表符號符號！tjxh1 丫csin材料碳褻$金屈膜1線繞合成奧|氧化膜!沉積膜|有機實芯玻璃釉腆無機實芯例如，rj 1/2w470q j, rx 4w 10mq, rt 1w 5gl u 等，分別為金屬膜、線繞碳膜電阻的直接表示法。 . . 2. 色碼標志法小功率電阻較多情況使用公標法，特別是0. 5w以下的碳膜和金屈膜電阻更為

25、普通。色標的基木色碼及意義列入表2-5o色別左第一環(huán) 第一位數(shù)左第二環(huán)1算二位數(shù)左第三環(huán)1右弟二環(huán)右算一環(huán)示例第三位效1應乘倍率«度櫬111101f±l%1紅紅紅丄一紅222102g±2%-qr| i 133310*丄廣2掠松黃4441042 1 2 畑土2%躲55510fd±0.5%'媒黑-ijizo -66610*c ±0.2%»77710tb±0.1 %188810*( 5iq ±20%白99910*棕垛1 |黒金00010°io*1j±5%綠金10-«k±io

26、%j.5mq ±5%色標電阻（色環(huán)電阻）可分三環(huán)、四環(huán)、五環(huán)三種標法，函義（見圖23）如下: 三環(huán)色標電阻'表示標稱電阻值（精度均為±20%）。四環(huán)色標電阻2表示標稱電阻值及精度。五環(huán)色標電阻：表示標稱電阻值（三位有效數(shù)字）及精度。笫一位育效敷鼻第二位有效效字應乘倍率第二儀百效效字笫三位有效效字炳軽帶集一位有效數(shù)學應乘倍事電阻色環(huán)函義為避免混淆，第五色環(huán)的寬度是其他色環(huán)的152倍。三、電容器的主要技術參數(shù)1. 標稱容量及精度容量是電容器的基木參數(shù)，數(shù)值標在電容體上，不同類別的電容有不同系列的標稱值。 常用的標稱系列與電阻相同。應注意，某些電容的體積過小，常常在標標稱

27、容量時不標單 位符號，只標數(shù)值，這就需要根據(jù)電容器的材料、外形尺寸、耐壓等因素加以判斷，以讀 出真實容量值。電容器的容量精度等級較低，一般允差在士 5%以上，最大可達十50%至20%。2. 額定電壓電容器兩端加電壓后，能保證長期工作而不被擊穿的電壓稱為電容的額定電壓。電壓 系列隨電容器類別不同而冇所區(qū)別。額定電壓的數(shù)值通常都在電容器上標出。3. 損耗正切角電容器介質的絕緣性能取決于材料及厚度，絕緣電阻越人漏電流越少。漏電流的存在, 將使電容器消耗一定電能，這種損耗稱為電容器的介質損耗（有功功率）。4. 容量的標識方法（1）直標法容量單位：f（法拉）、mf（毫法）、nf（微法）、nf（納法）、p

28、f（皮法或微微法）。其中，m=10爲 n =10-6, n = 10-9, p=10-12例如：4n7表示 4. 7nf 或 4700pf；0. 22 表示 0. 22 p f；510po 一表示 510pfo沒標單位的讀法是：當容量在1（105-l）pf之間時,讀為pf,如510pfo當容量大于10'pf時,讀為uf,如0.22uf。有時也可以認為，用大于1的三位以上數(shù)字表示，容量單位為p法；用小于1的數(shù)字 表示，單位為pf。（2）數(shù)碼表示法一般用三位數(shù)字來表示容量的大小，單位為pf,前兩位為有效數(shù)字，后一位表示位率, 即乘以101, i為第三位數(shù)字，若第三位為數(shù)字9,則乘10匕如2

29、23代表22x 10'pf=22000pf =0. 022 pf； 乂如479代表47x 10“pf=4. 7pf。這種表示方法最為常見。（3）色碼表示法這種表示法與電阻器的色環(huán)表示法類似，顏色涂于電容路的一端或從頂端向引線排列。 色碼一般只冇三種顏色，前兩環(huán)為冇效數(shù)字，第三環(huán)為位率，單位為pf。冇時色環(huán)較寬， 如紅紅橙，兩個紅色環(huán)涂成一個寬的表示22000pfo四半導體分立器件1. 封裝及管腳根據(jù)國家標準，我國品體管的封裝及引線如下圖所示。h i s 11三極管外形.ebcebce bcebc金層殼外形封裝變料封裝晶體管的封裝及引線2. 使用注意事項1)選用原則晶體管的正常工作需要一

30、定條件，超過允許條件范圍則可能使晶體管不能正常工作， 其至會遭到永久性損壞。因而，選用時應考慮以下各因素：(1) 選用的晶體管，切勿使工作時的電壓、電流、功率超過手冊中規(guī)定的極限值，并根 據(jù)設計原則選取一定的裕量，以免燒壞管子。(2) 對于大功率管，特別是外延型高頻功率管，在使用屮的二次擊穿往往使功率管損壞。 為了防止二次擊穿，就必須大大降低管子的使用功率和電壓，其安全工作區(qū)應由制造廠提 供，或由使用者作一些必要的檢測。應當指出的是，大功率管的功耗能力并不服從于等功 耗規(guī)律，而是隨著工作電壓的升高，耗散功率相應減小。對于相同功率的管了而言，低電 壓大電流的使用條件要比高電壓小電流使用更為可靠。

31、(3) 選擇晶體管的頻率，應符合設計電路屮的工作頻率范圍。(4) 根據(jù)設計電路的特殊要求，如穩(wěn)定性、可靠性、穿透電流、放大倍數(shù)等，應進行合 理選擇。3. 三極管使用注意事項(1) 焊接時應選用2075w屯烙鐵，每個管腳焊接時間應小于4s,并保證焊接部分與 管殼間散熱良好(可用平口鉗或銀子夾在被焊端附近，以利散熱)。(2) 管子引出線彎曲處，離管殼的距離不得小于2mm。(3) 大功率管的散熱器和管子底部接觸應平整光滑，屮間可涂凡士林或冇機硅酯，以減 小腐蝕，并有利于導熱。在散熱器上用螺釘固定管了，耍保證各螺釘?shù)乃删o一致，結合緊 密。(4) 管子應安裝牢固，避免靠近電路屮的發(fā)熱元件。五、半導體集成

32、電路集成電路是將電阻、電容、二極管、三極管等經過半導體工藝或薄、厚膜工藝制作在 同一硅片上，并按一定電路互連起來，制成具有一定功能的電路。這種新型器件打破了電 路的傳統(tǒng)概念實現(xiàn)了材料、元件、電路三位一體。與分立元器件組成的電路相比.具有體 積小、重量輕、功耗低、性能好、可靠性高、成本低等許多優(yōu)點。所以發(fā)展迅速，應用廣 泛。1. 使用注意事項(1) 電路在使用時不允許超過極限值，在電源電壓變化不超過額定值的土 10%吋，電參 數(shù)應符合規(guī)范值。電路在使用的電源接通與斷開時，不得有瞬時高壓產生，否則會使電路 擊穿。(2) 集成電路使用溫度一般在一3085°cz間，在系統(tǒng)安裝時應盡量遠離熱源

33、。(3) 電路如用手工焊接吋，不得使用大于40w的電烙鐵，連續(xù)焊接時間應不超過10s。(4) 對于mos集成電路，要防止柵極靜電感應擊穿。此外，一切測試儀器(特別是信號 發(fā)生器和交流測量儀器)、電烙鐵、線路本身均需良好接地。mos電路的“與非”門輸入端 不能電位懸空，不用時接電路正極，特別是加上源、漏電壓時，若輸入柵極懸空，則用手 觸及到輸入端時，由于靜電感應極易造成柵極擊穿燒壞集成電路。為避免撥動開關時輸入 端瞬時懸空，可把輸入端接一幾十千歐的電阻到電源正極(或負)。此外在存放吋，必須將 其藏于金屬屏蔽盒內，或用金屬紙包裝，以防止外界電場將柵極擊穿。第3章 印制電路板及焊接技術在絕緣基板的覆

34、銅板上，按預定設計，用印制方法得到的電路，稱為印制電路。印制 電路包括印制線路、印制元件或者由二者組合而成的電路。完成了印制線路或印制電路加 丄的板了，通稱為印制板，亦稱卬制線路板、印制電路板(p. c. bprinted circuit board)。印制板是電子工業(yè)重要的電子部件之一，在電子設備中冇如下功能：(1) 提供分離元件、集成電路等各種元器件固定、裝配的機械支撐。(2) 實現(xiàn)分離元件、集成電路等各種元器件之間的布線和電氣連接或電絕緣，提供所要 求的電氣特性及特性阻抗等。(3) 為口動錫焊提供阻焊圖形，為元器件插裝、檢杳、維修提供認別字符和圖形。印制板在電子設備中的應用，大大提高了產

35、品的一致性、重現(xiàn)性、成品率，同吋出于 機械化和自動化生產的實現(xiàn)。生產效率大為提高，而且可以大大減少接線的數(shù)量以及能消 除所有的接線錯誤，從而保證了電子設備的質量，降低了成本，且便于維修。一、印制板對外連接方式的選擇通常，卬制板只是整機的一個組成部分，因此，存在卬制板的對外連接問題，如卬制 板之間，印制板與板外元器件、印制板與面板之間等都需要相互連接。選擇連接方式要根 據(jù)整機的結構考慮，總的原則是連接可靠，安裝、調試、維修方便。選擇吋，可根據(jù)不同 特點靈活掌握。1. 導線焊接方式如圖3-1,這是一種最簡單、廉價而且可靠的連接方式，不需要任何接插件，只需將導 線與印制板上對應的對外連接點與板外元器

36、件或其他部件直接焊牢即可。如收音機中的喇 叭、電池盒，電子設備中的旋鈕電位器、開關等。這種方式優(yōu)點是成本低，可靠性高，可 避免因接觸不良造成的故障，缺點是維修不夠方便。本方式一般只適用于對外導線連接較 少的場合，如收錄機、電視機、小型電子設備屮。采用導線焊接方式應注意以卜-幾點：(1) 印制板的對外焊點盡可能引在板的邊緣，并按一定尺寸排列，以利于焊接維修，避 免因整機內部亂線而導致整機可靠性。(2) 提高導線與板上焊點的機械強度，引線應通過印制板上的穿線孔，再從線路板元件 而穿過焊在焊盤上，以免將焊盤或印制導線拽掉。(3) 將導線排列或捆扎整齊，通過線卡或其他緊固件將線與板固定，避免導線固移動

37、而 折斷，方法。(4) 同一電氣性質的導線最好用同一顏色的導線，以便于維修。如電源導線采用紅色, 地線導線采用黑色等。圖31引線焊接2. 接插件的連接在較復雜的儀器設備中，經常采用接插件的連接方式。如電子計算機擴展榊與功能板 的連接，大型電子設備中各功能模塊與插槽的連接等。這種連接方式對復雜產品的批量生 產提供了質量保證，并提供了極為方便的調試、維修條件，但因觸點多，所以可靠性差。在一臺大型設備中，常用十幾塊甚至幾十塊印制板，在設備出現(xiàn)故障時，維修人員不 必去尋找線路板上損壞的兀件立即進行更換，而只需判斷出出現(xiàn)故障的印制板，將其用備 用件替換掉，從而縮短排除故障時間，提高設備的利用效率，是十分

38、有效的。印制板上插 座接觸部分的外形尺寸、印制導線寬度，應符合插座的尺寸規(guī)定，要保證插頭與插座完全 匹配接觸。二、焊接技術1. 電烙鐵的選用電烙鐵的種類及規(guī)格有很多種，而且被焊工件的大小乂有所不同，因而合理地選用電 烙鐵的功率及種類，對捉高焊接質量和效率冇直接的關系。如果被焊件較大，使用的電烙 鐵功率較小，則焊接溫度過低，焊料熔化較慢，焊劑不能揮發(fā)，焊點不光滑、不牢固，這 樣勢必造成焊接強度以及質量的不合格，甚至焊料不能熔化，使焊接無法進行。如果電烙 鐵的功率太大，則使過多的熱量傳遞到被焊工件上面，使元器件的焊點過熱，造成元器件 的損壞，致使印刷電路板的銅箔脫落，焊料在焊接面上流動過快，并無法

39、控制。選用電烙鐵時，可以從以下幾個方而進行考慮。(1)焊接集成電路、晶體管及受熱易損元器件時，應選用20w內熱式或25w的外熱式電烙鐵。(2) 焊接導線及同軸電纜時，應先用45w75w外熱式電烙鐵，或50w內熱式電烙鐵。(3) 焊接較大的元器件時，如行輸出變壓器的引線腳、大電解電容器的引線腳，金屬底 盤接地焊片等，應選用100w以上的電烙鐵。2. 電烙鐵的使用方法(1)電烙鐵的握法為了能使被焊件焊接牢靠，又不燙傷被焊件周圍的元器件及導線，視被焊件的位置、 大小及電烙鐵的規(guī)格大小，適當?shù)剡x擇電烙鐵的握法是很重要的。電烙鐵的握法可分為三種，如圖3-2所示。圖中(a)為反握法，就是用五指把電烙鐵的

40、柄握在掌內。此法適用于大功率電烙鐵，焊接散熱量較大的被焊件。圖(b)所示為正握法， 此法使用的電烙鐵也比較大，且多為彎形烙鐵頭。圖中(c)為握筆法，此法適用于小功率的 電烙鐵，焊接散熱量小的被焊件，如焊接收咅機、電視機的印刷電路板及其維修等。(a)反握法(b)正握法(c)握筆法圖3-2電烙鐵的握法(2) 新烙鐵在使用前的處理一把新烙鐵不能拿來就用，必須先對烙鐵頭進行處理后才能止常使用，就是說在使用 前先給烙鐵頭鍍上一層焊錫。具體的方法是：首先用挫把烙鐵頭按需要挫成一定的形狀， 然后接上電源，當烙鐵頭溫度升至能熔錫吋，將松香涂在烙鐵頭上，等松香冒煙后再涂上 一層焊錫，如此進行二至三次，使烙鐵頭的

41、刃面部掛上一層錫便可使用了。當烙鐵使用一 段時間后，烙鐵頭的刃而及其周圍就要產生一層氧化層，這樣便產生“吃錫”困難的現(xiàn)彖, 此時可挫去氧化層，重新鍍上焊錫。(3) 烙鐵頭長度的調整經過選擇電烙鐵的功率大小后，已基木滿足焊接溫度的需要，但是仍不能完全適應印 刷電路板中所裝元器件的需求。如焊接集成電路與晶體管時，烙鐵頭的溫度就不能太高， 且時間不能過長，此時便口j將烙鐵頭插在烙鐵芯上的長度進行適當?shù)卣{整，進而控制烙鐵 頭的溫度。(4) 烙鐵頭有直頭和彎頭兩種，當采用握筆法時，直烙鐵頭的電烙鐵使用起來比較靈活。 適合在元器件較多的電路中進行焊接。彎烙鐵頭的電烙鐵用在正握法比較合適，多用于線 路板垂直

42、桌面情況下的焊接。(5) 電烙鐵不易長時間通電而不使用，因為這樣容易使電烙鐵芯加速氧化而燒斷，同時 也將使烙鐵頭團長吋間加熱而氧化，甚至被燒“死”而不再“吃錫”。(6) 更換烙鐵芯時要注意引線不要接錯，因為電烙鐵有三個接線柱，而其中一個是接地 的，另外兩個是接烙鐵芯兩根引線的(這兩個接線柱通過電源線，直接與220v交流電源相 接)。如果將220v交流電源線錯接到接地線的接線接柱上，則電烙鐵外殼就耍帶電，被焊 件也要帶電，這樣就會發(fā)生觸電容故。(7) 電烙鐵在焊接吋，最好選用松香焊劑，以保護烙鐵頭不被腐蝕。氯化鋅和酸性焊油 對烙鐵頭的腐蝕性較大，使烙鐵頭的壽命縮短，因而不易采用。烙鐵應放在烙鐵架

43、上。應 輕拿輕放，決不要將烙鐵上的錫亂拋。3. 電烙鐵的常見故障及其維護屯烙鐵在使用過程中常見故障冇：屯烙鐵通電后不熱，烙鐵頭不吃錫、烙鐵帶電等故 障。下面以內熱式20w電烙鐵為例加以說明。(1)電烙鐵通電后不熱遇到此故障時可以用萬用表的歐姆檔測量插頭的兩端，如果表針不動，說明冇斷路故 障。當插頭木身沒有斷路故障時，即可卸卜膠木柄，再用萬用表測量烙鐵芯的兩根引線， 如果表針仍不動，說明烙鐵芯損壞，應更換新的烙鐵芯。如果測量鐵芯兩根引線電阻值為2. 5k左右，說明烙鐵芯是好的，故障出現(xiàn)在電源引線及插頭上，多數(shù)故障為引線斷路，插 頭中的接點斷開?？蛇M一步用刀用表的rx1檔測量引線的電阻值，便可發(fā)現(xiàn)

44、問題。更換烙鐵芯的方法是：將固定烙鐵芯引線螺絲松開，將引線卸下，把烙鐵芯從連接桿 中取出，然后將新的同規(guī)格烙鐵芯插入連接桿，將引線固定在螺絲上，并注意將烙鐵芯多 余引線頭剪掉，以防止兩根引線短路。當測量插頭的兩端吋，如果萬用表插頭內短路，或者是防止電源引線轉動的壓線螺絲 脫落，致使接在烙鐵芯引線柱上的電源線斷開而發(fā)生短路。當發(fā)現(xiàn)短路故障時，應及時處 理，不能再次通電，以免燒壞保險絲。(2)烙鐵頭帶電烙鐵帶電除前邊所述的電源線錯接在接地線的接線柱上的原因外，還冇就是，當電源 線從烙鐵芯接線螺絲上脫落后，又碰到了接地線的螺絲上，從而造成烙鐵頭帶電。這種故 障容易造成觸電事故，并損壞元器件，因此，要

45、隨時檢查壓線螺絲是否松動或丟失。如有 丟失損壞應及時配好(壓線螺絲的作用是防止電源引線在使用過程屮的拉仲、扭轉而造成的 引線頭脫落)。(3) 烙鐵頭不“吃錫”烙鐵頭經長吋間使用后，就會因氧化而不沾錫，這就是“燒死”現(xiàn)象，也稱作不“吃 錫”。第4章 單片機系統(tǒng)的軟硬件調試一、硬件焊接步驟1、在通用pcb印制板上，根據(jù)實際電路元件以及電路原理圖進行合理布局；2、將集成電路插座按相同方向布局，集成電路插座缺口的左下腳為1腳；3、led顯示采用集成電路插座；4、選擇地線和電源線；5、焊接集成電路的所冇地線和電源線；6、注意電阻、電容、開關以及三極管等布局，電阻色環(huán)朝同一方向，電容有字面統(tǒng)一 朝外方向，

46、便于察看參數(shù)，開關和三極管按相同方向擺放；7、焊接電阻、電容、開關以及三極管等；8、每焊接一步，應該用萬用表檢杳是否正確連接，是否焊接牢固；9、每次焊接時，烙鐵頭與焊盤接觸時間不應超過3秒鐘，焊點應飽滿；二、硬件調試步驟1、焊接完成后，檢杳布局是否正確，特別時集成電路管腳方向是否一致；2、用萬用表按照電路原理圖重新測量一遍電路，檢查是否焊接錯誤，是否虛焊等;3、用萬用表測量地線和電源線，檢查是否存在電源短路現(xiàn)象；4、插上at89c51、led和其它集成電路，注意芯片方向;5、通電，利用硬件測試程序，對焊接電路進行測試；6、若出現(xiàn)故障，則斷電，根據(jù)故障現(xiàn)象，找出對應電路部分，進行排除；三、軟件調

47、試1、基于windows的星研軟件仿真集成環(huán)境其中windows版本完全vc+風格，二種顯示格式，中文界面，與keil公司的c51調試 軟件極大部分相同，其他各冇特色。同時支持keil公司c51、franklin公司c51、 iar/archimedes公司c51的無縫連接。功能強大的項目管理功能，用戶源程序的大小、模 塊文件的數(shù)口沒有任何限制，支持宏匯編、c、plm語言混合編程，為用戶的資源共享、課 題重組、快速恢復某一項目特定調試環(huán)境提供強冇力的手段。編輯器（vc+風格）、項目管理、啟動編譯、連接、錯誤定位、下載、調試全部集中于 一個環(huán)境下。多種仿真器，多類cpu仿真全部集成在一個環(huán)境下。

48、可仿真mcs51系列、mcs51 增強型系列、mcs196系列、pic系列、lpc76x等cpu。所有的操作完全相同，您在調試不 同種類cpu吋，不用為熟悉不同的軟件界面、操作方法而費吋費力。2、二種仿真方式軟件模擬仿真（不需要仿真器）、碩件仿真。3、豐富的調試手段支持鼠標下變量的直接顯示，支持所冇數(shù)據(jù)類型的觀察和修改。自動收集變量于變量 窗（口動、局部、模塊、全局）。常用變量可顯示于多個觀察窗中。特殊功能寄存器分別于多個標簽頁中。多個存貯器窗顯示程序空間、外部數(shù)據(jù)空間、內部數(shù)據(jù)空間（256）、高端內 部數(shù)據(jù)空間（大于256部分）的多個地址區(qū)域。支持拖拉功能，調試極為快速方便。4、仿真器型號及

49、功能仿真器型號主要功能可配置仿真頭super ice51可開發(fā)super tce16的mcs51部分的所有cpu硬件斷點數(shù)目、位置無限制，無限制夭折可與微機的串口、并口通信不占用reset/reset引腳功能，不占用cpu的中斷系統(tǒng) 碩件測試windows版本完全vc+風格64k仿真ram可出借給用戶作為程序、數(shù)據(jù)存貯器 仿真ram出借分辨率為8k個字節(jié)可對eprom、e2prom> cpu芯片編程鍵盤調試器：不用微機，也叮以調試p0d8051pod8751/52/55p0d2051pod552pod591pod592pod451pod78c438pod77e58super ice16具

50、有super ice51的所有功能可開發(fā)8位/16位數(shù)據(jù)總線的總多cpik可開發(fā)內部ram大于256 字節(jié) cpu 如：89c51rc+/rd+/rd2/592/660/ 662/664/668> 89s8252、 89c420、 77e58/78e516、 87c196mc/md/mh、 87c196kr/ks/kt/kq 等）含super ice51可配置仿真頭p0d8098pod80c198p0d196kb/kc/kdp0d196mc/md/mhpod196kr/kq/ks/ktp0d196jr/jq/js/jt四、調試環(huán)境介紹星研集成環(huán)境軟件分為編輯狀態(tài)、調試狀態(tài)，在編輯狀態(tài)，您

51、可以輸入、修改您的源 程序、建立、修改項目文件、對項目文件編譯、連接、錯課定位，星研內歐有一個與microsoft 公司完全兼容的編輯器，它支持拖拉（定義一個塊，用鼠標點住它，移動鼠標，可把它移 到、復制（同時按ctrl鍵）文件的其它地方或其它文件窗、觀察窗、存貯器窗中）、復雜 的撤消、重復。執(zhí)行主菜單丨運行丨進入調試狀態(tài)或點擊工具條的越，進入調試狀 態(tài)。（）項目文件1、建立項目文件a）執(zhí)行主菜單丨文件丨新建選擇“創(chuàng)建項目文件”，在“項h文件名”中輸入您的項目文件名，例如：example；在“位于哪個目錄”屮選擇一個項日文件存放日錄。b）選擇仿真頭、您需要仿真的cpu的公司、型號。點擊“下一步

52、”c）選擇語言d）按照您的硬件需要，設置編譯、連接控制項。e）設置存貯器出借方式。點擊“完成”，您的項h文件建立完畢。存貯器出借方式分為程序空間岀借方式、外部數(shù)據(jù)空間出借方式。枷風選中相應的復選框,該8k空間 在您的系統(tǒng)上;不選中相應的復選框,該8k空間在仿真器上。2、添加模塊文件工作區(qū)窗的項目視中，包含“源文件”、“頭文件”、“庫文件”、“其它文件”，“其它文件”中通常包 含對該項目用途作一些說明的文件。“庫文件”通常包含編譯軟件口帶的obj文件、lib等庫文件。a）如果您的模塊文件還沒建立，您可以執(zhí)行主菜單丨文件丨新建;在“文件名”中輸入模塊文件名，在“位于哪個目錄”中，選擇一個文件存放的li錄，通常與項h 文件名在同一個目錄；選中“添加到項目文件中”，系統(tǒng)自動將該模塊文件加入到項目中。b）添加已存在的模塊文件，庫文件在丁作區(qū)窗的文件視中按鼠標右鍵，系統(tǒng)彈出一個菜單，選擇“添加文件”，選擇需要添加到項 目文件中的各種文件。在選擇文件時，按住“ctrl”，一次町添加多個文件。使用主菜單i項目i添加文件,也可以添加文件。c）在文件窗中，按鼠標右鍵，系統(tǒng)彈出一個菜單，選擇“添加文件至項目”，即可將當前文件添加 至項目中。3、編輯程序衣工